虛擬現(xiàn)實(shí)理論與技術(shù)-展示頁(yè)
2025-07-01 07:49本頁(yè)面
【正文】 al background and practical experience. However, automated or semiautomated puter aided modular fixture systems based on CAD packages still are not well accepted by the manufacturing industry due to the lack of intuitive interaction and immediate feedback pared with traditional models such as paper and physical models. In this paper, a novel Virtual Realitybased system for interactive modular fixture configuration design is presented. We use a multiview based modular fixture assembly model to assist information representation and management. In addition, the suggested strategy is patible with the principles of virtual environment and it is easy to reutilize the element model. Based on geometric constraints, we propose a precise 3Dmanipulation approach to improve intuitive interaction and accurate 3Dpositioning of fixture ponents in virtual space. Thus, the modular fixture configuration design task can precisely be performed in virtual space.【1】【Key words】 ：virtual reality, theory, technology, research status，development direction.目錄第一章 ：虛擬現(xiàn)實(shí)理論與技術(shù) 虛擬現(xiàn)實(shí)的定義及原理 虛擬現(xiàn)實(shí)特征 多感知性(MultiSensory) 浸沒感(Immersion) 交互性(Interactivity) 構(gòu)想性(Imagination) 虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展歷程 國(guó)內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)的研究現(xiàn)狀 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在美國(guó)的研究現(xiàn)狀 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在歐洲的研究現(xiàn)狀 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在日本的研究現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究現(xiàn)狀 9第二章：虛擬現(xiàn)實(shí)理論與技術(shù)應(yīng)用舉例 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在美軍模擬訓(xùn)練中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展 構(gòu)建虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境 進(jìn)行單兵模擬訓(xùn)練 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行異地同環(huán)境作戰(zhàn)訓(xùn)練 1進(jìn)行軍事指揮人員訓(xùn)練 1提高指揮決策能力 1縮短武器裝備的研制周期 1信息網(wǎng)絡(luò)虛擬戰(zhàn) 1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析 1ChemLab 1IrYdium Chemistry Lab 1浙江大學(xué)有機(jī)化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室 1金華科仿真化學(xué)實(shí)驗(yàn)室 1東師理想初中化學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室軟件 1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中應(yīng)用 1虛擬產(chǎn)品概念設(shè)計(jì) 1虛擬設(shè)計(jì) 1虛擬制造 19第三章 ：虛擬現(xiàn)實(shí)理論與技術(shù)的發(fā)展方向及研究重點(diǎn) 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的幾個(gè)瓶頸問(wèn)題 虛擬環(huán)境表示的準(zhǔn)確性 虛擬環(huán)境感知信息合成的真實(shí)性 人與虛擬環(huán)境交互的自然性 實(shí)時(shí)顯示問(wèn)題 圖形生成 智能技術(shù)(Artificial Intelligence，簡(jiǎn)稱AI) 2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 2動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù) 2實(shí)時(shí)三維圖形生成和顯示技術(shù) 2新型交互設(shè)備的研制 2智能化語(yǔ)音虛擬現(xiàn)實(shí)建模 2分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的展望 22第四章 ：個(gè)人感想及總結(jié) 2個(gè)人感想 2整體總結(jié) 24附錄一：分工說(shuō)明 25附錄二：參考文獻(xiàn) 25第1章 ：虛擬現(xiàn)實(shí)理論與技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)的定義及原理虛擬現(xiàn)實(shí)，(Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR。虛擬現(xiàn)實(shí)是利用電腦模擬產(chǎn)生一個(gè)三度空間的虛擬世界，提供使用者關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般，可以及時(shí)、沒有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。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。概括地說(shuō)，虛擬現(xiàn)實(shí)是人們通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化操作與交互的一種全新方式，與傳統(tǒng)的人機(jī)界面以及流行的視窗操作相比，虛擬現(xiàn)實(shí)在技術(shù)思想上有了質(zhì)的飛躍。