朱悅云

（開封大學(xué)，河南 開封 475000）

0 引言

在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展過程中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用能夠?yàn)槿藗儎?chuàng)造出真實(shí)化的場(chǎng)景。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，信息處理效率不斷提高，需要人不斷適應(yīng)計(jì)算機(jī)。在這種情況下，作為一種工具，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用將會(huì)受到的一定的限制。為了妥善地解決這些問題，需要將計(jì)算機(jī)作為連接虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界的橋梁，更好的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。隨著基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，可以有效地解決人們遇到的難題，為我們的生活與工作創(chuàng)造便利條件。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

隨著信息時(shí)代的到來，信息技術(shù)的應(yīng)用水平不斷提高，為人們的生活與工作帶來了更多便利條件，因此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)于社會(huì)發(fā)展具有重要意義。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一項(xiàng)高科技技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的快速發(fā)展主要依賴于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理技術(shù)及人工智能技術(shù)，這些技術(shù)都需要計(jì)算機(jī)技術(shù)提供必要的支持，才能有效地提高虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)水平。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展過程中，為了有效地促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，需要全面地了解計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展歷程。在這種情況下，才可以合理地應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)[1]。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)分析

2.1 構(gòu)想性特點(diǎn)

應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，更好地調(diào)動(dòng)人們的創(chuàng)造性思維，利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，可以通過定性、定量綜合集成虛擬環(huán)境中獲得理性認(rèn)知與感性認(rèn)識(shí)，進(jìn)而加深對(duì)概念的印象，啟發(fā)更多創(chuàng)意的產(chǎn)生，體現(xiàn)出這項(xiàng)技術(shù)的構(gòu)想性特點(diǎn)。因此，對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行合理的應(yīng)用，可以為人們創(chuàng)造出心中構(gòu)想出的場(chǎng)景，通過先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用將想象變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。與此同時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也屬于一種新媒體，可以創(chuàng)建高級(jí)用戶界面，而且能夠應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)中，妥善地解決行業(yè)發(fā)展中遇到的問題。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們需要重視對(duì)這方面應(yīng)用軟件的開發(fā)，將人們的想法更好的轉(zhuǎn)換為虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景[2]。

2.2 交互性特點(diǎn)

在應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的過程中，可以創(chuàng)建出具有交互性特點(diǎn)的虛擬環(huán)境，在這個(gè)虛擬環(huán)境中，能夠使人機(jī)交互過程更加趨向于自然。在人機(jī)交互過程中，我們可以使用鼠標(biāo)、鍵盤向計(jì)算機(jī)輸入指令，也可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中年的傳感設(shè)備進(jìn)行。在這種情況下，用戶想要控制虛擬環(huán)境中的對(duì)象，只需要通過語(yǔ)言、動(dòng)作的方式實(shí)現(xiàn)。通過用戶的腦部、眼睛、肢體動(dòng)作以及語(yǔ)言等，計(jì)算機(jī)可以對(duì)虛擬系統(tǒng)的聲音與圖像進(jìn)行有效地控制。

2.3 沉浸性特點(diǎn)

在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用過程中，需要通過計(jì)算機(jī)技術(shù)來建立與現(xiàn)實(shí)世界一致的虛擬世界，暫時(shí)將用戶與外界的信息交流切斷，將自身的視覺與聽覺轉(zhuǎn)移到須彌事業(yè)中，具有沉浸性特點(diǎn)。虛擬環(huán)境能夠跟蹤用戶的肢體動(dòng)作，用戶可以自由行動(dòng)，完成與現(xiàn)實(shí)世界中相同的動(dòng)作。一般情況下，虛擬系統(tǒng)中使用的輸入設(shè)備都需要面向用戶的感覺器官，只有這樣，才能保證用戶在這個(gè)過程中能夠獲得足夠的沉浸感。此外，感知性、感知性同樣是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)[3]。

3 計(jì)算機(jī)技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)之間的關(guān)系

在人們目前的生活與工作中，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用能夠帶來巨大的便利條件，導(dǎo)致人們對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴程度也不斷提高，更多的工作需要通過計(jì)算機(jī)來完成。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)中的一個(gè)分支，目前已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到更多行業(yè)的發(fā)展中，為人們建立真實(shí)的感官環(huán)境。對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行合理的應(yīng)用，需要利用系統(tǒng)指令、運(yùn)算方法、中央處理器設(shè)計(jì)以及運(yùn)算器設(shè)計(jì)等方法實(shí)現(xiàn)豐富的功能。因此，計(jì)算機(jī)技術(shù)與電子、數(shù)學(xué)等學(xué)科之間聯(lián)系緊密，其中包括虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。

對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)而言，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)屬于其中的一個(gè)分支，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，能夠建設(shè)一個(gè)虛擬世界，使人們能夠全身心地投入其中。這個(gè)虛擬世界可以對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的所有事物進(jìn)行模擬，具有良好的仿真性，形成一個(gè)三維動(dòng)態(tài)實(shí)體。對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，可以大幅度地提高虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中虛擬世界的真實(shí)性。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)體現(xiàn)出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為目前最受歡迎的信息化技術(shù)之一，已經(jīng)被廣泛地認(rèn)可并應(yīng)用在高科技前沿。與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展是推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素，同時(shí)也導(dǎo)致虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與其他學(xué)科之間形成了更加緊密地聯(lián)系，社會(huì)各界對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的重視程度也不斷提升，受到了更加廣泛地關(guān)注[4]。

4 計(jì)算機(jī)技術(shù)在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的應(yīng)用

隨著信息時(shí)代的到來，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展過程中，必須滿足時(shí)代發(fā)展的要求，對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的探索與創(chuàng)新，對(duì)新興技術(shù)進(jìn)行積極的研究與應(yīng)用，為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展提供必要條件。對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)而言，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下方面：

