虛擬現(xiàn)實 (VR ： VirtualReality) 技術(shù)是 20 世紀(jì) 80 年代未 90 年代初崛起的一種實用技術(shù)， VR 技術(shù)與多媒體、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)并稱為三大前景最好的計算機技術(shù)。 VR 技術(shù)被稱為是放大人類智慧的新工具， 90 年代最重要的思想之一，以及是未來的計算機，即 VR 計算機，和創(chuàng)造巨大財富的產(chǎn)業(yè)等等。

　它由計算機硬件、軟件以及各種傳感器構(gòu)成三維信息的人工環(huán)境 —— 虛擬環(huán)境。是可實現(xiàn)的和不可實現(xiàn)的物理上的、功能上的事物和環(huán)境。用戶投入到這種環(huán)境中，即可與之交互作用。 VR 已在娛樂、醫(yī)療、工程與建筑、教育與培訓(xùn)、軍事、科學(xué)和金融可視化等方面獲得了應(yīng)用，它將是 21 世紀(jì)廣泛應(yīng)用的一種新技術(shù)。

　VR 技術(shù)是一種綜合計算機圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)、并行實時計算技術(shù)、人工智能、仿真技術(shù)等多種學(xué)科而發(fā)展起來的近年來發(fā)展較快且較活躍的最新技術(shù)。 VR 技術(shù)以模擬方式為使用者創(chuàng)造一個實時反映實體對象變化與相互作用的三維圖像世界 , 在視、聽、觸、嗅等感知行為的逼真體驗中 , 使參與者可以直接參與和探索虛擬對象在所處環(huán)境中的作用和變化 , 仿佛置身于一個虛擬的世界中，產(chǎn)生沉浸感。

　VR 技術(shù)追求的是將傳統(tǒng)的計算機從一種需要人用鍵盤、鼠標(biāo)對其進行操作的設(shè)備變成了人處于計算機創(chuàng)造的人工環(huán)境中 , 通過感官、語言、手勢等比較“自然”的方式進行“交互、對話”的系統(tǒng)和環(huán)境。它將從根本上改變目前讓人去適應(yīng)計算機的不友善的局面，而變成讓計算機來適應(yīng)人的一種新體制，從而使人不需要經(jīng)過專門訓(xùn)練就可在不知不覺中使用計算機，大大擴大了計算機的應(yīng)用，使計算機滲透到人們工作、學(xué)習(xí)和生活的各個領(lǐng)域。正是這個特點，有人把 VR 技術(shù)稱為 21 世紀(jì)的一種技術(shù)。

　VR 技術(shù)有 3 個重要的特征： (1) 沉浸感 (Immension) ：要求計算機所創(chuàng)造的虛擬環(huán)境能使操作者有 “ 身臨其境 ” 的感覺，就像現(xiàn)實世界一樣。使操作人員相信在虛擬境界中人也是確實存在的 , 而且在操作過程中他可以自始至終地發(fā)揮作用，就像真正的客觀現(xiàn)實世界一樣。 (2) 交互性 (Interactivity) ：操作者與虛擬環(huán)境中所遇到的各種對象的相互作用的能力，操作者不再是被動接收信息，用戶是交互作用的主體，與虛擬物體可進行多行為的交談。 (3) 構(gòu)想 (Imagination) ：可使操作者沉浸于定性和定量的環(huán)境中獲取新的知識，提高感性和理性認(rèn)識，從而產(chǎn)生新的構(gòu)思。所以， VR 技術(shù)強調(diào)的是一種身臨其境的方式。

　VR 的技術(shù)特征： (1) 多感知性：除 PC 所具有的視覺感知外，還有聽覺、力覺、觸覺和運動感知，理想的 VR 應(yīng)該具有人所具有的感知功能。 (2) 存在性：操作者感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實程度，理想的模擬環(huán)境應(yīng)該達到操作者難以分辨真假的程度。 (3) 交互性：操作者對模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從模擬環(huán)境中得到反饋的自然程度（包括：實時性）。 (4) 自主性：虛擬環(huán)境中物體依據(jù)物理定律動作的程度。

　VR 是 80 年代末期一些先進國家發(fā)展起來的技術(shù)，它采用了電子工業(yè)百年來的研究成果，并隨著它們的技術(shù)發(fā)展而發(fā)展。本世紀(jì)末，專業(yè) VR 技術(shù)硬、軟件技術(shù)競相登臺。從目前總體水平看， VR 技術(shù)正走向?qū)嵱茫延性S多成功的經(jīng)驗。

　近幾年， VR 各個方面都得到了發(fā)展，并在多個領(lǐng)域中獲得應(yīng)用。

房間型 （ cave ）虛擬仿真系統(tǒng)－－全沉浸式

幕墻型 （ wall ）虛擬仿真系統(tǒng)－－（平面和弧型柱面）

桌面型 （ desk ）虛擬仿真系統(tǒng)

