1.求一篇论文啊,不要百度直接能找到的 《虚拟现实技术在现代医学中
早在20世纪70年代开始虚拟现实训练宇航员。因为这是一个省钱的方法,安全和有效的训练方法,已经延伸到各行各业的培训。目前,虚拟现实已经扩展到不同的领域,得到广泛应用。
虚拟现实技术在科学和技术的发展可以缩短开发周期,降低成本。如克莱斯勒在1998年年初,利用虚拟现实技术,突破了一辆新车的设计,新车的设计第一次直接从电脑屏幕上的生产线,这完全是从中间省略试生产。克莱斯勒避免使用虚拟现实技术的精益求精,1500的设计错误,节约开发时间和成本8000万美元的八个月。虚拟现实技术的使用,也可以使用实车的车辆的碰撞测试,可以在不同的条件下,示出碰撞的后果。在虚拟现实技术和理论分析,科学实验,三种方式为人类探索客观世界的规律。用它来设计新材料,改变材料的性能的组合物中的预先知识。我们知道之前该材料都不会用这种材料制造的零部件在不同的情况下制造,力受损。商业
虚拟现实经常被用来出售。例如,施工招标,设计的程序性能,利用虚拟现实技术,可以到未来建筑的业主参观,如门的高度,窗户朝向,照明,装修房子,多少可以识别。它也可以用于旅游景点,以及许多功能,多用途和销售。虚拟现实技术显示这些商品,宣传比的魅力,更具吸引力的文字或图片。
医疗
虚拟现实技术的应用一般有两种类型。首先,虚拟人体,也就是数字人的人体模型医生更容易理解对人体的结构和功能。另一种是虚拟手术系统,可用于指导手术的进行。在军事上,利用虚拟现实技术模拟战争过程中,已经成为一个国家的最先进的研究更好,更经济的战争,指挥官培训方法。虚拟现实技术也达到了很高的水平,虽然不进行核试验,但也不断改进核武器。战争实验室检验和预定计划作战方面也能发挥巨大的作用。 1991年海湾战争开始前,美军将在海湾地区各种自然环境和伊拉克军队的各种数据输入到计算机模拟程序后,设置了初步的作战计划作战。后来,实战开发和仿真结果相当一致。
娱乐应用最广泛的利用虚拟现实。出售在英国的滑雪模拟器。穿着滑雪服,脚踏滑雪板,滑雪收贮出头拎着头盔显示器的用户,手脚都充满了传感器。虽然在一个小房间,只要做着各种各样的滑雪动作可以通过头戴式显示器,看到堆雪,山,峡谷,陡峭的悬崖,一个由过去她的肩膀,真正感受到场景和滑雪滑雪一样的。
虚拟现实技术,不仅要建立一个虚拟的场景,同时也创建一个虚拟主机,虚拟歌星,虚拟演员。日本的电视歌手Diki,不仅唱歌迷人和优雅的风格,吸引了无数球迷倾倒了许多追星族希望能亲眼目睹其芳容,迫使电视台,她什么都没有,但虚拟歌手。沃尔特·迪斯尼公司还准备推出虚拟演员。这将使“演员”艺术青春,活力,直到永远。明星片酬高价位的另一个原因,导致使用虚拟演员。虚拟演员成为一个电影明星,该片将成为软件产业的一个分支。软件公司将开发大量虚拟演员软件可以转让。当然,幽默和人情味,虚拟演员在很长一段时间,甚至永远无法相比的真正的演员,但它确实可以成为一名出色的演员。最近制作成电脑游戏节目“古墓丽影”的女主角的电影世界知名的人物选择,预示着虚拟演员的时代即将到来。
2.谁能把自己写的土木工程的毕业论文发一份给我
摘 要:虚拟现实技术是一项集成性极高的高新信息技术,本文通过对VR技术的讨论分析了VR技术土木工程中的应用,指出VR技术必将在土木工程中发挥越来越重要的作用。
关键词:虚拟现实技术 土木工程 可视化计算
一、引言
随着我国经济的稳步增长和基础建设规模的加入,建设项目的规模越来越大、结构形式日益复杂,对土木工程学科管理的科学性、精确性要求越来越高。实现土木工程的信息化、智能化、可视化和集成化成为土木建筑工程项目管理现代化的要求和本领域的研究热点。虚拟现实技术(Virtual Reality, VR)是综合性与集成性极强的高新技术,在军事、医学、设计、艺术、娱乐等多个领域都得到了广泛的应用。土木工程中的虚拟现实技术涉及土木工程领域的各个学科,已显示出一定的实用性,技术潜力十分巨大,应用前景非常广阔[1]。
二、虚拟现实技术及其特点
