什么是虚拟现实技术

　虚拟现实 (VR ： VirtualReality) 技术是 20 世纪 80 年代未 90 年代初崛起的一种实用技术， VR 技术与多媒体、网络技术并称为三大前景最好的计算机技术。 VR 技术被称为是放大人类智慧的新工具， 90 年代最重要的思想之一，以及是未来的计算机，即 VR 计算机，和创造巨大财富的产业等等。

　它由计算机硬件、软件以及各种传感器构成三维信息的人工环境 —— 虚拟环境。是可实现的和不可实现的物理上的、功能上的事物和环境。用户投入到这种环境中，即可与之交互作用。 VR 已在娱乐、医疗、工程与建筑、教育与培训、军事、科学和金融可视化等方面获得了应用，它将是 21 世纪广泛应用的一种新技术。

　VR 技术是一种综合计算机图形技术、多媒体技术、传感器技术、并行实时计算技术、人工智能、仿真技术等多种学科而发展起来的近年来发展较快且较活跃的最新技术。 VR 技术以模拟方式为使用者创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维图像世界 , 在视、听、触、嗅等感知行为的逼真体验中 , 使参与者可以直接参与和探索虚拟对象在所处环境中的作用和变化 , 仿佛置身于一个虚拟的世界中，产生沉浸感。

　VR 技术追求的是将传统的计算机从一种需要人用键盘、鼠标对其进行操作的设备变成了人处于计算机创造的人工环境中 , 通过感官、语言、手势等比较“自然”的方式进行“交互、对话”的系统和环境。它将从根本上改变目前让人去适应计算机的不友善的局面，而变成让计算机来适应人的一种新体制，从而使人不需要经过专门训练就可在不知不觉中使用计算机，大大扩大了计算机的应用，使计算机渗透到人们工作、学习和生活的各个领域。正是这个特点，有人把 VR 技术称为 21 世纪的一种技术。

　VR 技术有 3 个重要的特征： (1) 沉浸感 (Immension) ：要求计算机所创造的虚拟环境能使操作者有 “ 身临其境 ” 的感觉，就像现实世界一样。使操作人员相信在虚拟境界中人也是确实存在的 , 而且在操作过程中他可以自始至终地发挥作用，就像真正的客观现实世界一样。 (2) 交互性 (Interactivity) ：操作者与虚拟环境中所遇到的各种对象的相互作用的能力，操作者不再是被动接收信息，用户是交互作用的主体，与虚拟物体可进行多行为的交谈。 (3) 构想 (Imagination) ：可使操作者沉浸于定性和定量的环境中获取新的知识，提高感性和理性认识，从而产生新的构思。所以， VR 技术强调的是一种身临其境的方式。

　VR 的技术特征： (1) 多感知性：除 PC 所具有的视觉感知外，还有听觉、力觉、触觉和运动感知，理想的 VR 应该具有人所具有的感知功能。 (2) 存在性：操作者感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度，理想的模拟环境应该达到操作者难以分辨真假的程度。 (3) 交互性：操作者对模拟环境内物体的可操作程度和从模拟环境中得到反馈的自然程度（包括：实时性）。 (4) 自主性：虚拟环境中物体依据物理定律动作的程度。

　VR 是 80 年代末期一些先进国家发展起来的技术，它采用了电子工业百年来的研究成果，并随着它们的技术发展而发展。本世纪末，专业 VR 技术硬、软件技术竞相登台。从目前总体水平看， VR 技术正走向实用，已有许多成功的经验。

