虚拟人研究的意义,虚拟化的作用

1、虚拟现实的终极意义是什么？什么是虚拟，什么是现实

   R(irtual Reality，即虚拟现实，简称R), 虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统它利用计算机生成一种模拟环境是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。

【简介】

虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术(R)丰要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设各等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的R应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五。传感设备是指三维交互设备。

【发展历史】

虚拟现实技术演变发展史大体上可以分为四个阶段有声形动态的模拟是蕴涵虚拟现实思想的第一阶段()年以前虚拟现实萌芽为第二阶段( )虚拟现实概念的产生和理论初步形成为第三阶段( )虚拟现实理论进一步的完善和应用为第四阶段( )。

【特征】

多感知性

指除一般计算机所具有的视觉感知外，还有听觉感知、触觉感知、运动感知，甚至还包括味觉、嗅觉、感知等。理想的虚拟现实应该具有一切人所具有的感知功能。

存在感

指用户感到作为主角存在丁模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该达到使用户难辨真假的程度。

交互性

指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度。

自主性

指虚拟环境中的物体依据现实世界物理运动定律动作的程度。

【关键技术】

虚拟现实是多种技术的综合，包括实时三维计算机图形技术，广角(宽视野)立体显示技术，对观察者头、眼和手的跟踪技术，以及触觉/力觉反馈、立体声、网络传输、语音输入输出技术等。下面对这些技术分别加以说明。

实时三维计算机图形

相比较而言，利用计算机模型产生图形图像并不是太难的事情。如果有足够准确的模型，又有足够的时间，我们就可以生成不同光照条件下各种物体的精确图像，但是这里的关键是实时。例如在飞行模拟系统中，图像的刷新相当重要，同时对图像质量的要也很高，再加上非常复杂的虚拟环境，问题就变得相当困难。

显示

人看周围的世界时，由于两只眼睛的位置不同，得到的图像略有不同，这些图像在脑子里融合起来，就形成了一个关于周围世界的整体景象，这个景象中包括了距离远近的信息。当然，距离信息也可以通过其他方法获得，例如眼睛焦距的远近、物体大小的比较等。

在R系统中，双目立体视觉起了很大作用。用户的两只眼睛看到的不同图像是分别产生的，显示在不同的显示器上。有的系统采用单个显示器，但用户带上特殊的眼镜后，一只眼睛只能看到奇数帧图像，另一只眼睛只能看到偶数帧图像，奇、偶帧之间的不同也就是视差就产生了立体感。

用户(头、眼)的跟踪

在人造环境中，每个物体相对于系统的坐标系都有一个位置与姿态，而用户也是如此。用户看到的景象是由用户的位置和头(眼)的方向来确定的。

跟踪头部运动的虚拟现实头套：在传统的计算机图形技术中，视场的改变是通过鼠标或键盘来实现的，用户的视觉系统和运动感知系统是分离的，而利用头部跟踪来改变图像的视角，用户的视觉系统和运动感知系统之间就可以起来，感觉更逼真。另一个优点是，用户不仅可以通过双目立体视觉去认识环境，而且可以通过头部的运动去观察环境。

在用户与计算机的交互中，键盘和鼠标是目前最常用的工具，但对于三维空间来说，它们都不太适合。在三维空间中因为有六个自由度，我们很难找出比较直观的办法把鼠标的平面运动映射成三维空间的任意运动。现在，已经有一些设备可以提供六个自由度，如3Space数字化仪和SpaceBall空间球等。另外一些性能比较优异的设备是数据手套和数据衣。

声音

人能够很好地判定声源的方向。在水平方向上，我们靠声音的相位差及强度的差别来确定声音的方向，因为声音到达两只耳朵的时间或距离有所不同。常见的立体声效果就是靠左右耳听到在不同位置录制的不同声音来实现的，所以会有一种方向感。现实生活里，当头部转动时，听到的声音的方向就会改变。但目前在R系统中，声音的方向与用户头部的运动无关。

感觉反馈

在一个R系统中，用户可以看到一个虚拟的杯子。你可以设法去抓住它，但是你的手没有真正接触杯子的感觉，并有可能穿过虚拟杯子的“表面”，而这在现实生活中是不可能的。解决这一问题的常用装置是在手套内层安装一些可以振动的触点来模拟触觉。

语音

在R系统中，语音的输入输出也很重要。这就要虚拟环境能听懂人的语言，并能与人实时交互。而让计算机识别人的语音是相当困难的，因为语音信和自然语言信有其“多边性”和复杂性。例如，连续语音中词与词之间没有明显的停顿，同一词、同一字的发音受前后词、字的影响，不仅不同人说同一词会有所不同，就是同一人发音也会受到心理、生理和环境的影响而有所不同。

使用人的自然语言作为计算机输入目前有两个问题，首先是效率问题，为便于计算机理解，输入的语音可能会相当啰嗦。其次是正确性问题，计算机理解语音的方法是对比匹配，而没有人的智能。

【应用领域】

R技术可以用于多个领域，包括医学、娱乐、军事航天、室内设计、房地产开发、工业仿真、应急推演、文物古迹、游戏、Web 3D、道路桥梁、地理、教育、演播室、水文地质、维修、培训实训、船舶制造、汽车仿真、轨道交通、能源领域、生物力学、康复训练、数字地球......

