虛擬設(shè)計(jì)概述

1、系統(tǒng)仿真技術(shù)系統(tǒng)仿真技術(shù)第第1010章章 虛擬設(shè)計(jì)虛擬設(shè)計(jì)陳無畏合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、前一、前 言言二、虛擬產(chǎn)品開發(fā)二、虛擬產(chǎn)品開發(fā)三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)四、虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)四、虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)五、應(yīng)用事例五、應(yīng)用事例一、前一、前 言言0102030405060產(chǎn)品定義產(chǎn)品定義 產(chǎn)品開發(fā)產(chǎn)品開發(fā) 工藝規(guī)劃工藝規(guī)劃制造制造檢驗(yàn)檢驗(yàn)應(yīng)用應(yīng)用成本成本 %避免錯(cuò)誤、或盡早發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤、盡早修正錯(cuò)誤避免錯(cuò)誤、或盡早發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤、盡早修正錯(cuò)誤設(shè)計(jì)開發(fā)目標(biāo)設(shè)計(jì)開發(fā)目標(biāo)75%75%修改源于設(shè)計(jì)開發(fā)修改源于設(shè)計(jì)開發(fā)80%80%修改由制造修改由制造后續(xù)階段完成后續(xù)階段完成=團(tuán)隊(duì)工作團(tuán)隊(duì)工作=

2、開發(fā)過程重組開發(fā)過程重組=DFXDFX實(shí)現(xiàn)策略實(shí)現(xiàn)策略并行工程并行工程虛擬產(chǎn)品開發(fā)虛擬產(chǎn)品開發(fā)=虛擬產(chǎn)品建模與仿真虛擬產(chǎn)品建模與仿真=虛擬產(chǎn)品開發(fā)過程建模與過程仿真虛擬產(chǎn)品開發(fā)過程建模與過程仿真二、虛擬產(chǎn)品開發(fā)二、虛擬產(chǎn)品開發(fā)現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品開發(fā)現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)產(chǎn)品產(chǎn)品報(bào)報(bào)廢廢 品品報(bào)報(bào)廢廢 品品制造制造原料原料外在因外在因 素變化素變化設(shè)備設(shè)備廠房廠房人員人員試制試制原料原料設(shè)備設(shè)備廠房廠房人員人員數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)/信息信息原料原料設(shè)備設(shè)備廠房廠房產(chǎn)產(chǎn)品品實(shí)際制造實(shí)際制造人員人員報(bào)廢品報(bào)廢品設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)虛擬樣機(jī)虛擬樣機(jī)評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)反反饋饋 信信息息虛擬加工虛擬加工虛擬裝配虛擬裝配虛擬檢測(cè)虛擬檢測(cè)市場(chǎng)信息

3、市場(chǎng)信息虛擬產(chǎn)品開發(fā)虛擬產(chǎn)品開發(fā)虛擬產(chǎn)品開發(fā)的定義虛擬產(chǎn)品開發(fā)的定義 虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)是以計(jì)算機(jī)仿虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)是以計(jì)算機(jī)仿真和產(chǎn)品生命周期建模為基礎(chǔ)，計(jì)算真和產(chǎn)品生命周期建模為基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人工智能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多機(jī)圖形學(xué)、人工智能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等在產(chǎn)品開媒體技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等在產(chǎn)品開發(fā)（包括產(chǎn)品構(gòu)思、設(shè)計(jì)、制造、測(cè)發(fā)（包括產(chǎn)品構(gòu)思、設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試和分析等）的綜合應(yīng)用技術(shù)。試和分析等）的綜合應(yīng)用技術(shù)。虛擬產(chǎn)品開發(fā)過程建模與仿真虛擬產(chǎn)品開發(fā)過程建模與仿真虛擬產(chǎn)品開發(fā)過程建模與仿真虛擬產(chǎn)品開發(fā)過程建模與仿真虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)的意義虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)的意義三三、虛擬現(xiàn)實(shí)