　近几年， VR 各个方面都得到了发展，并在多个领域中获得应用。

房间型 （ cave ）虚拟仿真系统－－全沉浸式

幕墙型 （ wall ）虚拟仿真系统－－（平面和弧型柱面）

桌面型 （ desk ）虚拟仿真系统

　VR 系统包括硬件和软件两个部分。

   1〕虚拟现实系统的硬件

　为了实现身临其境的交互环境，要求系统具有实时的三维计算机图形，大视角的立体显示，头部跟踪，手及姿势跟踪，三维声音，以及触觉反馈和力反馈等。为了达到上述技术要求，目前已经开发出满足上述要求的 VR 装置，在视觉方面有：立体眼镜、头盔式立体显示器等，在听觉方面有：三维声音产生器等，在力觉、触觉等方面有：数据手套、数据衣、头跟踪器、手跟踪器及姿势跟踪器，以及一些语音识别、眼球运动检测等装置，在未来还会开发出味觉、嗅觉系统，那时， VR 将更加真实， VR 技术也会更加先进。

　VR 系统的硬件从功能上可分成 5 个部分：

(1) 计算机 ：是硬件的核心，用于完成虚拟世界中物体的模拟计算 , 构成虚拟世界 。为了达到逼真的效果，要求系统具有实时响应的性能，这对 VR 系统一个非常重要的。从目前来看 , 可选的计算机设备有 超级图形工作站和 由 PC 机组成的分布式实时网络系统。

　对大型 VR 应用系统 , 低性能的计算机难以满足实时要求 , 必须具有较高图形性能的工作站。对大型 VR 应用系统而言，由于 VR 的实时性要求，低性能的计算机难以满足实时要求，一般以较高图形性能的工作站为主，国外有许多可用于 VR 的工作站，其中最值得一提的是 SGI 公司的图形工作站。该公司为 VR 系统提供了一系列最先进的超级计算机系统，总部设在美国加州山景城。 SGI 图形平台被认为是构成 VR 系统的最佳选择 , 其性能价格比高。其中 Origin 服务器多达 128 个 MIPSR1000064 位 CPU ，以致人们一谈到 VR 就谈到 SGI ，一谈到 SGI 就意味着 VR 技术。从价格便宜的 RealityStation 到 OpwerOnyx 超高速图形系统。 RealityStation 的 RealityEngine 图形系统是性能价格较合适的开发平台， Onyx 是其系列产品中的核心产品，它是图形体系结构中具有最先进的多处理器的产品，在 Unix 环境下，具有灵活、开放的系统设计方法。

　为使 VR 系统达到高性能的效果，常需要高性能的工作站和昂贵的 VR 设备，使经费问题成为 VR 研究的主要障碍。目前 PC 机的性能与工作站的距离已大大缩小，面向 PC 的多媒体技术飞速发展，使得中低档 VR 应用落户 PC 成为了可能。由于 PC 性能价格比不断提高，为 VR 在 PC 平台上的普及提供了机遇。特别是在国内 , 开发 PC 平台的 VR 应用更具有推广价值。利用 PC 机实现 VR ，一般具 5 个特点：①在个人机上实现 “ 临境 ” 感；②利用 DVI 技术，可获得实时加纹理的三维图像；③易于进行应用开发作业；④可支持人机接口用的硬件；⑤三维数据支持 DCX 文件。这些特点，可使 VR 应用系统的开发更为简便。利用 PC 机资源，是使 VR 大众化、家庭化的必由之路。虽然，复杂的 VR 应用系统建立在高性能的图形平台上，但对于象艺术和教育这类非实时的应用，基于 PC 的低档桌面系统还是可行的。

(2) 显示设备 ：显示设备用以产生视觉效果。显示设备和普通计算机屏幕显示不同， VR 系统要求提供大视野显示，双眼立体显示，而且要求高刷新速度、高分辨率。从视觉效果来讲， 要满足实时性，图像刷新速度至少 15 帧 /s ； 20 帧 /s 的图像刷新速度，就使人能感觉到图像是连续的，但还会有抖动。长时间观察，就会使人头晕眼花，要想与我们日常所见相同，图像刷新速度必须要有 30 帧 /s 。而双眼有一个立体视差，是由两帧图像组成的；因此 , 送到显示设备的图像速率为 60 帧 /s 才会有很好的效果。

