3、实时交互性(Interactivity)。指用户对模拟环境内物 体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度。交互性的产 生，主要借助于虚拟现实系统中的特殊硬件设备(如数据手 套、力反馈装置等)，使用户能通过自然的方式，产生同在真实世界中一样的感觉。虚拟现实系统比较强调人与虚拟世 界之间进行自然的交互，交互性的另一个方面主要表现了交 互的实时性。

　　虚拟现实产业链长，产业带动比高，涉及产业众多，包 括虚拟现实工具与设备、内容制作、分发平台、行业应用和 相关服务等在军事、民用以及科研等方面的各种应用。目前在国内形成了以北京航空航天大学、清华大学、工 业和信息化部电子工业标准化研究院、浙江大学等各大高 校、研究院所和高科技公司联合研究开发制作，产学研密切 结合的良好发展局面。

　　虚拟现实产业链中，工具和设备类可细分为输入设备、 输出设备、显示设备、拍摄设备、以及相关软件等；内容制 作可细分为影视、游戏等内容；分发平台可细分为应用商店、社交影院、实体体验店、网店、播放器等内容；行业应用可 细分为工业、军事、医疗、教育、房地产、旅游、会展、等 内容；相关服务可细分为平台、媒体和孵化器等内容。由于 虚拟现实产业涉及到从基础硬件生产、软件开发、核心部件 制造、实体以及网络分发平台、营销与服务等众多军事、民 用领域，需要在国家统一协调和管理下，通过技术标准体系 以及关键标准的制定、标准符合性检测和相应的质量验证系 统的支撑，才可以使产业健康可持续发展。

　　虚拟现实技术的实质是构建一种人为的能与之进行自 由交互的“世界”，在这个“世界”中参与者可以实时地探索或 移动其中的对象。沉浸式虚拟现实是最理想的追求目标，实 现的方式主要是戴上特制的头盔显示器、数据手套以及身体 部位跟器，通过听觉、触觉和视觉在虚拟场景中进行体验。 可以预测短期内游戏玩家可以戴上头盔、身着游戏专用衣服 及手套真正体验身临其境的“虚拟现实”游戏空间，它的出现 将淘汰现有的各种大型游戏，推动科技的发展。纵观虚拟现 实的发展历程，未来虚拟现实技术的研究仍将延续“低成本、 高性能”原则，从软件、硬件两方面展开，发展方向主要归纳 如下：

　　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，并根据需要建立相应的虚拟环境模型。内容制 作是虚拟现实产业界的短板，当前的内容制作成本高、周期 长，对于制作人员的要求也高，限制了虚拟现实应用的发展， 如何实现低成本的快速建模将是虚拟现实在产业界大规模 推广的关键。

　　术已比较成熟，而关键是怎样“实时生成”，在不降低图形的 质量和复杂程度的基础上，如何提高刷新频率将是今后重要 的研究内容。此外，虚拟现实还依赖于立体显示和传感器技 术的发展，现有的虚拟设备还不能满足系统的需要，有必要 开发新的三维图形生成和显示技术。

　　由与虚拟世界对象进行交互，犹如身临其境，借助的输入输 出设备主要有头盔显示器、数据手套、数据衣服、三维位置 传感器和三维声音产生器等。因此，新型、便宜、鲁棒性优 良的数据手套和数据服将成为未来研究的重要方向。

　　个比较繁复的过程，需要大量的时间和精力。如果将虚拟现 实技术与自然交互、语音识别等技术结合起来，可以很好地 解决这个问题。对模型的属性、方法和一般特点的描述通过 自然交互、语音识别等技术转化成建模所需的数据，然后利 用计算机的图形处理技术和人工智能技术进行设计、导航以及评价，将模型用对象表示出来，并且将各种基本模型静态 或动态地连接起来，最终形成系统模型。人工智能在虚拟世 界也大有用武之地，良好的人工智能系统对减少乏味的人工 劳动具有非常积极的作用。

