虛擬現實，英文稱為Virtual Reality(VR)，即利用計算機發展中的高科技手段構造出一個虛擬的境界，使參與者獲得與現實一樣的感覺。

　　篇一：虛擬現實項目商業投資策劃書

　　本分析報告較全面地介紹了目前國內外虛擬現實技術的發展狀況、應用前景和市場現狀，著重分析了虛擬現實系統的核心技術及其實現方案，并做出了幾個較為可行的應用虛擬現實技術的項目策劃題案。本文的結論是：目前是投入虛擬現實技術產業的最佳時機，這是一個可以大展宏圖的產業。誰能抓住這個機會，將開辟一個嶄新的產業和市場，并有可能成為國內這個未來最具前景行業的領頭企業。

　　一． 虛擬現實系統簡介

　　虛擬現實，英文稱為Virtual Reality(VR)，即利用計算機發展中的高科技手段構造出一個虛擬的境界，使參與者獲得與現實一樣的感覺。虛擬現實是一個在當今國際上倍受關注的課題。如果真正實現了虛擬現實，那么對整個人類的生活與發展將會發生很大的變革。我們可以設想這樣一幅情景：當你戴上特制的頭盔與手套后，你就發現你已臵身于一個不受時空限制的歷史的博物館中，當你向前行走或者轉頭時，你所看見的景象也會隨之改變，你可穿過大廳，推開前面的大門；而當你看見一件精美的展品時，你甚至可以上上下下、里里外外仔細地觀摩.......這就是虛擬現實技術給你帶來地一切——近乎完美的真實感覺。

　　虛擬現實系統的最大特點在于它與用戶的直接交互性。在系統中，用戶可以直接控制對象的各種參數，如：運動方向、速度等，而系統也可以向用戶反饋信息，如：模擬駕駛系統中兩車相撞，用戶會感覺到震顫，車在抖動。經過不平路面時，汽車會顛簸。這種交互性粗看只是一個技術上的變化，但它出現以后，“以計算機為主體”的看法逐漸被人們所拋棄，大多數人開始接受“人是信息環境的主體”這一思想。

　　虛擬現實技術具有以下三個基本特征：

　　1．沉浸性。虛擬現實技術是根據人類的視覺、聽覺的生理心理特點，由計算機產生逼真的三維立體圖像．使用者戴上頭盔顯示器和數據手套等交互設備，便可將自己臵身于虛擬環境中，成為虛擬環境中的一員。使用者與虛擬環境中的各種對象的相互作用，就如同在現實世界中的一樣。當使用者移動頭部時，虛擬環境中的圖像也實時地跟隨變化，拿起物體可使物體隨著手的移動而運動，而且還可以聽到三維仿真聲音。使用者在虛擬環境中，一切感覺都是那么逼真，有一種身臨其境的感覺。

　　2．交互性。虛擬現實系統中的人機交互是一種近乎自然的交互，使用者不僅可以利用電腦鍵盤、鼠標進行交互，而且能夠通過特殊頭盔、數據手套等傳感設備進行交互。計算機能根據使用者的頭、手、眼、語言及身體的運動，來調整系統呈現的圖像及聲音。使用者通過自身的語言、身體運動或動作等自然技能，就能對虛擬環境中的對象進行考察或操作。

　　3．多感知性。由于虛擬現實系統中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應裝臵，因此，使用者在虛擬環境中可獲得視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知，從而達到身臨其境的感受。

　　虛擬現實系統按其功能不同，可分成三種類型。

　　1．沉浸型虛擬現實系統。沉浸型虛擬系統是一套比較復雜的系統。使用者必須頭戴頭盔、手帶數據手套等傳感跟蹤裝臵，才能與虛擬世界進行交互。由于這種系統可以將使用者的視覺、聽覺與外界隔離，因此，用戶可排除外界干擾，全身心地投入到虛擬現實中去。這種系統的優點是用戶可完全沉浸到虛擬世界中去，缺點是系統設備價格昂貴，難以普及推廣。

　　2．簡易型虛擬現實系統。簡易型虛擬現實系統由一臺普通的計算機系統組成，使用者通過鍵盤、鼠標便可與虛擬環境進行交互。例如蘋果公司推出的快速虛擬系統(Quick Time VR)，是采用360度全景拍攝來生成逼真的虛擬情景，用戶在普通的電腦上，利用鼠標和鍵盤，就能真實地感受到所虛擬的情景。這種系統的特點是結構簡單、價格低廉，易于普及推廣，是一套經濟實用的系統。