(3) 头部和手部跟踪设备 ：头部跟踪设备用于跟踪操作者头部的位置和方向，以动态地产生虚拟世界中人所“看到”的图像，模拟人在虚拟世界中的运动，它是 VR 系统中独有的、不可缺少的设备。手部跟踪设备和头部跟踪类似，用以得到手掌的位置和方向。

(4) 手操作数字化设备 ：用手作为和计算机交互的主要手段来代替键盘、鼠标是 VR 的一项重大突破，它的作用是将手操作的结果进行数字量化。目前比较成熟的数字化设备有数据手套、外管架设备、控制手套、摇杆、三维鼠标、空间球、指挥棒等设备。

(5) 其它感官设备 ：除视觉设备外，近年来也开始发展听觉 ( 声音和语言 ) 、触觉、力觉设备等。

2〕虚拟现实系统的软件

　在 VR 系统中，硬件是基础，软件是核心。尤其是像 VR 这种以三维图形为主的复杂系统 , 如果一切都从基础工作做起，其软件的工作量大到不可思议，而且也无此必要。利用现有开发平台可以大大提高效率。目前， VR 应用系统的常用开发软件有； (1) WTK(WorldToolKit) ： 由美国 Sense8 公司开发， WTK 不依赖硬件环境，适用包括 PC 机在内的各类硬件平台： WorldToolKit-Windows: Windows 3.1 或 NT ； WorldToolKit-SGI ： IRIX 。 (2) MultiGen 和 Vega ： 由美国 MultiGen-Paradigm 公司开发，是非常成熟和出色的三维建模软件和实时仿真软件，用于三维视觉数据的建立和编辑，以及视景仿真。 MultiGen 系统的模块化设计可以满足用户不同应用的要求，它的数据库格式 Openflight 已成为飞行模拟领域的标准，也为 VR 系统广泛采用。 (3) PerFormer ： 由 SGI 公司开发，该软件有 SGI 的图形工作站技术作坚强后盾，对其 SGI 的多 CPU 系统有最充分的利用和支持。故有很好的 VR 性能，其系统可产生 60 帧 /s 的图像速度，对于缺帧图贴有很好的平滑算法。（ 4 ）还有 OpenGL ， VRML ， 3DS MAX ， Maya ， Photoshop ， Eai 等用于应用系统的开发。

　九十年代的 VR 技术虽然发展较晚，但它在许多领域取得了举世瞩目的成果。 VR 以其卓越而自然的人机交互方式、身临其境的非凡感受、冲击传统的思维模式而成为计算机领域的热门话题。近几年，随着计算机图形加速能力、浮点计算能力、实时分布处理能力、 3D 音效能力的大幅度提高以及传感器和显示器技术的飞速发展， VR 系统和设备开始走向成熟，从而触发了除国防训练、军事模拟以外的教育、医疗、娱乐、科技、制造、旅游、城市规划、建筑和商业等一系列领域中的应用。

　以下是 VR 技术应用于现实生活中的一些方面：

1) 远程教育与教学培训

　VR 技术用于教育是一种非常有意义的潜在市场，利用 VR 将实际过程与理论分析合二为一的课程教育是一个新的教学形式。国内外一些高等院校成功开发了基于集成声音、图像及其他多媒体技术的三维空间的远程教育中心，它制造了一个完全立体化的模型，虚拟出真实的校园环境，用户进入教育中心如同进入真正的学校一样，可以进行提问、考试等，进行实时教学和交流。

　例如，美国怀俄明州的卡斯帕的一些中学生，有幸从 1993 年开始试验用这种技术进行上课。每个学生都有一台个人计算机、特殊的头盔眼镜、数据手套和操纵杆。学生可以用 VR 技术在太阳系里飞行，也可以进入人体内的细胞里，可以学习计算机内部结构，还可以沿尼罗河漂流而下，也可以建造一座早期的城堡。用 VR 技术学习既生动又有趣。

