虛擬現實技術 ABC
它由計算機硬體、軟體以及各種感測器構成三維信息的人工環境 —— 虛擬環境。是可實現的和不可實現的物理上的、功能上的事物和環境。用戶投入到這種環境中，即可與之交互作用。 VR 已在娛樂、醫療、工程與建築、教育與培訓、軍事、科學和金融可視化等方面獲得了應用，它將是 21 世紀廣泛應用的一種新技術。
1 ．虛擬現實技術的概念VR 技術是一種綜合計算機圖形技術、多媒體技術、感測器技術、並行實時計算技術、人工智慧、模擬技術等多種學科而發展起來的近年來發展較快且較活躍的最新技術。 VR 技術以模擬方式為使用者創造一個實時反映實體對象變化與相互作用的三維圖像世界 , 在視、聽、觸、嗅等感知行為的逼真體驗中 , 使參與者可以直接參与和探索虛擬對象在所處環境中的作用和變化 , 彷彿置身於一個虛擬的世界中，產生沉浸感。
VR 技術追求的是將傳統的計算機從一種需要人用鍵盤、滑鼠對其進行操作的設備變成了人處於計算機創造的人工環境中 , 通過感官、語言、手勢等比較「自然」的方式進行「交互、對話」的系統和環境。它將從根本上改變目前讓人去適應計算機的不友善的局面，而變成讓計算機來適應人的一種新體制，從而使人不需要經過專門訓練就可在不知不覺中使用計算機，大大擴大了計算機的應用，使計算機滲透到人們工作、學習和生活的各個領域。正是這個特點，有人把 VR 技術稱為 21 世紀的一種技術。
VR 技術有 3 個重要的特徵： (1) 沉浸感 (Immension) ：要求計算機所創造的虛擬環境能使操作者有 「 身臨其境 」 的感覺，就像現實世界一樣。使操作人員相信在虛擬境界中人也是確實存在的 , 而且在操作過程中他可以自始至終地發揮作用，就像真正的客觀現實世界一樣。 (2) 交互性 (Interactivity) ：操作者與虛擬環境中所遇到的各種對象的相互作用的能力，操作者不再是被動接收信息，用戶是交互作用的主體，與虛擬物體可進行多行為的交談。 (3) 構想 (Imagination) ：可使操作者沉浸於定性和定量的環境中獲取新的知識，提高感性和理性認識，從而產生新的構思。所以， VR 技術強調的是一種身臨其境的方式。
VR 的技術特徵： (1) 多感知性：除 PC 所具有的視覺感知外，還有聽覺、力覺、觸覺和運動感知，理想的 VR 應該具有人所具有的感知功能。 (2) 存在性：操作者感到作為主角存在於模擬環境中的真實程度，理想的模擬環境應該達到操作者難以分辨真假的程度。 (3) 交互性：操作者對模擬環境內物體的可操作程度和從模擬環境中得到反饋的自然程度（包括：實時性）。 (4) 自主性：虛擬環境中物體依據物理定律動作的程度。
2. 虛擬現實技術的發展現狀及未來發展趨勢
VR 是 80 年代末期一些先進國家發展起來的技術，它採用了電子工業百年來的研究成果，並隨著它們的技術發展而發展。本世紀末，專業 VR 技術硬、軟體技術競相登台。從目前總體水平看， VR 技術正走向實用，已有許多成功的經驗。
近幾年， VR 各個方面都得到了發展，並在多個領域中獲得應用。
3 ．虛擬現實系統的種類
房間型 （ cave ）虛擬模擬系統－－全沉浸式
幕牆型 （ wall ）虛擬模擬系統－－（平面和弧型柱面）
桌面型 （ desk ）虛擬模擬系統 4 ．虛擬現實系統的組成
VR 系統包括硬體和軟體兩個部分。
1〕虛擬現實系統的硬體
為了實現身臨其境的交互環境，要求系統具有實時的三維計算機圖形，大視角的立體顯示，頭部跟蹤，手及姿勢跟蹤，三維聲音，以及觸覺反饋和力反饋等。為了達到上述技術要求，目前已經開發出滿足上述要求的 VR 裝置，在視覺方面有：立體眼鏡、頭盔式立體顯示器等，在聽覺方面有：三維聲音產生器等，在力覺、觸覺等方面有：數據手套、數據衣、頭跟蹤器、手跟蹤器及姿勢跟蹤器，以及一些語音識別、眼球運動檢測等裝置，在未來還會開發出味覺、嗅覺系統，那時， VR 將更加真實， VR 技術也會更加先進。
