综上所述,由于以空间技术、计算机技术、通讯技术和信息技术为支柱的测绘高新技术日新月异的迅猛发展,测绘学的理论基础、测绘工程的技术体系、其研究领域和学科目标,正在适应新形势的需要发生着深刻的变化,表现为正在以高新技术为支撑和动力,进入市场竞争求发展,测绘业已成为一项重要的信息产业。它的服务范围和对象也在不断扩大,不仅是原来的单纯从控制到测图,为国家制作基本地形图的任务,而是扩大到国民经济和国防建设中与空间数据有关的各个领域。它必将随着21世纪更加成熟的信息化社会的到来向更高层次发展,在未来数字地球的概念和技术框架中占据重要的基础性地位。
摘要:本文首先简单介绍了虚拟现实技术,然后以几个在VR研究方面具有代表性的国家(主要是美国)为例,详述了VR的演变发展史。
关键词:虚拟现实 研究现状 发展 技术
1 虚拟现实技术
虚拟现实是从英文Virtual Reality一词翻译过来的。Virtual就是虚假的意思,Reality就是真实的意思,合并起来就是虚拟现实。国内也有人译为“灵境”或“幻真”。虚拟现实是一项融合了计算机图形学、人机接口技术、传感技术、心理学、人类工程学及人工智能的综合技术。
目前,有关虚拟现实研究现状方面的资料很多,但关于这方面的记载都不够系统和全面,本文仅以几个具有典型性的国家为例,对其在VR方面的发展状况作一综述。
2 美国的研究现状
美国是在VR技术方面最具权威性的国家。美国VR研究技术的水平基本上就代表国际VR发展的水平。首先让我们先来回顾一下美国数十年来虚拟技术的发展历程。发展历程基本上可分为三个阶段: 20世纪 70年代以前为第一阶段;80年代初到80年代中期为第二阶段;第三阶段从80年代末期至今。
2.1 虚拟现实技术思想的产生
1929年,Edwin A.Link发明了飞行模拟器,使乘坐者的感觉和坐在真的飞机上是一样的。
1956年,Morton Heileg开发了一个叫做Sensorama的摩托车仿真器。Sensorama具有三维显示及立体声效果,并能产生振动和风吹的感觉。
1962年,Morton Heilig的专利“全传感仿真器”的发明,有振动、声的感觉。该专利也蕴涵了虚拟现实技术的思想。
1965年计算机图形学的奠基者Ivan Sutherlan发表了“终极显示”(The Ultimate Display)的,提出了感觉真实、交互真实的人机协作新理论。
1966年,美国的MIT林肯实验室在海军科研的资助下,研制出了第一个头盔式显示器(HMD),随后又将模拟力和触觉的反馈装置加入到系统中。
1967年,美国北卡罗来纳大学开始了Grup计划,研究探讨力反馈(Force Feedback)装置。该装置可以将物理压力通过用户接口引向用户,可以使人感到一种计算机仿真力。
1968年,Sutherlan在哈佛大学的组织下开发了头盔式立体显示器(Helmet Mounted Display 即HMD),后来他又开发了一个虚拟系统,可称得上是第一个虚拟现实系统。
1970年,美国的MIT林肯实验室研制出了第一个功能较齐全的HMD系统。
1973年年,Myron Krurger提出了“Artificial Reality”,这是早期出现的虚拟现实的词。
2.2 虚拟现实技术初步发展
20世纪80年代初到80年代中期。此阶段开始形成虚拟现实技术的基本概念。这一时期出现了两个比较典型的虚拟现实系统,即VIDEOPLACE与VIEW系统。
20世纪80年代初,美国的DARPA(Defense Advenced Research Projects Agency)为坦克编队作战训练开发了一个实用的虚拟战场系统SIMNET。
1984年,M.McGreevy和J.Humphries博士开发了虚拟环境视觉显示器,用于火星探测,将探测器发回地面的数据输入计算机,构造了火星表面的三维虚拟环境。
1985年,WPAFB和Dean Kocian共同开发了VCASS飞行系统仿真器。
1986年可谓硕果累累,Furness提出了一个叫作“虚拟工作台”(Virtual Crew station)的革命性概念;Robinett 与合作者 Fisher, Scott S, James Humphries, Michael McGreevy 发表了早期的虚拟现实系统方面的论文“The Virtual Environment Display System”;Jesse Eichenlaub提出开发一个全新的三维可视系统,其目标是使观察者不要那些立体眼镜、头跟踪系统、头盔等笨重的辅助东西也能达到同样效果的三维逼真的VR世界。这一愿望在1996年得以实现,因为有了2D/3D 转换立体显示器(DTI 3D display)的发明。