　世界著名的摩托罗拉公司，有一种为期 3 天的高级培训课程。这种课程是用来教会在世界各地的公司成员怎样操纵机器人装配线的。该公司只有三家工厂有这种实验设备。过去培训，公司成员必须长途跋涉去到这三家工厂的某一实验室接受训练。但从 1994 年开始，这个公司寻求用 VR 技术制造装配线的模型。学员在启动、运行、关闭装配系统的虚拟模型中，可以听到像从真实系统发出的响声，从显示器上可看见与真实系统一样的动作反应。用装配线的虚拟模型，就可对学员进行培训。

　实践证明，使用虚拟模型培训学员，效果并不差。用虚拟模型进行培训有两点好处：一是 VR 实验用的装配线模型比真实的装配线便宜（只有 3 ～ 10 万美元），并且可以很方便地运到任何地方去；二是当真正的装配线上的机械设备变更或改进时， VR 实验室的模型很容易得到及时的更新。如果用真实的装配线实验设备，想要更新，就不那么容易了。

　VR 可以模拟一些特殊环境，用来训练飞行员、汽车驾驶员、运动员等等。用 VR 驾车系统，可以虚拟出行车中出现的各种紧急情况，这些情况和真实驾车所遇到的情况完全一样，十分逼真。若是学习驾驶的人处理不当，也不会发生危险，只不过再多练几遍而已。现在，在飞行仿真训练系统中也越来越多地采用 VR 技术。

　东京一家公司开发的滑雪训练系统，是典型的 VR 系统。当你戴上头盔显示器，穿上滑雪鞋，站到由驱动装置驱动的金属板上，就可滑雪了，在你的头盔显示器里就显示出高山雪道和斜坡石崖。当你手持滑雪杆，向下滑去，脚下的金属板在驱动装置驱动下，模拟人从高山上滑下来的过程以及撞击情况。你站在金属板上，身体的感觉就是顺雪道飞驰而下，头盔里可以看到皑皑白雪从你身边掠过，前面的山崖向你冲来 ……

　英国一家公司开发出一种 VR 模拟器，你的头戴上头盔，站在模拟器上，用身体动作控制模拟器运动，模拟器在计算机和自动系统控制下，对人脚部力量作出反应。它的运动，使你好似坐在魔毯上，好似在滑雪，又好似在冲浪。用它可以训练你去学滑雪，学冲浪。

2) 商业

　现实生活中，我们所看到的电视画面以及社会大力推行的网上远程购物等，通常商家只是把所售与推荐的商品的图片，加以扫描，以平面的形式贴在网上，顾客远程所看到的只是平面的、单一的商品画面与真伪难辩的文字介绍，而无法了解商品各个点面的具体特和内质。

　对于那些期望与客户建立直接联系的公司，尤其是那些在他们的主页上向客户发送电子广告的公司， VR 技术具有特别的吸引力。 VR 技术有可能让顾客购买商品的感觉最好。百事可乐公司在自己的网站上创建一个广告画面：火星探测器在火星表面走动且发现了一瓶百事可乐。美国 Construct 公司最近完成了一个 VR 项目，目的是展示 VR 技术作为一个故事片媒介的优势。应用 VR ，可以创造出逼真的虚拟世界，与三维动画不同的是， VR 是互交的，画面跟随着着用户的操作而改变，特别适合于制作城市规划、房地产开发演示节目，用户和观众能达到身临其境的逼真境界。

3) 休闲和艺术、娱乐消遣

　休闲和娱乐领域是 VR 技术的一个重要应用领域，也是 VR 技术的一个巨大市场。利用 VR 技术度过休闲时光，到虚拟世界中去游玩一番，是别有风趣的。但却没有一丝一毫的危险。它能提供良好的多人之间的交互功能，提供更加逼真的虚拟环境，从而使人们能够享受其中的乐趣，带来美好的娱乐感觉。 VR 技术目前正朝着实时通信、大规模用户交互的方向发展。世界一些著名的娱乐城已建成 VR 娱乐中心，在这个环境中许多神话都已变成“现实”。