　VR 系統(tǒng)包括硬件和軟件兩個部分。

   1〕虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的硬件

　為了實現(xiàn)身臨其境的交互環(huán)境，要求系統(tǒng)具有實時的三維計算機圖形，大視角的立體顯示，頭部跟蹤，手及姿勢跟蹤，三維聲音，以及觸覺反饋和力反饋等。為了達到上述技術(shù)要求，目前已經(jīng)開發(fā)出滿足上述要求的 VR 裝置，在視覺方面有：立體眼鏡、頭盔式立體顯示器等，在聽覺方面有：三維聲音產(chǎn)生器等，在力覺、觸覺等方面有：數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣、頭跟蹤器、手跟蹤器及姿勢跟蹤器，以及一些語音識別、眼球運動檢測等裝置，在未來還會開發(fā)出味覺、嗅覺系統(tǒng)，那時， VR 將更加真實， VR 技術(shù)也會更加先進。

　VR 系統(tǒng)的硬件從功能上可分成 5 個部分：

(1) 計算機 ：是硬件的核心，用于完成虛擬世界中物體的模擬計算 , 構(gòu)成虛擬世界 。為了達到逼真的效果，要求系統(tǒng)具有實時響應(yīng)的性能，這對 VR 系統(tǒng)一個非常重要的。從目前來看 , 可選的計算機設(shè)備有 超級圖形工作站和 由 PC 機組成的分布式實時網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

　對大型 VR 應(yīng)用系統(tǒng) , 低性能的計算機難以滿足實時要求 , 必須具有較高圖形性能的工作站。對大型 VR 應(yīng)用系統(tǒng)而言，由于 VR 的實時性要求，低性能的計算機難以滿足實時要求，一般以較高圖形性能的工作站為主，國外有許多可用于 VR 的工作站，其中最值得一提的是 SGI 公司的圖形工作站。該公司為 VR 系統(tǒng)提供了一系列最先進的超級計算機系統(tǒng)，總部設(shè)在美國加州山景城。 SGI 圖形平臺被認(rèn)為是構(gòu)成 VR 系統(tǒng)的最佳選擇 , 其性能價格比高。其中 Origin 服務(wù)器多達 128 個 MIPSR1000064 位 CPU ，以致人們一談到 VR 就談到 SGI ，一談到 SGI 就意味著 VR 技術(shù)。從價格便宜的 RealityStation 到 OpwerOnyx 超高速圖形系統(tǒng)。 RealityStation 的 RealityEngine 圖形系統(tǒng)是性能價格較合適的開發(fā)平臺， Onyx 是其系列產(chǎn)品中的核心產(chǎn)品，它是圖形體系結(jié)構(gòu)中具有最先進的多處理器的產(chǎn)品，在 Unix 環(huán)境下，具有靈活、開放的系統(tǒng)設(shè)計方法。

　為使 VR 系統(tǒng)達到高性能的效果，常需要高性能的工作站和昂貴的 VR 設(shè)備，使經(jīng)費問題成為 VR 研究的主要障礙。目前 PC 機的性能與工作站的距離已大大縮小，面向 PC 的多媒體技術(shù)飛速發(fā)展，使得中低檔 VR 應(yīng)用落戶 PC 成為了可能。由于 PC 性能價格比不斷提高，為 VR 在 PC 平臺上的普及提供了機遇。特別是在國內(nèi) , 開發(fā) PC 平臺的 VR 應(yīng)用更具有推廣價值。利用 PC 機實現(xiàn) VR ，一般具 5 個特點：①在個人機上實現(xiàn) “ 臨境 ” 感；②利用 DVI 技術(shù)，可獲得實時加紋理的三維圖像；③易于進行應(yīng)用開發(fā)作業(yè)；④可支持人機接口用的硬件；⑤三維數(shù)據(jù)支持 DCX 文件。這些特點，可使 VR 應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)更為簡便。利用 PC 機資源，是使 VR 大眾化、家庭化的必由之路。雖然，復(fù)雜的 VR 應(yīng)用系統(tǒng)建立在高性能的圖形平臺上，但對于象藝術(shù)和教育這類非實時的應(yīng)用，基于 PC 的低檔桌面系統(tǒng)還是可行的。

(2) 顯示設(shè)備 ：顯示設(shè)備用以產(chǎn)生視覺效果。顯示設(shè)備和普通計算機屏幕顯示不同， VR 系統(tǒng)要求提供大視野顯示，雙眼立體顯示，而且要求高刷新速度、高分辨率。從視覺效果來講， 要滿足實時性，圖像刷新速度至少 15 幀 /s ； 20 幀 /s 的圖像刷新速度，就使人能感覺到圖像是連續(xù)的，但還會有抖動。長時間觀察，就會使人頭暈眼花，要想與我們?nèi)粘Ｋ娤嗤瑘D像刷新速度必須要有 30 幀 /s 。而雙眼有一個立體視差，是由兩幀圖像組成的；因此 , 送到顯示設(shè)備的圖像速率為 60 幀 /s 才會有很好的效果。

(3) 頭部和手部跟蹤設(shè)備 ：頭部跟蹤設(shè)備用于跟蹤操作者頭部的位置和方向，以動態(tài)地產(chǎn)生虛擬世界中人所“看到”的圖像，模擬人在虛擬世界中的運動，它是 VR 系統(tǒng)中獨有的、不可缺少的設(shè)備。手部跟蹤設(shè)備和頭部跟蹤類似，用以得到手掌的位置和方向。

