互联网上的虚拟现实技术

发表于：2014-11-10

　　如今虚拟现实已经不再是个陌生的词汇，特别是现在，通过各类媒体可以经常听到。在百度百科是这样解释“虚拟现实”一词的：虚拟现实，英文即Virtual Reality，是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。为了便于大家理解，我给它下了一个简单的定义：虚拟现实就是使用电脑这一工具，在人为制造的空间里感受到现实。虚拟现实被广泛应用于城市规划、医学领域、娱乐与艺术文化、卫星于航天工业、室内设计领域、地产开发领域、农村开发管理、虚拟工业仿真领域、应急处理预演、文物古迹还原、产品展示机展览展示、教育学、地址文化研究等各个领域。

　　什么是互联网上的虚拟现实技术
　　如果从字面上来看，就是网络形成的虚拟现实，也就是在互联网的基础上，把各种信息变为虚拟现实的所有技术。在已经普及的文字、图像以及动画为主的互联网环境中，引入三维技术，从而提供三维立体信息。

　　以前，那些高性能的图形图像处理工具，只使用在军事、医疗等特定领域里，而以个人为主的虚拟现实随着互联网的发展，正转向以普通人为主的大众领域。

　　三维游戏即是虚拟现实技术应用的重要方向之一，也为虚拟现实技术的快速发展起到了巨大的需求牵引作用。尽管存在众多的技术难题，但它的发展在竞争激烈的游戏市场中还是得到重视。可以说，电脑游戏自产生以来，一直都在朝着虚拟现实的方向发展，虚拟现实技术的发展已经成为三维游戏工作者的崇高追求。从最初的文字MUD游戏、二维游戏、三维游戏，再到网络三维游戏，游戏在保持实时性和交互性的同时，逼真度和沉浸感正在一步步地提高和加强。

　　当前互联网上的虚拟现实技术
　　当前，以互联网为基础的虚拟现实技术，大约有20余种，其形势就仿佛春秋战国时代百家争鸣一般。这么多技术又可划分为两个范畴，一个是以图片为基础的全景技术，一个是以3D Polygon为基础的三维技术，目前北科光大在这种技术上已经有了成熟的项目开发经验。

　　全景技术：写实图象的世界 Panorama
　　Panorama 即全景技术：是把写实图像绘制成圆筒或者球形，一种是从中心点环视的方式，还有一种是从各个不同的位置拍摄照片，再进行综合。制作过程很简单，因为整个场景使用的是照片，所以画面非常漂亮。目前使用的三维全景技术包括：LivePicture Plug-In和IPIX Plug-In，以及不使用Plug-In的Java方式的HotMedia等。这些都可以提供基本的Zoom-in/out功能和360度旋转功能，使用者在观看时可以查看四周。

　　下面就是北科光大运用三维全景技术，为西城区信息办所开发的项目，参考网址：http://www.3dcloud.cn/test/main.html

大栅栏三维实景漫游

　　实现互联网上完全的三维空间
　　3D Polygon基本技术生成的不是图形，而是实际的三维模型，通过快速的绘制来实现，具有强烈的空间现实感，使用者与特定物体之间相互作用，完美地表现出一个由声音与动画组成的三维空间。尤以VRML为代表，这一技术在最初，由于受限于网速度、个人电脑环境、Plug-in容量、技术的互换性等问题，很难向大众化发展。之后这些问题都得到解决。

　　下面就是北科光大应用三维技术所开发的部分项目：

“立起来”古玩艺术品交流广场

河南博物馆

德胜街道三维网上办事大厅

西城区服务中心三维网上办事大厅

　　JAVA…走向三维
　　VRML97以后，国际Web3D界推出了新的标准方案，就是VRML200x/3D。其中包括由Shout Interactive公司推出的Shout3D和Blaxxun公司推出的Blaxxun3D，它们使用的都是Java3D技术。它们是通过Java生成的一种VRML方式，没有Plug-in，也可以看到完整的三维图像。但因为使用Java3D技术的关系，到目前为止，在稳定性和互换性等方面还存在一些问题。

