1、國內外虛擬現實技術的發展及應用現狀 來源：投影時代更新日期：2008-12-03 作者：佚名10年雙旗科技產品展示會現場報道答商用顯示調研問卷贏大獎全球領先的大屏顯示解決方案從1962年，Morton Heilig發明了實感全景仿真機開始。虛擬現實技術越來越受到大眾的關注。以三個I，即Immersion沉浸感，Interaction交互性，Imagination思維構想性，作為虛擬現實技術最本質的特點，并融合了其它先進技術。各國虛擬現實技術的研究及應用情況美國美國作為VR技術的發源地，其研究水平基本上就代表國際VR發展的水平。目前美國在該領域的基礎研究主要集中在感知、用戶界面、后臺軟件和硬件四

2、個方面。美國宇航局(NASA)的Ames實驗室研究主要集中在以下方面：將數據手套工程化，使其成為可用性較高的產品；在約翰遜空間中心完成空間站操縱的實時仿真；大量運用了面向座艙的飛行模擬技術；對哈勃太空望遠鏡的仿真。現在正致力于一個叫“虛擬行星探索”(vPE)的試驗計劃。現在NASA己經建立了航空、衛星維護VR訓練系統，空間站VR訓練系統，并且已經建立了可供全國使用的VR教育系統。北卡羅來納大學(UNC)的計算機系是進行VR研究最早的大學，他們主要研究分子建模、航空駕駛、外科手術仿真、建筑仿真等。Loma lAnda大學醫學中心的David Warner博士和他的研究小組成功地將計算機圖形及VR

3、的設備用于探討與神經疾病相關的問題，首創了VR兒科治療法。麻省理工學院(MIT)是研究人工智能、機器人和計算機圖形學及動畫的先鋒，這些技術都是VR技術的基礎，1985年M1T成立了媒體實驗室，進行虛擬環境的正規研究。華盛頓大學華盛頓技術中心的人機界面技術實驗室(1ilT lab)，將VR研究引入了教育、設計、娛樂和制造領域。英國在VR開發的某些方面，特別是在分布并行處理、輔助設備(包括觸覺反饋)設計和應用研究方面，英國是領先的，尤其是在歐洲。英國主要有四個從事VR技術研究的中心：Windustries(工業集團公司)，是國際VR界的著名開發機構，在工業設計和可視化等重要領域占有一席之地；Bri

4、tishAerospace正在利用VR技術設計高級戰斗機座艙；Dimension International，是桌面VR的先驅。該公司生產了一系列的商業VR軟件包，都命名為Superscape；Divison LTD公司在開發VISION、Pro Vision和supervision系統模塊化高速圖形引擎中，率先使用了Tmnsputer和i860技術。日本日本主要致力于建立大規模VR知識庫的研究，在虛擬現實的游戲方面的研究也處于領先地位。京都的先進電子通信研究所(ATR)正在開發一套系統，它能用圖像處理來識別手勢和面部表情，并把它們作為系統輸入；富士通實驗室有限公司正在研究虛擬生物與VR環境的

5、相互作用，他們還在研究虛擬現實中的手勢識別，已經開發了一套神經網絡姿勢識別系統，該系統可以識別姿勢，也可以識別表示詞的信號語言。日本奈良尖端技術研究生院大學教授千原國宏領導的研究小組于2004年開發出一種嗅覺模擬器，只要把虛擬空間里的水果拉到鼻尖上一聞，裝置就會在鼻尖處放出水果的香味，這是虛擬現實技術在嗅覺研究領域的一項突破。中國我國VR技術研究起步較晚，與國外發達國家還有一定的差距，但現在已引起國家有關部門和科學家們的高度重視，并根據我國的國情，制定了開展VR技術的研究計劃。九五規劃、國家自然科學基金委、國家高技術研究發展計劃等都把VR列入了研究項目。國內一些重點院校，已積極投入到了這一領域

6、的研究工作。北京航空航天大學計算機系：著重研究了虛擬環境中物體物理特性的表示與處理；在虛擬現實中的視覺接口方面開發出部分硬件，并提出有關算法及實現方法；實現了分布式虛擬環境網絡設計，可以提供實時三維動態數據庫、虛擬現實演示環境、用于飛行員訓練的虛擬現實系統、虛擬現實應用系統的開發平臺等。浙江大學CAD&CG國家重點實驗室開發出了一套桌面型虛擬建筑環境實時漫游系統，還研制出了在虛擬環境中一種新的快速漫游算法和一種遞進網格的快速生成算法；哈爾濱工業大學已經成功地虛擬出了人的高級行為中特定人臉圖像的合成、表情的合成和唇動的合成等技術問題；清華大學計算機科學和技術系對虛擬現實和臨場感的方面進行

7、了研究；西安交通大學信息工程研究所對虛擬現實中的關鍵技術立體顯示技術進行了研究，提出了一種基于JPEG標準壓縮編碼新方案，獲得了較高的壓縮比、信噪比以及解壓速度；北方工業大學CAD研究中心是我國最早開展計算機動畫研究的單位之一，中國第一部完全用計算機動畫技術制作的科教片相似就出自該中心。另外，在internet發展迅猛的今天，應用在互聯網上的虛擬現實技術也有重大發展。重大的發展過程如下：首先要介紹一下VRMLVRML開始于20世紀90年代初期。1994年3月在日內瓦召開的第一屆WWW大會上，首次正式提出了VRML這個名字。1994年10月在芝加哥召開的第二屆WWW大會上公布了規范的VRML1.

8、0標準。VRML1.0可以創建靜態的3D景物，但沒有聲音和動畫，你可以在它們之間移動，但不允許用戶使用交互功能來瀏覽三維世界。它只有一個可以探索的靜態世界。1996年08月在新奧爾良召開的優秀3D圖形技術會議-Siggraph'96上公布通過了規范的VRML2.0標準。它在 VRML1.0的基礎上進行了很大的補充和完善。它是以SGI公司的動態境界Moving Worlds提案為基礎的。比 VRML1.0增加了近 30個節點，增強了靜態世界，使3D場景更加逼真，并增加了交互性、動畫功能、編程功能、原形定義功能。1997年12月VRML作為國際標準正式發布，1998年1月正式獲得國際標準化

9、組織ISO批準（國際標準號ISO/IEC14772-1:1997）。簡稱VRML97。VRML97只是在VRML2.0基礎進行上進行了少量的修正。這意味著VRML已經成為虛擬現實行業的國際標準。1999年底，VRML的又一種編碼方案X3D草案發布。X3D整合正在發展的XML、JAVA、流技術等先進技術，包括了更強大、更高效的3D計算能力、渲染質量和傳輸速度。以及對數據流強有力的控制，多種多樣的交互形式。2000年6月世界web3D協會發布了VRML2000國際標準（草案），2000年9月又發布了VRML2000國際標準（草案修訂版）。預計將在2002年，正式發表X3D標準。及相關3D瀏覽器。由

10、此，虛擬現實技術進入了一個嶄新的發展時代。Wed3D協會其組織包括各種97家會員公司。主要公司如下： Sun、Sony、Hp、Oracle 、Philips 、3Dlabs 、ATI 、3Dfx 、Autodesk /Discreet、ELSA、Division、MultiGen、Elsa、NASA、Nvidia、France Telecom等等。其中以Blaxxun和ParallelGraphics公司為代表，它們都有各自的VR瀏覽器插件。并各自開發基于VRML標準的擴展節點功能。使3D的效果，交互性能更加完美。支持MPEG，Mov、Avi等視頻文件， Rm等流媒體文件，Wav、Midi、Mp3、Aiff等多