虛擬現實技術在汽車駕駛體驗中的應用

付風華

摘要：虛擬現實技術能夠創造或者是模擬和現實非常相似的虛擬世界，是計算機仿真系統中重要的一項技術。虛擬現實即使在汽車的駕駛體驗中，能夠對學車的學員進行擬生態的培訓，能夠對內部汽車零件和設備、外界聲音以及視野進行模擬，還能夠進行先進自動糾正系統，能夠極大的提升學員的學車興趣以及駕駛的樂趣。本文虛擬現實技術在汽車駕駛體驗中的應用。

關鍵詞：虛擬現實技術汽車駕駛體驗應用和技術

伴隨著工業革命的迅速發展，計算機技術和互聯網技術早已融入到人們日常的方方面面，經過不斷的開發利用，計算機仿真技術已經發展的相當成熟，漸漸的出現了一個全新的名詞，“VR”（虛擬現實），虛擬現實技術的應用，通過高科技和專業理論上的知識，建立起比較逼真的駕車駕駛體驗環境，不僅能夠有效的緩解駕校的壓力，也能夠減少學員在駕校的練車時間，節省資源，從而達到讓學員快速接受汽車駕駛的實操技術和理論水平。

一、虛擬現實技術的概念與發展

虛擬現實技術是計算機仿真系統的發展方向，是通過計算機技術，融合仿真技術和多媒體技術，傳感技術和人機接口技術以及網絡技術進行融合，生成一種多源信息和三維動態動畫的現實模擬，形成視覺、行為、感覺交叉性的技術。虛擬現實技術是讓無數年輕人追捧和無數科學研究者為之癡迷的技術，擁有著四個階段的發展歷程，歷史也非常的悠久。對于虛擬現實技術來說，第一個階段是聲形動態模擬，這是蘊含著虛擬與現實模擬思想的第一個階段，這個階段早在1963年就被提出了;第二階段是虛擬現實思想的萌芽階段，人們開始有意識的探索虛擬現實技術的可能性;第三個階段是虛擬現實的概念的形成和基礎理論知識的建立;第四階段就是對于虛擬現實技術的運用，現階段人們對于虛擬現實技術的應用已經比較完善，尤其是在互聯網飛速發展的今天，為虛擬現實技術插上騰飛的翅膀。

二、虛擬現實技術的原理和意義

嚴格來說，虛擬技術就是計算機的高級技術，與其他計算機技術不同的是，虛擬現實技術不僅包括計算機仿真技術，也幾乎囊括了現實中所有的環境以及對環境的感知能力，包括最基本的視覺感知和運動感知，還包括聽覺感知和觸覺感知，實現對預想的環境進行現實化的模擬。虛擬現實技術的目的就是身臨其境，達到人們的大腦無法區分現實和虛擬的地步，但以現階段而言，這幾乎是不可能完成的任務。目前所使用的虛擬現實技術設備主要分為兩大類，一類是借助于外部的硬件進行輔助計算，另一種是通過內置的硬件獨立完成工作。借助外部的硬件進行運算和工作的虛擬現實技術，需要連接超高頻率和超高運算能力的計算機才能進行工作，比較常用的是Oculus Rift和HTC Vive。相對來說，依托內部硬件進行運算的虛擬現實技術，擁有較強的獨立性，不需要其他外在硬件或者軟件的輔助運行，有著很多的便利性。但是此類的設備涉及到三維計算機圖形和廣角立體現實技術，也涉及到計算機視覺技術和仿真技術，追蹤技術和網絡、語音的傳輸技術，是多種領域的結合。

虛擬現實技術比較貼近人們的日常生活，能夠協助人們完成很多高難度的工作，并且，快的生活節奏、大的工作壓力使人們在生活中會感到煩悶和暴躁。而虛擬現實技術是專門為人們大腦設計的一種技術，能夠提供虛擬現實的感知，解決人們的現實壓力和空虛的精神世界。虛擬現實技術發展到現在，已經在仿真領域、教學領域、模擬領域得到了很大的發展和完善，已經漸漸滲透到人們的生活。

三、虛擬現實技術在汽車駕駛體驗中的應用

（1）培訓教育

由于經濟的發展，汽車已經作為一種常見的交通出行方式，普及到千家萬戶。所以越來越多的人們要練習駕駛汽車的技術，但是由于培訓的學員過多，導致在培訓的場地和資源上都有著很大的壓力，場地和資源的緊張導致學生的學習時間較少，也就會造成學員在培訓的過程中，僅僅處于會開車的境界，沒有掌握牢固的汽車駕駛技術。虛擬現實技術可以通過環境的真實模擬，培養學員對駕駛汽車整體的協調能力，也能夠培養學員對汽車整體的把控能力。通過對外界環境的視覺沖擊和路況的模擬，提升學員在汽車駕駛中敏銳的辨別能力和對緊急情況的處理能力。不僅解決了學員學車技術的問題，也能夠鞏固學員汽車駕駛體驗的技術。

