虚拟现实技术在二十世纪末、二十一世纪初方才兴起一项新兴的综合实用技术。其将计算机图形学、传感测量技术、仿真及人工智能、多媒体技术以及底滞枷翊理技术等多项技术融为一体。该项技术可以创建出一个交互式、虚拟下面是小编为大家整理的虚拟现实技术【五篇】（范文推荐）,供大家参考。
虚拟现实技术范文第1篇
虚拟现实技术在二十世纪末、二十一世纪初方才兴起一项新兴的综合实用技术。其将计算机图形学、传感测量技术、仿真及人工智能、多媒体技术以及底滞枷翊理技术等多项技术融为一体。该项技术可以创建出一个交互式、虚拟的、逼真的三维立体空间环境，同时可以对于人的操作以及活动作出相对准确、及时的反应，使人们有种出于现实中的感受。本文就虚拟现实技术的起源发展、现实应用以及发展现状进行分析，简要的对未来发展的方向进行介绍。
【关键词】虚拟现实技术 应用 现状 发展趋势
随着计算机技术的高速发展，近年来虚拟现实技术也得到了快速的成长。虚拟现实技术是一个可以进行虚拟世界创建与体验的计算机系统。虚拟现实技术是对计算机技术加以利用，从而形成一个逼真的、包含有视觉、听觉、触觉等多个感官的虚拟环境，使用者利用各式交互设备与虚拟环境内的实体进行相互作用，从而产生一种身临其境的信息交流，是当前时期较为先进的实现数字化人机交互感受的技术。
1 虚拟现实技术的简介
1.1 虚拟现实技术原理
虚拟现实（Virtual Reality），简称为VR，是使用计算机模拟出一个三维的虚拟空间，为使用者提供包括视觉、触觉、听觉等感官感受进行实际模拟，同时可以快速、不受限制地对事物进行观察。使用者在进行移动位置时，计算机将会及时展开复杂运算，精确地将虚拟三维世界的视频传输给使用者，从而产生亲身临场的感觉。是一种经过计算机技术加以辅助而产生的高技术性的模拟系统。虚拟现实技术集成了计算机仿真、人工智能、计算机图形、传感、显示以及网络处理等技术的发展成果。
1.2 虚拟现实技术的发展史
虚拟现实技术的发展大致上可分为四个发展时期。1963年以前式虚拟现实技术发展的萌芽期，1963年至1972年的十年间将带有声音的形动态进行模拟过程中便包含有虚拟现实思想。1973年至1989年，该时期虚拟现实的概念以及理论开始产生。1990年至今虚拟现实技术得到不断的发展与完善并应用于实际中。2012年Google首次了Google Glass，将虚拟现实技术、头戴式显示器、增强现实展现到普通民众的视野中，这对原有的图像显示设备进行完全的颠覆。2013年，头戴式显示器得到了广泛的关注，随后世界众多公司均加入到虚拟现实头盔的竞争中。
2 虚拟现实技术的应用范围
虚拟现实技术主要在现实中应用于如下几方面。
2.1 医学
虚拟现实技术应用于医学方面有着极其重要的实际意义。创建虚拟人体模型的环境中，可以利用HMD、感觉手套、跟踪球等更加方便的对人体内部的器官构造进行了解，在进行外科手术时，医生可以通过虚拟技术在显示器上进行模拟手术，寻求最佳的手术方案同时可以提升医生的操作熟练度。
2.2 娱乐、教育
由于虚拟现实技术拥有丰富的感知力以及3D现实环境致使其成为了理想的视频、游戏工具。因为娱乐上在虚拟现实技术上的真实性要求较低，因此近年来该项技术在娱乐、游戏方面发展较快。此外，在家庭娱乐上也取得可较为良好的发展前景。
2.3 军事航天
模拟和练习始终是军事航天业里的一个重点的内容，这对虚拟现实技术的应有提供了极为广阔的前景。此外，虚拟现实技术可以对零重力进行真是的模拟，来对现有对宇航员的训练方式进行替代。
此外虚拟现实技术还在房地产开发、动作捕捉、数字地球、室内设计、工业仿真、文物保护、应急演练等方面均有所应用。
3 虚拟现实技术发展现状
虚拟现实技术是由美国人提出的概念，后来由美国宇航局对其的利用，从而展开了对成本较低的虚拟现实系统的研制，从而对虚拟现实技术的硬件发展有着一定的推动作用。现在虚拟现实技术虽已获得了较大的发展，但是仍处于研究的初级阶段。目前虚拟现实技术主要在感知、后台软件、硬件以及用户界面四个方面进行研究。就当前时期的技术来看，场馆虚拟漫游存在的最大难点是建模与实施绘制。通常情况下，会选择在绘制速度与模型精细度上选取一个平衡点，这样不仅可以保证绘制质量又不会为用户造成不适感。目前世界上有着诸多的虚拟现实应用的开发商，已经开发了一些虚拟现实软件的平台，比如Superscape公司的VRT、Deneb Robotics公司的ENVISION等。这类平台面对不同的目的，在很大程度上提升了虚拟现实应用系统的研制效果，但是在开发中依然有着很多的问题，尤其是对自主知识产权缺乏的问题，对其中的核心了解不充分，一旦要对新功能进行开发补充时，都会造成无法运行的状况。
