【正文】 模擬游戲正好彌補(bǔ)了人們心中這種空白，滿足了人們的好奇心和虛榮心。2．遙控虛擬飛行旅游系統(tǒng)計(jì)劃要點(diǎn)：自由飛行是每一個(gè)人的夢(mèng)想，但現(xiàn)實(shí)中，真實(shí)的飛行，由于技術(shù)、成本和危險(xiǎn)性等因素，目前還不是平民大眾能夠接受的，而虛擬飛行旅游系統(tǒng)則消除了真實(shí)飛行的這些不利因素，能夠讓廣大民眾享受到自己駕駛飛行器在藍(lán)天白云中自由翱翔的樂(lè)趣。其大廳和每個(gè)包間內(nèi)墻，都至少有2面墻是整體的銀幕。在國(guó)內(nèi)，上海、北京等大城市從2000年開(kāi)始出現(xiàn)以“主題餐廳”為招牌的酒家，生意都非?；鸨?。 在機(jī)械結(jié)構(gòu)的選擇上，垂直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)所要平衡的機(jī)械結(jié)構(gòu)本身的重力是不可避免的，所能做的就是盡量減小它。這樣力的測(cè)量與平行機(jī)構(gòu)的角度，即桿件的垂直高度有關(guān)。解決這個(gè)問(wèn)題有兩種方案。這樣在選擇電機(jī)的時(shí)候，可以選用功率比較小的電機(jī)，從而減小設(shè)備的體積和價(jià)格。每個(gè)虛擬物體表現(xiàn)出來(lái)的硬度不但和機(jī)械結(jié)構(gòu)本身、硬件傳感器的分辨率、執(zhí)行器侍服頻率等)有關(guān)，而且與控制方法很有關(guān)系。圖1 虛擬現(xiàn)實(shí)力反饋設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖由于人的觸覺(jué)對(duì)動(dòng)態(tài)物體的感覺(jué)比視覺(jué)靈敏，這要求設(shè)備要有比視覺(jué)高很多的侍服頻率?！?76。該仿真軟件包括A/D檢測(cè)模塊、標(biāo)定模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和圖形顯示模塊等，提供一個(gè)虛擬的操作環(huán)境。設(shè)當(dāng)關(guān)節(jié)角度為β、電位計(jì)轉(zhuǎn)角為α?xí)r，若關(guān)節(jié)有微小轉(zhuǎn)動(dòng)Δβ，電位計(jì)因此得到微小轉(zhuǎn)動(dòng)Δα。3．檢測(cè)原理　　依據(jù)手的模型的討論，我們認(rèn)為巧妙的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)可以極大地簡(jiǎn)化傳感器和檢測(cè)算法，作為手控制裝置的理想數(shù)據(jù)手套應(yīng)具有以下特點(diǎn)：①各關(guān)節(jié)之間的運(yùn)動(dòng)是解耦的。 圖1　手的模型及其關(guān)節(jié) 圖2　定義關(guān)節(jié)局部坐標(biāo)系手指關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)約束主要是為了避免出現(xiàn)不切實(shí)際的動(dòng)作。制作這個(gè)盒子的第一步是為放大鏡系統(tǒng)開(kāi)兩個(gè)足夠大但又不能太大的孔，并用膠把放大系統(tǒng)固定在這兩個(gè)孔內(nèi)。因此可以做一個(gè)調(diào)節(jié)旋鈕。視場(chǎng)越小，獲得的浸沒(méi)感就越差。首先，我們需要找到足以偏折視線的最小角度，可以使兩個(gè)液晶屏相互盡可能靠近來(lái)測(cè)量這個(gè)角度。此外Y軸亦具正負(fù)自由度，Y像高的正負(fù)都需成為補(bǔ)正對(duì)象。自由曲面之設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)上若能把握以下幾項(xiàng)原則，基本上它與傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)對(duì)稱光學(xué)完全相同。表面反射鏡常用于類似望遠(yuǎn)鏡之系統(tǒng)，由于它不會(huì)發(fā)生色收差，因此一般的口徑都很大。如果考慮在視景中再出現(xiàn)真實(shí)活動(dòng)的人物和動(dòng)物時(shí)，則將是三種不同方法生成的視景的合成，技術(shù)難度將更大。FORCE FXThe FORCE FX is guaranteed to knock your socks off with six builtin effects you can experience through the stick in many variations of magnitude, direction,duration and repetitiveness. Each variation is determined through your favorite IForcesupported game.售價(jià)：$6DOF Human Interface DeviceThe 6DOF HID provides plete six degrees of freedom that let you move forward/backward, strafe left/right, jump/crouch, look up/down, watch left/right or tumble left/right at the same time. The 6DOF HID offers 256 degrees of resolution in each degree of freedom and allows alternate speed/acceleration in each direction.