4、技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)何謂虛擬現(xiàn)實(shí)何謂虛擬現(xiàn)實(shí)什么是虛什么是虛擬現(xiàn)實(shí)？擬現(xiàn)實(shí)？人類需要用工具來增強(qiáng)、人類需要用工具來增強(qiáng)、延伸、擴(kuò)大自己的感官、延伸、擴(kuò)大自己的感官、肢體和大腦的功能肢體和大腦的功能 杠桿、滑輪、千斤頂增強(qiáng)肢體的功能杠桿、滑輪、千斤頂增強(qiáng)肢體的功能望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡、雷達(dá)增強(qiáng)眼睛的功能望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡、雷達(dá)增強(qiáng)眼睛的功能聽診器、助聽器、收音機(jī)增強(qiáng)耳朵的功能聽診器、助聽器、收音機(jī)增強(qiáng)耳朵的功能計(jì)算機(jī)、仿真模擬器、精密分析儀器增強(qiáng)大腦的功能。計(jì)算機(jī)、仿真模擬器、精密分析儀器增強(qiáng)大腦的功能。 這些基本上都只能幫助我們進(jìn)行單方向的推理。這些基本上都只能幫助我們進(jìn)行單方向的推理。對(duì)于廣泛和復(fù)雜的世

5、界，單方向的推理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不對(duì)于廣泛和復(fù)雜的世界，單方向的推理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。人類盼望著能夠找到夠的。人類盼望著能夠找到 能夠能夠根據(jù)研究問題的需要，提供一個(gè)具有盡可能逼根據(jù)研究問題的需要，提供一個(gè)具有盡可能逼真的虛擬對(duì)象、虛擬環(huán)境的虛擬世界。真的虛擬對(duì)象、虛擬環(huán)境的虛擬世界。 能夠能夠幫助我們沉浸在這個(gè)虛實(shí)結(jié)合的環(huán)境中，身臨幫助我們沉浸在這個(gè)虛實(shí)結(jié)合的環(huán)境中，身臨其境地體驗(yàn)這個(gè)虛擬世界中的一切，在這樣的環(huán)境其境地體驗(yàn)這個(gè)虛擬世界中的一切，在這樣的環(huán)境中研究和分析問題。中研究和分析問題。 能夠靈活地?cái)U(kuò)大或縮小虛擬世界的時(shí)間尺度和空間能夠靈活地?cái)U(kuò)大或縮小虛擬世界的時(shí)間尺度和空間尺度。例如，在數(shù)秒鐘內(nèi)觀

6、察地殼的演變歷程，在尺度。例如，在數(shù)秒鐘內(nèi)觀察地殼的演變歷程，在數(shù)分鐘內(nèi)細(xì)細(xì)品味子彈穿破玻璃時(shí)的精細(xì)過程。數(shù)分鐘內(nèi)細(xì)細(xì)品味子彈穿破玻璃時(shí)的精細(xì)過程。能夠幫助我們跟這個(gè)虛擬世界交流、發(fā)生相互作用，能夠幫助我們跟這個(gè)虛擬世界交流、發(fā)生相互作用，我們不只是能移動(dòng)和觸摸虛擬世界中的虛擬物體，我們不只是能移動(dòng)和觸摸虛擬世界中的虛擬物體，還能在虛擬世界的街巷樓宇之間漫游。還能在虛擬世界的街巷樓宇之間漫游。 總之：總之：希望能幫助我們創(chuàng)建一個(gè)時(shí)域和空域希望能幫助我們創(chuàng)建一個(gè)時(shí)域和空域可變的虛擬世界，使人能夠可變的虛擬世界，使人能夠：沉浸其中，超越其上，進(jìn)出自如，交沉浸其中，超越其上，進(jìn)出自如，交互作用互作用

