浅谈仿真与虚拟现实技术new

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1、浅谈仿真与虚拟现实技术来源：开关柜无线测温http://www.testeck.com1引言仿真(Simulation)属于一门基础性学科。仿真就是利用模型进行的一种试验，它可极为有效而经济地用于科研、设计、训练以及系统的试验。仿真技术是以控制理论、相似原理、数模与计算技术、信息技术、系统技术及其应用领域相关专业技术为基础，以计算机和多种专用物理效应设备为工具，借助系统模型，对实际的或设想的系统进行动态试验研究的一门新兴综合性技术。其特点是它属于一种可控制的、无破坏性的、耗费小的、并允许多次重复的试验手

2、段。它以其高效、优质、低廉体现其强大的生命力和潜在的能力。它是迄今为止最有效的经济的综合集成方法，是推动技术进步的战略技术。虚拟现实(VirtualReality—VR)，又称灵境技术，实际上是一种采用计算机技术制作模拟仿真的假想世界的技术。它采用计算机产生一个被模拟仿真世界的动态3维视觉环境，使操作者产生一种身临其境的感觉，对探讨大量需要借助形象思维的问题频有帮助。采用此项新技术，参与者使用硬件，如数据手套、鼠标器、跟踪球、操纵杆、头盔式显示器、护目镜、耳机及数据服以获得所需的感知，来体验计算机世界境

3、况。VR是计算机图形学中的一种功能倍增技术，它将人类用户同计算机产生的世界综合为一体。作为未来的新型人机接口，VR涉及人类多种感觉，如视觉、听觉和触觉。它将立体观视、3D交互、声音输入／输出及触觉信息处理的工具和技术集为一体。应用该项技术进行实时工作，亦可将VR技术理解为多媒体的延伸。VR环境系统包括建模、控制及媒体数据源3大部分。建模是指利用物理的或数字的方法，对需要仿真的实际系统进行描述获得近似的数字模型。这是进行数字仿真或半实物仿真必不可少的步骤。建模是仿真的基础，亦是仿真的结果，研究新型建模仿真

4、方法是其首要任务。3维立体显示是其一项必不可缺少的关键技术，它是系统向用户输出反馈信息的主要手段。VR可应用于产品设计、分子建模、计算机辅助设计(CAD)／计算机辅助制造(CAM)、模拟器技术、工业自动化、医药科学及众多强调易于使用、与计算机交互接口的其他领域。2IGD虚拟现实演示中心德国弗琅荷费(Fraunhofer)计算机图形学院(IGD)在达姆施塔特(Darmstadt)己建立了一个虚拟现实演示中心，用于评估虚拟现实对未来硬、软件系统和人机接口的影响。该演示中心的使命旨在廉价地为消费者和生产厂家提

5、供对实验床环境中的先期可视化、仿真及虚拟现实技术的应用。在这种环境中，新颖设想和试验可通过逼真的传送实验加以证实。2.1VR设备概况通过采用先进技术，虚拟现实演示中心在用于研究、样机设计及演示的可视化、仿真和虚拟现实方面，提供了网络化、集成化并与售主无关的硬件、软件环境。该网络包括计算机服务器、数据服务器、高性能图形工作站及个人工作站，用10Mb／s和100Mb／s链路互连。虚拟现实演示中心的硬件结构包括：·超级小型机、并行机及高档图形工作站(ConverC3220、SGl4D／380VGX及SGI虚拟

6、现实设备)；·各种图形工作站(如SGI、SUN、DEC及HP)；·具有混合数据接口(MIDI)的接口和工作站音频装置的AKAI语音同步器；·联网(以太网和光钎分布式数据接口——FDDl)；·视频记录和数字化接口；·用于先进人机通信的VR设备(如立体显示器、虚拟研究用的头盔显示器、旋眼光阀眼镜一CystalEyesShutterG1asses)、投影显示、交互式装置、6D空间球、数据手套及6D快速倾斜装置一FASTRAK；·若干仿真程序包；·各种类似于数据交换格式(DXF)的数据输入接口。IGD的VR开发

7、平台共享硬、软件的标准接口，可控制大范围的现行外部设备。业已完成满足特殊需求的专用VR工具或高性能多处理机系统的改进。IGD开发平台目前包括如下方面：·用于构造虚拟世界的交互式图形建模系统；·交互式成套工具可对各种输入设备提供一个独立接口；·实时虚拟世界(real—timeradiosity)辐照法是实现预处理的一个应用步骤；·为科学可视化开发的显示系统，则侧重于显示大量高性能的数据；·用于研究对象更为自然状态的测撞组件；·对同步器或现代工作站的声频装置提供应用的声频服务器。2.2VR使用说明虚拟现实演

8、示中心，为VR应用系统制造者提供使用途径，并建立了应用开发和设备评估平台。优质、高性能可视化和自然现象仿真中的宝贵经验，可为VR的潜在用户及VR系统和设备的开发者提供咨询。此外，研制和开发工作在虚拟演示中心按3级完成。(1)使用学院自身的VR开发平台或利用其他可用的VR工作台进行应用开发。其中包括创造性虚拟世界，确定用户与虚拟环境的交互作用，以及与虚拟世界的优质观视的交互作用。迄今开发的应用包括产品设计、办公自动化设计、CAD、CAM、科学