【正文】 我們準(zhǔn)備甩棱鏡來使從液晶顯示展出射—的光線偏折，從而使光線能以合適的角度人射到眼睛中。如果上述測(cè)量距離小于16毫米，64毫米減去顯示屏水平尺寸的2倍就是所需的間隙大小，例如，顯示屏的水平尺寸是20毫米，正確的間隙為：64—2X20：24mm。液晶屏應(yīng)該位于眼睛的正前方，兩屏之間保留2毫米的間隔。具體設(shè)計(jì)方案如下：1． 選擇合適的液晶顯示屏（LCD）△彩色液晶顯示器，~，分辨率在18萬像素以上。收差補(bǔ)正 如上所述由于無法求得近軸量，因此依式以像高作為補(bǔ)正對(duì)象再配合焦距計(jì)算。有關(guān)各面的定義座標(biāo)與軸上主光線的關(guān)系，由于軸上主光線并不限定非要通過各面定義座標(biāo)的中心不可，因此即使求出定義座標(biāo)原點(diǎn)附近的曲率 ，依此定義座標(biāo)所求得之近軸量實(shí)際上毫無意義。近軸量 一般而言，由物體中心射出并通過中心與像面交叉之光線會(huì)有一條存在。面對(duì)稱 若只考慮YZ面內(nèi)的偏心則Y軸的正負(fù)方向?yàn)榇笃摹Ｆ睦忡R乃是刻意使光學(xué)面偏離光軸（簡(jiǎn)稱離軸），傾斜結(jié)構(gòu)可使光路在無任何衰減情況下折疊，此外各面相互保持一定間隔，因此各光學(xué)面的折射力可大幅降低。然而對(duì)于回轉(zhuǎn)對(duì)稱光學(xué)而言它的光軸成為一條直線，若改為偏心光學(xué)便可大幅壓縮體積。如上所述結(jié)偏心方式乃是取出光線最佳手段，但是偏心卻有造成收差變大的副作用。若是由背面鏡構(gòu)成反射面則變成：Φ=2n/R （3）。要注意的是，該光學(xué)面的光軸必須是直線狀。偏心自由曲面棱鏡自由曲面透鏡應(yīng)用于HMD由以下幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：；；。小型液晶顯示器（LCD，Liquid Crystal Display）的影像通過一個(gè)偏心自由曲面透鏡，使影像變成類似大銀幕畫面。但這是今后虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展的方向。（一）娛樂型頭盔顯示器實(shí)現(xiàn)方案對(duì)娛樂型頭盔顯示器的主要功能要求：（1） 較高的逼真度（沉浸感）；（2） 三維成像；（3） 價(jià)格較低。 目前美國(guó)已有一些公司將頭部運(yùn)動(dòng)跟蹤器固化到頭盔顯示器或三D目鏡中，如IGlasses（價(jià)格：2000 美元）。R Virtual Reality Chair is powered by pressed air that is supplied by a small air pressor that is typically used for air brush paint guns. The Ramp。s seat of a highspeed Indy car. With it39。 與視覺和聲音反饋相比，觸摸反饋分析比較復(fù)雜。雖然它們是兩種不同形式的力量感知，但在虛擬環(huán)境中，它們都是使用戶具有臨境體驗(yàn)的交互手段，也是改善虛擬環(huán)境的一種重要方式。 hue, contrast, and brightness (for SVHS input) 5DT HMDThe 5DT Head Mounted Display series offers the user affordable quality, high resolution, a crispimage and superior sound quality packaged in a sleek, fortable and extremely light headmount design.(3D Version Duel Input) $CyVisor is an ultradurable headset designed for most any application. It provides full color, SVGA resolution at 800x600 ( million pixels) and offers quality viewing, delivering clear text and graphics. With DSub 15 pin, RCA and SVideo connections, it will run with any PC and Video Source for an immersive bigscreen viewing experience.售價(jià)：$由美國(guó)Virtual Research Systems, 。Virtual IGlasses可用于PC、TV、Video等連結(jié)使用，產(chǎn)生3D動(dòng)畫立體影視效果。實(shí)物虛化是將現(xiàn)實(shí)世界的多維信息通過力、觸覺、聲音、熱等傳感器將光電能量轉(zhuǎn)換映射到計(jì)算機(jī)的數(shù)字空間生成相應(yīng)的虛擬世界。五． 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)方案一個(gè)真正的虛擬現(xiàn)實(shí)程序必須包括以下兩個(gè)基本要素：（1） 用戶具有身臨其境的感覺，并有實(shí)時(shí)隨意活動(dòng)的自由；（2） 能夠?qū)崟r(shí)地操縱和改變?cè)撎摂M境界。這主要是因?yàn)椋环矫?，?guó)內(nèi)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和產(chǎn)品還處于研制開發(fā)階段，還不成熟；另一方面，國(guó)外進(jìn)口的產(chǎn)品，價(jià)格太高。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)被用于醫(yī)療培訓(xùn)、制作原型產(chǎn)品、建筑和產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及電子游戲等領(lǐng)域。