7、獲得獲得“觀古今于須臾，撫四海于一瞬觀古今于須臾，撫四海于一瞬” ” 的效果。的效果。虛擬現(xiàn)實(shí)是用高科技手段構(gòu)造出來的一虛擬現(xiàn)實(shí)是用高科技手段構(gòu)造出來的一種人工環(huán)境，它具有模仿人的視覺、聽種人工環(huán)境，它具有模仿人的視覺、聽覺、觸覺等感知功能的能力，具有使人覺、觸覺等感知功能的能力，具有使人可以親身體驗(yàn)沉浸在這種虛擬環(huán)境中并可以親身體驗(yàn)沉浸在這種虛擬環(huán)境中并與之相互作用的能力與之相互作用的能力虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的最終目的是提高人的認(rèn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的最終目的是提高人的認(rèn)識(shí)能力，促進(jìn)人與環(huán)境的交流，更深入識(shí)能力，促進(jìn)人與環(huán)境的交流，更深入地開發(fā)人類的智慧地開發(fā)人類的智慧 這這就是虛擬現(xiàn)實(shí)就是虛擬現(xiàn)實(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)

8、：虛擬現(xiàn)實(shí)： 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality, VR) 是一種三維計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)與計(jì)算機(jī)硬件是一種三維計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)與計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)發(fā)展而實(shí)現(xiàn)的高級(jí)人機(jī)交互技術(shù)，允技術(shù)發(fā)展而實(shí)現(xiàn)的高級(jí)人機(jī)交互技術(shù)，允許用戶通過視覺、聽覺、觸覺甚至嗅覺和許用戶通過視覺、聽覺、觸覺甚至嗅覺和味覺等多種知覺方式實(shí)時(shí)地與計(jì)算機(jī)所建味覺等多種知覺方式實(shí)時(shí)地與計(jì)算機(jī)所建造的仿真環(huán)境發(fā)生相互作用。造的仿真環(huán)境發(fā)生相互作用。虛擬現(xiàn)實(shí)的情景是怎樣生成的？虛擬現(xiàn)實(shí)的情景是怎樣生成的？如何生成？如何生成？情景生成要使人能夠產(chǎn)生：情景生成要使人能夠產(chǎn)生： 視覺、聽覺、觸覺、力感、運(yùn)動(dòng)視覺、聽覺、觸覺、力感、

9、運(yùn)動(dòng)感、味感、嗅感等。感、味感、嗅感等。如何生成這些感覺呢？如何生成這些感覺呢？環(huán)境環(huán)境生生成成跟蹤系統(tǒng)發(fā)射器跟蹤系統(tǒng)發(fā)射器頭部跟蹤接收器頭部跟蹤接收器頭盔顯示器頭盔顯示器立體聲耳機(jī)立體聲耳機(jī)話筒話筒數(shù)據(jù)手套數(shù)據(jù)手套跟蹤跟蹤接收器接收器手部手部 3D跟蹤系統(tǒng)跟蹤系統(tǒng)語音識(shí)別語音識(shí)別 3D聲音處理器聲音處理器虛擬環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)虛擬環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù) 圖形處圖形處 理理 器器 主計(jì)算機(jī)主計(jì)算機(jī) 虛擬環(huán)境虛擬環(huán)境 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境：虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境：一個(gè)典型的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境是由人和一個(gè)典型的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境是由人和虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)兩大部分組成虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)兩大部分組成虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)又由三部分構(gòu)成：虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

10、又由三部分構(gòu)成： 基于先進(jìn)傳感器的人機(jī)接口基于先進(jìn)傳感器的人機(jī)接口 具有多媒體功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有多媒體功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 面向虛擬現(xiàn)實(shí)的軟件系統(tǒng)面向虛擬現(xiàn)實(shí)的軟件系統(tǒng) 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)VRVR硬件硬件計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)VRVR軟軟件件場(chǎng)景顯示系統(tǒng)場(chǎng)景顯示系統(tǒng)觸覺反饋器觸覺反饋器方位跟蹤系統(tǒng)方位跟蹤系統(tǒng)聲音識(shí)別系統(tǒng)聲音識(shí)別系統(tǒng)操操作作者者機(jī)器機(jī)器人機(jī)接口人機(jī)接口在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，關(guān)鍵之一是：在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，關(guān)鍵之一是： 如何實(shí)現(xiàn)多維信息的輸入和輸出如何實(shí)現(xiàn)多維信息的輸入和輸出 如何實(shí)現(xiàn)人跟虛擬世界的交互作用如何實(shí)現(xiàn)人跟虛擬世界的交互作用最基本的人機(jī)接口設(shè)備是：最基本的

