分布式虚拟现实（Distributed Virtual Reality，简称DVR），又称分布式虚拟环境、网络化虚拟现实、多用户虚拟环境等，它将分散在不同地域的虚拟现实系统通过网络联结起来，多个用户在共享的分布式虚拟环境中进行交互和协作，共同完成特定任务。随着各种高新科技的不断发展，应用于多个领域的分布式虚拟现实技术有了新的进展，本文从分布交互仿真的标准化与兼容性、合成自然环境的综合性、增强型的虚拟现实技术、分布式虚拟环境的实用化几个方面，讨论分布式虚拟环境的进展情况。

分布交互仿真的标准化与兼容性

军事应用是许多高新技术诞生和发展的重要因素，分布式虚拟现实就是一个典型的代表。其中，分布交互仿真标准是军事仿真训练领域中分布式虚拟现实的重要基础，主要有1993年颁布的IEEE DIS标准和2000年颁布的IEEE HLA标准。近期，为了既遵循IEEE HLA标准，又兼容IEEE DIS标准，还支持非DIS和非HLA标准下的半实物系统，人们正在研究和开发分布式虚拟环境支撑与应用平台的新型体系构架，使其具有兼顾标准化与兼容性的新特点。

在我国各级部门的支持下，国内许多科研机构和应用单位一直在从事分布式虚拟现实技术的研究和开发，例如：国家863计划支持下的“分布式虚拟环境DVENET（Distributed Virtual Environment NETworks）” 、国家973计划支持下的“分布式虚拟环境的基础理论、算法及其实现”等。从1996年到2005年，我国分阶段滚动地研究开发分布式虚拟现实应用系统开发与支撑环境DVENET，其中包括网络平台、通信软件工具、应用程序框架、逼真自然环境生成、虚拟实体和计算机生成兵力、演练管理器和人机交互等方面的研究。

合成自然环境的综合性

合成自然环境（Synthetic Natural Environment，简称SNE）是分布式虚拟环境的重要组成部分，其逼真程度能够直接影响分布式虚拟现实系统的沉浸感和系统仿真的真实性，所以合成自然环境的建立和管理是分布式虚拟现实的基础研究内容。近期，随着应用需求和相关技术的不断变化，分布式虚拟环境的合成自然环境的研究有了新的趋势和发展。

合成自然环境的综合性首先表现在多精度环境数据方面，根据用户类型和计算开销的情况，同一个对象经常需要用多种精度的三维模型表示，同一块地形，有两种不同精度的模型表示。事实上，综合程度越来越强的合成自然环境，不但涉及地形地貌模型、气象模型、水文模型（包括海洋模型），甚至还涉及到声音模型。并且，合成自然环境的综合性还体现在：合成自然环境对分布式虚拟现实系统的影响、面向来源广泛和类型繁杂的环境信息的分布式虚拟环境数据库、合成自然环境的各种环境因素对各种实体（现场实体、虚拟实体、计算机生成实体）的影响作用等。

DVENET的研究与开发，一直十分注重合成自然环境的综合性，其虚拟环境运行平台主要包括：（1）合成环境开发及运行平台DVESG；（2）视景体裁剪与快速绘制技术；（3）植物建模与行为描述；（4）三维场景建模工具DVE_NOWA。

增强型的虚拟现实技术

增强现实（Augmented Reality，简称AR），又称增强型虚拟现实（Augmented Virtual Reality），是虚拟现实技术的进一步拓展，它借助必要的设备使计算机生成的虚拟环境与客观存在的真实环境（Real Environment，简称RE）共存于同一个增强现实系统中，从感官和体验效果上给用户呈现出虚拟对象（Virtual Object）与真实环境融为一体的增强现实环境。增强现实技术具有虚实结合、实时交互、三维注册的特点。

加拿大多伦多大学的Milgram是早期从事增强现实研究的学者之一，提出了一个虚拟环境与真实环境的关系图谱。维也纳理工大学研究开发的增强现实系统，主要应用于基于医学数据可视化的协同工作环境和面向娱乐的增强型虚拟创作环境。美国海军研究实验室虚拟现实小组提出一种基于虚实结合的多源数据整合方法，将目击报告、航空和卫星图片、声纳、雷达、地震、红外线等信息合成在一个虚拟对象和真实环境共存的环境中。美国华盛顿大学的Billinghurst和索尼计算机科学实验室的Poupyrev等，利用增强现实技术研制“神奇书本”。美国麻省理工大学媒体实验室的Jebara等研究实现了一个基于增强现实技术的多用户台球游戏系统，使用户在这样一个增强现实场景中进行台球游戏的体验、协作和对抗。

国内有一些大学和科研机构开展了增强现实的研究工作。清华大学、浙江大学、北京理工大学、国防科技大学、中科院、航天二院、华中科技大学和北京航空航天大学等在增强现实的摄像机校准算法、虚拟对象的投影注册算法、二维增强现实系统跟踪注册、用于增强现实的头盔显示器设计、基于视频透视式头盔显示器、增强现实三色立体基准注册技术、增强现实的遮挡问题、协同式虚拟现实、分布式虚拟现实等方面已经取得了一些研究成果，也研制了一些应用系统。

分布式虚拟环境的实用化

由于分布式虚拟环境的应用领域在不断扩大，各种应用系统对分布式虚拟现实技术的要求也日益提高，人们越来越期望各种类型的分布式虚拟环境应用系统能够更加实用，这使得分布式虚拟环境的实用化问题成为新的研究热点。例如，美国进行了一个名为MC02的联合综合演练实验，这是一个基于C4ISR现场指挥系统与计算机仿真的分布式虚拟战场系统进行的联合军事演练。JSIMS系统支持指挥自动化C4I系统与基于分布式虚拟环境M&S系统之间的互连互通。清华大学开发的虚拟装配支持系统VASS。浙江大学开发的虚拟设计和虚拟装配系统VDVAS。北航与合作单位共同研制的异地协同虚拟设计和虚拟制造系统VEADAM等。

商业化数字游戏在过去十年的发展已经对科技、经济、文化、社会等领域产生了深刻的影响，这使得分布式虚拟环境在游戏领域的应用具有更为鲜明的实用化特点。许多军事题材的游戏与军事领域的分布式虚拟现实系统十分类似，甚至采用了类似的关键技术，例如：图形图像、游戏（仿真）建模、人工智能、游戏（仿真）引擎、网络通信、多用户交互和协作、系统结构等。

基于DVENET的关键技术、开发工具和支撑平台等，可以构建若干基于DIS和基于HLA/RTI的分布式虚拟环境应用系统，具有多种类型的人在回路的仿真器、三维观察器、二维观察器、数据记录与回放器、编队行进的计算机生成兵力等。在2003年的某次联合演练中，参与演练的盟员数量达到50余个，对象数达到400余个。联合演练中的仿真实体具有陆地、空中等不同的实体种类，三维观察器表现了基于大规模真实地形数据构建的合成自然环境（包括真实的地形地物信息）、不同时间的天空变化（如24小时的时间变化）、不同气候条件的环境变化（如降雨、降雪等）等。