虚拟现实技术在制造工业中具有巨大的应用潜力，从初始的市场调查到加工产品乃至售后服务，都可运用虚拟现实技术来实现。近年来，许多国家在虚拟制造领域中开展了研究与应用，主要包括产品外形虚拟设计、产品布局的虚拟设计、产品的运动和动力学仿真、热加工工艺模拟、加工过程仿真、产品装配仿真、虚拟样机与产品工作性能测评、产品的广告与漫游、企业生产过程仿真与优化和虚拟企业的可合作性仿真与优化等方面。
8．设计与规划
虚拟现实技术应用于城市规划和城市仿真，可以将各种规划方案定位于虚拟环境中，考虑这些规划方案对现实环境的影响，并对各种方案进行评价，而且用户也可在虚拟环境中感受空间设计的合理性，从而避免实际建造消耗的巨资和大量时间，对提高城市规划和生态环境，降低城市合理规划的成本，缩短城市合理规划的时间有着非常重要的意义。因而，该技术在建筑设计业、房地产业和建筑装修业等领域有着广阔的应用前景。过去在设计港口、机场、码头、车站、展览馆等大型建筑时，最困难的问题是如何在设计之初就能向人们全面、具体地显示出这些大型建筑在完成后的实际形象和应用效果。现在虚拟现实技术可以解决这一困难，已经研制出的由个人电脑、投影设备、立体眼镜和传感器组成的“虚拟设计”系统，不仅可以让各有关人员看到甚至“摸”到设计成果，还能简化设计流程，缩短设计时间，而且方便随时对不同的方案进行讨论、对比和修改。图106所示为虚拟现实技术在三维城市规划中的应用。
9．商业领域
虚拟现实技术不仅在大型设计中发挥着重要的作用，还可以扩展到商业领域。在不动产或移动不便的大型贵重产品的业务推广与销售中，它可以使客户在购买前先看到产品的外貌与内在，甚至在虚拟世界中使用它，因此这对房屋、土地、锅炉、大型机具、家具、医疗健身器材、设计公司等众多行业的工作都很有帮助。例如，日本东京一家百货公司的厨房用品出售部设计了一个简易的虚拟现实系统。售货员向系统输入顾客住宅里的厨房尺寸，顾客戴上特殊的眼镜和手套后，就会突然发现已经置身于一间和自家厨房一样大小的房间里。橱柜门可以打开，水龙头可以出水，这个虚拟环境中的炊具和摆设也可以随意移动，直到每一件东西都按照自己的意思摆设好后，售货员就命令系统记录下这一选择，然后由百货公司将东西运过去，并负责根据顾客的设计，装修一个新厨房。又如，现在国内外的很多房地产公司都已将这种方法应用于整个住宅的设计、布局、装饰和销售工作中，如图107所示。
图107虚拟现实在住宅设计与销售中的应用实例
10．艺术与娱乐
娱乐是虚拟现实系统的另一个重要应用领域，包括家庭中的桌面游戏、公共场所的各种仿真等。它能够提供良好的多人之间的交互功能，提供更加逼真的虚拟环境，从而使人们能够享受其中的乐趣，带来美好的娱乐感觉。基于虚拟现实技术的游戏主要有驾驶型游戏、作战型游戏和智力型游戏，很多游戏都是联网的，因而允许许多玩游戏的人同时进入一个虚拟境界，相互之间可展开竞争，或者与计算机生成的对手竞争。
11．遥现与遥作
虚拟现实涉及体验由计算机产生的三维虚拟环境，而遥现与遥作则涉及体验和操作一个遥远的真实环境。遥现与遥作技术在实际应用中需要虚拟环境的指导，即通过由计算机产生的三维虚拟环境，对一个遥远的真实环境进行控制和操作，使虚拟现实技术在人类不能到达的（深海、其他星球）或危险、有毒的场合，发挥其远程控制和操作的重要作用。