VR 系統的硬體從功能上可分成 5 個部分：
(1) 計算機 ：是硬體的核心，用於完成虛擬世界中物體的模擬計算 , 構成虛擬世界 。為了達到逼真的效果，要求系統具有實時響應的性能，這對 VR 系統一個非常重要的。從目前來看 , 可選的計算機設備有 超級圖形工作站和 由 PC 機組成的分散式實時網路系統。
SGI 超級圖形工作站
對大型 VR 應用系統 , 低性能的計算機難以滿足實時要求 , 必須具有較高圖形性能的工作站。對大型 VR 應用系統而言，由於 VR 的實時性要求，低性能的計算機難以滿足實時要求，一般以較高圖形性能的工作站為主，國外有許多可用於 VR 的工作站，其中最值得一提的是 SGI 公司的圖形工作站。該公司為 VR 系統提供了一系列最先進的超級計算機系統，總部設在美國加州山景城。 SGI 圖形平台被認為是構成 VR 系統的最佳選擇 , 其性能價格比高。其中 Origin 伺服器多達 128 個 MIPSR1000064 位 CPU ，以致人們一談到 VR 就談到 SGI ，一談到 SGI 就意味著 VR 技術。從價格便宜的 RealityStation 到 OpwerOnyx 超高速圖形系統。 RealityStation 的 RealityEngine 圖形系統是性能價格較合適的開發平台， Onyx 是其系列產品中的核心產品，它是圖形體系結構中具有最先進的多處理器的產品，在 Unix 環境下，具有靈活、開放的系統設計方法。
基於 PC 的 VR 系統
為使 VR 系統達到高性能的效果，常需要高性能的工作站和昂貴的 VR 設備，使經費問題成為 VR 研究的主要障礙。目前 PC 機的性能與工作站的距離已大大縮小，面向 PC 的多媒體技術飛速發展，使得中低檔 VR 應用落戶 PC 成為了可能。由於 PC 性能價格比不斷提高，為 VR 在 PC 平台上的普及提供了機遇。特別是在國內 , 開發 PC 平台的 VR 應用更具有推廣價值。利用 PC 機實現 VR ，一般具 5 個特點：①在個人機上實現 「 臨境 」 感；②利用 DVI 技術，可獲得實時加紋理的三維圖像；③易於進行應用開發作業；④可支持人機介面用的硬體；⑤三維數據支持 DCX 文件。這些特點，可使 VR 應用系統的開發更為簡便。利用 PC 機資源，是使 VR 大眾化、家庭化的必由之路。雖然，複雜的 VR 應用系統建立在高性能的圖形平台上，但對於象藝術和教育這類非實時的應用，基於 PC 的低檔桌面系統還是可行的。
(2) 顯示設備 ：顯示設備用以產生視覺效果。顯示設備和普通計算機屏幕顯示不同， VR 系統要求提供大視野顯示，雙眼立體顯示，而且要求高刷新速度、高解析度。從視覺效果來講， 要滿足實時性，圖像刷新速度至少 15 幀 /s ； 20 幀 /s 的圖像刷新速度，就使人能感覺到圖像是連續的，但還會有抖動。長時間觀察，就會使人頭暈眼花，要想與我們日常所見相同，圖像刷新速度必須要有 30 幀 /s 。而雙眼有一個立體視差，是由兩幀圖像組成的；因此 , 送到顯示設備的圖像速率為 60 幀 /s 才會有很好的效果。
(3) 頭部和手部跟蹤設備 ：頭部跟蹤設備用於跟蹤操作者頭部的位置和方向，以動態地產生虛擬世界中人所「看到」的圖像，模擬人在虛擬世界中的運動，它是 VR 系統中獨有的、不可缺少的設備。手部跟蹤設備和頭部跟蹤類似，用以得到手掌的位置和方向。
(4) 手操作數字化設備 ：用手作為和計算機交互的主要手段來代替鍵盤、滑鼠是 VR 的一項重大突破，它的作用是將手操作的結果進行數字量化。目前比較成熟的數字化設備有數據手套、外管架設備、控制手套、搖桿、三維滑鼠、空間球、指揮棒等設備。
(5) 其它感官設備 ：除視覺設備外，近年來也開始發展聽覺 ( 聲音和語言 ) 、觸覺、力覺設備等。
2〕虛擬現實系統的軟體
