VRGIS的概念
VRGIS(Virtual Reality Geography Information System) [6]是地理信息系統與虛擬現實技術相結合的產物,是目前地理信息系統和虛擬現實技術研究的熱點和前沿方向之一。儘管GIS和VR技術的發展可追溯到20世紀60—70年代,但是,第一個較為成功的VRGIS卻出現在90年代初期,是美國僑治亞州教育學院的校園環境信息系統。從那以後,出現了大量的關於VR和GIS相結合的套用和理論研究,VRGIS日益引人注目。
簡單地說,VRGIS可看作一個特殊的“傳統型”GIS,它具有傳統GIS系統所具有的空間數據的存儲、處理、查詢和分析等功能,只是將VR技術作為主要的用戶界面和互動方法。根據Faust在1993年提出的VRGIS概念,一個理想的VRGIS應具有以下幾個方面的特徵:(1)空間數據的真實表現;(2)用戶可從任意角度進行觀察、浸入、實時互動,可在所選擇的地理範圍內外自由移動;(3)具有基於三維空間資料庫的基本GIS功能;(4)可視化部分作為用戶接口是一個自然而完整的部分。
VRGIS的套用
我們拿一個例子來做介紹。這是日本一家公司用來招攬買主的“廚房世界”。你只要戴上特殊的頭盔和一隻銀色的手套,就可以去“漫遊”廚房世界了。你伸手去開門,門隨手而開,廚房內的所有設備就會映人你的眼帘。你可以用手打開櫃櫥的門和抽屜,查看裡面的結構和質量,可從碗架上拿下盤子看看,也可以打開水 龍頭,立即看見水流出來,聽見流水聲,還可查看水池下面的排水是否流暢,也可查看照明是否亮堂,試試通風排氣是否正常……。可是當你拿下頭盔,摘下手套時,這一切又都消失了。
它是由計算機硬體、軟體以及各種感測器所構成的三維信息的人工環境,即虛擬環境,是可實現的和不可實現的物理上的、功能上的事物和環境,用戶投入這種環境中,就可與之互動作用。
這種虛擬現實世界是由計算機及相關設備構造出來的。主要硬體有:計算機,可以是一台超級計算機,也可以是微機網路系統,還可以是工作站;顯示設備,有頭盔顯示器,雙筒全方位監視器,風鏡型顯示屏和全景大螢幕顯示屏等;位置跟蹤設備及其它互動設備,互動設備有數據手套、數據衣服等,由它們產生信 號,與計算機實現互動作用。
計算機有資料庫,存有很多圖像,還有聲音及各種表像。當人戴上頭盔時,就把這些世界觀象,由多媒體計算機從頭盔的顯示器顯示給參觀者。人戴上數據手套,你的手一動,有很多感測器就測出了你的動作(比如去開門)。計算機接到這一信息,就去控制圖像,使門打開,你眼前就出現了室內的圖像景物,並給出相應的聲音及運動感覺。