虚拟现实技术体系结构优化分析

虚拟环境（Virtual Environment，VE）是体现了虚拟现实所具备的功能的一种计算机环境。虚拟现实硬件系统的结构可以用图1.10-1所示的“3-I”三角形来表示，所谓的“3-I”是：Immersion-Interaction-Imagination（沉浸-交互-构想）。典型的虚拟现实系统有VIDEOPLACE系统、VIEW系统、Super Vision系统等。VIEW系统是第一个走出实验室进入工业应用的虚拟环境系统，它允许操作者以自然的交互手段考察全视角的人工世界，目前大多数虚拟现实系统体系结构都是由此发展而来的。

图1.10-1 虚拟现实硬件系统结构

虚拟现实系统组成结构如图1.10-2所示，它由以下模块组成：

图1.10-2 虚拟现实系统组成结构(www.xing528.com)

（1）输入模块 输入模块是虚拟现实系统的输入接口，其功能是检测用户的输入信号，并通过传感模块作用于虚拟环境。输入模块一般是数据手套、头盔显示器上的传感器，用于感应手的动作、手和头部的位置；对于桌面现实系统而言，输入模块一般是键盘、鼠标、传声器等。

（2）传感器模块 传感器模块是虚拟现实系统中操作者和虚拟环境之间的桥梁。一方面，传感器模块接收输入模块产生的信息，并将其作用于虚拟环境；另一方面将操作后产生的结果反馈给输入模块。

（3）响应模块 响应模块是虚拟现实系统的控制中心。响应模块一般是软件模块，其作用是处理来自传感器模块的信息，如根据用户视点位置和角度实时生成三维模型，根据用户头部的位置实时生成声效。

（4）反馈模块 反馈模块是虚拟现实系统的输出接口。其功能是将响应模块生成的信息通过传感器模块传给输出设备，如头盔显示器、耳机等，实时渲染视觉效果和声音效果。

从系统组成结构来看，虚拟现实的体系结构如图1.10-3所示。