　例如，有一种赛车系统，是由计算机和一系列装置构成的。它能构造出驾驶方程式赛车的虚拟环境，这个环境和真实的几乎完全一样。游戏有三条赛车道和三辆赛车。你可以选用初学者的赛车，也可选用 58.8 千瓦的高级赛车。启动后，你可以加速、自动换挡、开出公路、扬起灰尘、紧急调头、自动刹车，甚至使用平行滑动等高难动作，驾驶不好甚至发生翻车事故都没有关系，是有惊无险。

　你可以利用 VR 技术，坐在家里或坐在游戏厅内去到旅游景点游览一番。美国一家工程公司研制出一种打高尔夫球的 VR 模拟器。在很大的房间内，悬挂一个有弹性的尼龙屏幕，你在室内用标准的高尔夫球杆和真正的球，进行打球活动，只要你从球座上发球后，球飞出碰到屏幕便掉在你的房间地板上。这时屏幕上可以显示出球在真实球场的上空飞行的状况。这是因为，由传感器、红外线发射器、电子跟踪系统确定出球的飞行情况，由计算机计算出球继续飞行的路径，并确定出是左曲球还是右曲球，于是在屏幕上显示出球的飞行过程。这种虚拟的室内打高尔夫球模拟器，可以模拟 16 个著名高尔夫球场的实况，打 18 个洞的高尔夫球。

　先进的 VR 娱乐就更有趣了。例如，美国芝加哥有一个 VR 娱乐厅，叫 “ 战技中心 ” 。它是世界上第一个大规模 VR 娱乐系统，有一个座舱，前方有一个屏幕。可以从上面看到战斗场景。下方有个副屏幕，从它的上面可看到损伤情况。主屏幕的两侧显示武器的状态和选择：，左边的操纵杆控制武器动作，右边的调整开关可以控制速度。 “ 战斗机器 ” 是这个娱乐系统的 “ 主要人物 ” ，是一个超级机器人。它是一场战争的发动者，假设这场战争发生在一千多年以后。用脚去踏脚踏板，就使 “ 战斗机器模拟器 ” 开始工作，于是模仿一千多年以后的战争就开始了。

　人们排长队买票去玩这种 VR 娱乐，去进行战斗游戏：玩的人在座舱内，利用舱内的设备，在星球间飞行，飞行中要保护自己，防止巨型坦克的袭击，并用激光枪展开射击竞赛，或低头弯腰，扭身拐行，躲开史前翼身龙的攻击。虚拟战争游戏受到人们欢迎；，日本横滨的 “ 战技中心 ” 是有 32 个座舱的大系统，比芝加哥的 “ 战枝中心 ” 座舱要多一倍。将来有可能开设更多新的 “ 战技中心 ” ，并且各个中心根互联网，使得各国的游戏队可以进行国际性的比赛呢。

4) 建筑规划与城市规划

　利用 VR 技术进行建筑规划设计，在建筑设计阶段就能以可视的、动态的方式全方位展示建筑物所处的地理环境、建筑物外貌和各种附属设施，可以让设计人员在虚拟建筑物内漫游，获得第一手材料，来验证自己设计的建筑物是不是合适。在建筑设计中，除要考虑结构及强度等问题外，还要考虑采光、声音效果、通风等许多问题，而这些问题要预先估计出来是比较困难的。利用 VR 技术，虚拟出建筑物，让设计人员到室内考查，这就方便多了。对于讲演厅、电影院的设计，则可用 VR 技术来考查声音效果，帮助设计人员改进设计。因而 VR 技术是建筑规划方案设计、装修效果展示、方案投标、方案论证及方案评审的有力工具，在建筑设计业、虚拟城市、房地产业和建筑装修业等领域有着日益广泛的应用前景。

