VR技术的作用与功效是什么
VR技术拥有巨大的潜力，VR技术将改变未来的许多领域。下面为您精心推荐了VR技术的作用与功效，希望对您有所帮助。VR技术的作用与功效
1、帮助瘫痪患者恢复身体机能
美国杜克大学(Duke University)进行了一项为期一年的研究，发现VR技术在治疗瘫痪患者方面的巨大好处。研究人员让患者带着虚拟现实头盔，像一名足球运动员那样穿过一个运动场。研究人员发现，这样做可以使患者恢复一些与腿部运动有关的大脑功能。在接受测试的8名病人中，每位患者都恢复了一些控制能力，其中有4名患者从完全截瘫变成局部截瘫。
2、治疗创伤后应激障碍
传统上，医生每年使用暴露疗法(exposure therapy)治疗近800万成年PTSD患者。暴露疗法鼓励病人讲述他们的精神创伤，在想象中将他们的创伤过程形象化，并向医生解释在当时的紧张情况下发生了什么。新的疗法基本上采用同样的方法，同时利用虚拟现实头盔来创建包含定制元素的虚拟世界(例如，直升机、机关枪和导弹可以被定制在老兵的经历中)。然后，病人被要求讲述当时发生了什么。
3、培训医科学生
虚拟现实技术为医科和牙科学生提供一个安全、可控的环境来练习手术和治疗程序，并准备应对突发状况。在这样的环境中，医学生可以犯错误，但不会对实际的患者造成任何影响。学生可以在“动手”的过程中学习，并且能够与虚拟的患者互动，这样可以更好地发展医疗技能。
4、减轻疼痛
通过虚拟现实技术，医生们用“分心疗法”帮助病人在接受物理治疗时减轻痛苦。2011年的一项针对在战争中被烧伤的患者的研究表明，虚拟现实游戏《SnowWorld》——用户在游戏中可以向企鹅扔雪球，同时一边听保罗·西蒙(Paul Simon)的歌曲——。
5、治疗焦虑症
美国有超过4000万成年人有焦虑症。虚拟现实游戏《Deep》—— “数字化的横膈运动”—— 可以帮助焦虑症患者处理恐惧和焦虑，在游戏中用户将利用一条腰带监测呼吸。这个游戏将用户带入一种自然环境中，引导他们进行腹式深呼吸练习，在大约五分钟时间里平静下来。
6、帮助自闭症患者发展社交技能
德克萨斯大学达拉斯分校(University of Texas in Dallas)的教授们创建了一种治疗方法，使用虚拟现实技术帮助自闭症儿童和青少年发展社交技能。这种治疗方法把儿童和青少年自闭症患者置于一种社交场景中——例如面试或相亲，从而使他们学习如何领会社交提示并做出相应的反应。通过监测患者在治疗过程中的脑电波，教授们发现患者的社交能力得到了提高。
7、促进商业发展
视频聊天就是一种虚拟现实。现在，企业开始在许多方面采用虚拟现实技术：降低成本、减少商务旅行、进行面试、预测趋势和举行会议等等。以往，企业管理者经常要外出参加会议或者会谈，经常要“面对面”面试应聘者。现在，企业可以利用虚拟会议室完成这些工作。那些生产危险产品的企业，已经开始使用虚拟现实技术来测试产品的安全性和性能，以避免对员工的身体健康产生危害。
8、促进建筑设计
虚拟现实技术将使建筑行业的关键参与者——如建筑师和设计师——受益。虚拟现实技术使用户可以居住在一个三维空间里。计算机生成的图像将取代手绘效果图，从而缩短设计和修改图纸的时间、有效降低成本和提高安全性。模拟现实世界不仅让设计人员能够更轻松地创建建筑物和空间，也可以让设计者在实际创建之前进行环境测试。例如，他们可以逼真地看到，在紧急的情况下人们能够以多快的速度离开一幢建筑。
9、测试汽车安全性和促进销售
虚拟现实技术使汽车工程师可以在实际制造之前测试汽车的安全性。此外，大型汽车公司——如福特、沃尔沃和现代公司——可以使用虚拟现实技术帮助销售，让潜在客户使用虚拟现实头盔试驾汽车。
10、计划你的下一次旅游
很快，你就可以通过虚拟现实技术对你的.旅游目的地进行试体验。在预订开往某个目的地的机票之前，旅客可以先在虚拟现实中观察这个目的地，包括这个城市的酒店和城市面貌等。