售價(jià)：$Formula T2Experience the thrill of real racing action in 3D! The Formula T2 VR Racing System puts you in the driver39。目前主要在美國(guó)、日本等少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)，最近臺(tái)灣業(yè)開(kāi)發(fā)出具有18萬(wàn)像素的顯示能力、（HMD）。全球虛擬現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)現(xiàn)在每年的規(guī)模為240億美元，而且，還在以每年50%的速度快速增長(zhǎng)。按照馬斯洛的需要層次論來(lái)說(shuō)，人類滿足了生理需求、安全需求，對(duì)社交需求、尊敬需求后，對(duì)自我實(shí)現(xiàn)的需求有著強(qiáng)烈的欲望，他們渴望在這個(gè)虛擬的網(wǎng)絡(luò)社會(huì)滿足他們的欲望。4．商業(yè)應(yīng)用隨著電子商務(wù)的日益普及，Internet對(duì)各個(gè)公司和商家具有特別的吸引力。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)部件之間的相互聯(lián)系，了解整個(gè)發(fā)電過(guò)程，這是電視錄像媒體和實(shí)物媒體所無(wú)法比擬的。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(guò)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。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。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(kāi)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。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。1．沉浸型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。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。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(jué)到震顫，車在抖動(dòng)。沉浸型虛擬系統(tǒng)是一套比較復(fù)雜的系統(tǒng)。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。另外在虛擬現(xiàn)實(shí)的游戲方面的研究也做了很多工作。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。美國(guó)海軍開(kāi)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(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)效果，使受訓(xùn)軍官沉浸于“真實(shí)的”戰(zhàn)場(chǎng)之上。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(guò)程，通過(guò)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。VRML有可能大幅度改善顧客購(gòu)買商品的經(jīng)歷?，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)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。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。s seat of a highspeed Indy car. With it39。但這是今后虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展的方向。若是由背面鏡構(gòu)成反射面則變成：Φ=2n/R （3）。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?。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(wàn)像素以上。圖8．17示意了如何用光路中的一塊棱鏡把視線偏向顯示屏的中心。所以如何解決這個(gè)問(wèn)題的確取決于個(gè)人選擇。3．制作頭盔顯示器的外殼 現(xiàn)在該開(kāi)始有創(chuàng)造性的實(shí)踐了。光學(xué)系統(tǒng)應(yīng)該被放在盒子的底部，而LCD應(yīng)被固定在盒子的蓋子上，LCD上有個(gè)小孔可做此用。約束可做如下分類：①關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)角度限制運(yùn)動(dòng)類型。