在很多游乐场我们都可能经历过这样的情景：在一个显示环境中，你戴上一副三维立体眼镜，手持传感器，如同置身于一个虚幻的世界中，还能对其中的物体进行操作，身边的一切都是那么的真实，如同现实生活中一般。没错，这就是一套虚拟现实系统。虚拟现实是计算机和用户之间的一种理想化的人机界面形式，与传统的人操作计算机模式相比，虚拟现实系统让用户置身于一个虚拟的真实环境当中，为用户带来了身临其境的想象空间，用户通过传感设备对该虚拟环境中的物体进行操作，充分体验到了人-机之间的交互性。
什么是虚拟现实(Virtual Reality)技术?
虚拟现实，英文名称为Virtual Reality，简称VR技术，是由美国VPL公司创建人拉尼尔（Jaron Lanier）在80年代初提出的，也称灵境技术或人工环境，也就是借助计算机相关硬件设备，让用户在听觉、视觉等方面感受到虚拟环境。近年来，虚拟现实技术的发展日新月异，成为科技发展热点之一，虚拟现实技术也在各行业得到了广泛应用。作为科技发展的顶尖技术之一，虚拟现实融合了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络等多种技术发展成果于一体，是一种由计算机生成的高技术模拟系统。虚拟现实技术的主要特点是计算机通过图形构建组成三维数字模型，生成融合了视觉、听觉和触觉的一种人工虚拟环境，让用户完全沉浸于这个系统之中，通常来说，虚拟现实系统的输出设备主要针对用户的感觉器官，头盔式显示器就能将用户的听觉功能完全置于虚拟环境之中，通过视觉的观看，触觉的操作触摸和听觉的立体声效果来感受周围事物的变化，与计算产生交互作用，让人-机充分融为一体，让用户产生一种身临其境的感受。这就是虚拟现实技术的第一个特征：沉浸式。
虚拟现实技术的第二个特点就是交互性。虚拟现实系统是一个开放的动态系统，用户可以采用控制和监控手段对系统进行操作，这一点与我们平常所遇到的CAD系统模型大相径庭，比如工程师在设计一套建筑大楼的时候，他可以真切地将构建中的建筑以3D形式在显示屏上显示出来，还可以走进这栋虚拟大楼，都楼里的设施进行控制：如开门、关灯等动作。用户在手握东西的时候，能够真切地感受到东西的重量。医生可以在虚拟现实系统中对病人病情进行诊断，手术等。也就是说，虚拟现实系统是一个人-机互动式系统。
虚拟现实系统的组成
虚拟现实系统的组成部件包括了计算机处理器、应用软件、输入输出设备。但不同类型的虚拟现实系统采用的设备是不一样的，本文中我们所指的虚拟现实系统都是沉浸式系统，其主要设备包括了PC、头盔显示器(HMD)、数据手套和头部跟踪器、屏幕、三维立体声音设备。虚拟环境处理器是虚拟现实系统的核心部件，用于完成虚拟世界的产生和处理功能。输入设备将用户输入的信息传递给虚拟现实系统，并允许用户在虚拟环境中改变自己的位置、视线方向和视野，也允许改变虚拟环境中虚拟物体的位置和方向，而输出设备是由虚拟系统把虚拟环境综合产生的各种感官信息输出给用户，使用户产生一种身临其境的逼真感。
我们平常在娱乐场所或者展会上看到的虚拟现实系统一般都采用了三维立体眼镜，三维眼镜是用于观看立体游戏、立体电影、仿真效果的计算机装置，是基于页交换模式(Pagefilp)的立体眼镜，分有线和无线两种，是目前最为流行和经济适用的虚拟现实观察设备。然而，在应用要求较高的沉浸式系统中，三维眼镜的效果往往不能满足需求，我们一般采用应用较为广泛的头盔显示器，头盔显示器又称数据头盔或数字头盔，用于跟踪头部运动的虚拟现实头套，我们知道，在传统的计算机图形技术中，视觉方向的改变是通过移动鼠标或键盘来实现的，用户的视觉系统和运动感知系统是分离的，而利用头部跟踪来改变图像的视角，用户的视觉系统和运动感知系统之间就可以联系起来，感觉更逼真。另一个优点是，用户不仅可以通过双目立体视觉去认识环境，而且可以通过头部的运动去观察环境。头盔还可单独连接主机，以接受来自主机的立体或非立体图形信号，通常的头盔显示器的视野范围为70"，角度30度左右，一般和头部跟踪器配合使用，使用者可以不受外界环境的干扰，在视觉上可以达到沉浸式效果。
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头部跟踪器主要用来测量用户的头部或者身体的某个部位的空间位置和角度，一般与其他虚拟现实设备结合使用，如：头盔、立体眼镜、数据手套等，用户在空间上能够自由移动、旋转。目前有六自由度和三自由度两种产品。数据手套是一种多模式的输入设备，通过软件编程，将用户的动作转换为计算机输入信号，如可进行虚拟场