3．虚拟技术系统的结构

    （1）输入处理技术：除了一般的硬件和软件外，还要有方位跟踪器手套、小棒，头部跟踪器（头盔）、数据衣（盔甲）以及高精度实时跟踪用户形体输入处理器、网络化的VR系统，还需加上接收器。语音识别系统也是其主要的组成部分，数据手套还需增加姿态识别功能。

    （2）仿真处理技术：这是VR系统的核心。它处理交互执行物体的脚本，以实现所描述的动作，仿真真实的或想像的物理规律，并确定世界的状态。仿真引擎（Simulation Engine）负责把用户输入、碰撞检测、脚本描述等既定任务送入世界，并确定虚拟世界中将要发生的动作。对网上VR系统来说，可能在多个仿真过程互相不同的计算机上运行，而其中每一个都使用不同的时间步，调度十分复杂。

    （3）描绘输出技术：这是VR技术系统的最终成果，目的是使用户有身临其境的感觉，包括视觉、听觉、触觉和力觉及其他生物学的感觉等。

    ·视觉描绘器：是以计算机图形学、科学可视化和动画为基础的，包括实体造型、光照模型、实体绘制，消影、纹理影射、场景造型及材质等。其绘制质量取决于阴影模型。动态性和适时性是视觉描绘的关键。

    ·听觉描绘器：音频组件的质量对听觉描绘影响很大。它能产生单声道、立体声或3D效应。仅有立体声是不够的，因人的思维总是力图在头脑中对声音定位。声音只有通过头相关变换函数（HRTF）处理，才能产生3D效果。

    ·触觉描绘系统：主要是接触和力反馈的感觉的描述。很多力觉系统是一种骨架形式，它既能确定方位，又能产生移动阻力和抵抗阻力的感觉。目前对温度感觉的研究也已经有了一定的进展。

    （4）数据库系统：包括现势数据和历史数据都是主要的数据内容。数据库应包括分布式的在内，都是以地理坐标为依据，多分辨率的、三维的、动态的和空间场景的海量数据。每一个数据都有属性、空间和时间三大特征。

    （5）虚拟语言：这是系统操作或处理的纽带。虚拟现实建模语言（Virtual Reality Modeling Language ,VRML）是一项与多媒体通信、互联网、虚拟现实密切相关的技术系统，是一种描述互联网上交互式、多维、多媒体的标准文件模式。VRML技术能把2D、3D文本和多媒体集成为统一的整体，是 Cyber Space的基础。 VRML文件是一个基于时间的三维空间的图形对象（视觉对象）和听觉对象的描述技术，并能支持多个分布式文件的多种对象和机制，产生全新的交互式的应用。

    4．VR-GIS技术

    VR-GIS技术是指虚拟现实技术与地理信息系统技术的相结合的技术，包括与网络地理信息系统（WebGIS、ComGIS）相结合的技术。VR-GIS技术是指一种专门用于研究地球科学的，或以地球系统为对象的虚拟现实技术，是90年代才开始的。

    VR-CIS技术，目前还不用数字化头盔、手套和衣服，它运用虚拟现实建模语言（VRML）技术，可以在PC机上进行，使费用大幅降低，所以它具有被广大用户接受的特点。但实际上只能称为仿真。它虽然只具有三维立体、动态、声响，即具有视觉、听觉、运动感觉（假的）的特点，而没有触觉，更没有嗅觉特点等，只是通过大脑的联想，也有一定程度的身临其境的感觉，如洛杉矶城市改造的虚拟、寒武纪古环境及毛孔虫和奇形虾的虚拟、圣安得列斯断层地震等科学性很强的教学虚拟光盘，以及“侏罗纪公园”、“龙卷风”等娱乐性虚拟影视等典型例子。所以它还不是真正的虚拟，而是一种准虚拟或不完善的虚拟，或半虚拟技术。

    VR-GIS与 WebGIS相结合技术，可以进行远距离“遥操作”和“遥显示”或“遥视”、“遥现”技术，如美国6所大学的高层大气物理学家与加拿大的大学同行合作，对格陵兰上空的大气与太阳风之间的相互作用进行了网上的共同观测与讨论。该项目叫“高层大气研究网上合作（UARC）计划”，使那些相隔千山万水的科学家，相会在同一虚拟实验室，让分布在不同地区的专家进行共同实验、讨论、分享成果。

    5．虚拟地理信息系统（VR-GIS）的特点

    Fause（1993）提出了理想的VR-GIS有以下的特征：

    （1）对现实的地理区域的非常真实的表达；

    （2）用户在所选择的地理带（地理范围）内和外自由移动；

    （3）在3D（立体）数据库的标准GIS功能（查询、选择和空间分析等）；

    （4）可视化功能必须是用户接口的自然的整体部分。

    Berger（1996）等人指出，GIS和VR两个技术的连接，主要是通过虚拟现实构模语言（VRML）转换文件格式，把GIS信息转到VR中表示。VR-GIS方法是基于一个耦合的系统，有一个GIS模块和VR模块组成。目前，VR-GIS的主要特征有：

    （1）系统的数据库是传统的GIS；

    （2）VR的功能是增加 GIS的制图功能；

    （3）越来越多的解决方案采用VRML标准，尽管它有一些限制，VR-GIS不仅是一个工具盒，而且有Internet的功能；

    （4）基于PC系统的趋势，它依赖于桌面GIS；

    （5）松耦合的VR和GIS软件，图形数据通常是通过一个共同的文件标准来转换，系统间的同步依赖于通信协议，如 RCP。