虚拟现实技术是指

1、博物馆等场馆展示:以博物馆建筑平面为导航,并结合全景的导览应用,观众可以自由穿梭于各个场馆之中,实现全方位参观浏览,同时配以音乐的解说,更加身临其境。

2、VR眼镜的严重眩晕问题引发了对另一个问题的思考，为什么3D电影在数小时后才出现眩晕或人眼疲劳，而VR眼镜的耐受时间一般只有5~20min？一方面是因为3D电影已经普及多年，能适应3D电影的人群已经变得更加适应，不能适应3D电影的人群已经不再去3D电影院，所以造成所有人都能耐受3D电影数小时的假象。另一方面，3D电影是第三人称视角观看，而虚拟现实使观看者处于第一人称视角，晕动症更加明显。再一方面，3D电影的荧幕距离人眼较远(一般十米到几十米不等)，虽然聚焦错乱的问题依然存在，但睫状肌始终处于较舒张的状态。而VR眼镜的屏幕经准直透镜放大以后，一般等效在较近处(一般2~5m)，睫状肌始终保持紧绷的状态，人眼更易疲劳。上述3个原因导致了虚拟现实的耐受时间相比于3D电影缩短了很多。

3、分布式虚拟现实系统是通过计算机网络连接使多个用户同处于一个虚拟空间，共同体验虚拟经历。这种VR技术提升到了一个更高的境界，可以达到协同工作的目的。在中国中央电视台(以下简称央视)音乐频道《音乐公开课》节目中，为了让更多的用户同时体会音乐的魅力，采用VR技术对节目进行制作并通过计算机网络将多个观众汇集在同一空间，共同感受同一个虚拟世界，参与同一场音乐公开课。

4、空间音频的进步可以为用户提供既能将声音放置在3D环境中，又能检测出声音位置来源的体验。GoogleVR音频系统创建多个虚拟扬声器来再现声波。空间音频的进步可以为用户提供在三维环境中放置声音以及探测声音的位置源的体验，而DearVR空间连接简化了集成音频之间的互动环境和3D空间渲染。(虚拟现实技术是指)。

5、旅游景点区:高清晰度全景三维展示景区的优美环境,给游客一个身临其境的体验,结合景区浏览图导览,可以让游客自由穿梭于各个景点之间,是旅游景区、旅游公司宣传推广的最佳创新手法。

6、   VR产品设计师：懂工业设计，具备手绘能力、熟练使用2D、3D等专业软件。

7、图7  头部姿态变化的三个自由度(图片来源：OculusRiftSDK文档插图)

8、柱面全景图容易展开为一个矩形图像,可直接用计算机常用的图像格式进行存储和访问在柱面全景图中,虽然参与者的视线在垂直方向上的转动角度小于180度,但是在绝大多数应用中,水平方向的360度环视场景就己经足够表达空间信息,因此360度柱面形式的全景图是目前生成虚拟场景的较为理想的选择。

9、Optical-basedAR通过类似半透半反的介质使人眼同时接收来自真实场景和像源的光线，从而使得人眼同时看见真实场景和虚拟信息。Optical-basedAR给人一种虚拟物体仿佛就位于真实场景中的视觉体验，但真实的场景中并不存在所看见的虚拟物体。且只有佩戴特殊头显设备(如Hololens，Meta)的人才能看见虚拟物体，没有佩戴头显设备的人不能看见虚拟物体。如图14所示，火箭模型并非真正存在于桌面上，且未带头显设备的人不能看见火箭。Optical-basedAR相比于Video-basedAR技术难度更大，需要三维环境感知。且从环境感知到增强显示都需要实时完成。

10、在讨论如何解决虚拟现实的眩晕问题之前，先思考人眼是如何观看三维物理世界的？

11、我们经常能够在，高铁，万达广场，或者其他的SHOP区域，体验的VR体验馆，都是主机形式的。

12、沉浸式虚拟现实系统设备主要包括拍摄制作、用户体验两个部分。

13、场景无缝连接及交互时场景交换等问题尚待解决

14、(2)综合开发与治理虚拟实验：包括区域可持续发展实验；流域开发与综合治理实验。

15、如图10所示，上述的5D全光函数是从“环境表面发出了什么光线？”这一角度来建立数学模型。但从另一个角度来建模将会简化问题——“观看环境时，人眼接收了什么光线？”。如果头戴显示器能重现出人眼应该接收的全部光线，人眼将从头戴显示器中看到真实的三维场景。

16、柱面形式的全景图实际上是球面全景图和立方体全景图的简化形式。它可以用全景相机直接拍摄得到,或是通过计算机绘制得到,还可以由普通相机拍摄的照片拼接而成"由于它没有顶盖和底盖两部分场景,所以限制了参与者在垂直方向的观察角度,但是水平方向能够实现360度的环视"它有两个明显的优点：