在 VR 系統中，硬體是基礎，軟體是核心。尤其是像 VR 這種以三維圖形為主的複雜系統 , 如果一切都從基礎工作做起，其軟體的工作量大到不可思議，而且也無此必要。利用現有開發平台可以大大提高效率。目前， VR 應用系統的常用開發軟體有； (1) WTK(WorldToolKit) ： 由美國 Sense8 公司開發， WTK 不依賴硬體環境，適用包括 PC 機在內的各類硬體平台： WorldToolKit-Windows: Windows 3.1 或 NT ； WorldToolKit-SGI ： IRIX 。 (2) MultiGen 和 Vega ： 由美國 MultiGen-Paradigm 公司開發，是非常成熟和出色的三維建模軟體和實時模擬軟體，用於三維視覺數據的建立和編輯，以及視景模擬。 MultiGen 系統的模塊化設計可以滿足用戶不同應用的要求，它的資料庫格式 Openflight 已成為飛行模擬領域的標準，也為 VR 系統廣泛採用。 (3) PerFormer ： 由 SGI 公司開發，該軟體有 SGI 的圖形工作站技術作堅強後盾，對其 SGI 的多 CPU 系統有最充分的利用和支持。故有很好的 VR 性能，其系統可產生 60 幀 /s 的圖像速度，對於缺幀圖貼有很好的平滑演算法。（ 4 ）還有 OpenGL ， VRML ， 3DS MAX ， Maya ， Photoshop ， Eai 等用於應用系統的開發。
5 ．虛擬現實技術的應用九十年代的 VR 技術雖然發展較晚，但它在許多領域取得了舉世矚目的成果。 VR 以其卓越而自然的人機交互方式、身臨其境的非凡感受、衝擊傳統的思維模式而成為計算機領域的熱門話題。近幾年，隨著計算機圖形加速能力、浮點計算能力、實時分布處理能力、 3D 音效能力的大幅度提高以及感測器和顯示器技術的飛速發展， VR 系統和設備開始走向成熟，從而觸發了除國防訓練、軍事模擬以外的教育、醫療、娛樂、科技、製造、旅遊、城市規劃、建築和商業等一系列領域中的應用。
以下是 VR 技術應用於現實生活中的一些方面：
1) 遠程教育與教學培訓
VR 技術用於教育是一種非常有意義的潛在市場，利用 VR 將實際過程與理論分析合二為一的課程教育是一個新的教學形式。國內外一些高等院校成功開發了基於集成聲音、圖像及其他多媒體技術的三維空間的遠程教育中心，它製造了一個完全立體化的模型，虛擬出真實的校園環境，用戶進入教育中心如同進入真正的學校一樣，可以進行提問、考試等，進行實時教學和交流。
例如，美國懷俄明州的卡斯帕的一些中學生，有幸從 1993 年開始試驗用這種技術進行上課。每個學生都有一台個人計算機、特殊的頭盔眼鏡、數據手套和操縱桿。學生可以用 VR 技術在太陽系裡飛行，也可以進入人體內的細胞里，可以學習計算機內部結構，還可以沿尼羅河漂流而下，也可以建造一座早期的城堡。用 VR 技術學習既生動又有趣。
世界著名的摩托羅拉公司，有一種為期 3 天的高級培訓課程。這種課程是用來教會在世界各地的公司成員怎樣操縱機器人裝配線的。該公司只有三家工廠有這種實驗設備。過去培訓，公司成員必須長途跋涉去到這三家工廠的某一實驗室接受訓練。但從 1994 年開始，這個公司尋求用 VR 技術製造裝配線的模型。學員在啟動、運行、關閉裝配系統的虛擬模型中，可以聽到像從真實系統發出的響聲，從顯示器上可看見與真實系統一樣的動作反應。用裝配線的虛擬模型，就可對學員進行培訓。
實踐證明，使用虛擬模型培訓學員，效果並不差。用虛擬模型進行培訓有兩點好處：一是 VR 實驗用的裝配線模型比真實的裝配線便宜（只有 3 ～ 10 萬美元），並且可以很方便地運到任何地方去；二是當真正的裝配線上的機械設備變更或改進時， VR 實驗室的模型很容易得到及時的更新。如果用真實的裝配線實驗設備，想要更新，就不那麼容易了。