2015年三星公司了一个新的配件Gear VR，吸引了广大用户的关注，Gear VR是一款利用手机作为屏幕的移动虚拟现实的配件，可以实现虚拟现实得应用体验。三星公司的这款虚拟现实的设备对于同行业的其他品牌有着很大的竞争优势，由于其是第一家将其应用于手机上。此外将虚拟现实技术应用于航拍中，再结合三维制作技术，实现现实拍摄与三维制作的交互，这在游戏上应用较为广泛。目前有大量的游戏制作商将虚拟现实技术应用于游戏开发，例如“星球大战”、“鹰击长空”、“最终幻想14”等，均实现了将现实内容与三维制作相结合，制作出的游戏效果使玩家有者身临其境的游戏感受，得到了广大玩家的喜爱。
4 虚拟现实技术发展趋势
对虚拟现实技术的发展历程来看，虚拟现实技术在今后的发展过程中依然会遵循“低成本、高性能”的原则。本文将从软硬件上展开探讨，主要的发展方向如下。
4.1 动态环境建立技术
虚拟环境的创建是虚拟现实技术最为核心的内容，动态环境建模主要的目的在于获得现实环境数据的基础上，以此来创建相应的虚拟环境的模型。
4.2 实时三维图像生成与显示
三维图像生成技术已经较为成熟，目前关键是实时生成如何实现，目前就如何不降低图像质量与复杂程度的基础上对频率的刷新是今后发展的重点研究内容。另外，虚拟现实技术的发展依赖于传感器与立体显示器的发展，当前时期的虚拟设备上无法满足系统的需求，需要对三维图像的生成与显示技术进行不断的开发。
4.3 研制新型交互设备
虚拟现实要能够完成人可以自由的和虚拟世界内的对象实现交互，有一种身临其境的感受，使用的主要输入、输出设备有数据手套、头盔显示器、三维声音产生器、三维位置传感器以及数据衣服等。所以，价格低廉、新型、耐用性好的数据衣服和手套将成为今后的研究重点。
4.4 智能语音虚拟建模
虚拟现实建模过程是较为复杂的，需要有较多的时间和精力。假设将智能、语音识别等技术与虚拟现实技术相结合的话，可以很好的对这一问题加以解决。可以将模型的方法、属性、特点的描述利用语音识别技术来对建模数据加以转化，之后再使用计算机的图像处理技术以及人工智能来进行设计、评价，将模型用对象进行表示，同时逻辑地使各个模型进行动、静态的连接，最终创建出系统模型。在模型形成后对其进行评价，给出一定的评价结果，同时由人工使用语言对其编辑和确认。
4.5 应用大型分布式网络虚拟现实
分布式网络虚拟现实是将零散的虚拟现实系统和仿真器利用网络将其连接在一起，采取协调一致的标准、结构、数据库以及协议，创建出一个在空间、时间相互联系的虚拟合成系统，使用者可以进行自由的交互。当前，分布式虚拟现实交互已经成为国际上的研究热门。网络分布式显示虚拟在航天上有着极为重要的应用价值，可以减少研制经费以及设备费，同时可以降低人员的出差费以及出差造成的不适。
5 结语
综上所述，虚拟现实技术有着广阔发展前景的高新技术，但是仍有着诸多的需要解决的问题。虚拟现实技术已经在现实生活中的许多方面得到应用，并发挥出了极为重要的作用。作为二十一世纪大力发展的技术，在今后的发展中将会取得越来越广泛的应用，将会对人们的习惯以及理念加以改变，同时深入的应用与我们的日程生活和工作中。
参考文献
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虚拟现实技术范文第2篇
最近，我爬了珠穆朗玛峰，在颤颤巍巍地过一条晃晃悠悠的危桥时，我尽量克制自己，不去看脚下冰冻的大峡谷。
然后，我又观看了18岁的海伦娜接受系列治疗的过程，心理学家尝试了采用其中一个系列治疗她的电梯恐惧症。
最后，我看到一群孩子参观了达利奇美术馆，而整个过程他们都没有离开过国王学院医院，因为他们是那里的长期患者。
说到这里你应该已经猜到了，这些都是使用虚拟现实技术的案例，很可能成为2016年的一大技术潮流。