②手指關(guān)節(jié)角度的變化與傳感器輸出為線性關(guān)系。通過(guò)計(jì)算，可解得Δβ。操作者可直接對(duì)虛擬三維手的模型進(jìn)行操作，同時(shí)圖形仿真可實(shí)時(shí)地跟蹤、顯示手指的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。176。要達(dá)到比較好的觸覺(jué)模擬效果，并保持系統(tǒng)的魯棒性，嵌入式系統(tǒng)最好有1k到5k的伺服頻率p1。一般來(lái)說(shuō)，要使用戶感覺(jué)到一個(gè)硬的、不動(dòng)的虛擬墻壁表面，設(shè)備必須能提供20牛／厘米的力。另外，重力的平衡還有利于減小摩擦力、慣性等。一種方案是在設(shè)備的末端添加一個(gè)三維的傳感器。在計(jì)算的過(guò)程中，把垂直方向的力分解為平行于平行機(jī)構(gòu)和垂直于平行機(jī)構(gòu)的兩個(gè)力。另外這個(gè)問(wèn)題也會(huì)引起用戶在水平方向運(yùn)動(dòng)和在垂直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)感覺(jué)的不一致。不需要作廣告就人滿為患了。用投影機(jī)打出風(fēng)景片，客戶進(jìn)入包間內(nèi)就有身臨其境的感覺(jué)。主要買點(diǎn)：體驗(yàn)親自駕駛飛行的自由感覺(jué)，在海天之間翱翔、在白云之中慢步、與山鷹為伍、與大雁結(jié)隊(duì)。而游戲擬真度越高，人們對(duì)真實(shí)事物的感知就越深刻、心理上的滿足感就越強(qiáng)，從這方面來(lái)講，擬真游戲可以讓你體驗(yàn)不同的人生經(jīng)歷和了解到自己想學(xué)而難以學(xué)到的技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)。 至于接收部分就沒(méi)什么麻煩了，接收機(jī)12V供電，有視頻和音頻輸出，將接收機(jī)擺放在車頂上，接上12V電源和一部DV攝像機(jī)。游戲擬真度的提高從某方面來(lái)講是出于人們的心理需要，人的一生中能夠接觸到的事情、學(xué)到的技能畢竟還在少數(shù)，而人們往往有對(duì)于未知世界探知的欲望和好奇心。在感嘆世界萬(wàn)種風(fēng)情和富有娛樂(lè)刺激氛圍的同時(shí)，也讓人浮想聯(lián)翩。設(shè)有一個(gè)主大廳和多個(gè)以世界各國(guó)著名旅游勝地命名的高檔主題包間。發(fā)展之迅猛，令人嘡目。特別是比較簡(jiǎn)單的摩擦力和紋理的模擬，其效果與機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制算法的選擇有很大的關(guān)系。可以把力應(yīng)變片安裝在平行機(jī)構(gòu)上。而力傳感器的選擇和安裝則比較困難，這是由于被測(cè)量的力比較小、設(shè)備的尺寸比較小而材料硬度比較高，這些都給力傳搏器的設(shè)計(jì)帶來(lái)困難。2．機(jī)械結(jié)構(gòu)的確定 機(jī)械結(jié)構(gòu)的確定主要從重力方面考慮，即減小電機(jī)所需平衡的重力。所以設(shè)備只能盡量提高虛擬物體所能達(dá)到的硬度。其中機(jī)械部分對(duì)整個(gè)設(shè)備的性能影響非常大，它確定了設(shè)備的可達(dá)空間，控制方法的效率、反饋力的效果等。176。模型包括5個(gè)手指、17個(gè)關(guān)節(jié)。 圖4 自由度關(guān)節(jié) 圖5　計(jì)算用圖通過(guò)解算有運(yùn)動(dòng)約束的非同心圓周運(yùn)動(dòng)得到手指關(guān)節(jié)的位置。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)了機(jī)械連桿機(jī)構(gòu)用于檢測(cè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。手的模型及其關(guān)節(jié)定義如圖1所示，并建立如圖2所示的坐標(biāo)系統(tǒng)。在上述兩種外殼形式中，液晶顯示屏和光學(xué)系統(tǒng)都是被裝在一個(gè)盒子里，盒子的前部看上去像圖8．27所示的那樣。頭盔顯示器經(jīng)過(guò)優(yōu)化后，對(duì)于瞳距范圍在60至80mm之間的大約90%的人是適合的，而對(duì)瞳距較大或較小的人而言就有些問(wèn)題。下面會(huì)討論如何減小這種影響，但我們也必須像所有頭盔顯示器的制造商們那樣做一些必要的妥協(xié)：要想獲得大的視場(chǎng)角和浸沒(méi)感，就必須犧牲一部分清晰度。不是什么角度的棱鏡都有現(xiàn)成的可以買到。這有點(diǎn)類似X、Y方向兩狀態(tài)之設(shè)計(jì)。不過(guò)若是偏心過(guò)大造成大偏心收差時(shí)，便無(wú)法構(gòu)成回轉(zhuǎn)對(duì)稱面之偏心光學(xué)，此時(shí)需設(shè)法改變面的形狀作成所謂的自由曲面，藉由自由曲面補(bǔ)正偏心收差。Φ=2/R （2）。這將增加一定的技術(shù)難度。而力量反饋提供的是關(guān)于全部接觸力量的信息，還有表面的硬度或被抓物體的重量信息。現(xiàn)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的各個(gè)硬件部分簡(jiǎn)要介紹如下：1． 