　　Virtual Environment，DVE)是今后虚拟现实技术发展的重要 方向。随着众多 DVE 开发工具及其系统的出现，DVE 本身 的应用也渗透到各行各业，包括医疗、工程、训练与教学以 及协同设计。仿真训练和教学训练是 DVE 的又一个重要的 应用领域，包括虚拟战场、辅助教学等。另外，研究人员还 用 DVE 系统来支持协同设计工作。近年来，随着互联网应 用的普及，一些面向互联网的 DVE 应用使得位于世界各地 多个用户可以进行协同工作。将分散的虚拟现实系统或仿真 器通过网络联结起来，采用协调一致的结构、标准、协议和 数据库，形成一个在时间和空间上互相耦合的虚拟合成环 境，参与者可自由地进行交互作用。特别是在航空航天中应 用价值极为明显，因为国际空间站的参与国分布在世界不同 区域，分布式虚拟现实训练环境不需要在各国重建仿真系 统，这样不仅减少了研制费和设备费用，减少了人员出差的 费 用 以 及 异 地 生 活 的 不 适 。 例如 微 软 近 期 发 布 的 Holoportation 远程沉浸式交互演示得到了业界的一致看好。

　　虚拟现实技术是一门年轻的科学技术，虽然在许多领域 的实际应用已相当成熟，但总体来说它仍然处于初级发展阶 段，尚存在不少有待解决的问题。虚拟现实技术得以发展的 原因之一在于它充分利用了现在已经成熟的科技成果。如计 算机为其提供了实时的硬件平台，显示设备利用了电视与摄 像机的显示技术，而虚拟现实技术的软件则以CAD和计算机 图形技术为基础，所以虚拟现实技术发展较为迅速，但同时 也依赖着其他相关技术的发展。正是限于当前科技的发展水 平，虚拟现实技术的发展状况离人们心目中追求的目标尚有 较大的差距，从沉浸性、交互性等方面都需进一步改进与完 善。虚拟现实技术在现实中的应用局限性较大，主要表现在 以下几个方面：

　　从虚拟现实系统的软硬件技术上来说，一是相关设备普 遍存在使用不方便、效果不佳等情况，难以达到虚拟现实系 统的要求。如计算机的处理速度还不能满足在虚拟世界中巨 大数据量处理实时性的需要。对数据存储能力也不足，如我 国首位女虚拟人到现在为止存储的数据总量就已经达到了 149.7GB。

　　二是硬件设备品种有待进一步扩展，在改进现有设备的 同时，应该加快新的设备的研制工作。同时，针对不同的领域要开发能满足应用要求的特殊硬件设备。

　　三是虚拟现实系统应用的相关设备价格也比较昂贵且局限性很大。如建设CAVE(洞穴状自动虚拟系统，Cave Automatic Virtual Environment)系统的投资达百万以上，一 个头盔式显示器加主机一般成本就需上万元等。在一些专业 领域，如军事航空航天，昂贵的价格可以承受，但对于普通 消费级市场来说，还是让人望而却步。

　　四是目前大多数虚拟现实软件普遍存在语言专业性较 强，通用性较差，易用性差等问题。同时，由于硬件设备的 诸多局限性，使得软件开发费用也十分巨大，并且软件所能 实现的效果受到时间和空间的影响较大。很多算法及许多相 关理论也不成熟，如在新型传感和感知机理，几何与物理建 模新方法，基于嗅觉、味觉的相关理论与技术，高性能计算， 特别是高速图形图像处理，以及人工智能、心理学、社会学 等方面都有许多挑战性的问题有待解决。

　　五是繁琐的三维建模技术有待进一步突破。给予图形的 虚拟环境首先要解决的问题是三维造型。当图形渲染技术在 想实现真实感大踏步的时候，生成精确三维模型的过程还是 相对困难，技术有待进一步突破。即使是在三维激光扫描技 术进步提供了简化模型构建过程，但这些自动化模型获取方 法并不能满足我们的全部需要，大部分模型仍需要高水平的 专业人士人工绘制，不仅延长了制作的周期，也使得费用成本急剧攀升。

　　六是大数据融合处理有待进一步整合。虚拟现实要想得 到很大的发展，需要与互联网进一步结合，目前虚拟现实应 用的数据量非常巨大，而整体网络的速度相对较慢，而且分 布不均衡，使得效果大打折扣，我们需要在虚拟现实系统中 考虑数据压缩的问题，该问题不可回避，而且将引起人们高 度的重视。