(4) 手操作數(shù)字化設(shè)備 ：用手作為和計算機交互的主要手段來代替鍵盤、鼠標(biāo)是 VR 的一項重大突破，它的作用是將手操作的結(jié)果進行數(shù)字量化。目前比較成熟的數(shù)字化設(shè)備有數(shù)據(jù)手套、外管架設(shè)備、控制手套、搖桿、三維鼠標(biāo)、空間球、指揮棒等設(shè)備。

(5) 其它感官設(shè)備 ：除視覺設(shè)備外，近年來也開始發(fā)展聽覺 ( 聲音和語言 ) 、觸覺、力覺設(shè)備等。

2〕虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的軟件

　在 VR 系統(tǒng)中，硬件是基礎(chǔ)，軟件是核心。尤其是像 VR 這種以三維圖形為主的復(fù)雜系統(tǒng) , 如果一切都從基礎(chǔ)工作做起，其軟件的工作量大到不可思議，而且也無此必要。利用現(xiàn)有開發(fā)平臺可以大大提高效率。目前， VR 應(yīng)用系統(tǒng)的常用開發(fā)軟件有； (1) WTK(WorldToolKit) ： 由美國 Sense8 公司開發(fā)， WTK 不依賴硬件環(huán)境，適用包括 PC 機在內(nèi)的各類硬件平臺： WorldToolKit-Windows: Windows 3.1 或 NT ； WorldToolKit-SGI ： IRIX 。 (2) MultiGen 和 Vega ： 由美國 MultiGen-Paradigm 公司開發(fā)，是非常成熟和出色的三維建模軟件和實時仿真軟件，用于三維視覺數(shù)據(jù)的建立和編輯，以及視景仿真。 MultiGen 系統(tǒng)的模塊化設(shè)計可以滿足用戶不同應(yīng)用的要求，它的數(shù)據(jù)庫格式 Openflight 已成為飛行模擬領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)，也為 VR 系統(tǒng)廣泛采用。 (3) PerFormer ： 由 SGI 公司開發(fā)，該軟件有 SGI 的圖形工作站技術(shù)作堅強后盾，對其 SGI 的多 CPU 系統(tǒng)有最充分的利用和支持。故有很好的 VR 性能，其系統(tǒng)可產(chǎn)生 60 幀 /s 的圖像速度，對于缺幀圖貼有很好的平滑算法。（ 4 ）還有 OpenGL ， VRML ， 3DS MAX ， Maya ， Photoshop ， Eai 等用于應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。

　九十年代的 VR 技術(shù)雖然發(fā)展較晚，但它在許多領(lǐng)域取得了舉世矚目的成果。 VR 以其卓越而自然的人機交互方式、身臨其境的非凡感受、沖擊傳統(tǒng)的思維模式而成為計算機領(lǐng)域的熱門話題。近幾年，隨著計算機圖形加速能力、浮點計算能力、實時分布處理能力、 3D 音效能力的大幅度提高以及傳感器和顯示器技術(shù)的飛速發(fā)展， VR 系統(tǒng)和設(shè)備開始走向成熟，從而觸發(fā)了除國防訓(xùn)練、軍事模擬以外的教育、醫(yī)療、娛樂、科技、制造、旅游、城市規(guī)劃、建筑和商業(yè)等一系列領(lǐng)域中的應(yīng)用。

　以下是 VR 技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)實生活中的一些方面：

1) 遠程教育與教學(xué)培訓(xùn)

　VR 技術(shù)用于教育是一種非常有意義的潛在市場，利用 VR 將實際過程與理論分析合二為一的課程教育是一個新的教學(xué)形式。國內(nèi)外一些高等院校成功開發(fā)了基于集成聲音、圖像及其他多媒體技術(shù)的三維空間的遠程教育中心，它制造了一個完全立體化的模型，虛擬出真實的校園環(huán)境，用戶進入教育中心如同進入真正的學(xué)校一樣，可以進行提問、考試等，進行實時教學(xué)和交流。

　例如，美國懷俄明州的卡斯帕的一些中學(xué)生，有幸從 1993 年開始試驗用這種技術(shù)進行上課。每個學(xué)生都有一臺個人計算機、特殊的頭盔眼鏡、數(shù)據(jù)手套和操縱桿。學(xué)生可以用 VR 技術(shù)在太陽系里飛行，也可以進入人體內(nèi)的細(xì)胞里，可以學(xué)習(xí)計算機內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還可以沿尼羅河漂流而下，也可以建造一座早期的城堡。用 VR 技術(shù)學(xué)習(xí)既生動又有趣。