　城市规划对于展示城市规划、宣传城市建设、提升城市形象，帮助有关人员作出决策，有着巨大的促进作用。

5) 建筑物虚拟现实漫游

　漫游是 VR 技术应用的领域之一，为了给人以身临其境的感觉，建筑物 VR 漫游一般都要表现该建筑物所处的虚拟地理环境、建筑物全貌，以及该建筑物的各种附属设施，对房地产业、旅游业等产生很大的影响。

6) 房地产销售

仿真是个先进的视觉表达方式，可以完全取代实物模型和三维动画，甚至取代样板房的制作。仿真系统可以安装在多台计算机上，同时在多个地方，如售楼部，展销会给客户做演示只能采用虚拟楼盘展示。也可以安装在笔记本电脑上，上门为客户做演示，有很好的宣传推广作用。或者给投资方做为投资决策分析用。特别适合于制作城市规划、房地产开发演示节目，用户和观众能达到身临其境的逼真境界。

7) 文物古迹恢复

　　随着时间的流失，沧海桑田的变化，很多有价值的文物建筑都有了不同程度的损坏，或者已经不复存在。该系统可以重现当年的景况。

8) 上产品展示与商场导购

　为了达到虚拟产品展示，把各类产品如汽车、家具家电产品、工艺品、古董、服装等以动态三维的方式高清晰度地给用户展示出来，实现良好的推销效果。

　现实生活中，我们所看到的电视画面以及社会大力推行的网上远程购物等，通常商家只是把所售与推荐的商品的图片，加以扫描，以平面的形式贴在网上，顾客远程所看到的只是平面的、单一的商品画面与真伪难辩的文字介绍，而无法了解商品各个点面的具体特征和内质。而 VR 技术为我们提供了在虚拟环境下感受商品的特征和内质的机会。

9) 虚拟博物馆与虚拟宾馆

　根据博物馆的实际结构，制作三维网上博物馆和把馆藏的所有展品做成三维模型，使网民在网上浏览时有身临其境的感觉，能最大程度满足参观者需求。

　根据宾馆的需求，将宾馆的大堂、饭厅、各种客房、娱乐设施、游泳池、周围环境等设施用 VR 技术制作成场景，特别是把那些比较有特色的设施制作成场景供客户随意浏览，方便客户网上自动定房。

总之，将各种商展用 VR 技术展示，实现虚拟商展，达到各种展品的真实展示效果。

10) 制造业

VR 技术在机械制造业有广泛的应用前景， VR 技术的直观与交互特性弥补了传统设计分析工具的不足， VR 技术可以帮助设计师和工艺师进行产品设计和制造，包括虚拟概念设计、虚拟布局、虚拟装配、产品原型快速生成、虚拟制造等领域。尽管虚拟制造的出现只有短短的几年时间，但它对制造业的革命性的影响却很快地显现了出来。由于虚拟制造系统基本上不消耗资源和能量，也不生产实际产品，而是产品的设计、开发与加工过程在计算机上的本质实现，即完成产品的数字化加工过程。与实际制造相比较，它具有高度集成、快速成型、分布合作等特征（虚拟制造具有响应快、环境统一、柔性好、试制等中间环节少、废品少、成本低、生成实际制造过程简便等特征），这些特征很好的解决了 TQCS 难题，因此 VR 技术不仅在科技界，而且在企业界引起了广泛关注，成为制造业研究的热点之一。

例如，美国伊利诺斯州的科普利纪念医院病房设计出来之后，请一大批残疾的老战士，坐在轮椅上，戴上有显示器的头盔和数据手套，进入 VR 世界，对病房的设计进行检查、评论。他们从头盔中看到的是犹如真的病房，他们到处查看，结果发现。水池上方的水龙头调节手柄距离地面太远，坐轮椅的人够不着。用 VR 世界，查出设计中的毛病，就可以改进设计了。

