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-閱讀頁(yè)
2024-11-15 14:18本頁(yè)面
【正文】 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。英國(guó) Bristol 公司發(fā)現(xiàn)， VR 應(yīng)用的交點(diǎn)應(yīng)集中在整體綜合技術(shù)上，他們?cè)谲浖陀布哪承╊I(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。他們的產(chǎn)品還包括建筑和科學(xué)可視化計(jì)算。 瑞典的 DIVE 分布式虛擬交互環(huán)境，是一個(gè)基于 Unix 的，不同節(jié)點(diǎn)上的多個(gè)進(jìn)程可以在同一世界中工作的異質(zhì)分布式系統(tǒng)。 德國(guó)在 VR 的應(yīng)用方面取得了出乎意料的成果。 2020 年 10 月 2729 日在法國(guó)舉行的ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technoogy 大會(huì)，整體上促進(jìn)了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的深入發(fā)展。 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)，用代用手來處 理 CAD 中的三維形體模型。他們正在開發(fā)一種虛擬全息系統(tǒng)，用于克服當(dāng)前顯示和交互作用技術(shù)的局限性；日本奈良尖端技術(shù)研究生院大學(xué)教授千原國(guó)宏領(lǐng)導(dǎo)的研究小組于 2020 年開發(fā)出一種嗅覺模擬器，只要把虛 擬空間里的水果放到鼻尖上一聞，裝置就會(huì)在鼻尖處放出水果的香味，這是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在嗅覺研究領(lǐng)域的一項(xiàng)突破。國(guó)家科委國(guó)防科工委部已將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究列為重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，國(guó)內(nèi)許多研究機(jī)構(gòu)和高校也都在進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)的 研究和應(yīng)用并取得了一些不錯(cuò)的研究成果。 清華大學(xué)國(guó)家光盤工程研究中心所作的 “ 布達(dá)拉宮 ” ，采用了 QuickTime技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大全景 VR 制 ；浙江大學(xué) CAD＆ CG 國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了一套桌面型虛擬建筑環(huán)境實(shí)時(shí)漫游系統(tǒng)；哈爾濱工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)系已經(jīng)成功地合成了人的高級(jí)行為中的特定人臉圖像，解決了表情的合成和唇動(dòng)合成技術(shù)問題，并正在研究人說話時(shí)手勢(shì)和頭勢(shì)的動(dòng)作、語(yǔ)音和語(yǔ)調(diào)的同步等。因此，通過飛機(jī)模型器是訓(xùn)練飛行員的最可行、有效、經(jīng)濟(jì)的途徑。仿真機(jī)解算描述飛行動(dòng)力學(xué)、機(jī)載系統(tǒng)特性的數(shù)學(xué)模型。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)給飛行員提供加速、過載等感覺。模擬座艙具有與真實(shí)飛機(jī)座艙一樣的布局，其中儀表顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示飛機(jī)的各種飛行參數(shù)和機(jī)載系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。虛擬戰(zhàn)場(chǎng) (Virtual Battlefield)是其重要的應(yīng)用體現(xiàn)。通過建立虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境來訓(xùn)練軍事人員，同時(shí)可以檢驗(yàn)和評(píng)估武器系統(tǒng)的性能，這使軍事演習(xí)在概念上和方法上有了一個(gè)新的飛躍。武器平臺(tái) (坦克、裝甲車、殲擊機(jī)、直升機(jī)、導(dǎo)彈等 )由仿真器實(shí)現(xiàn)，它們可以分布在不同地區(qū)，通過廣域網(wǎng)聯(lián)接進(jìn)行數(shù) 據(jù)通訊。虛擬技術(shù)在戰(zhàn)場(chǎng)上的應(yīng)用還有指揮決策模擬、智能分析模擬、多種兵合成訓(xùn)練指揮模擬等。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”。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。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)條件下無法完成的工作。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。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、結(jié)構(gòu)、流程以及相互間的作用等。 (5)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教育和娛樂中的應(yīng)用 在研究工作和學(xué)習(xí)過程中，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 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 VR 技術(shù)表現(xiàn)給醫(yī)生。 9. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的 未來 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)都提出來更高的需求。主要表現(xiàn)在以下方面： (1)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)。此外， VR 還依賴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，有必要開發(fā)新的三維圖形生成和顯示技術(shù)。 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。 (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 )之間通過消息傳遞實(shí)現(xiàn)的交互。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
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