　世界著名的摩托羅拉公司，有一種為期 3 天的高級培訓(xùn)課程。這種課程是用來教會在世界各地的公司成員怎樣操縱機器人裝配線的。該公司只有三家工廠有這種實驗設(shè)備。過去培訓(xùn)，公司成員必須長途跋涉去到這三家工廠的某一實驗室接受訓(xùn)練。但從 1994 年開始，這個公司尋求用 VR 技術(shù)制造裝配線的模型。學(xué)員在啟動、運行、關(guān)閉裝配系統(tǒng)的虛擬模型中，可以聽到像從真實系統(tǒng)發(fā)出的響聲，從顯示器上可看見與真實系統(tǒng)一樣的動作反應(yīng)。用裝配線的虛擬模型，就可對學(xué)員進行培訓(xùn)。

　實踐證明，使用虛擬模型培訓(xùn)學(xué)員，效果并不差。用虛擬模型進行培訓(xùn)有兩點好處：一是 VR 實驗用的裝配線模型比真實的裝配線便宜（只有 3 ～ 10 萬美元），并且可以很方便地運到任何地方去；二是當(dāng)真正的裝配線上的機械設(shè)備變更或改進時， VR 實驗室的模型很容易得到及時的更新。如果用真實的裝配線實驗設(shè)備，想要更新，就不那么容易了。

　VR 可以模擬一些特殊環(huán)境，用來訓(xùn)練飛行員、汽車駕駛員、運動員等等。用 VR 駕車系統(tǒng)，可以虛擬出行車中出現(xiàn)的各種緊急情況，這些情況和真實駕車所遇到的情況完全一樣，十分逼真。若是學(xué)習(xí)駕駛的人處理不當(dāng)，也不會發(fā)生危險，只不過再多練幾遍而已。現(xiàn)在，在飛行仿真訓(xùn)練系統(tǒng)中也越來越多地采用 VR 技術(shù)。

　東京一家公司開發(fā)的滑雪訓(xùn)練系統(tǒng)，是典型的 VR 系統(tǒng)。當(dāng)你戴上頭盔顯示器，穿上滑雪鞋，站到由驅(qū)動裝置驅(qū)動的金屬板上，就可滑雪了，在你的頭盔顯示器里就顯示出高山雪道和斜坡石崖。當(dāng)你手持滑雪桿，向下滑去，腳下的金屬板在驅(qū)動裝置驅(qū)動下，模擬人從高山上滑下來的過程以及撞擊情況。你站在金屬板上，身體的感覺就是順雪道飛馳而下，頭盔里可以看到皚皚白雪從你身邊掠過，前面的山崖向你沖來 ……

　英國一家公司開發(fā)出一種 VR 模擬器，你的頭戴上頭盔，站在模擬器上，用身體動作控制模擬器運動，模擬器在計算機和自動系統(tǒng)控制下，對人腳部力量作出反應(yīng)。它的運動，使你好似坐在魔毯上，好似在滑雪，又好似在沖浪。用它可以訓(xùn)練你去學(xué)滑雪，學(xué)沖浪。

2) 商業(yè)

　現(xiàn)實生活中，我們所看到的電視畫面以及社會大力推行的網(wǎng)上遠程購物等，通常商家只是把所售與推薦的商品的圖片，加以掃描，以平面的形式貼在網(wǎng)上，顧客遠程所看到的只是平面的、單一的商品畫面與真?zhèn)坞y辯的文字介紹，而無法了解商品各個點面的具體特和內(nèi)質(zhì)。

　對于那些期望與客戶建立直接聯(lián)系的公司，尤其是那些在他們的主頁上向客戶發(fā)送電子廣告的公司， VR 技術(shù)具有特別的吸引力。 VR 技術(shù)有可能讓顧客購買商品的感覺最好。百事可樂公司在自己的網(wǎng)站上創(chuàng)建一個廣告畫面：火星探測器在火星表面走動且發(fā)現(xiàn)了一瓶百事可樂。美國 Construct 公司最近完成了一個 VR 項目，目的是展示 VR 技術(shù)作為一個故事片媒介的優(yōu)勢。應(yīng)用 VR ，可以創(chuàng)造出逼真的虛擬世界，與三維動畫不同的是， VR 是互交的，畫面跟隨著著用戶的操作而改變，特別適合于制作城市規(guī)劃、房地產(chǎn)開發(fā)演示節(jié)目，用戶和觀眾能達到身臨其境的逼真境界。

3) 休閑和藝術(shù)、娛樂消遣

　休閑和娛樂領(lǐng)域是 VR 技術(shù)的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域，也是 VR 技術(shù)的一個巨大市場。利用 VR 技術(shù)度過休閑時光，到虛擬世界中去游玩一番，是別有風(fēng)趣的。但卻沒有一絲一毫的危險。它能提供良好的多人之間的交互功能，提供更加逼真的虛擬環(huán)境，從而使人們能夠享受其中的樂趣，帶來美好的娛樂感覺。 VR 技術(shù)目前正朝著實時通信、大規(guī)模用戶交互的方向發(fā)展。世界一些著名的娛樂城已建成 VR 娛樂中心，在這個環(huán)境中許多神話都已變成“現(xiàn)實”。

