虚拟现实技术用于计算机通信的分析及研究_杨富平.pdf

13网络通信与安全Network Communication&Security电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering现阶段，计算机通信在现代社会广受重视，该技术的特点在于强调大量信息的快速实时交互，这使传统的工作技术渐渐不能满足通信需要，虚拟现实技术等新手段得到了较多关注。虚拟现实，英文名为Virtual Reality，简称 VR，这一名词是由美国 VPL 公司创建人拉尼尔(Jaron Lanier)在 80 年代初提出的，因其技术集成性高，能够同时完成大量信息的处理，其应用范围也逐步扩大，包括计算机通信（Computer communication）在内。计算机通信是一种以数据通信形式出现，在计算机与计算机之间或计算机与终端设备之间进行信息传递的方式。计算机通信的特殊性使其需要来自虚拟现实技术的支持，后者应用的具体形式也比较多样1。从进一步促进技术融合、技术发展、技术应用的角度出发，就虚拟现实技术的内涵、特点、关键技术，以及其在计算机通信中的具体应用进行分析，具有突出的现实意义。1 虚拟现实技术的内涵虚拟现实技术（英文名称：Virtual Reality，缩写为VR）又称虚拟实境或灵境技术，是 20 世纪发展起来的一项全新的实用技术。该技术以计算机技术、仿真技术、建模技术等为基础发展而来，能够为多个领域、行业提供应用服务，主要强调提供接近实境的虚拟体验服务2。虚拟现实技术的服务能力很强，在硬件和基础技术得到保障的情况下，能够完成大量数据的同步处理，使其以三维、立体的方式呈现给使用者。当前虚拟现实技术适用范围日趋广泛，能够辅助各领域的信息处理活动，但其使用的技术要求也较高，容易受到其他因素干扰，包括通信干扰等，这也要求重视该技术的研究，提升其应用效果。2 虚拟现实技术的分析2.1 虚拟现实技术的特点2.1.1 虚拟性虚拟现实技术的基本特点在于其虚拟性，这一特点主要体现在用户一端。包括计算机通信在内，所有的通信活动技术原理均带有相似性，主要强调对信息的采集、处理，在虚拟现实技术的支持下可对其进行动态的模拟，使收集所获取的数据快速得到加工，以立体化的方式呈现3。如三维直播技术，该技术是直播技术和虚拟现实技术的融合，远程直播实际上是计算机通信的一种方式，强调对远程信息进行实时收集，再利用计算机进行快速处理提供给用户。该技术的原理如图 1 所示。远程摄像设备可以收集各类信息，之后以三维建模技术对收集所获的信息进行处理，并通过存储器进行缓存（此环节并非必要，需要根据服务环境特点具体确定），再由终端处理器进行最终调整（基于用户需要的主动调虚拟现实技术用于计算机通信的分析及研究杨富平（通信智能公司 江苏省连云港市 222345）摘要：本文以虚拟现实技术的内涵为切入点，在此基础上分析其特点和关键技术，最后探究计算机通信中融合虚拟现实技术的具体方式，包括在虚拟呼叫中心的融合、在公共通信网络中的融合、在计算机增值网络中的融合等，使虚拟现实技术的优势得到进一步彰显，也为其继续应用提供少许参考。关键词：虚拟现实技术；计算机通信；动态建模；实时交互图 1：虚拟现实技术的基本流程14网络通信与安全Network Communication&Security电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering整），以三维化的形式具体提供到用户端（即VR终端）。整个过程中，信息处理的关键步骤均在虚拟环境下完成，以服务提供一端的计算机或计算机群为中心平台，做信息处理和建模、调整、指令响应等，提供给用户的信息也是计算机基于原始信息加工而得的三维化虚拟信息，这是虚拟现实技术的基本特点4。2.1.2 感知性感知性是指在虚拟现实技术的支持下，用户一端对信息的了解、接受具有可感知化的特征，包括视觉、听觉、触觉等多个方面。在虚拟现实技术早期应用阶段，其感知性主要体现在视觉方面，以立体化的视频呈现信息、提供服务5。随着通信技术、信息处理技术的发展，触觉、听觉等方面也实现了虚拟现实化，并开始向多感知方向发展，游戏设备、直播设备为多见的实践平台，这些平台建立和工作的基础为大容量计算机，以计算机完成复杂指令的实时处理、动态建模，本质上是计算机通信的一种实践方法。如上文所述的远程直播等，虚拟现实技术下的游戏设备服务系统基本结构如图 2 所示。