虚拟现实的本质特征有哪些 虚拟现实的三个本质特征

Grigore Burdea 和 Philippe Coiffet 在著作《Virtual Reality Technology》一书中指出，虚拟 现实具有三个最突出的特征:沉浸感(Immersion)、 交互性(Interactivity)和构想性(Imagination)，也是人们熟知的 VR 的 3I 特性，如图。

1.沉浸感

沉浸感(Immersion)又称临场感，是虚拟现实 最重要的技术特征，是指用户借助交互设备和自身感知 觉系统，置身于虚拟环境中的真实程度。理想的虚拟环 境应该使用户难以分辨真假，使用户全身心地投入到 计算机创建的三维虚拟环境中，该环境中的一切看 上去是真的，听上去是真的，动起来是真的，甚至闻 起来、尝起来等一切感觉都是真的，如同在现实世界。

在现实世界中，人们通过眼睛、耳朵、手指等器官来实现感知。所以，在理想的状态下， 虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。即虚拟的沉浸感不仅通过人的视觉和听觉 感知，还可以通过嗅觉和触觉等多维地去感受。相应地提出了视觉沉浸、听觉沉浸、触觉沉 浸和嗅觉沉浸等，也就对相关设备提出了更高的要求。例如视觉显示设备需具备分辨力高、 画面刷新频率快的特点，并提供具有双目视差，覆盖人眼可视的整个视场的立体图像;听觉 设备能够模拟自然声、碰撞声，并能根据人耳的机理提供判别声音方位的立体声;触觉设备 能够让用户体验抓、握等操作的感觉，并能够提供力反馈，让用户感受到力的大小、方向等。

2.交互性

交互性(Interaction)是指用户通过使用专门的输入和输出设备，用人类的自然感知对虚 拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度。虚拟现实系统强调人与虚拟世界 之间以近乎自然的方式进行交互，即用户不仅通过传统设备(键盘和鼠标等)和传感设备(特 殊头盔、数据手套等)，使用自身的语言、身体的运动等自然技能也能对虚拟环境中的对象进 行操作，而且计算机能够根据用户的头、手、眼、语言及身体的运动来调整系统呈现的图像 及声音。例如，用户可以用手去直接抓取虚拟环境中虚拟的物体，不仅有握着东西的感觉， 并能感觉物体的重量，视场中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。

3.构想性

构想性(Imagination)又称创造性，是虚拟世界的起点。想象力使设计者构思和设计虚拟世 界，并体现出设计者的创造思想。所以，虚拟现实系统是设计者借助虚拟现实技术，发挥其想象 力和创造性而设计的。比如建造一座现代化的桥梁之前，设计师要对其结构做细致的构思。传统 的方法是极少数内行人花费大量的时间和精力去设计许多量化的图纸。而现在采用虚拟现实技术 进行仿真，设计者的思想以完整的桥梁呈现出来，简明生动，一目了然。所以有些学者称虚拟现 实为放大或夸大人们心灵的工具，或人工现实(Artificial Reality)，即虚拟现实的想象性。

综上所述，虚拟现实的三个特性— 沉浸感、交互性、构想性，生动地说明虚拟现实对 现实世界不仅是对三维空间和一维时间的仿真，而且是对自然交互方式的虚拟。具有 3I 特性 的完整虚拟现实系统不仅让人达到身体上完全的沉浸，而且精神上也是完全地投入其中。

来源：虚拟现实技术概述