淺談計算機技術(shù)在虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的應(yīng)用

早期，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的提出，僅僅是研究者為了創(chuàng)造出一個緊緊圍繞人類的和諧人機環(huán)境。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，長期以來信息處理環(huán)境均以計算機為中心，而人通常只能去適應(yīng)計算機。該種發(fā)展模式必然會束縛計算機作為一種工具在用戶使用期間認知、改變世界的能力。因而，有研究者提出，應(yīng)當將計算機屏幕轉(zhuǎn)化成一座通往虛擬世界的橋梁，計算機應(yīng)使人們與更真實的聲音、影像等相連接，這便是虛擬現(xiàn)實的開端。近年來，基于計算機技術(shù)的虛擬現(xiàn)實技術(shù)不斷發(fā)展，使人們面臨的諸多難題迎刃而解，為人們生活、工作創(chuàng)造了極大便利。由此可見，對計算機技術(shù)在虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的應(yīng)用展研究，有著十分重要的現(xiàn)實意義。

1  虛擬現(xiàn)實技術(shù)

21世紀信息時代背景下，作為一項高新科技技術(shù)，近年來虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)了迅猛發(fā)展。該項技術(shù)以計算機仿真技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理技術(shù)及人工智能技術(shù)為重要前提，并且其主要是由計算機技術(shù)提供輔助而形成的一項模擬技術(shù)。在計算機信息技術(shù)不斷發(fā)展過程中，要想有效認識及掌握虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，就必須要對計算機技術(shù)發(fā)展歷程開展全面深入分析。只有這樣，方可促進對計算機技術(shù)在虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的科學(xué)合理應(yīng)用。對于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特征而言，主要表現(xiàn)為：其一，構(gòu)想性。虛擬現(xiàn)實技術(shù)有助于調(diào)動起人們的創(chuàng)造性思維，構(gòu)想性是指用戶可借助虛擬的現(xiàn)實系統(tǒng)，從定性、定量綜合集成虛擬環(huán)境中獲取兼具理性與感性的認識，進一步深化概念及啟發(fā)創(chuàng)意。因而，一些國外研究人員提出虛擬現(xiàn)實技術(shù)的構(gòu)想性可作為展示心門心靈或人工現(xiàn)實的工具。虛擬現(xiàn)實技術(shù)不僅可作為一項新媒體或高級用戶界面，還可用于解決工程、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的難題，其主要是由開發(fā)人員研發(fā)出的一種應(yīng)用軟件，然后以一種夸張的形式對設(shè)計人員的思想進行表達。其二，交互性。依托虛擬現(xiàn)實技術(shù)可建立起一個開放的虛擬環(huán)境，進而實現(xiàn)一種趨向于自然的人機交互。用戶不僅可借助鼠標、鍵盤開展人機交互，還可依托虛擬現(xiàn)實技術(shù)的傳感設(shè)備開展交互。用戶通過自身的語言特征、身體動作等便可實現(xiàn)對虛擬環(huán)境中的對象進行觀察控制。而計算機經(jīng)由用戶的腦組織、眼睛、語言、肢體動作，則實現(xiàn)對虛擬系統(tǒng)呈現(xiàn)出的聲音、圖像等進行控制。其三，沉浸性。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是依托計算機建立起的一個趨于現(xiàn)實的虛擬世界，暫時切斷了用戶與外界的信息鏈接，轉(zhuǎn)而使用戶視覺、聽覺同時沉浸于虛擬環(huán)境中。在虛擬世界中，通過對用戶頭部、肢體動作的跟蹤，可實現(xiàn)用戶在虛擬環(huán)境中的自由行動。通常而言，諸如虛擬系統(tǒng)的輸入設(shè)備、頭盔式顯示器等均應(yīng)當盡量面向用戶的感覺器官，進而保證形成良好的沉浸感。除此之外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)還表現(xiàn)出自主性、感知性、存在感等特征。