虚拟现实技术,又称灵境技术,是20世纪末兴起的一门崭新的综合性信息技术。它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支,大大推进了计算机技术的发展。VR技术是把抽象、复杂的计算机数据空间转化为直观的、用户熟悉的事物。它的技术实质在于提供一种高级的人机接口。利用VR技术所产生的局部世界是人造和虚构的,并非是真实的,但当用户进入这一局部世界时,在感觉上与现实世界却是基本相同的。因此,虚拟现实技术改变了人与计算机之间枯燥、生硬和被动的现状,给用户提供了一个趋于人性化的虚拟信息空间。它以模拟方式为使用者创造了一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维图像世界,在视、听、触、嗅等感知行为的逼真体验中,使参与者可直接参与和探索虚拟对象所处环境的作用和变化,仿佛置身于现实世界中。一个身临其境的虚拟环境系统是由包括计算机图形学、图象处理与模式识别、智能接口技术、人工智能技术、多传感器技术、语音处理与音像技术、网络技术、并行处理技术和高性能计算机系统等不同功能、不同层次的具有相当规模的子系统所构成的大型综合集成环境。所以,虚拟现实技术是综合性极强的高新信息技术。虚拟现实技术具备以下三个方面的特性。
1.沉浸性
虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特点,由计算机产生逼真的三维立体图像,使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备,便可将自己置身于虚拟环境中,成为虚拟环境中的一员。使用者与虚拟环境中的各种对象的相互作用,就如同在现实世界中的一样,一切感觉都是那么逼真,有一种身临其境的感觉。
2.交互性
虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互,使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互,而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能,就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。
3.多感知性
由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置,因此,使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知,从而达到身临其境的感受。
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3.3DMAX场景建模毕业论文
原发布者:浅浅寂寞的五
目录摘要:所谓三维设计就是利用电脑设计与创作,一产生真实的立体场景与动画。对3DMAX的接触才知道3DMAX是一个广泛应用于游戏开发、后期制造、影视特效及专业视觉设计领域的一款功能强大的三维设计软件,它是集专业建模、动画、渲染一体的三维解决方案。特别是3DMAX以其强大的功能卓越的表现力被广大电脑设计人所亲睐,成为当今较热门的设计软件。关键词:3D建模游戏开发3DStudioMAX简介3DMAX是Autodesk公司下的一款3维动画软件,已经有十多年的历史了,在3维动画软件中这是一款非常成功的产品系列,也是具有跨时代的意义,在3维的高级建模中主要有4中,多变形建模、面片建模、网格建模、NURBS建模,先画一个3维模型,选择高级建模4个中的一个,多边形建模主要通过点、边、面多边形,改变3维物体的形状,网格建模,面片建模都基本类似,在次级层中编辑改变的3维物体的形状大小曲面等来实现特定的效果。3DMAX技术广泛应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制作、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域。拥有强大功能的3DMAX被广泛地应用于电视及娱乐业中,比如片头动画和视频游戏的制作,深深扎根于玩家心中的劳拉角色形象就是3DMAX的杰作。在影视特效方面也有一定的应用。而在国内发展的相对比较成熟的建筑效果图和建筑动画制作中,3DMAX的使用率更是占据了绝对的优势。根据不同行业的应用特点对3DMAX的掌握程度也有不同的要求,建筑方面的应用相对来说要局限性大一些,它