VR 可以模擬一些特殊環境，用來訓練飛行員、汽車駕駛員、運動員等等。用 VR 駕車系統，可以虛擬出行車中出現的各種緊急情況，這些情況和真實駕車所遇到的情況完全一樣，十分逼真。若是學習駕駛的人處理不當，也不會發生危險，只不過再多練幾遍而已。現在，在飛行模擬訓練系統中也越來越多地採用 VR 技術。
東京一家公司開發的滑雪訓練系統，是典型的 VR 系統。當你戴上頭盔顯示器，穿上滑雪鞋，站到由驅動裝置驅動的金屬板上，就可滑雪了，在你的頭盔顯示器里就顯示出高山雪道和斜坡石崖。當你手持滑雪桿，向下滑去，腳下的金屬板在驅動裝置驅動下，模擬人從高山上滑下來的過程以及撞擊情況。你站在金屬板上，身體的感覺就是順雪道飛馳而下，頭盔里可以看到皚皚白雪從你身邊掠過，前面的山崖向你衝來 ……
英國一家公司開發出一種 VR 模擬器，你的頭戴上頭盔，站在模擬器上，用身體動作控制模擬器運動，模擬器在計算機和自動系統控制下，對人腳部力量作出反應。它的運動，使你好似坐在魔毯上，好似在滑雪，又好似在衝浪。用它可以訓練你去學滑雪，學衝浪。
2) 商業
現實生活中，我們所看到的電視畫面以及社會大力推行的網上遠程購物等，通常商家只是把所售與推薦的商品的圖片，加以掃描，以平面的形式貼在網上，顧客遠程所看到的只是平面的、單一的商品畫面與真偽難辯的文字介紹，而無法了解商品各個點面的具體特和內質。
對於那些期望與客戶建立直接聯繫的公司，尤其是那些在他們的主頁上向客戶發送電子廣告的公司， VR 技術具有特別的吸引力。 VR 技術有可能讓顧客購買商品的感覺最好。百事可樂公司在自己的網站上創建一個廣告畫面：火星探測器在火星表面走動且發現了一瓶百事可樂。美國 Construct 公司最近完成了一個 VR 項目，目的是展示 VR 技術作為一個故事片媒介的優勢。應用 VR ，可以創造出逼真的虛擬世界，與三維動畫不同的是， VR 是互交的，畫面跟隨著著用戶的操作而改變，特別適合於製作城市規劃、房地產開發演示節目，用戶和觀眾能達到身臨其境的逼真境界。
3) 休閑和藝術、娛樂消遣
休閑和娛樂領域是 VR 技術的一個重要應用領域，也是 VR 技術的一個巨大市場。利用 VR 技術度過休閑時光，到虛擬世界中去遊玩一番，是別有風趣的。但卻沒有一絲一毫的危險。它能提供良好的多人之間的交互功能，提供更加逼真的虛擬環境，從而使人們能夠享受其中的樂趣，帶來美好的娛樂感覺。 VR 技術目前正朝著實時通信、大規模用戶交互的方向發展。世界一些著名的娛樂城已建成 VR 娛樂中心，在這個環境中許多神話都已變成「現實」。
例如，有一種賽車系統，是由計算機和一系列裝置構成的。它能構造出駕駛方程式賽車的虛擬環境，這個環境和真實的幾乎完全一樣。遊戲有三條賽車道和三輛賽車。你可以選用初學者的賽車，也可選用 58.8 千瓦的高級賽車。啟動後，你可以加速、自動換擋、開出公路、揚起灰塵、緊急調頭、自動剎車，甚至使用平行滑動等高難動作，駕駛不好甚至發生翻車事故都沒有關係，是有驚無險。
你可以利用 VR 技術，坐在家裡或坐在遊戲廳內去到旅遊景點遊覽一番。美國一家工程公司研製出一種打高爾夫球的 VR 模擬器。在很大的房間內，懸掛一個有彈性的尼龍屏幕，你在室內用標準的高爾夫球杆和真正的球，進行打球活動，只要你從球座上發球後，球飛出碰到屏幕便掉在你的房間地板上。這時屏幕上可以顯示出球在真實球場的上空飛行的狀況。這是因為，由感測器、紅外線發射器、電子跟蹤系統確定出球的飛行情況，由計算機計算出球繼續飛行的路徑，並確定出是左曲球還是右曲球，於是在屏幕上顯示出球的飛行過程。這種虛擬的室內打高爾夫球模擬器，可以模擬 16 個著名高爾夫球場的實況，打 18 個洞的高爾夫球。
先進的 VR 娛樂就更有趣了。例如，美國芝加哥有一個 VR 娛樂廳，叫 「 戰技中心 」 。它是世界上第一個大規模 VR 娛樂系統，有一個座艙，前方有一個屏幕。可以從上面看到戰鬥場景。下方有個副屏幕，從它的上面可看到損傷情況。主屏幕的兩側顯示武器的狀態和選擇：，左邊的操縱桿控制武器動作，右邊的調整開關可以控制速度。 「 戰鬥機器 」 是這個娛樂系統的 「 主要人物 」 ，是一個超級機器人。它是一場戰爭的發動者，假設這場戰爭發生在一千多年以後。用腳去踏腳踏板，就使 「 戰鬥機器模擬器 」 開始工作，於是模仿一千多年以後的戰爭就開始了。
