虛擬現實的本質特征有哪些 虛擬現實的三個本質特征

Grigore Burdea 和 Philippe Coiffet 在著作《Virtual Reality Technology》一書中指出，虛擬 現實具有三個最突出的特征:沉浸感(Immersion)、 交互性(Interactivity)和構想性(Imagination)，也是人們熟知的 VR 的 3I 特性，如圖。

1.沉浸感

沉浸感(Immersion)又稱臨場感，是虛擬現實 最重要的技術特征，是指用戶借助交互設備和自身感知 覺系統，置身于虛擬環境中的真實程度。理想的虛擬環 境應該使用戶難以分辨真假，使用戶全身心地投入到 計算機創建的三維虛擬環境中，該環境中的一切看 上去是真的，聽上去是真的，動起來是真的，甚至聞 起來、嘗起來等一切感覺都是真的，如同在現實世界。

在現實世界中，人們通過眼睛、耳朵、手指等器官來實現感知。所以，在理想的狀態下， 虛擬現實技術應該具有一切人所具有的感知功能。即虛擬的沉浸感不僅通過人的視覺和聽覺 感知，還可以通過嗅覺和觸覺等多維地去感受。相應地提出了視覺沉浸、聽覺沉浸、觸覺沉 浸和嗅覺沉浸等，也就對相關設備提出了更高的要求。例如視覺顯示設備需具備分辨力高、 畫面刷新頻率快的特點，并提供具有雙目視差，覆蓋人眼可視的整個視場的立體圖像;聽覺 設備能夠模擬自然聲、碰撞聲，并能根據人耳的機理提供判別聲音方位的立體聲;觸覺設備 能夠讓用戶體驗抓、握等操作的感覺，并能夠提供力反饋，讓用戶感受到力的大小、方向等。

2.交互性

交互性(Interaction)是指用戶通過使用專門的輸入和輸出設備，用人類的自然感知對虛 擬環境內物體的可操作程度和從環境得到反饋的自然程度。虛擬現實系統強調人與虛擬世界 之間以近乎自然的方式進行交互，即用戶不僅通過傳統設備(鍵盤和鼠標等)和傳感設備(特 殊頭盔、數據手套等)，使用自身的語言、身體的運動等自然技能也能對虛擬環境中的對象進 行操作，而且計算機能夠根據用戶的頭、手、眼、語言及身體的運動來調整系統呈現的圖像 及聲音。例如，用戶可以用手去直接抓取虛擬環境中虛擬的物體，不僅有握著東西的感覺， 并能感覺物體的重量，視場中被抓的物體也能立刻隨著手的移動而移動。

3.構想性

構想性(Imagination)又稱創造性，是虛擬世界的起點。想象力使設計者構思和設計虛擬世 界，并體現出設計者的創造思想。所以，虛擬現實系統是設計者借助虛擬現實技術，發揮其想象 力和創造性而設計的。比如建造一座現代化的橋梁之前，設計師要對其結構做細致的構思。傳統 的方法是極少數內行人花費大量的時間和精力去設計許多量化的圖紙。而現在采用虛擬現實技術 進行仿真，設計者的思想以完整的橋梁呈現出來，簡明生動，一目了然。所以有些學者稱虛擬現 實為放大或夸大人們心靈的工具，或人工現實(Artificial Reality)，即虛擬現實的想象性。

綜上所述，虛擬現實的三個特性— 沉浸感、交互性、構想性，生動地說明虛擬現實對 現實世界不僅是對三維空間和一維時間的仿真，而且是對自然交互方式的虛擬。具有 3I 特性 的完整虛擬現實系統不僅讓人達到身體上完全的沉浸，而且精神上也是完全地投入其中。

來源：虛擬現實技術概述