虚拟现实技术

虚拟现实技术是将计算机、通信网络、传感器、图文声像等多种技术和设备组合起来创造出的一个虚拟的“真实世界”,在这个世界里,人们看到、听到和触摸到的都是一个并不存在的虚幻景物,是现代高超的计算机模拟技术使我们产生了“身临其境”的感觉。例如,学生们坐在没有黑板和讲台的教室里,只要戴上一顶特殊的头盔、手握操纵杆,眼前就会出现一幅幅栩栩如生的景象。上化学课时,学生们通过电脑将采集的一个氧原子和两个氢原子合在一起,眼前就会出现一个网状的水球,这是学生们自己创造的水分子。上物理课时,学生们可以自己动手创造出降雨、水汽蒸发等自然景观,亦真亦幻、生动有趣,这种新颖的教学方式就是通过虚拟现实技术实现的。

虚拟现实技术为人们提供了一种理想的教学手段,目前已广泛应用在军事教学、职业培训、体育训练和医学实习中。对于第一次走上手术台的医生来说,都免不了会紧张恐慌,但借助虚拟现实技术,情形就好多了。他们可以在显示器上一遍又一遍地模拟手术、移动人体内的各种器官、寻求最佳手术方案。这种模拟器显示的人体结构可以达到乱真的程度。比如医生可以观察虚拟器官对刺激的反应;如果开刀,虚拟血液就会从伤口处汩汩流出;如果解剖器官,就会显示出器官被一分为二后的内部情形。英国曼彻斯特皇家医院研制的模拟器还配有特殊手套,医生戴上后去“抓住”、“移动”、“挤压”某一器官时,还会感觉到“力反馈”,好像在人体里真实操作一样。

随着计算机技术的进步,特别是多媒体技术的进步,虚拟现实技术近年来也得到了长足的发展。美国宇航局埃姆斯研究中心的科学家将探索火星的数据进行处理后,构造了火星的虚拟现实图像。研究人员可以看到全方位的火星表面景象:高山、平川、河谷,以及纵横的沟壑里被风化得斑斑驳驳的巨石。所有这些都显得十分清晰逼真,而且不论你从哪个方向看这些图,视野中的景象都会随着你头的转动而改变,就像你真的置身于火星上漫游、探险一样。

当然,要使虚拟现实图像达到以假乱真的效果并不容易,这需要大量的

图像、数字信息和相应的信息传输、显示技术,图像压缩和解压缩技术等。例如美国德克萨斯州的第一个“可见的人”的虚拟图像就是由数千帧人体不同截面的射线、磁和光的图像组成的,所有这些信息经技术处理后被存贮起来,医生们只要通过交互网络调用,就可看到详细的人体图。“可见的人” 信息量巨大,它所占用的信息空间相当于《大不列颠百科全书》信息量的 50 多倍。

在人们的日常生活中,电子游艺机可以说是最常见最简单的虚拟现实系统了,它所形成的人机合一的特殊环境,可以使人们初步领略到自己编辑、导演故事并担任故事中当事人的乐趣。另外,国外已出现了可以帮助顾客卖房、购房的虚拟现实服务。在日本松下公司设计的“虚拟厨房”里,顾客可以把想买的设备和餐具安置在厨房的相应位置,自己“走进去”看看是否合适。虽然人们知道这一切都是虚拟的,但仍会被它那逼真的效果所迷惑,一不小心就会全心身地投入进去,并且最终买走了自己称心的商品。

此外,还有虚拟实验室、虚拟仓库、虚拟商场、虚拟证券交易所、虚拟战场⋯⋯。

计算机的确神奇无比、无处不在,它无疑将成为未来社会的顶梁柱、主心骨和大脑。可以说,未来世界离不了计算机,没有计算机,就没有未来世界。