人們排長隊買票去玩這種 VR 娛樂，去進行戰鬥遊戲：玩的人在座艙內，利用艙內的設備，在星球間飛行，飛行中要保護自己，防止巨型坦克的襲擊，並用激光槍展開射擊競賽，或低頭彎腰，扭身拐行，躲開史前翼身龍的攻擊。虛擬戰爭遊戲受到人們歡迎；，日本橫濱的 「 戰技中心 」 是有 32 個座艙的大系統，比芝加哥的 「 戰枝中心 」 座艙要多一倍。將來有可能開設更多新的 「 戰技中心 」 ，並且各個中心根互聯網，使得各國的遊戲隊可以進行國際性的比賽呢。
4) 建築規劃與城市規劃
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城市規劃與布局 |
利用 VR 技術進行建築規劃設計，在建築設計階段就能以可視的、動態的方式全方位展示建築物所處的地理環境、建築物外貌和各種附屬設施，可以讓設計人員在虛擬建築物內漫遊，獲得第一手材料，來驗證自己設計的建築物是不是合適。在建築設計中，除要考慮結構及強度等問題外，還要考慮採光、聲音效果、通風等許多問題，而這些問題要預先估計出來是比較困難的。利用 VR 技術，虛擬出建築物，讓設計人員到室內考查，這就方便多了。對於講演廳、電影院的設計，則可用 VR 技術來考查聲音效果，幫助設計人員改進設計。因而 VR 技術是建築規劃方案設計、裝修效果展示、方案投標、方案論證及方案評審的有力工具，在建築設計業、虛擬城市、房地產業和建築裝修業等領域有著日益廣泛的應用前景。
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慕尼黑機場 |
城市規劃對於展示城市規劃、宣傳城市建設、提升城市形象，幫助有關人員作出決策，有著巨大的促進作用。
5) 建築物虛擬現實漫遊
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房地產的應用 |
漫遊是 VR 技術應用的領域之一，為了給人以身臨其境的感覺，建築物 VR 漫遊一般都要表現該建築物所處的虛擬地理環境、建築物全貌，以及該建築物的各種附屬設施，對房地產業、旅遊業等產生很大的影響。
6) 房地產銷售
模擬是個先進的視覺表達方式，可以完全取代實物模型和三維動畫，甚至取代樣板房的製作。模擬系統可以安裝在多台計算機上，同時在多個地方，如售樓部，展銷會給客戶做演示只能採用虛擬樓盤展示。也可以安裝在筆記本電腦上，上門為客戶做演示，有很好的宣傳推廣作用。或者給投資方做為投資決策分析用。特別適合於製作城市規劃、房地產開發演示節目，用戶和觀眾能達到身臨其境的逼真境界。
在虛擬場景，尤其是大場景的應用方面，以 VRML 標準為核心的技術具有獨特的優勢。相關網址如下： http://www.blaxxun.com/ ， http://www.parallelgraphics.com/ ，應用的畫面：慕尼黑機場（電子商務）。
7) 文物古迹恢復
隨著時間的流失，滄海桑田的變化，很多有價值的文物建築都有了不同程度的損壞，或者已經不復存在。該系統可以重現當年的景況。
8) 網上產品展示與商場導購
為了達到虛擬產品展示，把各類產品如汽車、傢具家電產品、工藝品、古董、服裝等以動態三維的方式高清晰度地給用戶展示出來，實現良好的推銷效果。
現實生活中，我們所看到的電視畫面以及社會大力推行的網上遠程購物等，通常商家只是把所售與推薦的商品的圖片，加以掃描，以平面的形式貼在網上，顧客遠程所看到的只是平面的、單一的商品畫面與真偽難辯的文字介紹，而無法了解商品各個點面的具體特徵和內質。而 VR 技術為我們提供了在虛擬環境下感受商品的特徵和內質的機會。
9) 虛擬博物館與虛擬賓館
