【正文】 在遙控直升機(jī)上加掛的視頻傳輸設(shè)備，一個(gè)傳輸距離在1000米左右的發(fā)射機(jī)。從技術(shù)上講，難度不太大，比較容易實(shí)現(xiàn)；另一方面，又是最具有吸引力、爆炸力的新聞買點(diǎn)，市場推廣比較容易。為什么玩虛擬現(xiàn)實(shí)？它能帶給我們什么？究其原因，一位玩家說的話頗具代表性：“虛擬現(xiàn)實(shí)的主要目的是想體驗(yàn)現(xiàn)實(shí)中存在的事而自己又不可能做到的事，它能帶給我與現(xiàn)實(shí)最為接近的真實(shí)感受。以電影業(yè)聞名全球的美國娛樂界中，第一大行業(yè)其實(shí)是數(shù)字娛樂業(yè)，2000年全球數(shù)字娛樂產(chǎn)業(yè)已經(jīng)超過了電影，電子電腦游戲?qū)⑹?1世紀(jì)最重要的娛樂產(chǎn)業(yè)組成。保護(hù)環(huán)境、保護(hù)野生動(dòng)物的社會(huì)公益活動(dòng)。從巴黎的塞納河風(fēng)光、美麗的西班牙海灘、神秘的復(fù)活節(jié)島到印尼早哇熱帶雨林、非洲的原始叢林，應(yīng)有盡有。“世界風(fēng)光主題餐廳”在享受美食的同時(shí)，還能體驗(yàn)到游覽世界各國的風(fēng)光和美景。廣州人對(duì)吃比較講究，也經(jīng)常在餐廳會(huì)客接友。工作時(shí)間的縮短，使人們有更多的機(jī)會(huì)用于休閑和旅游。隨著虛擬空間的擴(kuò)大，虛擬環(huán)境對(duì)設(shè)備的輸出力矩和跟隨速度也有了更高的要求，這是在下一步設(shè)計(jì)中所要解決的。虛擬現(xiàn)實(shí)中的觸覺模擬效果與設(shè)備的結(jié)構(gòu)關(guān)系密切。如果在設(shè)備第三臂的末端添加姿態(tài)傳感器，那么就能增加設(shè)備位置傳感的自由度。桿件的應(yīng)變(2)(3)其中：l為泊松比，根據(jù)不同材料取不同的值，一般可取0．3估算，最后通過實(shí)驗(yàn)整定。這種方案對(duì)原機(jī)械設(shè)備影響小，但是需要解決不同方向的力在應(yīng)變片上的耦合問題。實(shí)際上虛擬環(huán)境對(duì)這兩個(gè)參數(shù)精度的要求并不高，選擇傳感器的時(shí)候主要考慮為控制器留出比較大的控制余量，這有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和改善控制效果。這兩種結(jié)構(gòu)各有優(yōu)缺點(diǎn)，他們的主要性能的比較如表1。1)在小型的力反饋設(shè)備中，設(shè)備提供能讓用戶手腕自由運(yùn)動(dòng)的虛擬空間。 其次，設(shè)備應(yīng)盡量使摩擦力和慣性在各個(gè)方向上都幾乎為常數(shù)，從而減小用戶在不同方向上運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的不適應(yīng)。軟物體的模擬關(guān)系到虛擬物體的構(gòu)造模型，無論是物體的顯示還是反饋力的計(jì)算都非常復(fù)雜，它需要各種感覺模擬的配合。 在這種情況下，用戶在設(shè)備所設(shè)定的自由移動(dòng)空間內(nèi)移動(dòng)必須感覺自由，即設(shè)備不給用戶施加額外的力，用戶感覺不到設(shè)備的存在。嵌入式控制器驅(qū)動(dòng)機(jī)械設(shè)備，同時(shí)測量位置、力等參數(shù)。（三）力反饋裝置的實(shí)現(xiàn)方案關(guān)于觸覺和力反饋設(shè)備的研究還不多見，特別是國內(nèi)，基本上還處于空白。當(dāng)A/，176。平均漂移為某手指漂移值的均方差。這樣分別做3次，可減小標(biāo)定誤差。盡管如此，由于這兩個(gè)傳感器檢測的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)正交，我們還是可以將耦合的運(yùn)動(dòng)人為地分配給對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)，使之在符合人習(xí)慣的同時(shí)不造成過大的誤差。該機(jī)構(gòu)以掌肢骨為機(jī)架，以指肢骨為原動(dòng)件。顯然，該機(jī)構(gòu)只有1自由度，是平面四桿機(jī)構(gòu)。②傳感介質(zhì)在任何部位的變形都會(huì)累積為關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。③MP的彎曲約束。每個(gè)手指(Ⅱ—V)有4自由度，其中手指基部(MP)有2自由度。把這個(gè)顯示盒固定在塑料框的前部，并如前所述，與棒球頭盔相連。把另一片塑料彎成圖8．24所示的形狀，并且把它像圖8．25所示的那樣固定到前一片上?；陬^盔的外殼是最容易制作的方法之一。會(huì)聚調(diào)節(jié)最后需要解決的是會(huì)聚問題。如果使用工程塑料做框架，可以用膠來固定所有的元件。透鏡系統(tǒng)的價(jià)格并不便宜，每塊平均8美元，我們需要兩套系統(tǒng)。如果不得不買一塊角度比測得角要大的棱鏡，就必須把兩塊顯示屏拉開一點(diǎn)來補(bǔ)償角度偏差。這聽起來似乎很容易，但要迫使人眼視線偏折并不是一件日常小事。圖8．16示意了把2．2英寸LCD放置在眼睛前方合適位置的準(zhǔn)確尺寸。同樣道理若無法求出焦距便無法計(jì)算像高，如果焦距無法成為直接補(bǔ)正對(duì)象就必需以像高作為補(bǔ)正對(duì)象進(jìn)行收差補(bǔ)正。該對(duì)稱面若是YZ平面，則X軸方向便不需非對(duì)稱，因此自由曲面系數(shù)的X不用奇數(shù)次項(xiàng)。不過若是偏心光學(xué)便可將光路折疊，相當(dāng)于3片透鏡的各面皆可作相當(dāng)程度的分離設(shè)計(jì)且各面互不干涉，同時(shí)更可因這種結(jié)構(gòu)大幅削弱各面的折射力。然而對(duì)內(nèi)面鏡光學(xué)而言，它反而是處理光路折返不得不采用的技巧，主要原因是一旦發(fā)生偏心，相對(duì)的偏心收差會(huì)變大，如此一來會(huì)產(chǎn)生更為頭疼的問題。由于折射面的光路中可并排設(shè)置數(shù)個(gè)元件，因此可利用復(fù)數(shù)面作收差補(bǔ)正。利用此效果將近處物體放大至遠(yuǎn)處觀賞而達(dá)到所謂的全像視覺。 下面，我們主要介紹頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套和力反饋裝置的實(shí)現(xiàn)方案。R Virtual Reality ChairThe Ramp。所以觸摸反饋代表了作用在您皮膚上的力，它反映了人類觸摸的感覺，或者是皮膚上受到壓力的感覺；而力反饋是作用在您的肌肉、關(guān)節(jié)和筋腱上的力。Adjustments: R, G, B gain, brightness and contrast (for RS170A input)?？