虚拟现实（VR）技术名词解释

 

一、视觉相关技术

1、分辨率

分辨率(resolution)就是屏幕图像的精密度，是指显示器所能显示的像素的多少。由于屏幕上的点、线和面都是由像素组成的，显示器可显示的像素越多，画面就越精细，同样的屏幕区域内能显示的信息也越多，所以分辨率是个非常重要的性能指标之一。可以把整个图像想象成是一个大型的棋盘，而分辨率的表示方式就是所有经线和纬线交叉点的数目。

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2、刷新率

刷新率是指电子束对屏幕上的图像重复扫描的次数。刷新率越高，所显示的图象(画面)稳定性就越好。刷新率高低将直接决定其价格，但是由于刷新率与分辨率两者相互制约，因此只有在高分辨率下达到高刷新率这样的显示器才能称其为性能优秀。注意，虽然它的计算单位与垂直扫描频率都是Hz，但这是两个截然不同的概念。75Hz的画面刷新率是VESA规定的最基本标准，这里的75Hz应是所有显示模式下的都能达到的标准。

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3、延迟

由于数据传输、图形计算等因素的影响，导致用户接收到的图片或文字产品拖延的现象称之为延迟。在虚拟现实中，延迟可导致用户产生眩晕感，影响虚拟现实设备的使用效果。

在虚拟现实系统中，用户需要通过头戴显示器(虚拟现实设备)感受虚拟世界。虚拟现实设备可以将用户与周围的现实环境隔离开，使用户产生强烈的沉浸感。在使用虚拟现实设备时，为了实时更新所要显示的虚拟环境，必须使用位置跟踪器跟着用户的头部运动。在理想的条件下，虚拟现实设备响应用户头部运动及更新显示内容的时间应该为零。但是由于数据传输、图形计算等因素的影响，会导致一定的时间延迟，导致用户在体验虚拟现实设备时产生眩晕感。

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4、晕动症

眩晕感最基本的问题就是“视错症”(motion-sickness problem)本质上和晕车晕船晕机没有什么区别，当人眼前所接受的视觉信号与前庭平衡器官所接受的运动信号不匹配就会引发眩晕和恶心的症状。VR的头戴眼镜的视觉反应跟不上头部速度，就会产生严重的眩晕。也就是说当你的大脑从视觉系统接收到运动的景象时，会默认是因为你的身体运动造成的。这样会指挥你的手脚进行相应的运动。然后小脑放射特定的生物信号来在运动中保持平衡，如果传递的信号不一样就会发生紊乱。举个例子，当你坐在车里或船上的时候，你接受到的视觉信号其实是一直运动的，但是你的身体一直没动。大脑并没有支配手脚运动，没有反射电流回馈到小脑。但小脑接收到视觉信号是动的。动了就要保持平衡啊。所以这家伙就给大脑回馈错误的平衡信息。大脑一听，不干啊，我是大脑，你是小脑，比我小一级，我还能听你的，所以，就拒绝。然后身体其他器官就紊乱了。因为管事的意见不合啊。这就是为什么人会晕船，晕车。 但是并不是所有人都这样，只有一本分人小脑和大脑老闹意见。 所以有人就不晕车。

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5、帧数

帧数就是在1秒钟时间里传输的图片的量，也可以理解为图形处理器每秒钟能够刷新几次，通常用fps(Frames Per Second)表示。每一帧都是静止的图象，快速连续地显示帧便形成了运动的假象。高的帧率可以得到更流畅、更逼真的动画。帧数 (fps) 越高，所显示的动作就会越流畅。 但是文件大小会变大。

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6、焦距

焦距，是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式，指平行 光入射时从透镜光心到光聚集之焦点的距离。亦是照相机中，从镜片中心到底片或CCD等成像平面的距离。具有短焦距的光学系统比长焦距的光学系统有更佳聚集 光的能力。简单的说焦距是焦点到面镜的中心点之间的距离。