根據博物館的實際結構，製作三維網上博物館和把館藏的所有展品做成三維模型，使網民在網上瀏覽時有身臨其境的感覺，能最大程度滿足參觀者需求。
根據賓館的需求，將賓館的大堂、飯廳、各種客房、娛樂設施、游泳池、周圍環境等設施用 VR 技術製作成場景，特別是把那些比較有特色的設施製作成場景供客戶隨意瀏覽，方便客戶網上自動定房。
總之，將各種商展用 VR 技術展示，實現虛擬商展，達到各種展品的真實展示效果。
10) 製造業
VR 技術在機械製造業有廣泛的應用前景， VR 技術的直觀與交互特性彌補了傳統設計分析工具的不足， VR 技術可以幫助設計師和工藝師進行產品設計和製造，包括虛擬概念設計、虛擬布局、虛擬裝配、產品原型快速生成、虛擬製造等領域。儘管虛擬製造的出現只有短短的幾年時間，但它對製造業的革命性的影響卻很快地顯現了出來。由於虛擬製造系統基本上不消耗資源和能量，也不生產實際產品，而是產品的設計、開發與加工過程在計算機上的本質實現，即完成產品的數字化加工過程。與實際製造相比較，它具有高度集成、快速成型、分布合作等特徵（虛擬製造具有響應快、環境統一、柔性好、試製等中間環節少、廢品少、成本低、生成實際製造過程簡便等特徵），這些特徵很好的解決了 TQCS 難題，因此 VR 技術不僅在科技界，而且在企業界引起了廣泛關注，成為製造業研究的熱點之一。
例如，美國伊利諾斯州的科普利紀念醫院病房設計出來之後，請一大批殘疾的老戰士，坐在輪椅上，戴上有顯示器的頭盔和數據手套，進入 VR 世界，對病房的設計進行檢查、評論。他們從頭盔中看到的是猶如真的病房，他們到處查看，結果發現。水池上方的水龍頭調節手柄距離地面太遠，坐輪椅的人夠不著。用 VR 世界，查出設計中的毛病，就可以改進設計了。
飛機發動機設計是十分複雜的工作，最重要的一個問題是發動機的拆裝。因為發動機零件多，很緊湊，設計出來的發動機，常常在拆裝中發生困難（拆不下來，裝不上去，或工具伸不進去，沒地方下手等等）。用 VR 技術，虛擬一個發動機，進行拆裝，就可以發現設計中的漏洞和毛病，以便加以修改。現在，汽車設計、艦船設計也都可以採用虛擬設計。
虛擬製造是 VR 技術應用最重要的領域，如波音 777 客機。波音公司開發的 VR 系統可將虛擬環境疊加於真實環境之上，如把虛擬的模板顯示在正加工的工件上，工人根據此模板控制待加工尺寸，簡化了加工過程，使波音 777 客機一次裝配成功。美國福特汽車公司科隆研究中心設計部經理羅勃認為，採用虛擬設計技術，可使整個設計流程時間減少 2/3 。 21 世紀，虛擬設計將在建築設計、裝備設計、產品設計、服裝設計中發揮神奇的效用。
11〕醫學應用
VR 技術將為醫學帶來一場革命。 VR 可以用於複雜手術過程的規劃，進行人體解剖模擬，外科手術模擬器等；此外，遠程醫療服務也是一個很有潛力的應用領域。例如： (1) 虛擬人體 早在 1985 年，美國國立醫學圖書館 (NLM) 就開始人體解剖圖像數字化研究，並利用虛擬人體開展虛擬解剖學、虛擬放射學及虛擬內窺鏡學等學科的計算機輔助教學。 (2) 遙控外科手術 在偏遠山區，通過遠程醫療 VR 系統，醫生只需對虛擬病人模型進行手術，並通過高速寬頻網路將醫生動作傳送到網路另一端的手術機器人，由機器人對危急病人還可以實施遠程手術。手術實際進展的圖像也可通過機器人攝像機實時傳給醫生的頭盔立體顯示器，並將其與虛擬病人疊加，以便醫生實時掌握手術情況並發出手術指令。在戰場上，可以通過 VR 系統對前線的危急傷員進行遠程手術，使他們得到及時的搶救。也可以用於醫學心理學，尤其用在與心理失調有關的恐懼和憂慮疾病方面。
12〕電力系統
VR 技術在電力系統的應用，將給電力系統帶來新的活力，有著廣泛的應用前景：
? 一個大型發電廠的投建，可以用 VR 全方位模擬。
? 從小到一個基建子工程、一條出線的出力負荷，大到鍋爐、汽機、發電機組，都可預實施，這對工程的優化施工，提高設計效率有非常重要的意義。