鉴于像脸谱网、索尼和HTC这类公司的巨额投资，如果虚拟现实技术最终没有在今年走向百姓家中，人们未免会很失望。
比如说，我能有登上珠峰的体验，就得益于HTC？Vive？虚拟现实的头戴式视图器以及一家冰岛公司Solfar？工作室开发的一个虚拟现实游戏。？
在大多数看来，HTC？Vive提供的虚拟现实体验是很好的。像珠峰这类游戏为玩家提供了身临其境的绝佳体验。
现在，HTC？在接下来的几个月中可能会与索尼的虚拟现实游戏机和脸谱网的虚拟现实头戴头戴式视图器合作，一同走向市场。
刚接触虚拟现实技术的人可能会有“哇，好棒啊”的惊叹，但是想要将这种一时的新奇游戏变为长年累月的娱乐项目并非易事。
但是就像大家发现Kinect技术在游戏以外的应用价值一样，虚拟现实技术也可能为生活的各个领域带来突破性进展。
显然，两位来自伦敦的心理学家――阿什利・康威医生和凡妮莎・鲁斯帕丽医生也这样认为。他们已经开发了一套系统，通过Oculus的Rift头戴式视图器来治疗患有各种恐惧症的人。
他们公司的虚拟暴露疗法旨在通过让患者在虚拟世界中与恐惧的东西直接接触来进行治疗。
我们拍摄了海伦娜，由于她一直都很害怕坐电梯，我们就将她指引到越来越小的空间里。
每当她进入电梯，鲁斯帕丽医生就会观察她的焦虑程度，过了一段时间之后，焦虑程度就下降了。
“尽管这不是真实的世界，但是身体的体验却是身临其境的。”康韦医生解释道。
“你也会有正常的生理反应。这项技术真的非常有利于将人们从不能在现实世界做某件事过渡到可以在现实世界做某件事。”
心理学家们希望使用这一系统来治疗从飞行恐惧症到陌生环境恐惧症等各种恐惧症，因为这种有一半接触恐惧环境的方法很可能奏效。
海伦娜接受治疗之后，我们又劝她乘坐吵闹的老式电梯。
她告诉我虚拟现实真的对她产生了很大影响，仅仅几周之前，她还会在电梯和楼梯之间选择爬楼梯。
许多公司和公共机构也许很快就会采用虚拟现实技术来与消费者互动。
房地产经销商将可以让顾客在虚拟世界中体验中意的房屋、厨房，设计者可以让消费者更好地体验产品的设计理念。
对于谷歌Cardboard虚拟现实头戴式视图器，你只需要连接在手机上就可以使用，这种价格更低廉、操作更简单的系统也许为大多数人第一次虚拟现实体验提供机会。
已有众多机构正在尝试用谷歌的头戴式视图器来实现虚拟现实，达利奇美术馆就是其中的一员。
它可以实现简单的美术馆虚拟之旅，并且让附近的国王学院医院的一些年轻病人进行了尝试。他们的反应非常让人高兴。
“你会感觉就在那里，可以看到里面的画作，真的很棒，”露西说。
“当然，你可以判断出周围的一切不是真实的，”玛雅补充道，“但是对于小孩子来说，他们可能认为这是世界上最令人吃惊的事情了。”
但是爱德华指出：“虚拟世界并不像真实世界一样好，它不像一个真实的博物馆。”
虚拟现实技术范文第3篇
Magic Leap成立于2011年，在2014年10月谷歌牵头对它进行了5.42亿美元投资后名声大振，在此之前大部分人甚至都没听过这家公司。2016年2月Magic Leap又完成了C轮融资，金额7.94亿美元，由阿里巴巴领投，谷歌与高通风司参投，Fidelity Investments、JP摩根、摩根斯坦利、T Rowe Price也投入了部分资金。
完成这轮融资后，Magic Leap的估值已达45亿美元。拿到大笔的钱后的Magic Leap依然显得很神秘，很少接受媒体采访，没过、甚至没演示过任何产品，唯一做得只是展示了几个DEMO视频而已，但大家对它的期待仍然很高。不久前Magic Leap创始人罗尼・阿博维茨首次向外透露，Magic Leap至今已经花了10亿美元开发原型设备，并正投资1.5亿美元在佛罗里达建造生产线，最快会在未来18个月推出产品。
Magic Leap的产品与当前市面上的虚拟现实产品最大的不同就是采用了光场技术，Magic Leap官方的说法是“数字光场显示（Dynamic Digitized Lightfield Signal）技术”。其能呈现比 Oculus Rift 更具现实感的 3D 体验，可将虚拟图像直接用光场的形式投射在人的视网膜上，而用户除了能看到虚拟图像，还能感知其位置，这种体验如同建立在真实世界之上，且不会产生任何不适感。这正好解决了目前虚拟现实所面临的一些问题。