4.1 虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的建立

在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用中，只有保證虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的真實(shí)感，才能為用戶提供更好的應(yīng)用體驗(yàn)。在建設(shè)虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的過程中，需要得到計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持。在建設(shè)虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境時(shí)，需要模擬所有真實(shí)對(duì)象的物理屬性，其中包括形狀、紋理以及物體的相對(duì)位置。與此同時(shí)，實(shí)時(shí)繪制則需要在用戶觀點(diǎn)出現(xiàn)變化時(shí)，需要更新其能夠看到的場(chǎng)景，并且要確保圖形的更新速度可以滿足用戶的觀察速度，這樣才能避免出現(xiàn)滯后問題。為了妥善地解決滯后問題，需要計(jì)算機(jī)每秒輸出圖像10～20幀。一般情況下，我們可以應(yīng)用現(xiàn)實(shí)渲染算法，保證圖形的質(zhì)量與真實(shí)性，同時(shí)有效地提高每幀的渲染速度。虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的應(yīng)用需要進(jìn)行實(shí)時(shí)3D渲染，對(duì)于圖形的生成速度要求較高，必須保證生成圖形的實(shí)時(shí)性，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，能夠在有限的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)。以目前的計(jì)算機(jī)圖形級(jí)別而言，需要保證有足夠的時(shí)間用于計(jì)算，此外使獲得的計(jì)算機(jī)圖像的精細(xì)度與照片水平一致[5]。然而，虛擬環(huán)境中的圖形是需要實(shí)時(shí)產(chǎn)生的，而在受到時(shí)間限制的情況下，設(shè)計(jì)人員需要有效地提高虛擬環(huán)境中的集合復(fù)雜性及圖像質(zhì)量，還需要運(yùn)用環(huán)境映射、紋理映射等相關(guān)技術(shù)，使虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境擁有更好的真實(shí)性。

在這些技術(shù)的應(yīng)用中，環(huán)境映射能夠?qū)⒏狞c(diǎn)作為視點(diǎn)的方式形成環(huán)境映照，在一個(gè)中間面上投影布局場(chǎng)景，這樣的中間面包括球面、圓柱體以及立方體等。在這種情況下，利用該點(diǎn)朝任一視線方向觀察場(chǎng)景，環(huán)境映照便都能夠顯示出準(zhǔn)確的場(chǎng)景視圖。而紋理映射需要在簡(jiǎn)單物體的幾何表面上粘貼紋理圖像，這樣能夠?qū)ξ矬w表面的細(xì)節(jié)進(jìn)行更加真實(shí)的描述，有利于提高虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的真實(shí)性，而這些貼圖過程就是映射過程。紋理映射是一種快速、有效地提高真實(shí)性的方式，能夠在有限的計(jì)算量中最大限度的優(yōu)化顯示效果的真實(shí)性。從本質(zhì)上來看，紋理映射需要利用二維平面圖像實(shí)現(xiàn)對(duì)三維模型局部的取代。實(shí)時(shí)繪制技術(shù)主要包括幾何圖形實(shí)時(shí)繪制技術(shù)與圖像實(shí)時(shí)繪制技術(shù)。其中幾何圖形實(shí)時(shí)繪制技術(shù)的應(yīng)用能夠取代先建模后確定光源的繪制方法，利用當(dāng)前的圖像來建立未知視角。而圖像實(shí)時(shí)繪制技術(shù)的應(yīng)用則能夠在已經(jīng)建立的場(chǎng)景中對(duì)近視點(diǎn)或者視線方向的畫面進(jìn)行對(duì)接，實(shí)現(xiàn)圖像的交換、插值及變形，以便及時(shí)地獲取試點(diǎn)畫面[6-7]。

4.2 三維虛擬聲音的形成

對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)而言，為了充分發(fā)揮作用，需要在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中形成三維虛擬聲音，使用戶通過聽覺獲取更多環(huán)境信息，可保證虛擬環(huán)境中的交互性、沉浸性，有利于減輕視覺依賴性。與立體聲相比，三維虛擬聲音來自于圍繞用戶耳朵的球形空間中的任何一點(diǎn)，聲音可以出現(xiàn)在用戶的前方、后方或上方。在形成三維虛擬聲音的過程中，三維虛擬聲音定位技術(shù)是最關(guān)鍵的技術(shù)，通過這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，能夠保證三維虛擬聲音具有足夠的交互性與沉浸性，能夠進(jìn)行三維實(shí)時(shí)跟蹤以及全向三維定位。與此同時(shí)，三維虛擬聲音的形成還需要應(yīng)用語(yǔ)音合成技術(shù)以及語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，其中語(yǔ)音合成技術(shù)可以通過人工的方式來制造語(yǔ)言，再通過計(jì)算機(jī)來合成語(yǔ)音，在合成的過程中，需要保證表達(dá)正確、語(yǔ)義清晰并且容易理解。而語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用則能夠?qū)⒄Z(yǔ)音信息轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)字信息，能夠更好地識(shí)別用戶的語(yǔ)音指令。在大部分情況下，語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用需要進(jìn)行參數(shù)信息采集、參考模式構(gòu)建以及模式識(shí)別等步驟[8-9]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用過程中，需要融合不同的信息，對(duì)現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的所有實(shí)體進(jìn)行仿真。在建立虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的過程中，需要應(yīng)用各類不同的計(jì)算機(jī)技術(shù)，因此，計(jì)算機(jī)技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)之間存在著密不可分的聯(lián)系。為了促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的快速發(fā)展，我們必須深刻認(rèn)識(shí)到這項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)，充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)之間的關(guān)系，將更多先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中，充分發(fā)揮其對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的作用。