4.求来篇3D MAX毕业论文
虚拟软件Creator与3D MAX结合制作虚拟三维场景摘要:介绍了可视化仿真建模的特点,提出了一种利用3D MAX软件作为辅助建模的方法:在3D MAX下开发的3D模型,以3ds的格式存储下来,然后导入Creator中,在Creator下修正后以flt格式保存,使以Creator构造复杂模型所遇到的难点得到解决。
关键词:可视化仿真;建模方法;Creator;3D MAX1可视化仿真概述一般来说,要通过仿真来认识某个系统,首先需要建立一个可以尽可能逼真模拟该系统的模型,然后通过分析反复运行该模型获取的各种数据和结果来认识该系统。考虑到真实世界的复杂性,尽管“仿真”不是认识世界的唯一途径,但是对于那些具有很多不确定因素和随机性的系统来说,应用计算机仿真技术可以更好地达到认知的目的。
从概念上来说,可视化就是一种用图形或图像来表征数据的计算方法,即利用计算机图形图像技术,将一维数据转化为可观察的二维或三维几何表示,从而达到增强人们对抽象信息认知的目的。2可视化仿真建模的特点可视化仿真衬里性和交互性的本质特征和衬里渲染的底层实现过程,决定了用于可视化仿真系统的三维模型数据库需要具有不同于传统三维模型数据库的一些特点,例如:模型的多边形数量要尽可能少;模型数据的构造要尽可能简单;模型数据库的结构要便于进行遍历操作;模型数据库要能够被应用程序快速读取;模型数据库可以包含各种约束限制信息。
3 Creator与3D MAX的结合3.1基本建模环境模块Creator建模系统的基本模块,其基本功能是为用户提供一个功能强大、交互式的可视化建模环境,用户可以快速地创建三维仿真模型。它的主要功能包括:强大的多边形建模功能;强大的矢量化建模功能;强大的模型数据库控制功能;强大的纹理映射和贴图功能;支持多种格式的三维模型格式转换;支持大面积地形的精确生成;支持多细节层次(LOD)建模;支持多自由度(DOF)建模;支持光点系统模拟;支持序列动画模拟。
3.2地形建模模块(1)使用3D MAX来进行地形的创建。在场景中创建地面:单击Create>Geometry>Plane按钮创建一个平面,将它的LengthSegs和Width Segs都设为25。
(2)选中平面,右击鼠标,在右键菜单中选择Convert toEditable Poly命令,将平面塌陷成为可编辑多边形物体。(3)单击Editable Poly前面的+,在下拉列表中选择Vertex次物体,然后在Soft Selection(软选择)卷展栏中勾选下面的UseSoft Selection(使用软选择)项,调整它的Fallof(f衰减)值。
这样一来,在物体上选择、操作一个点时,就能影响它周围衰减范围内的点了,适当向上移动刚才选中的点并查看效果。(4)任意调整Pinch(收缩)、Bubble(膨胀)的数值,改变衰减范围内对周围点的影响强度。
在Soft Selection卷展栏中,还有一个可以自由绘制选择范围的方法,单击Soft Selection下方的Pain(t绘制)按钮,可以在视图中的物体上任意绘制自己想要选择的区域。(5)使用鼠标任意绘制选择区域,来制作崎岖不平的土地。
(6)使用“选择并移动”工具向上沿Z轴拖动鼠标,制作出地形的起伏(见图1)。(7)取消Lock Soft Selection(锁定软选择)的勾选,回到选择点的状态,关闭Pain(t绘制)状态(见图2)。
(8)在Paint Deformation(绘制变形)卷展栏中单击Relax(松弛)按钮,可以在物体上通过鼠标绘制的方法,将一些过于尖锐的起伏变得比较平滑。(9)单击Push/Pul(l推/拉)按钮,可以在物体表面绘制起伏并塑造形体。
(10)再次单击Relax按钮,在物体表面抚平一些过于尖锐的起伏,让它们变得比较平滑。(11)如果操作满意的话,可以单击Rever(t复原)按钮,在物体表面进行覆盖操作,使刚才的凸起恢复平坦。