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7、物距

在物理学中，物距就是指物体到透镜光心的距离。用英文字母 u表示。对于透镜而言，通过光心且与光轴垂直的平面，即是物方主平面也是像方主平面重合。物距与像距存在共轭关系，物距越远，像距越近;相反，物距越近， 像距越远。在进行光学计算时，严格地讲，物距应为被摄体平面与镜头前主面间的距离。

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8、瞳距

瞳距就是瞳孔的距离，正常人的双眼注视同一物体，物体分别在两眼视网膜处成像，并在大脑视中枢重叠起来，成为一个完整的、具有立体感的单一物体，这个功能叫双眼单视。但是，婴幼儿在双眼单视形成过程中，很容易受外界因素影响，致使一眼注视目标，另一眼偏斜而不能往同一目标上看，于是就产生了斜视。医学上将眼球注视物体时向内侧斜视，称为内斜，也就是人们俗称的“斗鸡眼”。

配戴眼镜时需要测量瞳距，瞳距分为：远用瞳距，近用瞳距，常用瞳距。测定时，是按一定的距离测出这三种瞳距的。

对于近视眼或者远视眼患者，配眼镜时，需要考虑这个参数。即两块镜片中心的距离(光学中心距离)应当与患者的瞳距相配合，否则，即使度数正确，患者戴上眼镜后也会有不适的感觉，并且影响视力。

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9、色差

色差(Chromatic aberration;chromatic aberration)： 色差又称色像差，是透镜成像的一个严重缺陷，色差简单来说就是颜色的差别，发生在以多色光为光源的情况下，单色光不产生色差。

CA(Chromatic Aberration)即色差，CA(Area)值用来衡量图像的色差水平，这个值越低说明品质越好。 0-0.5：可以忽略，肉眼难以辨认出; 0.5-1.0：很低，只有受过长期专业训练的人才能勉强发现;1.0-1.5：中等，高倍率输出时时常看到，中等镜头的表现;大于1.5：严重，高倍率输出时非常明显，镜头表现糟糕。

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10、PPI

Pixels Per Inch所表示的是每英寸所拥有的像素(Pixel)数目。因此PPI数值越高，即代表显示屏能够以越高的密度显示图像。当然，显示的密度越高，拟真度就越高。

Pixels Per Inch是图像分辨率的单位，图像PPI值越高，画面的细节就会越丰富，因为单位面积的像素数量更多，所以数码相机拍出来的图片因品牌或生产时间不同可能 有所不同，常见的有72PPI，180PPI和300PPI,默认出来就是这么多(A710拍出的是180PPI)。 DPI(Dots Per Inch)是指输出分辨，针对于输出设备而言的，一般的激光打印机的输出分辨率是300DPI-600DPI，印刷的照排机达到1200DPI-2400DPI，常见的冲印一般在150DPI到300DPI之间。

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11、畸变

畸变指畸形地变化。在虚拟现实里指图像在最大化的覆盖人的视觉范围时有没有扭曲。

在虚拟现实系统中是指虚拟现实设备镜片畸变。为了让用户在视觉上拥有真实的沉浸感，虚拟现实设备就要尽可能的覆盖人眼的视觉范围，因此就需要在虚拟现实设备装一个特定的球面弧度镜片，但是利用弧形镜片将传统的图像投射到人的眼中时，图像是扭曲的，人眼就没有办法获得虚拟空间中的定位，即在虚拟现实中你的周边都是哈哈镜的空间，四周都是扭曲的图像。要解决这个问题，就要先扭转图像，通过特定的算法生成畸变镜片对应的畸变图像，然后这些畸变图像在经过畸变镜片投射到人眼之后，就会变成正常的图像，从而让人感觉到真实的位置投射以及大视角范围的覆盖。

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12、视场角

视场角， 英文 field of view，简称FOV。在显示系统中，视场角就是显示器边缘与观察点(眼睛)连线的夹角。

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13、SparseLightVR

经过很长的一段时间摸索，虚拟现实终于出现在消费者面前，HTC Vive，三星 Gear VR 和 Oculus Rift 竞相让消费者沉浸到虚拟环境中。但当前的头显还有存在一个不足点——视野窄。微软研究院的一个团队已经发现了一种简单廉价的方法“SparseLightVR”改善虚拟现实体验，通过使用LED阵列扩大用户的视野。