　　3．共享型虛擬現實系統。共享型虛擬現實系統是利用遠程網絡，將異地的不同用戶聯結起來，共享一個虛擬空間，多個用戶通過網絡對同一虛擬世界進行觀察和操作，達到協同工作的目的。例如，異地的醫科學生，可以通過網絡，對虛擬手術室中的病人進行外科手術。

　　關于從技術角度來認識以人為主的信息環境，美國科學家柏迪有一個精辟的論述，他在1993年的世界電子學年會上所發表的《虛擬現實系統及其應用》一文中，提出一個“虛擬現實技術的三角形”，它簡明地表示了虛擬現實技術的特征，即：三個“I”(Immersion沉浸感、Interaction交互操作、Imagination

　　思維構想)。

　　這三個“I”是虛擬現實系統的三個基本特征,其中人的感受在整個系統中是最重要的，強調了人在虛擬現實系統中的主導作用。

　　二． 虛擬現實在國內外的發展概況

　　1．美國的研究狀況

　　美國是VR技術的發源地。美國VR研究技術的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、后臺軟件和硬件四個方面。

　　美國宇航局 （NASA）的Ames實驗室完善了頭盔顯示器（HMD）；并將VPL的數據手套工程化，使其成為可用性較高的產品。NASA研究的重點放在對空間站操縱的實時仿真上，大多數研究是在NASA的約翰遜空間中心完成的。他們大量運用了面向座艙的飛行模擬技術。NASA完成的一項著名的工作是對哈勃太空望遠鏡的仿真。NASA的Ames現在正致力于一個叫“虛擬行星探索”（VPE）的試驗計劃，這一項目能使“虛擬探索者”（Virtual Explorer）利用虛擬環境來考察遙遠的行星，他們的第一個目標是火星。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。

　　在科技和民用方面，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。在顯示技術上，UNC開發了一個幫助用戶在復雜視景中建立實時動態顯示的并行處理系統，叫做像素飛機（Pixel planes）。大學醫學中心成功地將計算機圖形及VR的設備用于探討與神經疾病相關的問題。他們以數據手套為工具，將手的運動實時地在計算機上用圖形表示出來；SRI研究中心建立了“視覺感知計劃”，研究現有VR技術的進一步發展。1991年后，SRI進行了利用VR技術對軍用飛機或車輛駕駛的訓練研究，試圖通過仿真來減少飛行事故。另外，SRI還利用遙控技術進行外科手術仿真的研究。

　　華盛頓大學華盛頓技術中心的人機界面技術實驗室（HIT Lab）在新概念的研究中起著領先作用，同時也在進行感覺、知覺、認知和運動控制能力的研究。HIT將VR研究引入了教育、設計、娛樂和制造領域。例如，波音公司的V22運輸機就是先在實驗室中造出虛擬機后再投入生產的。

　　2．日本的研究狀況

　　在當前實用虛擬現實技術的研究與開發中日本是居于領先位臵的國家之一，主要致力于建立大規模VR知識庫的研究。另外在虛擬現實的游戲方面的研究也做了很多工作。但日本大部分虛擬現實硬件是從美國進口的。NEC公司計算機和通信分部中的系統研究實驗室開發了一種虛擬現實系統，它能讓操作者都使用“代用手”去處理三維CAD中的形體模型，該系統通過VPL公司的數據手套把對模型的處理與操作者手的運動聯系起來。日本國際工業和商業部的工業科學和技術代辦處經營的產品科學研究院開發了一種采用X、Y記錄器的受力反饋裝臵。他們把這種裝臵應用于一個虛擬現實的“游戲棒”中。

　　東京大學的廣瀨研究室重點研究虛擬現實的可視化問題。為了克服當前顯示和交互作用技術的局限性，他們正在開發一種虛擬全息系統。現在他們已經有了4項成果：一個類似CAVE的系統、用HIMD在建筑群中漫游、人體測量和模型隨動、飛行仿真器。

　　筑波大學工程機械學院研究了一些力反饋顯示方法。他們開發了九自由度的觸覺輸入器：開發了虛擬行走原型系統，步行者只要腳上穿上全方向的滑動裝臵，他就能交替邁動左腳和右腳。

　　3. 英國的研究與開發

　　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，在歐洲英國是領先的。到1991年底，英國已有從事VR的六個主要中心，它們是WIndustries（工業集團公司），British Aerospace（英國航空公司），Dimension International，Division Ltd,Advanced Robotics Research Center和Virtual Presence Ltd（主要從事VR職產品銷售）。正在開發一系列VR產品,主要是娛樂業方面的。正在計劃推出新型輕量顯示頭盔和功能強大的圖形引擎 （graphics engine）。VR多媒體集成系統、醫學可視化以及納米技術（nanotechnology）。從矯形術到信息技術，從電子和航空工程到納米技術，以及高級顯微學等領域。