VR视频为什么都是弯的
我们的VR设备采用的是两个圆形的凸透镜，这样当我们的眼球透过透镜看后面的显示屏时，视频边缘就会发生不同程度的“枕形畸变”。
这个时候为了防止畸变导致观感体验的下降，我们就事先把原视频先做一次“桶形畸变”，这样二者一抵消，我们看到的视频就是正常的了。
VR技术的概念
VR(VirtualReality，简称VR)即虚拟现实(或称灵境技术)，它是一种可创建和体验虚拟世界的计算机系统。
虚拟现实的内涵实际是综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备，在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术，类似于3D技术，看过3D电影的朋友应该比较有感触。
20xx年被称为是VR设备的元年，众多厂商开始布局研发VR设备，它将使得人类的交流采用了新的方式，进入了新的领域。
目前已经有不少厂商开始推出VR设备，如HTCVive、AMDSulonQ、索尼PSVR等等，目前这些设备主要是VR眼镜或者头盗设备，可以体验一些VR视频、游戏等等，带来3D场景体验，给人一种身临其境的感觉，带来了更为极致的用户体验。
当然，VR设备也不仅仅是体验在娱乐上，在今后的影视、绘画、虚拟现实游戏、学习、医疗等方面也能带来全新的应用场景，因更为逼真与身临其境的体验，势必会成为今后的主流。
如何增加运动治疗新技术在训练中的应用
运动治疗新技术包括了很多方面，例如：虚拟现实、智能化、机器人等。虚拟现实技术可以帮助患者在安全的环境下进行训练，例如：在模拟的环境下进行平衡训练、步态训练等。智能化技术可以帮助患者进行更加精准的训练，例如：通过传感器监测患者的运动状态，从而调整训练强度和方向。机器人技术可以帮助患者进行更加复杂的训练，例如：通过机器人辅助患者进行肌力训练、关节功能训练等。这些新技术可以帮助患者更加有效地进行运动治疗，提高康复效果。但是，这些新技术也需要专业人员进行指导和监督，以确保患者的安全和康复效果。
卡伦系统对于康复治疗的意义
卡伦系统作为全球最尖端的临床智能康复系统，不仅将全球最先进的尖端技术融合在一起，还将全面的康复评测和训练融为一体，通过数据实时处理并实时分析实时对比，将运动评测训练的效率最大化，并涵盖了传统运动分析设备没有的平衡、认知、ADL等方面的评定和训练功能。卡伦系统（CAREN）包括高精度的三维运动捕捉技术、浸入式治疗技术、可视化肌力的生物反馈技术、自动化控制的6个自由度运动平台技术、三维测力技术和高速的计算机控制技术。利用目前世界先进的运动采集和虚拟现实技术，卡伦将诊断和治疗结合在一起，为现代康复提供了新的治疗思路，引入一种全新的治疗理念，有效地同步进行评测和训练。卡伦系统集诊断、治疗、评估、实时反馈为一体；不仅能实时地捕捉、运算和分析人体运动控制的障碍和缺陷的各种参数（动作、活动度、力量扭矩、肌电信号、肌力等等），且能对人体的任何运动功能单元均能进行针对性的精确定位、评估和训练，并实时显示各肌肉骨骼的运动及力量，给患者输入全方位的反馈信息。这种实时可视化反馈，使得医生和治疗师能在训练的过程中对患者进行同步评测，及时调整和优化治疗方案，发掘个性医疗的潜力。
虚拟现实训练：
卡伦系统利用虚拟现实系统进行运动康复训练，在有限环境下为康复患者提供丰富变化的虚拟环境。患者不再是简单的做一个动作，而是扮演一个角色，通过虚拟环境及时给予患者评估和反馈，实现训练动作与之进行交互。这种训练方法可以降低对治疗师及场地的依赖程度，为患者提供精确、稳定、个性化的训练模式和定量化的训练效果评估指标。治疗过程能根据患者的需求调整（虚拟）环境，并通过传感和游戏使此过程更具趣味性和互动性，激发患者参与的积极性，使被动治疗变为主动治疗，达到最大限度激发患者神经参与程度的目的，为其适应日常生活场景及家庭环境做好准备，从而获得全面康复的效果。