(12)待效果满意后,单击Commi(t提交)按钮确定操作,如果对结果不满意,还可以单击Cance(l取消)按钮取消刚才的操作。在这里,单击Commit按钮确定,这样就完成了崎岖地面的操作。
3.3 3ds文件导入creator在3D MAX的建模完成后,模型以3ds的文件存储。一个3ds的文件包含一系列的有用信息,它们用于描述由一个或多个物体构成的3d场景的每一个最小的细节。
3ds文件的二进制信息是用特殊的方式写入的。3ds文件导入creator有两种方法:第一种方法是直接导入,这种转换过程会有一些错误产生,例如遗失或置换面数。
这些错误可以用creator的转换,复制工具校正。另一种方法是模型附上3D MAX的网格形式,再导入creator。
在Creator中,x为水平轴,y轴正交于x轴,z轴垂直于由x和y构成的平面。Creator是一个三维的坐标系统,计算机显示的平面是二维的,放置数据库元件于三维的轨迹平面会更精确。
轨迹平面有两部分:一是平面,三维的数据库空间。一般而言,坐标系里,鼠标左键是放置元件于轨迹平面中。
二是位于轨迹平面的二维网格,网格被认为是笛卡儿坐标系网格或极坐标系网格(见图3、图4),可以是可见的,或是不可见的。 OpenFlight是creator文件的格式,具有层次化结构。
这种结构定义了数据库中节点之间的关系,即节点是以树状形式连接在一起的,从最上层的根节点向下到体节点、面节点和底层的点节点,点节点并不出现在层级视图中。然而,在3D MAX中没有。
5.计算机系毕业设计网上虚拟校园
计算机系毕业设计网上虚拟校园 摘 要 虚拟校园是基于地理信息技术、虚拟现实技术和计算机网络技术等高新技术,将校园地理信息和其他校园信息相结合,以虚拟现实场景界面实现校园景观及信息的浏览查询,并可上载到计算机网络和提供远程用户访问。
虚拟校园提供了校园景观及设施最直观的表现形式,方便了用户对校园信息的访问,促进了大学的建设和远程教学的发展。建立简单易行的现实感强的虚拟校园漫游便成为对大学校园虚拟化的目标。
而VRML和3D MAX等相关软件也为虚拟校园提供了技术上的支持。 本文的研究目的是设计并开发一个虚拟校园漫游系统,作者通过阅读大量国内外相关文献资料,深入地研究了虚拟现实技术和现有构造三维场景的语言,在此基础上,确定了基于VRML及浏览器插件技术的虚拟现实系统架构方案。
首先,以虚拟场景构造的流程为线索,采用3Dstudio Max和VRMLPad实现虚拟场景对象的建模;针对建筑物建模的复杂度和真实感问题,提出了建筑物二次建模方法; 其次,探讨了虚拟校园场景的交互。在此基础上实现了视点控制和动画交互。
第三,在系统设计开发的末尾阶段,讨论对虚拟校园漫游系统的优化方法。通过碰撞检测、层次细节技术、纹理映射等技术方法优化系统。
除此之外,还探讨了系统的整体构架、系统的开发流程、模型纹理贴图以及纹理贴图对场景外观的巨大作用。最后综合以上研究工作,设计并实现了一个基于VRML技术的虚拟校园系统。
关键词:虚拟校园、虚拟现实(VR)、漫游、建模、纹理贴图、交互设计 随着我国互联网的迅猛扩展, 多数大学的校园网已经建成。建设者原本设想的校园网是单纯的科技资讯传播工具, 而建成的校园网却是与国际互联网相联结的、空前强大的传播媒体, 是一个对学生有着强大吸引力的、对现存的政治体制、社会结构、文化传统、教育模式提出尖锐挑战的虚拟校园。
在现实与初衷相悖的窘境中, 如何整合网上网下的教育资源, 如何应对网络对学生的政治信念、价值观念、伦理道德等非智力素质的负面影响, 如何依法对校园网实施科学的管理等等,都成为大学急需解决的问题。 一、坚守培养现代全人的教育理念,对校园网络媒体的发展采取积极的政策 现代教育应是全人教育。
校园网是否有助于实现全人教育的理念, 这是首先要确定的。校园网有利于学术与科研信息的传播因而有利于开发学生的智力, 这是没有疑义的,分歧主要集中在它对学生的非智力因素的影响方面。
自孔夫子、柏拉图、亚里士多德以降,古今中外的伟大教育家无不主张全人教育, 但现代“全人”与往昔“全人”是有区别的, 区别不仅在于德智体美的具体内涵多有不同, 更在于现代人要有鲜明、自觉的现代意识。今天的世界, 经济一体化、政治民主化、文化融合化已呈不可阻挡之趋势, 大学培养的“全人”的现代意识至少应包括观察问题的全球观念, 对多元文化的包容与借鉴意识, 自由、平等、民主、参与的社会意识, 团结、协调、互补、共进的团队意 则是催化剂。
