浅析虚拟现实技术

虚拟现实技术是一门综合性很强的高新技术,该技术被广泛应用于先进制造、军事模拟、数字城市、生物医学等众多领域.本文追溯了虚拟现实技术的起源,探讨了该技术的三大特点:沉浸感、交互性和构想性,并根据沉浸的不同程度将虚拟现实技术分为四大类型:桌面式虚拟现实、沉浸式虚拟现实、增强现实的虚拟现实以及分布式虚拟现实.     

一个基于虚拟现实的机械CAD系统

传统的机械CAD系统存在缺乏柔性和自动化水平低的缺点,虚拟现实技术可以提供具有良好沉浸感、交互性和可视化效果的设计环境.该文首先介绍了机械零件设计的一般过程,分析了用虚拟现实方法进行机械设计的关键技术,利用虚拟现实的方法,以OpenGL为工具设计了一套机械CAD系统（VRMD系统）,最后以齿轮的设计为例,介绍了机械设计的一般方法和VRMD的实现过程.结果表明,VRMD自动化程度高,设计柔性好,克服了传统方法的不足,系统用户界面直观友好,能缩短产品的设计周期.     

虚拟现实中三维仿真地形的生成

本文讨论了基于分形布朗运动的地形生成算法,根据此算法编制程序绘制了三维真实感图形,并实现了虚拟漫游。应用该算法生成的地形,具有较好的真实感,绘制速度较快,适用于虚拟现实中各种虚拟场景的创建。     

基于VR的切割机遥控操作仿真系统

随着待加工工件的复杂度越来越高,编写NC代码的复杂性也越来越高,这样在NC代码编写过程中出错的概率也就随着增高.所以在切割零件程序之前经常需要对待加工NC代码进行预加工操作以验证代码编写的正确性.同时随着切割机处理工件能力的提高,经常需要编排大量的零件到板料中,此过程需要耗费大量的人力.在综合考虑上述问题的基础上,建立了切割机遥控操作仿真系统.其中,切割机遥控操作的基础功能部分采用匹配关键字码的方法实现了NC代码解析功能和DXF文件解析功能;采用基于轨迹线的临界多边形求解算法和模拟退火算法相结合实现了自动套料功能;最后结合Vega图形技术实现了虚拟切割验证的功能.     

系统仿真的新技术探讨－（1）：虚拟现实

系统仿真技术近几十年得到了很快地发展，已广泛运用于许多领域。但是目前的系统仿真大多采用数学模型以及数值计算，对于数学模型的目标寻优缺乏有效的方法，并且较少考虑非数学模型（认知模型，感知模型）的仿真。本文着重探讨用系统仿真的新技术（遗传算法，人工智能，虚拟现实）中虚拟现实来解决感知模型的仿真问题。     

一个基于虚拟现实技术的车辆仿真系统

自主车辆的研制过程中,应用仿真的方法,对控制器进行分析设计是一个重要阶段。在对控制器性能进行评价时,控制对象的选择是一个关键的问题,可视化的控制对象,有形象直观,易于理解的优点,可以简化评价的过程。该文以汽车理论为基础,结合自主车辆的研制,应用虚拟现实技术,实现了一个车辆动力学模型的仿真系统,重点介绍了车辆的纵向、侧向动力学模型,在这些模型的基础上,实现了车辆动力学模型与几何模型的结合。文章最后介绍了作者利用该仿真系统进行的一些研究工作。     

基于虚拟现实的潜艇虚拟装配系统

该系统是基于虚拟现实技术的潜艇虚拟装配系统。系统使用Creator／Vega虚拟现实软件平台实现,建立非常真实的虚拟装配环境,使用户有身临装配现场的感觉。用户在三维鼠标、位置跟踪器的帮助下可以随意地平移和旋转模型,完成装配操作。同时,该系统运用了Vega容体碰撞检测技术,较好地解决了虚拟装配中的瓶颈--实时碰撞检测。此系统大大缩短了设计周期,节省了设计制造的费用。     

IT新语林虚拟现实

今天,虚拟现实在很多方面得到了应用,但经常出现混淆和误解。起初,虚拟现实是指“浸入式虚拟现实”。用户全部浸没在完全由计算机生成的人工三维世界中。头戴显示器头戴显示器(Head-MountedDisplay,HMD)是浸入式虚拟现实首先提供给体验者穿戴的设备。一个典型的H M D藏有两个小型的显示屏和一个光图1HMD学系统,光学系统把屏幕上的图像传给眼睛,从而展现虚拟世界的立体视图(请参见图1)。移动跟踪器连续不断地测量用户头部的位置和方向,生成图像的计算机据此来调整屏幕的画面,反映当前视图。其结果,参观者可以环视周围并步入到虚拟环境中…     

虚拟现实系统中的视景仿真研究

视景仿真是虚拟现实系统的重要组成部分。文中讨论了建立虚拟现实系统的软硬件条件和视景仿真的建立过程，并给出了优化系统实时性能、减小视觉延迟和虚拟环境导航的办法。这些办法可有效减少系统计算量，优化交互性能。     

虚拟现实系统中的视景仿真研究

视景仿真是虚拟现实系统的重要组成部分.文中讨论了建立虚拟现实系统的软硬件条件和视景仿真的建立过程,并给出了优化系统实时性能、减小视觉延迟和虚拟环境导航的办法.这些办法可有效减少系统计算量,优化交互性能.     

