【文章內(nèi)容簡介】 個扭曲傳感器，在手掌上還有兩個傳感器。數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)手套，在手指關(guān)節(jié)處安裝有光學(xué)傳感器，手套周圍遍布磁場跟蹤器。馬特公司生產(chǎn)的PowerGlove曾在短時間內(nèi)應(yīng)用于游戲系統(tǒng)，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(shù)據(jù)。 軟件現(xiàn)狀虛擬現(xiàn)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(dāng)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(xiàn)實程序庫，在標(biāo)準(zhǔn)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(shù)據(jù)庫或其它程序來控制虛擬世界；虛擬現(xiàn)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(wǎng)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(xiàn)虛擬現(xiàn)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(yīng)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(fēng)和某種語音識別軟件。語音識別技術(shù)發(fā)展至今，已經(jīng)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(tǒng)的 Dictate軟件。 應(yīng)用現(xiàn)狀九十年代，虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用研究全面展開。有人曾對全世界范圍內(nèi)進行的805項虛擬現(xiàn)實技術(shù)研究項目作了統(tǒng)計，結(jié)果表明：娛樂、教育及藝術(shù)方面的占據(jù)主流，％，％，％，％，％，另外在可視化計算、制造業(yè)等方面也有相當(dāng)?shù)谋戎亍?1)虛擬游戲 由于娛樂方面對虛擬現(xiàn)實的真實感要求不是太高，故虛擬現(xiàn)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(xiàn)實娛樂系統(tǒng)，其主題是關(guān)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(tǒng)，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(tǒng)由于增加了人工智能，使計算機具備了自學(xué)習(xí)能力，大大增強了趣味性及難度，使該系統(tǒng)獲年度虛擬現(xiàn)實技術(shù)產(chǎn)品獎。美國許多采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)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(jì)公園》中，幾千萬年前已經(jīng)滅絕的恐龍在屏幕上活靈活現(xiàn)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(xiàn)實技術(shù)做出的效果。美國芝加哥有一個虛擬現(xiàn)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(xiàn)實娛樂系統(tǒng)，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(cè)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(diào)整開關(guān)可以控制速度?！皯?zhàn)斗機器”是這個娛樂系統(tǒng)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(shè)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(xiàn)實娛樂，去進行戰(zhàn)斗游戲：玩的人在座艙內(nèi)，利用艙內(nèi)的設(shè)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(tǒng)，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(biāo)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(guān)閉裝配系統(tǒng)的虛擬模型中，可以聽到像從真實系統(tǒng)發(fā)出的響聲，從顯示器上可看見與真實系統(tǒng)一樣的動作反應(yīng)。摩托羅拉公司用該虛擬模型，對世界各地的員工進行培訓(xùn)，獲得良好效果。用虛擬模型有兩點好處：一是虛擬現(xiàn)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(dāng)真正的裝配線上的機械設(shè)備變更或改進時，虛擬現(xiàn)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(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)，可以節(jié)省大量的成本，提高效率。美國用虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)計波音777飛機，獲得巨大成功。三百多萬個零部件的設(shè)計與飛機整體結(jié)構(gòu)的互相組合，都是在一個由數(shù)百臺工作站組成的虛擬環(huán)境系統(tǒng)上進行的。設(shè)計師帶上虛擬現(xiàn)實技術(shù)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(shè)計是否合乎理想。過去要設(shè)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(xiàn)實技術(shù)不僅節(jié)約了經(jīng)費，更重要的是縮短了新產(chǎn)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(xiàn)實技術(shù)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(yīng)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(shè)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(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)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(xiàn)實開發(fā)中心。奔馳、寶馬、大眾等大公司的報告顯示，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)、以“數(shù)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(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到零部件設(shè)計、內(nèi)部設(shè)計、空氣動力學(xué)試驗和模擬撞車安全試驗等細(xì)小局部的工作中。汽車零部件的設(shè)計因為使用了虛擬現(xiàn)實技術(shù)，成本降低達(dá)40％。研究人員還計劃將虛擬現(xiàn)實技術(shù)降低成本后進一步應(yīng)用于銷售、客戶服務(wù)和市場調(diào)查。屆時，客戶可以先體驗多媒體“數(shù)字汽車”之后再選擇定購。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用大幅度提高了德國汽車產(chǎn)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(xué)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(xiàn)實技術(shù)遙控太空機器人的實驗。兩國科學(xué)家在日本筑波的衛(wèi)星地面控制中心通過虛擬現(xiàn)實頭盔和數(shù)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(xiàn)實技術(shù)，地面上的科學(xué)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(yīng)，進行實驗的專家轉(zhuǎn)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(xiàn)了“心有靈犀一點通”。科學(xué)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(xiàn)實技術(shù)使得遠(yuǎn)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(xué)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(xiàn)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(xí)就是利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行的。這次演習(xí)不但試驗論證了美國陸軍制定的條令、戰(zhàn)術(shù)和部隊編成，使之更加符合21世紀(jì)的作戰(zhàn)要求，還節(jié)約演習(xí)經(jīng)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(tǒng)對維和部隊士兵進行作戰(zhàn)訓(xùn)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(tǒng)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(zhǔn)備訓(xùn)練。(7)虛擬診斷1999年3月報道，美國明尼蘇達(dá)州梅奧診所將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于結(jié)腸癌診斷，使醫(yī)生可仿佛身臨其境地在結(jié)腸中“穿行”，尋找腫瘤或息肉部位。新技術(shù)還可將結(jié)腸圖像局部放大，以便對細(xì)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(xiàn)，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)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(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)造的電子寵物叫“菲蘭克”。它和人能進行相互交流，它