虚拟现实技术及应用进展

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时间:2018-11-25

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1、虚拟现实技术及应用进展论文关键词:虚拟现实 特征 应用  论文摘要:本文阐述了虚拟现实技术的基本特征,以及在各个领域的应用进展情况,并对虚拟现实技术的发展和应用前景做了展望。  0.引言  虚拟现实技术是2O世纪末兴起的一门崭新的综合性信息技术,作为一项尖端科技.虚拟现实集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果,是一种由计算机生成的高技术模拟系统。它的实时三维空间表现能力、自然的人机交互式操作环境以及给人带来的身临其境感受,将从根本上改变人与计算

2、机之间枯燥、生硬和被动的现状,为人机交互技术开创一个全新的研究领域。从虚拟现实技术诞生以来,已经在航空航天、船舶建造与设计、军事模拟、机械工程、先进制造、城市规划、地理信息系统、医学生物等领域中显示出巨大的经济、军事和社会效益,虚拟现实技术与网络、多媒体技术并称为2l世纪最具应用前景的三大技术。  1.虚拟现实技术特征  虚拟现实技术是一种先进的、数字化的人机接口技术,其特点在于计算机产生一种人为虚拟的环境,生成一个以视觉感受为主,包括听觉、触觉的综合感知的人工环境,系统可以直接观察、操作、触摸、检测周围

3、环境及事物的内在变化.操作者能够真正进入一个由计算机生成的交互式三维虚拟环境中,并能与之发生“交互”作用,进行交流。通过参与者与仿真环境的相互作用,并借助人本身对所接触事物的感知和认知能力,帮助启发参与者的思维,以全方位地获取虚拟环境所蕴涵的各种空间信息和逻辑信息。  虚拟现实技术具有以下三个基本特征:  1.1沉浸性。虚拟现实技术是根据人类视觉、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,有一种身临其境的感

4、觉。  1.2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可通过键盘、鼠标、头盔、数据手套等设备进行交互。使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能,对虚拟环境中的对象进行触摸或操作。  1.3多感知性。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多种感知,亲身体验交互操作的反应与感受。  2.虚拟现实技术的应用前景  虚拟现实技术在船舶建造与设计、企业产品的研发与设计、人力资源网络培训、房产开发与展示、城市规划、室内设计、工业仿真、文物古迹仿真、军事模拟

5、等方面有广阔的应用前景。分析如下:  2.1企业产品的开发与设计.特别是一些劳动密集型产品的设计,采用虚拟现实技术进行设计与开发,在减少重复设计、开模损失、废品率等方面有着非常明显的效果。虚拟现实技术开发的产品能够在产品投入制造前先看到产品,在运行前先感受过程或亲历过程,在设计与开发过程无须代价可不断修改产品直到满意,这是一种完全的低投入、崭新的产品设计制造理念;可利用虚拟三维网络技术,对同一设计产品,在不同设计部门进行分布式设计,快速、方便地融合各方技术优势.减少产品的设计时间与设计周期:采用虚拟现实技

6、术可以为许多科研项目、提供虚拟实验,减少真实实验的次数和付出,增加真实实验的可靠性。总之,虚拟现实技术的开发与应用研究能为产品设计、加工、制造提供相当优秀的开发平台、实验与测试环境。减少产品的测试成本,缩短投放市场的时间,这对于促进高科技产业和制造业的快速发展有着极大的作用。  2.2通过虚拟现实技术构建的三维虚拟装置及没施.操纵者可以身临其境地融入到整个装置的运动环境与运动过程.可以对三维虚拟设备进行仿真操纵,可以查看生产过程、实验与测试过程、施工过程、供应过程、物流生产过程等活动的过程中各种技术参数的

7、动态值.从而确认现实的系统是否有能力完成预定的任务和如何去完成,也可从中发现运动过程的缺陷和问题,予以改进。在低成本的条件下,发现实际产品或设施的缺陷与不足,为产品投入生产提供时间和质量上的保证。  2.3随着物流的远程化和国际化,物流的流程跨越若干国家、若干种运输工具,客户根本不可能对这个系统进行实地考查,客户在进行业务外包时.又不能只听一些情况介绍或者录像演示的过程做出最后的判断,在这种情况下,采用虚拟现实技术模拟现实环境,客户可以直接进入计算机系统虚拟的世界,对关键环节进行操纵、演示、观察和分析有关

8、过程的动态数据,以判定此项业务是否可以外包给这个系统;另一方面,第三方物流公司,也需要借助于模拟现实系统,来分析物流时间、物流成本等,以对是否可以接受客户的要求做出决策。因此,虚拟现实技术在物流行业的应用将拓展该行业的国际合作空间,节约成本,做大做强物流业,促进海西经济的快速发展。  2.4在数字化城市建设与研究方面,利用虚拟现实技术,结合传感器技术、多媒体技术,综合应用全数字摄影测量技术、GIS技术、仿真技术等,在提供相关城

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