众所周知，传统的虚拟现实显示技术是通过双目视差的方法来产生3D景深效果，这会造成成像不逼真，无法实现看远处景物清晰则近景模糊、看近景清晰则远景模糊这一效果，不符合自然人眼接收图像的规律。长时间佩戴这种技术的VR设备，沉浸感不足，会导致大脑产生混乱，从而产生疲劳眩晕等感觉，一些人甚至会出现恶心、呕吐等不适症状。如果按照现有的虚拟实现成像原理这些问题是无法得到很好解决的，这也是造成2016年虚拟现实先火后冷的主要原因之一。
但随着光场技术的发展，虚拟现实面临的技术困境有望得到解决。这种技术可让使用者实现接近真实的立体视觉，让眼睛能以更舒适情况体验高清晰度、大视场角的虚拟实境呈现效果，避免了用户在佩戴过程中产生头晕、呕吐等不适的情况，给虚拟现实用户带来更好的体验效果。
什么是光场
那么到底什么是光场呢？所谓光场，就是指光在每一个方向通过每一个点的光量，自由空间中某一点沿着一定方向的光线辐射度值，该空间所有的有向光线集就构成了光场数据库。简单点说，光场就是指定空间内所有光线信息的总和，包括颜色、光线亮度、光线的方向、光线距离等等。光场技术除了可以像普通屏幕那样显示基本的图像信息外，还能显示景深信息，因此可以避免视觉系统的失衡和晕动症的产生。通过光场显示技术，人们可以真正感受到画面物体间的相对距离，比如看远处的物体时，近处的物体会因为眼球失焦而模糊，看近物时，远景也会被虚化，从而更接近真实的观看体验。
光场并不是Magic Leap造出来的新概念，其早在上世纪80年代就已经开始受到一些科研机构的关注，并展开了持续的研究。但由于光场技术涉及多个交叉学科，技术难度高，因此发展并不快。光场相机应该算是近年来光场技术最商品化的应用了，其中最为知名的光场相机厂商为Lytro。
光场相机厂商转型
Lytro是一家位于硅谷的科技公司，2006年创立，它的核心业务就是销售光场相机。利用光场技术原理，Lytro推出的光场相机能够完整地记录光场信息，拍照后可以任意地调整照片焦点，实现“先拍照后对焦”的效果。与普通数码相机相比，光场相机拍照的时候只需要考虑构图即可，不需要对焦，无论拍的照片模糊与否，只要在相机的焦距范围内，对焦点可以在拍完之后随意选择，因为相机在拍照的时候就把焦距范围内所有光学信息都记录在内了。
此外，由于采用与数码不同的成像技术，光场相机没有数码相机上复杂的聚焦系统，整体体积较小，操作也比较简单；
同时由于不用选择对焦，拍摄的速度也更快。但光场相机也有不足，就是由于纪录了太多信息，照片的容量比较大。2011年6月，Lytro在获得5000万美元投资后推出了第一款光场相机，然而照片的质量不佳，受到了用户和媒体的批评。2014年7月，Lytro又推出了第二代产品Lytro Illum。
针对前代产品出现的画质问题，Lytro Illum采用4，000万像素镜头和f/2.0大光圈来提升照片质量，同r还配备大量实体按键来改善相机的易用性。然而问题依旧没有得到很好解决，因为Lytro Illum实际拍照时的有效像素有限，导致照片画质提升不高，实际效果甚至不如高端智能手机。更严重的是，Lytro Illum还暴露出新的问题，由于配备了高像素、大尺寸镜头，成像速度非常缓慢。
而此时，相机市场已经开始不断萎缩，智能手机取代数码相机成为超级终端的趋势十分明显。其他曾经涉足光场相机的厂商要不已销声匿迹，要不已放弃转做其他项目，备受产品市场不佳和成本控制等问题的Lytro也开始寻求转型。
当时市场对虚拟现实正在产生兴趣，但视觉上的不适感一直没有找到合适的解决办法。对此斯坦福大学进行了研究，他们认为光场技术或许可以改善虚拟现实设备的这个缺陷，不久后其公开了一台原型机，称该设备通过一种创新型叠加显示来获得自然光场，从而可有效降低VR晕动症的影响。
受此启发，Lytro决定试水虚拟现实，2015年11月了名为Lytro Immerge的VR摄像设备。Lytro Immerge外观看起来像一个安装在三脚架上的沙滩球，这一设备中包含数百个微小镜头和图像传感器，可以捕捉和记录周围的影像。但与其他VR设备不一样的是，除了记录色彩和光线强度，Lytro Immerge还会记录光线的行进方向，这就是Lytro赖以成名的光场技术，这一技术能帮助VR开发者记录诸如景深、光线方向等更多信息，也能够构建更逼真的效果。
