【正文】 是虛擬環(huán)境生成器,這是虛擬設計系統(tǒng)的主體,另一個是外圍設備(人機交互工具以及數據傳輸、信號控制裝置) ,虛擬環(huán)境生成器可以根據任務的性能和用戶要求,在工具軟件和數據庫的支持下產生任務所需的、多維的、適人化的情景和實例. 它由計算機基本軟硬件、軟件開發(fā)工具和其他設備組成,實際上就是一個包括各種數據庫的高性能圖形工作站. 虛擬設計系統(tǒng)的交互技術是虛擬設計優(yōu)勢的體現,目前虛擬設計系統(tǒng)的交互技術主要集中于視覺、聽覺、觸覺三個方面,這三個方面的輸入和輸出設備是虛擬交互的主要方式. 例如:頭盔式顯示器、數據手套、三維聲音處理器、視點跟蹤、數據衣、語音輸入等等. 虛擬設計涉及到許多的學科和專業(yè)技術,屬于多學科交互技術,在工程設計上,目前提出兩種基于虛擬現實的工程設計方法. 一種是利用現有的CAD 系統(tǒng)產生模型,再將其轉換成虛擬現實軟件支持的格式,然后將模型輸入到虛擬現實軟件的環(huán)境中,完成虛擬產品的設計,用戶充分利用各種增強的效果設備,如頭盔顯示器等產生臨境感。 減壓蒸餾試驗、金華科仿真化學實驗室 金華科仿真化學實驗室，軟件界面設計靈活，實驗內容較豐富，實驗過程具有嚴謹的科學性和開放的交互性，既是化學課堂中的教學平臺，也是化學教師的課件制作平臺和學生的交互式學習平臺。 向敵指揮官和士兵發(fā)布敵方軍官假命令，使敵軍事行動陷入混亂。目前，美軍更進一步采取措施，通過設置“軍官虛擬現實教程”來強化人員培訓。很多飛行員都感慨在執(zhí)行任務的過程中，見到的環(huán)境都在模擬器中見到過，因此大大減少了執(zhí)行任務的難度和傷亡率。英國ARRL公司關于遠地呈現的研究實驗，主要包括VR重構問題。在虛擬現實系統(tǒng)中只有各種交互設備還不夠，還必須提供基本的軟件支撐環(huán)境，用戶能方便地構造虛擬環(huán)境并與虛擬環(huán)境進行高級交互。理想的虛擬現實技術應該具有一切人所具有的感知功能。它是隨著科學和技術的進步、軍事和經濟的發(fā)展而興起的一門由多學科支撐的新理論技術，可以很好地面對市場全球化的要求，并且有助于人們更好地去解決資源問題、環(huán)境問題與需求多樣性問題。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。最初的研究應用主要集中在美國軍方對飛行駕駛員與宇航員的模擬訓練。德國在VR的應用方面取得了出乎意料的成果。 來自佛羅里達州Raydon 公司的虛擬勇士互動( VWI) 訓練機能夠幫助步兵師在虛擬的戰(zhàn)場進行訓練，與仿真的坦克、裝甲車和直升機進行互動。美國海軍實驗室( NRL) 自主開發(fā)的Dragon 系統(tǒng)可以提供72 h 內90 km 90 km 范圍內的DTED( 數字地形數據) 5 級( 1 m 分辨率) 特征數據和圖像特征，在作戰(zhàn)之前就能夠快速將復雜戰(zhàn)場態(tài)勢可視化，使指揮員及其參謀人員能靈活使用二維或三維動態(tài)顯示系統(tǒng)，更有效地制定任務計劃和演練，評估行動路線，保持對戰(zhàn)場態(tài)勢的認知。在美國國防科技委員會2000 年度的報告“Training Superiority and Training Surprise”中總結到“這個20 年前的新發(fā)明不用流一滴血就把我們的單兵和團隊訓練成了戰(zhàn)場上的王牌”【14】。該軟件通過實驗介紹闡述實驗的教學目標以及實驗的實用性和重要性， 用語音和圖形把實驗操作和注意事項展現給學生，最后通過學生自己的虛擬操作達到理解實驗的目的。用虛擬樣機代替具體減速器(或其物理模型) ,對產品的全壽命周期進行展示、分析和測試,對存在問題的地方進行修改,提高產品一次試驗成功率,減少設計制造費用，縮短設計開發(fā)周期,優(yōu)化設計,保證產品質量?？v觀VR的發(fā)展歷程，未來VR技術的研究仍將延續(xù)“低成本、高性能”原則，從軟件、硬件兩方面展開，發(fā)展方向主要歸納如下：、動態(tài)環(huán)境建模技術 虛擬環(huán)境的建立是VR技術的核心內容，動態(tài)環(huán)境建模技術的目的是獲取實際環(huán)境的三維數據，并根據需要建立相應的虛擬環(huán)境模型。第4章 ：個人感想及總結、個人感想蔡季柯：虛擬現實的研究內容涉及到人工智能、計算機科學、電子學、傳感器、計算機圖形學、智能控制、心理學等。這就造成了系統(tǒng)滯后。馬超： 經過幾十年的發(fā)展，我們可以看到。隨著眾多DVE開發(fā)工具及其系統(tǒng)的出現，DVE本身的應用也滲透到各行各業(yè)，包括醫(yī)療、工程、訓練與教學以及協(xié)同設計。、智能技術(Artificial Intelligence，簡稱AI) 在VR中，計算機是從人的各種動作，語言等變化中獲得信息，要正確理解這些信息，需要借助于AI技術來解決，如語音識別、圖像識別、自然語言理解等，這些智能接口領域的研究課題是VR技術的基礎，同時也是VR技術的難點。