頭盔顯示器（或3D目鏡）：用于與計(jì)算機(jī)、電視、游戲機(jī)相連，佩帶者可直接觀看立體影視場(chǎng)景或立體計(jì)算機(jī)場(chǎng)景，立體效果極佳，可觀看3維動(dòng)態(tài)畫面。2000年7月，美國(guó)cyberedge信息服務(wù)公司信息服務(wù)部公布了其關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)的第三次年度調(diào)查。1）從心理學(xué)上講，人是一種社會(huì)動(dòng)物，總是有一種親和心理，總是渴望溝通的。VRML使工程人員能通過(guò)Internet/Intranet 按協(xié)作方式進(jìn)行三維模型的設(shè) 計(jì)、交流和發(fā)布，進(jìn)一步提高生產(chǎn)率并削減成本。大到宇宙天體，小至原子粒子，學(xué)生都可以進(jìn)入這些物體的內(nèi)部進(jìn)行觀察。四是進(jìn)行指揮員訓(xùn)練。VR多媒體集成系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)可視化以及納米技術(shù)（nanotechnology）。例如，波音公司的V22運(yùn)輸機(jī)就是先在實(shí)驗(yàn)室中造出虛擬機(jī)后再投入生產(chǎn)的。美國(guó)VR研究技術(shù)的水平基本上就代表國(guó)際VR發(fā)展的水平。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)按其功能不同，可分成三種類型。我們可以設(shè)想這樣一幅情景：當(dāng)你戴上特制的頭盔與手套后，你就發(fā)現(xiàn)你已置身于一個(gè)不受時(shí)空限制的歷史的博物館中，當(dāng)你向前行走或者轉(zhuǎn)頭時(shí)，你所看見(jiàn)的景象也會(huì)隨之改變，你可穿過(guò)大廳，推開(kāi)前面的大門；而當(dāng)你看見(jiàn)一件精美的展品時(shí)，你甚至可以上上下下、里里外外仔細(xì)地觀摩.......這就是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)給你帶來(lái)地一切——近乎完美的真實(shí)感覺(jué)。經(jīng)過(guò)不平路面時(shí)，汽車會(huì)顛簸。使用者必須頭戴頭盔、手帶數(shù)據(jù)手套等傳感跟蹤裝置，才能與虛擬世界進(jìn)行交互。NASA研究的重點(diǎn)放在對(duì)空間站操縱的實(shí)時(shí)仿真上，大多數(shù)研究是在NASA的約翰遜空間中心完成的。但日本大部分虛擬現(xiàn)實(shí)硬件是從美國(guó)進(jìn)口的。根據(jù)我國(guó)的國(guó)情，制定了開(kāi)展VR技術(shù)的研究，例如，九五規(guī)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)、國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃等都把VR列入了研究項(xiàng)目。2．教育應(yīng)用例如，生物中的孟德?tīng)栠z傳定律，用果蠅做實(shí)驗(yàn)往往要幾個(gè)月的時(shí)間，而虛擬技術(shù)在一堂課內(nèi)就可以實(shí)現(xiàn)。顧客可以訪問(wèn)虛擬世界中的商店，在那里挑選商品，然后通過(guò)Internet辦理付款手續(xù)，商店則及時(shí)把商品送到顧客手中。既然用戶有這種強(qiáng)烈的需求，所以我們的產(chǎn)品——基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)世界在用戶需求方面是有著很大的市場(chǎng)的。在國(guó)內(nèi)，虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的市場(chǎng)，基本上還處于空白狀態(tài)。由美國(guó)Virtual Realities, 。s realistic feel and features, all you39。頭盔顯示器（HMD）的原理是將小型2維顯示器所產(chǎn)生的影像借助光學(xué)系統(tǒng)放大。（1）比較，1/6的曲率即可獲得同等折射力。有關(guān)XZ軸的正負(fù)方向則為同樣形狀?？煽紤]用Casio 470型彩色液晶電視機(jī)，拆去電視機(jī)的其它部分，只保留液晶平和驅(qū)動(dòng)電路板即可（入下圖所示）。如果用量角器來(lái)測(cè)量正入射視線和斜入射視線之間的夾角，就可以得到實(shí)現(xiàn)光線偏折所需要的最小角度。 光學(xué)系統(tǒng)定位放大鏡片應(yīng)該位于棱鏡和液晶顯示屏之間，這就需要有一個(gè)支撐物來(lái)固定顯示屏和透鏡系統(tǒng)。想一想把顯示屏和透鏡固定在哪兒才使您能戴在頭上?您必須考慮的主要問(wèn)題是抵消顯示器重量的配重?？梢岳煤猩w和液晶屏背部之間的隔圈(spacer)來(lái)調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)和液晶屏之間的間隔。即Ⅱ—V手指除MP關(guān)節(jié)外，其他關(guān)節(jié)(PIP和DIP)只有同一方向上的彎曲及伸展運(yùn)動(dòng)，而MP關(guān)