11、人機(jī)接口設(shè)備是： 頭盔式顯示器頭盔式顯示器 三維鼠標(biāo)三維鼠標(biāo) 數(shù)據(jù)手套數(shù)據(jù)手套人機(jī)人機(jī)接口接口-先進(jìn)傳先進(jìn)傳感器技術(shù)和產(chǎn)品感器技術(shù)和產(chǎn)品頭盔式顯示器的外形很像摩托車駕駛員所佩戴的頭盔，頭盔式顯示器的外形很像摩托車駕駛員所佩戴的頭盔，左右兩眼前是高分辨率的顯示屏。左右兩眼前是高分辨率的顯示屏。當(dāng)佩戴頭盔式顯示器的用戶頭部發(fā)生移動(dòng)時(shí)，利用頭當(dāng)佩戴頭盔式顯示器的用戶頭部發(fā)生移動(dòng)時(shí)，利用頭盔上的方位跟蹤器，就能向計(jì)算機(jī)報(bào)告用戶頭部的方盔上的方位跟蹤器，就能向計(jì)算機(jī)報(bào)告用戶頭部的方位了。如果計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的處理速度足夠快的話，就能位了。如果計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的處理速度足夠快的話，就能向顯示屏提供與頭部方位向顯示屏提

12、供與頭部方位( (準(zhǔn)確地說是眼睛所注視的準(zhǔn)確地說是眼睛所注視的方位方位) )相一致的圖像相一致的圖像佩戴頭盔的人能隨著頭部的轉(zhuǎn)動(dòng)看到一個(gè)和頭部方位佩戴頭盔的人能隨著頭部的轉(zhuǎn)動(dòng)看到一個(gè)和頭部方位相一致的、由計(jì)算機(jī)所輸出的虛擬世界的圖像，好像相一致的、由計(jì)算機(jī)所輸出的虛擬世界的圖像，好像是頭轉(zhuǎn)到哪里就能看到哪里，這樣從視覺上就感覺完是頭轉(zhuǎn)到哪里就能看到哪里，這樣從視覺上就感覺完全沉浸在這個(gè)虛擬世界中全沉浸在這個(gè)虛擬世界中頭盔式顯示器頭盔式顯示器頭盔式顯示器頭盔式顯示器頭盔式顯示器頭盔式顯示器頭戴頭戴頭盔式顯示器頭盔式顯示器進(jìn)入虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境進(jìn)入虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境在虛擬環(huán)境中最常用的在虛擬環(huán)境中最常用的人機(jī)

13、接口工具之一是數(shù)人機(jī)接口工具之一是數(shù)據(jù)手套。據(jù)手套。數(shù)據(jù)手套通常是一種尼數(shù)據(jù)手套通常是一種尼龍手套，在每個(gè)手指上龍手套，在每個(gè)手指上 安裝有相應(yīng)的彎曲和扭安裝有相應(yīng)的彎曲和扭曲傳感器。曲傳感器。計(jì)算機(jī)利用傳感器的信計(jì)算機(jī)利用傳感器的信息，控制虛擬空間中物息，控制虛擬空間中物體的位置和方向，于是體的位置和方向，于是就產(chǎn)生了人能用自己的就產(chǎn)生了人能用自己的手，去控制虛擬空間中手，去控制虛擬空間中虛擬物體的感覺了虛擬物體的感覺了 數(shù)據(jù)手套數(shù)據(jù)手套為了能使戴上數(shù)據(jù)手為了能使戴上數(shù)據(jù)手套的手不僅僅能搬動(dòng)套的手不僅僅能搬動(dòng)虛擬物體，還能感受虛擬物體，還能感受虛擬物體虛擬物體“應(yīng)有的應(yīng)有的”重量和質(zhì)感，更先

