虚拟现实技术及其应用分析
摘要：描述了虚拟现实的涵义及其本质特征，归纳了适合使用虚拟现实技术的场合，并介绍了虚拟现实技术在教育、医疗、科学可视化和工程制造等方面的最新应用，最后对虚拟现实未来的应用做出了展望。
关键词：虚拟现实技术；应用；信息技术
1 虚拟现实技术的内涵
虚拟现实技术又称灵境技术，它是二十世纪末才兴起的一门崭新的综合性信息技术，它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支，从而大大推进了计算机技术的发展。虚拟现实(VR-virtual reality)，也称虚拟实境或灵境，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，它利用计算机技术生成一个逼真的、具有视、听、触等多种感知的虚拟环境，用户通过使用各种交互设备，同虚拟环境中的实体相互作用，使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真和信息交流，是一种先进的数字化人机接口技术。
2 虚拟现实的技术产生根源
虚拟现实的技术根源可以追溯到军事模拟，最初的模拟是用来训练飞行员能熟悉和掌握平时的和紧急情况下的飞行环境，其实际的训练是通过将飞行员放在一个虚拟的环境中来完成的。这种模拟不仅用来培训喷气式样飞机的飞行员，还可以用来培训操纵坦克、武器和其他设备的军事人员。
美国的军事部门一直是虚拟现实技术的开发者，先进研究计划署已经将模拟器联网。可以将各种不同类型的模拟器连接在一个虚拟战场中。目前将它成为近战著述训练器(CCTT)。因为它还可以将代表战场上的战车、人员和战斗小组的各种模拟座舱连接再一起。所有参与者和各种目标都可以投入到一个合成环境中。近战战术训练器可以将分布在世界各地的虚拟现实座苍连接成一个虚拟现实战场。
3 虚拟现实技术的应用
在工程和建筑领域内虚拟现实技术已被看作是唯一的开发工具，目前正用它设计各种产品和设备，甚至是整个的产品制造过程。按传统的方式，在产品原形的制造、设计、和生产过程等各个环节都有若干独立的工艺步骤是不允许共享电子数据的，这往往造成大量的重复工作随着某些计算机程序(计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM、计算机辅助工程CAE)的标准化，这些工艺步骤就归并在一个系统中。
使用虚拟现实技术设计和制造汽车则不需要建造实体模型。虚拟现实可以使得工程师可以按仿真的内容在装配线上建立各个工作站，他们利用包含汽车原始设计数据的数据库去解决潜在的另部件装配问题。由于从设想到实际生产的每个阶段都按流水线方式安排，故而大大加快了这一过程。大型计算机系统可以处理汽车设计过程的计算任务和数据库管理，这包括从设计过程开始，到生产线的装配的全过程。这类系统包括大型计算机、工程工作站和网络。
建筑是受虚拟现实技术影响的另一个领域。虚拟现实可以将二维或CAD模型扩展成为建筑师或可户可以进入其中的进行研究的三维空间，凡是可以CAD程序建立模型的建筑物，如虚拟房屋、医院、办公大楼，以及其他空间。都可以进行仿真，建筑师可以用头盔显示器或大屏幕投影研究这类虚拟环境。
虚拟现实技术在现代医学上的应用范围包括从建立合成药物的分子结构模型到各种医学模拟，以及进行解剖和外科手术教育等。当前计算机经常被用来设计各种合成药物，虚拟仿真器允许研究人员测试各种新药物的特性，如北卡罗来那大学使用的GropeⅢ虚拟仿真器，它可以是研究人员看到或感受到一种药物分子是如何与其他生物化学物质相互作用的，这些先进的仪器和技术大大加速了用于各种疾病的药物开发过程。
虚拟现实技术的发展，不仅从根本上改变人们的工作方式和生活方式，劳和逸将真正结合起来，人们在享受环境中工作，在工作过程中得到享受；而且虚拟现实技术与美术、音乐等文化艺术的结合，将诞生人类的第九艺术。随着计算机技术的发展，在PC机上实现虚拟现实技术已成为可能。