虚拟现实：概念与定义

虚拟现实图书馆的定义源于虚拟现实技术的基本概念。科学界对虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）有着严格的界定。从词性上分析，“虚拟（Virtual）”是形容词，修饰名词“现实（Reality）”。Virtual的英文本意是表现上具有真实事物的某些属性，但本质上是虚幻的意思。Reality的英文本意是“真实”而不是“现实”。

业界对虚拟现实广义的定义是指，由计算机技术所创建的可视化三维环境。这个环境既可以是虚拟想象的三维环境，也可以是对真实世界的三维模拟，是一个既是物理的又是心理的空间。除了对三维环境的模拟，凡是对真实世界的某些特征的模拟，都可以称为虚拟现实，如网络聊天室、MUD（网络角色）扮演游戏等。

业界对虚拟现实狭义的定义是，用于创建人造世界的计算机系统。在这个世界里，使用者有沉浸于其中的感觉，能在其内漫游并能操纵当中的物体。这是“虚拟现实术语工作组”在IEEE的标准草案中对虚拟现实的解释。

韦伯斯特词典对虚拟现实的解释是，Being in essence or effect，but not on fact，即在本质上或效果上存在，但在事实上却不存在。

牛津词典对虚拟现实的解释是，In effect，though not in fact；not such in fact but capable of being considered as such for some purposes，即尽管事实上不存在，但效果上存在；虽然事实上并非如此，但就效果而言，可以被认为是这样的。

著名科学家钱学森认为，虚拟现实是指用科学技术手段向接受的人输送视觉的、听觉的、触觉的乃至嗅觉的信息，使接收者感觉到仿佛身临其境，但其实并不是真的身临其境，而只是感受而已，是虚构的，因此他认为，可以用我们传统文化中的“灵境”这个词来表达这种情况，这比“临境”好，也是准确、严谨的。

可以这样理解，虚拟现实中的“现实”是泛指在视觉意义上的或心理感受意义上存在于计算机创建的三维模拟空间里，它可以是事实上可实现的，也可以是实际上难以实现或根本无法实现的，而是使用计算机技术虚拟的场景实事。“虚拟”主要是特指用计算机生成创建的意思。比如，游戏世界是虚拟的；网络世界是虚拟的；飞行过程、登月过程可以虚拟；未曾发生的战场军事对抗场面可以用虚拟手段表现；医疗手术过程可以虚拟；商业物流仓储管理流程可以虚拟；矿难逃生模拟培训过程可以虚拟；石油工业中，油田勘探、开发过程可以虚拟；此外，还有计算机系统需要扩展内存（RVM）容量，使用磁盘辅助存储器进行的虚拟扩展被称为虚拟内存（Virtual Memory）；装备制造业高端核心技术的虚拟仿真和虚拟制造；等等。(www.xing528.com)

以上场景和物体都是虚拟的现实场景事实，对科研工作和实际应用工作都有指导意义。对不同功能的虚拟对象用不同专业的虚拟思路（模块）进行构思设计，利用计算机技术完成创建、生成。因此，虚拟现实是指用计算机生成并加以控制的一种特殊信息环境，是现实事物的折射与映射。虚拟现实的对象是主观世界对客观世界的反映，而不是无本之木，无源之水

反映这种虚拟现实的硬件载体有大屏幕、立体投影、三通道环幕投影和普通的计算机等。

远程高性能大范围输入、输出依靠分布式网络平台的支持，最终可以通过各种计算机技术虚拟出想象中的信息环境，使管理者、访问者、设计者、读者等主体融入这个环境场景，感知和获取丰富的信息资源；通过计算机控制的各种装置，如数据手套、数据手柄、数据头盔、操纵杆、方向盘、鼠标、键盘等实时操作传感器系统，实现信息热区响应式的互动漫游与交流获取。

虚拟现实技术可以进行项目对象的设计、加工、装配、管理、调度、规划、评价、训练、学习等活动。虚拟现实技术有高端技术、一般技术之分。最高端的技术应用在航空航天科技中。如美国的虚拟火星车在虚拟的火星地面场景中行驶时，可以做到像真实火星车一样精确；又如在美国波音777飞机的研制中，应用虚拟现实技术开发了“先进计算机图形交互应用系统”辅助设计，有力地支持了航空制造业。而虚拟现实图书馆专业模块所包含的场景实时互动展示功能模块与之相比就要简单得多，突出表现信息文献资源的浏览、获取、检索、传递等功能，最具代表性有中国国家图书馆的“新馆漫步”系统和“读者浏览器”以及环视大屏幕无缝显示系统。

6自由度空间实时交互是虚拟现实技术最本质的特征和要求之一，也是虚拟现实技术的精髓。离开实时交互，虚拟现实应用将失去其存在的价值和意义，这也是虚拟现实技术与三维动画和多媒体应用的最根本的区别。在虚拟现实交互应用中通常会借助于一些面向特定应用的特殊虚拟外设，主要是6自由度虚拟交互系统，比如力或触觉反馈系统、数据手套、位置跟踪器，或6自由度空间鼠标、操纵杆等。

虚拟现实系统包括很多组成部分，主要有多台投影机、音响系统以及多路视频的输入和切换设备，甚至是辅助的灯光和窗帘，这些都需要方便地控制和管理。每个部分又包括很多产品和设备，它们之间需要相互连接、相互依赖，这样一个复杂的系统要顺利地运行并能够协同工作，就需要进行管理。集成控制系统便是承担该项工作的载体，比如，通过智能识别技术实现非接触式互动控制及管理，当人走到目标区域系统时相应触发下一层功能；系统跟随人的视线方向进行相应切换；根据入手指的动作执行相应的运行步骤；音响系统输入、输出的集中控制；多通道现实同步控制；等等。有了集成管理控制系统，上述一系列工作通过简单的遥控器就可完成整个操作过程。