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摘要：随着大数据、人工智能、网络技术以及硬件技术的快速发展，不管是國内还是国外都在进一步的大力发展虚拟现实技术。这也是如今的虚拟现实相关技术能够有开拓性发展的重要因素之一，同时也使得“虚”与“实”的交互模式越来越向着良性的方向发展。再其次就是虚拟现实系统技术的发展渗透到了各大领域，例如VR、AR、MR等技术已经逐步走进了人们的生活，在旅游、医疗、化工、军事、航天等领域持续发力，成了推动信息消费的一个重要支点。
关键词：虚拟现实;虚拟现实操作系统;虚拟圈
中图分类号：TP311文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）19-0217-02
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
1 虚拟现实操作系统简介
虚拟现实操作系统以下简称虚拟现实系统，由其名字就能知道，是现实与虚拟产生的一种交互模式的结合。由于最近几年的网络技术，大数据技术，电子等相关方面的技术的突破性发展，从而才推动了现在的虚拟现实操作系统技术的发展，这也是使得虚拟现实技术从单维度的虚拟到多维度的现实物质的虚拟，这一步的跨越让人们对于虚拟世界的“现实”有了新的体验和五官感知。简单一点说虚拟现实操作系统技术就是建立在计算机仿真系统技术上的，它通过增加各种技术来完成虚拟现实系统对于现实世界的尽可能相对的多维度的模拟，要达到这一步则需要多方面技术的协同发展。其次是虚拟现实系统对于所模拟出来的虚拟环境必须要有能够吸引人群的亮点，否则就会导致这一技术出现断层和停滞状态的发展趋势，这也是为什么虚拟现实在近几年才有了建设性的发展的原因之一。
如今虚拟现实系统这一技术得到了越来越多人的关注与认可，而认可度和关注度的提升，有很大一部分是因为虚拟现实系统技术中所使用的数据来源于现实生活之中。这些数据通过网络技术产生电子信号，然后集合各种输出设备显示出来，从而让人们能够相对真实地感受到虚拟现实系统所虚拟的现实模拟环境。而从模拟环境中感知的虚拟现象可以是我们现实世界中实实在在的可以触摸的物体，也可以是肉眼无法看到的物质，但是都以三维的模式表现在虚拟的模拟环境中。这就是虚拟现实系统技术现在所呈现出来的状态。
2 研究方法
（1）探索性研究法
探索性研究法是用已知的信息知识来探索和创造新的知识，从而得出新颖而独特的成果或产品。在本文中首先对已有的技术进行了简单的介绍，然后在这个基础上对以后的发展及研究方向做了探索性的阐述和导向。例如文中提到的实时性的虚拟出“现实”的环境以及应用到学生的虚拟手术实验等都是应用到了探索性研究法。
（2）思维方法
思维方法是人们正确进行思维和准确表达思想的重要工具，它对于一切科学性的学术研究都具有普遍的指导意义。在本文中对于思维方法的应用，主要在于阐述虚拟现实操作系统的特征分类以及基本的发展架构。其次在发展的局限上的推理和预见性地提出的建议也相对来说运用了本方法。
3 虚拟现实操作系统的发展概况及研究目的
短短几年来，中国的硬件制造，网络技术，大数据等各大领域的高速发展。使国内的虚拟现实系统技术到了跨域式的一步发展，俨然已经呈现出领先的趋势。在各大市场上，我国的虚拟现实产业的认可度以及所具备的潜力都是排在世界的前列。但是在各个领域的普及程度上还是出现比较偏低的状态，市场消费经济也还有所不足。但是这需要后续的各方面的发展所支持。
目前虚拟现实操作系统的创新的研究出现了许多有碍于发展的问题，所以在本文中从客观世界的大环境出发对未来的发展走向作了浅显的阐述。
4 分类及特征
（1）分类
虚拟现实操作系统由于涉及的学科广泛，可应用的领域也广泛，所以在目前并没有官方性的明确的完整分类。所以在一般意义上进行分类的方式就是按照应用需求、研究对象以及目标来进行决定。当不同的人在进行不同的研究时可能会有不同的分类方式，但是就虚拟操作系统的本身而言，不管从什么角度去分类都不会改变其最初的本质。
（2）特征
