虚拟现实:理论、技术、开发与应用
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2.1 虚拟现实的技术结构

如图2-1所示,虚拟现实系统的主要工作流程是将现实世界中的事物转换至虚拟场景中,进而呈现给用户,捕捉用户的交互行为,并作出反应。主要包括虚物实化、实物虚化两个环节。

图2-1 虚拟现实系统的环节

实物虚化是在虚拟世界中描绘现实世界中的事物的过程。在虚拟现实技术中,必不可少的实物虚化技术有几何造型建模、物理行为建模等,它们将从外观和物理特性等方面来对现实世界的物体进行建模,呈现于虚拟场景中。

虚物实化则是将建模好的虚拟场景呈现给用户的过程。这一过程需要某些特定的技术和工具的支持。如要使用户看到三维的立体影像,需要依靠视觉绘制技术,要使用户看到的虚拟物体逼真,需要真实感绘制技术的帮助,要使用户听到三维虚拟的声音,需要三维声音渲染技术,要使用户感受真实的触感,需要力触觉渲染技术。

此外,虚拟现实技术还包括用户与虚拟场景进行交互的过程中所需的人机交互等相关技术。这些虚拟现实的基本技术也是增强现实、混合现实等应用的基础。但是增强现实和混合现实涉及现实世界和虚拟世界的叠加,还需要一些配准技术和标定技术的支持来保证叠加的准确性。