虚拟现实（VR-Virtual Reality）技术是当代信息科学的前沿研究领域,它综合运用计算机图形学、计算机视觉、心理学、传感器等多方面技术，在计算机中营造一个虚拟的环境，通过实时的、立体的三维图形显示、声音模拟、自然的人机交互界面来仿真现实世界中早已发生、正在发生或尚未发生的事件，并使用户产生身临其境的真实感觉。

     虚拟现实的一个突出特点是其虚拟和现实的二重性。虚拟现实是高技术的产物，从物理上来说，它是不存在的，但在用户的感官世界里，它是真实存在的，可以通过视觉、听觉、触觉、力觉来感知。在虚拟环境中，所有的景物都按照现实世界中的客观规律运动和变化。因此，虚拟现实技术首先被用来模拟那些代价巨大或因种种条件限制在现实世界中难以实现的事件，如航天飞机的风洞试验、大坝的应力试验、核武器试验、大规模战争演习、飞行仿真等，通过虚拟环境来验证原有的设计是否合理，功能是否稳定，指标是否合格，战略战术的运用是否恰当。虚拟仿真的最大优点是无需建设专用的试验基地和设计专用的仿真设备，因而可以大大节省人力、物力和财力，缩短试验周期，它可以大大减少甚至取代实物试验。

     3D成像是靠人两眼的视觉差产生的。人的两眼（瞳孔）之间一般会有8厘米左右的距离。要让人看到3D影像，就必须让左眼和右眼看到不同的影像，使两副画面产生一定差距，也就是模拟实际人眼观看时的情况。3D的立体感觉就是如此由来的。

快门式3D技术，其原理是根据人眼对影像频率的刷新时间来实现的，通过提高画面的快速刷新率（至少要达到120Hz）左眼和右眼各60Hz的快速刷新图象才会让人对图象不会产生抖动感，并且保持与2D视像相同的帧数，观众的两只眼睛看到快速切换的不同画面，并且在大脑中产生错觉，便观看到立体影像。

     CAVE(Cave Automatic Virtual Environment)基于LED显示的虚拟现实系统，它由围绕观察者的四个LED显示面组成。

四个LED显示组成一个立方体结构，其中三个墙面，一个地。观察者戴上液晶立体眼镜和一种六个自由度的头部跟踪设备，以便将观察者的视点位置实时反馈到计算机系统和体验身临其境的感觉。当观察者在CAVE中走动时，系统自动计算每个面正确的立体透视图象。同时，观察者手握六自由度手柄，与虚拟环境进行交互。

CAVE是世界上第一个虚拟现实系统，它把高分辨率的立体显示技术、三维计算机图形技术和音响技术等有机地结合在一起，产生一个完全沉浸式的虚拟环境。

     3D EduScope-Cave虚拟现实实验室能够创建与现实社会类似的环境，从而达到科研以及教学内容的情境化及自然交互性的要求，这正是构建主义学习理论所极力倡导的。亲身去经历并感受比空洞抽象的说教更具有说服力。因此，沉浸式CAVE虚拟现实实验室技术支持下的教学科研环境具有广泛的作用和影响。

    3D EduScope-Cave虚拟现实实验室是是对所见即所得的服务场景数据的三维立体可视化，人机跟踪与交互，立体显示等一体化系统支撑平台。

3D EduScope-Cave系统是目前最先进虚拟现实系统形式，能为用户提供一个具有身临其境感的完全沉浸的、1:1的仿真验证分析和和设计评审体验环境，对于验证、分析、仿真数据的可视化等具有重要的辅助决策作用。

    3D Cave沉浸式交互虚拟仿真系统应用

BIM环境行为研究虚拟仿真实验室解决方案：建筑感性设计、环境行为、室内设计、人居环境研究等；交互设计虚拟仿真实验室解决方案：虚拟规划、虚拟设计、虚拟装配、虚拟评审、虚拟训练、设备状态可视化等；军工国防武器装备人机环境虚拟仿真实验室解决方案：武器装备人机环境系统工程研究以及军事心理学应用，军事训练、军事教育、作战指挥、武器研制与开发等；用户体验与可用性研究虚拟仿真实验室方案：游戏体验、体验类运动项目、影视类娱乐、多人参与的娱乐项目。虚拟购物消费行为研究实验室方案安全人机与不安全行为虚拟仿真实验室方案驾驶行为虚拟仿真实验室方案人因工程与作业研究虚拟仿真实验室方案产品的设计和制造中广泛地应用了虚拟技术。应用集中在以下几个方面：装配工艺仿真：装配仿真包含了对零部件的装配、大型结构体装配和子系统装配和安装。 工厂物流仿真：工厂物流仿真包含了对大模装的仿真、天车和工装的仿真和厂房空间布局管理、资源设备的利用率以及工人数量需求、成本仿真。 人体工程仿真人体工学仿真包含了操作可达性仿真、可维护性仿真、人体工学/安全性仿真 VR系统在其它的制造领域如汽车、船舶等行业也获得广泛的应用。