步态分析与训练：
实现实时的步态分析与训练，通过卡伦系统我们能够获得丰富的运动学数据、动力学数据、步速与步频、关节的加速度和做功情况以及表面肌电数据等，并且这些数据都是可以实时显示并能被实时应用的，能够做到可视化肌力的康复设备，能够在大屏幕上直接获得测试和训练中的肌肉收缩数据。
肌肉力量实时显示
作为世界上唯一一款能够实时显示全身肌肉力量变化的系统，卡伦可利用各种硬件、传感器等传输的数据，进行实时分析、计算，使患者可看到自己每一块肌肉肌力的实时变化，还可以清楚的通过颜色的变化来知道自己的哪一块肌肉在用力，哪一块肌肉用的力还不够，最终通过本体感觉的调整来达到预期的目标。
平衡功能评定与分析：
卡伦系统能够采集丰富的数据为患者的康复训练提供多感官的反馈治疗，数据包括了视觉反馈信息、听觉反馈信息和触觉反馈信息。保证患者能够在静态或动态的运动平台上保持平衡，系统则可以模拟出来各种真实的不稳定的平衡环境作为目标进行全面的平衡测试和训练。
目前，卡伦系统广泛应用于康复及运动医疗等各学科领域，从神经方面的运动控制、认知、本体感觉等障碍，骨科的平衡、步态、核心稳定障碍、到体育运动控制能力的提升和运动损伤的恢复等，均取得明显的疗效提升。最为重要的该系统通过针对患者的障碍水平来调整（虚拟）环境，可帮助患者突破环境的限制因素，实现真正意义上的个性化医疗，恢复患者的信心和强化主观能动性，调动积极性和激发患者的潜能。
卡伦系统全身各肢体的动作分析与改善运动能力的训练，记录患者在进行运动康复训练时所有的相关数据。认知与运动疗法一体化的双重任务训练，对于老年患者这种双重任务的训练不仅可以提高患者的防跌倒能力，还能改善患者的整体协调能力，从而降低患者因意外而受伤的几率，起到提高预期寿命和改善生活质量的作用。
康复医学“新武器”
这是 达医晓护 的第 1500 篇文章在 21 世纪，越来越多的国家将经历人口老龄化。2010年我国老龄人口比率达到17.8%，根据最新的第六次全国人口普查数据显示，中国人口老龄化进程逐步加快，到 2030 年前后，中国 65 岁以上人口比例将超过日本，成为世界上老龄化最高的国家。老龄人口的增加，使中国面临慢性病高发病率、高致残率、高致死率的严峻挑战，而脑血管病是当今全世界危害人类 健康 的主要慢性病之一。据统计，我国脑卒中的年发生率为116～219／10万人，致残率86.5%，生活不能自理者约占43.2%，生活质量明显低于正常人群，对患者及家庭生活造成严重影响。为了提高脑卒中患者的生活质量, 必须进行系统规范的康复治疗。
传统的规范系统的康复治疗需要投入大量人力和的治疗时间，但随着康复患者数量的逐年增加，使得我国康复治疗专业人员紧缺的现状凸显出来，为了缓解供需不平衡间的矛盾，目前亟待将新兴的康复设备作为辅助治疗技术引入到康复治疗领域，其中三维上肢多关节训练与评估系统、智能化下肢步态评估与训练系统和移动式步行训练机器人等是目前康复治疗领域非常具有代表性、功能最强大的康复家族“新武器”。
用于恢复患者上肢运动功能的三维上肢多关节训练与评估系统Armeo Spring是专为上肢和手部主动运动具有障碍的人群设计，由美国加州大学尔湾分校大学和芝加哥康复研究所共同研究和开发。可以有效提高使用者的上肢协调性、肌肉力量、肩肘腕等关节活动范围和抓握的力量等上肢运动能力。它可以通过多样化的训练方案，通过手臂减重支持技术，抵消了使用者手臂的重量，减轻训练的难度，保证训练的安全。 游戏 般的环境中活动手臂和手腕部，可以完成日常生活活动所需的运动，患者将操控屏幕中的模拟角色完成手臂在一维、二维和三维空间里的正确运动，进而形成循序渐进式的功能训练，这也完全符合疾病康复的基本准则。这套设备在临床上主要适用于神经系统疾病和骨关节系统疾病引起的上肢运动功能障碍，比如：脑梗/脑出血、颅脑外伤、帕金森以及上肢骨折术后和肩周炎等，Armeo Spring在治疗过程中个体差异性非常大，具有很强的独特性和针对性，能够根据每位患者的情况，制定个性化的治疗方案，大部分患者在治疗后均给与了较高的评价。
