虛擬現(xiàn)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、傳感技術、網(wǎng)絡技術等多種技術的集合，是一門富有挑戰(zhàn)性的交叉技術前沿學科和研究領域。

虛擬現(xiàn)實技術（VR）主要包括模擬環(huán)境、感知、自然技能和傳感設備等方面。模擬環(huán)境是由計算機生成的、實時動態(tài)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(shù)據(jù)，并對用戶的輸入作出實時響應，并分別反饋到用戶的五官。傳感設備是指三維交互設備。

增強現(xiàn)實（Augmented Reality，簡稱AR），也被稱為擴增現(xiàn)實（中國***地區(qū)）。它是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術，是把原本在現(xiàn)實世界的一定時間空間范圍內(nèi)很難體驗到的實體信息（視覺信息，聲音，味道，觸覺等），通過電腦等科學技術，模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息應用到真實世界，被人類感官所感知，從而達到超越現(xiàn)實的感官體驗。真實的環(huán)境和虛擬的物體實時地疊加到了同一個畫面或空間同時存在。

1.動作捕捉

用戶想要獲得完全的沉浸感，真正“進入”虛擬世界，動作捕捉系統(tǒng)是必須的。目前專門針對VR的動捕系統(tǒng)，目前市面上可參考的有 Perception Neuron，其他的要么是昂貴的商用級設備，要么完全是霧件（意為在開發(fā)完成前就開始進行宣傳的產(chǎn)品，也許宣傳的產(chǎn)品根本就不會問世）。但是這樣的動作捕捉設備只會在特定的超重度的場景中使用，因為其有固有的易用性門檻，需要用戶花費比較長的時間穿戴和校準才能夠使用。相比之下，Kinect這樣的光學設備在某些對于精度要求不高的場景可能也會被應用。

全身動捕在很多場合并不是必須的，它的另一個問題，在于沒有反饋，用戶很難感覺到自己的操作是有效的，這也是交互設計的一大痛點。

2 觸覺反饋

這里主要是按鈕和震動反饋，這就是下面要提到的一大類，虛擬現(xiàn)實手柄。目前三大VR頭顯廠商Oculus、索尼、HTC Valve都不約而同的采用了虛擬現(xiàn)實手柄作為標準的交互模式：兩手分立的、6個自由度空間跟蹤的（3個轉動自由度3個平移自由度），帶按鈕和震動反饋的手柄。這樣的設備顯然是用來進行一些高度特化的游戲類應用的（以及輕度的消費應用），這也可以視作一種商業(yè)策略，因為VR頭顯的早期消費者應該基本是游戲玩家。

但是，這樣高度特化/簡化的交互設備的優(yōu)勢顯然是能夠非常自如地在諸如游戲等應用中使用，但是它無法適應更加廣泛的應用場景。

3 眼球追蹤

提起VR領域最重要的技術，眼球追蹤技術絕對值得被從業(yè)者們密切關注。Oculus創(chuàng)始人帕爾默?拉奇就曾稱其為“VR的心臟”，因為它對于人眼位置的檢測，能夠為當前所處視角提供最佳的3D效果，使VR頭顯呈現(xiàn)出的圖像更自然，延遲更小，這都能大大增加可玩性。同時，由于眼球追蹤技術可以獲知人眼的真實注視點，從而得到虛擬物體上視點位置的景深。所以，眼球追蹤技術被大部分VR從業(yè)者認為將成為解決虛擬現(xiàn)實頭盔眩暈病問題的一個重要技術突破。但是，盡管眾多公司都在研究眼球追蹤技術，但仍然沒有一家的解決方案令人滿意。

超多維SuperD公司圖形圖像算法中心主管培云認為，VR的眼球追蹤可利用類似tobii眼動儀的設備實現(xiàn)，但前提是解決設備的體積和功耗。事實上，在業(yè)內(nèi)人看來，從眼球追蹤技術本身來說，雖然在VR上有一些限制，但可行性還是比較高的，比如外接電源、將VR的結構設計做的更大等。但更大的挑戰(zhàn)在與通過調(diào)整圖像來適應眼球的移動，這些圖像調(diào)整的算法目前來說都是空白的。有兩個指標，一是圖像自然真實，二是快速延遲小。這對VR+眼球追蹤提出了更高的要求，如果達到這兩點，VR的可玩性會再提高一個檔次。

4 肌電模擬

關于這個我們通過一個VR拳擊設備Impacto來說明，Impacto結合了觸覺反饋和肌肉電刺激精確模擬實際感覺。具體來說，Impacto設備分為兩部分。一部分是震動馬達，能產(chǎn)生震動感，這個在一般的游戲手柄中可以體驗到；另外一部分，也是最有意義的部分，是肌肉電刺激系統(tǒng)，通過電流刺激肌肉收縮運動。兩者的結合能夠給人們帶來一種錯覺，誤以為自己擊中了游戲中的對手，因為這個設備會在恰當?shù)臅r候產(chǎn)生類似真正拳擊的“沖擊感”。

然而，業(yè)內(nèi)人士對于這個項目有些爭議，目前的生物技術水平無法利用肌肉電刺激來高度模擬實際感覺。即使采用這種方式，以目前的技術能實現(xiàn)的也是比較粗糙的感覺，這種感覺對于追求沉浸感的VR也沒有太多用處，“還不如震動馬達”。還有一位從事疼痛緩解理療儀的朋友表示，利用肌肉電刺激來模擬真實感覺需要克服的問題有很多，因為神經(jīng)通道是一個精巧而復雜的結構，從外部皮膚刺激是不太可能的，但是“隨便”電刺激一下讓肌肉運動以當做反饋是可以的。