17、1)双目视差(binocularparallax)，也称为左右视差或双目汇聚。所观察的物体越近，视差越大(图1)，双眼汇聚角度越大(图2)；所观察的物体越远，视差越小，双眼汇聚角度越小。必须依靠双目协同工作才能感知到双目视差。

18、浸沉感指的是人浸沉在虚拟环境中，具有和在真实环境中一样的感觉；

19、图8  现阶段的虚拟现实头显设备只提供单一景深画面(图片来源于http://www.yule.com.cn/html/201601/97html)

20、沉浸式技术包括增强现实技术、虚拟现实技术和混合现实技术。AR与实际环境相关度较高，VR使得用户被放置到充分的虚拟环境中，MR把虚拟对象被插入到实际环境中。谷歌和苹果两家公司，都在积极关注身临其境的体验，并将其带给主流用户。

21、虚拟现实技术(英文名称：VirtualReality，缩写为VR)，又称灵境技术，是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术于一体，其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感。随着社会生产力和科学技术的不断发展，各行各业对VR技术的需求日益旺盛。VR技术也取得了巨大进步，并逐步成为一个新的科学技术领域。

22、5D全光函数描述了环境表面发出的所有光线，但并不是所有的光线都进入了人眼，只有部分光线最终被人眼接收。因此进入人眼的光线是5D全光函数的一个子集。且随着人眼位置和注视方向的不同，人眼接收到不同子集的光线。

23、笔者基于VR技术的呈现形式和设备，分析在电视节目制作中的所采用的关键技术及其运用。

24、交互性指在虚拟环境中体验者不是被动地感受，而是可以通过自己的动作改变感受的内容；

25、微软正积极推动3D、混合现实与其全息镜头的融合，其Windows10于2017年10月发布的更新，提供了许多3D工具，如绘制3D或启用3D对象到Office。微软最近收购了社交VR公司altspaceVR。脸谱网推出了它的社交VR平台脸谱网空间。

26、由于近年来计算机硬件技术的飞速发展，使得在普通微机环境下实现虚拟现实技术成为可能，虚拟GIS可以在普通平台上提供任何相关服务。

27、VR技术给档案展陈工作带来了新的途径。与传统展陈方式相比，虚拟展陈不受展厅面积的影响，可根据需要制作任意规模的展陈，有效地解决了展陈空间不足的问题。同时，虚拟展陈受时间因素的影响也很小，档案部门只需从虚拟系统数据库中调取相应的主题展陈，就能让观众浏览到不同的展陈内容，这样可使档案宣传工作变得更为主动。在传统方式的展陈中，观众只能在展柜中看到一些静态的实物或图片，缺乏参与感，观展体验不佳。虚拟现实技术可充分发挥档案展陈与观众之间的互动性，观众可根据个人喜好任意浏览展品内容，同时根据系统内置的语音讲解系统收听相关的介绍，加深观众对档案文献的认知和理解。在此基础上，VR技术还可摆脱传统档案展陈“隔岸观火”的浏览方式，通过交互设备，观众可以用手“触碰”或“拿起”档案展品，实现与展品的“零距离”接触。不仅如此，运用VR技术可将档案记录的历史场景高度还原，让观众在历史时空中自由“穿越”，身临其境地体验档案记载的历史事件和背景。在实物档案保护方面，VR技术可有效解决展览中实物调取摆放和展品安全的问题，规避实物档案在展陈过程中的潜在风险。因此，VR技术应用在档案展陈中不仅能够充分发挥档案的宣传教育作用，提高社会对档案部门的认知度和满意度，还可起到保护档案的作用，可谓是一石多鸟。

28、在协作环境中，呼声最高的往往是“更多的对象”，制造商将越来越多地填补空白，提供下一代产品目录，使用图像识别将真实的场景、准确的云描述、数字孪生(DigitalTwin)联系起来。然而，要真正让用户感觉完全沉浸在虚拟环境中，就需要一个虚拟形象来代表和描绘用户。

29、(2)显示器件的刷新频率。目前头戴显示(HMD)的像源主要包括微投影仪和显示屏两种。其中微投影仪主要应用在增强现实(AR，ArgumentedReality)中，例如GoogleGlass，Hololens，Meta，Lumus，MagicLeap等。虚拟现实主要采用小尺寸显示屏(6寸以下)作为像源，其中显示屏又分为液晶显示屏(LCD，LiquidCrystalDisplay)和有机自发光显示屏(OLED，organiclight-emittingdiode)。目前LCD和OLED屏幕的刷新率普遍能达到60Hz以上，部分型号甚至能达到90Hz以上。OLED采用自发光成像，因此余晖比LCD更小，上一帧图像的残影更小。

