虚拟现实技术的现状综述(四)

本论文在其他论文栏目，由论文格式网整理,转载请注明来源www.lwgsw.com,更多论文,请点论文格式范文查看
从某种意义上讲，我国才是VR的发源地，早在战国时期，《墨子.鲁问》篇中就记载着“公输般竹木为鹊，成而飞之，三日不下”，其原材料是极薄的木片或竹片。后来人们在风筝上系上竹哨，利用风吹竹哨，声如筝鸣，故称“风筝。模拟飞行动物发明的有声风筝，这是有关中国古代人试验飞行器模型的最早记载。后来该技术传到西方，利用风筝的原理才发明了飞机。
但我国对VR技术的正式研究起步却很晚，大概在20世纪90年代初，发展到现在已初步取得了成果但与发达国家相比还有很大的差距。其研究概述如下。
国内最早开展此项技术试验的是西安虚拟现实工程技术研究中心；北京航空航天大学计算机系也是国内最早研究VR的单位之一，它在VR视觉接口方面获得了一部分研究成果；北京大学设计了基于PC机的VR系统；清华大学国家光盘工程研究中心所作的“布达拉宫”，采用了QuickTime技术，实现大全景VR制；浙江大学CAD&CG国家重点实验室开发了一套桌面型虚拟建筑环境实时漫游系统；哈尔滨工业大学计算机系已经成功地合成了人的高级行为中的特定人脸图像，解决了表情的合成和唇动合成技术问题，并正在研究人说话时手势和头势的动作、语音和语调的同步等；西安交大信息工程研究所对VR中的关键技术—立体显示技术进行了研究；中国科技开发院威海分院研究了视觉接口技术，完成了VR中的体视图及软件接口；北方工业大学CAD中心是我国最早开展计算机动画研究的单位之一，完成了通讯图像显示系统的多媒体平台及相关音频资料库, 并且中国第一部完全用计算机动画技术制作的科教片《相似》就出自该中心；上海大学CIMS中心开发了一套基于IRIX的虚拟科技园区环境实时漫游系统；另外，上海交通大学图像处理模式识别研究所，长沙国防科技大学计算机研究所、华东船舶工业学院计算机系、安徽大学电子工程与住处科学系等单位也进行了一些研究工作和尝试。
3、虚拟现实技术的应用
虚拟现实技术的应用前景是很广阔的。它可应用于建模与仿真、科学计算可视化、设计与规划、教育与训练、遥作与遥现、医学、艺术与娱乐等多个方面。下面我们分别讨论几个典型的应用例子。
3.1用于遥控机器人的遥现技术
遥现技术是指当实际上在某一个地方时，可以产生在另一个地方的感觉。虚拟现实涉及到体验由计算机产生的三维虚拟环境，而遥现则涉及到体验一个遥远的真实环境。遥现技术在实际应用中需要虚拟环境的指导。例如，在遥控宇宙空军站的开发计划中，从安全性以及费用的角度考虑，我们有必要使用空间机器人。这种空间机器人的特点是由地面上的操作员进行遥操作，或进行部分自主操作。对于像零件更换的固定操作可以完全自主进行，而对于故障检修等难以预测的操作则有必要依赖于遥操作。这时，虚拟现实技术和遥现技术将发挥重要的作用。为研究新一代空间机器人的遥操作技术，日本开发了宇宙开发地面实验平台。该实验平台有人－机交互、计算机系统以及机器人系统所构成。现在，在该实验平台上进行了零件更换等空间机器人的典型操作实验，实现了实验平台的基本功能。
3.2仿真技术
虚拟环境是计算机生成的具有沉浸感的环境，它对参与者生成诸如视觉、听觉、触觉、味觉等各种感官信息，给参与者一种身临其境的感觉。因此，虚拟环境是一种新发展的、具有新含义的一种人机交互系统。
3.2.1飞行仿真系统
飞行仿真系统由四部分组成，即飞行员的操纵舱系统显示外部图象的视觉系统产生运动感的运动系统计算和控制飞行运动的计算机系统。
计算机系统是飞行仿真系统的中枢，用它来计算飞行的运动、控制仪表及指示灯、驾驶杆等信号。视觉系统和运动系统与虚拟现实密切相关，其中，视觉系统向飞行员提供外界的视觉信息。该系统由产生视觉图象的“图象产生部”和将产生的信号提供给飞行员的“视觉显示部”组成。在图象产生部，随着计算机图形学的发展，现在使用称为CGI（Computer Generated Imagery）的视觉产生装置。在CGI中利用纹理图形驾驶可以产生云彩、海面的波浪等效果。另外，利用图象映射驾驶可以从航空照片上将农田以及城市分离出来，并作为图象数据加以利用。视觉显示部向飞行员提供具有真实感的图象，图象的显示有无限远显示方式、广角方式、半球方式以及立体眼镜和头盔式显示器等四种方式。

首页上一页 1 2 3 4 5 6 下一页尾页 4/6/6