虚拟现实也称虚拟环境,是一项综合性计算机图形交互技术,在最近几年发展迅速,其应用领域涉及计算机图形学等许多方面.计算机图形学是该项技术的理论和技术基础.计算机图形学的发展带动了虚拟现实技术的进步,同时虚拟现实技术在各领域中的广泛应用也使图形学的各个研究方向得到充分发展.

中国包头

职大学报

2008年第2期

虚拟现实技术与图形学

石玉玲

(牡丹江大学，黑龙江牡丹江157000)

摘要：虚拟现实也称虚拟环境，是一项综合性计算机图形交互技术，在最近几年发展迅速，其应用领域涉及计算机图形学等许多方面。计算机图形学是该项技术的理论和技术基础。计算机图形学的发展带动了虚拟现实技术的进步，同时虚拟现实技术在各领域中的广泛应用也使图形学的各个研究方向得到充分发展。

关键词：虚拟现实；计算机；图形学；仿真；应用中图分类号：TP37

文献标识码：B

文章编号：167l—1440(2008)02—0090．加2

种技术的特点在于：计算机产生一种人为虚拟的环境，这种虚拟的环境是通过计算机图形构成的三维空间，或是把其它现实环境编制到计算机中去产生逼真的“虚拟环境”，从而使得用户在视觉上产生一种沉浸于虚拟环境的感觉。这种技术的应用，改进了人们利用计算机进行多工程数据处理的方式，尤其在需要对大量抽象数据进行处理时。它的兴起，为人机交互界面的发展开创了新的研究领域；为智能工程的应用提供了新的界面工具，为各类工程的大规模的数据可视化提供了新的描述方法。这种技术的特点在于，计算机产生一种人为虚拟的环境，这种虚拟的环境是通过计算机图形构成的三度空间，或是把其它现实环境编制到计算机中去产生逼真的“虚拟环境”，从而使得用户在视觉上产生一种沉浸于虚拟环境的感觉。这种技术的应用，改进了人们利用计算机进行多工程数据处理的方式，尤其在需要对大量抽象数据进行处理时；同时，它在许多不同领域的应用，可以带来巨大的经济效益。正如其它新兴科学技术一样，虚拟现实技术也是许多相关学科领域交叉、集成的产物。它的研究内容涉及到人工智能、计算机科学、电子学、传感器、计算机图形学、智能控制、心理学等。

于是我们可以说，虚拟现实的基础是对环境的虚拟。而对环境的虚拟又主要基于计算机图形学运用。近年来计算机图形学的发展对虚拟现实技术极大的推动作用．也说明了计算机图形学在虚拟现实技术领域中的主要领导地位。从本质上说，虚拟现实就是一种先进的计算机用户接口，它通过给用户同时提供诸如，视、听、触等各种直观而又自然的实时感知交互手段、最大限度地方便用户的操作，从而减轻用户的负担、提高整个系统的工作效率。虚拟现实技术因此具有以下四个重要特征：

一、多感知性

计算机图形学是利用计算机研究图形的表示、生成处理及显示的一门科学，它是目前计算机科学中应用最为广泛的分支之一。计算机图形学的研究内容非常广泛，如图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法，以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实技术等。

虚拟现实简称VR，是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境，具体地说，就是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境．用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生亲I临等同真实环境的感受和体验。

关于虚拟现实的发展历史，一般认为虚拟现实的基本思想首次诞生于l

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5年，IvanSutherland在篇名为

(TheUltimateDisplay)(终极的显示)的论文中首次提出了包括具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示的虚拟现实系统的基本思想，从此，人们正式开始了对虚拟现实系统的研究探索历程。到了1

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8年，相关研究人员

开发出了第一个计算机图形驱动的头盔显示器(helmetmounkeddisplay，HMD)以及相关系统，利用这套系统，用户不仅可以从不同角度观察到三维线框图，还可以进行空间定位。基于lvanSuthedand的非凡成就，他不仅被认为是“计算机图形学之父”，也被认为是“虚拟现实技术之父”。这也从一个侧面反映了计算机图形学与虚拟现实技术的密切联系。本文研究方向主要研究计算机图形学在虚拟现实中的应用，研究虚拟现实技术在工程中的应用。

虚拟现实技术的兴起为人机交互界面的发展开创了新的研究领域；为智能工程的应用提供_『新的界面工具；为各类工程的大规模的数据可视化提供了新的描述方法。这

所谓多感知性就是说除了一般计算机所具有的视觉感

收稿日期：2007一Il一侈

作者简介：石玉玲(1973一)．河南南阳人，牡丹江大学讲师．研究向：计算机图形学，多媒体技术。

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