三维上肢多关节训练与评估系统
在临床上，上下肢的功能相辅相成，虽然恢复有时间先后、周期长短的差别，但是作为患者进行移动不可或缺的步行能力和正确的步态，同样是临床康复医学非常重视的功能。所以针对于下肢功能改善和步态纠正的下肢康复机器人，也具有举足轻重的意义。临床上常见的高端下肢康复机器人包括两种：
第一种是智能化下肢步态评估于训练系统TecnoBody Walker-view是一套专为康复和运动医学进行步态评估和下肢运动训练的跑台系统，简单来说就是增强版的跑步机，具有一般跑步机具备的各项功能，同时它还包含国际标准的6钟步行测试，库伯测试及巴克测试，可对患者的运动和心肺功能进行评估，为训练方案的制定提供科学的依据。Walker-view可以通过抗干扰高速红外摄像系统，实时捕捉步行机奔跑中全身关节的角度变化情况；实时记录身体压力中心变化，步长步宽，触地时间及负重对称性等基本步态分析数据，将动作及步态数据整合分析，通过跑台前方47英寸屏幕实时反馈给患者，包括左右关节活动角度,代偿情况（肩部对称性，脊柱弯曲以及骨盆对称性），步态等数据，下一步，借助自带的二十余种步行及奔跑训练处方程序和虚拟情景设置，指导训练及改进，将在很大程度上改善患者的步态。
智能化下肢步态评估于训练系统
另一种较为先进的下肢康复机器人是Andago，它是一台可移动的康复训练机器人，主要用于为患者提供动态减重的步态训练，令患者可以在直立、解放双手的状态下进行实际地面上的行走训练。其特异性的防跌倒保护功能和实时患者跟随功能可以时刻为患者的训练保驾护航。患者可在训练中逐步建立自信，治疗师能够更专注在如何为患者提供最优化的训练而不用考虑安全问题。内置多样的训练模式（患者控制、直线运动、治疗师人为控制模式）以满足不同训练强度及挑战难度。承重是下肢各项功能的基础，尤其是步行，所以下肢康复机器人需要能够为患者提供类似于正常人步行的姿势控制和减重能力，以上两种康复机器人不仅完成了一般的下肢康复机器人的任务，还在很大程度上通过科学的设计和精密的计算，使得患者能够站起来更早、步行的更稳、跑的更快！
动态减重的步态训练
越来越多的机器人进入到康复治疗领域，并获得较好的临床治疗反馈和患者接受度。多项研究也表明康复领域的机器人可以为患者提供类似于日常活动的运动，可对瘫痪上肢提供可重复的、任务导向和互动性治疗，能客观可靠地监控患者运动功能改善状况，同时可虚拟现实场景，提供具有功能性、目的性的治疗，提高患者参与康复治疗的兴趣和积极性，进而改善患者上下肢的运动功能。
康复家族的“新武器”除了上/下肢的康复机器人以外，还有近年来非常流行，高 科技 含量非常高的虚拟现实治疗技术（简称VR）和经颅磁刺激治疗（简称TMS），其中VR是一门新兴的人机交互技术，可以虚拟现实技术已经被广泛应用于康复治疗的各个方面: 在注意力缺陷、空间感知障碍、记忆障碍等认知康复；焦虑、抑郁、恐怖等情绪障碍和其他精神疾患的康复，运动功能障碍、平衡协调性差和舞蹈症等运动障碍康复等领域都取得了很好的康复疗效。而TMS是一种无痛、无创的绿色治疗方法，设备产生的磁信号可以无衰减地透过颅骨而刺激到大脑神经，可调重复刺激大脑的中枢神经，它主要通过不同的频率来达到兴奋和抑制的作用，进而达到治疗临床精神疾病、神经疾病及康复功能障碍的作用。
经颅磁刺激治疗
虚拟现实技术