不過在廣東的各大電器城的貨架上只見SONY的PLM5而暫時(shí)還不見TAKA 的Dynovisor的影蹤。而且網(wǎng)絡(luò)社會(huì)是一個(gè)不斷完善的系統(tǒng)，我們可以允許任何有興趣的人添加他自己的模型和場(chǎng)景，當(dāng)然這是要交由我們來審批的，也由我們來發(fā)布。一個(gè)一直浮動(dòng)在桌面上的客戶端，其廣告位是有限的?，F(xiàn)實(shí)社會(huì)和虛擬的網(wǎng)絡(luò)社會(huì)是緊密聯(lián)系但又完全不同的兩個(gè)實(shí)體，人們?cè)诂F(xiàn)實(shí)社會(huì)中的諸多不平可以在虛擬的網(wǎng)絡(luò)世界得以實(shí)現(xiàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠在計(jì)算機(jī)中構(gòu)造出一個(gè)形象逼真的模型，人與該模型可以進(jìn)行交互操作，并產(chǎn)生與現(xiàn)實(shí)世界中相同的反饋信息，使人們得到與在現(xiàn)實(shí)世界中同樣的感受。例如毀滅戰(zhàn)士（DOOM）、天旋地轉(zhuǎn)（Descent）等。VR為我們提供了一個(gè)功能十分強(qiáng)大的在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)造各種環(huán)境 的平臺(tái)，它能提供更好的多人之間的交互，提供更加逼真的虛擬環(huán)境，從而使人們能夠享受其中的樂趣，帶來更好的娛樂感覺。VRML有可能大幅度改善顧客購(gòu)買商品的經(jīng)歷。例如軍事作戰(zhàn)技能、外科手術(shù)技能、教學(xué)技能、體育技能、汽車駕駛技能、果樹栽培技能、電器維修技能等各種職業(yè)技能的訓(xùn)練。例如，在思想品德課教學(xué)中，學(xué)生可以與虛擬的歷史人物如岳飛、楊家將、孫中山等一起座談、交流，通過先進(jìn)人物的言行來感化學(xué)生，從而達(dá)到思想品德教育的目的。虛擬技術(shù)還可以突破時(shí)間的限制，一些需要幾十年甚至上百年才能觀察的變化過程，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以在很短的時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)給學(xué)生觀察。例如，虛擬的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以避免化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的燃燒、爆炸所帶來的危險(xiǎn)；虛擬的外科手術(shù)，可避免由于學(xué)生操作失誤，而造成“病人”死亡的醫(yī)療事故；虛擬的飛機(jī)駕駛教學(xué)系統(tǒng)，可免除學(xué)員操作失誤而造成飛機(jī)墜毀的嚴(yán)重事故。利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，可以彌補(bǔ)這些方面的不足，學(xué)生足不出戶便可以做各種各樣的實(shí)驗(yàn)，獲得與真實(shí)實(shí)驗(yàn)一樣的體會(huì)，從而豐富感性認(rèn)識(shí)，加深對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解。由于形象真實(shí)，大大提高了人們的想象力、激發(fā)了受教育者的學(xué)習(xí)興趣， 學(xué)習(xí)效果十分顯著。美國(guó)海軍開發(fā)的“虛擬艦艇作戰(zhàn)指揮中心”就能逼真地摸擬與真的艦艇作戰(zhàn)指揮中心幾乎完全相似的環(huán)境，生動(dòng)的視覺、聽覺和觸覺效果，使受訓(xùn)軍官沉浸于“真實(shí)的”戰(zhàn)場(chǎng)之上。如美空軍用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研制的飛行訓(xùn)練模擬器，能產(chǎn)生視覺控制，能處理三維實(shí)時(shí)交互圖形，且有圖形以外的聲音和觸感，不但能以正常方式操縱和控制飛行器，還能處理虛擬現(xiàn)實(shí)中飛機(jī)以外的各種情況，如氣球的威脅、導(dǎo)彈的發(fā)射軌跡等。即通過相應(yīng)的三維戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境圖形圖像庫(kù)，包括作戰(zhàn)背景、戰(zhàn)地場(chǎng)景、各種武器裝備和作戰(zhàn)人員等，為使用者創(chuàng)造一種險(xiǎn)象環(huán)生、幾近真實(shí)的立體戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。中國(guó)科技開發(fā)院威海分院主要研究虛擬現(xiàn)實(shí)中視覺接口技術(shù)，完成了虛擬現(xiàn)實(shí)中的體視圖象對(duì)算法回顯及軟件接口。4. 國(guó)內(nèi)研究狀況和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)VR技術(shù)還有一定的差距，但已引起政府有關(guān)部門和科學(xué)家們的高度重視。正在開發(fā)一系列VR產(chǎn)品,主要是娛樂業(yè)方面的。筑波大學(xué)工程機(jī)械學(xué)院研究了一些力反饋顯示方法。他們把這種裝置應(yīng)用于一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)的“游戲棒”中。另外在虛擬現(xiàn)實(shí)的游戲方面的研究也做了很多工作。 華盛頓大學(xué)華盛頓技術(shù)中心的人機(jī)界面技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（HIT Lab）在新概念的研究中起著領(lǐng)先作用，同時(shí)也在進(jìn)行感覺、知覺、認(rèn)知和運(yùn)動(dòng)控制能力的研究。