【文章內容簡介】 個扭曲傳感器，在手掌上還有兩個傳感器。數據手套本身配有一個叫“假手”的軟件，該軟件用來接收傳感器所獲取的數據，利用這些信息可控制虛擬空間中物體的位置和方向。VPL公司開發(fā)的數據手套，在手指關節(jié)處安裝有光學傳感器，手套周圍遍布磁場跟蹤器。馬特公司生產的PowerGlove曾在短時間內應用于游戲系統，它用指端的壓力傳感器和超聲位置傳感器提供了手掌和手指的位置數據。 軟件現狀虛擬現實發(fā)展至今，已有了許多的建模軟件，它們使用的機制各有不同，對用戶的要求也有高低，當然，其功能上的差異也是很大的。其典型代表為：Rend386是一個免費的程序庫和播放器，功能較弱，適于DOS環(huán)境；World Tool Kit for Windows 是Sense8 公司以Windows動態(tài)連接庫的形式發(fā)布的虛擬現實程序庫，在標準SVGA下運行，可以在窗口中顯示帶紋理映射的虛擬世界，也可全屏顯示。該程序支持DDE，因而可以通過電子表格、數據庫或其它程序來控制虛擬世界；虛擬現實建模語言VRML(Virtual Reality Modeling Language)是HTML的3D模型，其目的是提供一種用于網上的虛擬世界的描述方法。、VRML97等幾種版本；OpenGL（開放式圖形語言）是Silicon Graphics開發(fā)的一種建立圖形庫的語言，該語言功能強大，是實現虛擬現實的較好工具，但由于其編程量大，又較難掌握，因此目前只在專業(yè)人員中有較廣的應用。語音輸入為用戶與虛擬環(huán)境交互提供了一種方便的方法。提供語音輸入功能需要一個普通的麥克風和某種語音識別軟件。語音識別技術發(fā)展至今，已經能在貨架上見到待出售的語音識別軟件。這種軟件有：SoundBlaster 公司的 VoiceAssist 軟件,Command 公司的 Voice 軟件,以及Dragon系統的 Dictate軟件。 應用現狀九十年代，虛擬現實技術應用研究全面展開。有人曾對全世界范圍內進行的805項虛擬現實技術研究項目作了統計，結果表明：娛樂、教育及藝術方面的占據主流，％，％，％，％，％，另外在可視化計算、制造業(yè)等方面也有相當的比重。(1)虛擬游戲 由于娛樂方面對虛擬現實的真實感要求不是太高，故虛擬現實在該方面發(fā)展最為迅猛。如1990年，在芝加哥開放了世界上第一臺大型可供多人使用的虛擬現實娛樂系統，其主題是關于3025年的一場未來戰(zhàn)爭。1991年英國開發(fā)的稱為“Virtuality”的虛擬游戲系統，配頭盔式顯示器，大大增強了真實感；1992年的一臺稱為“Legeal Qust”的系統由于增加了人工智能，使計算機具備了自學習能力，大大增強了趣味性及難度，使該系統獲年度虛擬現實技術產品獎。美國許多采用虛擬現實技術制作的游戲已成為青少年的新寵。比如在好萊塢大片《侏羅紀公園》中，幾千萬年前已經滅絕的恐龍在屏幕上活靈活現地肆虐；《勇敢者游戲》中，大象沖上街頭踏破小汽車等，都是在電腦上運用虛擬現實技術做出的效果。美國芝加哥有一個虛擬現實娛樂廳，叫“戰(zhàn)技中心”。它是世界上第一個大規(guī)模虛擬現實娛樂系統，有一個座艙，前方有一個屏幕?？梢詮纳厦婵吹綉?zhàn)斗場景。下方有個副屏幕，從它的上面可看到損傷情況。主屏幕的兩側顯示武器的狀態(tài)和選擇，左邊的操縱桿控制武器動作，右邊的調整開關可以控制速度?！皯?zhàn)斗機器”是這個娛樂系統的“主要人物”，是一個超級機器人。它是一場戰(zhàn)爭的發(fā)動者，假設這場戰(zhàn)爭發(fā)生在一千多年以后。用腳去踏腳踏板，就使“戰(zhàn)斗機器模擬器”開始工作，于是模仿一千多年以后的戰(zhàn)爭就開始了。人們排長隊買票去玩這種虛擬現實娛樂，去進行戰(zhàn)斗游戲：玩的人在座艙內，利用艙內的設備，在星球間飛行，飛行中要保護自己，防止巨型坦克的襲擊，并用激光槍展開射擊競賽，或低頭彎腰，扭身拐行，躲開史前翼身龍的攻擊。虛擬戰(zhàn)爭游戲受到人們歡迎；日本橫濱的“戰(zhàn)技中心”是有32個座艙的大系統，比芝加哥的“戰(zhàn)技中心”座艙要多一倍。(2)虛擬工廠世界著名的摩托羅拉公司，從1994年開始，建立了工廠裝配線的虛擬模型。這種虛擬模型是由硬件和軟件組成的。硬件包括計算機、各種傳感器、頭盔顯示器、鼠標等。軟件包括計算機控制程序，由實際裝配線拍攝下來的照片并變成計算機存儲的圖像資料。操作者在啟動、運行、關閉裝配系統的虛擬模型中，可以聽到像從真實系統發(fā)出的響聲，從顯示器上可看見與真實系統一樣的動作反應。