虚拟现实发展趋势展望

分析了当前虚拟现实技术发展的3大障碍,进而提出虚拟现实发展的一大趋势,即“虚实结合”。文中讨论了虚实结合的概念,意义以及基本技术思路。

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第2卷 8 v o128

第7期 № 7

计

算

机

工

程

20年7 02月 J l 0 2 u y2 0

Co put rEngi e i m e ne r ng

发展趋势/热点技术 文章编号：1o一 48 02 7 _ o—0 o 32( o)—0 1 _ 2 o o 2

文献标识码：A

中图分类号： T 31 P9. 9

谢晶妮，张茂军 (国防科技大学五院多媒体室，长沙 4l0 3) 07

摘要：分析 _= r当前虚拟现实技术发展的 3大障碍，进而提出虚拟现实发展的一大趋势，即“虚实结合”。文中讨论了虚实结合的概念、意义以及肚本技术思路 关键词：虚拟现实；基于图像渲染；虚实结合

Tr nds0 r ua alt s e v l e fVi t lRe iy Sy t m De e oom e nt x E Jn n.Z 1 ig i HAN M a j n G oa ( uIi di b, M tme a La Nat i ona l Unie st fDee eTe hnoog,Cha s a 4 0 3 v r iy o fns c l y ng h 1 07 )

I s r c】 Th sp p ra ay e h e b t ce f u r n it a e l y s s e d v l p n n r s n st a o i a in o r p isa d tat Ab i a e n l z st r e o s a lso r e t r u l ai y t m e eo me ta d p e e t t mb n t f a h c n c v r t h c o g i mag e l i e s O l r n f v r ua e iy de l pm e e t c m qu s i le t e d o i t lr al ve o t nt.Th on e t e c c p,m e ni d k y t c a ng an e e hni que o bi ato f g ap c n ma s ofc m n i n o r hi s a d i ge t c m i ue s us e n t s pa r. c l q s i di c s d i hi s pe

I ywo d】 Vit a e l y; I g - a e e d rn;Co ia in o r p is n ma e rs Ke r u l ai r t ma eb s d r n e i g mb n t f a h c d i g o g a

1虚拟

现实发展面临的 3大障碍 从 2世纪 8年代末正式提出虚拟现实的概念到现在，虚 0 0拟现实技术获得了很大的发展，已成功地应用于军事、航空

制约虚拟现实发展的更重要的因素来自于软件水平，包括各种算法上需要取得突破。比如：2世纪9年代中提出的基于 0 0 图像的渲染 ( g— ae e d r g简称 I R )术便对促进 I eb sdR n ei, ma n B技

航天、娱乐、医疗等多个领域。但也应该看到，这些还远远 不够。殳1虚拟现实技术的应用局限于这几个特定的领域是 l果会严重制约虚拟现实发展的。如果只把虚拟现实看成是 iJ J练 J

虚拟现实技术的发展有很大的影响。 虚拟现实技术的发展过程中遇到的类似问题还很多，我们把它们归结为 3障碍：大

模拟器的代名词，那么虚拟现实就会走入一个“死胡同”。

第一大障碍来源于虚拟现实设备的“贵族化”。要构建 一

就像多媒体技术一样，在多媒体技术发展之初，人们可能仅仪把多体看成是一种多媒体信息触摸查询台。一旦等到多 媒体渗透到整个信息系统领域，改变了信息系统的用户界而，改变 r信息系统中信息的形态以及信息的管理方法时，

个高质量的虚拟现实系统，首先需要昂贵的外部设备，无

论是高分辨率的头盔显示器 HMD,还是立体投影显示器， 无论是空间定位器，还是高精度的数据手套，都是价格不菲。其次，为完成复杂场景的实时渲染，还需要高性能的图

也就是多媒体技术把传统的信息系统发展为多媒体信息系统 时，多媒体技术才真正发挥了它应有的作用。 虚拟现实技术也一样，虚拟现实技术只有渗透到信息系统的各个领域，改变信息系统的人机交互方式，甚至改变现代信息系统的设计原则，使之更能适应以用户为中心的应用需求，这样，虚拟现实技术才能够得到快速健康的发展。但虚拟现实技术应用到整个信息系统领域还面临几个问题，首先需要硬件上的支持，如可以摘下戴在头上的立体显示器， 可以获得廉价的图形加速器等。要求每一个使用计算机的人掷戴上一个头盔式显示器 HMD工作，这

儿乎是不可能的事。就是一些专用领域的用户，如建筑设计师在设计时戴上 HMD】作都是很难接受的。有没有不用在头上戴上笨重的：

形工作站以及相应的软件。在一些专用领域，如军事或航空 航天，昂贵的价格可能还是能够承受的，但普通的信息系统 用户可能会望而却步。

第二大障碍来源于繁琐的三维建模。基于图形的虚拟环

境首先要解决的问题便是三维造型。当图形渲染技术在向实 现真实感大踏步前进的时候，生成精确三维模型的过程还像 2年前一样困难。在三维激光扫描技术上的进步提供了简化 5模型构造过程的一些承诺。然而，这些自动化模型获取方法也验证了真实世界的儿何是极端复杂的。大部分的模型仍需要由人工绘制，而且需要聘请高水平的专业人士，所以其费用是相当惊人的。比如在电影泰坦尼克号>,为实现场 )中

景三维建模及各种特技处理所花的人工费用高达2 0万美 50 元，这笔钱足以制造一艘同样规模的真船。繁琐的三维建模

东西也能观察到立体图像的技术呢？有，但价格还非常贵。 形加速器也是一的，如果每个虚拟现实用户均需要配备样 一

也是制约虚拟现实发展的严重障碍。 第三大障碍来自于大数据量。虚拟现实要想得到很大的发展，需要与 Itme结合，这恐怕已是不争的事实。目前 ne t 基金项目：国家自然科学基金资助项目(9 0 0 4 6 950 )

个高性能图形工作站，肯定会令许多用户望而生畏。应该

说，虚拟现实硬件上的发展是比较迅速的，但与I界整体发 T展水平卡I f比还有很大的差距。而且，不应该孤立地看待硬件问题，特别是价格的下降是与应用状况息息相关的，一旦形成批量生产，价格很快就会下来。但要形成批量生产必须要有大量的川户，这便依赖于虚拟现实整体应用水平的提高。

作者简介：谢晶妮 (9 0~) 17,女，硕士生，主要研究方向为多媒体信息系统、虚拟现实；张茂军，副教授收稿日期：2 010一4 0—9o 一

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