虛擬（nǐ）現實（Virtual Reality，簡稱VR），是（shì）一種基於可計算信息的沉（chén）浸式交互（hù）環境，具體地說（shuō），就是采用以計算機技術為核心的現代高科技生成逼真的視（shì）、聽、觸覺一體化（huà）的特定範圍的虛擬環境，用戶借助必要的設備以自然（rán）的方式與虛擬環境中的對象進行（háng）交互作用、相互影響，從而產生親臨等同真實（shí）環境的（de）感受和體驗。

　　VR思（sī）想的起源可追溯（sù）到1965年Ivan Sutherland在IFIP會議上的《終很（hěn）的顯示》報告，而Virtual Reality一詞是80年代初美國VPL公司（sī）的創建人之一Jaron Lanier提出（chū）來的。VR係統在若幹領（lǐng）域（yù）的成功應用，導致了（le）它（tā）在90年代的興起。虛擬現實是高度發展的（de）計算機技術在各種領域（yù）的應用（yòng）過程中的結晶和反映，不（bú）僅包括圖形（xíng）學、圖像處理、模式識別、網絡技術、並行處理技術、人工智（zhì）能等高性能計算技（jì）術，而且涉及數學、物理、通（tōng）信，甚（shèn）至與氣象、地理、美（měi）學、心理學（xué）和社（shè）會（huì）學等相（xiàng）關。

在虛擬環境中“作戰”
 
　　總的來說，實物虛（xū）化、虛物實化和高性能（néng）的計算處理技術是VR技術的3個主要（yào）方麵。實物虛化是現實世界空間向多維信息化空間的一種映射，主要（yào）包括基本模型構建、空間跟（gēn）蹤（zōng）、聲音定位、視覺跟（gēn）蹤和視點感應等關（guān）鍵技術，這些技（jì）術使得真實感虛擬世界的生成、虛擬環境對用戶操作的檢測和操作（zuò）數據的獲取成為可能。它具體基於以下（xià）幾種（zhǒng）技術：（1）基本模（mó）型構建技術。它是應用計算機技術生成（chéng）虛擬世界（jiè）的基礎，它將真實（shí）世界的對象物體在相（xiàng）應的3D虛擬世界中重（chóng）構，並根據係（xì）統需求（qiú）保存部分（fèn）物理屬性。例如車輛在柏油地、草地、沙地和泥地上行駛時情況會有所不同，或對氣象數據進（jìn）行建模生成虛擬環境的氣象情（qíng）況（陰天、晴天、雨、霧）等等（děng）。（2）空間（jiān）跟（gēn）蹤技術。主（zhǔ）要是通過頭盔顯示器、數據手套、數據衣等常用的交互設備上的空間傳感器，確定用戶的頭、手、軀體或其他操作物在3D虛擬環境中的位（wèi）置和方向。（3）聲音跟蹤（zōng）技術：利用不同聲源（yuán）的（de）聲音到達某（mǒu）一特定地點的時間差、相位差（chà）、聲壓差等進（jìn）行虛擬（nǐ）環境的聲音跟蹤。（4）視覺跟蹤與視點感應技術。使用從視頻（pín）攝像機（jī）到X-Y平麵陣（zhèn）列、周圍光或者跟蹤（zōng）光在圖像投影平（píng）麵不同時刻和不同位置（zhì）上的（de）投影（yǐng），計算被跟蹤對象的（de）位置和方向（xiàng）。

　　虛物實化是指確保（bǎo）用戶（hù）從虛擬環境（jìng）中（zhōng）獲取同真實（shí）環境中一（yī）樣（yàng）或相似的視覺、聽覺、力覺和觸覺等感官認知的（de）關鍵技術。能否讓參與者產生沉浸（jìn）感的（de）關鍵因素除了視覺和（hé）聽覺感知外，還有（yǒu）用戶能否（fǒu）在操縱虛擬物體的同時，感受到虛擬物體的反作用力，從（cóng）而產生觸覺和（hé）力覺感知。力覺感知主要由計算機通過力反饋手套、力（lì）反饋操縱杆對手指產生運動阻尼從而使用戶感（gǎn）受到作用力的方向和（hé）大小。觸覺反饋主要（yào）是基於視覺、氣壓感、振動觸感、電子觸感和神經（jīng）、肌肉模擬等方法來（lái）實現的。

　　高性能計算（suàn）處理技術主要包括數據轉換和數據預處理技術；實時、逼真圖形圖（tú）像生成與（yǔ）顯示技術；多種（zhǒng）聲音的合成與聲音空間化技術；多維信息（xī）數據的融合、數據壓縮以及數據庫（kù）的生成（chéng）；包括命令識別、語音識別，以及手勢和（hé）人的麵部表情信息（xī）的（de）檢（jiǎn）測等在內的（de）模式識別（bié）；分布式與並行（háng）計算，以及高速、大規模的遠程網絡技術。

然而，不能把虛擬現實和模擬仿真混淆，兩者是有一定區別的。概括地說，虛擬現實（shí）是模擬仿真在高（gāo）性能（néng）計算機係統和信息（xī）處理（lǐ）環境下的發展和技術（shù）拓展。我們可以舉一個煙塵幹擾下能見度計算的例（lì）子來說明這個（gè）問題。在構建分布式虛擬環境基礎信（xìn）息平台應用（yòng）過程中，經常會有由燃燒源產生的連續變化的煙塵幹擾環境能見度的計（jì）算，從而影響環境的視覺效果、仿真（zhēn）實體的運行和決策。 某些仿真平台和圖形圖像生成係（xì）統也研究煙塵幹擾下的能見度計算，仿真平台強（qiáng）調煙（yān）塵的準確物理模（mó）型、幹擾後的能見度準（zhǔn）確計算以及對仿真（zhēn）實體的影響程度；圖形圖像生成係（xì）統著重於建立細致的幾何模型，估算光線穿過煙塵後（hòu）的衰減。 而虛擬（nǐ）環境中煙（yān）塵幹擾下的能見度計算，不但要考慮煙塵的（de）物理特（tè）性，遵循煙塵運動的客觀規律（lǜ），計算影響仿真結果的相關數據，而且要生（shēng）成用（yòng）戶能通（tōng）過視覺感知的逼（bī）真圖（tú）形效果，使用戶在實時運行（háng）的虛擬現實（shí）係（xì）統中產（chǎn）生親（qīn）臨等同真（zhēn）實環境的感（gǎn）受和體驗。