14、進(jìn)重量和質(zhì)感，更先進(jìn)的數(shù)據(jù)手套還具有觸的數(shù)據(jù)手套還具有觸覺，最簡(jiǎn)單的做法是覺，最簡(jiǎn)單的做法是在手套上安裝氣壓式在手套上安裝氣壓式和振動(dòng)觸感式的反饋和振動(dòng)觸感式的反饋器。在計(jì)算機(jī)的控制器。在計(jì)算機(jī)的控制下，向手套的氣袋充下，向手套的氣袋充 氣時(shí)，戴上這種數(shù)據(jù)氣時(shí)，戴上這種數(shù)據(jù)手套的手就感受到一手套的手就感受到一定的壓力了，用這種定的壓力了，用這種辦法就可以模擬手觸辦法就可以模擬手觸摸真實(shí)物體時(shí)的感覺摸真實(shí)物體時(shí)的感覺 數(shù)據(jù)手套數(shù)據(jù)手套數(shù)據(jù)手套數(shù)據(jù)手套不管是在不管是在頭盔、三頭盔、三維鼠標(biāo)上，維鼠標(biāo)上，還是在數(shù)還是在數(shù)據(jù)手據(jù)手套套上，上，都需要安都需要安裝能對(duì)空裝能對(duì)空間位置進(jìn)間位置進(jìn)行跟蹤定行跟

15、蹤定位的跟蹤位的跟蹤裝置裝置 基于超聲波原理進(jìn)行位置和方向的跟蹤，即用三角形基于超聲波原理進(jìn)行位置和方向的跟蹤，即用三角形法測(cè)出位置發(fā)送器和接受器之間的相對(duì)方位。法測(cè)出位置發(fā)送器和接受器之間的相對(duì)方位。它的優(yōu)點(diǎn)是工作可靠、價(jià)格較低，缺點(diǎn)是分辨率較低、它的優(yōu)點(diǎn)是工作可靠、價(jià)格較低，缺點(diǎn)是分辨率較低、時(shí)延較長(zhǎng)，而且受回聲的干擾影響較大時(shí)延較長(zhǎng)，而且受回聲的干擾影響較大 不管是在頭盔、不管是在頭盔、三維鼠標(biāo)上，還三維鼠標(biāo)上，還是在數(shù)據(jù)手是在數(shù)據(jù)手套套上，上，都需要安裝能對(duì)都需要安裝能對(duì)空間位置進(jìn)行跟空間位置進(jìn)行跟蹤定位的跟蹤裝蹤定位的跟蹤裝置置 基于光學(xué)原理的跟蹤器基于光學(xué)原理的跟蹤器在固定的位置上

16、在固定的位置上( (例如天花板上例如天花板上) )安裝排列成柵格狀的一組發(fā)光二極管，安裝排列成柵格狀的一組發(fā)光二極管，在用戶的頭上安裝一個(gè)照相機(jī)，發(fā)光二極管周期性地發(fā)光，通過照相在用戶的頭上安裝一個(gè)照相機(jī)，發(fā)光二極管周期性地發(fā)光，通過照相機(jī)的感光就可測(cè)出頭部的位置。機(jī)的感光就可測(cè)出頭部的位置。它的優(yōu)點(diǎn)是定位精度較高、時(shí)延較短，其缺點(diǎn)是受控的面積受發(fā)光二它的優(yōu)點(diǎn)是定位精度較高、時(shí)延較短，其缺點(diǎn)是受控的面積受發(fā)光二極管柵格面積的限制，如果要檢測(cè)頭部或手部的全方位的轉(zhuǎn)動(dòng)就有一極管柵格面積的限制，如果要檢測(cè)頭部或手部的全方位的轉(zhuǎn)動(dòng)就有一定的困難定的困難 具有多媒體功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有多媒體功能的計(jì)算機(jī)

