虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展及其應用-計算機圖形學論文(參考版)
2024-10-30 14:18本頁面
【正文】 參考 文獻 ： 虛擬現(xiàn)實技術(shù)綜述 巫影 何琳 ， 計算機與數(shù)字工程 ， 2020 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究現(xiàn)狀與進展 周前祥 ， 計算機 仿真 , 2020 國內(nèi)外虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究現(xiàn)狀 姜學智 李忠華 ， 遼寧工程技術(shù)大學學報 : 自然科學版 , 2020 虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述 張占龍 羅辭勇 何為 ， 計算機仿真 , 2020 虛擬現(xiàn)實 維基百科條目 。分布式虛擬現(xiàn)實可以看作是基于網(wǎng)絡的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，是可供多用戶同時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入到同一個真實環(huán)境中。分布式虛擬環(huán)境系統(tǒng)除了滿足復雜虛擬環(huán)境計算 的需求外，還應滿足分布式仿真與協(xié)同工作等應用對共享虛擬環(huán)境的自然需求。采用人類最為自然的視覺、聽覺 、觸覺和自然語言等作為交互的方式，會有效地提高虛擬現(xiàn)實的交互性效果。 (3)適人化、智能化人機交互設備的研制。 三維圖形的生成技術(shù)已比較成熟，而關(guān)鍵是如何 “ 實時生成 ” ，在不降低圖形的質(zhì)量和復雜程度的前提下，如何提高刷新頻率將是今后重要的研究內(nèi)容。 虛擬環(huán)境的建立是 VR 技術(shù)的核心內(nèi)容，動態(tài)環(huán)境建模技術(shù)的目的是獲取實際環(huán)境的三維數(shù) 據(jù)，并根據(jù)需要建立相應的虛擬環(huán)境模型。為了滿足這些新的需求，近年來，虛擬現(xiàn)實相關(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)出一些新的特點和發(fā)展趨勢。這樣，醫(yī)生便能夠像在本地一樣觀察 病人、實施手術(shù)，看到手術(shù)的結(jié)果，并重復上述過程動作，以完成一個完整的手術(shù)。信息可視化能有效地揭示復雜系統(tǒng)內(nèi)部的規(guī)律，解決無法定量、而定性又很難準確表達的問題。 (4)信息可視化 (Information Visualization) 科學計算可視化主要解決如何通過 VR 的手段生動地表現(xiàn)科學數(shù)據(jù)的內(nèi)部規(guī)律與計算過程，如天氣云圖的運動規(guī)律、空氣湍流的特性等。如美國波音 777 飛 機采用了虛擬技術(shù)實現(xiàn)了無圖紙設計和生產(chǎn)，波音公司利用 SGI 計算機系統(tǒng)成功地創(chuàng)建了波音 777 飛機的虛擬樣機，使設計師、工程師們能穿行于這個虛擬飛機中，審視飛機的各項設計。虛擬樣機技術(shù)將對產(chǎn)品的傳統(tǒng)設計方法產(chǎn)生變革。虛擬樣機 (Virtual Prototyping)是一種基于仿真的設計 (DesignBased on Simulation)，包括幾何外形、傳動和聯(lián)接關(guān)系、物理特性和動力學特性的建模與仿真。 (3)虛擬技術(shù)在虛擬制造及虛擬樣機上的應用 虛擬制造是實際制造過程在計算機上的本質(zhì)體現(xiàn)，即采用計算機仿真與虛擬技術(shù)，通過仿真模型，在計算機上仿真生產(chǎn)全過程，實現(xiàn)產(chǎn)品的工藝規(guī)程、加工制造、裝配和調(diào)試，預估產(chǎn)品的功能、性能等方面可能存在的問題。雖然武器平臺不在同一地區(qū)，距離相隔很遠，但虛擬戰(zhàn)場環(huán)境描述的是在同一空間、同一地域和同一時間。在虛擬戰(zhàn)場環(huán)境中，參與者可以看到在地面行進的坦克和裝甲車，在空中飛行的直升機、殲擊機和導彈，在水中游弋的潛艇；可以看到坦克前進時后面揚起的塵土和被擊中坦克的燃燒濃煙；可以聽到飛機或坦克的隆隆聲由遠而近，從聲音辨別目標的來向和速度。虛擬戰(zhàn)場 (Virtual Battlefield)傳統(tǒng)的實戰(zhàn)演習需要耗費大量的資金，且安全性保密性差。 (2)虛擬技術(shù)在軍事上的應用 隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，軍事作戰(zhàn)模擬技術(shù)出現(xiàn)了新的飛躍，其中計算機作戰(zhàn)模擬運算速度快、準確、科學、可行性強、損耗代價小，是一種嶄新的模擬方式。音響系統(tǒng)模擬發(fā)動機噪聲、氣流噪聲等音響效果。視景系統(tǒng)利用計算機圖像實時生成技術(shù)，產(chǎn)生座艙外的景象，包括機場與跑道、燈光、建筑物、田野、河流、道路、地形地貌等，視景系統(tǒng)應模擬能見度、云、霧、雨、雪等氣象條件，以及白天、黃昏、夜間的景象 ，視景系統(tǒng)使飛行員有身臨其境的感覺。飛行模擬器 (Fight Simulator)由仿真計算機、視景系統(tǒng)、運動系統(tǒng)、操作負載系統(tǒng)、音響系統(tǒng)和模擬座艙組成。 (1)飛行仿真系統(tǒng)中的飛行模擬器 (Fight Simulator) 現(xiàn)代飛機具有高性能的動力裝置、精確的導航系統(tǒng)、可靠的自動飛行和自動著陸系統(tǒng)和復雜的航空電子系統(tǒng)，這就要求飛行員具備精湛的飛行技術(shù)，然而在真實的飛機上訓練駕駛技術(shù)，耗資太大， 而且受空域和產(chǎn)地的限制，且特殊情況如發(fā)動機停車、大幅度角失速，危險系數(shù)太大，難以在真實飛機上實現(xiàn)。 北京航空航天大學計算機系也是國內(nèi)最早進行 VR 研究、最有權(quán)威的單位之一，其虛擬實現(xiàn)與可視化新技術(shù)研究室集成了分布式虛擬環(huán)境，可以提供實時三維動態(tài)數(shù)據(jù)庫、虛擬現(xiàn)實演示環(huán)境、用于飛行員訓練的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實應用系統(tǒng)的開發(fā)平臺等，并在以下方面取得進展：著重研究了虛擬環(huán)境中物體物理特性的表示與處理；在虛擬現(xiàn)實中的視覺接口方面開發(fā)出部分硬件，并提出有關(guān)算法及實現(xiàn)方法。 7. 國內(nèi)虛擬現(xiàn)實技術(shù)研究現(xiàn)狀 在我國虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究和一些發(fā)達國家相比還有很大的一段距離，隨著計算機圖形學、計算機系統(tǒng)工程等技術(shù)的高速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)得到了相當?shù)闹匾暎鹞覈鹘缛耸康呐d趣和關(guān)注，研
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