什么是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的組成
??????? 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù),對(duì)現(xiàn)實(shí)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬和聲像演示。在虛擬機(jī)過(guò)程中,操縱者可以身臨其境地感覺(jué)到這個(gè)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)情況,可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行操縱,可以查看生產(chǎn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、施工圖過(guò)程、供應(yīng)過(guò)程、物流過(guò)程等活動(dòng)的各種技術(shù)參數(shù)的動(dòng)態(tài)值,從而確認(rèn)現(xiàn)實(shí)的系統(tǒng)是否有能力完成預(yù)定的任務(wù)和如何去完成,也可從中發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的缺陷和問(wèn)題,予以改進(jìn)。
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隨著物流的遠(yuǎn)程化和國(guó)際化,物流的流程跨越若干國(guó)家、若干種運(yùn)輸工具,客戶根本沒(méi)有可能對(duì)這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)地考查,客戶在進(jìn)行業(yè)務(wù)外包時(shí),又不能只聽(tīng)一些情況介紹或者錄像演示的過(guò)程做出最后的判斷,在這種情況下,采用模擬現(xiàn)實(shí)個(gè)辦法,客戶可以直接進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)虛擬的世界,對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。操縱、演示,觀察和分析有關(guān)過(guò)程的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù),以判定此項(xiàng)業(yè)務(wù)是否可以外包給這個(gè)系統(tǒng);另一方面,第三方物流公司,也需要借助于模擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng),來(lái)分系物流時(shí)間、物流成本等,以對(duì)是否可以接受客戶的要求作出決策。
典型的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)有以下幾部分組成:
1)效果發(fā)生器。效果發(fā)生器是完成人與虛擬環(huán)境交互的硬件接口裝置,包括人們產(chǎn)生現(xiàn)實(shí)沉浸感受到的各類輸出裝置,例如頭盔顯示器、立體聲耳機(jī);還包括能測(cè)定視線方向和手指動(dòng)作的輸入裝置,例如頭部方位探測(cè)器和數(shù)據(jù)手套等
2)實(shí)景仿真器。實(shí)景仿真器是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的核心部分,它實(shí)際上是計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng),包括的軟件開(kāi)發(fā)工具及配套硬件組成,其任務(wù)是接受和發(fā)送效果發(fā)生器產(chǎn)生或接收的信號(hào)。
3)應(yīng)用系統(tǒng)。應(yīng)用系統(tǒng)是面向不同虛擬過(guò)程的軟件部分,它描述虛擬的具體內(nèi)容,包括仿真動(dòng)態(tài)邏輯、結(jié)構(gòu),以及仿真對(duì)象及之間和仿真對(duì)象與用戶之間交互關(guān)系。
4)幾何構(gòu)造系統(tǒng)。它提供描述仿真對(duì)象物理屬性,例如形狀、外觀、顏色、位置等信息,應(yīng)用系統(tǒng)在生成虛擬世界時(shí),需要這些信息。
虛擬現(xiàn)實(shí)(簡(jiǎn)稱VR),又稱靈境技術(shù),是以沉浸性、交互性和構(gòu)想性為基本特征的計(jì)算機(jī)高級(jí)人機(jī)界面。他綜合利用了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)和多傳感器技術(shù),模擬人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感覺(jué)器官功能,使人能夠沉浸在計(jì)算機(jī)生成的虛擬境界中,并能夠通過(guò)語(yǔ)言、手勢(shì)等自然的方式與之進(jìn)行實(shí)時(shí)交互,創(chuàng)建了一種適人化的多維信息空間。使用者不僅能夠通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)感受到在客觀物理世界中所經(jīng)歷的“身臨其境”的逼真性,而且能夠突破空間、時(shí)間以及其他客觀限制,感受到真實(shí)世界中無(wú)法親身經(jīng)歷的體驗(yàn)。