2  計算機技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的關(guān)系

伴隨社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，計算機技術(shù)為人們生活、工作創(chuàng)造了極大便利，人們?nèi)粘Ｉ钜苍絹碓诫x不開計算機。作為計算機的一大分支，虛擬現(xiàn)實技術(shù)近年來在諸多行業(yè)領(lǐng)域得到推廣，并使人們感官世界得到極大水平的豐富。對于計算機技術(shù)而言，其主要由系統(tǒng)指令、運算方法、中央處理器設(shè)計、運算器設(shè)計、計算機領(lǐng)域中相關(guān)技術(shù)手段等組成。計算機技術(shù)與諸多學(xué)科、工作均存在密切聯(lián)系，諸如數(shù)學(xué)統(tǒng)計、電子工程等，虛擬現(xiàn)實技術(shù)與計算機技術(shù)同樣有著緊密的聯(lián)系?，F(xiàn)實虛擬技術(shù)屬于計算機技術(shù)的一項附屬技術(shù)，依托虛擬現(xiàn)實技術(shù)可建立起一個虛擬世界，引領(lǐng)受眾深切領(lǐng)略虛擬世界。其可對真實系統(tǒng)中各項信息進行仿真模擬，進而實現(xiàn)三維動態(tài)及實體的仿真性。通過對計算機技術(shù)的應(yīng)用，虛擬現(xiàn)實技術(shù)得以建立起一種極為近似于真實環(huán)境的虛擬環(huán)境，近年來，信息技術(shù)迅猛發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算技術(shù)一系列分領(lǐng)域中不斷表現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。如今，虛擬現(xiàn)實技術(shù)也被廣泛認為是最可靠一項高科技前沿技術(shù)，此外，高科技前沿技術(shù)還包括有互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、多媒體技術(shù)等，伴隨計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，由此很大程度上推動了社會經(jīng)濟的發(fā)展，也使得虛擬現(xiàn)實技術(shù)與其他學(xué)科相互間變得更為緊密，社會各界也越來越注重對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究分析，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在現(xiàn)實生活中得到越來越廣泛的推廣。 

3  計算機技術(shù)在虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的應(yīng)用

21世紀信息背景下，計算機技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)人員必須要緊隨時代發(fā)展腳步，不斷開拓創(chuàng)新，加強對先進技術(shù)的學(xué)習(xí)研究，不斷推進虛擬現(xiàn)實技術(shù)的健康穩(wěn)定發(fā)展。如何促計算機技術(shù)在虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的科學(xué)合理應(yīng)用可以將下述內(nèi)容著手點：

