科技小数据计算机：如何理解虚拟现实及虚拟现实的三个特征是什么？
虚拟现实的概念
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虚拟现实 (virtual reality ， 简称 VR ) 或称虚拟环境 (virtual environment) ， 是一种逼真 的视、听、触觉一体化的计算机生成环境 ， 用户可以借助必要的装备以自然的方式与虚拟环 境中的物体进行交互作用、相互影响 ， 从而获得亲临等同真实环境的感受和体验 。 虚拟现实 = virtual + reality 。
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虚拟现实方法是将计算科学处理对象统一看作一个计算机生成空间（虚拟空间或虚拟环 境） ， 并将操作它的人看作是这个空间的一个组成部分(man-in-the-loop) 。
人与计算机空间 的对象之间的交互是通过各种先进的感知技术与显示技术（即虚拟现实技术）完成 。 人可以 感受到虚拟环境中的对象 ， 虚拟环境也可以感受到人对它的各种操作（类似于人与真实世界 的交互方式） 。
【科技小数据计算机：如何理解虚拟现实及虚拟现实的三个特征是什么？】虚拟现实的主要实现方法是借助必要的装备 ， 实现人与虚拟环境之间的信息 转换 ， 最终实现人与环境之间的自然交互与作用 。
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虚拟现实系统的基本组成
一个虚拟现实系统一般至少包括四个基本的组成成分：输入、仿真、输出（修饰）和数 据库 。 每一部分都需要实时处理 ， 否则响应时间的延时会减弱虚拟现实的临场感 。输入过程完成向虚拟现实系统输入信息的任务 ， 主要设备包括：键盘、鼠标、跟踪球、 游戏杆、数据手套、头部跟踪器和数据衣等 。 输入过程主要完成了实物虚化的任务 。
一般说来虚拟环境是一个动态变化的环境 ， 仿真的目的是根据某些理论或物理规律确定 虚拟环境在每一时刻的状态 ， 包括物体的位置、方向、变形、分解与聚合 。 仿真过程一般是 一个离散的过程 ， 它以一定的时间间隔更新虚拟环境中每个物体的状态 ， 这种更新可以根据 真实的或假想的物理规律进行 ， 也可以根据预先定义好的脚本进行 。
输出（修饰）过程完成显示任务 ， 这里的显示不仅仅包括图像的显示 ， 还包括声音、触 觉乃至味觉的“显示” ， 即根据虚拟环境的当前状态 ， 生成虚拟环境对用户的视觉、听觉、 触觉和味觉等多种感知 ， 将虚拟环境“显示”给用户 。 这个过程是一个虚物实化的过程 。
数据库则记录了虚拟环境的当前状态 。
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虚拟现实的三个特征
（1）沉浸感
沉浸感（immersion）是指参与者对虚拟现实的融入程度 ， 即参与者全身心地沉浸于计 算机所生成的三维虚拟环境 ， 具有很好的临场感 ， 并产生身临其境的感觉 。 虚拟现实的沉浸 感来源于对虚拟世界的多感知性 ， 常见的有视觉感知、听觉感知、力觉感知、味觉感知、嗅 觉感知和身体感觉等 。 从理论上来说 ， 虚拟现实系统应具备人在现实客观世界中具有 所有 感知功能 。例如：参与者在“西北利亚之旅”的虚拟现实系统中 ， 就好像坐在旅游的汽车上 ， 观看 窗外的情景一样 ， 具有很好的临场效果 。
（2）交互性
交互性（interaction）是指参与者可以利用各种感官功能及人类自然技能虚拟环境进行 交互考察与操作 。 在虚拟现实系统中 ， 强调人与虚拟世界之间以自然的方式进行交互 ， 如人 的走动、头的转动、手的移动等方式与虚拟现实系统交互 ， 并借助于虚拟现实系统中特殊的 硬件设备（如数据手套、力反馈设备） ， 实时产生真实世界中一样的感知 ， 甚至连参与者都 意识不到计算机的存在 。例如：参与者可以用手直接抓取虚拟世界中的物体 ， 手可以有触摸感 ， 可以感觉到物体 的重量 ， 能区分所抓取的是石头还是海绵 ， 并且被抓取的物体随手的运动而运动 。
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