虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展及其應用-計算機圖形學論文-免費閱讀
【正文】 分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)必須支持系統(tǒng)中多個用戶、信息對象 (實體 )之間通過消息傳遞實現(xiàn)的交互。 (2)實時三維圖形生成和顯示技術。而信息可視化則更進一步，主要用于表現(xiàn)系統(tǒng) 中信息的種類、結構、流程以及相互間的作用等。虛擬制造從本質上講就是利用計算機生產(chǎn)出“虛擬產(chǎn)品”。虛擬戰(zhàn)場 (Virtual Battlefield)是其重要的應用體現(xiàn)。因此，通過飛機模型器是訓練飛行員的最可行、有效、經(jīng)濟的途徑。 在東京技術學院精密和智能實驗室研究了一個用于建立三維模型的人性化界面，稱為 SpmAR NEC 公司開發(fā)了一種虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，用代用手來處 理 CAD 中的三維形體模型。他們的產(chǎn)品還包括建筑和科學可視化計算。施樂公司研究中心在 VR 領域主要從事利用VRT 建立未來辦公室的研究，并努力設計一項基于 VR 使得數(shù)據(jù)存取更容易的窗口系統(tǒng)。 (1)美國的研究現(xiàn)狀 美國是虛擬現(xiàn)實技術研究的發(fā)源地，虛擬現(xiàn)實技術可以追溯到上世紀 40 年代。 OpenGL 被嚴格定義為“一種到圖形硬件的軟件接口”。另外， WTK 是基于文本的，而 VRT3 采用了基于菜單和圖標的圖形編程模型，這就使人們更容易學習編程，但由于可用函數(shù)菜單有限，支持的接口數(shù)目有限， VRT 在功能上有所減弱。 (2)MultiGen MultiGen 公司的 VR 建模軟件 MultiGen for WindowsNT 是目前最好的交互式圖形建模工具之一，具有強大的紋理貼圖功能、 LOD 現(xiàn)實功能、任意路徑漫游功能，可以用于虛擬碰撞實驗，道路模擬實驗，測試數(shù)字產(chǎn)品。集成技術包括信息的同步技術、模型的標定技術、數(shù)據(jù)轉換技術、識別和合成技術等等。 (3)觸覺反饋。 這里，虛擬環(huán)境處理器是 VR 系統(tǒng)的心臟，完成虛擬世界的產(chǎn)生和處理功能。理想的虛擬現(xiàn)實技術應該具有一切人所具有的感知功能。并在 1968 年他開發(fā)了頭盔式立體顯示器，他的論文及其實現(xiàn)的簡單的虛擬世界展示了具有初始意義的虛擬現(xiàn)實技術，也是虛擬技術的萌芽?？傊?，在未來的虛擬系統(tǒng)中，人們的目的是使這個由計算機及其它傳感器所組成的信息處理系統(tǒng)去盡量 “ 滿足 ” 人的需要，而不是強迫人去 “ 湊合 ” 那些不是很親切的計算機系統(tǒng)。該技術集成了計算機圖形 (CG)技術、 計算機仿真 技術、 人工智能 、傳感 技術、顯示技術、網(wǎng)絡并行處理等技術的最新發(fā)展成果，是一種由計算機技術輔助生成的高技術模擬系統(tǒng)。就目前的實際情況來說，它還很難形成一個高逼真的虛擬現(xiàn)實環(huán)境，這主要是技術上的限制造成的，這些限制來自計算機處理能力，圖像分辨率和通信帶寬。 如今，虛擬現(xiàn)實技術在娛樂、軍事、航天、設計、生產(chǎn)制造、危險及惡劣環(huán)境下的遙控控制、教育和培訓等方面得到了廣 泛的應用。例如，用戶可以用手去直接抓取模擬環(huán)境中虛擬的 物體，這時手有握著東西的感覺，并可以感覺物體的重量，視野中被抓的物體也能立刻隨著手的移動而移動。 (2)立體聲合成和立體顯示技術。此外，語音識別與語音輸入技術也是虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的一種重要人機交互手段。 WTK 具有完整的硬件支持，包括各種身體跟蹤器、手套接口、鼠標之類的非 VR 桌面設備和 6 自由度輸入設備。 Vega 用戶也可以開發(fā)與 Vega 的各個單元兼容的自定義模塊。 VRML97 規(guī)范提供了對于聲音和各種類型的行為描述的支持。許多三維演示系統(tǒng)都用OpenGL 作為三維圖形生成和控制的編程接口。北卡羅來納大學的計算機系是進行 VR 研究最早最著名的大學。在歐洲來說是領先的。在改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面，一是用于產(chǎn)品設計、降低成本，避免新產(chǎn)品開發(fā)的風險；二是產(chǎn)品演示，吸引客戶爭取定單；三是用于培訓，在新生產(chǎn)設備投入使用前用虛擬工廠來提高工人的操作水 平。 北京航空航天大學計算機系也是國內最早進行 VR 研究、最有權威的單位之一，其虛擬實現(xiàn)與可視化新技術研究室集成了分布式虛擬環(huán)境，可以提供實時三維動態(tài)數(shù)據(jù)庫、虛擬現(xiàn)實演示環(huán)境、用于飛行員訓練的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實應用系統(tǒng)的開發(fā)平臺等，并在以下方面取得進展：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)實中的視覺接口方面開發(fā)出部分硬件，并提出有關算法及實現(xiàn)方法。音響系統(tǒng)模擬發(fā)動機噪聲、氣流噪聲等音響效果。雖然武器平臺不在同一地區(qū)，距離相隔很遠，但虛擬戰(zhàn)場環(huán)境描述的是在同一空間、同一地域和同一時間。如美國波音 777 飛 機采用了虛擬技術實現(xiàn)了無圖紙設計和生產(chǎn)，波音公司利用 SGI 計算機系統(tǒng)成功地創(chuàng)建了波音 777 飛機的虛擬樣機，使設計師、工程師們能穿行于這個虛擬飛機中，審視飛機的各項設計。為了滿足這些新的需求，近年來，虛擬現(xiàn)實相關技術研究遵循 “ 低成本、高性能 ”原則取得了快速發(fā)展，表現(xiàn)出一些新的特點和發(fā)展趨勢。采用人類最為自然的視覺、聽覺 、觸覺和自然語言等作為交互的方式，會有效地提高虛擬現(xiàn)實的交互性效果。 參考 文獻 ： 虛擬現(xiàn)實技術綜述 巫影 何琳 ， 計算機與數(shù)字工程 ， 2020 虛擬現(xiàn)實技術的研究現(xiàn)狀與進展 周前祥 ， 計算機 仿真 , 2020 國內外虛擬
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