飞机发动机设计是十分复杂的工作，最重要的一个问题是发动机的拆装。因为发动机零件多，很紧凑，设计出来的发动机，常常在拆装中发生困难（拆不下来，装不上去，或工具伸不进去，没地方下手等等）。用 VR 技术，虚拟一个发动机，进行拆装，就可以发现设计中的漏洞和毛病，以便加以修改。现在，汽车设计、舰船设计也都可以采用虚拟设计。

虚拟制造是 VR 技术应用最重要的领域，如波音 777 客机。波音公司开发的 VR 系统可将虚拟环境叠加于真实环境之上，如把虚拟的模板显示在正加工的工件上，工人根据此模板控制待加工尺寸，简化了加工过程，使波音 777 客机一次装配成功。美国福特汽车公司科隆研究中心设计部经理罗勃认为，采用虚拟设计技术，可使整个设计流程时间减少 2/3 。 21 世纪，虚拟设计将在建筑设计、装备设计、产品设计、服装设计中发挥神奇的效用。

11〕医学应用

12〕电力系统

•  一个大型发电厂的投建，可以用 VR 全方位仿真。

•  从小到一个基建子工程、一条出线的出力负荷，大到锅炉、汽机、发电机组，都可预实施，这对工程的优化施工，提高设计效率有非常重要的意义。

•  大型电力设备的检修：电力系统设备一般都很昂贵，其维护、检修工作自然非常重要，如能利用 VR 装置模拟检修，对提高工人的业务能力非常有好处。

•  大型设备的设计：发电机组、锅炉、汽机、变压器组等能利用 VR 预设计。

•  动力系统仿真中心：从发电厂到输电线路，直至用户，全方位建立一个动力系统的仿真 VR 系统，不论是对教育还是研究都十分有意义。

13〕金融

　　金融可视化是指将大量数据变换成图像式物质，从而使数据更易理解和分析，股票市场就是采用这种技术的主要领域。

14〕科学可视化

　　现在，有很多数据或物质，如红外光、微波、雷达、电磁场、在通道中流动的各种数据都不是可见的，利用 VR 技术，很容易将这些东西可视 , 这就为我们的研究带来很大的方便。

15〕国防训练和军事模拟

早期的应用由于价格昂贵、技术复杂而仅限于国防训练和军事模拟等领域。国防训练和军事模拟是推动 VR 技术发展的主要力量，而且 VR 技术的许多成功应用也是在军事上，如飞机驾驶模拟器、近战战术训练器、虚拟战场 ( 作战仿真系统 ) 等。既通过建立虚拟战场环境来训练军事人员，同时通过虚拟战场来检查和评估武器系统的性能。在虚拟战场中，参与者可以看到在地面行进的坦克和装甲车，在空中飞行的直升机、歼击机和导弹；在水下游弋的舰艇；可以看到坦克行进时扬起的尘土和被击中坦克的燃烧浓烟；可以听到坦克或飞机的隆隆声由远而近，从声音来辨别目标的来向与速度。参与者可以瞄准、射击上述目标，也可以驾驶坦克、飞机等武器平台仿真器。这样，不仅可以节省大量的资金、军用物资，而且还可以改变状态来反复进行各种战场态势下的战术和决策研究。

例如，早在 20 世纪 80 年代初，美国的 DARPA 就开始为坦克编队典型作战训练开发一个实用的虚拟战场，其主要目的是为了降低作战训练费用，同时也为了确保安全和减低对环境的影响，最后形成了一个由美国及德国的 200 个坦克训练器互联网络 SIMNET 系统。 SIMNET 通过分布网络形成一个虚拟战场环境，在训练经费紧缩、战术训练质量和数量提高以及作为新武器概念试验台的应用等方面得到广泛认可。 NATO( 北大西洋公约组织 ) 计划将逐步把各个国家的兵力汇入 SIMENT 而成为一个虚拟战场，进一步的工作是把空战仿真系统 (AWSIMS) 和海战仿真系统 (NWSIMS) 与 SIMNET 相联。