理想的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)該具有一切人所具有的感知功能。 、浸沒感(Immersion)又稱臨場(chǎng)感或存在感，指用戶感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實(shí)程度。 、交互性(Interactivity)指用戶對(duì)模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度(包括實(shí)時(shí)性)。 、構(gòu)想性(Imagination)又稱為自主性——強(qiáng)調(diào)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)具有廣闊的可想像空間，可拓寬人類認(rèn)知范圍，不僅可再現(xiàn)真實(shí)存在的環(huán)境，也可以隨意構(gòu)想客觀不存在的甚至是不可能發(fā)生的環(huán)境。、虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展歷程虛擬技術(shù)（以下簡(jiǎn)稱VR技術(shù)）的發(fā)展大致可分為三個(gè)階段：20世紀(jì)50年代至70年代，是VR技術(shù)的準(zhǔn)備階段；80年代初至80年代中期，是VR技術(shù)系統(tǒng)化、開始走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用的階段；80年代末至90年代初，是VR技術(shù)迅猛發(fā)展的階段。1965年，由美國(guó)的MortonHeileg開發(fā)了一個(gè)稱做Sensorama的摩托車仿真器，不僅具有三維視頻及立體聲效果，還能產(chǎn)生風(fēng)吹的感覺和街道氣味。：頭部位跟蹤系統(tǒng)第二階段，80年代初至80年代中期，開始形成VR技術(shù)的基本概念，開始由實(shí)驗(yàn)進(jìn)入實(shí)用階段，其重要標(biāo)志是：1985年在MichaelMcGreevy領(lǐng)導(dǎo)下完成的VIEW虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)（），裝備了數(shù)據(jù)手套和頭部跟蹤器，提供了手勢(shì)、語(yǔ)言等交互手段，使VIEW成為名副其實(shí)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，成為后來(lái)開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)。：VIEW虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)第三階段，80年代末至90年代初，為虛擬現(xiàn)實(shí)全面發(fā)展階段。在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中只有各種交互設(shè)備還不夠，還必須提供基本的軟件支撐環(huán)境，用戶能方便地構(gòu)造虛擬環(huán)境并與虛擬環(huán)境進(jìn)行高級(jí)交互。為了滿足虛擬現(xiàn)實(shí)對(duì)計(jì)算復(fù)雜性的幾乎是無(wú)限的要求，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)必須提供足夠強(qiáng)的靈活性及可擴(kuò)充性。：SuperVision系統(tǒng)、國(guó)內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)的研究現(xiàn)狀、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在美國(guó)的研究現(xiàn)狀美國(guó)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究的發(fā)源地，美國(guó)VR技術(shù)的研究水平基本上代表了國(guó)際VR發(fā)展的水平。然而,隨著冷戰(zhàn)后美國(guó)軍費(fèi)的削減,這些技術(shù)逐步轉(zhuǎn)為民用。 上世紀(jì)80年代，美國(guó)宇航局(NASA)及美國(guó)國(guó)防部組織了一系列有關(guān)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究，并取得了令人矚目的研究成果，美國(guó)宇航局Ames實(shí)驗(yàn)室致力于一個(gè)叫“虛擬行星探索”(VPE)的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。北卡羅來(lái)納大學(xué)的計(jì)算機(jī)系是進(jìn)行VR研究最早最著名的大學(xué)，他們主要研究分子建模、航空駕駛、外科手術(shù)仿真、建筑仿真等。施樂公司研究中心在VR領(lǐng)域主要從事利用VRT建立未來(lái)辦公室的研究，并努力設(shè)計(jì)一項(xiàng)基于VR使得數(shù)據(jù)存取更容易的窗口系統(tǒng)。：流體實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在歐洲的研究現(xiàn)狀在歐洲，英國(guó)在VR開發(fā)的某些方面，特別是在分布并行處理、輔助設(shè)備(包括觸覺反饋)設(shè)計(jì)和應(yīng)用研究方面【6】，在歐洲來(lái)說(shuō)是領(lǐng)先的。英國(guó)ARRL公司關(guān)于遠(yuǎn)地呈現(xiàn)的研究實(shí)驗(yàn)，主要包括VR重構(gòu)問(wèn)題。歐洲其它一些較發(fā)達(dá)的國(guó)家如：瑞典、荷蘭、德國(guó)等也積極進(jìn)行了VR的研究與應(yīng)用。荷蘭海牙TNO研究所的物理電子實(shí)驗(yàn)室(TNOPEL)開發(fā)的訓(xùn)練和模擬系統(tǒng)，通過(guò)改進(jìn)人機(jī)界面來(lái)改善現(xiàn)有模擬系統(tǒng)，以使用戶完全介入模擬環(huán)境。在改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面，一是用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、降低成本，避免新產(chǎn)品開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)；二是產(chǎn)品演示，吸引客戶爭(zhēng)取定單；三是用于培訓(xùn)，在新生產(chǎn)設(shè)備投入使用前用虛擬工廠來(lái)提高工人的操作水平。在東京技術(shù)學(xué)院精密和智能實(shí)驗(yàn)室研究了一個(gè)用于建立三維模型的人性化界面，稱為SpmAR（）；NEC公司開發(fā)了一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，用代用手來(lái)處理CAD中的三維形體模型，通過(guò)數(shù)據(jù)手套把對(duì)模型的處理與操作者的手聯(lián)系起來(lái)；日本國(guó)際工業(yè)和商業(yè)部產(chǎn)品科學(xué)研究院開發(fā)了一種采用X、Y記錄器的受力反饋裝置；東京大學(xué)的高級(jí)科學(xué)研究中心的研究重點(diǎn)主要集中在遠(yuǎn)程控制方面，他們最近的研究項(xiàng)目
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