17、系統(tǒng)是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的基石是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的基石基于個(gè)人計(jì)基于個(gè)人計(jì)算機(jī)（算機(jī)（PCPC）的虛擬現(xiàn)實(shí)的虛擬現(xiàn)實(shí)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 基于工作站基于工作站的虛擬現(xiàn)實(shí)的虛擬現(xiàn)實(shí)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中，軟件的主在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中，軟件的主要功能就是高效地產(chǎn)生與真實(shí)要功能就是高效地產(chǎn)生與真實(shí)物體形似、質(zhì)似和神似的虛擬物體形似、質(zhì)似和神似的虛擬物體和虛擬環(huán)境，物體和虛擬環(huán)境，“以假亂以假亂真真”，從而取得，從而取得“身臨其境身臨其境”的效果的效果 面向虛擬現(xiàn)實(shí)面向虛擬現(xiàn)實(shí)的軟件系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)“幾何建模幾何建?！本褪怯迷S許多多各就是用許許多多各式各樣的多邊形，拼構(gòu)成所模擬式各樣的多邊形，拼構(gòu)成所模擬對(duì)象的立體外

18、形，這個(gè)外形必須對(duì)象的立體外形，這個(gè)外形必須盡可能地跟所模擬的對(duì)象完全一盡可能地跟所模擬的對(duì)象完全一致，達(dá)到致，達(dá)到“形似形似”。形似形似對(duì)幾何模型進(jìn)行紋理、顏色和光照的處理，也就是所對(duì)幾何模型進(jìn)行紋理、顏色和光照的處理，也就是所謂的謂的“物理建模物理建?！?，使它看上去具有，使它看上去具有“質(zhì)感質(zhì)感”。同樣是一個(gè)球，通過這兩種建模，就能分辨出是玻璃同樣是一個(gè)球，通過這兩種建模，就能分辨出是玻璃球、塑料球還是棉花球。球、塑料球還是棉花球。為了使虛擬空間內(nèi)的虛擬對(duì)象具有質(zhì)感，有時(shí)還要為為了使虛擬空間內(nèi)的虛擬對(duì)象具有質(zhì)感，有時(shí)還要為對(duì)象附加更多的物理屬性。例如：橡皮球具有變形和對(duì)象附加更多的物理屬性

19、。例如：橡皮球具有變形和彈性的雙重屬性，玻璃球掉在地上時(shí)可能要破碎，而彈性的雙重屬性，玻璃球掉在地上時(shí)可能要破碎，而木球就會(huì)發(fā)生反彈等等。木球就會(huì)發(fā)生反彈等等。這就是這就是“質(zhì)似質(zhì)似”。質(zhì)似質(zhì)似最典型的例子就是用簡(jiǎn)單的線條描述舞蹈最典型的例子就是用簡(jiǎn)單的線條描述舞蹈家的體型及四肢的舞蹈動(dòng)作，用演員的面家的體型及四肢的舞蹈動(dòng)作，用演員的面部表情模擬某個(gè)卡通形象的面部表情。部表情模擬某個(gè)卡通形象的面部表情。寥寥數(shù)筆線條與舞蹈家的身材當(dāng)然相差甚寥寥數(shù)筆線條與舞蹈家的身材當(dāng)然相差甚遠(yuǎn)，而動(dòng)物卡通的一個(gè)擬人形象當(dāng)然不能遠(yuǎn)，而動(dòng)物卡通的一個(gè)擬人形象當(dāng)然不能等同于真人，等同于真人， 但如果我們能從線條的動(dòng)態(tài)

20、但如果我們能從線條的動(dòng)態(tài)變化中分辨出是變化中分辨出是“梁山伯與祝英臺(tái)梁山伯與祝英臺(tái)”的雙的雙人舞還是人舞還是“天鵝湖天鵝湖”雙人舞，這就達(dá)到雙人舞，這就達(dá)到“神似神似”神似神似常用的軟件系統(tǒng)：常用的軟件系統(tǒng)：圖形生成環(huán)境圖形生成環(huán)境Open GL(Open Graphics Library)Open GL(Open Graphics Library)用于創(chuàng)建復(fù)雜圖景的虛擬現(xiàn)實(shí)的工具包用于創(chuàng)建復(fù)雜圖景的虛擬現(xiàn)實(shí)的工具包VRTVRT開發(fā)虛擬世界的工具集開發(fā)虛擬世界的工具集WTK(World Tool Kit)WTK(World Tool Kit)快速生成和觀察虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的快速生成和觀察虛擬現(xiàn)實(shí)系

