虚拟现实技术的发展与在军事领域中的应用

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1、word格式文档虚拟现实技术的发展及其在军事领域中的应用Aaa摘要：虚拟现实是人类在探索自然过程中创造形成的一种用于认识自然、模拟自然,进而更好地适应和利用自然的科学方法和技术。文中在分析虚拟现实全过程的基础上,对虚拟现实技术的发展历程进行了阶段性概括，介绍了国内外研究现状并指出了国内外研究差距和现阶段研究热点。然后对虚拟现实技术的人机交互及设备进行概括介绍并以虚拟现实技术在军事演练领域上的应用为例论述了虚拟现实在该领域的研究成果和发展趋势;最后指出虚拟现实需要进一步致力研究解决的若干理论和技术问题。关

2、键词：虚拟现实技术；人机交互；军事演练1引言虚拟现实（virtualreality，VR）是以计算机技术为核心，结合相关科学技术，生成与一定范围真实环境在视、听、触感等方面高度近似的数字化环境，用户借助必要的装备与数字化环境中的对象进行交互作用、相互影响，可以产生亲临对应真实环境的感受和体验。虚拟现实是人类在探索自然、认识自然过程中创造产生，逐步形成的一种用于认识自然、模拟自然，进而更好地适应和利用自然的科学方法和科学技术。虚拟现实（virtualreality，VR）技术，是20世纪末才兴起的一门崭新

3、的综合性信息技术。它融合了图像处理、计算机图形学、人工智能、多媒体技术、传感器、网络以及并行处理技术等多个信息技术分支的最新发展成果，为创建和体验虚拟世界提供了有力的支持，从而大大推进了计算机技术的发展。VR技术的特点在于，由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构成的三维空间，或是把其他现实环境编制到计算机中去产生逼真的“虚拟环境”，从而使得用户在多种感官上产生一种沉浸于虚拟环境的感觉。VR技术一经问世，人们就对它身临其境的真实感和超越现实的虚拟性的追求，以及建立的个人能够沉浸其中、

4、进出自如并具有交互作用的虚拟世界产生了浓厚的兴趣。因此，有关人士认为：20世纪80年代是个人计算机的时代；90年代是网络、多媒体的时代；21世纪初则将是VR技术的时代。2国内外研究现状2.1国外研究现状VR概念、思想和研究目标的形成与相关科学技术，特别是计算机科学技术的发展密切相关，经历了几个阶段。1929年LinkE.A.发明了一种飞行模拟器，使乘坐者实现了对飞行的一种感觉体验，可以说这是人类模拟仿真物理现实的初次尝试。其后随着控制技术的不断发展，各种仿真模拟器陆续问世。1956年，HeilegM.开

5、发了一个摩托车仿真器Sensorama，具有三维显示及立体声效果，并能产生振动感觉。他在1962年的“SensoramaSimulation”专利已具有一定的VR技术的思想[1]。电子计算技术的发展和计算机的小型化，推动了仿真技术的发展，逐步形成了计算机仿真科学技术学科。1965年，计算机图形学的重要奠基人Sutherland[2]博士发表了一篇短文“theultimate专业整理word格式文档display”，以其敏锐的洞察力和丰富的想象力描绘了一种新的显示技术。他设想在这种显示技术支持下，观察者可

6、以直接沉浸在计算机控制的虚拟环境之中，就如同日常生活在真实世界一样。同时，观察者还能以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互，如触摸感知和控制虚拟对象等。Sutherland的文章从计算机显示和人机交互的角度提出了模拟现实世界的思想，推动了计算机图形图像技术的发展，并启发了头盔显示器、数据手套等新型人机交互设备的研究。1966年，SutherlandI.E.等开始研制头盔式显示器（headmounteddisplay,HMD），随后又将模拟力和触觉的反馈装置加入到系统中。1973年，KruegerM.提出

7、了“ArtificialReality”一词，这是早期出现的VR词语。由于受计算机技术本身发展的限制，总体上说20世纪六、七十年代这一方向的技术发展不是很快，处于思想、概念和技术的酝酿形成阶段。进入20世纪80年代，随着计算机技术，特别是个人计算机和计算机网络的发展，VR技术发展加快。这一时期出现了几个典型的VR系统，1983年美国陆军和美国国防部高级项目研究计划局（DARPA）共同制定并实施SIMNET（SimulationNetworking）计划，开创了分布交互仿真技术的研究和应用。SIMNET的

8、一些成功技术和经验对分布式VR技术的发展有重要影响。1984年,MeGreevyM.和HumphriesJ.开发了虚拟环境视觉显示器，将火星探测器发回地面的数据输入计算机，构造了三维虚拟火星表面环境。此外还有VIDEOPLACE、VIEW等。这些系统的开发推动了VR理论和技术的研究。1986年，Fisher等[3]发表VR系统方面的论文。1957年，Foley[4]在具有影响力的《ScientificAmericanMagazine》上发表