傮w來說，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)分為實(shí)物虛化、虛物實(shí)化和計(jì)算處理技術(shù)三個(gè)方面。完整的虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品尚未遇見。之后日本寶制所（TAKA）也跟著推出了名為Dynovisor的HMD，售價(jià)不及前者一半，較前者更具競爭力。3）從市場前景及利潤角度來分析：VR目前最大的問題，即如何利用這一新興媒體來贏利。四． 市場分析目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已取得引人注目的成果，在國內(nèi)也引起了廣泛的重視。5．游戲娛樂 娛樂是VR的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。3．工程應(yīng)用例如，在虛擬的課堂學(xué)習(xí)氣氛中，遠(yuǎn)教學(xué)生可以與虛報(bào)的教師、學(xué)生一起交流、討論，共同探討學(xué)習(xí)中的各種問題，進(jìn)行協(xié)作化學(xué)習(xí)。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)。 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。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。北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)系是國內(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，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。到1991年底，英國已有從事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）。日本國際工業(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。另外，SRI還利用遙控技術(shù)進(jìn)行外科手術(shù)仿真的研究。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。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)。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。使用者通過自身的語言、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。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有以下三個(gè)基本特征：1．沉浸性。目錄1． 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)簡介2． 虛擬現(xiàn)實(shí)在國內(nèi)外的發(fā)展概況2. 1美國的研究狀況2. 2日本的研究狀況2. 3英國的研究與開發(fā)2. 4國內(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)是一個(gè)在當(dāng)今國際上倍受關(guān)注的課題。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。3．多感知性。2．簡易型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。 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。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。 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。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。正在開發(fā)一系列VR產(chǎn)品,主要是娛樂業(yè)方面的。中國科技開發(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。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。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。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。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。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。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。一個(gè)一直浮動(dòng)在桌面上的客戶端，其廣告位是有限的。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。這主要是因?yàn)?，一方面，國?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，國外進(jìn)口的產(chǎn)品，價(jià)格太高。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。 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Virtual Research Systems, 。 與視覺和聲音反饋相比，觸摸反饋分析比較復(fù)雜。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。（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。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。要注意的是，該光學(xué)面的光軸必須是直線狀。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。偏心棱鏡乃是刻意使光學(xué)面偏離光軸（簡稱離軸），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。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。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。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。我們準(zhǔn)備甩棱鏡來使從液晶顯示