综合而言，传统的手法治疗对患者及其家属而言无疑是最有效的治疗，但是此类方法也存在耗时、费力和难于重复等缺点，很多情况下也只能进行一对一的治疗；同时，由于我国康复治疗师从业人员的严重不足，导致很多患者得不到及时、规范的康复治疗，进而错过了最佳的治疗时机，而康复家族的“新武器”可以从很大程度上辅助甚至于部分替代传统的手法治疗，大大提高了疗效和缓解了人手不足的情况；另一方面，随着人们生活水平和对生活质量追求的日益增加，使得疾病后期的功能恢复跟传统理念上的 健康 预防、临床医学等同等重要，这在很大程度上也促进了康复医学和相关学科的迅猛发展。
科学技术的飞速进步，使得很多原来的不可能成为了可能，也为康复医学的临床治疗提供了更多的选择和更好的方案，未来已来，康复医学家族的“新武器”因其 科技 含量好、无痛和非创伤的物理特性，将从现在开始，和康复医生和治疗师一起，为患者提供更好的康复服务，人们将从中获得最大程度上的功能恢复。
作者：复旦大学附属华山医院康复医学科
徐冬艳 主管物理治疗师
指导：复旦大学附属华山医院康复医学科
吴毅 教授
什么是虚拟现实技术？
虚拟现实是在计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术以及传感技术的基础上发展起来的交叉学科，对该技术的研究始于20世纪60年代。直到90年代初，虚拟现实技术才开始作为一门较完整的体系而受到人们极大的关注。基本概念
概括地说，虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式，与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比，虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。
虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境，它可以是实际上可实现的，也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的。而“虚拟”是指用计算机生成的意思。因此，虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊环境，人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中，并操作、控制环境，实现特殊的目的，即人是这种环境的主宰。
从本质上来说，虚拟现实就是一种先进的计算机用户接口，它通过给用户同时提供诸如视觉、听觉、触觉等各种直观而又自然的实时感知交互手段，最大限度地方便用户的操作。根据虚拟现实技术所应用的对象不同，其作用可表现为不同的形式，例如将某种概念设计或构思可视化和可操作化，实现逼真的遥控现场效果，达到任意复杂环境下的廉价模拟训练目的等。
该技术的主要特征有以下几方面：
多感知性（Multi-Sensory）——所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。
由于相关技术，特别是传感技术的限制，目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。
浸没感（Immersion）——又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假，使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中，该环境中的一切看上去是真的，听上去是真的，动起来是真的，甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的，如同在现实世界中的感觉一样。
