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《虛擬現(xiàn)實技術的國內外研究現(xiàn)狀與發(fā)展的論文》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、虛擬現(xiàn)實技術的國內外研究現(xiàn)狀與發(fā)展的論文摘要:虛擬現(xiàn)實技術是一門新興邊緣的技術,研究內容涉及多個領域,應用十分廣泛,被公認為是21世紀重要的發(fā)展學科以及影響人們生活的重要技術之一。從虛擬現(xiàn)實的概念出發(fā),對虛擬現(xiàn)實技術的國內外研究現(xiàn)狀進行了充分論述,并展望了虛擬現(xiàn)實的發(fā)展趨勢?! £P鍵詞:虛擬現(xiàn)實;研究現(xiàn)況;發(fā)展趨勢 中圖分類號:f061.3 文獻標識碼:a 文章編號:1672-3198(2009)02-0279-02 1 虛擬現(xiàn)實 虛擬現(xiàn)實(virtualreality,簡稱vr),又譯為臨境,靈境等。從應用上看它
2、是一種綜合計算機圖形技術、多媒體技術、人機交互技術、網(wǎng)絡技術、立體顯示技術及仿真技術等多種科學技術綜合發(fā)展起來的計算機領域的最新技術,也是力學、數(shù)學、光學、機構運動學等各種學科的綜合應用。這種計算機領域最新技術的特點在于以模仿的方式為用戶創(chuàng)造一種虛擬的環(huán)境,通過視、聽、觸等感知行為使得用戶產(chǎn)生一種沉浸于虛擬環(huán)境的感覺,并與虛擬環(huán)境相互作用從而引起虛擬環(huán)境的實時變化?,F(xiàn)在與虛擬現(xiàn)實有關的內容已經(jīng)擴大到與之相關的許多方面,如“人工現(xiàn)實”(artifi-cialreality)、“遙在”(telepresence)、“虛擬環(huán)境”(vi
3、rtualenvironment)、“賽博空間”(cyberspace)等等?! ? 國外虛擬現(xiàn)實技術研究現(xiàn)狀 計算機的發(fā)展提供了一種計算工具和分析工具,并因此導致了許多解決問題的新方法的產(chǎn)生。.虛擬現(xiàn)實技術的產(chǎn)生與發(fā)展也同樣如此,概括的國內外虛擬現(xiàn)實技術,它主要涉及到三個研究領域:通過計算圖形方式建立實時的三維視覺效果;建立對虛擬世界的觀察界面;使用虛擬現(xiàn)實技術加強諸如科學計算技術等方面的應用?! ?.1 vr技術在美國的研究現(xiàn)狀 美國是虛擬現(xiàn)實技術研究的發(fā)源地,虛擬現(xiàn)實技術可以追溯到上世紀40年代。最初的研究
4、應用主要集中在美國軍方對飛行駕駛員與宇航員的模擬訓練。然而,隨著冷戰(zhàn)后美國軍費的削減,這些技術逐步轉為民用,目前美國在該領域的基礎研究主要集中在感知、用戶界面、后臺軟件和硬件四個方面。 上世紀80年代,美國宇航局(nasa)及美國國防部組織了一系列有關虛擬現(xiàn)實技術的研究,并取得了令人矚目的研究成果,美國宇航局ames實驗室致力于一個叫“虛擬行星探索”(vpe)的實驗計劃?,F(xiàn)nasa已經(jīng)建立了航空、衛(wèi)星維護vr訓練系統(tǒng),空間站vr訓練系統(tǒng),并已經(jīng)建立了可供全國使用的vr教育系統(tǒng)。北卡羅來納大學的計算機系是進行vr研究最早最著名的
5、大學。他們主要研究分子建模、航空駕駛、外科手術仿真、建筑仿真等。喬治梅森大學研制出一套在動態(tài)虛擬環(huán)境中的流體實時仿真系統(tǒng)。施樂公司研究中心在vr領域主要從事利用vrt建立未來辦公室的研究,并努力設計一項基于vr使得數(shù)據(jù)存取更容易的窗口系統(tǒng)。波音公司的波音777運輸機采用全無紙化設計,利用所開發(fā)的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)將虛擬環(huán)境疊加于真實環(huán)境之上,把虛擬的模板顯示在正在加工的工件上,工人根據(jù)此模板控制待加工尺寸,從而簡化加工過程?! D形圖像處理技術和傳感器技術是以上vr項目的主要技術。就目前看,空間的動態(tài)性和時間的實時性是這項技術的最主要
6、焦點?! ?.2 vr技術在歐洲的研究現(xiàn)狀 在歐洲,英國在vr開發(fā)的某些方面,特別是在分布并行處理、輔助設備(包括觸覺反饋)設計和應用研究方面。在歐洲來說是領先的。英國bristol公司發(fā)現(xiàn),vr應用的交點應集中在整體綜合技術上,他們在軟件和硬件的某些領域處于領先地位。英國arrl公司關于遠地呈現(xiàn)的研究實驗,主要包括vr重構問題。他們的產(chǎn)品還包括建筑和科學可視化計算?! W洲其它一些較發(fā)達的國家如:荷蘭、德國、瑞典等也積極進行了vr的研究與應用?! ∪鸬涞膁ive分布式虛擬交互環(huán)境,是一個基于unix的,不同節(jié)點上的多個進
7、程可以在同一世界中工作的異質分布式系統(tǒng)。 荷蘭海牙tno研究所的物理電子實驗室(tno-pel)開發(fā)的訓練和模擬系統(tǒng),通過改進人機界面來改善現(xiàn)有模擬系統(tǒng),以使用戶完全介入模擬環(huán)境?! 〉聡趘r的應用方面取得了出乎意料的成果。在改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面,一是用于產(chǎn)品設計、降低成本,避免新產(chǎn)品開發(fā)的風險;二是產(chǎn)品演示,吸引客戶爭取定單;三是用于培訓,在新生產(chǎn)設備投入使用前用虛擬工廠來提高工人的操作水平。 2008年10月27-29日在法國舉行的acmsymposi-umonvirtualrealitysoftarnec公司開發(fā)了一種虛
8、擬現(xiàn)實系統(tǒng),用代用手來處理cad中的三維形體模型。通過數(shù)據(jù)手套把對模型的處理與操作者的手聯(lián)系起來;日本國際工業(yè)和商業(yè)部產(chǎn)品科學研究院開發(fā)了一種采用x、y記錄器的受力反饋裝置;東京大學的高級科學研究中心的研究重點主要集中在遠程控制方面,他們最近的研究項目是可以使用