16〕航天领域应用

17）旅游业的应用

在旅游业的应用包括：旅游规划、旅游营销等。

在旅游规划中的应用 VR 技术，可以使旅游规划设计师将某旅游地的道路、建筑、景点、商业网点等大量信息建成数据库，并变换成虚拟旅游仿真系统，然后通过虚拟现实系统人机对话工具进入该虚拟境界，通过规划人员亲身观察和体验，认识、判断不同主导因素作用下各种规划方案的优劣，并辅助最终决策。例如，一座拟议中的旅游宾馆如何影响人们的视线、商业网点应布置在哪里最佳、污染企业布置于何处对旅游地影响最小等。借助 VR 技术，无须规划方案的真正实施，就能先期检验该规划方案的实施效果，即是否能达到社会、经济、生态最佳综合效益，并可以反复修改和辅助最终方案的制定施行。借助于 VR 技术，不仅能优化各种方案的论证方式，而且有着其他方法所不具有的直观、可经历的特点，同时还可以节约规划时间，提高效率。

18）其它

用 VR 技术可以 “ 制造 “ 出活生生的人和物。

例如，美国佐治亚理工学院开发出虚拟动物园的大猩猩系统。游人戴上头盔，看到立体景物，就像在一群大猩猩中走动，如果游客大靠近雄性大猩猩，它会发出咳嗽声，好像是在警告你。你若不去操纵控制杆，使自己离它远点，大猩猩就会虚张声势地扑过来，游客只好借助 “ 后退钮 ” 向后退去。当然这些都是虚拟的。

日本富士通公司用计算机制造出一个小动物，它一半像海豚，一半像鸟。这个由 VR 技术创造的电子宠物叫 “ 菲兰克 ” 。它和人能进行相互交流，它会记人的脸和声音，当主人呼唤它的时候，它会高兴得又叫又跳。你用温柔的声音对它说话，它就会作出小鸟依人状；如果你粗声吼叫，它就会飞行得无影无踪。它会唱歌，能学唱新歌，还会表演杂技。

日本一家公司，由几十位计算机图像艺术家，花了两年时间设计制造出一个虚拟世界中的歌手，叫伊达恭子。它不是真人，但胜似真人。伊达恭子，是 16 岁妙龄的少女，身材美妙，歌喉柔蜜略带沙哑，动作令人倾倒。它不会老，也不会发脾气，随意由人支使，可以连续唱数小时而不会累倒。它会讲 7 种语言。

伊达恭子的出现，使流行乐坛发生了变化，越来越多的人喜欢这个虚拟世界中的歌手。

宾夕法尼亚大学研究制成 VR 人，叫杰克。它是由计算机生成的人，是一种模型（而不是把某人的形像拍摄下来再重放的人的形像），杰克在虚拟世界中，能模仿真正人的动作，与环境中的人、物、机器进行相互作用。

用杰克可以研究一些问题，比如人与机器相互作用的好坏，也就是研究人与机器相互配合问题，人操纵机器的安全问题，人操纵机器的效率问题。在研究中，杰克代替真人去工作，比如让它开汽车，在可能发生碰撞、翻车等情况中工作，用来考查汽车的设计好坏，对人的安全保护性能等。

总之， VR 技术是一门走向成熟的科学和艺术，是一种全新的信息处理方式。由于 VR 技术对当前仿真环境的改善将起重大作用，因而引起了广泛关注，在现实生活中可应用于军事、医疗、虚拟城市、网络广告制作、娱乐、房地产、建筑装饰设计、企业形象展示、商场导购、产品展示、各种商展、旅游服务、制造业、文化休闲中心、政企风貌、城市交通、商场酒店、电子商务，企业产品等各个领域纷纷展开了对 VR 技术应用的研究。

可以预见在不久的将来， VR 技术几乎可以应用于任何领域。