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赵沁平:虚拟现实技术研究进展

2023-2-5 18:37| 发布者: 摄影数码| 查看: 1214| 评论: 0

文章来源:现代服务产业技术创新战略联盟


摘要


本文分析了虚拟现实VR的发展过程、基本特点和主要应用,从VR设备、VR内容、VR交互3个方面概述了VR当前的主要研究目标和研究成果,探讨了VR 进一步研究的技术方向。


虚拟现实(virtual realityVR)是以计算机技术为核心,生成与一定范围真实环境在视、听、触感等方面近似的数字化环境。它是人类在探索自然、认识自然过程中创造产生、逐步形成的一种用于认识自然、模拟自然,进而更好地适应和利用自然的科学方法和技术[1]。用户借助必要的装备与其进行交互,可获得如临其境的感受和体验。VR涉及心理学、控制学、计算机图形学、计算机图像处理、计算机视觉、数据库设计、实时分布系统、电子学和多媒体等多个学科,具有较强的学科综合性和交叉性,已成为科学技术探索过程中除理论研究、科学实验之外的第3种手段。


由于VR的综合性和不可替代性,世界各国均重视VR 技术的战略研究。美国工程院2008年公布了经评选产生的21世纪人类在工程技术领域所面临的14个重大挑战性问题,其中2个重要问题与VR 技术密切相关。英国2006 12 月发布了“20152020 8个新兴科学技术集群的战略报告”,其中6个涉及VR的研究内容。日本政府20075月发布了“创新2025”长期战略报告,其中第5方面指出了VR对未来的重要性。澳大利亚政府投入11亿澳元的“超级科学计划”涵盖了3大优先领域的科研基础设施建设,其中信息通信技术领域的主要发展方向涉及VR研究。中国2006年颁布的《国家中长期科技规划纲要(20062020)》也将VR列为信息领域优先支持的3个方向之一。


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VR 发展过程、基本特点及主要应用


1) VR 产生与发展现状


VR从产生萌芽,到形成思想,再到独立发展,先后经历了以下主要阶段。


第一阶段集中在20世纪5060年代,主要代表包括1956 Morton Heileg 开发的摩托车模拟器Sensorama1965Ivan Sutherland提出的终极显示(ultimate display)概念[2]等。由于受计算机技术本身发展的限制,这一阶段VR 技术发展不是很快,处于思想、概念和技术的酝酿形成阶段。


第二阶段发源于20世纪80年代,主要代表包括1983 年美国DARPADefense Advanced Research Projects Agency)的SIMNET 计划、2002 NVIDIAATI等公司推出图形处理器GPU单元等。该阶段VR 进入快速发展期,VR主要研究内容及基本特征初步明朗,在军事演练、航空航天、复杂设备研制等重要应用领域产生了典型应用。


中国科研人员自20世纪90年代开始对VR进行研究,其中有一批重点实验室长期开展基础研究,如北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室、浙江大学计算机辅助设计与图形学国家重点实验室、北京理工大学光电学院研究团队、中国科学院计算技术研究所、清华大学、中国科学技术大学及中国人民大学等。“十二五”期间,科技部设置了虚拟现实与数字媒体主题,科技部和国家自然科学基金从VR 显示、VR 内容感知、VR 内容智能处理、VR内容生成、VR内容呈现、VR交互等方面,部署了多项国家重点基础研究发展计划(973计划)项目、国家高新技术研究发展计划(863 计划)项目和重大项目。



文章来源:现代服务产业技术创新战略联盟

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