　例如，有一種賽車系統(tǒng)，是由計算機和一系列裝置構(gòu)成的。它能構(gòu)造出駕駛方程式賽車的虛擬環(huán)境，這個環(huán)境和真實的幾乎完全一樣。游戲有三條賽車道和三輛賽車。你可以選用初學(xué)者的賽車，也可選用 58.8 千瓦的高級賽車。啟動后，你可以加速、自動換擋、開出公路、揚起灰塵、緊急調(diào)頭、自動剎車，甚至使用平行滑動等高難動作，駕駛不好甚至發(fā)生翻車事故都沒有關(guān)系，是有驚無險。

　你可以利用 VR 技術(shù)，坐在家里或坐在游戲廳內(nèi)去到旅游景點游覽一番。美國一家工程公司研制出一種打高爾夫球的 VR 模擬器。在很大的房間內(nèi)，懸掛一個有彈性的尼龍屏幕，你在室內(nèi)用標(biāo)準(zhǔn)的高爾夫球桿和真正的球，進行打球活動，只要你從球座上發(fā)球后，球飛出碰到屏幕便掉在你的房間地板上。這時屏幕上可以顯示出球在真實球場的上空飛行的狀況。這是因為，由傳感器、紅外線發(fā)射器、電子跟蹤系統(tǒng)確定出球的飛行情況，由計算機計算出球繼續(xù)飛行的路徑，并確定出是左曲球還是右曲球，于是在屏幕上顯示出球的飛行過程。這種虛擬的室內(nèi)打高爾夫球模擬器，可以模擬 16 個著名高爾夫球場的實況，打 18 個洞的高爾夫球。

　先進的 VR 娛樂就更有趣了。例如，美國芝加哥有一個 VR 娛樂廳，叫 “ 戰(zhàn)技中心 ” 。它是世界上第一個大規(guī)模 VR 娛樂系統(tǒng)，有一個座艙，前方有一個屏幕。可以從上面看到戰(zhàn)斗場景。下方有個副屏幕，從它的上面可看到損傷情況。主屏幕的兩側(cè)顯示武器的狀態(tài)和選擇：，左邊的操縱桿控制武器動作，右邊的調(diào)整開關(guān)可以控制速度。 “ 戰(zhàn)斗機器 ” 是這個娛樂系統(tǒng)的 “ 主要人物 ” ，是一個超級機器人。它是一場戰(zhàn)爭的發(fā)動者，假設(shè)這場戰(zhàn)爭發(fā)生在一千多年以后。用腳去踏腳踏板，就使 “ 戰(zhàn)斗機器模擬器 ” 開始工作，于是模仿一千多年以后的戰(zhàn)爭就開始了。

　人們排長隊買票去玩這種 VR 娛樂，去進行戰(zhàn)斗游戲：玩的人在座艙內(nèi)，利用艙內(nèi)的設(shè)備，在星球間飛行，飛行中要保護自己，防止巨型坦克的襲擊，并用激光槍展開射擊競賽，或低頭彎腰，扭身拐行，躲開史前翼身龍的攻擊。虛擬戰(zhàn)爭游戲受到人們歡迎；，日本橫濱的 “ 戰(zhàn)技中心 ” 是有 32 個座艙的大系統(tǒng)，比芝加哥的 “ 戰(zhàn)枝中心 ” 座艙要多一倍。將來有可能開設(shè)更多新的 “ 戰(zhàn)技中心 ” ，并且各個中心根互聯(lián)網(wǎng)，使得各國的游戲隊可以進行國際性的比賽呢。

4) 建筑規(guī)劃與城市規(guī)劃

　利用 VR 技術(shù)進行建筑規(guī)劃設(shè)計，在建筑設(shè)計階段就能以可視的、動態(tài)的方式全方位展示建筑物所處的地理環(huán)境、建筑物外貌和各種附屬設(shè)施，可以讓設(shè)計人員在虛擬建筑物內(nèi)漫游，獲得第一手材料，來驗證自己設(shè)計的建筑物是不是合適。在建筑設(shè)計中，除要考慮結(jié)構(gòu)及強度等問題外，還要考慮采光、聲音效果、通風(fēng)等許多問題，而這些問題要預(yù)先估計出來是比較困難的。利用 VR 技術(shù)，虛擬出建筑物，讓設(shè)計人員到室內(nèi)考查，這就方便多了。對于講演廳、電影院的設(shè)計，則可用 VR 技術(shù)來考查聲音效果，幫助設(shè)計人員改進設(shè)計。因而 VR 技術(shù)是建筑規(guī)劃方案設(shè)計、裝修效果展示、方案投標(biāo)、方案論證及方案評審的有力工具，在建筑設(shè)計業(yè)、虛擬城市、房地產(chǎn)業(yè)和建筑裝修業(yè)等領(lǐng)域有著日益廣泛的應(yīng)用前景。

　城市規(guī)劃對于展示城市規(guī)劃、宣傳城市建設(shè)、提升城市形象，幫助有關(guān)人員作出決策，有著巨大的促進作用。

5) 建筑物虛擬現(xiàn)實漫游

　漫游是 VR 技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域之一，為了給人以身臨其境的感覺，建筑物 VR 漫游一般都要表現(xiàn)該建筑物所處的虛擬地理環(huán)境、建筑物全貌，以及該建筑物的各種附屬設(shè)施，對房地產(chǎn)業(yè)、旅游業(yè)等產(chǎn)生很大的影響。

