摘 要
虚拟现实技术是使用计算机对现实世界进行逼真模拟的技术，是近年来研究的热点具有广阔的应用前景。文章主要介绍了虚拟现实技术的发展历程以及应用现状。
【关键词】虚拟现实 计算机仿真 发展 应用
1 虚拟现实技术的基本概念
虚拟现实（Virtual Reality）技术是计算机仿真技术与计算机图形学、人机交互技术、多媒体传感技术以及移动网络技术等多种技术的集合。虚拟现实技术可以对计算机虚拟环境下的感知行为进行高度逼真的模拟，使人有身临其境的感觉。近年来结合移动互联技术，移动智能终端、大数据、人工智能等新技术的应用，虚拟现实技术具有广阔的应用前景，是当前研究与应用的热点。
2 虚拟现实技术的基本特点
虚拟现实技术是多种技术的综合，包括实时三维计算机图形技术，立体显示技术，对使用者的肢体跟踪技术，以及声光电的触觉反馈、移动数据传输、多种形式的数据交互等技术。作为近几年应用的热点的技术，虚拟现实技术具有以下几点显著的特点。
2.1 逼真性
虚拟现实技术通过对物体的几何形态进行处理，使计算机呈现的物体具有更加逼真的形象。使用计算机三维成像技术，就像处于真實的世界一样可以对虚拟环境进行控制和操作。
2.2 可模拟性
虚拟现实技术的可模拟性主要体现在它可以对物体的的运动状态进行模拟，可以形象的模拟物体的运动状态和运动形态。
2.3 可操作性
虚拟现实技术能够按照操控者的意愿控制虚拟世界的物体进行移动，从而实现操控者控制虚拟世界。
2.4 可通信性
虚拟现实技术还可以进行远程交互，不同地方的人可以利用虚拟现实技术实现如同面对面的进行会谈。
3 虚拟现实技术发展
虚拟现实技术技术的发展主要有以下三个阶段：
3.1 探索阶段
虚拟现实技术在20世纪50到70年代起源于美国。1962年由美国人Morton Heiling设计的“全传感仿真器”问世，同年Like Lider教授首次提出了交互计算的思想，并得到了应用。而虚拟现实的思想是Ivan E.Sutherland在1965年的终极现实的文章中首次提出。
3.2 实用阶段
这一阶段主要是虚拟现实技术从实验室和理论走向实用的过程。先是“媒体研究室”的创建，这个研究室开发了一种集成的媒体技术，即计算机和听觉、视觉、广播与网络的一体化。然后是虚拟可视环境头盔系统（VIVEDHMD）的开发，至此虚拟现实技术系统开始逐渐的被呈现出来。
3.3 快速发展阶段
这一时期主要是20世纪80年代到21世纪初这一阶段。在航天领域，宇航员利用虚拟现实系统模拟太空中从运输舱取出望远镜等物品的空间操作；在飞机制造领域，虚拟现实技术在波音777飞机设计过程中发挥了重要作用。特别是英国超景公司，该公司开发了在电脑屏幕可以游览的“超级城市”立体图像，这个系统可以真实模拟生活环境和场景。到目前，虚拟现实技术在医药、工业、设计等领域都有广泛而深入的应用。
4 虚拟现实技术的应用
4.1 工业应用
在工业设计中的应用主要是将虚拟现实技术与概念设计结合起来，简称为虚拟概念技术。传统的概念设计需要花费大量的人力和物力，严重影响了企业的竞争力。现在国外很多公司已经开始在产品的设计作过程中应用虚拟现实技术，利用虚拟现实技术产品的成本、性能和质量主要是在概念设计方面就被确定下来，从而大幅节省设计成本。
4.2 军事应用
虚拟现实技术近几年在军事领域的应用越来越广泛。虚拟现实技术可以让士兵在虚拟环境中进行训练，这种虚拟环境类似于真实的战场；战术训练模拟器能够为士兵提供真实的战场战术训练；利用虚拟现实技术还可以模拟真实的军事演练，提高士兵的协同作战能力。
4.3 航空应用
航空应用领域主要是提供逼真的模拟训练环境。飞行员可以利用飞行仿真器进行飞行控制训练，宇航员可以进行太空行走训练。这种环境无疑要比真实的训练环境安全很多，同时还兼备真实感。
4.4 通信应用
虚拟现实技术的可通信性决定了它在通信行业也有十分广泛的应用。利用这一技术处于不同环境和空间的办公人员可以实现逼真的交流和指挥。“虚拟会议室”系统就是一个典型的应用，与会人员不受地点限制的同时，远程逼真交流还可以提高会议效率。
4.5 医学教学应用
虚拟现实技术在医学教学领域具有广阔的应用前景。在医学教学和训练中，研究人员和学生能够使用虚拟现实技术对虚拟人体模型来进行操作。在虚拟环境下，学生可以对虚拟人体模型的组织器官和结构进行实时三维观察，甚至可以利用虚拟现实技术建立虚拟手术室，学生可以对虚拟人体组织进行逼真手术操作。虚拟现实技术的应用能够使操作者体验真实的人体结构，预测手术结果。利用虚拟现实技术还可以实现专家远程实时会诊和手术。所以，虚拟现实技术在医学及教学中具有重要的现实意义。
4.6 教育和娱乐应用
虚拟现实技术在人们日常生活的娱乐和教育方面同样应用广泛。这些领域与人们的生活息息相关，人们可以观赏虚拟现实电影，或者去看场虚拟舞台剧；还可以在虚拟教室里听老师讲课，模拟真实的物理实验室等等。有些游戏公司还推出了虚拟现实游戏。这种游戏可以让人在虚拟环境下直接与对手对决，真实感与刺激性兼备非常受玩家欢迎，收到非常好的经济效益。
6 结束语
总而言之，虚拟现实技术近年来的快速发展，在许多领域都有十分广泛的应用且前景广阔。我们相信在不久的将来，随着技术的进步和研究的深入虚拟现实技术会为人们带来更加震撼的体验，甚至改变人们的生活方式，为生产生活创造更大的社会价值。
参考文献
[1]洪炳熔，蔡则苏，唐好选.虚拟现实及其应用[M].北京：国防工业出版社，2015（09）：4.
[2]张世昌.先进制造技术[M].天津：天津大学出版社，2014（04）：6.
[3]梁艳霞，聂如春.基于虚拟现实技术的计算机辅助概念设计[J].机械工程师，2013（04）：110.
[4]朱书华等.虚拟加工技术及其在曲轴生产中的应用[J].机械工程师，2015（03）：3.
[5]薛大维.虚拟现实技术的研究与分析[J].交通科技与经济，2016，8（04）：54.
[6]韩晓玲.虚拟现实技术发展趋向浅析[J].电脑知识与技术，2012（02）：98.