Lytro Immerge不仅可以让VR场景变得更加清晰和立体感，用户还可以在这个VR场景中走动，虽然这个由Lytro Immerge创造的能四处行走的VR空间大概只有一个立方米左右，但这样的行走效果过去一般只能通过电脑生成素材，且场景的逼真程度很有限。Lytro希望能够创建一个端到端的VR系统：它包含一个光场技术的摄像头阵列、专用的服务器和编辑工具、存储在云端的流信息、以及为已经购买了各种头盔的终端用户使用的App。
蓄势启动
光场技术对于目前稍显疲软的虚拟现实可谓是利好，对于光场技术本身来说，也终于找到了用武之地。如今国外不少公司，如Magic Leap、Lytro、NextVR、OTOY、MicroVision等都在积极推进光场技术的发展进程，而国内公司在此方面也毫不放松，紧紧相随，这其中包括蚁视科技，光场视觉公司等。
据推测，Magic Leap投资1.5亿美元建立的生产线最先推出的可能是头戴式光场显示器，但最终产品应该是一副眼镜。当戴上设备后，它会阻挡视野，硬件直接将图像投射到视网膜。在半透明的眼镜内有一套光学系统，图像通过光学系统投射。产品不会伤害眼球，当观看时，产品不会强迫用户盯住屏幕，而是像平时观察世界一样观看。硬件持续收集信息，扫描房间中的物件，倾听声音，追踪眼球动作，观察手部移动。最终虚拟环境中的对象可以理解环境，可以与真实世界互动。
NextVR目前已经开发出了光场摄像技术，配备了光场技术的镜头，可以同时捕捉到整个背景的光场，拍摄的图像可以随意改变焦点，移动视角，相当于捕捉了某个瞬间的全部影像。而这意味着，当我们在这种镜头拍摄的影片中移动时，图像也会随之变化，感受起来就像在一个真实的世界中行走。这大大提高了虚拟现实的浸入体验，并且不管在哪个角度，这种体验都不会失真。
OTOY是一家专注于光场数据渲染与压缩的公司。由于VR画面需要后期进行大量图形渲染，而光场技术恰好可以将真实拍摄和虚拟构造的3D信息进行数字化保存，因此可以通过后期处理，让VR电影和VR游戏达到最逼真的效果。不过想得到优秀的渲染画面，同样要付出代价，撇开光场设备的价格不说，光是拍摄文件的大小已经让现在的网络带宽吃不消了。庞大数据量导致存储和传输出现困难，不利于光场技术的有效普及。不过OTOY公司宣称，通过他们的复杂算法压缩后，仅仅需要1.5Mb/s的速度就可以对单个演员的光场信息进行传输，就连智能手机也完全能胜任这项艰巨的任务。
国内方面，蚁视科技早在2012年就光场相关技术申请了国际专利。蚁视科技的创始人覃政表示：光场显示技术，通俗一点说就是它能同时呈现多个显示平面。目前蚁视的光场显示技术已经能同时显示10个平面，因而能够显示出具有连续体积感的实体，在空气中产生全息的效果。蚁视的光场眼镜，有一个明确的要点，就是图像的显示效果一定要真实逼真。透过眼镜看到的虚拟场景和真实场景，都是由计算机处理过的，因此看起来效果是一样的。而传统的增强现实或透过式显示技术，显示出来的虚拟图像，一般都是半透明地浮在空中的，而且亮度极高。利用蚁视的光场显示技术，就有可能显示出亮度跟自然物体一样的虚拟物体，因而真正能做到分不清真实和虚拟。
前不久，光场视觉公司刚刚了光场眼镜这一品牌LOGO，不过产品并未亮相。光场视觉CTO王一中表示这款产品目前还在进行最后的完善中，预计明年春节后将会推出开发者版本。这款光场眼镜能够达到视网膜级清晰度、无色散、不失真、最高可达150°+的全视野VR沉浸感和AR真实感，同时可实现VR/AR模式切换，即是VR又是AR，重量方面最低可以做到80克左右，可适合长时间佩戴。
虚拟现实技术范文第4篇
关键词：现代教育技术；
虚拟现实；
教学模式；
教育应用
引言
新一轮的信息革命将深刻地改变传统行业，逐渐克服技术难题之后，5G通信技术、人工智能技术、虚拟现实技术都得到了长足的发展，研究者们开始关注虚拟现实技术的应用，它在现代教育领域的运用成了瞩目的焦点。
1现代教育技术的特点和发展趋势