该系统由三个部分构成，即服务器、操作系统、静态交互系统，其中服务器即虚拟现实技术的核心处理单元，在服务器内，对各类基础信息、原始信息进行加工，形成三维化的服务资源。操作系统包括游戏菜单手柄、操作手柄，二者均由用户（即游戏体验者）控制，其中菜单手柄用于确定服务类别、项目，以及其他微操，包括音量调整、亮度调整等，后者用于游戏内的操作，如方向变化、模拟加速等，操作系统的一切操作均以用户为主动交互为中心，系统也需要以默认程序提供必要辅助。静态交互系统即显示屏和 VR 眼镜，其中显示屏提供实时的工作信息，用户对信息的接收以该设备为中心，以 VR 眼镜与其联用、做终端的信息呈现。整个系统以服务用户感知效应、提升游戏体验为中心目标。2.1.3 主动性主动性是虚拟现实技术的衍生功能之一，主要强调用户、操作者、管理者在技术应用时的主动交互、主动管理能力。现代虚拟现实技术的运用范围日趋广泛，在计算机通信活动中的作用也越发突出，部分技术可能用于军队指挥自动化系统、武器控制系统、信息处理系统、决策分析系统、情报检索系统以及办公自动化系统，其价值超过了一般性的商业服务范围，需要保证过程管理质量，这使虚拟现实技术拥有了可主动控制的特点。如在军事管理活动中，需要借助计算机通信完成大量信息的实时处理，以完成参数模拟，通过三维化的方式了解管理对象的具体情况，包括导弹落点计算、弹道分析等。在主动性特点的支持下，需要考虑虚拟环境中物体在物理定律作用下的动作情况和必要出现的实时变化，假定研究对象为巡航导弹的落点，该类导弹在自重作用下，会在下降阶段以抛物线形式掉落，需要通过计算机通信的方式进行详细分析，借助虚拟现实技术呈现其下落的具体时间、落点等，以作出主动计算和主动调整。2.2 虚拟现实的关键技术2.2.1 动态建模动态建模是虚拟现实的关键技术之一，虚拟环境的建立是 VR 系统的核心内容，目的就是获取实际环境的三维数据，并根据应用的需要建立相应的虚拟环境模型。该技术的应用通常以计算机通信为中心，强调以容量较大的硬件平台（通常也是计算机）提供建模载体，快速进行信息的处理，重建，形成动态三维虚拟环境。图 3 所示为虚拟现实技术的动态建模过程，该过程中，A 图原始信息收集阶段的三维草图，尚未填充具体内容物，在持续组织计算机通信的过程中，远程模块提供的数据越来越多，经过计算机的分析处理后，可用于图 2：游戏设备服务系统基本结构15网络通信与安全Network Communication&Security电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering建立虚拟模型，其初步建设的结果即为 B 图。动态建模技术的支持下，B 图也并非最终效果图，只是虚拟现实技术的一个阶段或某一帧图像，随着信息的持续收集，虚拟现实技术提供的图像会持续完善，直到可用于提供服务。当所有所需信息收集完成后，生成的三维模型可定型完成，并进行存储、备用，如需要更新则继续调取、编辑。2.2.2 实时交互实时交互是虚拟现实的核心工作技术之一，主要在采集端与处理端、处理端和服务端之间运用，其中采集端一般为各类信息收集设备，如传感器、摄像机等等，负责采集各区域的实时信息，由于虚拟现实技术需要的信息量较大，且需要持续获取原始信息，采集端与处理端的通信活动，通常以计算机通信的方式进行。处理端在接收各类原始信息后，开始对其进行加工，利用三维建模技术，形成可直接提供服务的三维模型，提供给远程服务端，服务端直接面向用户，此过程依然采用计算机通信技术，以保证大量数据的传输质量，保证信息传输完成后可直接由终端电子计算机或其他信息化一体设备呈现，包括一体游戏机、一体直播设备等。用户接收的信息通常应是实时变化的，以远程端收集的原始信息为依据，通过处理端的不断调整加工，使其能够实时反映采集端的具体情况，确保交互活动的实时性。实时交互技术的实现依赖稳定的通信，也即计算机通信技术或其他具有大容量、高稳定性的工作方法。2.2.3 系统集成集成技术并不直接影响虚拟现实技术的运用，但在虚拟现实技术实现的过程中，需要集成技术为多技术联用提供保障，如果虚拟现实技术与其他技术并用，也需要通过集成技术提供保障。在计算机通信模式下，需要以集成技术，将虚拟现实和计算机通信纳入到统一的管理系统内，通过预设的默认程序进行逻辑控制。通常需要进行一体控制的技术包括信息同步技术、模型的标定技术、数据转换技术、数据管理模型、识别与合成技术等。上述技术应用于虚拟现实技术实践的不同阶段，原则上需要以一块芯片、一个操作系统进行管理。