互联网、校园网既然是一个虚拟的社会、虚拟的校园, 如同现实中的社会与校园一样,它对学生的影响就不会是完全积极的、向上的。我们不美化互联网,也决不赞同认为网上社会比现实社会更糟,更不宜于人才培养的观点[1]。
有人认为互联网有利于西方文化的渗透, 其主要依据是网上信息为西方发达国家所垄断。他们认为这种状况会无形中助长青少年的西化倾向, 造成民族观念、爱国主义观念的淡漠。
我们承认网上文化环境对人有潜移默化的影响, 但是, 网上信息来自西方的多, 来自发展中国家的少, 恰是现实世界中西方的科学与文化在全球范围内占主导地位的反映。我们只能承认和面对这个现实。
更重要的是, 大学生、研究生已经有了足够牢固的民族文化根基, 网上之西化社会, 不足以动摇学生的爱国心与民族自尊心。想一想清末以来留学生在推动中国社会进步的斗争中所表现的高度爱国热情, 就可以知道, 那些担心西方的网上“霸权”、“文化侵略”可能使青年人的思想殖民地化的人, 其实是对民族文化缺乏自信。
有人认为互联网的虚拟特征导致逃避现实的数字化人的出现, 使青年变成有人格与人际交往障碍、不能与现实世界中的现实人沟通的“视频白痴”。这种担心夸大了网上活动在青年日常生活中的时间比重和网络的吸引力。
据北京师范大学“心理在线”网上调查,回答“网络有使人欲罢不能的感觉”、“在不上网的时候经常想着网上的事情”的人约为19%; 离开网络会感到恐惧和不快的人占26% [2 ]。对多数学生来说, 网络主要是了解国际时事、搜集学术与科研信息的工具。
6.3ds max和虚拟现实技术
摘要:3D Studio MAX 是Autodesk公司的子公司Kinetix推出的一种优秀的三维动画造型软件,它广泛用于游戏、广告、建筑等领域,是目前PC上最流行的三维动画造型软件。
虚拟现实技术是计算机技术发展到一定阶段的产物,它使计算机适应人而不是人适应计算机,它的发展应用日益广泛、普及。本文拟就3DS MAX 在虚拟现实系统构建过程中的应用做一介绍。
1.虚拟现实简介虚拟现实(VR)是一种由计算机和电子技术创造的新世界,是一个看似真实的模拟环境,通过多种传感设备用户可根据自身的感觉,使用人的自然技能对虚拟世界的物体进行考察或操作,参与其中的事件;同时提供视觉、听觉、触觉等多通道的信息,用户通过视、听、摸等直观而又自然的实时感知,并使参与者沉浸于模拟环境中。VR的三个最突出的特征,即它的3“I”特性:交互性(interactivity)、沉浸感(Illusion of Immersion)、想象( imagination)。
虚拟现实技术是在众多相关技术如计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、传感器技术、人工智能的基础上发展起来的。虚拟现实技术在最近十年里获得了极大的发展,这主要归因于计算机软、硬件条件的飞速发展,以及虚拟现实专用设备价格的下降和性能的提高。
目前虚拟现实技术已经获得了广泛的应用,而且日益普及,不仅在诸如NASA的大型工程得到应用,也出现在一些游戏中,在一些高档的PC机上甚至可以构建自己的个人PCVRS(个人虚拟现实系统)。设计一个虚拟现实系统除了硬件条件一般个人无法定制外,能够充分发挥个人能动性的就只能是在系统软的方面下功夫了。
设计一个VR系统,首要的问题是创造一个虚拟环境,这个虚拟环境包括三维模型、三维声音等,在这些要素中,因为在人的感觉中,视觉摄取的信息量最大,反应亦最为灵敏,所以创造一个逼真而又合理的模型,并且能够实时动态地显示是最重要的。虚拟现实系统构建的很大一部分工作也是建造逼真合适的三维模型。
2.3D Studio MAX 简介 3D Studio MAX是Kinetix公司推出的一套强大的三维建模软件,由于它是基于Win NT 或Win98平台的,方便易学,又因其相对低廉的价格优势,所以成为目前个人PC上最为流行的三维建模软件。其3.0版本的推出,更是巩固了它在个人PC平台上的地位。
