虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用-計(jì)算機(jī)圖形學(xué)論文-資料下載頁(yè)
2024-10-26 14:18本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】使用者進(jìn)行位置移動(dòng)。時(shí)，電腦可以立即進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算，將精確的3D世界影像傳回產(chǎn)生臨場(chǎng)感?！癐”immersion-interaction-imagination，它強(qiáng)調(diào)了在。虛擬系統(tǒng)中的人的主導(dǎo)作用。從過(guò)去人只能從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的外部去觀測(cè)處理的結(jié)。總之，在未來(lái)的虛擬系統(tǒng)中，人們的目的是使這個(gè)由計(jì)算。音響和耳機(jī)中獲得聲音效果。作力反饋，在醫(yī)學(xué)和游戲領(lǐng)域有這樣的應(yīng)用。虛擬環(huán)境是可以是和現(xiàn)實(shí)世界類(lèi)似的，例如，飛行。仿真和作戰(zhàn)訓(xùn)練，也可以和現(xiàn)實(shí)世界有明顯差異，如虛擬現(xiàn)實(shí)游戲等。制造成的，這些限制來(lái)自計(jì)算機(jī)處理能力，圖像分辨率和通信帶寬。限制將最終被克服。顯示》中對(duì)有關(guān)計(jì)算機(jī)圖形交互系統(tǒng)方面作了論述。引起了人們對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的廣泛關(guān)注。獲得成功和NASA完成了對(duì)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的仿真。浸沒(méi)感又稱(chēng)臨場(chǎng)感，指用戶感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實(shí)程度。經(jīng)成為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的一個(gè)重要研究課題。此外，語(yǔ)音識(shí)別與語(yǔ)音輸入技術(shù)
【正文】 用 虛擬制造是實(shí)際制造過(guò)程在計(jì)算機(jī)上的本質(zhì)體現(xiàn)，即采用計(jì)算機(jī)仿真與虛擬技術(shù)，通過(guò)仿真模型，在計(jì)算機(jī)上仿真生產(chǎn)全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的工藝規(guī)程、加工制造、裝配和調(diào)試，預(yù)估產(chǎn)品的功能、性能等方面可能存在的問(wèn)題。虛擬制造從本質(zhì)上講就是利用計(jì)算機(jī)生產(chǎn)出“虛擬產(chǎn)品”。虛擬樣機(jī) (Virtual Prototyping)是一種基于仿真的設(shè)計(jì) (DesignBased on Simulation)，包括幾何外形、傳動(dòng)和聯(lián)接關(guān)系、物理特性和動(dòng)力學(xué)特性的建模與仿真。與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法相比，采用虛擬技術(shù)建立的虛擬樣機(jī)，易于修改和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)滿足高質(zhì)量、低成本、短周期的要求，提高產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度和市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。虛擬樣機(jī)技術(shù)將對(duì)產(chǎn)品的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法產(chǎn)生變革。在現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)和維護(hù)核電廠、高溫高壓環(huán)境下的設(shè)備、空間飛行器、空間站、空間設(shè)備，虛擬機(jī)器節(jié)約了資源和時(shí)間，并完成了常規(guī)條件下無(wú)法完成的工作。如美國(guó)波音 777 飛 機(jī)采用了虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)了無(wú)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和生產(chǎn)，波音公司利用 SGI 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)成功地創(chuàng)建了波音 777 飛機(jī)的虛擬樣機(jī)，使設(shè)計(jì)師、工程師們能穿行于這個(gè)虛擬飛機(jī)中，審視飛機(jī)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)。對(duì)哈勃望遠(yuǎn)鏡故障和太空環(huán)境的進(jìn)行虛擬模擬，航天員可以熟練的掌握維修操作步驟，大大提高在太空中的維修操作成功率。 (4)信息可視化 (Information Visualization) 科學(xué)計(jì)算可視化主要解決如何通過(guò) VR 的手段生動(dòng)地表現(xiàn)科學(xué)數(shù)據(jù)的內(nèi)部規(guī)律與計(jì)算過(guò)程，如天氣云圖的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、空氣湍流的特性等。而信息可視化則更進(jìn)一步，主要用于表現(xiàn)系統(tǒng) 中信息的種類(lèi)、結(jié)構(gòu)、流程以及相互間的作用等。信息可視化能有效地揭示復(fù)雜系統(tǒng)內(nèi)部的規(guī)律，解決無(wú)法定量、而定性又很難準(zhǔn)確表達(dá)的問(wèn)題。 (5)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教育和娛樂(lè)中的應(yīng)用 在研究工作和學(xué)習(xí)過(guò)程中，總有許多試驗(yàn)反復(fù)進(jìn)行，期待不同的條件下得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果， (6)VR 技術(shù)與醫(yī)學(xué)結(jié)合的應(yīng)用 與醫(yī)療技術(shù)結(jié)合實(shí)現(xiàn)醫(yī)生遠(yuǎn)程做手術(shù)，醫(yī)生在遠(yuǎn)地通過(guò) VR 技術(shù)觀察病人的身體，醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)的動(dòng)作通過(guò)通信技術(shù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)地的病人處，由一個(gè)機(jī)械手真正地實(shí)施手術(shù)，結(jié)果再傳輸?shù)结t(yī)生處，并通過(guò) VR 技術(shù)表現(xiàn)給醫(yī)生。