笪曼昊（2019）[1]在《虚拟现实技术的应用研究》中提到其特征具有：沉浸性、交互性、多感知性、构想性、自主性五种特征。
5 关键技术介绍
虚拟现实系统是一种包含了很多方面技术的技术，为了实现虚拟到现实的模拟，其涉及的大多数技术都还处于需要进一步发展的阶段。因为现在的技术依然很难实现理想上的虚拟到现实的模拟。
（1）虚拟现实系统应用开发工具技术
正所谓工欲善其事必先利其器，说的一点不错。如果没有一个较好虚拟现实系统应用的开发工具，那么虚拟现实系统的扩展性和稳定性将会出现很多问题。而这一项技术的成功发展则相当于是为虚拟现实系统提供了可持续发展的动力，只有动力足够了，虚拟现实系统的衍生发展以及自身的升级才有持续的可行性。场景和对象是虚拟现实系统应用的关键点，如果可以在开发不同的场景和对象时选择不同的工具技术进行开发，可以有效地提高虚拟现实系统应用的开发效率和开发的质量。
（2）虚拟现实系统集成技术
该项技术的最大作用就是相当于一个管理者，因为虚拟现实系统涉及很多方面的技术和大量的输入输出设备，而在构成一个完整的虚拟现实的应用场景则需要将所有涉及的技术和设备整合到一个虚拟圈中并且使其在虚拟圈中能够各行其是，这就需要虚拟现实的系统的集成技术进行虚拟场景的有效化。其次是在于数据管理模型、虚拟的识别与合成技术及预见性等也需要建立在该项技术之上。
（3）动态虚拟环境建模技术
虚拟现实系统的动态性虚拟建模技术是虚拟现实系统进行虚拟模拟的核心之一。其主要作用就是读取现实世界环境的三维数据，然后根据相应的应用环境实现相应的实时虚拟现实的虚拟模拟环境。这一项技术需要建立在三维图形生成技术、立体显示和传感技术之上。只有虚拟现实系统动态的创建出虚拟的模拟场景，才可以提升使用者的感知体验。友好的交互模式即是该项技术发展的目的。 （4）实时三维图形生成技术
目前世界上对于三维技术的发展已经处于一定的成熟状态，但难的是能实时地生成相应的虚拟环境的应用场景，这是一大难点。另一个难点是要在实时生成的虚拟场景中让体验者具备理想上的相对全面的自我感知效果，本难点的困难在于如何将人的表面感知与内在感知连接到虚拟的环境中。以上两个难点的实现，虚拟现实系统技术将会得到飞跃似的发展，而虚拟现实技术也将会达到真正意义上的“虚拟现实”，至少也会发展到人为的感知系统无法轻易地去感知出来。
（5）立体显示和传感器技术
这两种技术需要建立在三维技术的基础之上。立体显示技术是虚拟现实系统的输出设备也是与人交互的人口;传感器技术则是用来维持虚拟、现实和使用者之间的良好交互，即虚拟与虚拟和虚拟与现实之间的交互。这一系列的交互行为都需要依赖以上两种技术的有效发展。但就现在而言，世界上对于以上两种技术的发展还远远不够。再有就是力学感知设备和光学感知设备也还需要更进一步更新和发展，虚拟现实系统的定位精度范围也需要进一步提高。
6 技术应用
（1）医疗领域
虚拟现实的操作系统技术在医疗领域的应用有着十分重要的作用，例如医疗实验、内外科手术实验、临床实验等。在国内就出现了成功的首例远程肝胆外科手术（深圳市人民医院首例运用5GAR与MR两种技术相结合成功完成），这也是对虚拟现实技术的发展的有益尝试。虚拟现实操作系统还可以在虚拟现实的空间中模拟出入体标本，包括人体组织、器官等，然后让学生进行模拟其实际应用操作，这样就能够使学生更快的有效地掌握要领。但是就目前在该领域的发展还是起步状态，实现的应用也较为单一。这其中包括医疗器械以及电子感知技术等都还需要更进一步的发展才有可能实现，所以这一领域在未来的发展依然有巨大的前景。
（2）娱乐与展示领域
虚拟现实系统技术在娱乐市场中的应用影响力也是巨大的，因为它能够提升使用者的兴趣与感知（例如中国天眼、影院、游戏等）。其实展示和娱乐这两个领域并无明确界限，但又有所不同，展示的侧重不在于娱乐，重在体验，由于材料之间的发展技术还存在相对的落后，这一领域也有相当大的发展前景。
（3）应用军事领域
虚拟现实系统的虚拟模拟环境的立体维度与真实性这一性能，在军事上也有着重大的作用。由于其真切的感知，可以将不同的地域立体地展现出来，然后在其中进行不同规模上的军事演习，这样对于实际的军事演习有着十分重要的作用。其次是核武器的实验，也可以在虚拟现实的模拟空间中进行试验，减少武器对自然和环境的毁坏。但是这需要涉及多种交叉反映技术，所以同样还存在很多的技术上的不足，未来依然有很大的发展需要。
