【文章內(nèi)容簡介】 性能： 雙通道高速內(nèi)存（ ECC Rambus(r) RDRAM(r) 內(nèi)存 ,最大可擴(kuò)展至 4GB RAM）；最大為 438GB Ultra3 Wide SCSI 六通道同步高速磁盤（速度高達(dá) 15000 轉(zhuǎn) /分、內(nèi)置業(yè)界最大容量的高達(dá) ） ? 例如： VR－ AutoMoto Trainer (專業(yè)汽車 /飛行模擬訓(xùn)練系統(tǒng)） VRAutoMoto Trainer 是一套專業(yè)級的駕駛模擬仿真系統(tǒng)。真實(shí)的駕駛模擬器（駕駛坐艙）和儀表系統(tǒng)、多通道同步計(jì)算的大幅面環(huán)幕立體投影系統(tǒng)和立體的三維虛擬道路場景（多通道三維立體場景同步生成）造就逼真、立體、完全沉浸的駕駛窗口視景系統(tǒng)，精確同步的傳感系統(tǒng)更提供了靈敏快捷的實(shí)時(shí)交互性能。同時(shí)，系統(tǒng)裝配的動感座椅和 6自由度的底盤懸掛運(yùn)動系統(tǒng)，還讓駕駛者能實(shí)時(shí)地感受一下汽車和飛機(jī)在運(yùn)動過程中的顛簸、搖擺。這一切都讓你仿佛置身于真實(shí)的駕駛坐艙，領(lǐng)略虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)帶來的真實(shí)感受。該系統(tǒng)適合于專業(yè)地駕駛模擬訓(xùn)練（駕駛員、飛行員等）、科學(xué)研究、軍事模擬仿真研究等各種有專業(yè)駕駛訓(xùn)練和科學(xué)研究需求的應(yīng)用。 ? 例如：虛擬手術(shù)簡介 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展越來越體現(xiàn)多門學(xué)科的交叉和滲透。虛擬手術(shù)（ Virtual SurgeryVS）作為正在發(fā)展起來的研究方向，是集醫(yī)學(xué)、生物力學(xué)、機(jī)械學(xué)、材料學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺、數(shù)學(xué)分析、機(jī)械力學(xué)、材料學(xué)、機(jī)器人等諸多學(xué)科為一體的新型交叉研究領(lǐng)域。其目的是：使用計(jì)算機(jī)技術(shù)（主要是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與虛擬現(xiàn)實(shí)）來模擬、指導(dǎo)醫(yī)學(xué)手術(shù)所涉及的各種過程，在時(shí)間段上包括了術(shù)前、術(shù)中、術(shù)后，在實(shí)現(xiàn)的目的上有手術(shù)計(jì)劃制定，手術(shù)排練演習(xí)，手術(shù)教學(xué)，手術(shù)技能訓(xùn)練，術(shù)中引導(dǎo)手術(shù)、術(shù)后康復(fù)等。 ? 虛擬手術(shù)這個(gè)研究方向目前正在逐步形成之中 ， 與之相關(guān)的一 些 研 究 方 向 主 要 有 ： 醫(yī) 學(xué) 可 視 化 （ Medical Visualization ） ， 醫(yī)學(xué)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) （ Medical augmented Reality） ， 醫(yī)用機(jī)器人 ， 手術(shù)模擬 （ Surgery Simulation） ，圖象引導(dǎo)手術(shù) （ Image Guided Surgery） ， 計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)（ Computer Aided Surgery， Computer Assisted Surgery）等 。 我們認(rèn)為使用虛擬手術(shù) （ Virtual Surgery） 這個(gè)名詞更加能夠充分體現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí) （ Virtual Reality） 作為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在醫(yī)學(xué)治療過程中的作用 ， 充分體現(xiàn)了人機(jī)交互和真實(shí)感 。 