2.3　虚拟现实交互设计的软件和硬件

虚拟现实技术研究内容很广，基于现在的研究成果及国际上近年来关于虚拟研究前沿的学术会议和专题讨论，VRML技术在目前及未来几年的主要研究方向有感知研究领域、人机交互界面、高效的软件和算法、廉价的虚拟现实硬件系统、智能虚拟环境。

就感知研究领域而言，视觉方面较为成熟，但对其图像的质量要进一步加强；在听觉方面应加强听觉模型的建立，提高虚拟立体声的效果，并积极开展非听觉研究；在触觉方面，要开发各种用于人类触觉系统的基础和VR触觉设备的计算机控制的机械装置。

智能虚拟环境是虚拟环境和人工智能与人工生命两种技术的结合。它涉及多个不同学科，包括计算机图形、虚拟环境、人工智能与人工生命、仿真、机器人等。该项技术的研究将有助于开发新一代具有行为真实感的实用虚拟环境，支持分布式虚拟环境中的交互协同工作。

2.3.1　虚拟现实交互设计的软件

对于虚拟现实交互设计的软件而言，应积极开发满足虚拟现实技术建模要求的新一代工具软件计算法、虚拟现实建模语言的研究、复杂场景的快速绘制及分布式虚拟现实技术的研制。以VRP作为虚拟现实交互设计软件为例，主要有以下特点：支持时间轴控制骨骼动画，具有高级反射材质，金属烤漆材质，支持3D音效效果，支持角色法线功能，支持3D鼠标，支持游戏外设的脚本编程，具有MMO多人在线语音聊天功能，具有窗口渲染到贴图功能，支持骨骼换装功能，支持流媒体视频贴图，具有完善的高级界面控件，支持流媒体视频贴图，具有强大的菲涅尔水效果，并且支持雾效与水面融合，具有窗口渲染到贴图功能，支持在IOS系统上浏览场景并进行场景交互，支持kinect功能，支持动感座椅，支持自定义功能的外设控制模式，具备友好的图形编辑界面，兼容多种Windows操作系统，具有强大的3D图形处理能力，可进行任意角度、实时的3D显示，具有高精度物理碰撞属性，支持高精度抓图，在工程文件中也可开启与关闭雾效，提供多种样式的太阳光晕供编辑和选择，能模拟逼真的太阳光晕效果，提供多中天空盒样式供编辑和选择，能模拟真实的天空效果，兼容ATX动画、刚体动画、骨骼动画系列帧的导出，支持软件抗锯齿，可生成高精度画面，支持点击物体触发动作，支持距离触发动作，支持3ds Max关键帧动画、Reactor刚体动画、角色动画，支持柔体（点变形）动画、约束跟径动画，整合连结外部影像编辑软件，如Photoshop，支持适时数据库数据显示，采用脚本的方式设置交互解决了交互功能设置的局限性，支持粒子效果模拟火、烟、雾、天气效果，支持实时几何信息测量，如距离、面积、体量，具备软件融合调整功能，支持工程文件在触摸屏上交互功能，可生成网络发布的web3d文件、支持角色（普通模型）跟踪动画，支持视频、Flash文件格式的加载与播放，支持多声道音乐设置，可播放网络音乐，实现软件抗锯齿，提升画质细腻程度等。

2.3.2　虚拟现实交互设计的硬件

虚拟现实交互设计的硬件构成主要是由体验设备、传感通讯（主要是“硬件层面”）、图形引擎、物理引擎（“软件层面”）构成的。基于虚拟现实技术的硬件系统价格相对比较昂贵，是影响VRML技术应用的一个瓶颈。虚拟现实技术的主要研究方向是在外部空间的实用跟踪技术、力反馈技术、嗅觉技术及面向自然的交互硬件设备。

虚拟现实硬件指的是与虚拟现实技术领域相关的硬件产品，是虚拟现实解决方案中用到的硬件设备。现阶段虚拟现实中常用到的硬件设备，大致可以分为四类：建模设备，如3D扫描仪；三维视觉显示设备，如3D展示系统、大型投影系统（如CAVE）、头戴式立体显示器等；声音设备，如三维的声音系统以及非传统意义的立体声；交互设备，包括位置追踪仪、数据手套、3D输入设备（三维鼠标）、动作捕捉设备、眼动仪、力反馈设备以及其他交互设备。