VR技術(shù)具有超越現(xiàn)實(shí)的虛擬性。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的核心設(shè)備仍然是計(jì)算機(jī)。它的一個(gè)主要功能是生成虛擬境界的圖形,故此又稱為圖形工作站。目前在此領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的是SGI、SUN等生產(chǎn)廠商生產(chǎn)的專用工作站,但近來(lái)基于Intel奔騰Ⅲ(Ⅳ代)代芯片的和圖形加速卡的微機(jī)圖形工作站性能價(jià)格比優(yōu)異,有可能異軍突起。圖像顯示設(shè)備是用于產(chǎn)生立體視覺(jué)效果的關(guān)鍵外設(shè),目前常見(jiàn)的產(chǎn)品包括光閥眼鏡、三維投影儀和頭盔顯示器等。其中高檔的頭盔顯示器在屏蔽現(xiàn)實(shí)世界的同時(shí),提供高分辨率、大視場(chǎng)角的虛擬場(chǎng)景,并帶有立體聲耳機(jī),可以使人產(chǎn)生強(qiáng)烈的浸沒(méi)感。其他外設(shè)主要用于實(shí)現(xiàn)與虛擬現(xiàn)實(shí)的交互功能,包括數(shù)據(jù)手套、三維鼠標(biāo)、運(yùn)動(dòng)跟蹤器、力反饋裝置、語(yǔ)音識(shí)別與合成系統(tǒng)等等。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣闊。它始于軍事和航空航天領(lǐng)域的需求,但近年來(lái),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用已大步走進(jìn)工業(yè)、建筑設(shè)計(jì)、教育培訓(xùn)、文化娛樂(lè)等方面。它正在改變著我們的生活。
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虛擬與現(xiàn)實(shí)兩詞具有相互矛盾的含義,把這兩個(gè)詞放在一起,似乎沒(méi)有意義,但是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展卻賦予了它新的含義。虛擬現(xiàn)實(shí)的明確定義不太好說(shuō),按最早提出虛擬現(xiàn)實(shí)概念的學(xué)者J.Laniar的說(shuō)法,虛擬現(xiàn)實(shí),又稱假想現(xiàn)實(shí),意味著“用電子計(jì)算機(jī)合成的人工世界”。從此可以清楚地看到,這個(gè)領(lǐng)域與計(jì)算機(jī)有著不可分離的密切關(guān)系,信息科學(xué)是合成虛擬現(xiàn)實(shí)的基本前提。生成虛擬現(xiàn)實(shí)需要解決以下三個(gè)主要問(wèn)題:
①以假亂真的存在技術(shù)。即,怎樣合成對(duì)觀察者的感官器官來(lái)說(shuō)與實(shí)際存在相一致的輸入信息,也就是如何可以產(chǎn)生與現(xiàn)實(shí)環(huán)境一樣的視覺(jué),觸覺(jué),嗅覺(jué)等。
?、谙嗷プ饔谩S^察者怎樣積極和能動(dòng)地操作虛擬現(xiàn)實(shí),以實(shí)現(xiàn)不同的視點(diǎn)景象和更高層次的感覺(jué)信息。實(shí)際上也就是怎么可以看得更像,聽(tīng)得更真等等。
?、圩月尚袁F(xiàn)實(shí)。感覺(jué)者如何在不意識(shí)到自己動(dòng)作、行為的條件下得到栩栩如生的現(xiàn)實(shí)感。在這里,觀察者、傳感器、計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)與顯示系統(tǒng)構(gòu)成了一個(gè)相互作用的閉環(huán)流程。
虛擬現(xiàn)實(shí)是多種技術(shù)的綜合,其關(guān)鍵技術(shù)和研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
1、環(huán)境建模技術(shù)
即虛擬環(huán)境的建立,目的是獲取實(shí)際三維環(huán)境的三維數(shù)據(jù),并根據(jù)應(yīng)用的需要,利用獲取的三維數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的虛擬環(huán)境模型。
2、立體聲合成和立體顯示技術(shù)
在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中消除聲音的方向與用戶頭部運(yùn)動(dòng)的相關(guān)性,同時(shí)在復(fù)雜的場(chǎng)景中實(shí)時(shí)生成立體圖形。
3、觸覺(jué)反饋技術(shù)
在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中讓用戶能夠直接操作虛擬物體并感覺(jué)到虛擬物體的反作用力,從而產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)。
4、交互技術(shù)
虛擬現(xiàn)實(shí)中的人機(jī)交互遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了鍵盤和鼠標(biāo)的傳統(tǒng)模式,利用數(shù)字頭盔、數(shù)字手套等復(fù)雜的傳感器設(shè)備,三維交互技術(shù)與語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音輸入技術(shù)成為重要的人機(jī)交互手段。
- 第 1 頁(yè):什么是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的組成
- 第 2 頁(yè):系統(tǒng)集成技術(shù)
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