交互性（Interactivity）——指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度（包括实时性）。例如，用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体，这时手有握着东西的感觉，并可以感觉物体的重量，视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。
构想性（Imagination）——强调虚拟现实技术应具有广阔的可想像空间，可拓宽人类认知范围，不仅可再现真实存在的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。
一般来说，一个完整的虚拟现实系统由虚拟环境、以高性能计算机为核心的虚拟环境处理器、以头盔显示器为核心的视觉系统、以语音识别、声音合成与声音定位为核心的听觉系统、以方位跟踪器、数据手套和数据衣为主体的身体方位姿态跟踪设备，以及味觉、嗅觉、触觉与力觉反馈系统等功能单元构成。
这里，虚拟环境处理器是VR系统的心脏，完成虚拟世界的产生和处理功能。输入设备给VR系统提供来自用户的输入，并允许用户在虚拟环境中改变自己的位置、视线方向和视野，也允许改变虚拟环境中虚拟物体的位置和方向。而输出设备是由VR系统把虚拟环境综合产生的各种感官信息输出给用户，使用户产生一种身临其境的逼真感。
其主要的研究内容包括以下几个方面：
动态环境建模——虚拟环境的建立是VR系统的核心内容，动态环境建模技术的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。三维数据的获取可以采用CAD技术，更多的情况则需采用非接触式的视觉技术，两者有机结合可以有效地提高数据获取的效率。
实时三维图形生成技术——三维图形的生成技术已经较为成熟，这里的关键是如何实现“实时”生成。为了达到实时的目的，至少要保证图形的刷新频率不低于15帧/秒，最好高于30帧/秒。
在不降低图形的质量和复杂程度的前提下，如何提高刷新频率是该技术的主要内容。
立体显示和传感器技术——虚拟现实的交互能力依赖于立体显示和传感器技术的发展，现有的设备远远不能满足需要，比如头盔式三维立体显示器有以下缺点：过重（1。5 kg至2kg）、分辨率低（图像质量差）、延迟大（刷新频率低）、行动不便（有线）、跟踪精度低、视场不够宽、眼睛容易疲劳等，因此有必要开发新的三维显示技术。
同样，数据手套、数据衣服等都有延迟大、分辨率低、作用范围小、使用不便等缺点。另外，力觉和触觉传感装置的研究也有待进一步深入，虚拟现实设备的跟踪精度和跟踪范围也有待提高。
应用系统开发工具——虚拟现实应用的关键是寻找合适的场合和对象，即如何发挥想像力和创造性。
选择适当的应用对象可以大幅度提高生产效率，减轻劳动强度，提高产品质量。为了达到这一目的，必须研究虚拟现实的开发工具，例如VR系统开发平台、分布式虚拟现实技术等。
系统集成技术——由于VR系统中包括大量的感知信息和模型，因此系统集成技术起着至关重要的作用。
集成技术包括信息的同步技术、模型的标定技术、数据转换技术、数据管理模型、识别与合成技术等等。
关键技术
虚拟现实是多种技术的综合，包括实时三维计算机图形技术，广角（宽视野）立体显示技术，对观察者头、眼和手的跟踪技术，以及触觉/力觉反馈、立体声、语音输入输出技术等。
下面对这些技术分别加以说明。
实时三维计算机图形技术
相比较而言，利用计算机模型产生图形图像并不是太难的事情。如果有足够准确的模型，又有足够的时间，我们就可以生成不同光照条件下各种物体的精确图像，但是这里的关键是实时。例如在飞行模拟系统中，图像的刷新相当重要，同时对图像质量的要求也很高，再加上非常复杂的虚拟环境，问题就变得相当困难。