6) 房地產(chǎn)銷售

仿真是個先進的視覺表達方式，可以完全取代實物模型和三維動畫，甚至取代樣板房的制作。仿真系統(tǒng)可以安裝在多臺計算機上，同時在多個地方，如售樓部，展銷會給客戶做演示只能采用虛擬樓盤展示。也可以安裝在筆記本電腦上，上門為客戶做演示，有很好的宣傳推廣作用。或者給投資方做為投資決策分析用。特別適合于制作城市規(guī)劃、房地產(chǎn)開發(fā)演示節(jié)目，用戶和觀眾能達到身臨其境的逼真境界。

7) 文物古跡恢復(fù)

　　隨著時間的流失，滄海桑田的變化，很多有價值的文物建筑都有了不同程度的損壞，或者已經(jīng)不復(fù)存在。該系統(tǒng)可以重現(xiàn)當(dāng)年的景況。

8) 上產(chǎn)品展示與商場導(dǎo)購

　為了達到虛擬產(chǎn)品展示，把各類產(chǎn)品如汽車、家具家電產(chǎn)品、工藝品、古董、服裝等以動態(tài)三維的方式高清晰度地給用戶展示出來，實現(xiàn)良好的推銷效果。

　現(xiàn)實生活中，我們所看到的電視畫面以及社會大力推行的網(wǎng)上遠程購物等，通常商家只是把所售與推薦的商品的圖片，加以掃描，以平面的形式貼在網(wǎng)上，顧客遠程所看到的只是平面的、單一的商品畫面與真?zhèn)坞y辯的文字介紹，而無法了解商品各個點面的具體特征和內(nèi)質(zhì)。而 VR 技術(shù)為我們提供了在虛擬環(huán)境下感受商品的特征和內(nèi)質(zhì)的機會。

9) 虛擬博物館與虛擬賓館

　根據(jù)博物館的實際結(jié)構(gòu)，制作三維網(wǎng)上博物館和把館藏的所有展品做成三維模型，使網(wǎng)民在網(wǎng)上瀏覽時有身臨其境的感覺，能最大程度滿足參觀者需求。

　根據(jù)賓館的需求，將賓館的大堂、飯廳、各種客房、娛樂設(shè)施、游泳池、周圍環(huán)境等設(shè)施用 VR 技術(shù)制作成場景，特別是把那些比較有特色的設(shè)施制作成場景供客戶隨意瀏覽，方便客戶網(wǎng)上自動定房。

總之，將各種商展用 VR 技術(shù)展示，實現(xiàn)虛擬商展，達到各種展品的真實展示效果。

10) 制造業(yè)

VR 技術(shù)在機械制造業(yè)有廣泛的應(yīng)用前景， VR 技術(shù)的直觀與交互特性彌補了傳統(tǒng)設(shè)計分析工具的不足， VR 技術(shù)可以幫助設(shè)計師和工藝師進行產(chǎn)品設(shè)計和制造，包括虛擬概念設(shè)計、虛擬布局、虛擬裝配、產(chǎn)品原型快速生成、虛擬制造等領(lǐng)域。盡管虛擬制造的出現(xiàn)只有短短的幾年時間，但它對制造業(yè)的革命性的影響卻很快地顯現(xiàn)了出來。由于虛擬制造系統(tǒng)基本上不消耗資源和能量，也不生產(chǎn)實際產(chǎn)品，而是產(chǎn)品的設(shè)計、開發(fā)與加工過程在計算機上的本質(zhì)實現(xiàn)，即完成產(chǎn)品的數(shù)字化加工過程。與實際制造相比較，它具有高度集成、快速成型、分布合作等特征（虛擬制造具有響應(yīng)快、環(huán)境統(tǒng)一、柔性好、試制等中間環(huán)節(jié)少、廢品少、成本低、生成實際制造過程簡便等特征），這些特征很好的解決了 TQCS 難題，因此 VR 技術(shù)不僅在科技界，而且在企業(yè)界引起了廣泛關(guān)注，成為制造業(yè)研究的熱點之一。

例如，美國伊利諾斯州的科普利紀(jì)念醫(yī)院病房設(shè)計出來之后，請一大批殘疾的老戰(zhàn)士，坐在輪椅上，戴上有顯示器的頭盔和數(shù)據(jù)手套，進入 VR 世界，對病房的設(shè)計進行檢查、評論。他們從頭盔中看到的是猶如真的病房，他們到處查看，結(jié)果發(fā)現(xiàn)。水池上方的水龍頭調(diào)節(jié)手柄距離地面太遠，坐輪椅的人夠不著。用 VR 世界，查出設(shè)計中的毛病，就可以改進設(shè)計了。

飛機發(fā)動機設(shè)計是十分復(fù)雜的工作，最重要的一個問題是發(fā)動機的拆裝。因為發(fā)動機零件多，很緊湊，設(shè)計出來的發(fā)動機，常常在拆裝中發(fā)生困難（拆不下來，裝不上去，或工具伸不進去，沒地方下手等等）。用 VR 技術(shù)，虛擬一個發(fā)動機，進行拆裝，就可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的漏洞和毛病，以便加以修改。現(xiàn)在，汽車設(shè)計、艦船設(shè)計也都可以采用虛擬設(shè)計。