（4）航天航空领域
从最初的航天航空技术发展到现在，每一项工程都需要消耗大量的经费。而且航天航空这一项科技技术的涉及领域广，工程浩大且十分烦琐。如果航天航空的科学家们可以利用虚拟现实系统技术进行虚拟环境的模拟，将会减少许多不必要的工程环节，同时也降低了危险性和经费开销。譬如在虚拟现实系统的虚拟模拟环境中进行航天飞行器与飞行环境的模拟，可以让飞行人员在这个虚拟的现实环境中进行相应的实验操作和飞行训练，这样就可以大幅度的降低实验的危险性和经费开销。再如空間站的维护也同样有着巨大的实际操作难度，但是使用虚拟现实系统技术就可以大大地降低危险和成本。
7 发展局限
就当今对于虚拟现实系统技术的发展，总体上还是处于一种“泛化”状态，和真正的虚拟现实技术还有不小的差距，更是没有达到虚拟与现实的友好交互及实时回应感知。但是对于推进全球的虚拟现实各个领域技术的发展是有着不小的作用。放眼未来，虚拟现实系统这一项技术仍然有很大的发展空间，但是在这一项技术的高速发展过程中同时也显现出了一系列的问题。譬如虚拟现实系统技术生产的一系列产品的大众化这一条件，就目前而言还不现实，因为目前这一系列的产品消费还停留在较高或者更高的经济消费水平，无法满足相对大众的消费承受;其次是生产这一系列的产品在经济利益回收上也不是很稳定;最后则是技术方面问题，虚拟现实系统技术生产的产品在和其他的产品进行交互联系时出现不能够完全的衔接使用问题，以及如何突破虚拟现实系统这一领域的技术产品商业经济化，也是一个巨大的难题。但是相信随着科学技术不断创新的脚步，相信未来的虚拟现实操作系统技术一定有着巨大的发展空间等着我们去开发。
参考文献：
[1]笪曼昊，虚拟现实技术的应用研究[J].电脑迷，2019.01（01）.
【通联编辑：闻翔军】
基金项目：贵州省2018年大学生创新创业训练计划项目（2018520970）
作者简介：田建勇（1976-），男，贵州松桃人，副教授，研究方向为软件工程;江兴铭（1998-），男，贵州丛江人，在读硕士，研究方向为数据科学与大数据技术;冯靖洪（1994-），男，贵州沿河人，在读硕士，研究方向为数据科学与大数据技术。
关键词：虚拟现实;虚拟现实操作系统;虚拟圈
中图分类号：TP311文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）19-0217-02
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
1 虚拟现实操作系统简介
虚拟现实操作系统以下简称虚拟现实系统，由其名字就能知道，是现实与虚拟产生的一种交互模式的结合。由于最近几年的网络技术，大数据技术，电子等相关方面的技术的突破性发展，从而才推动了现在的虚拟现实操作系统技术的发展，这也是使得虚拟现实技术从单维度的虚拟到多维度的现实物质的虚拟，这一步的跨越让人们对于虚拟世界的“现实”有了新的体验和五官感知。简单一点说虚拟现实操作系统技术就是建立在计算机仿真系统技术上的，它通过增加各种技术来完成虚拟现实系统对于现实世界的尽可能相对的多维度的模拟，要达到这一步则需要多方面技术的协同发展。其次是虚拟现实系统对于所模拟出来的虚拟环境必须要有能够吸引人群的亮点，否则就会导致这一技术出现断层和停滞状态的发展趋势，这也是为什么虚拟现实在近几年才有了建设性的发展的原因之一。
如今虚拟现实系统这一技术得到了越来越多人的关注与认可，而认可度和关注度的提升，有很大一部分是因为虚拟现实系统技术中所使用的数据来源于现实生活之中。这些数据通过网络技术产生电子信号，然后集合各种输出设备显示出来，从而让人们能够相对真实地感受到虚拟现实系统所虚拟的现实模拟环境。而从模拟环境中感知的虚拟现象可以是我们现实世界中实实在在的可以触摸的物体，也可以是肉眼无法看到的物质，但是都以三维的模式表现在虚拟的模拟环境中。这就是虚拟现实系统技术现在所呈现出来的状态。