利用觸摸屏來選擇產品的造型、色彩、裝飾風格等許多可選部件,在渲染和生成十分逼真的三維模型時,充分感受了自己所喜愛的產品在虛擬環(huán)境中的“真實”情況. 甚至還可根據用戶的建議,邀請專家和部分用戶一起對模型提出修改意見,觀察設計和修改過程,直至大多數人滿意為止. 比如在開發(fā)設計健身器械時【17~18】,可以允許消費者在購買商品前在虛擬的健身器械環(huán)境體驗不同設備的功能,并按照具體用戶高低胖瘦及本人的喜好評價,選擇和重組這些設備,且可以自己提出修改意見,所有反饋結果將被存儲并通過網絡傳到生產部門進行實際生產。但對于錯誤的實驗完全屏蔽并且每一步都有提示，缺乏對學習者能力的檢測與監(jiān)測。它通過信息網絡某一節(jié)點，把己方計算機與對方聯(lián)網，或戰(zhàn)前通過各種途徑將VR 技術植入敵方的指揮控制信息系統(tǒng)中，把己方的虛擬信息即假情報、假決心、假部署傳輸給敵方，迷惑敵人，誘敵判斷失誤。如美國海軍開發(fā)的“虛擬艦艇作戰(zhàn)指揮中心”【12】就能逼真地模擬與真實的艦艇作戰(zhàn)指揮中心幾乎完全相似的環(huán)境，生動的視覺、聽覺和觸覺效果，使受訓軍官沉浸在“真實的”戰(zhàn)場之中。在阿富汗和伊拉克戰(zhàn)爭中【9】，美軍采用綜合了航空照片、衛(wèi)星影像和數字高層地形數據來生成高分辨率的作戰(zhàn)區(qū)域三維地形環(huán)境，以幾乎一致的三維環(huán)境來訓練執(zhí)行任務的戰(zhàn)斗機飛行員。英國Bristol公司發(fā)現，VR應用的交點應集中在整體綜合技術上，他們在軟件和硬件的某些領域處于領先地位。虛擬現實技術已經從實驗室的試驗階段走向了市場的實用階段，對虛擬現實技術的研究也從基本理論和系統(tǒng)構成的研究轉向應用中所遇到的具體問題的探討。、虛擬現實特征、多感知性(MultiSensory)所謂多感知是指除了一般計算機技術所具有的視覺感知之外，還有聽覺感知、力覺感知、觸覺感知、運動感知，甚至包括味覺感知、嗅覺感知等【3】。與傳統(tǒng)開發(fā)設計的產品相比，大大減少了投放市場的風險性，也為企業(yè)決策人尋找商機、判斷概念產品能否進一步開發(fā)生產，提供更好的依據，也為人類的生活和工作提供全新的信息服務。 、構想性(Imagination)又稱為自主性——強調虛擬現實技術應具有廣闊的可想像空間，可拓寬人類認知范圍，不僅可再現真實存在的環(huán)境，也可以隨意構想客觀不存在的甚至是不可能發(fā)生的環(huán)境。然而,隨著冷戰(zhàn)后美國軍費的削減,這些技術逐步轉為民用。在改造傳統(tǒng)產業(yè)方面，一是用于產品設計、降低成本，避免新產品開發(fā)的風險；二是產品演示，吸引客戶爭取定單；三是用于培訓，在新生產設備投入使用前用虛擬工廠來提高工人的操作水平。自伊拉克戰(zhàn)爭爆發(fā)至今，美國已動員近20 萬人次的軍人前往當地作戰(zhàn)，其中接受過模擬訓練系統(tǒng)培訓的達八成以上。、縮短武器裝備的研制周期 眾所周知，在高新技術武器開發(fā)的過程中大量地采用VR 技術，設計者可方便自如地介入系統(tǒng)建模和仿真實驗全過程，讓研制者和用戶同時進入虛擬的作戰(zhàn)環(huán)境中操作武器系統(tǒng)，充分利用分布交互式網絡提供的各種虛擬環(huán)境，檢驗武器系統(tǒng)的設計方案和戰(zhàn)技術性能指標及其操作的合理性，縮短了武器系統(tǒng)的研制周期，并能對武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能進行合理評估，從而使武器的性能指標更接近實戰(zhàn)要求。、虛擬現實技術在化學教學中的應用現狀分析、ChemLab ChemLab 由美國Corel 公司于1996 年推出。整個教學過程思路清晰、目標明確，學生按照既定的操作步驟在操作提示的引導下自主搭建實驗器材， 獨立完成實驗，這既鍛煉了學生的動手能力，又能夠避免真實實驗的危險。第3章 ：虛擬現實理論與技術的發(fā)展方向及研究重點、虛擬現實技術的幾個瓶頸問題、虛擬環(huán)境表示的準確性為使虛擬環(huán)境與客觀世界相一致，需要對其中種類繁多、構形復雜的信息做出準確、完備的描述。、實時三維圖形生成和顯示技術 三維圖形的生成技術已比較成熟，而關鍵是怎樣“實時生成”，在不降低圖形的質量和復雜程度的基礎上，如何提高刷新頻率將是今后重要的研究內容。我們必須清醒地認識到，雖然這個領域的技術潛力是巨大的，應用前景也是很廣闊的，但仍存在著許多尚未解決的理論問題和尚未克服的技術障礙。還有，美國空軍的虛擬現實模擬器產生的視覺運動信號與人的感覺之間之間存在差異。因此，通過對美國虛擬現實理論與技術應用現狀的分析，了解該技術在各個領域的最新應用和發(fā)展趨勢，可以為我國虛擬現實理論與技術的研究應用提供一定的參考，繼而更好地推動我國虛擬現實理論與技術的發(fā)展。、分布