? 大型電力設備的檢修：電力系統設備一般都很昂貴，其維護、檢修工作自然非常重要，如能利用 VR 裝置模擬檢修，對提高工人的業務能力非常有好處。
? 大型設備的設計：發電機組、鍋爐、汽機、變壓器組等能利用 VR 預設計。
? 動力系統模擬中心：從發電廠到輸電線路，直至用戶，全方位建立一個動力系統的模擬 VR 系統，不論是對教育還是研究都十分有意義。
13〕金融
金融可視化是指將大量數據變換成圖像式物質，從而使數據更易理解和分析，股票市場就是採用這種技術的主要領域。
14〕科學可視化
現在，有很多數據或物質，如紅外光、微波、雷達、電磁場、在通道中流動的各種數據都不是可見的，利用 VR 技術，很容易將這些東西可視 , 這就為我們的研究帶來很大的方便。
15〕國防訓練和軍事模擬
早期的應用由於價格昂貴、技術複雜而僅限於國防訓練和軍事模擬等領域。國防訓練和軍事模擬是推動 VR 技術發展的主要力量，而且 VR 技術的許多成功應用也是在軍事上，如飛機駕駛模擬器、近戰戰術訓練器、虛擬戰場 ( 作戰模擬系統 ) 等。既通過建立虛擬戰場環境來訓練軍事人員，同時通過虛擬戰場來檢查和評估武器系統的性能。在虛擬戰場中，參與者可以看到在地面行進的坦克和裝甲車，在空中飛行的直升機、殲擊機和導彈；在水下游弋的艦艇；可以看到坦克行進時揚起的塵土和被擊中坦克的燃燒濃煙；可以聽到坦克或飛機的隆隆聲由遠而近，從聲音來辨別目標的來向與速度。參與者可以瞄準、射擊上述目標，也可以駕駛坦克、飛機等武器平台模擬器。這樣，不僅可以節省大量的資金、軍用物資，而且還可以改變狀態來反覆進行各種戰場態勢下的戰術和決策研究。
例如，早在 20 世紀 80 年代初，美國的 DARPA 就開始為坦克編隊典型作戰訓練開發一個實用的虛擬戰場，其主要目的是為了降低作戰訓練費用，同時也為了確保安全和減低對環境的影響，最後形成了一個由美國及德國的 200 個坦克訓練器互聯網路 SIMNET 系統。 SIMNET 通過分布網路形成一個虛擬戰場環境，在訓練經費緊縮、戰術訓練質量和數量提高以及作為新武器概念試驗台的應用等方面得到廣泛認可。 NATO( 北大西洋公約組織 ) 計劃將逐步把各個國家的兵力匯入 SIMENT 而成為一個虛擬戰場，進一步的工作是把空戰模擬系統 (AWSIMS) 和海戰模擬系統 (NWSIMS) 與 SIMNET 相聯。
16〕航天領域應用
(1) 航天員訓練器 利用虛擬訓練系統對航天員進行失重心理訓練，使其建立失重環境下空間方位感。其次，通過構造航天器虛擬座艙模型，訓練航天員熟悉艙內布局、界面和位置關係，演練飛行程序和操作技能等。特別當航天器某些關鍵設備在軌運行期間發生故障時，可以通過 VR 技術，在地面或空間站對其進行修理培訓。 1993 年 , 哈勃望遠鏡的修復成功就是一例。 (2) 交會對接人工控制 VR 技術 利用 VR 技術，將交會對接時航天器的動力學模型存入計算機系統，通過計算機模擬，實時解出 2 個航天器間的相對距離和姿態角參量，再通過計算機生成圖像，在頭盔顯示器里實時顯示 2 個航天器虛擬環境，從而達到訓練目的。
17）旅遊業的應用
在旅遊業的應用包括：旅遊規劃、旅遊營銷等。
在旅遊規劃中的應用 VR 技術，可以使旅遊規劃設計師將某旅遊地的道路、建築、景點、商業網點等大量信息建成資料庫，並變換成虛擬旅遊模擬系統，然後通過虛擬現實系統人機對話工具進入該虛擬境界，通過規劃人員親身觀察和體驗，認識、判斷不同主導因素作用下各種規劃方案的優劣，並輔助最終決策。例如，一座擬議中的旅遊賓館如何影響人們的視線、商業網點應布置在哪裡最佳、污染企業布置於何處對旅遊地影響最小等。藉助 VR 技術，無須規劃方案的真正實施，就能先期檢驗該規劃方案的實施效果，即是否能達到社會、經濟、生態最佳綜合效益，並可以反覆修改和輔助最終方案的制定施行。藉助於 VR 技術，不僅能優化各種方案的論證方式，而且有著其他方法所不具有的直觀、可經歷的特點，同時還可以節約規劃時間，提高效率。