广角（宽视野）的立体显示
人看周围的世界时，由于两只眼睛的位置不同，得到的图像略有不同，这些图像在脑子里融合起来，就形成了一个关于周围世界的整体景象，这个景象中包括了距离远近的信息。当然，距离信息也可以通过其他方法获得，例如眼睛焦距的远近、物体大小的比较等。
在VR系统中，双目立体视觉起了很大作用。用户的两只眼睛看到的不同图像是分别产生的，显示在不同的显示器上。有的系统采用单个显示器，但用户带上特殊的眼镜后，一只眼睛只能看到奇数帧图像，另一只眼睛只能看到偶数帧图像，奇、偶帧之间的不同也就是视差就产生了立体感。
用户（头、眼）的跟踪：在人造环境中，每个物体相对于系统的坐标系都有一个位置与姿态，而用户也是如此。用户看到的景象是由用户的位置和头（眼）的方向来确定的。
跟踪头部运动的虚拟现实头套：在传统的计算机图形技术中，视场的改变是通过鼠标或键盘来实现的，用户的视觉系统和运动感知系统是分离的，而利用头部跟踪来改变图像的视角，用户的视觉系统和运动感知系统之间就可以联系起来，感觉更逼真。
另一个优点是，用户不仅可以通过双目立体视觉去认识环境，而且可以通过头部的运动去观察环境。
在用户与计算机的交互中，键盘和鼠标是目前最常用的工具，但对于三维空间来说，它们都不太适合。在三维空间中因为有六个自由度，我们很难找出比较直观的办法把鼠标的平面运动映射成三维空间的任意运动。
现在，已经有一些设备可以提供六个自由度，如3Space数字化仪和SpaceBall空间球等。另外一些性能比较优异的设备是数据手套和数据衣。
立体声
人能够很好地判定声源的方向。在水平方向上，我们靠声音的相位差及强度的差别来确定声音的方向，因为声音到达两只耳朵的时间或距离有所不同。
常见的立体声效果就是靠左右耳听到在不同位置录制的不同声音来实现的，所以会有一种方向感。现实生活里，当头部转动时，听到的声音的方向就会改变。但目前在VR系统中，声音的方向与用户头部的运动无关。
触觉与力觉反馈
在一个VR系统中，用户可以看到一个虚拟的杯子。
你可以设法去抓住它，但是你的手没有真正接触杯子的感觉，并有可能穿过虚拟杯子的“表面”，而这在现实生活中是不可能的。解决这一问题的常用装置是在手套内层安装一些可以振动的触点来模拟触觉。
语音输入输出
在VR系统中，语音的输入输出也很重要。这就要求虚拟环境能听懂人的语言，并能与人实时交互。
而让计算机识别人的语音是相当困难的，因为语音信号和自然语言信号有其“多边性”和复杂性。例如，连续语音中词与词之间没有明显的停顿，同一词、同一字的发音受前后词、字的影响，不仅不同人说同一词会有所不同，就是同一人发音也会受到心理、生理和环境的影响而有所不同。
使用人的自然语言作为计算机输入目前有两个问题，首先是效率问题，为便于计算机理解，输入的语音可能会相当罗嗦。其次是正确性问题，计算机理解语音的方法是对比匹配，而没有人的智能。
代表性设备
在VR系统中，有许多有趣的、功能不同的专用设备，下面选一些代表性的设备加以介绍。
BOOM可移动式显示器：它是一种半投入式视觉显示设备。使用时，用户可以把显示器方便地置于眼前，不用时可以很快移开。BOOM使用小型的阴极射线管，产生的像素数远远小于液晶显示屏，图像比较柔和，分辨率为1280×1024像素，彩色图像。
数据手套：数据手套是一种输入装置，它可以把人手的动作转化为计算机的输入信号。
它由很轻的弹性材料构成。该弹性材料紧贴在手上，同时附着许多位置、方向传感器和光纤导线，以检测手的运动。光纤可以测量每个手指的弯曲和伸展，而通过光电转换，手指的动作信息可以被计算机识别。
TELETACT手套：它是一种用于触觉和力觉反馈的装置，利用小气袋向手提供触觉和力觉的刺激。
这些小气袋能被迅速地加压和减压。当虚拟手接触一件虚拟物体时，存储在计算机里的该物体的力模式被调用，压缩机迅速对气袋充气或放气，使手部有一种非常精确的触觉。
