1.5.1 沉浸式虚拟现实系统

沉浸式虚拟现实系统（Immersive VR）是一种高级的、较理想的虚拟现实系统，它提供一个完全沉浸的体验，使用户有一种仿佛置身于真实世界之中的感觉。它通常采用洞穴式立体显示装置或头盔式显示器设备，首先把用户的视觉、听觉和其他感觉封闭起来，并提供一个新的、虚拟的感觉空间，利用空间位置跟踪器、数据手套、三维鼠标等输入设备和视觉、听觉等设备，使用户产生一种身临其境、完全投入和沉浸于其中的感觉，如图1-4所示。

沉浸式虚拟现实系统具有以下5个特点。

1）高度实时性能

沉浸式虚拟现实系统中，要达到与真实世界相同的感觉，必须具有高度实时性能。如当人头部转动改变观察点时，空间位置跟踪设备须及时检测到，并且由计算机进行运算，改变输出的相应场景，要求必须有足够小的延迟，而且变化要连续平滑。

2）高度的沉浸感

沉浸式虚拟现实系统采用多种输入/输出设备来营造一个虚拟的世界，并使用户沉浸于其中，营造一个“看起来像真的、听起来像真的、摸起来像真的、闻起来像真的、尝起来像真的”多感官的三维虚拟世界，同时使用户与真实世界完全隔离，不受外面真实世界的影响，可产生高度的沉浸感。

3）良好的系统集成度与整合性能

为了实现用户产生全方位的沉浸，就必须要多种设备与多种相关软件相互作用，且相互之间不能有影响，所以系统必须有良好的整合性能。

4）良好的开放性

VR技术之所以发展迅速是因为它采用其他先进技术的成果。在沉浸式虚拟现实系统中要尽可能利用最先进的硬件设备、软件技术及软件，这就要求虚拟现实系统能方便地改进硬件设备及软件技术，因此，必须用比以往更灵活的方式构造虚拟现实系统的软、硬件结构体系。

5）能同时支持多种输入与输出设备并行工作

为了实现沉浸性，可能需要多个设备综合应用，如用手拿一个物体，就必须要数据手套、空间位置跟踪器等设备同步工作。所以说同时支持多种输入/输出设备的并行处理是实现虚拟现实系统的一项必备技术。

常见的沉浸式虚拟现实系统有基于头盔式显示器的系统、投影式虚拟现实系统、远程存在系统。

基于头盔式虚拟现实系统是采用头盔显示器来实现单用户的立体视觉输出、立体声音输入的环境，可使用户完全投入。它把现实世界与之隔离，使用户从听觉到视觉都能投入到虚拟环境中去。

投影式虚拟现实系统是采用一个或多个大屏幕投影来实现大画面的立体视觉效果和立体声音效果，使多个用户具有完全投入的感觉。

远程存在系统是一种远程控制形式，也称遥控操作系统。它由人、人机接口、遥控操作机器人组成。实际上是遥控操作机器人代替了计算机，这里的环境是机器人工作的真实环境，这个环境是远离用户的，可能是人类无法进入的工作环境，如核环境、深海工作环境等，这时通过虚拟现实系统可使人自然地感受这种环境，完成此环境下的工作。