①在遥控宇宙空间站的开发计划中，从安全性以及费用的角度考虑，有必要使用空间机器人。这种空间机器人的特点是由地面上的操作员进行遥控操作，或进行部分自主操作。在空间站，对于像零件更换这样的固定操作，机器人可以完全自主进行，但对于故障检修等难以预测的操作则有必要依赖于遥控操作。这时，虚拟现实技术和遥作、遥现技术的结合将发挥重要的作用。日本开发了这样一个用于宇宙开发的空间机器人的遥控操作和地面实验平台。该实验平台由人机交互、计算机系统以及机器人系统所构成。目前，它已实现了实验平台的各种基本功能，并成功地进行了零件更换等典型操作。图108所示为火箭发射及星箭分离的虚拟控制演示系统。
图108火箭发射及星箭分离的虚拟控制演示系统
②在虚拟现实技术支持下的遥控操作，还可以突破现场操作的局限和避免现场操作的危险，以便用于进行远距离地区或危险地区的探测工作。例如，美国设计了一个对南极的水域进行探险的机器人，用于检验“在永久冰冻的湖下的原始生命”。
③远距离医疗是虚拟现实技术所支撑的遥作学的最重要的应用之一，它包括远距离诊断和远距离手术。远距离诊断可以使在大城市医院里的医生或专家，利用他们身边的计算机系统与病人所在地的计算机系统取得联系，再加上当地医务人员的协助，这些医学专家就能“听见”、“看见”和“触摸”到边远地区或其他城市病人的病情，并且像位于现场一样地进行检查和诊断，从而以最佳方式、充分利用人力和物力资源、为更多的病人提供服务。
10.3.2人机交互技术的发展
人们对人机交互系统的认识由来已久，并伴随着人们对人机关系基本观点的变化而变化。在计算机出现不到半个世纪的时间里，人机交互技术经历了巨大的变化。
①就用户界面的具体形式而言，过去经历了批处理、联机终端（命令接口）、菜单（文本）等阶段，目前正处于以图形用户界面和多媒体用户界面为主流的阶段；未来的发展趋势是多通道／多媒体用户界面和虚拟现实系统，并且最终将进入“人机和谐”的最高形式。
②就用户界面中信息载体的类型而言，经历了以文本为主的字符用户界面、以二维图形为主的图形用户界面和多媒体用户界面，计算机与用户之间的通信“带宽”正在不断提高。
③就计算机输出信息的形式而言，经历了以符号为主的字符命令语言、以视觉感知为主的图形用户界面、兼顾听觉感知的多媒体用户界面和综合运用各种感官的虚拟现实系统。
④就人机界面中的信息维度而言，经历了一维信息（主要指文本流，如早期电传式终端）、二维信息（主要指二维图形技术，并利用了色彩、形状、纹理等维度信息）、三维信息（主要指三维图形技术，但显示技术仍以二维平面为主）和多维信息空间。
思考与练习题
一、名词解释
虚拟现实虚拟环境交互性沉浸感构想性感知自然技能
二、不定项选择题
1．下列关于虚拟现实技术的说法中，正确的有。
A．虚拟现实是一种静态交互技术B．虚拟现实是一种精确交互技术
C．虚拟现实是一种三维交互技术D．虚拟现实是一种无障碍交互技术
2．下列关于虚拟现实技术的说法中，错误的有。
A．虚拟现实是一种自然交互技术B．虚拟现实是一种动态交互技术
C．虚拟现实是一种实时交互技术D．虚拟现实是一种单通道交互技术
3．下列对各类虚拟现实系统的说明中，错误的是。
A．分布式虚拟现实系统可以实现资源共享
B．桌面式虚拟现实系统的软硬件配置需求最低
C．叠加式虚拟现实系统具有高度的沉浸感
D．沉浸式虚拟现实系统支持多种I/O交互设备并行
三、填空题
1．虚拟现实技术具有的3个最突出的特征是。
2．虚拟现实系统按照浸入程度和用户规模进行分类，可分为、。
3．虚拟现实系统的硬件包。
4．虚拟现实的关键技术包括。
四、简答题
1．人机交互界面经历了哪几个发展阶段？它们各自的特点是什么？
2．发展虚拟现实技术的目的是什么？
3．何谓自然交互和实时交互？
4．试述典型虚拟现实系统的工作原理。
5．试举例说明虚拟现实技术三大基本特性的含义。
6．如何提高虚拟现实系统的沉浸感？
