張爽

【摘要】 隨著數(shù)字化體驗(yàn)時(shí)代的發(fā)展，體驗(yàn)式與沉浸式的人機(jī)互動(dòng)成為熱點(diǎn)，人機(jī)交互方式日益趨向自然化。VR設(shè)備被高效的利用在數(shù)字娛樂，虛擬博物館，醫(yī)療等多領(lǐng)域。本文通過對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)廣泛應(yīng)用、發(fā)展歷程及發(fā)展前景的展現(xiàn)，希望對(duì)今后虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用提供理論參考。

【關(guān)鍵詞】 虛擬現(xiàn)實(shí) 數(shù)字媒體 人機(jī)體感交互 用戶體驗(yàn)

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的人機(jī)交互方式及原理

1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的交互特征。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）也被稱為是靈境技術(shù)，是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，是一種多源信息融合的交互式的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真，通過計(jì)算機(jī)設(shè)備創(chuàng)造視聽感受逼真的三維虛擬環(huán)境。具有多感知性、交互性、自主性、沉浸式特征。交互性體現(xiàn)在以用戶為主體，在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中近乎自然的三維立體交互與多感知的人機(jī)交互。沉浸性體現(xiàn)在使得用戶能把自己置身在計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的三維虛擬環(huán)境中，讓用戶能夠在虛擬環(huán)境中感知各對(duì)象的相互作用[1]。自主性的特征則體現(xiàn)在讓人能從定量定性的綜合系統(tǒng)中來獲得感性或理性的認(rèn)識(shí)，從中能夠獲得相應(yīng)的啟發(fā)和深化概念的過程，從而萌發(fā)新意。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在交互特征方面得以顯著的提現(xiàn)。

2、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的系統(tǒng)的構(gòu)成。在系統(tǒng)的模塊上包括傳感器模塊、反饋模塊、檢測(cè)模塊、控制模塊等。傳感器模塊用來接收用戶操作命令，應(yīng)用在虛擬環(huán)境中，把操作后所產(chǎn)生的結(jié)果運(yùn)用反饋形式提供給用戶。反饋模塊則接收傳感器信息，及時(shí)反饋給用戶。檢測(cè)模塊是對(duì)用戶操作命令的監(jiān)測(cè)，然后通過傳感器作用于虛擬環(huán)境?？刂颇K用于構(gòu)建現(xiàn)實(shí)與虛擬的環(huán)境。數(shù)字娛樂中運(yùn)用最廣泛的，基于Unity3D的體感游戲開發(fā)的Kinect傳感器，是通過骨骼動(dòng)作捕捉和感知外界的CMOS紅外傳感器是通過黑白光譜感知環(huán)境，黑白間的灰色地帶對(duì)應(yīng)物體到傳感器的物理距離 [2]。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展歷程分析

1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用日趨商業(yè)化與廣泛化，尤其在數(shù)字娛樂領(lǐng)域中的體感游戲設(shè)計(jì)、3D展示、實(shí)景還原等應(yīng)用中。在工智能中提升計(jì)算機(jī)自學(xué)功能，增強(qiáng)其趣味性與高效運(yùn)作能力。而作為傳輸顯示信息的媒體，在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用下，能夠?qū)㈧o態(tài)藝術(shù)通過轉(zhuǎn)化成為動(dòng)態(tài)的藝術(shù)，提升藝術(shù)的欣賞度和藝術(shù)感染力[3]。在教育領(lǐng)域中，教學(xué)中的應(yīng)用，通過建立虛擬的校園通過師生間以及學(xué)生間的信息交流，加強(qiáng)彼此的溝通。通過虛擬課堂的建立，推動(dòng)在線教育和數(shù)字校園的發(fā)展，而通過模擬實(shí)驗(yàn)的建立就能夠通過虛擬技術(shù)對(duì)虛擬的儀器進(jìn)行制作，讓學(xué)生能夠不受環(huán)境以及時(shí)空等條件的限制，在實(shí)驗(yàn)的安全性上也能得到保障。在城市規(guī)劃中用于展示宣傳城市建設(shè)，系統(tǒng)根據(jù)城市的當(dāng)前狀況和對(duì)未來的規(guī)劃，將城市的過去、現(xiàn)在、未來展現(xiàn)在市民面前。[4]虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域以及工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，虛擬人體讓醫(yī)生對(duì)人體的構(gòu)造以及功能。在手術(shù)系統(tǒng)的虛擬過程中，能夠提高手術(shù)的技術(shù)。而將這一技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用，就能進(jìn)行虛擬裝配以及工控仿真等[3]?，F(xiàn)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域出現(xiàn)的多媒體電子裝置，包括3G重力感應(yīng)手機(jī)，移動(dòng)互動(dòng)電視、巨型投射銀幕交互投影展示，小巧的電腦裝置等以不同的形式改變著我們的生活，而包含多種感應(yīng)器官的互動(dòng)媒體的研究也成為必然，而綜合運(yùn)用多種器官來實(shí)現(xiàn)互動(dòng)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)稱為互動(dòng)多媒體系統(tǒng)。2010年11月4日美國(guó)微軟退出了XBOX，體感周邊設(shè)Kinect，使體感游戲與虛擬技術(shù)的融合，在以人為中心的交互設(shè)計(jì)中呈現(xiàn)出炫酷的核心玩法和機(jī)制。

2、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展歷程分析。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在發(fā)展中經(jīng)歷了幾個(gè)重要的階段，從上世紀(jì)五十年代到七十年代是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展的探索階段，美國(guó)的相關(guān)研究人員首次提出了有交互圖形顯示力反饋設(shè)備和聲音提示的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)基本思想。到了1966年就對(duì)頭盔式顯示器研制工作進(jìn)行了實(shí)施，在1975年的時(shí)候提出了人工現(xiàn)實(shí)這一思想。構(gòu)想了液晶顯示器以及立體輸出裝置以及跟蹤裝置三部分所構(gòu)成的頭盔顯示器系統(tǒng)，并進(jìn)行設(shè)計(jì)了雙目潛望式全景器[5]。在九十年代初期宇航員對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在航天飛機(jī)領(lǐng)域進(jìn)行了應(yīng)用，并獲得了成功。在進(jìn)入到新的發(fā)展階段，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展又有了新的進(jìn)展，在世界最大的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)軟件公司之一的英國(guó)超景公司組織開發(fā)出了，在電腦屏幕上進(jìn)行游覽超級(jí)城市的立體圖像，對(duì)人們的生活場(chǎng)景進(jìn)行了真實(shí)性的模擬，并在諸多的領(lǐng)域也有了更廣泛的應(yīng)用。

結(jié)語：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將會(huì)發(fā)展成為一種改變我們生活方式的新突破，目前，卡發(fā)著如何為用戶提供一個(gè)真正的身臨其境的體驗(yàn)還存在技術(shù)局限性，現(xiàn)階段虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還需要加深理論的研究與實(shí)踐方法總結(jié)，從而更好的促進(jìn)實(shí)際的技術(shù)應(yīng)用和推廣，為用戶提供更好的交互體驗(yàn)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 陸輝，繆明月. 基于虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)急管理實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)研究[J]. 教育教學(xué)論壇. 2015（27）

[2] MICHELLE MENARD. Game developer with Unity[M].史曉明，李強(qiáng)譯.北京：機(jī)械出版社2012

[3] 劉桐. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在房產(chǎn)展示系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代交際. 2015（03）

[4] 張菁，張?zhí)祚Y，陳懷友，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及應(yīng)用[M]。北京：清華大學(xué)出版社，2011

[5] Williamr Sherman ，Understanding virtual reality：interface，application and design 2002