　　现在，使用Java3D API技术生成的纯粹的Java3D 图形，一定要有Plug-in才能看到，但是今后，如果可以支持Java2的话，那么，就象Java曾引起网络的一场革命一样，Java3D也必将导致互联网的另一场革新。不仅如此，由于Java不但适用于现在的个人电脑，还可用于多种平台，因此，今后在搭载JVM的Set Top Boxes、PDAs、Workstations等多种环境中，都可以接入三维图像。

　　紧接着出现的新技术
　　此外，其他的技术还包括有Real time 3D，Pulse3D，Sev，3DML等。这些技术因为都是使用开发公司自身的技术，所以需要200-800KB不同的Plug-in。其中，Cult3D作为新型的多平台三维物体绘制工具，它与类似于三维图形图像加速器的硬件没有关系，是由软件控制的。因此，使用普通个人电脑照样可以绘制出完美的图形。

　　特别Real time 3D particle生成或者使用Environment Mapping技术产生的反射效果，已经达到了可以挑战Web3D的表现极限的水平，它能够提供当今技术可以达到的最完美的画面。正因为这一优点，Cult3D非常适合博物馆站点或者宣传产品的电子商务网站，同时，它也支持Java，具有更多样化的扩展性，适用于游戏或者动画制作的开发。

　　Pulse Entertainment公司的Pulse3D通过只能在Cult3D中使用的Reflection Mapping可以实现完全的反射效果，通过HTTP-Streamed方式的Audio以及动画制作文件，可以实现丰富多彩的三维世界。它可以提供各种开发制作工具中的自身手写器编辑功能，以及只支持在专业三维图形工具中使用的Inverse Kinematics功能，这样就可以实现充满幻想的各种动作了。

　　Sev（Superscape e-Visualizer）是英国Superscape公司以Web3D标准开发出的一项技术，目前还处在一个初级阶段。此外还有3DML，做为互联网上描绘名为Spot的三维空间的技术，它是与HTML类似的一种动画制作语言。不过，虽然它与HTML有很多类似的部分，但实际上，与HTML相比，它是配合XTML规格开发出来的。在HTML中，包括其EMBED的形态，HTML和DHTML都可以灵活使用Java和XML。除此之外，还有越来越多的新技术出现。包括MetaCreation公司的MetaScream，它曾因为微软公司的加入而倍受瞩目，还有可以支持NURBS的TGS的Zap3D，使用Shockwave的Web3D技术等等。

　　今后互联网上的虚拟现实技术

　　在国外，每天都有不同的Network VR&Web3D新技术以及随之而来的各种技术出现，而这些新技术也已经应用在了各知名企业的网站中。随着互联网的飞速发展，个人电脑的高使用化，再加上竞争力的增强和消费者的需求，国内对于Network VR的技术研究以及实际应用都将跨上一个新的台阶。

　　在这里要特地指出的是flash3D和unity3D技术：

　　Flash3D是指所有基于网页flash播放器播放的且可交互的实时三维画面信息的总称。由于目前flash网页播放器还不支持GPU，而只能基于CPU运算，所以表现复杂图像时往往显得力不从心。目前各flash 3d引擎能实时渲染面数为3000-5000个面，八倍网已实现了3万面运行非常流畅。视电脑配置稍有些不同。但是Adobe的官方已经发话，在不久flash网页播放器将支持GPU运算，那时flash 3d引擎能实时渲染面数将达到几十万面.Alternativa 3D官方已经放出一段引擎游戏的视频，30万面的场景运行的非常流畅。

　　Unity3D是由Unity Technologies开发的一个让你轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合型游戏开发工具，是一个全面整合的专业游戏引擎。Unity类似于Director,Blender game engine, Virtools 或 Torque Game Builder等利用交互的图型化开发环境为首要方式的软件其编辑器运行在Windows 和Mac OS X下，可发布游戏至flash、Windows、Mac、Xbox、iPhone和Android平台。也可以利用Unity web player插件发布网页游戏，支持Mac 和Windows的网页浏览。它的网页播放器也被Mac widgets所支持。

　　过去大家一听到虚拟现实感觉就很陌生，现在回过头来再看看这篇文章，是不是对虚拟现实有了初步的了解？希望这篇文章能够给感兴趣的你带来一些帮助。