虛擬現實頭盔

虛擬現實頭盔，即VR頭顯（虛擬現實頭戴式顯示設備）。早期也有VR眼鏡、VR頭盔等稱呼。VR頭顯是一種利用頭戴式顯示器將人的對外界的視覺、聽覺封閉，引導用戶產生一種身在虛擬環境中的感覺。

頭戴式顯示器是最早的虛擬現實顯示器，其顯示原理是左右眼螢幕分別顯示左右眼的圖像，人眼獲取這種帶有差異的信息後在腦海中產生立體感。

基本介紹

• 中文名：虛擬現實頭盔
• 外文名：VR
• 研發公司：美國OculusVR公司
• 最早出現：2012年
• 套用：軍事訓練，虛擬駕駛，虛擬城市

背景起源

虛擬現實技術發軔於上世紀60年代，最早套用于軍事、航天領域。而遊戲行業是虛擬現實技術進入消費市場的先鋒隊。有觀點認為，在不遠的未來，虛擬現實遊戲或顛覆目前的遊戲，將成為主流。

虛擬現實技術是仿真技術的一個重要方向是仿真技術與計算機圖形學人機接口技術多媒體技術感測技術網路技術等多種技術的集合是一門富有挑戰性的交叉技術前沿學科和研究領域。虛擬現實技術(VR)主要包括模擬環境、感知、自然技能和感測設備等方面。模擬環境是由計算機生成的、實時動態的三維立體逼真圖像。感知是指理想的VR應該具有一切人所具有的感知。除計算機圖形技術所生成的視覺感知外，還有聽覺、觸覺、力覺、運動等感知，甚至還包括嗅覺和味覺等，也稱為多感知。自然技能是指人的頭部轉動，眼睛、手勢、或其他人體行為動作，由計算機來處理與參與者的動作相適應的數據，並對用戶的輸入作出實時回響，並分別反饋到用戶的五官。感測設備是指三維互動設備。2015年3月，HTC與Valve聯合開發的HTC Vive在MWC2015上發布。根據官方資料，HTC Vive由Valve的SteamVR技術提供支持，不久Steam上將推出利用Vive功能的遊戲。

研發歷史

美國OculusVR公司自2012年創立，開發虛擬現實頭盔，僅僅兩年時間，就被Facebook以20億美金收購。Oculus推出的虛擬現實頭顯Rift，號稱面向消費者，定價數百美金。

谷歌2014年就正式推出了經濟實惠的硬紙盒+手機（Cardboard）解決方案。微軟2014年在展會上演示了集虛擬現實和增強現實於一體的“混合現實”微軟全息頭顯，顯示其在娛樂和辦公領域的巨大潛力。

虛擬現實

三星2014年9月就推出了第一代虛擬現實頭顯設備Gear，後又宣布與奧酷拉思公司合作生產的第二代Gear虛擬現實頭顯將啟動銷售。

2015年9月14日，由國務院新聞辦、國家旅遊局和中國駐紐約總領館指導和支持、五洲傳播中心主辦，首次採用虛擬現實技術展示中國旅遊資源、推介中國文化的大型海外推廣行動“美麗中國體驗日”首站在美國成功舉辦。虛擬旅遊成為中國向世界展示豐富的旅遊資源和悠久的中國文化的“新視窗”，套用了虛擬現實技術向世界展示出中國虛擬現實企業的實力。美麗中國”體驗日的參與者在穿戴了3Glasses虛擬現實頭盔後，對這種虛擬旅遊感受到的身臨其境的體驗表示不可思議。在新媒體傳播領域的突破性嘗試，能讓更多人通過遊戲式的體驗感受到中國的美景風光，走近中國、發現中國，繼而感受中國、認識中國。以3Glasses為代表的中國創造原生VR力量，正引領中國虛擬現實走向世界。

工作原理

虛擬現實立體頭盔的原理是將小型二維顯示器所產生的影像藉由光學系統放大。具體而言，小型顯示器所發射的光線經過凸狀透鏡使影像因折射產生類似遠方效果。利用此效果將近處物體放大至遠處觀賞而達到所謂的全像視覺（Hologram）。液晶顯示器（早期用小型陰極射線管，最近已有套用有機電致發光顯示器件）的影像通過一個偏心自由曲面透鏡，使影像變成類似大銀幕畫面。由於偏心自由曲面透鏡為一傾斜狀凹面透鏡，因此在光學上它已不單是透鏡功能，基本上已成為自由面稜鏡。當產生的影像進入偏心自由曲面稜鏡面，再全反射至觀視者眼睛對向側凹面鏡面。側凹面鏡面塗有一層鏡面塗層，反射同時光線再次被放大反射至偏心自由曲面稜鏡面，並在該面補正光線傾斜，到達觀視者眼睛。

使用方法

虛擬現實頭盔的使用方法：

虛擬現實頭盔並不能單獨使用，或者單獨使用會影響起使用效果，必須配合以下設備才能保證他的使用效果。

1.配合3D虛擬現實真實場景

2.配合大螢幕立體現實螢幕

3.和數據反饋手套配合使用

套用

虛擬現實立體頭盔的光學技術設計和製造技術日趨完善，不僅作為個人套用顯示器，它還是緊湊型大螢幕投影系統設計的基礎，可將小型LCD顯示器件的影像透過光學系統做成全像大螢幕。除了在現代先進軍事電子技術中得到普遍套用成為單兵作戰系統的必備裝備外，還拓展到民用電子技術中，虛擬現實電子技術系統首先套用了虛擬現實立體頭盔。

無論是要求在現實世界的視場上同時看到需要的數據，還是要體驗視覺圖像變化時全身心投入的臨場感，模擬訓練、3D遊戲、遠程醫療和手術，或者是利用紅外、顯微鏡、電子顯微鏡來擴展人眼的視覺能力，虛擬現實立體頭盔都得到了套用。比如軍事上在車輛、飛機駕駛員以及單兵作戰時的命令傳達、戰場觀察、地形查看、夜視系統顯示、車輛和飛機的炮瞄系統等需要信息顯示的，都可以採用虛擬現實立體頭盔。在CAD/CAM 操作上，HMD使操作者可以遠程查看數據，比如局部數據清單、工程圖紙、產品規格等。波音公司在採用VR技術進行波音777飛機設計時，虛擬現實立體頭盔就得到了套用。