什么是虚拟现实？

虚拟现实，又称“虚拟实境”，是一项早期便出现的计算机技术，它通过高科技手段构造出一种人工环境。这种环境能够模仿人的视觉、听觉、触觉等感知功能，并使人能够亲身体验并沉浸在这种虚拟环境中与之互动。虚拟现实的目的是建立和谐的人机环境。这项技术主要基于计算机图形学，其应用包括高端图形工作站软件和低端网络三维方案（如VRML、X3D、Cult3D、Shockwave3D等）。

在过去，虚拟现实尚未普及。由于生命的宝贵和飞机成本的高昂，科学家开始研究能够在不真实操作的情况下提供相同环境的技术。随着科技的进步，科学家们利用电脑创造出了现实环境，这样不仅成本降低，专业人员也能反复练习和操作，以达到最完美无缺的效果，从而使我们的生活更进一步。

虚拟现实的硬件设备包括：

1. 头盔显示器（HMD）：这是轨迹系统的一部分，是电脑的输入设备之一。头戴式显示器的结构包括一个固定的头套，内含两个显像装置和声音播放装置，分别作为眼睛和耳朵的播放器。外部接有感应装置，用于接收感应器信息的轨迹装置，可以精确计算使用者的动作，并通过音效和序列连接与电脑系统相连，使电脑能够精确追踪使用者的动作。

2. 信息手套：这种硬件设备主要能够追踪使用者手部和手指的运动，并将信息转换为电脑代码传回。手套由莱卡布和光纤构成，每个手指上都附有两条光纤，并在指尖处连接一个发光二极管，另一端在手指肘背后连接一个光学识别晶体。二极管发出光信号，通过光纤传递给光学识别晶体，再由晶体将光波转换成电子信号。由于手套内部装有许多精密感应器，因此价格不菲。目前，手套多用于工程设计研究。

3. 3D鼠标：这种硬件设备是虚拟现实设备中比较实惠的配备。它们的主要功能是将传统的2D输入方式改进为具有3D输入的装置。目前市场上的3D鼠标包括由摇杆改良的三维板、空间球、三维鼠标等。

4. 立体眼镜：目前市场上出售的虚拟现实眼镜大约可以分为三类：塑料镜片的眼镜、有线液晶镜片眼镜以及无线液晶眼镜。

虚拟现实的软件套装包括：

1. Virtus WalkThrough Pro：这是一套适合初学者的软件，但不能支持虚拟现实的某些硬件输入输出设备，也不能接受外部对象资料。一般而言，这套程序主要用于设计简单的建筑物游历程序或体验虚拟现实概念，而不适用于构建高级互动虚拟现实对象。Virtus WalkThrough Pro在Windows环境下运行，但由于软件限制以及虚拟世界中的静态个体设计，无法深入描述虚拟现实环境。

2. Virtual Reality Studio（VR Studio）：这是一套较低级别的虚拟现实产品，但仍然具备控制个体行为的能力。

3. Sense8 WorldToolkit：Sense8公司的WorldToolKit是一套高级虚拟现实软件，支持多种虚拟现实硬件设备，功能丰富。例如，国防管理学院资管系就耗资数百万新台币购买了这套设备，构建了战车操作教学系统。

4. Superscape VRT：Superscape VRT是由Superscape公司研发的专业级虚拟现实软件。这套语言类似于C语言，强调建立虚拟对象数据库（虚拟个体行为控制能力）以及与使用者的互动关系。它功能强大、完整，并能支持多种虚拟现实硬件设备，提供优美的画面和即时互动等功能。

5. VR BASIC：这是一套入门级的虚拟现实系统软件，与REND 386的初级虚拟现实构建系统兼容。其描述个体行为的方式与REND 386相同，但它不提供程序库供用户调用，因此难以描述复杂的行为。

虚拟现实的应用领域包括：

1. 医学：应用包括虚拟现实超音波成像系统、放射治疗和手术模拟等。虚拟现实在医学领域的贡献可从教育和临床研究两个方面来看。

2. 军事：最初，虚拟现实技术主要应用于飞行模拟。军事专家利用超级计算机规划未来武器，并模拟武器功能和配置，从而节省大量成本并改进武器功能。

3. 工业：以前，工业界使用电脑辅助设计（CAD）来帮助产品设计。现在，工业界在设计产品时增加了虚拟现实技术。这是因为虚拟现实具有互动性、真实感和沉浸性等特性，这些特性使得设计者能够根据工程设计对产品进行多方面模拟和规划，使产品更符合设计者和使用者的需求。

4. 教育：虚拟现实在教育领域的应用可分为教育和培训两部分。

5. 娱乐：将虚拟现实技术应用于游戏是目前PC游戏最热门的趋势。这类游戏界面设计在一个类似虚拟的3D环境中，用户必须戴上头盔，在虚拟环境中按照自己的意愿行走，以获得真实的感受。