VR的国内研究现状及发展趋势

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一、国内研究现状

　　我国虚拟现实技术研究起步较晚，与发达国家还有一定的差距。

　　随着计算机图形学、计算机系统工程等技术的告诉发展，虚拟现实已得到国家有关部门和科学家们的高度重视，引起我过各界人士的关注，研究与应用。

　　根据我国的国情，九五规划、国家自然科学基金会、国家高技术研究发展计划已将虚拟现实技术的研究列为重点研究项目。国内许多研究机构和高校也都在进行虚拟现实技术的研究和应用并取得了一些不错的研究成果。目前，我过虚拟现实技术在城市规划、教育培训、文物保护、医疗、房地产、因特网、勘探测绘、生产制造和局势航天等数十个重要的行业得到广泛的应用。

　　北京航天航空大学计算机系是国内最早进行VR研究、最具权威的单位之一，其虚拟实现与可视化新技术研究室继承了分布式虚拟环境，可以提供实时三维动态数据库、虚拟现实演示环境、用于飞行换训练的虚拟现实系统、虚拟现实应用系统的开发平台等，并着重研究虚拟环境中物体物理特性的表示和处理；在虚拟现实中的诗句结构反面开发出部分硬件，并提出相关算法及实现方法等。

　　清华大学国家光盘工程研究中心所作的“布达拉宫”采用了QuickTime技术，实现大全景VR系统。

　　浙江大学CAD&CG国家重点实验室开发了一套桌面型虚拟建筑环境实时漫游系统，还研制出在虚拟环境中一种新的快速漫游算法和一种递进网格的快速生成算法。

　　哈尔滨工业大学计算机系已经成功地合成人的高级行为中的特定人脸图像，解决了表情合成和唇动合成技术问题，并正在研究人说话时手势和头势的动作、语音和语调的同步等。

　　武汉理工大学智能制造与控制研究所主要研究使用虚拟现实技术进行机械虚拟制造，包括虚拟布局、虚拟装配和产品原型快速生成等。

　　西安交通大学信息工程研究所对虚拟现实中的立体显示技术这一关键技术进行了研究。在借鉴人类视觉特性的基础上提出了一种基于JPEG标准来压缩编码新的方案，并获得了较高的压缩比、信噪比以及解压速度，并且已经通过实验结果证明了这种方案的优越性。

　　中国科技开发院威海分院主要研究虚拟现实中视觉接口技术，完成了虚拟现实中的体视图像的算法回显及软件接口。在硬件的开发上已经完成LCD红外立体眼镜，并且已经实现商品化。

　　另外，北京工业大学CAD研究中心、北京邮电大学自动化学院、西北工业大学CAD/CAM研究中心、上海交通大学图像处理模式识别研究所、长沙国防科技大学计算机研究所、华东船舶工业学院计算机系、安徽大学电子工程与科学系等单位也进行了一些研究工作和尝试。

　　除了高等学府对此的研究外，我国在最近几年涌现出许多从事虚拟现实技术的公司。

　　中视典数字科技有限公司是从事虚拟现实与仿真、多媒体技术、三维动画研究与开发的专业机构，是国际领先的虚拟现实技术整体解决方案供应商和相关服务提供商，2006年入选中国软件自主创新100强企业行列，提供的产品有虚拟现实编辑器（VRP-Builder）、数字城市仿真平台（VRP-Digicity）、物理模拟系统（VRP-Physics）、三维网络平台（VRPIE）、工业仿真平台（VRP-Indusim）、旅游网络互动教学创新平台系统（VRP-Travel），三维仿真系统开发包（VRP-SDK）以及多通道环幕立体投影解决方案等，能够满足不同领域不同层次的客户对虚拟现实的需求。目前是国内市场占有率最高的一款国产虚拟现实平台软件，已有超过300所重点理工和建筑类院校采购了VRP虚拟现实平台及其相关硬件产品，例如清华大学电机系、上海同济大学见着学院、中国传媒大学动画学院、天津大学水利工程学院、青岛海洋大学、武汉理工大学和山东理工大学等，在教学和科研中发挥了重要的作用。