【五大障碍】

虚拟现实技术未来将会发展成一种改变我们生活方式的新突破。在第一代Oculus Rift的开发者大会上，所有与会者都看到了一个充满潜力的虚拟现实平台。

但是从现在来看，虚拟现实技术想要真正进入消费级市场，还有一段很长的路要走，包括Oculus在内。在Oculus内部，也对虚拟现实技术现在面对的问题进行了讨论，并且不断的在寻找解决方法。虽然所有问题最终都会找到答案，但是都不太可能在一夜之间全部解决。

目前，开发者如何为用户提供一个真正身临其境的游戏或应用体验还存在比较大的技术局限性，而一些问题到现在仍然还没有很好的解决办法。中国增强现实产业联盟（AR联盟，ARA）总结5大问题：

1. 没有真正进入虚拟世界的方法

2. 如何“输入”是一大困扰

3. 缺乏统一的标准

4. 容易让人感到疲劳

5. 装备笨重不美观

虚拟现实说到底，就是一门让人们更好的认识世界的技术。

2、科技成果评价的意义和目的是什么？

   在当前，科技成果转化的作用和意义主要表现在如下三方面：

1．重视科技成果转化是世界竞争发展的需要。在当今世界范围内，经济的竞争愈来愈表现为科学技术的竞争，表现科技成果（特别是高技术成果）转化数量、质量和转化速度的竞争。归根结底是科技成果商品化、产业化程度及其市场占有率的竞争。

2．科技成果转化是落实“科学技术是第一生产力”的关键。发展经济要依靠科技进步，发挥第一生产力的作用，而只有把作为第一生产力重要体现的科技成果在生产实践中得到广泛的作用，才能有效地提高我国的经济增长质量，实现经济增长方式的两个根本转变。

3．科技成果转化是科技与经济结合的最好形式。新技术的产生并不等于新产业的形成，要使科技成果变成现实的生产力，特别是要形成规模效益，就需要科技工作者与经济工作者的共同努力，制定有力措施，创造有利于成果转化的环境条件，加快成果转化的步伐，为解决经济和社会发展中的难点、热点、重点问题作出贡献。

分，在经过小时、我国首款亿次，双精度浮点运算速度为每秒亿次，最高频率为瓦，远远低于国外同类芯片， 。信息产业部、科技部、中科院和江苏省合作，建立“中科梦龙”龙芯产业化基地，一条以龙芯产业化为目标的高科技产业链已经初步形成。 时分，在挺进南极内陆冰盖多公里后，中国南极内陆冰盖昆仑科考队登上了南极内陆冰盖的最高点：南纬秒，东经米。按照计划，冰盖科考队将在最高点建立科学观测站，开展气候环境监测，进行冰雷达测厚、高精度gps定位和综合气象观测。我国科考队成功登上冰盖最高点，是人类南极考察历史上的一次壮举，表明我国南极事业发展又上了一个新台阶。 科多万字，、我国测定珠峰新“身高” 国家测绘局宣布了米 经过近多个项目中最深的科学钻井。 ”诞生 南方医科大学构建完成的“中国数字人男×千兆，为世界之最。“数字人”在医学、航天、航空、影视制作乃至军事等领域都有着广泛的应用价值。

3、虚拟人的介绍

   研制“虚拟人”的目的，是为医学或其他学科的研究提供更为精致的演示条件。比如，研究手术方案或试验新型药物，都可以让“虚拟人”来充当试验者。美国某研究所的研究人员，为了测试一种治疗糖尿病新药的疗效，他们首先操控计算机让“虚拟人”患上糖尿病。这个过程很简单，只是用鼠标进行点击，就“切除”了“虚拟人”的胰腺或其它器，并让“虚拟人”的体重发生变化，几秒钟后一个健康的“虚拟人”就能变成一位糖尿病患者。然后，研究人员将试用新药的数据输入计算机，不断观察“虚拟病人”的反应，调整用药剂量和用药方法，最终得出结论。这种方法至少能为研究人员节省3年的时间。现在，除了用于开发糖尿病的新药以外，研究人员还在尝试用“虚拟人”对治疗风湿性关节炎、哮喘病等其它新药进行测试。