基于虚拟现实技术的航空涡扇发动机仿真系统

利用虚拟现实技术的优势和特点,研制成功一大型航空燃气涡轮风扇发动机仿真系统.系统采用了多种虚拟现实的关键技术,创造了一个具有强烈沉浸感和真实感的虚拟实验环境,并利用此环境结合航空发动机的专业知识开发成功了三大功能模块,直观生动地揭示了发动机原理,发动机构造,发动机试车等航空燃气涡轮风扇发动机的主要部分专业理论知识,为航空发动机领域相关从业人员带来了一种全新的学习研究工具.     

基于GPU计算的虚拟现实仿真系统设计模型

现代GPU的诞生为实时的高质量图形生成提供了条件。借助GPU强大的几何运算能力，虚拟现实系统的性能将得到巨大的提升。本文提出了一套基于GPU计算的虚拟现实仿真设计模型，它可以充分发挥现代GPU强大的几何运算能力，将CPU从繁重的运算中解放出来，大大提高虚拟现实系统仿真计算的效率。     

机械移位系统虚拟现实动态仿真研究

该文介绍了用VRML语言来设计弹簧-质量-阻尼器机械移位系统的各个组成部分,在VRML编辑器V-Realm Builder2．0环境下构成弹簧-质量-阻尼器机械移位系统虚拟现实世界,并在MATLAB环境下利用MATLAB虚拟现实接口及接口函数对虚拟现实世界中的机械移位系统中的参数进行交互式设置,实现虚拟动态系统仿真。设计出来的机械移位系统虚拟动态仿真形象逼真,具有很好的交互性。     

基于虚拟现实技术的虚拟矿山系统的设计

文章介绍了基于虚拟现实技术的虚拟矿山系统的总体结构和流程设计,详细阐述了系统实现的关键技术:脚本自定义技术、模型导入技术、光照与纹理技术等。该系统采用自定义的脚本技术,使场景编辑透明化,为用户提供了更加方便友好的操作方法。     

虚拟环境中地面运载实体地形匹配的一种新方法

地形匹配问题主要研究的是如何快速、准确地求解出运载实体和地面的接触点的问题。地形匹配问题和地表绘制算法有着密不可分的关系,地形匹配问题的具体解决是以地表绘制算法中建立的基本数据结构为基础的,因此,随着先进的地表绘制算法的提出,就产生了地形匹配问题的新解决方案的需求。文章给出了一种基于先进的以三角形二叉树为其基本数据结构的地形绘制算法的地形匹配问题新求解方法,该方法无需建立特殊的数据结构,其地形匹配速度明显优于已有的方法。     

虚拟现实技术在工程装备教学训练中的应用

本文分析了虚拟现实技术的特点,通过分析虚拟现实技术在工程装备教学训练中的具体应用可知,该技术可提高工程装备教学训练的针对性和有效性,减少天气、场地对训练的影响,缩短工程装备操作人员的培训周期,减少训练费用,提高操作人员的技术水平,虚拟现实技术在工程装备教学训练中的应用前景广阔。     

虚拟现实中的实景视频切换技术研究

虚拟现实场景是由虚拟场景和实际场景融合而成,在进行视角变化时,为了达到逼真的效果,要求虚拟摄像机与真实摄像机的视角同时变换。系统在对SDI信号进行分析的基础上,对视频信号进行解析,对多路SDI视频信号进行有效的视频数据提取,将提取出的有效视频数据分别利用DDR进行缓冲。以经过外部同步的视频像素时钟作为视频输出时钟,对视频数据进行重新编码,在视频逆场中进行视频缓冲区的切换。下位机在接收到上位机发出的切换命令后及时反馈切换时延参数,上位机根据时延参数完成对虚拟摄像机视角的切换,实现在变换视角时达到虚拟摄像机与真实摄像机的视角同步切换。通过对该系统的搭建,采用FPGA来实现视频信号的切换,试验结果表明该虚拟现实系统可以完成虚拟摄像机与真实摄像机视角的同步切换,在实际环境中取得了良好的切换效果。在虚拟现实环境中,采用该系统的实景视频切换技术,解决了虚拟摄像机与真实摄像机视角同步切换的问题,达到了虚拟场景与现实场景的完美融合。     

虚拟现实中植物建模方法研究

分析了植物造型的特点及难点;介绍了场景虚拟中植物的表现方法及植物生理生态模拟和外观形态模拟的发展历史;研究了植物造型的三种方法:十字面片法,广告牌法,三维实体法;分析了各种建模方法的优缺点;给出了虚拟场景中植物建模的建议。     

立体可视化——新兴的灵境技术

立体可视化是９０年出现的可视化及计算机图形学的一个重要领域。立体可视化质变计算机图形学带来了一场革命,并在其众多的应用领域中取得了突破性进展,不仅容易实现图形演示的虚拟真实性（灵境）,而且可以将视野深入至复杂物体的内部世界,文语文介绍立体可视化技术的原理,立体数据的生成,处理及演示。     

虚拟现实中植物建模方法研究

分析了植物造型的特点及难点;介绍了场景虚拟中植物的表现方法及植物生理生态模拟和外观形态模拟的发展历史;研究了植物造型的三种方法;十字面片法,广告牌法,三维实体法;分析了各种建模方法的优缺点;给出了虚拟场景中植物建模的建议。