虚拟现实的概念在半个世纪前就被提出，但是虚拟现实技术多年来一直高大上，只闻其名不闻其声。近些年，随着信息技术的发展，虚拟现实技术的价格趋于低廉，才终于使这个昔日“王谢堂前燕”，终于逐渐具备了飞入寻常百姓家的潜力。

为了更亲密地拥抱这项新技术，我们就来详细了解一下虚拟现实的系统是怎么构成的，它背后又有哪些炫酷的技术在支撑。

虚拟现实系统其模型表示如图1。用户通过传感装置直接对虚拟环境进行操作，并得到实时三维显示和其它反馈信息(如触觉、力觉反馈等)。当系统与外部世界通过传感装置构成反馈闭环时，在用户的控制下，用户与虚拟环境间的交互可以对外部世界产生作用(如遥操作等)。

图1 虚拟现实系统的模型

虚拟现实系统主要由以下六个模块构成，如图2。

图2 虚拟现实系统的构成

这六个模块在不同环节发挥着各自的重要作用。检测模块能检测用户的操作命令，并通过传感器模块作用于虚拟环境。反馈模块接收到来自传感器模块的信息后，为用户提供实时反馈。传感器模块，一方面接受来自用户的操作命令，并将其作用于虚拟环境;另一方面将操作后产生的结果以各种反馈的形式提供给用户。控制模块对传感器进行控制，使其对用户、虚拟环境和现实世界产生作用。　　建模模块会获取现实世界组成部分的三维表示，并由此构成对应的虚拟环境。

要使这个完备的系统发挥最佳作用，虚拟现实需要这几个方面的关键技术支撑：

首先，动态环境建模技术虚拟环境的建立是虚拟现实技术的核心内容。动态环境建模技术的目的是获取实际环境的三维数据，并根据应用的需要，利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。三维数据的获取可以采用CAD技术(有规则的环境)，而更多的环境则需要采用非接触式的视觉建模技术，两者的有机结合可以有效地提高数据获取的效率。

其次，需要有实时三维图形生成技术。三维图形的生成技术已经较为成熟，其关键是如何实现“实时”生成。为了达到实时的目的，至少要保证图形的刷新率不低于15桢/秒，最好是高于30桢/秒。在不降低图形的质量和复杂度的前提下，如何提高刷新频率将是该技术的研究内容。

第三，要具备立体显示和传感器技术。虚拟现实的交互能力依赖于立体显示和传感器技术的发展。现有的虚拟现实还远远不能满足系统的需要，例如，数据手套有延迟大、分辨率低、作用范围小、使用不便等缺点;虚拟现实设备的跟踪精度和跟踪范围也有待提高，因此有必要开发新的三维显示技术。

第四，需配备应用系统开发工具。虚拟现实应用的关键是寻找合适的场合和对象，即如何发挥想象力和创造力。选择适当的应用对象可以大幅度地提高生产效率、减轻劳动强度、提高产品开发质量。为了达到这一目的，必须研究虚拟现实的开发工具。例如，虚拟现实系统开发平台、分布式虚拟现实技术等。

最后，系统集成技术也在系统中发挥着重要作用。由于虚拟现实中包括大量的感知信息和模型，因此系统的集成技术起着至关重要的作用。集成技术包括信息的同步技术、模型的标定技术、数据转换技术、数据管理模型、识别和合成技术等等。

虚拟现实技术是许多相关学科领域交叉、集成的产物，是一个充满活力，具有巨大应用前景，同时又具有高难度的科技领域，仍存在许多有待解决与突破的问题。但不管怎样，虚拟现实技术毕竟开辟了富有发展潜力的新领域，它会随着时间的推移日臻完善，在各个领域的应用将会越来越广泛，发挥的作用也将会越来越大。