沉浸式虚拟现实技术在地球科学中的应用

罗珽，冷伟

中国科学技术大学地球与空间科学学院，安徽合肥230026

1 引言

地球科学的相关研究不断产生大量新的科学数据分析需求.首先，地球科学的研究领域十分广泛，不仅涉及地球整体系统的研究，广义上，还包括对太阳系中其他天体的相关研究，这些数据往往分布于三维空间，甚至是随时间演化的四维数据；其次，地球科学的研究方法也很多，包括了数学、物理、化学、生物、计算机等分析方法.数据来源的多种多样以及仪器设备和技术的快速发展，导致了数据量正呈指数级增长；最后，地球科学研究重视野外实地考察工作，很多野外考察点或是由于地处偏远很难到达，或是由于危险而无法到达，这使得实地分析数据变得十分困难[1].所以，对大体量的复杂地球科学数据进行可视化十分重要，传统的二维显示方法要求研究者在大脑中将一系列相关的二维图像数据转化为三维结构，这给地球科学的研究带来很大不便，也会影响研究结果的准确性，因此对三维数据体进行实时沉浸式分析是地球科学领域重要的研究方向[2，3].

近年来，沉浸式虚拟现实技术(immersive virtual reality)快速发展，在军事、医学、工业和教育文化等领域的应用都得到了深入的研究并取得了一系列的重要进展[4].针对地球科学研究领域，沉浸式虚拟现实技术也提供了全新的可视化工具，为地球科学数据的可视化提供了更大的空间、更多的维度和更直观的体验，能够大幅提……