它的3.0版本相较以前的版本有了明显的改进,具体表现在以下几个方面:⑴ 工作流模式使得工作组的协调更容易,效率更高。3D Studio MAX R3引入了工作流模式,在具体的实现上从外部参考体系(XRef)、示意视图(Schematic View)的引入以及现在3D MAX 可以使用其他程序从外部加以控制,而不必激活它的工作界面。
⑵ 易用性的改进。操作界面的改进是Release 3.0版本的最显著的变化,除了外观的变化之外,R3.0版本还增加了诸如用户自定义界面、宏记录、插件代码、变换Gizmo、轨迹条等功能。
⑶ 渲染的改进。Autodesk公司在收购了以渲染和视频技术闻名的Discreet Logic公司,吸收了该公司的先进技术,3D MAX R3 对其渲染器几乎做了重新设计,不仅增加了渲染的速度,而且提高了画面渲染的质量。
⑷ 建模技术的增强。建模技术的增强是3D Studio MAX最重要、最突出的改进,这也是在虚拟现实系统构建中应用它的一个有力的原因。
主要的改进包括:① 细分曲面技术(Subdivision Surface) 。3DS MAX 包含了细分曲面技术,细分曲面技术是1998年以来业界最流行的建模技术,大有赶超NURBS技术之势,它可以使模型建立更容易,而且效果更好。
② 柔性选择。此项技术可以“部分地”选择顶点,从而在变换顶点时获得光滑、柔和的效果,这对建立复杂物体的模型时非常有用。
③ 曲面工具和改进的NURBS技术。使用曲面工具可以产生很复杂的“面片”模型,这亦是一种重要的建模方法,Release 3.0版本中的NURBS技术不但速度加快,而且增加了一系列方便、易用的功能。
⑸ 对游戏的更好支持。3D Studio MAX R3大大增强了对游戏的支持,而且这些特性也可以用于其他场合。
① 增加了角色动画功能。Release 3.0版本内置了制作角色动画的功能,可以方便制作人物或动物的动作、柔软物体的效果以及变形效果。
② 顶点信息以及加强的贴图坐标功能。现在可以对顶点着色,并增加了顶点的通道,增强了UVW Unwarp的功能,并增加了World XYZ贴图坐标。
此外,3D Studio MAX R3也显著增强了动画功能。3. 3DS MAX 在VR系统构建过程中的应用如前所述,VR系统要求实时动态逼真地模拟环境,考虑到硬件的限制和虚拟现实系统的实时性的要求,VR系统的建模与以造型为主的动画建模方法有着显著的不同,VR的建模大都采用模型分割、纹理映射等技术。
目前VR中的虚拟场景的构造主要有以下途径:基于模型的方法和IBR(基于图像的绘制)方法两种。这两种方法都可以在3DS MAX中加以实现和验证,下面具体展开加以说明。
3. 1 基于模型的构造方法。3DS MAX的几何建模方法主要有多边形(Polygon)建模、非均匀有理B样条曲线建模(NURBS)、细分曲面技术建模(Subdivision Surface)。
通常建立一个模型可以分别通过几种方法得到,但有优劣、。
7.虚拟与现实在国内外的现状 用途(应用到哪些方面) 前途(远景) 作
虚拟现实(Viaual Reality,VR)作为一种综合计算机图形 技术、多媒体技术、传感器技术、人机交互技术、网络技术、立 体显示技术以及仿真技术等多种科学技术而发展起来的计 算机领域的新技术,目前所涉及的研究应用领域已经包括军 事、医学、心理学、教育、科研、商业、影视、娱乐、制造业、工程 训练等。
VR技术已经被公认为是21世纪重要的发展学科 以及影响人们生活的重要技术之一。1 虚拟现实技术的内涵与特征 VR技术最早起源于20世纪50年代的美国,发展至今也 还处于不断探索阶段。
同时由于软硬件环境的限制和研究 应用方向的不同,人们对虚拟现实技术的理解也仁者见仁智 者见智。综合来说,VR技术是一种综合应用各种技术制造 逼真的人工模拟环境,并能有效地模拟人在自然环境中的各 种感知系统行为的高级的人机交互技术。
虚拟环境通常是 由计算机生成并控制的,使用户身临其境地感知虚拟环境中 的物体,通过虚拟现实的三维设备与物体接触,从而真正地 实现人机交互。可以说人处在虚拟环境之中跟现实环境是 没有差别的VR技术的发展始终围绕它的三个特征而前进,即沉浸感、交互性和构想。