3.1  基于計算機技術(shù)實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實

虛擬現(xiàn)實所追求的體驗即為真實感，其中真實感繪制指的是計算機創(chuàng)造現(xiàn)實世界的場景過程。真實感繪制所要做的工作主要是對真實對象的物理屬性進行模擬，包括有物體的形狀、紋理、物體相互間的相對位置等。而其中實時繪制指的是一旦用戶觀點發(fā)生有改變，通過其所觀看到的場景有待更新，因而需要確保圖形顯示更新可滿足用戶觀察速度，不然便會產(chǎn)生滯后問題。通常而言，要想解決滯后問題，計算機需要每秒輸出10~20幀的圖像。長期以來應(yīng)用的現(xiàn)實渲染算法，其強調(diào)的是圖形的質(zhì)量及真實性，而并追求每幀的渲染速度。在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中，實時3D渲染要求實時生成圖形，可通過時間有限的計算機技術(shù)得以實現(xiàn)。不過在現(xiàn)階段計算機圖形級別上，僅需投入充足時間進行計算，便可獲得精準如同照片一般的計算機圖像。然而，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)對應(yīng)需求的實時圖形，在時間有限影響下，要求設(shè)計者必須完善虛擬環(huán)境中的集合復(fù)雜性及圖像質(zhì)量，并應(yīng)用諸如環(huán)境映射、紋理映射、抗鋸齒等相關(guān)技術(shù)，以確保虛擬環(huán)境的真實度。對于這些技術(shù)而言，其中，環(huán)境映射指的是一個點的環(huán)境映照可通過將改點作為視點，將局部場景的投影變形至一個中間面上，中間面包括有球面、圓柱體、立方體等。如此一來，在通過改點朝任一視線方向觀察場景時，環(huán)境映照便可呈現(xiàn)全面準確的場景視圖。紋理映射是通過紋理圖像貼上簡單物體的幾何表面，以對物體表面的紋理細節(jié)予以趨于現(xiàn)實的描述，進而提高其真實性。貼上圖像即屬于一個映射過程。紋理映射作為一個便捷、有效增強真實性的技術(shù)手段，其可憑借有限的計算量，極大水平地優(yōu)化顯示真實性。本質(zhì)上而言，紋理映射是運用二維平面圖像以取代三維模型局部。對于真實感實時繪制技術(shù)，主要涉及到基于幾何圖形的實時繪制技術(shù)、基于圖像的實時繪制技術(shù)等技術(shù)。其中，前者充分擺脫了以往的先建模后確定光源的繪制方法，并直接通過該種現(xiàn)有圖像中建立未知視角的圖像。后者則是在相關(guān)預(yù)先建立的場景畫面基礎(chǔ)上，對接近視點或者視線方向的畫面開展交換、插值及變形，進一步快速獲取當前試點處的場景畫面。

3.2  基于計算機技術(shù)實現(xiàn)三維虛擬聲音

在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中，聽覺信息與視覺信息一樣是一個十分重要的傳感信道。為了實現(xiàn)現(xiàn)實主義，虛擬現(xiàn)實環(huán)境中設(shè)計有視覺平行于三維虛擬聲音，可保證虛擬環(huán)境中的交互性、沉浸性，并且有助于縮減腦組織的視覺依賴性，縮減感覺視覺信息浸沒。有別于立體聲音，通過三維虛擬聲音，用戶接收到的聲音是源于圍繞用戶耳朵的一個球形中的任何地方，也就是聲音可出現(xiàn)在用戶的前方、后方或上方。三維虛擬聲音系統(tǒng)中最關(guān)鍵的技術(shù)是三維虛擬聲音定位技術(shù)，其主要表現(xiàn)出交互性、沉浸性、三維實時跟蹤、全向三維定位等特點。三維虛擬聲音技術(shù)系統(tǒng)中還涉及到語音合成技術(shù)、語音識別技術(shù)等，其中，語音合成技術(shù)指的是通過人工的手段產(chǎn)生語音的技術(shù)，在計算機合成語音時，通常要確保合成語音的正確表達、易于理解、清晰自然等。語音識別技術(shù)指的是將一系列語音洗好轉(zhuǎn)化成由計算機程序識別的字符信息，進一步識別語音指令及文本內(nèi)容的技術(shù)。通常而言，語音識別技術(shù)主要涉及參數(shù)信息采集、參考模式構(gòu)建、模式識別等相關(guān)步驟。

4  結(jié)語

總而言之，虛擬現(xiàn)實技術(shù)即為依托創(chuàng)建與體驗虛擬世界的一項計算機技術(shù)。對于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)而言，通過對不同信息開展融合，便可在系統(tǒng)中通過視圖景象對三維動態(tài)及實體行為予以仿真。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是基于計算機技術(shù)生成的一種虛擬環(huán)境。因而，虛擬現(xiàn)實技術(shù)與計算機技術(shù)有著緊密的聯(lián)系。所以，計算機技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)人員必須要不斷革新思想觀念，提高對虛擬現(xiàn)實技術(shù)內(nèi)涵特征的深入認識，加強對計算機技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)關(guān)系的全面分析，不斷推進計算機技術(shù)在虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的科學(xué)合理應(yīng)用，積極促進虛擬現(xiàn)實技術(shù)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

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