【正文】 ? 飛行員的操縱艙系統(tǒng) ? 顯示外部圖像的視覺系統(tǒng) ? 產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)感的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) ? 計(jì)算和控制飛行運(yùn)動(dòng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 虛擬現(xiàn)實(shí)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 – 西安交通大學(xué)信息工程研究所對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)中的關(guān)鍵技術(shù) ——立體顯示技術(shù)進(jìn)行了研究。 虛擬現(xiàn)實(shí)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 – 在德國(guó)有大約 50個(gè) Fraunhofer研究所，Darmstadt的 Fraunhofer計(jì)算機(jī)圖形研究所(IGDFHG)就是其中之一。正在計(jì)劃推出新型輕量顯示頭盔和功能強(qiáng)大的圖形引擎 (Graphics Engine)。 – SRI研究中心建立了 “ 視覺感知計(jì)劃 ” ， 研究現(xiàn)有 VR技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展 。 ? 現(xiàn)在 NASA已經(jīng)建立了航空 、 衛(wèi)星維護(hù) VR訓(xùn)練系統(tǒng) 、空間站 VR訓(xùn)練系統(tǒng) ， 并且已經(jīng)建立了可供全國(guó)使用的 VR教育系統(tǒng) 。 虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)結(jié)構(gòu)體系 ? （ 6）觸覺和力反饋的裝置 ? 為了產(chǎn)生虛擬的觸摸感覺，研究人員開發(fā)了觸覺和力反饋裝置。這些參數(shù)可組成一個(gè) 6維的數(shù)據(jù)集。 ?桌面虛擬現(xiàn)實(shí) 高級(jí)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)提供完全沉浸的體驗(yàn)，使用戶有一種置身于虛擬境界之中的感覺。 1 ?分布式虛擬現(xiàn)實(shí) 虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)結(jié)構(gòu)體系 ? 虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)結(jié)構(gòu)體系 ?虛擬設(shè)計(jì)軟件技術(shù) ? 虛擬環(huán)境中采用的軟件有四類： ? 1)語(yǔ)言類： 如 C++、 VBML等； ? 2)建模軟件類：如 AuoCAD、 SolidWorks、 Pro／E、 CATIA等。 ? （ 3） 傳感手套 數(shù)據(jù)手套可以幫助計(jì)算機(jī)測(cè)試人手的位置與指向 ， 從而可以實(shí)時(shí)的生成手與物體接近和遠(yuǎn)離的圖像 。 ? （ 7）立體顯示設(shè)備 ? 頭盔式顯示器 HMD；特殊的頭部顯示器BOOM（雙目全方位監(jiān)視器）；立體眼鏡（用戶戴在眼睛上能從顯示器上看到立體的圖像）；立體投影顯示； 3D顯示器。他們主要研究分子建模、航空駕駛、外科手術(shù)仿真、建筑仿真等。 虛擬現(xiàn)實(shí)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 – 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)行感知 、 知覺 、 認(rèn)知和運(yùn)動(dòng)控制能力的研究 。 虛擬現(xiàn)實(shí)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 – Dimension International是桌面 VR的先驅(qū)，盡管桌面VR是非沉浸式的，但是與那些可視效果和動(dòng)態(tài)質(zhì)量差的沉浸式 (Immersive)系統(tǒng)相比，許多學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的用戶更喜歡該公司基于 PC486系統(tǒng)提供的優(yōu)質(zhì)圖像和實(shí)時(shí)交互特性，該公司已生產(chǎn)了一系列商用 VR軟件包，都命名為 Superseape。 IGDFHG在1992年建立了一個(gè) VR演示中心，用于評(píng)估 VR對(duì)未來系統(tǒng)和界面的影響，該中心的任務(wù)是在測(cè)試平臺(tái)環(huán)境中給用戶和生產(chǎn)者提供通向先進(jìn)的可視化、模擬技術(shù)和 VR技術(shù)的途徑 。在硬件開發(fā)上已經(jīng)完成了 LCD紅外立體眼鏡，并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商品化。 