现代教育技术是把现代教育理论应用于教育、教学实践的现代教育手段和方法的体系。它以实现教学过程、教学资源、教学效果、教学效率的最优化为目的[1]。它的现代化体现在教学设计现代化、教学手段现代化、教学媒体现代化。随着现代教育科学和现代信息技术的飞速发展，现代教育技术和教育联系紧密，它增加了信息传递的方式与方法，提升了教学效果与效率。现代教育技术与普通教育技术没有本质区别，突出”现代”一词的目的是要更多地关注现代科学技术的相关问题，吸纳新的科学技术成果和思维方式，凸显教育技术的时代特色。目前，教育技术在教育中的应用可以按照技术特点大致分为以下5类：（1）基于传统媒介（如书本、图片、画册、黑板、模型、实物、小型展览）的常规教学模式；
（2）基于视听技术（计算机技术）的多媒体教学模式；
（3）基于卫星通信技术的远距离教学模式；
（4）基于因特网等网络技术的网络直播教学模式；
（5）基于三维仿真技术的“虚拟现实”的教学模式。随着现代信息技术的快速发展，许多新技术被用到教育教学实践中，丰富了现代教育技术的内涵。现代教育技术突破了传统教育方式，正朝着多媒体化、网络化、信息化、教育技术应用模式多样化和远程教育普及化的趋势发展[2]。而“虚拟现实”的教学模式，具有多种教学模式的优势，试想一个场景——分散在世界各地学习者穿戴着虚拟现实设备，汇集到一个共同的虚拟社区，在这里自由交流与学习——这种美好的愿景并不遥远。
2虚拟现实的概念及特征
虚拟现实是一项融合了计算机图形技术、多媒体技术、传感器技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术、心理学及仿真技术等多种科学技术发展起来的计算机综合技术[3]。虚拟现实技术有三大基本特征：沉浸感、交互性和想象力，它强调人在虚拟现实技术中的主导作用[4]。交互性是指用户与虚拟空间中的虚拟物体的互动能力；
沉浸性是指用户在计算机生成的虚拟环境中，通过模拟视觉、听觉等感官，给人以真实感觉；
想象性是指用户在虚拟环境中，根据环境传递的信息以及自身沉浸在系统的行为，通过自己的逻辑判断、联想等思维过程，想象虚拟现实系统中并未直接呈现的画面和信息。近年来，科技不断发展，信息量呈爆炸式增长，虚拟现实技术能有效地提高信息传播和教学效率。虚拟实现的特性符合现代教育技术对提高教学水平的要求。
3虚拟现实技术在教学中的运用途径
3.1自主学习
虚拟现实提供了一种崭新的交互方式，学生可以通过眼睛、耳朵等多种感觉器官与它进行实时互动。学生凭借自然语言交互，以触觉、视觉、听觉作为媒介，和计算机进行交流沟通。这种崭新的人机交互方式，给与学习者全新的体验：在这个虚构的学习场景中，真实与虚拟模糊了边界，理论知识和实践操作同时进步。虚拟现实模拟的环境大体可以分为三个层次：（1）“显示现实”，还原真实的环境，但是一般人不容易直接接触，如火山口的场景、银河中的场景、危险的化学实验室等；
（2）“模拟现实”，模拟现实中不存在的环境、特殊条件下才会产生的事物，如仿真训练、模拟训练等；
（3）“创造现实”，突破现实的制约，想象力有多大，创造力就有多大，一切现实法则都可以在虚拟空间中被颠覆，给学生发挥创造力的机会，把好的创想在虚拟空间中尽情展现。
3.2虚拟实验室
虚拟实验室是虚拟现实技术的一大创新，学生可以在其中自由实验，动手操作，观察各种实验反应，摆脱常规实验室的局限。在虚拟物理实验室中，学生可以虚拟出各种物理现象，实验效果直观可见；
可以看见现实中看不到的磁场，理解磁场变化的原理；
可以感受桥梁大厦的建造与崩塌，分析其中的力学原理。身处虚拟生物实验室内，可以仔细观察人体组织的切片结构，各种骨骼结构也变得清晰透明。在虚拟化学实验室中，学生可以远离现实实验室的各种危险，安全地操作天平、砝码，观察燃烧、爆炸等反应现象；
在虚拟地理实验室中，学生可以进行地震和火山爆发等实验，瞬间遨游太空，瞬间又深潜入海底，尽情体验地理科学的魅力。想象力的边界才是虚拟实验室的边界，虚拟实验室将成为学生们最喜爱的场所。
3.3技能训练
虚拟现实沉浸感和互动性的特性，可以使学习者全身心进入学习状态，在安全的虚拟环境中反复练习，不断试错，直到熟练掌握技能。例如，在虚拟射击培养体系中，学生可以重复射击，提高反应能力，学习不同的掩体情况下的射击方法，直到熟练掌握。运用VR技术可以使医务工作者反复操练，保障手术训练的实效。在教学技能训练方面，与传统微格教室相比，在虚拟教室中，师范生可以自由选择面对的学生人数，克服上台教学的畏惧心理。但是值得注意的是，真实的情景也是技能训练不可或缺的内容，需要合理安排虚拟现实学习和真实情景练习，找到它们之间的平衡点，最大化利用虚拟现实技术的优势。