21、統(tǒng)的Quick Time VRQuick Time VR等。等。近來最受用戶歡迎的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件工具之一是近來最受用戶歡迎的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件工具之一是MultiGenMultiGen 許多仿真公司和三維圖像處理公司等已經(jīng)利用許多仿真公司和三維圖像處理公司等已經(jīng)利用MultiGenMultiGen所提供的工具進(jìn)行了二次開發(fā)，研制出滿所提供的工具進(jìn)行了二次開發(fā)，研制出滿足某個(gè)特定領(lǐng)域需要的、成套的開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用足某個(gè)特定領(lǐng)域需要的、成套的開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)的軟件,Vega,Vega就是較成功的一個(gè)實(shí)例。就是較成功的一個(gè)實(shí)例。 VegaVega是基于是基于MultiGenMultiGen軟件

22、工具所開發(fā)的一套專門軟件工具所開發(fā)的一套專門用于實(shí)時(shí)仿真、可視化環(huán)境和虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的軟件用于實(shí)時(shí)仿真、可視化環(huán)境和虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)。利用系統(tǒng)。利用VegaVega可以快速地生成一個(gè)交互的、三可以快速地生成一個(gè)交互的、三維的作戰(zhàn)模擬環(huán)境或生產(chǎn)控制環(huán)境。維的作戰(zhàn)模擬環(huán)境或生產(chǎn)控制環(huán)境。VegaVega提供了建立快速原型系統(tǒng)、圖形編輯、系統(tǒng)提供了建立快速原型系統(tǒng)、圖形編輯、系統(tǒng)構(gòu)成所需的工具，還能提供內(nèi)容豐富的三維模型庫(kù)構(gòu)成所需的工具，還能提供內(nèi)容豐富的三維模型庫(kù)和功能強(qiáng)大的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境和功能強(qiáng)大的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境 通過通過VegaVega生成的作戰(zhàn)模擬的場(chǎng)景圖，其生成的作戰(zhàn)模擬的場(chǎng)景圖，其中甚至

23、包括了火光、煙霧和云彩中甚至包括了火光、煙霧和云彩 美國(guó)波土頓動(dòng)力學(xué)公司美國(guó)波土頓動(dòng)力學(xué)公司(BDI(BDI，Boston Dynamics Boston Dynamics lnclnc) )開發(fā)一個(gè)名為開發(fā)一個(gè)名為DI-GuyDI-Guy的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件工具。的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件工具。 DI-GuyDI-Guy在虛擬現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用分為三類：在虛擬現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用分為三類：即沉浸式的訓(xùn)練即沉浸式的訓(xùn)練(Immersive Training)(Immersive Training)系統(tǒng)、交互系統(tǒng)、交互式的訓(xùn)練式的訓(xùn)練(Interactive Training)(Interactive Training)系統(tǒng)和

24、可視化想定系統(tǒng)和可視化想定(Scenario Visualization)(Scenario Visualization)系統(tǒng)。系統(tǒng)。 不論是哪一類虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)，在不論是哪一類虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)，在DI-GuyDI-Guy的支的支持下，系統(tǒng)開發(fā)者都能用一些很簡(jiǎn)單的命令，自持下，系統(tǒng)開發(fā)者都能用一些很簡(jiǎn)單的命令，自動(dòng)地對(duì)虛擬物體、虛擬人物、虛擬場(chǎng)景賦予某種動(dòng)地對(duì)虛擬物體、虛擬人物、虛擬場(chǎng)景賦予某種“仿生仿生”的特征的特征 仿戰(zhàn)士仿戰(zhàn)士: :能逼真地重現(xiàn)一個(gè)訓(xùn)練有素的戰(zhàn)士的動(dòng)作和姿態(tài)；能逼真地重現(xiàn)一個(gè)訓(xùn)練有素的戰(zhàn)士的動(dòng)作和姿態(tài)；仿男人仿男人: :有男子漢的剛勁有力；有男子漢的剛勁有力；仿女人：有