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例 ? 美國(guó) Navstar公司是一家卡車制造商 ， 它利用虛擬油漆車間來安排噴漆機(jī)械手的位置 ， 使其發(fā)揮最高功效 。 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)人能夠自由與虛擬世界對(duì)象進(jìn)行交互 , 猶如身臨其境 , 借助的輸入輸出設(shè)備主要有頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣服、三維位置傳感器和三維聲音產(chǎn)生器等。 分布式虛擬現(xiàn)實(shí)是今后虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展的重要方向。 物理原型及其不足 ? 傳統(tǒng)原型 材料去除法 ?手工 ?手工 +機(jī)加工 ?完全自動(dòng)化加工 – 快速原型 材料添加法 – 混合原型 包括材料去除和添加 – 物理原型的不足 – Michigan州立大學(xué)的 Gowda提出：“ VP是一種利用虛擬現(xiàn)實(shí)和其他信息技術(shù)建立的數(shù)字原型。 – 運(yùn)動(dòng)分析 二維、三維機(jī)構(gòu)組合的運(yùn)動(dòng) ? 運(yùn)動(dòng)學(xué)性能 在不考慮質(zhì)量和力特性的情況下，決定速度、加速度、位置、分布以及旋轉(zhuǎn)等。 虛擬樣機(jī)軟件包含的功能 – 運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)基本理論及算法 – 產(chǎn)品造型與顯示技術(shù) – 有限元分析技術(shù) – 軟件編程及接口技術(shù) – 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及分析技術(shù) – 優(yōu)化分析技術(shù) 虛擬樣機(jī)軟件 ADAMS – ADAMS (Automatic Dynamic Analysis of Mechanical system）由美國(guó) Mechanical Dynamics – 核心模塊：用戶界面（ view)，求解器（ solver）和后處理（ PostProcessor） – 功能擴(kuò)展模塊：試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析，振動(dòng)分析，耐用性分析，液壓系統(tǒng)，高速動(dòng)畫，系統(tǒng)模態(tài)分析，數(shù)字化裝配回放 – 專業(yè)模塊：轎車模塊，概念化懸架模塊，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)模塊，駕駛員模塊，經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)模型，柔性體生成器模塊，輪胎模塊，配氣機(jī)構(gòu)模塊，鐵道模塊 – 工具箱：虛擬試驗(yàn)工具箱，鋼板彈簧工具箱，軟件開發(fā)工具包，履帶 /輪胎式車輛工具箱，模態(tài)應(yīng)力恢復(fù)與疲勞工具包，齒輪傳動(dòng)工具箱，飛機(jī)起落架工具箱 – 接口模塊： Pro/e接口，圖形接口模塊， CATIA專業(yè)接口模塊，控制模塊，柔性分析模塊 用戶界面 ADAMS/view – 交互式圖形建模、仿真計(jì)算、動(dòng)畫顯示、 XY曲線圖處理、結(jié)果分析、數(shù)據(jù)打印等。 ADAMS/Vibration – 在模型的不同測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行受迫響應(yīng)的頻域分析 – 將 ADAMS的線性模型轉(zhuǎn)入 Vibration模塊中，為振動(dòng)分析開辟輸入 /輸出通道 – 定義頻域輸入函數(shù) – 產(chǎn)生用戶定義的力頻譜 – 求解頻帶范圍 – 評(píng)價(jià)頻響函數(shù)的幅值大小及相位特征 – 動(dòng)畫演示受迫響應(yīng)及各模態(tài)響應(yīng) ADAMS/Durablility – 解決“產(chǎn)品何時(shí)報(bào)廢或零部件何時(shí)失效”問題 – 支持耐久性的相關(guān)國(guó)際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 – 提供干涉檢測(cè)工具，可以動(dòng)態(tài)顯示仿真過程中運(yùn)動(dòng)部件之間的接觸干涉，幫助用戶觀察整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的干涉狀況，也可以動(dòng)態(tài)測(cè)試兩個(gè)選定的運(yùn)動(dòng)部件在仿真過程中距離的變化。 – 可以進(jìn)行的懸架實(shí)驗(yàn)包括：?jiǎn)屋喖ふ裨囼?yàn)、雙輪同向激振試驗(yàn)、轉(zhuǎn)向試驗(yàn)和靜載試驗(yàn)等。 ? 利用 ADAMS軟件，用戶可以快速、方便地創(chuàng)建完全參數(shù)化的機(jī)械系統(tǒng)幾