虚拟现实的应用领域.pdf

虚拟现实的应用领域

newmaker

VR技术的应用极为广泛，Helsel与Doherty在1993年对全世界范围内已经进行的805

项VR研究项目作了统计，结果表明：目前在娱乐、教育及艺术方面的应用占据主流，达

21.4％，其次是军事与航空达12.7％，医学方面达6.13％，机器人方面占6.21％，商业方

面占4.96％，另外在可视化计算、制造业等方面也有相当的比重。下面简要介绍其部分应

用。

医学

VR在医学方面的应用具有十分重要的现实意义。在虚拟环境中，可以建立虚拟的人体模型，

借助于跟踪球、HMD、感觉手套，学生可以很容易了解人体内部各器官结构，这比现有的

采用教科书的方式要有效得多。

Pieper及Satara等研究者在90年代初基于两个SGI工作站建立了一个虚拟外科手术训练

器，用于腿部及腹部外科手术模拟。这个虚拟的环境包括虚拟的手术台与手术灯，虚拟的

外科工具（如手术刀、注射器、手术钳等），虚拟的人体模型与器官等。借助于HMD及

感觉手套，使用者可以对虚拟的人体模型进行手术。但该系统有待进一步改进，如需提高

环境的真实感，增加网络功能，使其能同时培训多个使用者，或可在外地专家的指导下工

作等。

另外，在远距离遥控外科手术，复杂手术的计划安排，手术过程的信息指导，手术后果预

测及改善残疾人生恬状况，乃至新型药物的研制等方面，VR技术都有十分重要的意义。

娱乐、艺术与教育

丰富的感觉能力与3D显示环境使得VR成为理想的视频游戏工具。由于在娱乐方面对VR

的真实感要求不是太高，故近些年来VR在该方面发展最为迅猛。如Chicago（芝加哥）

开放了世界上第一台大型可供多人使用的VR娱乐系统，其主题是关于3025年的一场未来

战争；英国开发的称为“Virtuality”的VR游戏系统，配有HMD，大大增强了真实感；1992

年的一台称为“LegealQust”的系统由于增加了人工智能功能，使计算机具备了自学习功能，

大大增强了趣味性及难度，使该系统获该年度VR产品奖。另外在家庭娱乐方面VR也显

示出了很好的前景。

作为传输显示信息的媒体，VR在未来艺术领域方面所具有的潜在应用能力也不可低估。

VR所具有的临场参与感与交互能力可以将静态的艺术（如油画、雕刻等）转化为动态的，

可以使观赏者更好地欣赏作者的思想艺术。另外，VR提高了艺术表现能力，如一个虚拟的

音乐家可以演奏各种各样的乐器，手足不便的人或远在外地的人可以在他生活的居室中去

虚拟的音乐厅欣赏音乐会等等。

对艺术的潜在应用价值同样适用于教育，如在解释一些复杂的系统抽象的概念如量子物理

等方面，VR是非常有力的工具，Lofin等人在1993年建立了一个虚拟的“物理实验室”，用

于解释某些物理概念，如位置与速度，力量与位移等。

军事与航天工业

模拟训练一直是军事与航天工业中的一个重要课题，这为VR提供了广阔的应用前景。美

国国防部高级研究计划局DARPA自80年代起一直致力于研究称为SIMNET的虚拟战场

系统，以提供坦克协同训练，该系统可联结200多台模拟器。另外利用VR技术，可模拟

零重力环境，以代替现在非标准的水下训练宇航员的方法。

城市规划

在城市规划中经常会用到VR技术，用VR技术不仅能十分直观的表现虚拟的城市环境，

而且能很好的模拟各种天气情况下的城市，而且可以一目了然的了解排水系统，供电系统，

道路交通，沟渠湖泊等等。而且能模拟飓风、火灾、水灾、地震等自然灾害的突发情况。

对于政府在城市规划的工作中起到了举足轻重的作用。

室内设计

在室内设计应用方面，用VR技术不仅能十分完美的表现室内的环境，而且能在三维的室

内空间中自由行走。目前业内常用VR技术做室内360度全景展示和室内漫游，受到一致

好评，而且不仅能在室内漫游，还能用VR技术做预装修系统，可以实现即时动态的对墙

壁的颜色进行更换或贴上不同材质的墙纸，还可以更换地面的颜色或贴上不同的木地板、

瓷砖等，更能移动家具的摆放位置、更换不同的装饰物。这一切都在VR虚拟现实技术下

将被完美的表现。

文物保护

VR技术在文物保护方面也是应用相当广泛的，埃及的金字塔就做过网上的体验中心，运用

了全景虚拟