2 研究方法
（1）探索性研究法
探索性研究法是用已知的信息知识来探索和创造新的知识，从而得出新颖而独特的成果或产品。在本文中首先对已有的技术进行了简单的介绍，然后在这个基础上对以后的发展及研究方向做了探索性的阐述和导向。例如文中提到的实时性的虚拟出“现实”的环境以及应用到学生的虚拟手术实验等都是应用到了探索性研究法。
（2）思维方法
思维方法是人们正确进行思维和准确表达思想的重要工具，它对于一切科学性的学术研究都具有普遍的指导意义。在本文中对于思维方法的应用，主要在于阐述虚拟现实操作系统的特征分类以及基本的发展架构。其次在发展的局限上的推理和预见性地提出的建议也相对来说运用了本方法。
3 虚拟现实操作系统的发展概况及研究目的
短短几年来，中国的硬件制造，网络技术，大数据等各大领域的高速发展。使国内的虚拟现实系统技术到了跨域式的一步发展，俨然已经呈现出领先的趋势。在各大市场上，我国的虚拟现实产业的认可度以及所具备的潜力都是排在世界的前列。但是在各个领域的普及程度上还是出现比较偏低的状态，市场消费经济也还有所不足。但是这需要后续的各方面的发展所支持。
目前虚拟现实操作系统的创新的研究出现了许多有碍于发展的问题，所以在本文中从客观世界的大环境出发对未来的发展走向作了浅显的阐述。
4 分类及特征
（1）分类
虚拟现实操作系统由于涉及的学科广泛，可应用的领域也广泛，所以在目前并没有官方性的明确的完整分类。所以在一般意义上进行分类的方式就是按照应用需求、研究对象以及目标来进行决定。当不同的人在进行不同的研究时可能会有不同的分类方式，但是就虚拟操作系统的本身而言，不管从什么角度去分类都不会改变其最初的本质。
（2）特征
笪曼昊（2019）[1]在《虚拟现实技术的应用研究》中提到其特征具有：沉浸性、交互性、多感知性、构想性、自主性五种特征。
5 关键技术介绍
虚拟现实系统是一种包含了很多方面技术的技术，为了实现虚拟到现实的模拟，其涉及的大多数技术都还处于需要进一步发展的阶段。因为现在的技术依然很难实现理想上的虚拟到现实的模拟。
（1）虚拟现实系统应用开发工具技术
正所谓工欲善其事必先利其器，说的一点不错。如果没有一个较好虚拟现实系统应用的开发工具，那么虚拟现实系统的扩展性和稳定性将会出现很多问题。而这一项技术的成功发展则相当于是为虚拟现实系统提供了可持续发展的动力，只有动力足够了，虚拟现实系统的衍生发展以及自身的升级才有持续的可行性。场景和对象是虚拟现实系统应用的关键点，如果可以在开发不同的场景和对象时选择不同的工具技术进行开发，可以有效地提高虚拟现实系统应用的开发效率和开发的质量。
（2）虚拟现实系统集成技术
该项技术的最大作用就是相当于一个管理者，因为虚拟现实系统涉及很多方面的技术和大量的输入输出设备，而在构成一个完整的虚拟现实的应用场景则需要将所有涉及的技术和设备整合到一个虚拟圈中并且使其在虚拟圈中能够各行其是，这就需要虚拟现实的系统的集成技术进行虚拟场景的有效化。其次是在于数据管理模型、虚拟的识别与合成技术及预见性等也需要建立在该项技术之上。
（3）动态虚拟环境建模技术
虚拟现实系统的动态性虚拟建模技术是虚拟现实系统进行虚拟模拟的核心之一。其主要作用就是读取现实世界环境的三维数据，然后根据相应的应用环境实现相应的实时虚拟现实的虚拟模拟环境。这一项技术需要建立在三维图形生成技术、立体显示和传感技术之上。只有虚拟现实系统动态的创建出虚拟的模拟场景，才可以提升使用者的感知体验。友好的交互模式即是该项技术发展的目的。 （4）实时三维图形生成技术
目前世界上对于三维技术的发展已经处于一定的成熟状态，但难的是能实时地生成相应的虚拟环境的应用场景，这是一大难点。另一个难点是要在实时生成的虚拟场景中让体验者具备理想上的相对全面的自我感知效果，本难点的困难在于如何将人的表面感知与内在感知连接到虚拟的环境中。以上两个难点的实现，虚拟现实系统技术将会得到飞跃似的发展，而虚拟现实技术也将会达到真正意义上的“虚拟现实”，至少也会发展到人为的感知系统无法轻易地去感知出来。
（5）立体显示和传感器技术
