虛擬現（xiàn）實（Virtual Reality，簡稱VR），是一種基（jī）於可計算信息的（de）沉浸式交互環境，具體地說，就（jiù）是采用以計算機技術為核心的現代高科技生成逼真的視、聽、觸覺一（yī）體化的特定範（fàn）圍的虛擬環境（jìng），用戶借助必要的設備以自然的方式與虛擬環境中的對象進行交互作用、相互影響，從而產（chǎn）生（shēng）親臨（lín）等同（tóng）真實環境的感受和體（tǐ）驗。

　　VR思想的起源可追溯到1965年Ivan Sutherland在IFIP會議上的《終很（hěn）的顯示》報告，而Virtual Reality一詞是80年代初美國VPL公司的創建人（rén）之一Jaron Lanier提出來的（de）。VR係統在若幹領域（yù）的成（chéng）功應用，導致了它在90年代的興起。虛擬現實是高度發展的計（jì）算機（jī）技術在各種領域的應用過程中的結晶和反映，不僅包括圖形學、圖像處理、模式識別、網絡（luò）技術、並行處理技術、人工智（zhì）能等高性能計算技術，而且涉及數學、物理、通信，甚至與氣象、地理、美學（xué）、心理學和社會學等相關。

在虛擬環境中“作戰”
 
　　總的來說，實物虛（xū）化、虛物實化和（hé）高性能的（de）計算處理技術是VR技術的3個主要方麵。實物虛化（huà）是現實世界空間向多維信息化空間的（de）一種映射，主（zhǔ）要包括基本模型構建、空間跟蹤、聲音定位、視覺跟蹤和視點感應等關鍵技術，這些技（jì）術使得真實感（gǎn）虛擬世界的生成、虛（xū）擬環境對用戶操作的檢測和（hé）操（cāo）作數據的獲取成為可能。它（tā）具體基（jī）於以下幾種技術：（1）基本模型構建技術。它是應用計算機技術生成虛擬世界的基（jī）礎，它將真（zhēn）實（shí）世界的對象物體在相應的3D虛擬世界中重構，並根據係統需求保（bǎo）存部分物理屬性。例如車輛在柏油地、草地、沙地和泥地（dì）上行駛（shǐ）時（shí）情況會有所不同（tóng），或對（duì）氣象（xiàng）數據進行建模生成虛（xū）擬環境的氣象情況（陰天、晴天（tiān）、雨、霧）等等。（2）空間跟蹤技術。主要是通（tōng）過頭盔顯示器、數據手套、數據（jù）衣等（děng）常用的交互設備上的空間傳感器，確定用戶的頭、手、軀體或其他操（cāo）作物在3D虛擬環境中的位置和方向。（3）聲音跟蹤技術：利用不同聲源的聲音到達某一特定地點（diǎn）的時間差、相位差、聲壓差等進行虛擬環境的聲音跟蹤。（4）視覺跟蹤與視點感應技術。使用從視頻攝像機（jī）到X-Y平麵陣列、周圍光（guāng）或者跟蹤光在圖像投（tóu）影平麵不同時（shí）刻和不同位置上的投影（yǐng），計（jì）算（suàn）被跟蹤（zōng）對象的位置和方向。

　　虛物實化是指確保用戶從虛擬環境（jìng）中獲取同真實環境中一樣或相似的視覺、聽（tīng）覺、力覺和觸覺等感（gǎn）官認知的關（guān）鍵技術。能（néng）否讓參與者產（chǎn）生沉浸感的（de）關（guān）鍵因（yīn）素除了視覺（jiào）和聽覺感知外，還有用戶能（néng）否在操（cāo）縱虛擬物體的同時，感受到虛擬物體的反作用力，從而產生觸覺和（hé）力覺感（gǎn）知（zhī）。力覺感知主要由計算機通過力反饋手（shǒu）套、力反饋操縱（zòng）杆對手指產生（shēng）運動阻尼從而（ér）使（shǐ）用戶感受到作（zuò）用力的方向和大小。觸覺（jiào）反饋主要是基於視覺、氣（qì）壓感、振動觸（chù）感、電子觸感和神經、肌肉（ròu）模擬等方法來實現的。

　　高性能計算處理（lǐ）技術主（zhǔ）要包括數據轉換和數據預處理技術；實時、逼真圖（tú）形圖像生成與顯示技術；多種聲音的合成（chéng）與聲音空間化（huà）技術；多維信息數（shù）據的融合、數據壓縮以（yǐ）及（jí）數據庫（kù）的生成；包括命令識別、語音識別（bié），以及手勢（shì）和人的麵部表情信息的檢測等在內的模式識別；分布式（shì）與並（bìng）行計算，以及高速（sù）、大規模的遠程網絡技術。

然而（ér），不能把虛擬現實和模擬仿（fǎng）真混淆，兩者是有（yǒu）一定（dìng）區別的（de）。概括地說，虛擬現實是模擬仿真在高性能計算機係統和信息處理環境下的發展和技術拓展。我們可以舉一個煙塵幹擾下能見度（dù）計算（suàn）的例（lì）子來說明這個問題。在構建分布式虛擬環境基礎信息平台應用過程中，經常會有由燃燒源產生的連續變（biàn）化的煙塵幹擾環境能見度的計算，從而影響環境的視覺（jiào）效（xiào）果、仿真實體的運行（háng）和決策。 某些仿真平台和圖形圖像生成係統也研究煙塵幹擾下的能見度計算，仿真（zhēn）平台（tái）強（qiáng）調煙（yān）塵的準確物理模型、幹擾後的能見度準確計（jì）算以及對仿真實體的影響程度；圖形圖像生成係統著（zhe）重於建（jiàn）立細致的幾何模（mó）型，估算（suàn）光線穿過煙塵後的衰減。 而虛擬環境（jìng）中煙塵幹擾下的能見度計算，不但要考慮煙塵的物理特（tè）性，遵循煙塵運動的客觀規律，計算影響仿真結果的相關數據，而且要生成用戶能通過視覺感知的逼真圖形效（xiào）果，使用戶（hù）在（zài）實時運行的虛擬現實係統（tǒng）中產生親臨等同真實環境的感受和體驗。