虚拟主题公园是使用虚拟现实技术实现的"公园"。虚拟现实是计算机技术高度发展的产物，用户可凭借虚拟现实技术进入一个由计算机模拟的虚幻世界，并通过一些专门的硬件设备来对场景进行具有真实感觉(视觉，听觉，触觉等)的交互操作，从而使得用户产生一种身临其境的感觉。目前，该技术的应用已变得非常广阔，主要应用领域有科学计算可视化、医学应用、虚拟驾驶舱、娱乐、培训和产品的设计等，虚拟主题公园也将成为虚拟现实的一个全新应用。

一个完全虚拟现实的"公园"，将一个传统的公园或博物馆完全改变成一个虚拟的场景，不仅覆盖整个场馆那么大的展示空间，还要将里面的事物虚拟化，让参观者置身虚拟世界，并可以和里面的事物产生各种交互动作。虚拟主题公园集成专业显示技术及动画、实景拍摄素材，通过360°环幕、球幕（穹幕）等表现手段，让人们体验互联网、电视电脑所无法满足的乐趣，获得巨大沉浸感、临场感的体验。

三维图像的真实感显示技术使参观者在虚拟世界中有强烈的存在感，全身心地投入到虚拟环境中，使一切看起来是那么的真实，让人难以分辨所见的物体是在现实中还是在虚拟世界中。

三维图像的真实感显示技术使三维空间物体的显示具有色彩、纹理、阴影、层次等。其目的是对于三维空间的各种物体和自然景物，利用计算机图形生成技术产生恰如照相机拍摄一样的真实感效果。

为了产生图形的真实感，一般需要解决以下几方面的图形综合技术问题：

  a 使用消隐技术在图形中消除在特定观察点看不见的物体或部分物体，从而产生空间物体的层次感。这方面的算法很多，包括：画家算法、Z缓冲区算法、扫描线算法、区域采样算法等。

  b 在物体表面生成各种各样的纹理，以增强物体的质感。

  c 尽可能精确地模拟光源照射的物理效果，使空间物体具有像拍照像片一样的光照效果和明暗层次。比较经典的实现方法有：Phong光照模型、光线跟踪算法、辐射度方法。

  d 模拟透明物体的效果。

  e 在显示设备有限的离散精度范围内尽量保持图形具有自然的光影过渡和连续性，如防锯齿等。

使计算机生成的图形具有逼真的感觉是许多领域所追求的目标。该技术在计算机动画(如影视、广告、计算机艺术等)、计算机仿真、计算机辅助设计、计算机辅助制造、科学计算可视化以及虚拟现实等众多领域已得到广泛应用。三维图像的真实感显示技术将会模拟生成更为复杂的自然情景和具有更高的逼真度，特别是在影视、虚拟现实等领域得到进一步发展和应用。

利用计算机模型产生图形图像，生成不同光照条件下各种物体的精确图像，即使在非常复杂的虚拟环境中，也保证了海量三维数据图像被完整清晰地显示，且能实时刷新。海量三维数据的实时绘制为虚拟现实的实现提供了有力的技术支持。

由于视觉是人类获得外部信息的主要渠道，海量三维数据的实时显示成为了整个虚拟现实系统的一个关键技术。受图形软、硬件的制约，目前基于几何的图形绘制算法往往无法实现复杂场景的实时绘制，更不用说是海量三维数据的实时绘制了。目前，许多研究者已提出一些高效的绘制算法,，这些算法可大致分为三类：可见性预计算技术、层次细节模型技术(LOD)和基于图像的绘制技术(IBR)。

可见性预计算技术就是只对场景中相对视点可见的三维数据进行绘制。成像时只对可见的部分进行绘制，可节省大量的关于不可见部分的光栅化和光照等费时的计算，很好地提高成像速度而不影响成像质量。在构成大规模场景的几何面片中，每次成像的可见面片只占很少的一部分，通常在10%左右，高效的可见性预计算可以极大地提高大规模场景的绘制成像速度。

细节层次（Levels of Detail，简称LOD）模型技术在不影响画面视觉效果的条件下，通过逐次简化景物的表面细节来减少场景的几何复杂性，从而提高绘制算法的效率。该技术通常对每一原始多面体模型建立几个不同逼近精度的几何模型。与原模型相比，每个模型均保留了一定层次的细节。在绘制时，根据不同的标准选择适当的层次模型来表示物体。LOD技术具有广泛的应用领域。目前在实时图像通信、交互式可视化、虚拟现实、地形表示、飞行模拟、碰撞检测、限时图形绘制等领域都得到了应用，已经成为一项要害技术。