数据衣是为了让VR系统识别全身运动而设计的输入装置。数据衣对人体大约50多个不同的关节进行测量，包括膝盖、手臂、躯干和脚。
通过光电转换，身体的运动信息被计算机识别。通过BOOM显示器和数据手套与虚拟现实交互数据衣。
虚拟现实的本质是人与计算机的通信技术，它几乎可以支持任何人类活动，适用于任何领域。
较早的虚拟现实产品是图形仿真器，其概念在60年代被提出，到80年代逐步兴起，90年代有产品问世。
1992年世界上第一个虚拟现实开发工具问世，1993年众多虚拟现实应用系统出现，1996年NPS公司使用惯性传感器和全方位踏车将人的运动姿态集成到虚拟环境中。到1999年，虚拟现实技术应用更为广泛，涉足航天、军事、通信、医疗、教育、娱乐、图形、建筑和商业等各个领域。
专家预测，随着计算机软、硬件技术的发展和价格的下降，预计本世纪虚拟现实技术会进入家庭。
VR技术在医疗领域也大有作为。该技术可用于解剖教学、复杂手术过程的规划，在手术过程中提供操作和信息上的辅助，预测手术结果等。另外，在远程医疗中，虚拟现实技术也很有潜力。
例如在偏远的山区，通过远程医疗虚拟现实系统，患者不进城也能够接受名医的治疗。对于危急病人，还可以实施远程手术。医生对病人模型进行手术，他的动作通过卫星传送到远处的手术机器人。手术的实际图像通过机器人上的摄像机传回医生的头盔立体显示器，并将其和虚拟病人模型进行叠加，为医生提供有用的信息。
美国斯坦福国际研究所已成功研制出远程手术医疗系统。
在航天领域，VR技术也非常重要。例如，失重是航天飞行中必须克服的困难，因为在失重情况下对物体的运动难以预测。为了在太空中进行精确的操作，需要对宇航员进行长时间的失重仿真训练。为了逼真地模拟太空中的情景，美国航天局NASA在“哈勃太空望远镜的修复和维护”计划中采用了VR仿真训练技术。
在训练中，宇航员坐在一个模拟的具有“载人操纵飞行器”功能并带有传感装置的椅子上。椅子上有用于在虚拟空间中作直线运动的位移控制器和用于绕宇航员重心调节宇航员朝向的旋转控制器。宇航员头戴立体头盔显示器，用于显示望远镜、航天飞机和太空的模型，并用数据手套作为和系统进行交互的手段。
训练时宇航员在望远镜周围就可以进行操作，并且通过虚拟手接触操纵杆来抓住需要更换的“模块更换仪”。抓住模块更换仪后，宇航员就可以利用座椅的控制器在太空中飞行。
在对象可视化领域中，VR技术应用的例子是模拟风洞。模拟风洞可以让用户看到模拟的空气流场，使他感到就像真的站在风洞里一样。
虚拟风洞的目的是让工程师分析多旋涡的复杂三维性和效果、空气循环区域、旋涡被破坏的乱流等。例如，可以将一个航天飞机的CAD模型数据调入模拟风洞进行性能分析。为了分析气流的模式，可以在空气流中注入轨迹追踪物，该追踪物将随气流飘移，并把运动轨迹显示给用户。
追踪物可以通过数据手套投降到任意指定的位置，用户可以从任意视角观察其运动轨迹。
在军事领域中，VR技术应用的一个例子是“联网军事训练系统”。在该系统中，军队被布置在与实际车辆和指挥中心相同的位置，他们可以看到一个有山、树、云彩、硝烟、道路、建筑物以及由其他部队操纵的车辆的模拟战场。
这些由实际人员操作的车辆可以相互射击，系统利用无线电通信和声音来加强真实感。系统的每个用户可以通过环境视点来观察别人的行动。炮火的显示极为真实，用户可以看到被攻击部队炸毁的情况。从直升机上看到的场景也非常逼真。这个模拟系统可用来训练坦克、直升机和进行军事演习，以及训练部队之间的协同作战能力。
当然，虚拟现实技术的应用远不止以上这些。随着计算机技术的进一步发展，虚拟现实与我们的生活将日益密切。
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