這樣，醫(yī)生便能夠像在本地一樣觀察 病人、實(shí)施手術(shù)，看到手術(shù)的結(jié)果，并重復(fù)上述過(guò)程動(dòng)作，以完成一個(gè)完整的手術(shù)。 9. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的 未來(lái) 發(fā)展趨勢(shì) 隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在城市規(guī)劃、軍事等方面應(yīng)用的不斷深入，在建模與繪制方法、交互方式和系統(tǒng)構(gòu)建方法等方面，對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)都提出來(lái)更高的需求。為了滿足這些新的需求，近年來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)技術(shù)研究遵循 “ 低成本、高性能 ”原則取得了快速發(fā)展，表現(xiàn)出一些新的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。主要表現(xiàn)在以下方面： (1)動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)。 虛擬環(huán)境的建立是 VR 技術(shù)的核心內(nèi)容，動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)的目的是獲取實(shí)際環(huán)境的三維數(shù) 據(jù)，并根據(jù)需要建立相應(yīng)的虛擬環(huán)境模型。 (2)實(shí)時(shí)三維圖形生成和顯示技術(shù)。 三維圖形的生成技術(shù)已比較成熟，而關(guān)鍵是如何 “ 實(shí)時(shí)生成 ” ，在不降低圖形的質(zhì)量和復(fù)雜程度的前提下，如何提高刷新頻率將是今后重要的研究?jī)?nèi)容。此外， VR 還依賴(lài)于立體顯示和傳感器技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)有的虛擬設(shè)備還不能滿足系統(tǒng)的需要，有必要開(kāi)發(fā)新的三維圖形生成和顯示技術(shù)。 (3)適人化、智能化人機(jī)交互設(shè)備的研制。 雖然頭盔和數(shù)據(jù)手套等設(shè)備能夠增強(qiáng)沉浸感，但在實(shí)際應(yīng)用中，它們的效果并不好，并未達(dá)到沉浸交互的目的。采用人類(lèi)最為自然的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué) 、觸覺(jué)和自然語(yǔ)言等作為交互的方式，會(huì)有效地提高虛擬現(xiàn)實(shí)的交互性效果。 (4)大型 網(wǎng)絡(luò) 分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的研究與應(yīng)用 網(wǎng)絡(luò) 虛擬現(xiàn)實(shí)是指多個(gè)用戶在一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)集合中，利用新型的人機(jī)交互設(shè)備介入計(jì)算機(jī)產(chǎn)生多維的、適用于用戶 (即適人化 )應(yīng)用的、相關(guān)的虛擬情景環(huán)境。分布式虛擬環(huán)境系統(tǒng)除了滿足復(fù)雜虛擬環(huán)境計(jì)算 的需求外，還應(yīng)滿足分布式仿真與協(xié)同工作等應(yīng)用對(duì)共享虛擬環(huán)境的自然需求。分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)必須支持系統(tǒng)中多個(gè)用戶、信息對(duì)象 (實(shí)體 )之間通過(guò)消息傳遞實(shí)現(xiàn)的交互。分布式虛擬現(xiàn)實(shí)可以看作是基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，是可供多用戶同時(shí)異地參與的分布式虛擬環(huán)境，處于不同地理位置的用戶如同進(jìn)入到同一個(gè)真實(shí)環(huán)境中。目前，分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)已成為國(guó)際上的研究熱點(diǎn)，相繼推出了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在國(guó)家“ 八六三 ” 計(jì)劃的支持下，由北京航空航天大學(xué)、杭州大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院計(jì)算所、中國(guó)科學(xué)院軟件所和裝甲兵工程學(xué)院等單位共同開(kāi)發(fā)了一個(gè)分布虛擬環(huán)境基礎(chǔ)信 息平臺(tái)，為我國(guó)開(kāi)展分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的研究提供了必要額網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和軟硬件基礎(chǔ)環(huán)境。 參考 文獻(xiàn) ： 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)綜述 巫影 何琳 ， 計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程 ， 2020 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展 周前祥 ， 計(jì)算機(jī) 仿真 , 2020 國(guó)內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究現(xiàn)狀 姜學(xué)智 李忠華 ， 遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào) : 自然科學(xué)版 , 2020 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述 張占龍 羅辭勇 何為 ， 計(jì)算機(jī)仿真 , 2020 虛擬現(xiàn)實(shí) 維基百科條目
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