此外，在军事医学上，也可以让“虚拟人”来试验核武器、化学武器和生物武器对人体造成的各种疾患，以及治疗方法。

用电脑制作“虚拟人”，最关键的环节是采集各种人体数据。首先需要确定出一个理想的人体样本；然后经过尸体解剖、拍照、分析；再将数据输入电脑进行合成，从而制成一个完整的立体人类生理结构。

这项研究工作，由美国最先进行。他们于年提出了“可视虚拟人”的概念，并于年制成了世界第一具男性“虚拟人”。年又通过对一具女尸的解剖，在电脑中储存了高达年时间建立具有东方人特征的数据库。

我国对“虚拟人”的研究。在月日时分，我国首例女性虚拟人数据集在位于广州市的解放军第一军医大学构建成功，这标志着继美国、韩国后，中国成为世界上第三个拥有本国虚拟人数据库的国家。

虚拟人是指通过数字技术模拟真实的人体器而合成的三维模型。

这种模型不仅具有人体外形以及肝脏、心脏、肾脏等各个器的外貌，而且具备各器的新陈代谢机能，能较为真实地显示出人体的正常生理状态和出现的各种变化。

现在也指代一些依靠技术平台制造的虚拟人物，如翎、洛天依等。

4、研究虚拟现实技术的现实意义?

   虚拟现实(irtual Reality，简称R;又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术。R是一 项综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域，它用计 算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉，使人作为参与者通过适当装置，自然地对虚拟世 界进行体验和交互作用。R主要有三方面的含义：第一，虚拟现实是借助于计算机生成逼真 的实体，“实体”是对于人的感觉(视、听、触、嗅)而言的；第二，用户可以通过人的自然 技能与这个环境交互，自然技能是指人的头部转动、眼动、手势等其他人体的动作；第三， 虚拟现实往往要借助于一些三维设备和传感设备来完成交互操作。近年来，R已逐渐从实验 室的研究项目走向实际应用。目前在军事、航天、建筑设计、旅游、医疗和文化娱乐及教育 方面得到不少应用。在国内，有关R的项目已经列入计划，R的研究和应用正在全面展开。

“虚拟现实技术”对全球大多数企业来说都是一个新名词，但由于“虚拟现实技术”的巨大应用价值，已为宝马、GE（通用）、Boeing（波音）、Sukhoi（苏霍伊）等全球强中的大型工业企业广泛应用于设计、营销、培训、客户等诸多领域。

虚拟现实技术的应用前景

R技术的应用极为广泛，Helsel与Doherty在年对全世界范围内已经进行的项R研究项目作了统计，结果表明：目前在娱乐、教育及艺术方面的应用占据主流，％，％，％，％，％，另外在可视化计算、制造业等方面也有相当的比重。下面简要介绍其部分应用。

（1）医学

R在医学方面的应用具有十分重要的现实意义。在虚拟环境中，可以建立虚拟的人体模型，借助于跟踪球、HMD、感觉手套，学生可以很容易了解人体内部各器结构，这比现有的采用教科书的方式要有效得多。

Pieper及Satara等研究者在年代初基于两个SGI工作站建立了一个虚拟外科手术训练器，用于腿部及腹部外科手术模拟。这个虚拟的环境包括虚拟的手术台与手术灯，虚拟的外科工具（如手术刀、注射器、手术钳等），虚拟的人体模型与器等。借助于HMD及感觉手套，使用者可以对虚拟的人体模型进行手术。但该系统有待进一步改进，如需提高环境的真实感，增加网络功能，使其能同时培训多个使用者，或可在外地专家的指导下工作等。

另外，在远距离遥控外科手术，复杂手术的计划安排，手术过程的信息指导，手术后果预测及改善残疾人生恬状况，乃至新型药物的研制等方面，R技术都有十分重要的意义。

（2）娱乐、艺术与教育

丰富的感觉能力与年的一场未来战争；英国开发的称为“irtuality”的R游戏系统，配有HMD，大大增强了真实感；年的一台称为“Legeal Qust”的系统由于增加了人工智能功能，使计算机具备了自学习功能，大大增强了趣味性及难度，使该系统获该年度R产品奖。另外在家庭娱乐方面R也显示出了很好的前景。

作为传输显示信息的媒体，R在未来艺术领域方面所具有的潜在应用能力也不可低估。R所具有的临场参与感与交互能力可以将静态的艺术（如油画、雕刻等）转化为动态的，可以使观赏者更好地欣赏作者的思想艺术。另外，R提高了艺术表现能力，如一个虚拟的音乐家可以演奏各种各样的乐器，手足不便的人或远在外地的人可以在他生活的居室中去虚拟的音乐厅欣赏音乐会等等。

对艺术的潜在应用价值同样适用于教育，如在解释一些复杂的系统抽象的概念如量子物理等方面，R是非常有力的工具，Lofin等人在年建立了一个“虚拟的物理实验室”，用于解释某些物理概念，如位置与速度，力量与位移等。