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14、渲染

渲染(Render)在电脑绘图中是指：用软件从模型生成图像的过程。模型是用严格定义的语言或者数据结构对于三维物体的描述，它包括几何、视点、纹理以及照明信息。图像是数字图像或者位图图像。渲染这个术语类似于“艺术家对于场景的渲染”。另外渲染也用于描述：计算视频编辑文件中的效果，以生成最终视频输出的过程。

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15、OLED

有机发光二极管又称为有机电激光显示(Organic Light-Emitting Diode，OLED)，OLED显示技术具有自发光的特性，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。

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16、余晖效应

视觉暂留现象（Visual staying phenomenon，duration of vision）又称“余晖效应”。人眼在观察景物时，光信号传入大脑神经，需经过一段短暂的时间，光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，这种残留的视觉称“后像”，视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。

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二、深度技术

1、力反馈

所谓力反馈（Force Feedback），本来是应用于军事上的一种虚拟现实技术，它利用机械表现出的反作用力，将游戏数据通过力反馈设备表现出来，可以让用户身临其境地体验游戏中的各种效果。

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2、Sdk

软件开发工具包(外语首字母缩写：SDK、外语全称：Software Development Kit)一般都是一些软件工程师为特定的软件包、软件框架、硬件平台、操作系统等建立应用软件时的开发工具的集合。

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3、ATW

异步时间扭曲(Asynchronous Timewarp简称ATW)是一种生成中间帧的技术，当游戏不能保持足够帧率的时候，ATW能产生中间帧，从而有效减少游戏画面的抖动。

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4、虚拟全景

虚拟全景又称三维全景虚拟现实（也称实景虚拟）是基于全景图像的真实场景虚拟现实技术。全景（英文名称是 Panorama）是把相机环360 度拍摄的一组或多组照片拼接成一个全景图像，通过计算机技术实现全方位互动式观看的真实场景还原展示方式。

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5、全息投影

全息投影技术一般指全息投影。全息投影技术（front-projected holographic display）也称虚拟成像技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的技术。全息投影技术不仅可以产生立体的空中幻像，还可以使幻像与表演者产生互动，一起完成表演，产生令人震撼的演出效果。适用范围产品展览、汽车服装发布会、舞台节目、互动、酒吧娱乐、场所互动投影等。

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6、立体显示

立体显示是虚拟现实的一个实现方式。立体显示主要有以下几种方式：双色眼镜、主动立体显示、被动同步的立体投影设备、立体显示器、真三维立体显示、其它更高级的设备。

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7、眼球追踪

眼球追踪是一项科学应用技术，用户无需触摸屏幕即可翻动页面。从原理上看，眼球追踪主要是研究眼球运动信息的获取、建模和模拟，用途颇广。而获取眼球运动信息的设备除了红外设备之外，还可以是图像采集设备，甚至一般电脑或手机上的摄像头，其在软件的支持下也可以实现眼球跟踪。

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8、人机交互

人机交互技术（Human-Computer Interaction Techniques）是指通过计算机输入、输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。

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9、动作捕捉

动作捕捉，英文Motion capture,简称Mocap。简单来说就是把人物动作数字化，把数字化动作应用到不同行业，比如拍电影，做动画，做游戏”。

动作捕捉技术涉及尺寸测量、物理空间里物体的定位及方位测定等方面可以由计算机直接理领域。解处理的数据。在运动物体的关键部位设置跟踪器，由Motion capture系统捕捉跟踪器位置，再经过计算机处理后得到三维空间坐标的数据。当数据被计算机识别后，可以应用在动画制作，步态分析，生物力学，人机工程等。

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10、可视化

可视化(Visualization)是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计等多个领域，成为研究数据表示、数据处理、决策分析等一系列问题的综合技术。