虛擬制造是 VR 技術(shù)應(yīng)用最重要的領(lǐng)域，如波音 777 客機。波音公司開發(fā)的 VR 系統(tǒng)可將虛擬環(huán)境疊加于真實環(huán)境之上，如把虛擬的模板顯示在正加工的工件上，工人根據(jù)此模板控制待加工尺寸，簡化了加工過程，使波音 777 客機一次裝配成功。美國福特汽車公司科隆研究中心設(shè)計部經(jīng)理羅勃認(rèn)為，采用虛擬設(shè)計技術(shù)，可使整個設(shè)計流程時間減少 2/3 。 21 世紀(jì)，虛擬設(shè)計將在建筑設(shè)計、裝備設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計、服裝設(shè)計中發(fā)揮神奇的效用。

11〕醫(yī)學(xué)應(yīng)用

12〕電力系統(tǒng)

•  一個大型發(fā)電廠的投建，可以用 VR 全方位仿真。

•  從小到一個基建子工程、一條出線的出力負(fù)荷，大到鍋爐、汽機、發(fā)電機組，都可預(yù)實施，這對工程的優(yōu)化施工，提高設(shè)計效率有非常重要的意義。

•  大型電力設(shè)備的檢修：電力系統(tǒng)設(shè)備一般都很昂貴，其維護、檢修工作自然非常重要，如能利用 VR 裝置模擬檢修，對提高工人的業(yè)務(wù)能力非常有好處。

•  大型設(shè)備的設(shè)計：發(fā)電機組、鍋爐、汽機、變壓器組等能利用 VR 預(yù)設(shè)計。

•  動力系統(tǒng)仿真中心：從發(fā)電廠到輸電線路，直至用戶，全方位建立一個動力系統(tǒng)的仿真 VR 系統(tǒng)，不論是對教育還是研究都十分有意義。

13〕金融

　　金融可視化是指將大量數(shù)據(jù)變換成圖像式物質(zhì)，從而使數(shù)據(jù)更易理解和分析，股票市場就是采用這種技術(shù)的主要領(lǐng)域。

14〕科學(xué)可視化

　　現(xiàn)在，有很多數(shù)據(jù)或物質(zhì)，如紅外光、微波、雷達、電磁場、在通道中流動的各種數(shù)據(jù)都不是可見的，利用 VR 技術(shù)，很容易將這些東西可視 , 這就為我們的研究帶來很大的方便。

15〕國防訓(xùn)練和軍事模擬

早期的應(yīng)用由于價格昂貴、技術(shù)復(fù)雜而僅限于國防訓(xùn)練和軍事模擬等領(lǐng)域。國防訓(xùn)練和軍事模擬是推動 VR 技術(shù)發(fā)展的主要力量，而且 VR 技術(shù)的許多成功應(yīng)用也是在軍事上，如飛機駕駛模擬器、近戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練器、虛擬戰(zhàn)場 ( 作戰(zhàn)仿真系統(tǒng) ) 等。既通過建立虛擬戰(zhàn)場環(huán)境來訓(xùn)練軍事人員，同時通過虛擬戰(zhàn)場來檢查和評估武器系統(tǒng)的性能。在虛擬戰(zhàn)場中，參與者可以看到在地面行進的坦克和裝甲車，在空中飛行的直升機、殲擊機和導(dǎo)彈；在水下游弋的艦艇；可以看到坦克行進時揚起的塵土和被擊中坦克的燃燒濃煙；可以聽到坦克或飛機的隆隆聲由遠而近，從聲音來辨別目標(biāo)的來向與速度。參與者可以瞄準(zhǔn)、射擊上述目標(biāo)，也可以駕駛坦克、飛機等武器平臺仿真器。這樣，不僅可以節(jié)省大量的資金、軍用物資，而且還可以改變狀態(tài)來反復(fù)進行各種戰(zhàn)場態(tài)勢下的戰(zhàn)術(shù)和決策研究。

例如，早在 20 世紀(jì) 80 年代初，美國的 DARPA 就開始為坦克編隊典型作戰(zhàn)訓(xùn)練開發(fā)一個實用的虛擬戰(zhàn)場，其主要目的是為了降低作戰(zhàn)訓(xùn)練費用，同時也為了確保安全和減低對環(huán)境的影響，最后形成了一個由美國及德國的 200 個坦克訓(xùn)練器互聯(lián)網(wǎng)絡(luò) SIMNET 系統(tǒng)。 SIMNET 通過分布網(wǎng)絡(luò)形成一個虛擬戰(zhàn)場環(huán)境，在訓(xùn)練經(jīng)費緊縮、戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練質(zhì)量和數(shù)量提高以及作為新武器概念試驗臺的應(yīng)用等方面得到廣泛認(rèn)可。 NATO( 北大西洋公約組織 ) 計劃將逐步把各個國家的兵力匯入 SIMENT 而成為一個虛擬戰(zhàn)場，進一步的工作是把空戰(zhàn)仿真系統(tǒng) (AWSIMS) 和海戰(zhàn)仿真系統(tǒng) (NWSIMS) 與 SIMNET 相聯(lián)。

