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1、自從計算機被發(fā)明以來，在傳統(tǒng)的信息處理環(huán)境中一直是以計算機為主體的，
是“人圍著機器〔計算機)轉”的。例如，在傳統(tǒng)的仿真和建模環(huán)境中，雖然主
觀上一直在強調要發(fā)揮人的主動作用，但由于在客觀上計算機只能在處理數字化
的信息時才發(fā)揮出強大的威力。人不得不大“湊合”當時的計算機所能提供的技
術條件.人和機器的關系是不甚和諧的。
為了從“機器是主體”改變到“人是主體”，從“人圍著機器轉”改變到要讓
“機器圍著人轉”.必須首先克服一系列的技術“瓶頸”。以仿真和建模為例.這些
“瓶頸”技術包括:如何實現(xiàn)參與仿真和建模的人的感知能力、認知能力和心理狀
況在仿真環(huán)境中的反應，如何表達和處理定性
2、知識等。歸根結底是如何把計算機
只善于處理數字化的單調信息改變?yōu)橛嬎銠C也善于處理人所能感受到的、在思維
過程中所接觸到的.除了數字化信息之外的其他各種表現(xiàn)形式的多維信息。
為了達到以上所說的目標，我們必須首先回答一個前提性的問題，即“人的
思維過程是可以認識的嗎”，如果答案是否定的，又如何能設計出這種多維信息的
智能計算機和信息處理系統(tǒng)呢？
我國著名科學家錢學森同志曾寫道:“我們認為人的思維過程是可以理解的。
不但如此，而又具有具體的研究途徑，即通過四門科學:人工智能、認知科學、神
經生理學〔神經解剖學〕和心理學。這個研究范圍要比邏輯學廣得多，它包括了
人的全部思維，包括邏輯
3、思維和形象思維。為了使計算機不僅僅成為人進行邏輯
思維的有力工具，而目也是人進行形象思維的幫手.首先要求計算機應能適應于
人所慣用的信息獲取形式和思維過程.例如:人并不是僅僅靠聽和看文字（或數字）
材料獲取信息的.而是通過他與所處環(huán)境的交互作用，利用人本身對所接觸事物
的感知和認知能力，以全方位的方式獲取各式各樣表現(xiàn)形式的信息。
怎樣才能從技術的角度去說明上述這種適應于人的信息環(huán)境的恃點呢?虛擬
現(xiàn)實技術的三角形比較簡潔地說明了虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特征，即三個“I”，它們是
Immersion-Interaction-Imagination（沉浸—交互—構想）
1、虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特征
4、--沉浸性（Immeniun）
沉浸性是指計算機操作人員作為人機環(huán)境的主導者存在于虛擬環(huán)境中。多煤
體技術雖然為人們提供了豐富多彩的信息表示形式.且使人與計算機可以交往.
但是在交往過程中:人們只能從計算機外部去觀察這些表現(xiàn)形式.人們十分清晰地
感覺到，白己獨立處于界面之外;對于虛擬現(xiàn)實制作，通過多維方式與計算機所
創(chuàng)造的慮擬環(huán)境進行交互，能使參與者全身心地沉浸在計算機所生成的三維虛擬
環(huán)境中，產生身臨其境的感覺，將人與環(huán)境融為一體.使操作人員相信在虛擬境
界中人也是確實存在的，而且在操作過程中參與者可以自始至終地發(fā)揮作用，就
像在真正的客現(xiàn)現(xiàn)實世界中一樣.
在虛擬壞境中引入
5、聽覺系統(tǒng)可以補充視覺信息.以增強對環(huán)境的感知.在現(xiàn)實世界中，人們
可以操作各種物體，并能感覺到物體的運動阻力、表面紋理、質量、柔性等特征，在虛擬環(huán)境中如要體驗到這些特性必須引入觸覺和力感反饋系統(tǒng)，
虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特征--交互性(interaction)
交互性是指操作者與虛擬環(huán)境中所遇到的各種對象的相互作用的能力，它是
人機和諧的關鍵性因素。交互性是虛擬現(xiàn)實與三維動畫最大的區(qū)別之一。交互性
包含對象的可操作程度、用戶從環(huán)境中得到反饋的自然程度及虛擬場景中對象依
據物理學定律運動的程度等。虛擬現(xiàn)實是自主參考系，即以用戶的視點變化進行
虛擬交互，這個過程中最重要的的是實到性.實時性是
6、指計算機能夠響應用戶的
輸入并立即改交虛擬場景的狀態(tài)。
參與者利用視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺等感官功能，通過對話、頭部運
動.眼部運動、手勢、行走、轉身、拾取和放置等人類自然技能對虛擬環(huán)境中的
實體進行交互操作，這種交互是三維的.用戶是交互作用的主體，與虛擬客體間
進行多行為的交互。虛擬現(xiàn)實提供人與計算機通信的自然的手段.使計算機系統(tǒng)
從處理傳統(tǒng)單維數值信息轉變到處理人類在思維過程中接觸到的表規(guī)形式各異的
多維信息，因而從根木上改變了人與計算機系統(tǒng)的交互操作方式.
例如，用戶可以用自己的手去直接抓取虛擬環(huán)境中的物體這時會有握著東西
的感覺.并可以感覺到物體的重量(其實這時手中并沒有物體)，視景中被抓的物
體也會隨著手的移動而移動。
理想的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)應該使用人的一切自然技能來交互.但是目前虛擬現(xiàn)實
技術所使用的交互媒體僅限于視覺、聽覺、力覺、觸覺、運動等幾種。無論從感
知范圍還是從感知的精確程序都無法與人相比擬，所以還不能完全使用人的自然
技能和系統(tǒng)交互。
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虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)組成虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特征