國外也有稱此方向?yàn)樘摂M手術(shù)室 （ Virtual Operating Room） 或醫(yī)學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí) （ Medical Virtual Reality） 。 虛擬手術(shù)是利用各種醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù) ， 利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)中建立一個(gè)模擬環(huán)境 ， 醫(yī)生借助虛擬環(huán)境中的信息進(jìn)行手術(shù)計(jì)劃 、 訓(xùn)練 ， 以及實(shí)際手術(shù)過程中引導(dǎo)手術(shù)的新興學(xué)科 。 ?4． 2 虛擬現(xiàn)實(shí)的軟件系統(tǒng) 4． 2． 1 虛擬現(xiàn)實(shí)對工具軟件系統(tǒng)的要求 虛擬現(xiàn)實(shí)程序設(shè)計(jì)需要有關(guān)實(shí)時(shí)系統(tǒng)、面向?qū)ο笳Z言、網(wǎng)絡(luò)、物理建模、多任務(wù)等方面的知識。好的計(jì)算機(jī)程序員精通這些技巧。但他們不可能熟悉各種虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的專業(yè)領(lǐng)域。反之，醫(yī)生、建筑師、或經(jīng)濟(jì)分析家也不可能具有必要的程序設(shè)計(jì)技巧。虛擬現(xiàn)實(shí)廠家認(rèn)識到需要解決這種知識缺口，并創(chuàng)造出這種產(chǎn)品的市場。 ? 4． 2． 2 虛擬現(xiàn)實(shí)常用的工具軟件系統(tǒng) 1．常用的工具軟件 工業(yè)界制造了很多用于虛擬現(xiàn)實(shí)的先進(jìn)軟件工具，虛擬現(xiàn)實(shí)工具盒（ toolkits）。這包括： 由表中可見，軟件的價(jià)格是較高的，而且由 $1,000到 $10,000不等。不同價(jià)格的軟件有不同的性能。 Mercury價(jià)格最低，適用的平臺少，無編輯器，3D文件的格式少，庫函數(shù)沒有。 Renderware價(jià)格最高，適用的平臺多，且包括 SGI工作站， 3D文件的格式多，庫函數(shù)較多。 WTK是較好的一種，價(jià)格也較高。 工具軟件支持輸入工具的比較 ：由表中可見， Mercury價(jià)格最低，適用的鼠標(biāo)少，無跟蹤球和手套，跟蹤器少。 Renderware價(jià)格最高，適用的鼠標(biāo)多，有跟蹤球和手套，跟蹤器多，還包括 BOOM系統(tǒng)。 WTK是較好的一種，價(jià)格也較高。 工具軟件支持輸出工具的比較 ： Mercury價(jià)格最低，監(jiān)視器較差，頭盔較簡單，無投影機(jī)，聲音較少。 Renderware價(jià)格最高，監(jiān)視器較好，頭盔有多種，聲音較多。 WTK是較好的一種，價(jià)格也較高。 工具軟件支持圖形格式的比較 ：由表中可見， Mercury價(jià)格最低，僅支持平面明暗。 Renderware價(jià)格最高，支持多種明暗和紋理。WTK是較好的一種，價(jià)格也較高。 ? 2． VRML VRML是 Virtual Reality Modeling Language的縮寫。VRML是描述三維造型與交互環(huán)境的簡單的文本語言。它是一種虛擬環(huán)境交換格式，定義了當(dāng)今虛擬環(huán)境中大多數(shù)的常見概念，諸如變換層級、光源、視點(diǎn)、幾何、動畫、霧、材質(zhì)屬性和紋理影射等。 VRML提供的技術(shù)能夠把二維、三維、文本和多媒體集成為統(tǒng)一的整體， VRML是在 Inter上建立3D多媒體和共享虛擬世界的一個(gè)開放標(biāo)準(zhǔn)： ? （ 1） VRML的特點(diǎn) (a)是造型語言 , 可描述 3D場景。 (b)用戶可進(jìn)入 VRML建立的世界，去探索它。 (c)VRML建立的世界是交互的，受用戶控制。 (d)把 2D， 3D物體、動畫、多媒體效果混合于一體。 (e)平臺無關(guān)，可在 PC或 SGI上瀏覽。 (f)基于 Web，可建立三維可視化服務(wù)器。 (g)著色不如 OpenGL快。 (h)沒有底層控制。 (j)有限的界面。 ? （ 2） VRML的概念與實(shí)例 虛擬世界由對象構(gòu)成，對象及其屬性用節(jié)點(diǎn)來描述，所以節(jié)點(diǎn)是構(gòu)成 VRML文件的基本單元。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以有五個(gè)方面的特征：類型、域、事件、實(shí)現(xiàn)、名字。 VR世界中的坐標(biāo)系： X軸指向屏幕右側(cè)， Y軸指向屏幕上方， Z軸指向觀察者。 VRML程序是解釋執(zhí)行，實(shí)時(shí)建模著色的文本程序。它的兩個(gè)要點(diǎn)是： ①節(jié)點(diǎn) (node):構(gòu)成虛擬世界的基本要素， ②路由 (route)：節(jié)點(diǎn)間傳送信息的途徑。 VRML文件都是擴(kuò)展名 WRL的文本文件，或擴(kuò)展名 WRZ（壓縮格式）的二進(jìn)制文件。它一般包括如下四部分： ①文件頭：位于首行，提供版本信息。如： VRML utf8。 ②注釋：以 開始的一段文字。 ③節(jié)點(diǎn)：場景信息的單位?？梢悦枋鲈煨?，燈光，聲音等。如： Cylinder{…} 描述一個(gè)圓柱體。 ④域值：域用于描述及改變節(jié)點(diǎn)的屬性，值反映域的大小。如： Cylinder{ height radius } 中， height（高度）和 radius（半徑）是域， 。 ? （ 3） VRML的語言結(jié)構(gòu) VRML的基礎(chǔ)，是一個(gè)利用 HTIP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)的全球網(wǎng)，以及一個(gè) SGI設(shè)計(jì)的 Open Inventor文件格式。 VRML是標(biāo)準(zhǔn)語言，與平臺無關(guān)，易擴(kuò)展，基于低帶寬的網(wǎng)絡(luò)連接。用戶可在虛擬場景中漫游，還可用超鏈接（ hyperlink）到達(dá)新的三維世界。 (a)節(jié)點(diǎn)（ node）是描述三維場景的圖形對象。 一個(gè)場景由具有層次結(jié)構(gòu)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)組成。共有 50多個(gè)節(jié)點(diǎn)，定義三維場景。 一個(gè)節(jié)點(diǎn)有多個(gè)域 (field)。域名、類型及缺省值都有規(guī)定。如圓柱體節(jié)點(diǎn)。 Cylinder { field SFBool bottom TRUE field SFFLoat height 2 field SFFLoat radius 1 field SFBool side TRUE field SFBool top TRUE } 定義的圓柱體，高度為 2，半徑為 1，具有下底面，有圓柱側(cè)面，有上頂面。 ? (b)節(jié)點(diǎn)有各種類型。 形狀（ shape）節(jié)點(diǎn)：定義物體形狀。 基本形狀 (Primitive)節(jié)點(diǎn)：是標(biāo)準(zhǔn)積木塊，如球。 外表（ Appearance）節(jié)點(diǎn)：定義外觀，如色彩、紋理。 變換 (Transformation)節(jié)點(diǎn)。 照相機(jī)節(jié)點(diǎn)。 光學(xué)節(jié)點(diǎn)。 超鏈接節(jié)點(diǎn)：包括 WWWInline和 WWW Anchor。 WWW Inline節(jié)點(diǎn)：支持集成不同文件或 URL的虛擬世界。 WWW Anchor節(jié)點(diǎn)：指定到新的 URL的連接。 ? (c)描述符（ Script）節(jié)點(diǎn)，內(nèi)插器 (Interpolator) 節(jié)點(diǎn)： Script是 Java描述符語言的子集，同時(shí)由 Java 的內(nèi)置對象支持VRML數(shù)據(jù)類型。 Script分析輸入，由輸出改變世界。Interpolator是內(nèi)置的動作機(jī)制，對數(shù)據(jù)內(nèi)插，產(chǎn)生動畫。 ? (d)聲音（ Sound）節(jié)點(diǎn)描述聲音定位和空間效果。 聲音定位在一點(diǎn)，以球或橢圓形發(fā)射。