30、(3)污染与整治虚拟实验：包括大气污染过程、水质污染过程与扩散过程实验；噪声污染实验等。

31、2020年2月25日，教育部公布2019年度普通高等学校本科专业备案和审批结果，其中，新增“虚拟现实技术”本科专业，大类为工学，专业类为计算机类，学制四年，未来考生将可以正式报考该专业。

32、3)减轻眩晕和人眼疲劳。目前所有在售的VR产品都存在导致佩戴者眩晕和人眼疲劳的问题。其耐受时间与VR画面内容有关，且因人而异，一般耐受时间为5~20min；对于画面过度平缓的VR内容，部分人群可以耐受数小时。

33、图片来源于普通高等学校本科专业目录(2020年版)

34、(2)几何纹理是指景物表面微观几何形状的表面纹理,如树皮!岩石等粗糙的表面。

35、虚拟现实技术(英文名称：VirtualReality，缩写为VR)，又称灵境技术，是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术于一体，其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感。随着社会生产力和科学技术的不断发展，各行各业对VR技术的需求日益旺盛。VR技术也取得了巨大进步，并逐步成为一个新的科学技术领域。

36、虚拟场景中的自然景物,如云彩!山脉!树木等呈现出较大的随机性和不规则性,具有自相似特征,一般采用随机的分形建模方法"如AlainFoumier早已于1993年采用分形布朗运动构造了复杂的地形;RobberMarshall运用随机模型组和基本数据元素构造了树林!灌木!山脉等;GcorgiosSaka采用时变分形构造了气体的随机湍流,GaVinMiller采用了递归分形生成了复杂地形和天空等。

37、综上所述，光场是最接近人眼观看自然环境的成像方式，弥补了当前头戴显示都不具备的“聚焦模糊”，将人眼睫状肌从固定的屈张水平中解放出来，消除了眩晕，减轻了人眼疲劳。实现光场成像已有多种技术手段，但都有各自的缺陷。受成本、计算量、设备体积的限制，当前的光场成像技术还只能在部分行业应用。

38、交互性好,用户与虚拟场景中虚拟对象的交互方便,用户可以自由地控制视点和视角,多方位地观察虚拟场景。

39、(4)VienneC,SorinL,BlondéL,etal.Effectoftheaccommodation-vergenceconflictonvergenceeyemovements(J).VisionResearch,2014,100:124-1

40、虚拟现实技术的出现为档案展陈工作带来新的契机，丰富了档案宣传教育的手段，提高了档案工作的服务质量。但是，展陈的成功与否，不是取决于其运用了多少“高大上”的技术，而是在于人们在观展后所获得知识的多少。如果仅仅是为了更多地吸引人们的关注而盲目地强调新技术的运用，却忽视了档案展陈内容本身，这无疑是本末倒置。因此，档案部门应结合自身的业务需求和实际情况，科学地探索出VR技术在档案领域中的创新应用之路。

41、应用系统开发工具。虚拟现实应用的关键是寻找合适的场合和对象，即如何发挥想象力和创造力。选择适当的应用对象可以大幅度地提高生产效率、减轻劳动强度、提高产品开发质量。为了达到这一目的，必须研究虚拟现实的开发工具。例如，虚拟现实系统开发平台、分布式虚拟现实技术等。

42、2020中华医院信息网络大会(CHINC)征文通知

43、关于开展“信息化在疫情防控中的支撑作用”专题征文活动通知

44、结合广电传统的制作特点，节目经常将VR拍摄与虚拟植入(实时渲染)结合运用，尤其是在现场直播中，实时呈现植入的全景虚拟效果，无需进入后期制作合成，为传统电视节目的制作提供更多的可能。图5为虚拟效果植入的全景演播室的VR＋AR解决方案。

45、虚拟环境中还存在火光、烟雾、灰尘、泥浆等模糊景物,它们也是虚拟场景的重要部分，由于其表面具有不光滑性、不确定性、不规则性,甚至运动变化性,目前一般采用粒子系统来描述它。如WiiliamReeves对烟雾、流水、火花和爆炸等景物的生成显示;RaySmith和J而Blinn用粒子系统模拟了星系的生成和死亡;KarlSmith用粒子系统绘制了瀑布;ForcadeTim设计了粒子系统来生成爆炸动画。

46、沉浸式技术正在快速发展，一定程度上改变了消费者、企业与数字世界的互动方式。用户期望更大程度上从2D界面转移到更身临其境的3D世界，从3D捕捉更丰富、更平滑的图景，从3D获得新的体验。