4虚拟现实教育应用的展望
虚拟现实技术正处于高速发展阶段，它会给教育带来巨大的变革，未来的虚拟现实系统能够与通信技术、大数据技术、人工智能技术等前沿科技紧密结合。在虚拟教育社区，每个学习者都有自己唯一的虚拟身份，能够在虚拟的空间中与他人的虚拟角色互动交流，也能与人工智能的虚拟角色交流。人工智能虚拟学伴可以为学习者提供全程的学习规划指导，制定个性化的培养方案；
学习者的成长轨迹全程被记录在虚拟世界之中，通过物联网技术制作的可穿戴设备，学习者的身体健康状况也可以被详实记录。数字虚拟世界和真实世界共同培养人才，这正是未来智慧教育的图景
虚拟现实技术范文第5篇
关键词：虚拟现实；
特征；
VR技术构成；
教育
一、引言
虚拟现实技术（VirtualReality，简称VR）是利用计算机技术、传感技术、网络技术等多种技术生成模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，能够使用户沉浸到该环境中；
在这个空间中每个事物的活动规律与现实中完全一样，进入其中的人还可以对这个空间加以控制和影响，反过来这个虚拟空间的事物也会对进入其中的人产生影响。
二、VR技术的发展历史
1965年，Sutherland在《终极的显示》论文中第一次提出图形的交互显示（GraphicInteractiveDisplay）、力反馈设备（ForceFeedbackDevices）及声音指示的VR系统的三个基本思想。1966年，美国麻省理工学院的Lincoln实验室开始研制头盔式显示器(HMD)，在第一个头盔式显示器的完成后，研发者又在系统中加入力量及触觉的力反馈模拟装置，到1970年，第一个功能比较齐全的头盔式显示器系统出现了。80年代，美国的贾朗•拉尼尔（JaronLanier）在前人所取得的一系列成就的基础上，正式提出“虚拟现实（VirtualReality）”这一概念。同一时期，美国宇航局及美国国防部组织了一系列关于虚拟现实技术的研究，并取得了瞩目的成就。进入90年代，由于计算机的硬件技术水平不断提高，软件设计理论也在不断改进，二者相互匹配，这使得利用大数据集合下的音像信息制作实时动画变成了可能。进入二十一世纪，互联网推广普及、计算能力大幅提升、3D建模技术出现，这大幅提升虚拟现实体验，使得虚拟现实技术向商业化和平民化的方向发展。
三、VR技术的构成原理
虚拟现实是多种技术的综合，所包括的技术种类很多，这其中又有多个分支，对于不同类型的个体还要涉及与之相关的学科。对此在国外也未能严格细致地加以划分与确定，但公认的基础技术构成主要有人机接口技术、模拟仿真技术、真实存在技术3个方面。人机接口技术就是人与计算机相互影响与控制的技术，它是实现VR的关键。我们常用的鼠标、键盘、显示器其实就是一种人机接口设备。70年明的数据手套、80年代出现的内置立体显示装置的数据头盔和手写输入板、语音识别都是高一级的人机接口设备。参与者与虚拟世界的交互过程如下：参与者借助可穿戴设备（例如数字头盔、数据手套、数字衣）为计算机提供输入信号，这些可穿戴设备上配有传感器及空间三维跟踪系统，VR软件接收到这些输入信号后，通过虚拟环境数据库加以解释，并对其作必要的更新。参与者转换新视点后，当前的虚拟环境将发生变化，变化后的三维场景的图像及相关信息（如触觉、声音、力反馈等）将立即传送到对应的输出设备（数据手套、耳机、数字头盔等），使得参与者能够实时获得各种感官上的虚拟效果（如图1所示）。模拟仿真技术是影响VR效果好坏的重要因素。我们要模拟一个人的动作时，肯定会分析这个人做这个动作的特点，然后按这个特点去模仿。模拟仿真技术直接影响计算机在模拟方面的能力。在计算机模拟领域里，仿真数字模型是关键的技术，模型建得越好、越细致，将意味着对原体的模拟越真实。们真实存在技术也称之为沉浸技术，为了通俗一点，暂将其命名为真实存在。这是VR对人产生影响的关键之处。它包括声音、图像和对人体其它感官的刺激，因为这些是人类对所处环境的最真实的认识和感受。很明显，它包括了尖端的多媒体数据处理技术，这些数据处理的质量与快慢和计算机的水平是息息相关的，因此真实存在技术的发展是与计算机的发展紧密相连。