域 Intensity調(diào)節(jié)音量。域 Priority是占用聲道的優(yōu)先權(quán)。 ? (e)傳感器 (Sensor)節(jié)點(diǎn)是一類特殊的節(jié)點(diǎn)。 包括七種節(jié)點(diǎn)： Cylinder Sensor, Plane Sensor, Time Sensor, Touch Sensor, Visibility Sensor, Proximity Sensor。 Proximity Sensor{ exposed Field SFVec3f center 0， 0， 0 exposed Field SFVee3f size 0， 0， 0 exposed Field SFBool enabled TRUE eventout SFBool isActive eventou SFVec3f positionchanged eventout SFRotation orientationchanged eventout SFTime enter Time eventout SFTime exit Time } 這是接近傳感器節(jié)點(diǎn)。當(dāng)用戶接近、退出空間，或在空間移動時(shí)，會產(chǎn)生事件。 Center和 Size定義長方體，分別用三個(gè)數(shù)字定義長方體的中心點(diǎn)三維坐標(biāo)和三維尺寸。 Enabled域的值為 TRUE表示允許工作。進(jìn)入退出長方體空間時(shí)發(fā)生 isActive, enter Time和 exit Time事件。這些事件應(yīng)該為對于接近的響應(yīng)行為，進(jìn)入時(shí)間和推出時(shí)間。也可以利用positionchanged和 orientationchanged，改變位置和方向。 （ 4） VRML的動畫技術(shù) (a)幀頻可變： 電影中 24幀 /秒， 電視（ NTSC）中， 30幀 /秒。 VRML中幀頻可變，可最小達(dá) 5幀 /秒。 (b)用戶可控制動畫： 改變視點(diǎn)可在動畫中漫游。 (c)自然的觸發(fā)機(jī)制： 向 Time Sensor的 Start Time域發(fā)任何的 SFTime eventont事件，就啟動動畫。由 script產(chǎn)生予期動作。 （ 5） VRML的使用與開發(fā)條件 VRML的瀏覽環(huán)境： ①瀏覽器： Netspace Navigator (NS)以上版本。 ② VRML插件： Windows 98, NS自帶或下載更新的版本。 VRML最簡單的開發(fā)環(huán)境： ①瀏覽器： Netspace Navigator (NS)以上版本。 ② VRML插件： Windows 98, NS自帶或下載更新的版本。 ③文本編輯器（記事本或 UltraEdit）。 ? Multigen Creator系列軟件是 MultiGenParadigm公司開發(fā)的一個(gè)用于可視化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行創(chuàng)建與編輯的軟件工具集。 MultiGen Creator系列產(chǎn)品是一個(gè)高性價(jià)比，高度自動化，功能強(qiáng)大，交互的三維建模工具，具有強(qiáng)大的多邊形建模，矢量建模，大面積地形精確生成功能，以及多種專業(yè)選項(xiàng)及插件，能高效最優(yōu)化地生成實(shí)施三維數(shù)據(jù)庫，并與后續(xù)的實(shí)時(shí)仿真軟件緊密結(jié)合，專門創(chuàng)建用于視景仿真的實(shí)時(shí)三維模型。 MultiGen Creator系列軟件可運(yùn)行平臺為Windows 98/NT/2022/XP及 SGI 。它的基本模塊為： Creator（ Base Creator）或Creator Pro(是 Base Creator 的擴(kuò)展集），基本選項(xiàng)兩種： Terrain Bundle和 Road Tools。 ? 3DStudio MAX,簡稱 3DS MAX，其前身為運(yùn)行在 DOS操作系統(tǒng)下的 3DS，由著名的 AutoDesk公司麾下的 Discreet多媒體分部推出的一種功能強(qiáng)大的三維設(shè)計(jì)軟件包，是當(dāng)前世界上銷量最大的一種三維建模、虛擬現(xiàn)實(shí)建模的應(yīng)用軟件。 在應(yīng)用技能方面