　　北京阳光中图数字科技有限公司以计算机三维图形技术为核心，业务范围涵盖图形仿真、地质学工程三维仿真、地理三维可视化城市信息统计应用、地理资源三维建模与资源管理、虚拟现实、三维动画及多媒体信息产业等应用领域。

　　北京优联威迅科技发展有限责任公司是以清华大学工业系仿真实验室雄厚的技术开发实例为基础，以开发和制作适合中国虚拟仿真市场的方恒系统解决方案和适于推广的可视化平台为主要方向，立志创造中国虚拟仿真软硬件的旗帜品牌。公司现已独立研发了包括数据手套、虚拟环境的力反馈等系统，并成功实现了中国第一套动作捕捉系统，填补了国内空白，成绩丰硕，已成为用户在中国仿真界中首选的理想合作企业。

　　伟景行科技集团（Gvitech Technologies）是业界领先的三维可视化和专业显示技术开发及服务机构，由伟景行数字城市科技有限公司（GDC）、伟景行数字科技有限公司（GDT）以及清华规划院数字城市研究所（DCRC）三大机构组成，他们各自的主要研究领域分别为数字城市可视化、虚拟仿真模拟和专业大屏幕显示。

二、发展趋势

　　根据实际需要，未来虚拟显示技术的发展趋势为两个方面。一方面是朝着桌面虚拟现实发展。另一方面是朝着高性能沉浸式虚拟现实发展。

　　这两种类型虚拟现实系统的未来发展主要在建模与绘制方法、交互方式和系统构建等方面提出了新的要求，表现出一些新的特点和技术要求，主要表现在以下方面：

　　1. 动态环境建模技术

　　虚拟环境的简历是VR技术的核心内容，动态魂晶建模技术的目的是获取实际环境的三维数据，并根据需要建立相应的虚拟环境模型。

　　2. 实时三维图形生成和显示技术

　　三维图形的生成技术已比较成熟，而关键是如何“实时生成”，在不降低图形的质量和复杂程度的前提下，如何提高刷新频率讲师今后重要的研究内容。此外，VR还依赖于立体侠士和传感器技术的发展，现有的虚拟设备还不嗯给你满足系统的需要，有必要开发新的三维图形生成和显示技术。

　　3. 新型人机交互设备的研制

　　虚拟现实技术实现人能够自由在虚拟世界对象进行交互，犹如身临其境，借助的输入输出设备主要有头盔显示器、数据手套、数据衣服、三维位置传感器和三维声音产生器等。但在实际应用中，它们的效果并不理想，因此，新型、便宜、鲁棒性优良的数据手套和数据服将成为未来研究的重要方向。

　　4. 智能化语音虚拟现实建模

　　虚拟现实建模是一个比较繁复的过程，需要大量的时间和精力。如果将VR技术与智能技术、语音识别技术结合起来，可以很好地解决这个问题。对模型的属性、方法和一般特点的描述通过语音识别技术转化建模所需要的数据，然后利用计算机图形处理技术和人工智能技术进行设计、导航以及评价，将模型用对象表示出来，并且将各种模型静态或动态地连接起来，最终形成系统模型。

　　5. 网络分布式虚拟现实技术的研究和应用

　　分布式虚拟现实技术是今后虚拟现实技术发展的重要方向。随着众多分布式虚拟现开发工具及其系统的出现，DVR本身的应用也渗透到各行各业，包括医疗、工程、训练与教学以及协同设计。近年来，随着Internet应用的普及，一些面向Internet的分布式虚拟现实应用使得位于世界各地的多个用户可以进行协同的工作。将分散的虚拟现实系统或仿真器通过网络联结起来，采用协调一致的结构、标准、协议和数据库，形成一个在时间和空间上相互耦合的虚拟合成环境，参与者可自由地进行交互作用。特别是在航空航天中应用价值极为明显，因为国际空间站的参与国分布在世界不同区域，分布式VR训练环境不需要及异地生活的不适。在我国“863”计划的支持下，由北京航空航天大学、杭州大学、中国科学院计算所、中国科学院软件所和装甲兵工程学院等单位共同开发了一个分布虚拟环境基础环境信息平台，为我国开展分布式虚拟现实的研究提供了必要的网络平台和软硬件基础环境。