四、VR系统在教育领域中的应用
虚拟现实技术的应用极为广泛，目前在游戏、电影、直播等艺术娱乐领域占据主流，在教育与培训方面也有大量应用，其次是军事航天训练，商业VR购物，医学人体解剖等。现今，VR技术正在越来越多的应用于各行各业。教育，是人类社会前进与发展的重要动力，将现代信息技术融入现代教育中，是教育发展的趋势。因此，将新颖的VR技术引入现代教育后，要求开拓出与之相适应教学模式，对于学生更高效、更主动地掌握各类技能至关重要。针对于教育领域来说，虚拟现实技术能将三维空间的景物清楚的表示出来，能使学习者自然、直接地与虚拟环境中的各种对象进行交互，并通过多种形式参与到事件的变化发展过程中去，从而获得最大的操作和控制整个环境的自由度。这种呈现信息多维度的虚拟学习和培训环境，将为参与者以最有效、最直观的方式掌握一门新技能、新知识提供前所未有的新途径。因此，该项技术的发展在很多培训与教育领域，诸如虚拟实验室、专业领域的训练、立体观念、虚拟教学、仿真实验、虚拟数字化校园等应用中，具有明显的优势和特点。
（一）建立虚拟实验室
由于VR技术能够创建出与现实实验类似的虚拟实验环境，这解决实验过程中的情景化及自然交互性的要求，因此较早被欧美一些主要国家应用于建立虚拟实验室领域。1985年，美国国立医学图书馆就开始了人体解剖图像数字化研究。随后，德国的汉诺威大学建立了虚拟自动化实验室、意大利帕瓦多大学建立了远程虚拟教育实验室、新加坡国立大学开发了远程示波器实验和压力容器实验等。2016年英国外科医生沙菲•艾哈迈德借助虚拟现实技术向世界直播一台由自己操刀的癌症手术，这也是全球首次实现用虚拟现实身临其境般“围观”的手术。国内的清华大学、复旦大学、上海交通大学等高校利用VR技术开发创建了虚拟仪器库，在次基础上构建了一系列虚拟实验系统，并将其虚拟实验室用于教研，取得了很好的效果。通过虚拟实验室的建立首先能够避免在真实实验过程中由于操作失误所导致的各种危险。例如，虚拟的汽车驾驶教学，可免除学生操作失误而产生的意外事故。虚拟的飞机驾驶系统，不会造成飞机坠毁事故。其次利用VR技术，可以创建多种多样的技能训练场景，并且训练可以重复进行，直到操作熟练为止。此外虚拟实验室的建立大大减少教育经费的投入，缓解教育单位资金不足的困难，节约了各种实验原材料，减少资源的浪费。
（二）虚拟教学
现今，信息技术不断发展，也快速推动着教育方法的不断进步。对教育内容的表现手段，教学过程的交互形式也越来越丰富有趣。由于VR技术能将教学内容生动形象地表现出来，优化了整个教学过程，有效地营造一个跟随技术发展的教学环境，提高学生掌握知识、技能的效率，调动学生的学习积极性，提高教学质量、突破教学的重点、难点的作用。与此同时，VR技术较真实地再现了协作学习、情景化学习，还结合了游戏等益智手段，有效解决了许多以前无法解决的教育问题。例如，采用VR技术进行教育教学活动，可在实现人与机器的交流、通过网络进行人与人之间交流的同时，有效地激发学生的学习兴趣，还能够在某种程度上实现寓教于乐，进而为更高效地创建合作学习情景，促进真实交流构建良好渠道。
（三）虚拟数字化校园
随着网络教育的深入，人们对现有的校园网站提出了新的要求，已不仅仅局限于对校园环境的图片式浏览，采用VR技术创建网上虚拟可视化校园呼之欲出，实现教务、教学、校园生活的三维虚拟化空间。利用网络，以虚拟现实技术作为远程教育平台，建立一个完整的、真实的、互动的、情节化的虚拟校园体系，实现分布式虚拟校园系统，可为高校扩招后设置的分校区和远程教育教学点提供可移动的虚拟教学场所，对各个终端提供公开的、远程的虚拟教学，还可为众多的社会人员提供高等职业培训的机会，创造出更大的经济与社会效益。建设数字化虚拟校园，需要的多媒体数据超高速传输，采用分布式与并行技术对海量的数据进行存储与处理。通过这些技术的应用进一步提高了学校信息化建设的步伐。总之虚拟数字化校园能为教育技术专业化队伍提供一个高起点的科研环境，促进教育技术的建设更上一个新的层次，让我们感受到全方位的教育。
五、对未来的展望
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