VR 技術在旅遊營銷中的應用，目前是一些桌面虛擬現實遊戲宣傳。例如，通過建立現有旅遊景觀的虛擬旅遊系統可以起到預先宣傳、擴大影響力和吸引遊客的作用，而且在一定程度上滿足一些沒有到過該旅遊地或沒有能力到該旅遊景點的遊客的遊覽和審美的需求，例如故宮虛擬旅遊、異國風情游等；虛擬旅遊還能夠再現已不存在的旅遊景觀或即將不復存在的旅遊景觀，滿足一些人好奇的心理和給人們懷舊心理上的撫慰均有作用，例如對於原三峽風景區的虛擬旅遊，通過 VR 技術，利用原有的從航片、衛片得到的數據和實測數據建成地形地貌模型庫，再複合以人文景觀信息。在三峽壩區建成之後，通過 VR 技術使得原有雄壯美麗的庫區自然、人文景觀得以另一種方式的保存，使後人能夠通過虛擬旅遊的方式重新遊覽這一奇異旅遊景觀。這些桌面 VR 系統雖不是真正意義上的 VR 技術在 ( 實際 ) 旅遊營銷中的應用，但它為 VR 技術在旅遊營銷中的實際應用提供了極為有益的、富有啟發性的思路。
18）其它
用 VR 技術可以 「 製造 「 出活生生的人和物。
例如，美國喬治亞理工學院開發出虛擬動物園的大猩猩系統。遊人戴上頭盔，看到立體景物，就像在一群大猩猩中走動，如果遊客大靠近雄性大猩猩，它會發出咳嗽聲，好像是在警告你。你若不去操縱控制桿，使自己離它遠點，大猩猩就會虛張聲勢地撲過來，遊客只好藉助 「 後退鈕 」 向後退去。當然這些都是虛擬的。
日本富士通公司用計算機製造出一個小動物，它一半像海豚，一半像鳥。這個由 VR 技術創造的電子寵物叫 「 菲蘭克 」 。它和人能進行相互交流，它會記人的臉和聲音，當主人呼喚它的時候，它會高興得又叫又跳。你用溫柔的聲音對它說話，它就會作出小鳥依人狀；如果你粗聲吼叫，它就會飛行得無影無蹤。它會唱歌，能學唱新歌，還會表演雜技。
日本一家公司，由幾十位計算機圖像藝術家，花了兩年時間設計製造出一個虛擬世界中的歌手，叫伊達恭子。它不是真人，但勝似真人。伊達恭子，是 16 歲妙齡的少女，身材美妙，歌喉柔蜜略帶沙啞，動作令人傾倒。它不會老，也不會發脾氣，隨意由人支使，可以連續唱數小時而不會累倒。它會講 7 種語言。
伊達恭子的出現，使流行樂壇發生了變化，越來越多的人喜歡這個虛擬世界中的歌手。
vr 技術製造的虛擬人和物，不僅用於娛樂和遊戲，而且還可以用在生產和科學研究中。
賓夕法尼亞大學研究製成 VR 人，叫傑克。它是由計算機生成的人，是一種模型（而不是把某人的形像拍攝下來再重放的人的形像），傑克在虛擬世界中，能模模擬正人的動作，與環境中的人、物、機器進行相互作用。
用傑克可以研究一些問題，比如人與機器相互作用的好壞，也就是研究人與機器相互配合問題，人操縱機器的安全問題，人操縱機器的效率問題。在研究中，傑克代替真人去工作，比如讓它開汽車，在可能發生碰撞、翻車等情況中工作，用來考查汽車的設計好壞，對人的安全保護性能等。
6 ．展望總之， VR 技術是一門走向成熟的科學和藝術，是一種全新的信息處理方式。由於 VR 技術對當前模擬環境的改善將起重大作用，因而引起了廣泛關注，在現實生活中可應用于軍事、醫療、虛擬城市、網路廣告製作、娛樂、房地產、建築裝飾設計、企業形象展示、商場導購、產品展示、各種商展、旅遊服務、製造業、文化休閑中心、政企風貌、城市交通、商場酒店、電子商務，企業產品等各個領域紛紛展開了對 VR 技術應用的研究。
可以預見在不久的將來， VR 技術幾乎可以應用於任何領域。
VR 能給用戶以更逼真的體驗，為人們探索宏觀世界和微觀世界，以及由於種種原因不便於直接觀察事物的運動變化規律，提供了極大的便利，因此它的發展前景非常誘人。有關人士認為， 80 年代是個人計算機的年代； 90 年代是多媒體計算機的年代； 21 世紀初將是虛擬現實技術的時代。推薦閱讀：
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