摩托羅拉公司用該虛擬模型，對世界各地的員工進行培訓，獲得良好效果。用虛擬模型有兩點好處：一是虛擬現實實驗用的裝配線模型比真實的裝配線便宜（只有3～10萬美元），并且可以很方便地運到任何地方去；二是當真正的裝配線上的機械設備變更或改進時，虛擬現實實驗室的模型很容易得到及時的更新。(3)虛擬飛機虛擬現實技術應用于生產，可以節(jié)省大量的成本，提高效率。美國用虛擬現實技術設計波音777飛機，獲得巨大成功。三百多萬個零部件的設計與飛機整體結構的互相組合，都是在一個由數百臺工作站組成的虛擬環(huán)境系統上進行的。設計師帶上虛擬現實技術裝配的頭盔顯示器后，可穿行于這個虛擬的“飛機”中，去審視“飛機”的各項設計是否合乎理想。過去要設計一架新型飛機必須先造兩架實體模型飛機，至少要花120萬美元，虛擬現實技術不僅節(jié)約了經費，更重要的是縮短了新產品上市的時間，大大增加了市場競爭能力。(4)虛擬汽車近年在美國通用、福特等汽車公司的虛擬現實技術工作室里，人們可以看到擁有各種各樣的新穎裝備和制作工具，工程師們正在進行著試驗性的工作，通過頭盔和感應手套等工具，使工作站上生成立體的汽車原型圖像，也有用1:1的大型屏幕，把立體圖像的汽車，完全與實體一樣顯示出來，并可以隨意進行設計改進，使人們感到一種完全身臨其境的逼真體驗。 德國汽車業(yè)應用虛擬現實技術最快也最廣泛。目前，德國所有的汽車制造企業(yè)都建成了自己的虛擬現實開發(fā)中心。奔馳、寶馬、大眾等大公司的報告顯示，應用虛擬現實技術、以“數字汽車”模型來代替木制或鐵皮制的汽車模型，可將新車型開發(fā)時間從一年以上縮短到2個月左右，開發(fā)成本最多可降低到原先的十分之一。 目前，德國汽車制造企業(yè)已將虛擬現實技術應用到零部件設計、內部設計、空氣動力學試驗和模擬撞車安全試驗等細小局部的工作中。汽車零部件的設計因為使用了虛擬現實技術，成本降低達40％。研究人員還計劃將虛擬現實技術降低成本后進一步應用于銷售、客戶服務和市場調查。屆時，客戶可以先體驗多媒體“數字汽車”之后再選擇定購。虛擬現實技術的應用大幅度提高了德國汽車產業(yè)的競爭力。(5)虛擬太空機器人1999年4月19至21日，德國多特蒙德大學機器人研究所與日本宇宙開發(fā)事業(yè)團合作完成了用虛擬現實技術遙控太空機器人的實驗。兩國科學家在日本筑波的衛(wèi)星地面控制中心通過虛擬現實頭盔和數字手套指揮一臺機器人。這臺機器人搭載于日本的工程實驗衛(wèi)星“ETS7”上，在距地面500千米的近地軌道運行。借助于虛擬現實技術，地面上的科學家在頭盔中看到的景物就是機器人在太空中“視線”所及。與此相應，進行實驗的專家轉動頭部或揮揮手，機器人也會做同樣動作。地面上的真人和太空中的機器人實現了“心有靈犀一點通”?？茖W家戴上頭盔和手套操縱機器人，能遙控機器人避開各種障礙物。該實驗證明虛擬現實技術使得遠距離操縱機器人完成研究和探測使命更加容易和方便。比如一位生物學家能夠在自己的辦公室里戴上頭盔和手套研究太空中實驗生物的生長情況，而在太空中“親臨現場”的卻是一臺機器人。(6)虛擬戰(zhàn)場美國陸軍1994年的“路易斯安娜94”作戰(zhàn)演習就是利用虛擬現實技術進行的。這次演習不但試驗論證了美國陸軍制定的條令、戰(zhàn)術和部隊編成，使之更加符合21世紀的作戰(zhàn)要求，還節(jié)約演習經費近20億美元。在波斯尼亞伊格爾基地，美國陸軍采用一種計算機武器模擬作戰(zhàn)系統對維和部隊士兵進行作戰(zhàn)訓練。猛一看，這種場面更象是在電子游藝廳里，人們用假槍玩電子游戲。目前，這一系統已在該基地使用兩個月了，將逐步取代過去采用實彈進行的作戰(zhàn)準備訓練。(7)虛擬診斷1999年3月報道，美國明尼蘇達州梅奧診所將虛擬現實技術應用于結腸癌診斷，使醫(yī)生可仿佛身臨其境地在結腸中“穿行”，尋找腫瘤或息肉部位。新技術還可將結腸圖像局部放大，以便對細小部位進行研究，將其“切開” 露出腸壁，讓醫(yī)生作更好的檢查。在對70名患者所作的研究中，醫(yī)生們發(fā)現，利用虛擬現實技術進行檢查要精確得多。這種方法對患者來說也更好，因為它無需讓病人保持鎮(zhèn)靜狀態(tài)，整個掃描過程所需時間不到2分鐘。而使用最普遍的驗血方法，不但患者承受一定的痛苦，且確診率不到50%。(8)虛擬小寵物日本富士通公司用計算機制造出一個小動物，它一半像海豚，一半像鳥。這個由虛擬現實技術創(chuàng)造的電子寵物叫“菲蘭克”。它和人能進行相互交流，它