大學(xué)醫(yī)學(xué)中心成功地將計(jì)算機(jī)圖形及VR的設(shè)備用于探討與神經(jīng)疾病相關(guān)的問題。NASA的Ames現(xiàn)在正致力于一個(gè)叫“虛擬行星探索”（VPE）的試驗(yàn)計(jì)劃，這一項(xiàng)目能使“虛擬探索者”（Virtual Explorer）利用虛擬環(huán)境來考察遙遠(yuǎn)的行星，他們的第一個(gè)目標(biāo)是火星。美國(guó)宇航局 （NASA）的Ames實(shí)驗(yàn)室完善了頭盔顯示器（HMD）；并將VPL的數(shù)據(jù)手套工程化，使其成為可用性較高的產(chǎn)品。 這三個(gè)“I”是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的三個(gè)基本特征,其中人的感受在整個(gè)系統(tǒng)中是最重要的，強(qiáng)調(diào)了人在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的主導(dǎo)作用。3．共享型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。2．簡(jiǎn)易型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。沉浸型虛擬系統(tǒng)是一套比較復(fù)雜的系統(tǒng)。3．多感知性。2．交互性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是根據(jù)人類的視覺、聽覺的生理心理特點(diǎn)，由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生逼真的三維立體圖像．使用者戴上頭盔顯示器和數(shù)據(jù)手套等交互設(shè)備，便可將自己置身于虛擬環(huán)境中，成為虛擬環(huán)境中的一員。在系統(tǒng)中，用戶可以直接控制對(duì)象的各種參數(shù)，如：運(yùn)動(dòng)方向、速度等，而系統(tǒng)也可以向用戶反饋信息，如：模擬駕駛系統(tǒng)中兩車相撞，用戶會(huì)感覺到震顫，車在抖動(dòng)。虛擬現(xiàn)實(shí)是一個(gè)在當(dāng)今國(guó)際上倍受關(guān)注的課題。虛擬現(xiàn)實(shí)系列項(xiàng)目可行性分析報(bào)告提要：本分析報(bào)告較全面地介紹了目前國(guó)內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r、應(yīng)用前景和市場(chǎng)現(xiàn)狀，著重分析了虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的核心技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)方案，并做出了幾個(gè)較為可行的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的項(xiàng)目策劃題案。目錄1． 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)簡(jiǎn)介2． 虛擬現(xiàn)實(shí)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況2. 1美國(guó)的研究狀況2. 2日本的研究狀況2. 3英國(guó)的研究與開發(fā)2. 4國(guó)內(nèi)研究狀況3． 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用前景3. 1軍事訓(xùn)練3. 2教育應(yīng)用3. 3工程應(yīng)用3. 4商業(yè)應(yīng)用3. 5游戲娛樂3. 6其他應(yīng)用4． 市場(chǎng)分析5． 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)方案5. 1頭盔顯示器（或3D目鏡）5. 2數(shù)據(jù)手套5. 3力（觸覺）反饋裝置6． 虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目策劃6. 1世界風(fēng)景主題餐廳6. 2遙控虛擬飛行旅游系統(tǒng)7． 投資分析一． 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)簡(jiǎn)介虛擬現(xiàn)實(shí)，英文稱為Virtual Reality(VR)，即利用計(jì)算機(jī)發(fā)展中的高科技手段構(gòu)造出一個(gè)虛擬的境界，使參與者獲得與現(xiàn)實(shí)一樣的感覺。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的最大特點(diǎn)在于它與用戶的直接交互性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有以下三個(gè)基本特征：1．沉浸性。使用者在虛擬環(huán)境中，一切感覺都是那么逼真，有一種身臨其境的感覺。使用者通過自身的語(yǔ)言、身體運(yùn)動(dòng)或動(dòng)作等自然技能，就能對(duì)虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行考察或操作。1．沉浸型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是用戶可完全沉浸到虛擬世界中去，缺點(diǎn)是系統(tǒng)設(shè)備價(jià)格昂貴，難以普及推廣。這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，易于普及推廣，是一套經(jīng)濟(jì)實(shí)用的系統(tǒng)。