基于图像的图形绘制技术以图像作为基本绘制元素，因而该方法的突出优点是绘制速度独立于场景复杂性，仅与图像分辨率有关，且能在低档平台上实现场景漫游。基于视图插值(view interpolation)的虚拟现实漫游技术是IBR的重要技术，它的基本思想在于预先计算好一些采样点的图像，中间视点处的图像则通过线形插值其相邻采样点图像而得到。

针对海量的三维数据，使用分布式系统进行实时绘制也是一个趋势。分布式实时绘制系统是一个在一组以网络互联的计算机上同时绘制一部分海量三维数据的系统。该系统主要涉及的技术有：系统的软、硬件结构布局，动态负载平衡算法，规模可扩展，协同工作支持等。

虚拟现实除了实时地显示具有真实感的画面之外，还需配以适当的音响效果，就可以使人有身临其境的感受。除此之外，虚拟现实还需要有一定的传感器技术实现较强的交互能力。用于实现与虚拟现实交互功能的硬件主要有：数据手套、三维鼠标、运动跟踪器、力反馈装置、语音识别与合成系统等等。

用户通过传感装置可以直接对虚拟环境进行操作，并得到实时的三维显示和反馈信息(如触觉、力觉反馈等)。在空间跟踪方面，主要是通过HMD(头盔显示器)、数据手套、数据衣等交互设备上的空间传感器，确定用户的头、手、躯体或其他操作物在虚拟环境中的位置和方向。在声音跟踪方面，利用不同声源的声音到达某一特定地点的时间差、相位差、声压差等进行虚拟环境的声音跟踪。在视觉跟踪方面，使用从视频摄像机到平面阵列、周围光或者跟踪光在图像投影平面不同时刻和不同位置上的投影，计算被跟踪对象的位置和方向。

在虚拟主题公园内，参观者可以对虚拟环境内的事物触摸、操控，而被碰触物体会根据计算机系统设定进行反馈。例如：我们将传统的恐龙博物馆，改成一个虚拟的恐龙馆。参观者可以与恐龙产生各种交互动作，握手、喂食、抚摸等，并可以感受到恐龙的皮肤，物体的重量，视野中被碰触的物体也能立刻随着手的移动而移动。

虚拟主题公园的投影画面拼接技术是大空间的、全覆盖式的，将整个公园用多个大屏幕拼接封闭起来，实现多屏图像融合在一起并将拼接缝隙缩至最小以至于完全重合。

为实现在超大的形状弯曲的屏幕上实现无缝拼接，即将所有投影机模拟成一台具有超高流明，超大分辨率的一台超级投影机，拼接画面就好像是由这台超级投影机投影出来的，而且投影画面也不因屏幕弯曲的形状而出现扭曲。为此，必须实现几项关键技术：

  a 可自由排列投影机的几何拼接技术：在用于大屏幕拼接的一组投影机阵列中，每一台投影机投影的画面排列方式是自由的，只需满足相邻投影画面有重叠区域。如果能自由地排列投影机，就可以根据屏幕的形状，在保证不降低总体亮度和整体分辨率的前提下，通过充分利用每台投影机投影画面的空间大小的方式来优化投影机排列，减少投影机的数量，从而直接降低软、硬件成本。还有，所有投影机的投影画面在像素级别上是拼接良好的，否则，将会出现重影。

  b 任意曲面的几何校正技术：在大多数情况下，屏幕并非是平面的。因此，就应该对每一台投影机的投影画面做校正，使投影画面不出现扭曲，而且投影机间的投影内容的缩放比例是一致的。

  c 无缝的融合技术：该技术的目的就是在不降低拼接画面亮度、对比度的前提下，消除融合区域的亮带，使融合区域在亮度、色度上过度自然，观众无法辨别融合区域之所在。

  d 实时的同步绘制：在拼接完成之后，拼接画面是实时显示的，也能提供友好的用户交互界面。所有投影机投影的画面必须是协调的，能同步地显示任意一帧画面，其同步粒度不大于1/25s。

虚拟主题公园是一种以虚拟现实技术结合公园或博物馆，以游乐为目标的虚拟场景的呈现，它的最大特点就是赋予游乐形式在虚拟场景中，将真人与虚拟表演无缝结合、互动。将虚拟人物表演与真实道具天衣无缝地结合，围绕既定的主题来营造游乐的内容与形式。场景所有的建筑色彩、造型、植被游乐项目等都以虚拟为基础来提供主题服务，共同构成游客容易辨认的特质和游园的线索。

1、节省了运营费用，不需要像常规那样在人员，能源，维护，新品种的增加等方面投入大量资金。

2、高科技技术带给人们新鲜感，震撼感。让人们感觉神奇、刺激。获得大量的客源

3、主题鲜明、生动、有趣，展示内容的灵活变动，提高经济附加值空间

4、就目前市场，虚拟主题公园的出现，定能带起一波行业热潮，这就意味着受到的关注越大，随之带来的效益更大。