（2）內部設備的模擬

虛擬現實技術有著強大的視覺技術和觸覺反饋的技術，在使用的過程中，能夠對汽車的方向盤和油門，剎車和離合進行觸覺的一個反饋。這樣能夠使學員對汽車駕駛的環境進行模擬，不僅沒有場地的困擾，也能夠滿足新手在模擬駕駛中的對私人空間的滿足感。虛擬現實技術的應用，不僅節省了大量的練習時間，也不會受到錯綜復雜的交通擁堵帶來的影響。虛擬現實技術通過界面程序指令的輸入，將電信號轉化成數字信號，然后進行識別，實現了虛擬現實技術和計算機技術的結合。

（3）外界環境的模擬

虛擬現實技術能夠對車輛行駛過程中的環境進行模擬，并精準的傳遞給駕駛人，帶來現實的感知力。虛擬現實技術對外界環境的模擬風雨雷電準確天氣的變化，也能模擬外界車輛和駕駛人員車輛的運行情況，也能對路況和紅綠燈的變化情況進行模擬。并且虛擬現實技術可以通過聲音傳導技術與汽車的設備進行連接，能夠給駕駛人逼真的汽車駕駛體驗環境，非?？简烋{駛員的應急處理能力。此外，虛擬現實技術還能夠給駕駛位帶來新型的三維建模技術，將紅綠燈的分布和過往的車輛建模，加強駕駛人員對汽車駕駛的體驗。

（4）渲染技術與事故的模擬

在汽車駕駛中，將路況以及駕駛過程中周邊物體的移動真實的表達出來，是需要面對的重要問題，關系到汽車駕駛體驗的真實度。虛擬現實技術能夠通過強大的渲染技術將實際的路況信息進行真實的模擬，外界環境、虛擬現實技術、界面系統，構成一個完善的模擬系統，保證汽車駕駛員真實的駕駛體驗。除此之外虛擬現實技術在汽車的駕駛體驗中表現出強烈的真實性，能夠通過粒子系統來對雨天進行真實的模擬，還能夠模擬真實的車輛撞擊的情況，不管是車輛對撞還是障礙物和車輛的撞擊，都能夠模擬出真實的火藥氣味，使人們產生更加真實的感覺。

（5）自動糾正系統

自動糾正系統在現階段可以說是虛擬現實技術在汽車駕駛體驗中的巔峰應用，自動糾正系統能夠在沒有教練輔導的情況下，就能夠本身的特點和優勢，形成一整套標準完善的汽車駕駛評判標準，并且對駕駛者的操作進行評判和打分，實時傳送到顯示界面生，對駕駛者進行一對一的專業輔導，針對駕駛情況做出針對性的措施盡心改良，從而達到和真人教習一樣效果的駕駛目標。

四、虛擬現實技術的不足

虛擬現實技術在汽車領域有著廣泛的應用，但是放在整體的行業中來看，虛擬現實技術有著很多的發展障礙。首先，在應用虛擬現實技術時，需要進入虛擬時間，但是迄今為止，各類虛擬現實設備仍然無法擺脫其他計算設備的限制，導致活動范圍非常有限，在移動上給駕駛者帶來很大的不便。除此之外，虛擬現實技術在模擬真實的自然環境時，還會給使用者帶來一定的疲勞感，使用不當的話還會有惡心、眩暈感。這些虛擬現實技術的缺陷，造成了虛擬現實技術無法向全年齡階段人群普及，在一定程度上制約了虛擬現實技術的發展。

五、結束語

虛擬現實技術作為廣泛性、沒有局限的高新技術，其發展和創新的思想確是非常先進的，尤其是在汽車駕駛體驗和汽車駕駛培訓的領域方面，有著得天獨厚的條件。虛擬現實技術在汽車領域上的應用，突破了汽車駕駛對資源的浪費、環境的耗費，消除了駕駛者的疲勞感，創造了全新的人性化感官體驗。

參考文獻

[1]桑勇、劉剛、黃克正.“虛實”相結合的汽車模擬駕駛器的研發[J].山東交通學院學報，2006 （06）