移动学习设计中的虚拟现实技术

虚拟现实技术是直接来自应用的涉及许多相关学科的新的实用技术，是集计算机图形学、图像处理与模式识别、智能接口技术、人工智能、传感与测量技术、语音处理与音响技术、网络技术等为一体的综合集成技术，对计算机科学和数字媒体技术的发展具有重要作用。虚拟现实技术主要的研究内容与关键技术包括动态虚拟环境建模技术、实时三维图形生成技术、立体显示和传感器技术、应用系统开发工具和系统集成技术等。

动态虚拟环境的建立是虚拟现实技术的核心，其目的是获取实际环境的三维数据，并根据应用的需要建立相应的虚拟环境模型。目前的建模方法主要有几何方法、分形方法、基于物理的造型、基于图像的绘制和混合建模技术，而基于图像的绘制技术是未来的发展方向。实时三维图形生成技术已经较为成熟，关键是实现实时生成。应在不降低图形质量和复杂程度的前提下，尽可能提高刷新频率。虚拟现实技术的交互能力依赖于立体显示和传感器技术的发展，如大视场双眼体视显示技术、头部六自由度运动跟踪技术、手势识别技术、立体声输入输出技术、语音的合成与识别技术，以及触摸反馈和力量反馈技术等。虚拟现实技术应用的关键是寻找合适的场合和对象，必须研究虚拟现实的应用系统开发工具，如虚拟现实系统开发平台、分布式虚拟现实技术等。系统集成技术包括信息同步技术、模型标定技术、数据转换技术、数据管理模型、识别与合成技术等。

虚拟现实技术作为一种新技术，它将在很大程度上改变人们的思维方式，甚至会改变人们对世界、自身、空间和时间的看法。提高虚拟现实系统的交互性、逼真感和沉浸感是其关键所在。在新型传感和感知机理、几何与物理建模新方法、高性能计算，特别是图形图像处理以及人工智能、心理学、社会学等方面都有许多挑战性的问题有待解决。同时，解决因虚实结合而引起的生理和心理问题是建立和谐的人机环境的最后难点。例如，在以往的飞行模拟器中就存在一个长期未解决的现象，即模拟器晕眩症。(www.xing528.com)

虚拟现实技术是当今多媒体技术研究中的热点技术之一。它综合计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域的最新成果，用于生成一个具有逼真的三维视觉、听觉、触觉及嗅觉的模拟现实环境。它是由计算机硬件、软件及各种传感器所构成的三维信息的人工环境，即虚拟环境，是可实现和不可实现的物理及功能上的事物和环境，用户投入这种环境中，就可与之交互作用。例如，美国在训练航天飞行员时，总是让他们进入一个特定的环境中，让飞行员接触太空环境的各种声音、景象，以便能够在遇到实际情况时作出正确的判断。沉浸（Immersion）、交互（Interaction）和构想（Imagination）是虚拟现实的基本特征。虚拟现实在娱乐、医疗、工程和建筑、教育和培训、军事模拟、科学和金融可视化等方面获得了应用，有很大的发展空间。