虚拟仿真
虚拟仿真(Virtual Reality)又称虚拟现实技术或模拟技术,就是用一个虚拟的系统模仿另一个真实系统的技术。从狭义上讲,虚拟仿真是指20世纪40年代伴随着计算机技术的发展而逐步形成的一类试验研究的新技术;从广义上来说,虚拟仿真则是在人类认识自然界客观规律的历程中一直被有效地使用着。由于计算机技术的发展,仿真技术逐步自成体系,成为继数学推理、科学实验之后人类认识自然界客观规律的第三类基本方法,而且正在发展成为人类认识、改造和创造客观世界的一项通用性、战略性技术。
基本信息
- 中文名
虚拟仿真
- 外文名
Virtual Reality
- 意同
虚拟现实
- 释义
用系统模仿另一真实系统
- 又称
模拟技术
原理
虚拟仿真实际上是一种可创建和体验虚拟世界(Virtual World)的计算机系统。此种虚拟世界由计算机生成,可以是现实世界的再现,亦可以是构想中的世界,用户可借助视觉、听觉及触觉等多种传感通道与虚拟世界进行自然的交互。它是以仿真的方式给用户创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维虚拟世界,并通过头盔显示器(HMD等辅助传感设备,提供用户一个观测与该虚拟世界交互的三维界面,使用户可直接参与并探索仿真对象在所处环境中的作用与变化,产生沉浸感。VR技术是计算机技术、计算机图形学、计算机视觉、视觉生理学、视觉心理学、仿真技术、微电子技术、多媒体技术、信息技术、立体显示技术、传感与测量技术、软件工程、语音识别与合成技术、人机接口技术、网络技术及人工智能技术等多种高新技术集成之结晶。其逼真性和实时交互性为系统仿真技术提供有力的支撑。
构成要素
1、 三维立体显示系统系统 包括专业的投影显示系统、悬挂系统、成像装置等三部分,具有操作简单、节约占用空间、性价比高等特点。我们可根据客户的不同需求,定制个性化的三维显示系统,使客户体验到身临其境的宏大震撼效果。
2、 交互系统 采用国际上最先进的6自由度光学或电磁追踪系统,通过多种开放式接口,可与多种虚拟现实设备高度兼容。同时通过在运动物体的关键部位设置跟踪器,测量、跟踪、记录物体在三维空间中的运动轨迹,从而实现完美的、无延迟的人机交互。
3、 主机系统 主机系统是虚拟仿真系统集成的核心,对整个集成系统的安全性、稳定性起着至关重要的作用。系统采用高端性能的图形处理器,运用先进的GPU渲染技术,确保图形生成的更新率、图形分辨率、图形复杂程度和图形质量。系统内载的虚拟现实软件平台完美兼容多种应用程序,帮助客户打造更加逼真的视觉表现能力。
特点
虚拟仿真技术具有以下四个基本特性:
1.沉浸性(Immersion)
虚拟仿真系统中,使用者可获得视觉、听觉、嗅觉、触觉、运动感觉等多种感知,从而获得身临其境的感受。理想的虚拟仿真系统应该具有能够给人所有感知信息的功能。
2.交互性(Interaction)
虚拟仿真系统中,不仅环境能够作用于人,人也可以对环境进行控制,而且人是以近乎自然的行为(自身的语言、肢体的动作等)进行控制的,虚拟环境还能够对人的操作予以实时的反应。例如,当飞行员按动导弹发射按钮时,会看见虚拟的导弹发射出去并跟踪虚拟的目标;当导弹碰到目标时会发生爆炸,能够看到爆炸的碎片和火光。
3. 虚幻性(Imagination)
即系统中的环境是虚幻的,是由人利用计算机等工具模拟出来的。既可以模拟客观世界中以前存在过的或是现在真实存在的环境,也可模拟出客观世界中当前并不存在的但将来可能出现的环境,还可模拟客观世界中并不会存在的而仅仅属于人们幻想的环境。
4. 逼真性(reality)
虚拟仿真系统的逼真性表现在两个方面:一方面,虚拟环境给人的的各种感觉与所模拟的客观世界非常相像,一切感觉都是那么逼真,如同在真实世界一样;另一方面,当人以自然的行为作用于虚拟环境时,环境做出的反应也符合客观世界的有关规律。如当给虚幻物体一个作用力,该物体的运动就会符合力学定律,会沿着力的方向产生相应的加速度;当它遇到障碍物时,会被阻挡。