關(guān)于從技術(shù)角度來認(rèn)識(shí)以人為主的信息環(huán)境，美國(guó)科學(xué)家柏迪有一個(gè)精辟的論述，他在1993年的世界電子學(xué)年會(huì)上所發(fā)表的《虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)及其應(yīng)用》一文中，提出一個(gè)“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三角形”，它簡(jiǎn)明地表示了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征，即：三個(gè)“I”(Immersion沉浸感、Interaction交互操作、Imagination思維構(gòu)想)。目前美國(guó)在該領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究主要集中在感知、用戶界面、后臺(tái)軟件和硬件四個(gè)方面。NASA完成的一項(xiàng)著名的工作是對(duì)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的仿真。在顯示技術(shù)上，UNC開發(fā)了一個(gè)幫助用戶在復(fù)雜視景中建立實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示的并行處理系統(tǒng)，叫做像素飛機(jī)（Pixel planes）。另外，SRI還利用遙控技術(shù)進(jìn)行外科手術(shù)仿真的研究。2．日本的研究狀況在當(dāng)前實(shí)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與開發(fā)中日本是居于領(lǐng)先位置的國(guó)家之一，主要致力于建立大規(guī)模VR知識(shí)庫(kù)的研究。日本國(guó)際工業(yè)和商業(yè)部的工業(yè)科學(xué)和技術(shù)代辦處經(jīng)營(yíng)的產(chǎn)品科學(xué)研究院開發(fā)了一種采用X、Y記錄器的受力反饋裝置?，F(xiàn)在他們已經(jīng)有了4項(xiàng)成果：一個(gè)類似CAVE的系統(tǒng)、用HIMD在建筑群中漫游、人體測(cè)量和模型隨動(dòng)、飛行仿真器。到1991年底，英國(guó)已有從事VR的六個(gè)主要中心，它們是WIndustries（工業(yè)集團(tuán)公司），British Aerospace（英國(guó)航空公司），Dimension International，Division Ltd,Advanced Robotics Research Center和Virtual Presence Ltd（主要從事VR職產(chǎn)品銷售）。從矯形術(shù)到信息技術(shù)，從電子和航空工程到納米技術(shù)，以及高級(jí)顯微學(xué)等領(lǐng)域。北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)系是國(guó)內(nèi)最早進(jìn)行VR研究、最有權(quán)威的單位之一，他們首先進(jìn)行了一些基礎(chǔ)知識(shí)方面的研究，并著重研究了虛擬環(huán)境中物體物理特性的表示與處理；在虛擬現(xiàn)實(shí)中的視覺接口方面開發(fā)出了部分硬件，并提出了有關(guān)算法及實(shí)現(xiàn)方法；實(shí)現(xiàn)了分布式虛擬環(huán)境網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，建立了網(wǎng)上虛擬現(xiàn)實(shí)研究論壇，可以提供實(shí)時(shí)三維動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，提供虛擬現(xiàn)實(shí)演示環(huán)境，提供用于飛行員訓(xùn)練的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，提供開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)，并將要實(shí)現(xiàn)與有關(guān)單位的遠(yuǎn)程連接。從90年代初起，美國(guó)率先將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)用于軍事領(lǐng)域，主要用于以下四個(gè)方面：一是虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。讓士兵穿上數(shù)據(jù)服，戴上頭盔顯示器和數(shù)據(jù)手套，通過操作傳感裝置選擇不同的戰(zhàn)場(chǎng)背景，輸入不同的處置方案，體味不同的作戰(zhàn)效果，進(jìn)而像參加實(shí)戰(zhàn)一樣，鍛煉和提高技術(shù)水平、快速反應(yīng)能力和心理承受力。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，根據(jù)偵察情報(bào)資料合成出戰(zhàn)場(chǎng)全景圖，讓受訓(xùn)指揮員通過傳感裝置觀察敵我兵力部署和戰(zhàn)場(chǎng)情況，以便判斷敵情，定下正確決心。 用VR技術(shù)可以建造人體模型、電腦太空旅行、化合物分子結(jié)構(gòu)顯示等。在遠(yuǎn)程教學(xué)中，往往會(huì)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、教學(xué)經(jīng)費(fèi)等方面的原因，而使一些應(yīng)該開設(shè)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行。學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，可以放心地去做各種危險(xiǎn)的或危害人體的實(shí)驗(yàn)。例如學(xué)生可以進(jìn)入虛擬發(fā)電廠內(nèi)，考察發(fā)電機(jī)的每個(gè)部件的工作情況以及每個(gè)部件之間的