16〕航天領(lǐng)域應(yīng)用

17）旅游業(yè)的應(yīng)用

在旅游業(yè)的應(yīng)用包括：旅游規(guī)劃、旅游營銷等。

在旅游規(guī)劃中的應(yīng)用 VR 技術(shù)，可以使旅游規(guī)劃設(shè)計師將某旅游地的道路、建筑、景點、商業(yè)網(wǎng)點等大量信息建成數(shù)據(jù)庫，并變換成虛擬旅游仿真系統(tǒng)，然后通過虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)人機對話工具進入該虛擬境界，通過規(guī)劃人員親身觀察和體驗，認(rèn)識、判斷不同主導(dǎo)因素作用下各種規(guī)劃方案的優(yōu)劣，并輔助最終決策。例如，一座擬議中的旅游賓館如何影響人們的視線、商業(yè)網(wǎng)點應(yīng)布置在哪里最佳、污染企業(yè)布置于何處對旅游地影響最小等。借助 VR 技術(shù)，無須規(guī)劃方案的真正實施，就能先期檢驗該規(guī)劃方案的實施效果，即是否能達到社會、經(jīng)濟、生態(tài)最佳綜合效益，并可以反復(fù)修改和輔助最終方案的制定施行。借助于 VR 技術(shù)，不僅能優(yōu)化各種方案的論證方式，而且有著其他方法所不具有的直觀、可經(jīng)歷的特點，同時還可以節(jié)約規(guī)劃時間，提高效率。

18）其它

用 VR 技術(shù)可以 “ 制造 “ 出活生生的人和物。

例如，美國佐治亞理工學(xué)院開發(fā)出虛擬動物園的大猩猩系統(tǒng)。游人戴上頭盔，看到立體景物，就像在一群大猩猩中走動，如果游客大靠近雄性大猩猩，它會發(fā)出咳嗽聲，好像是在警告你。你若不去操縱控制桿，使自己離它遠點，大猩猩就會虛張聲勢地?fù)溥^來，游客只好借助 “ 后退鈕 ” 向后退去。當(dāng)然這些都是虛擬的。

日本富士通公司用計算機制造出一個小動物，它一半像海豚，一半像鳥。這個由 VR 技術(shù)創(chuàng)造的電子寵物叫 “ 菲蘭克 ” 。它和人能進行相互交流，它會記人的臉和聲音，當(dāng)主人呼喚它的時候，它會高興得又叫又跳。你用溫柔的聲音對它說話，它就會作出小鳥依人狀；如果你粗聲吼叫，它就會飛行得無影無蹤。它會唱歌，能學(xué)唱新歌，還會表演雜技。

日本一家公司，由幾十位計算機圖像藝術(shù)家，花了兩年時間設(shè)計制造出一個虛擬世界中的歌手，叫伊達恭子。它不是真人，但勝似真人。伊達恭子，是 16 歲妙齡的少女，身材美妙，歌喉柔蜜略帶沙啞，動作令人傾倒。它不會老，也不會發(fā)脾氣，隨意由人支使，可以連續(xù)唱數(shù)小時而不會累倒。它會講 7 種語言。

伊達恭子的出現(xiàn)，使流行樂壇發(fā)生了變化，越來越多的人喜歡這個虛擬世界中的歌手。

賓夕法尼亞大學(xué)研究制成 VR 人，叫杰克。它是由計算機生成的人，是一種模型（而不是把某人的形像拍攝下來再重放的人的形像），杰克在虛擬世界中，能模仿真正人的動作，與環(huán)境中的人、物、機器進行相互作用。

用杰克可以研究一些問題，比如人與機器相互作用的好壞，也就是研究人與機器相互配合問題，人操縱機器的安全問題，人操縱機器的效率問題。在研究中，杰克代替真人去工作，比如讓它開汽車，在可能發(fā)生碰撞、翻車等情況中工作，用來考查汽車的設(shè)計好壞，對人的安全保護性能等。

總之， VR 技術(shù)是一門走向成熟的科學(xué)和藝術(shù)，是一種全新的信息處理方式。由于 VR 技術(shù)對當(dāng)前仿真環(huán)境的改善將起重大作用，因而引起了廣泛關(guān)注，在現(xiàn)實生活中可應(yīng)用于軍事、醫(yī)療、虛擬城市、網(wǎng)絡(luò)廣告制作、娛樂、房地產(chǎn)、建筑裝飾設(shè)計、企業(yè)形象展示、商場導(dǎo)購、產(chǎn)品展示、各種商展、旅游服務(wù)、制造業(yè)、文化休閑中心、政企風(fēng)貌、城市交通、商場酒店、電子商務(wù)，企業(yè)產(chǎn)品等各個領(lǐng)域紛紛展開了對 VR 技術(shù)應(yīng)用的研究。

可以預(yù)見在不久的將來， VR 技術(shù)幾乎可以應(yīng)用于任何領(lǐng)域。