如计算机通信模式下，通信活动和建模活动可能是同步、实时进行的，借助集成技术，可以有效对两项工作的进程进行控制，使通信活动和建模活动一体开展的同时，存在数据调用、加工、更新的时间差和先后顺序，保证虚拟现实技术的逻辑控制效果。3 计算机通信中融合虚拟现实技术的分析3.1 在虚拟呼叫中心的融合计算机通信工作中，虚拟现实技术的运用广泛，除上文所述的游戏、直播等方式外，由于很多领域强调大规模通信，虚拟现实技术的运用也更趋普遍，如虚拟呼叫中心服务。该中心主要在通信工作繁忙时发挥资源调配的作用，如 A 组织日间通信活动较为频繁，无论以移动设备、固定设备提供服务，均可能导致通信延误的问题。在计算机通信模式下，利用虚拟现实技术，将组织内的通信资源进行云端重组、备用，进入通信阶段后，图 3：动态建模技术（作图为 A 图，右图为 B 图）16网络通信与安全Network Communication&Security电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering根据通信需要投入资源，所有信道均独立组织管理，以虚拟现实技术做好信道集中管理，原则上逐步投入所有信道，当已经投入的信道不再使用后，重新纳入虚拟现实技术的管理范畴内备用，使通信资源能得到有序管理。3.2 在公共通信网络中的融合公共通信网络主要服务固定电话通信，一般情况下，一部电话机在同一时间段内只能与另外一台电话机建立通信关联，在组织通信管理的过程中，为保证通信活动高效有序，在固定电话的服务端，多需要借助计算机通信进行管理，虚拟现实技术在此过程中提供虚拟交换功能，在固定电话的服务端植入工作设备，使大量通信需求可以在服务端被集中管理，而在网络模式下，在多台物理设备上执行单功能交换。在公共通信服务中，物理层面的交换可转移到网络虚拟环境下进行，以计算机提供计算服务，快速完成交换管理。此模式下，物理交换所需要的资源较少，便于管理，网络模式下的交互频繁、多样，但可以借助计算机通信在云端进行，也减少了管理负荷，从而提升公共通信网络的管理效率和通信质量。3.3 在计算机增值网络中的融合计算机通信的特点之一在于能够快速、实时进行大量数据的处理，以满足一些复杂管理、通信活动的要求，如上文所述的军事指挥、系统决策等。这使计算机通信开始向增值网络服务延伸，虚拟现实技术的运用为其功能的优化、完善提供了必要支持。如在复杂通信环境下，大量信息自不同方向、区域进入管理中心，增加了信息管理的复杂性和难度。以虚拟现实技术提供支持，可对信息来源范围进行划分，为每一个区域配置一台虚拟主机，并以虚拟主机为中心建立虚拟工作系统，在通信活动中，虚拟工作系统以虚拟现实技术为依托，作为增值网络投入使用，响应来自其所属地区的通信服务请求，再以较为规范的方式反馈给管理处，减少后者的工作压力、提升作业效率。4 结束语综上所述，虚拟现实技术用于计算机通信具有一定优势，可在未来工作中予以关注，进一步加强运用管理，尝试技术融合。虚拟现实技术是建立在多种信息技术上的一种新模式，服务能力强、技术要求高且容易受到干扰破坏，该技术的特点在于虚拟性、感知性、主动性，其实现的关键技术则包括动态建模、实时交互、系统集成等。计算机通信中融合虚拟现实技术已经初见成效，在虚拟呼叫中心工作系统、公共通信网络系统、计算机增值网络中，虚拟现实技术均发挥了积极作用，未来其应用也会更趋广泛，以进一步提升计算机通信活动的质量。参考文献1 朱叶.虚拟现实技术在计算机通信中的应用研究J.无线互联科技,2022,19(21):110-112.2 韦皓仁.第五代移动通信技术对虚拟现实技术的影响分析 J.中阿科技论坛(中英文),2021(11):64-66.3 霍泽军.5G 网络通信技术和虚拟现实技术在职工培训中的应用 J.哈尔滨铁道科技,2021(01):10-12.4 曹向平.虚拟现实技术在通信技术专业实训教学领域中的应用 J.信息记录材料,2020,21(01):80-81.5 张佃文,安丰东.虚拟现实技术在移动通信中的应用与发展 J.信息与电脑(理论版),2019,31(19):13-15.6 陈桥芳,祝秀芬.计算机通信中虚拟现实技术的应用研究 J.信息通信,2022(035-002).7 刘新颖.计算机通信中虚拟现实技术的应用分析J.中国新通信,2020,22(4):1.8 陈燕.计算机通信中虚拟现实技术的应用分析J.电声技术,2020,44(9):4.作者简介杨富平（1978-），男，河南省郑州市人。硕士研究生学历，工程师。研究方向为电子信息工程。