三、虚拟现实引擎

1、游戏引擎

游戏引擎是指一些已编写好的可编辑电脑游戏系统或者一些交互式实时图像应用程序的核心组件。这些系统为游戏设计者提供各种编写游戏所需的各种工具，其目的在于让游戏设计者能容易和快速地做出游戏程式而不用由零开始。大部分都支持多种操作平台，如Linux、Mac OS X、微软Windows。

游戏引擎是一个游戏的重要核心，它既是建立游戏的基础，也是控制游戏每一个细节的指挥官，不论是游戏场景中的一个不起眼亮点，还是气势宏伟的场景视觉特效。不同的游戏引擎所能实现的功能也不尽相同，而且用不同的引擎所制作出来的游戏对于运行的系统平台性能需求也有较大的差异。

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2、Unity

Unity是由Unity Technologies开发的一个让玩家轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的综合型游戏开发创作工具。Unity(游戏引擎)一般指Unity3D。

Unity是由Unity Technologies开发的一个让玩家轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的综合型游戏开发创作工具，是一个全面整合的专业游戏引擎。Unity类似于Director，Blender，Virtools或Torque Game Builder等利用交互的图型化开发环境为首要方式的软件其编辑器运行在Windows 和Mac OS X下，可发布游戏至Windows、Mac、Wii、iPhone、Windows phone 8和Android平台。也可以利用Unity web player插件发布网页游戏，支持Mac 和Windows的网页浏览。它的网页播放器也被Mac widgets所支持。Unity分成Free与Pro版。Free版提供试用30天Pro版的功能。

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3、Unreal

Unreal：UNREAL ENGINE 的简写，是目前世界最知名授权最广的顶尖游戏引擎，占有全球商用游戏引擎80%的市场份额。

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4、Source

Source引擎是由Valve电子软件公司开发的3D绘图引擎，开发时是为了使用它制作半条命2，其中与用了大量的3D设置，并且对其他的游戏开发者开放授权。这个引擎提供关于渲染、声效、动画、消锯齿、界面、美工创意和物理模拟方面的支持。

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5、Virtools

Virtools是一套整合软件，可以将现有常用的档案格式整合在一起，如3D的模型、2D图形或是音效等。Virtools是一套具备丰富的互动行为模块的实时3D环境虚拟实境编辑软件，可以让没有程序基础的美术人员利用内置的行为模块快速制作出许多不同用途的3D产品，如网际网络、计算机游戏、多媒体、建筑设计、交互式电视、教育训练、仿真与产品展示等 。

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6、Unigine

该引擎包含了逼真的三维渲染，强大的物理模块，对象具有非常丰富的图书馆导向的脚本系统，全功能的GUI模块，声音子系统，以及灵活的工具。高效率和良好架构的框架，支持多核系统，使Unigine具有一个高度可扩展的解决方案，对其中的多平台类型游戏的影响颇多。

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7、Converse3D

Converse3D虚拟现实引擎是由北京中天灏景网络科技有限公司自主研发的具有完全知识产权的一款三维虚拟现实平台软件，可广泛的应用于视景仿真、城市规划、室内设计、工业仿真、古迹复原、娱乐、艺术与教育等行业。该软件适用性强、操作简单、功能强大、Converse3D虚拟现实引擎的问世给中国的虚拟现实技术领域注入了新的生命力。

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8、GetReal3D For Unity

GetReal3D For UnityTM软件是美国Mechdyne公司针对Unity虚拟交互引擎专门定制开发的功能扩展插件，它能够实现将Unity游戏引擎所创建的交互内容与虚拟现实、仿真训练等应用的无缝对接，支持将Unity引擎开发的应用程序发布到沉浸式显示系统。

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9、Project Tango

Project Tango是谷歌公司的一项研究项目，2014年2月谷歌已经成功为该项目研发出了一款 Android手机原型机，配备了一系列摄像头、传感器和芯片，能实时为用户周围的环境进行3D建模。

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