这三个重要特征与其相邻近的技术(如 多媒体技术、计算机可视化技术等)相区别。沉浸感,是指计 算机生成的虚拟世界能给人一种身临其境的感觉,如同进入 了一个真实的客观世界;交互性,是指人能够很自然地跟虚 拟世界中的对象进行交互操作或者交流;构想,是指虚拟环 境可使人沉浸其中并且获取新的知识,提高感性和理性认 识,从而深化概念并萌发新意。
因而可以说,虚拟现实可以 启发人的创造性思维。2 国外虚拟现实技术的研究现状 VR技术最早在20世纪中期由美国VPL探索公司和它 的创始人Jamn IJaIlier提出这一概念,后来美国宇航局(NASA)的艾姆斯空间中心利用流行的液晶显示电视和其它 设备,开始研制低成本的虚拟现实系统,推动了该技术硬件 的进步。
目前,虚拟现实技术已获得了长足的发展。在国 内,20世纪80年代末开始进行研究,目前还处于初级阶段。
2.1 美国虚拟现实技术的研究动态 美国作为VR技术的发源地,其研究水平基本上就代表 国际VR发展的水平。目前美国在该领域的基础研究主要集 中在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面。
美国宇航局(NASA)的Ames实验室研究主要集中在以 下方面:将数据手套工程化,使其成为可用性较高的产品;在 约翰逊空间中心完成空间站操纵的实时仿真;大量运用了面 向座舱的飞行模拟技术;对哈勃太空望远镜的仿真。现在正 致力于一个叫“虚拟行星探索”(vPE)的试验计划o[3 3现在 NASA己经建立了航空、卫星维护VR训练系统,空间站VR 训练系统,并且已经建立了可供全国使用的VR教育系统。
北卡罗来纳大学(UNC)的计算机系是进行VR研究最早 的大学,他们主要研究分子建模、航空驾驶、外科手术仿真、建筑仿真等。Loma lAnda大学医学中心的David Warner博士和他的研 究小组成功地将计算机图形及VR的设备用于探讨与神经疾 病相关的问题,首创了VR儿科治疗法。
麻省理工学院(MIT)是研究人工智能、机器人和计算机 图形学及动画的先锋,这些技术都是VR技术的基础,1985 年M1T成立了媒体实验室,进行虚拟环境的正规研究。华盛顿大学华盛顿技术中心的人机界面技术实验室(1ilT lab),将VR研究引入了教育、设计、娱乐和制造领域。
从90年代初起,美国率先将虚拟现实技术用于军事领 域,主要用于以下四个方面:虚拟战场环境;进行单兵模拟训 练;实施诸军兵种联合演习;进行指挥员训练。2.2 英国和日本虚拟现实技术的研究与开发 在VR开发的某些方面,特别是在分布并行处理、辅助设 备(包括触觉反馈)设计和应用研究方面,英国是领先的,尤 其是在欧洲。
英国主要有四个从事VR技术研究的中心:[4:Windustries(工业集团公司),是国际VR界的著名开发机 构,在工业设计和可视化等重要领域占有一席之地;British Aerospace(英国航空公司BAe)的Brough分部,正在利用VR 技术设计高级战斗机座舱;Dimension International,是桌面VR 的先驱。该公司生产了一系列的商业VR软件包,都命名为 Superscape;Divison LTD公司在开发VISION、Pro Vision和su— pervision系统/模块化高速图形引擎中,率先使用了Tmnsputer 和i860技术。
日本主要致力于建立大规模VR知识库的研究,在虚拟 现实的游戏方面的研究也处于领先地位。京都的先进电子通信研究所(ATR)正在开发一套系统,它能用图像处理来识别手势和面部表情,并把它们作为系统 输入;富士通实验室有限公司正在研究虚拟生物与VR环境 的相互作用,他们还在研究虚拟现实中的手势识别,已经开 发了一套神经网络姿势识别系统,该系统可以识别姿势,也 可以识别表示词的信号语言。
_2 日本奈良尖端技术研究生院 大学教授千原国宏领导的研究小组于2004年开发出一种嗅 觉模拟器,只要把虚拟空间里的水果拉到鼻尖上一闻,装置 就会在鼻尖处放出水果的香味,这是虚拟现实技术在嗅觉研 究领域的一项突破。3 我国虚拟现实技术的研究现状 我国VR技术研究起步较晚,与国。