（3）军事与航天工业

模拟与练一直是军事与航天工业中的一个重要课题，这为R提供了广阔的应用前景。美国国防部高级研究计划局DARPA自多台模拟器。另外利用R技术，可模拟零重力环境，以代替现在非标准的水下训练宇航员的方法。

（4）管理工程

R在管理工程方面也显示出了无与伦比的优越性。如设计一新型建筑物时，可以在建筑物动工之前用R技术显示一下；当财政发生危机时，可以帮助分析大量的股票、债券等方面的数据以寻找对策等等。

以上仅列出虚拟现实的部分应用前景，可以预见，在不久的将来，虚拟现实技术将会影响甚至改变我们的观念与习惯，并将深入到人们的日常工作与生活。

虚拟现实就是一种先进的计算机用户接口，它通过给用户同时提供诸如视觉、听觉、触觉等各种直观而又自然地实时感知交互手段，最大限度地方便用户的操作。

虚拟现实技术（R）可以使人与信息管理环境的关系变得比以往更为密切与和谐，它还能使由它构成的计算机软硬件环境变得比以往更为强大与灵巧。

（1）R在医学方面的应用具有十分重要的现实意义。该技术可用于解剖教学、复杂手术过程的规划，在手术过程中提供可操作和信息上的辅助，预测手术结果等。另外，在远程医疗中，虚拟现实技术也很有潜力。例如在偏远的山区，通过远程医疗虚拟现实系统，患者不进城也能够接受名医的治疗。对于危机病人，还可以实施远程手术。医生对病人模型进行手术，他的行动通过卫星传送到远处的手术机器人。手术的实际图像通过机器人上的摄像机传回医生的头盔立体显示器，并将其和虚拟病人模型进行叠加，为医生提供有用的信息。美国斯坦福国际研究所已成功研制出远程手术医疗系统。

（2）R在娱乐方面的应用具有重要的现实意义。由于在娱乐方面对R的真实感要不是太高，故近些年来R在该方面发展最为迅猛。丰富的感觉能力与3D显示环境使得R成为理想的视频游戏工具。作为传输显示信息的媒体，R在未来艺术领域方面所具有的潜在应用能力也不可低估。R所具有的临场参与感与交互能力可以将静态的艺术（如油画、雕塑等）转化为动态的，可以使观赏者更好地欣赏作者的思想艺术。另外，R提高了艺术表现能力，如一个虚拟的音乐家可以演奏各种各样的乐器，手足不便的人或远在外地的人可以在他生活得居室中去虚拟的音乐厅欣赏音乐会等等。

（3）R在航天领域的应用具有重要的现实意义。在航天领域，R技术也非常重要。例如，失重是航天飞行中必须克服的困难，因为在失重情况下对物体的运动难以预测。为了在太空中进行精确地操作，需要对宇航员进行长时间的失重仿真训练。为了逼真地模拟太空中的情景，美国航天局NASA在“哈勃太空望远镜的修复和维护”计划中采用了R仿真训练技术。在军事领域中，军队被布置在与实际车辆和指挥中心相同的位置，他们可以看到一个有山、树、云彩、硝烟、道路、建筑物以及由其他部队操纵的车辆的模拟战场。这些由实际人员操作的车辆可以相互射击，系统利用无线电通信和声音来加强真实感。系统的每个用户可以通过环境视点来观察别人的行动。炮火的显示极为真实，用户可以看到被攻击部队炸毁的情况。从直升机上看到的场景也非常逼真。这个模拟系统可用来训练坦克、直升机和进行军事演习，以及训练部队之间的协同作战能力。

虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境，它可以是实际上可实现的，也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的。而“虚拟”是指用计算机生成的意思。因此，虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊环境，人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中，并操作、控制环境，实现特殊的目的，即人是这种环境的主宰。

上面的都是一些书本上的说法，我来说点真正实际的东西吧

虚拟现实技术在中国还是刚刚发展，他是和计算机仿真学，环境艺术学等等密切相关的，现在在各个大的院校都有虚拟现实的实验室，一般设立在计算机学院或者机械学院，国内目前底层的研究比较少，主要还是工程开发。现在国内出现了很多的虚拟现实的，在北京，上海，西安都有很多。他们一般是用于房地产开发，政府进行市区规划，或者是给院校提供一些设备方案。靠虚拟现实挣钱的话。可以分为软件和硬件两个方面，软件挣钱就是给对方做一套虚拟现实的产品，满足客户的需要，硬件的话就是运行这个产品的平台，这个一般是比较昂贵的，一般提供好几冲方案，从普通的pc机到工作站，到真正的虚拟现实沉浸设备，通过硬件也可以有很好的利润