这两种技术需要建立在三维技术的基础之上。立体显示技术是虚拟现实系统的输出设备也是与人交互的人口;传感器技术则是用来维持虚拟、现实和使用者之间的良好交互，即虚拟与虚拟和虚拟与现实之间的交互。这一系列的交互行为都需要依赖以上两种技术的有效发展。但就现在而言，世界上对于以上两种技术的发展还远远不够。再有就是力学感知设备和光学感知设备也还需要更进一步更新和发展，虚拟现实系统的定位精度范围也需要进一步提高。
6 技术应用
（1）医疗领域
虚拟现实的操作系统技术在医疗领域的应用有着十分重要的作用，例如医疗实验、内外科手术实验、临床实验等。在国内就出现了成功的首例远程肝胆外科手术（深圳市人民医院首例运用5GAR与MR两种技术相结合成功完成），这也是对虚拟现实技术的发展的有益尝试。虚拟现实操作系统还可以在虚拟现实的空间中模拟出入体标本，包括人体组织、器官等，然后让学生进行模拟其实际应用操作，这样就能够使学生更快的有效地掌握要领。但是就目前在该领域的发展还是起步状态，实现的应用也较为单一。这其中包括医疗器械以及电子感知技术等都还需要更进一步的发展才有可能实现，所以这一领域在未来的发展依然有巨大的前景。
（2）娱乐与展示领域
虚拟现实系统技术在娱乐市场中的应用影响力也是巨大的，因为它能够提升使用者的兴趣与感知（例如中国天眼、影院、游戏等）。其实展示和娱乐这两个领域并无明确界限，但又有所不同，展示的侧重不在于娱乐，重在体验，由于材料之间的发展技术还存在相对的落后，这一领域也有相当大的发展前景。
（3）应用军事领域
虚拟现实系统的虚拟模拟环境的立体维度与真实性这一性能，在军事上也有着重大的作用。由于其真切的感知，可以将不同的地域立体地展现出来，然后在其中进行不同规模上的军事演习，这样对于实际的军事演习有着十分重要的作用。其次是核武器的实验，也可以在虚拟现实的模拟空间中进行试验，减少武器对自然和环境的毁坏。但是这需要涉及多种交叉反映技术，所以同样还存在很多的技术上的不足，未来依然有很大的发展需要。
（4）航天航空领域
从最初的航天航空技术发展到现在，每一项工程都需要消耗大量的经费。而且航天航空这一项科技技术的涉及领域广，工程浩大且十分烦琐。如果航天航空的科学家们可以利用虚拟现实系统技术进行虚拟环境的模拟，将会减少许多不必要的工程环节，同时也降低了危险性和经费开销。譬如在虚拟现实系统的虚拟模拟环境中进行航天飞行器与飞行环境的模拟，可以让飞行人员在这个虚拟的现实环境中进行相应的实验操作和飞行训练，这样就可以大幅度的降低实验的危险性和经费开销。再如空間站的维护也同样有着巨大的实际操作难度，但是使用虚拟现实系统技术就可以大大地降低危险和成本。
7 发展局限
就当今对于虚拟现实系统技术的发展，总体上还是处于一种“泛化”状态，和真正的虚拟现实技术还有不小的差距，更是没有达到虚拟与现实的友好交互及实时回应感知。但是对于推进全球的虚拟现实各个领域技术的发展是有着不小的作用。放眼未来，虚拟现实系统这一项技术仍然有很大的发展空间，但是在这一项技术的高速发展过程中同时也显现出了一系列的问题。譬如虚拟现实系统技术生产的一系列产品的大众化这一条件，就目前而言还不现实，因为目前这一系列的产品消费还停留在较高或者更高的经济消费水平，无法满足相对大众的消费承受;其次是生产这一系列的产品在经济利益回收上也不是很稳定;最后则是技术方面问题，虚拟现实系统技术生产的产品在和其他的产品进行交互联系时出现不能够完全的衔接使用问题，以及如何突破虚拟现实系统这一领域的技术产品商业经济化，也是一个巨大的难题。但是相信随着科学技术不断创新的脚步，相信未来的虚拟现实操作系统技术一定有着巨大的发展空间等着我们去开发。
参考文献：
[1]笪曼昊，虚拟现实技术的应用研究[J].电脑迷，2019.01（01）.
【通联编辑：闻翔军】
基金项目：贵州省2018年大学生创新创业训练计划项目（2018520970）
作者简介：田建勇（1976-），男，贵州松桃人，副教授，研究方向为软件工程;江兴铭（1998-），男，贵州丛江人，在读硕士，研究方向为数据科学与大数据技术;冯靖洪（1994-），男，贵州沿河人，在读硕士，研究方向为数据科学与大数据技术。