47、作者简介：曹煊，中国科学院自动化研究所博士研究生，美国南加州大学ICT实验室VisitingRA，研究方向为裸眼三维显示、光场的采集和显示、计算摄像、虚拟现实、增强现实。电子邮件：caoxuan21@1com

48、传播数字医学领域发展最新动态，关注医疗卫生信息化相关资讯。

49、部分用户使用VR设备会带来眩晕、呕吐等不适之感，这也造成其体验不佳的问题。部分原因来自清晰度的不足，而另一部分来自刷新率无法满足要求。据研究显示，14k以上的分辨率才能基本使大脑认同，但就目前来看，国内所用的VR设备远不及骗过大脑的要求。消费者的不舒适感可能产生的其对VR技术是否会对自身身体健康造成损害的担忧，这必将影响VR技术未来的发展与普及。

50、VR技术以其沉浸式和互动式特点给传统电视观看模式带来极大冲击，同时为电视业创新与升级创造了难得机遇。2016年，VR技术在电视节目中得到了快速发展和应用，巴西里约奥运会的直播就使用了VR技术，为世界各地的观众提供一种独特的视觉体验。制作项目包括奥运会开闭幕式、篮球、体操、田径、沙滩排球、跳水、拳击等，每场比赛提供三个不同VR机位的视频流，用户可以通过APP观看直播或点播。

51、全景图技术是基于图像的绘制技术中最成熟最接近实用的技术,主要是通过对图像的拼接,实现对场景的环视。通常有两种方式来获得全景图:直接的方式和图像拼接的方式。前者主要是通过特殊鱼眼相机、全景相机等特殊器材来获得,但是这些器材价格昂贵。后者是通过将普通相机拍摄的多幅有重叠区域的图像利用一定的拼接的算法拼合起来。全景图技术广泛应用在航空照片处理、碎片图像合成、全景虚拟展示等领域。全景图技术的特点主要有:从三维造型的原理上看,它是一种基于图像的三维建模与动态显示技术,克服了几何建模过程繁琐!复杂的绘制计算、工作量大等缺点;它最基本的功能特点是能够实现对三维空间和三维物体全方位的观察,利用鼠标、键盘就可完成对三维造型的操纵,可以从任意角度进行观察,还可放大或缩小观察效果;在性能上具备良好的兼容性,高度的现实性,远比计算机生成的图像的真实感强,而且制作简单,数据量小。

52、军事领域，包括武器系统的仿真实操，飞行控制的仿真模拟。

53、最近推出的ARcore，旨在使AR开发人员能够不需要特殊的深度传感器来操作安卓系统。苹果的关注点是AR，因为苹果已经发布了ARkit(IOS11的一部分)。iPhoneX也有一个正面的3D深度感测相机，将允许用户查看三维的世界。微软是市场的领导者，它的全息透镜设备正在引领未来。

54、   VR销售：语言表达能力好，懂营销。卖硬件卖软件卖服务，重要的是把产品卖出去！这个得对VR产品有深刻的认识与理解。

55、工程领域：我们常见的大楼3维模型，可进行实况体验。

56、交互性。交互性是指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程序(包括实时性)。例如，用户可以用手去直接抓取环境中的物体，这时手有握着东西的感觉，并可以感觉物体的重量，视场中的物体也随着手的移动而移动。

57、图14  Optical-basedAR概念图(图片来源于微软Hololens宣传视频)

58、杂志精选|节目制作中，该如何考虑灯光与切像导播的配合？

59、沉浸式VR系统采用多种输入与输出设备来营造一个虚拟的世界，并使用户沉浸于其中，同时还可以使用户与真实世界完全隔离，不受外面真实世界的影响。

60、2)画面已动而身未动。目前虚拟现实的应用还局限在一个非常有限的物理空间内。当画面快速变化时，我们身体的运动也应该与之匹配，但受到运动范围的限制，身体并没有产生对应幅度的运动，从而在大脑中产生了肢体运动信息和视觉信息的冲突。例如，通过虚拟现实体验过山车时，观看视点和角度在快速地变化，但身体却保持不变。当VR画面变化(过度)越快时，大脑产生的冲突越明显。

61、光场成像技术显示了4个维度的光线，但如何采集4D光线呢？在计算机中可以对三维模型直接渲染得到4D光场，但是如何拍摄真实场景中的4D光场呢？可以明确的是，传统的摄像技术是无法采集4D光场的。摄像技术最早可以追溯到小孔成像，现今使用的相机仍然沿用着小孔成像模型。如图12中所示，光场成像技术在不同深度上呈现多幅图片。而传统的相机只在一个聚焦平面上采集图像。传统相机拍摄的平面2D图片只是4D光场的一个子集。因此大量的光线信息在拍摄过程中丢失了。要显示光场，首先要解决如何采集光场的问题，否则“巧妇难为无米之炊”。