25、女人的婀娜多姿；仿女人：有女人的婀娜多姿；仿運(yùn)動(dòng)員：就能分清體操、跑步、壘球、足球、仿運(yùn)動(dòng)員：就能分清體操、跑步、壘球、足球、排球、籃球運(yùn)動(dòng)員的不同的體型和節(jié)奏；排球、籃球運(yùn)動(dòng)員的不同的體型和節(jié)奏；仿現(xiàn)場(chǎng)：就能產(chǎn)生煙霧、火光、云霧的效果。仿現(xiàn)場(chǎng)：就能產(chǎn)生煙霧、火光、云霧的效果。 DI-GuyDI-Guy軟件所產(chǎn)生的軟件所產(chǎn)生的單兵作戰(zhàn)動(dòng)作單兵作戰(zhàn)動(dòng)作 穿不同的軍裝；攜帶不同穿不同的軍裝；攜帶不同的武器；做著各種不同的的武器；做著各種不同的動(dòng)作動(dòng)作 運(yùn)動(dòng)員翻騰運(yùn)動(dòng)員翻騰跳躍跳躍 球場(chǎng)上激烈競(jìng)爭(zhēng)球場(chǎng)上激烈競(jìng)爭(zhēng) 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展 具有寬視野具有寬視野的立體眼鏡的立體眼鏡虛擬現(xiàn)

26、實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展 美國(guó)的美國(guó)的SGISGI公司推出了名公司推出了名為為DataVlsorDataVlsor 80 80的頭盔式的頭盔式顯示器。這是一種寬視野、顯示器。這是一種寬視野、高分辨率的頭盔式顯示器。高分辨率的頭盔式顯示器。顯示部分是采用顯示部分是采用1 1英寸的英寸的陰極射線管，能得到陰極射線管，能得到2424位位的全彩色圖像。其垂直視的全彩色圖像。其垂直視野可達(dá)野可達(dá)8080度度，水平視野可水平視野可達(dá)達(dá)120120度，度， 分辨率可達(dá)分辨率可達(dá)12801280l024l024，用戶佩戴這用戶佩戴這種頭盔式顯示器后，種頭盔式顯示器后， 能獲能獲得較好的沉浸感得較好的

27、沉浸感, ,整個(gè)頭盔整個(gè)頭盔重約重約2kg2kg .虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展 SGISGI公司提供了一種類似雙公司提供了一種類似雙簡(jiǎn)望遠(yuǎn)鏡式的手持式顯示簡(jiǎn)望遠(yuǎn)鏡式的手持式顯示器。為了能使顯示器中的器。為了能使顯示器中的圖像隨著人的頭部的方位圖像隨著人的頭部的方位發(fā)生變化，所以在顯示器發(fā)生變化，所以在顯示器上也安裝上也安裝 有方位跟蹤裝置。有方位跟蹤裝置。由于是手持的，調(diào)整方位由于是手持的，調(diào)整方位十分方便，視野小些，也十分方便，視野小些，也不妨礙用戶觀看全景。這不妨礙用戶觀看全景。這個(gè)顯示器的分辨率為個(gè)顯示器的分辨率為 640640480480和和128012801024102

28、4兩兩種，能產(chǎn)生種，能產(chǎn)生2424位彩色圖像位彩色圖像 最常見的三維鼠標(biāo)有兩種最常見的三維鼠標(biāo)有兩種跟蹤球跟蹤球( (trackLtrackL，a11)a11)三維空間探針三維空間探針三維三維鼠鼠標(biāo)標(biāo)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展 跟蹤球跟蹤球跟蹤球的中心是固定跟蹤球的中心是固定的，并有一個(gè)活動(dòng)的的，并有一個(gè)活動(dòng)的外層，裝有外層，裝有6 6個(gè)發(fā)光二個(gè)發(fā)光二極管和相應(yīng)的極管和相應(yīng)的6 6個(gè)光傳個(gè)光傳感器。感器。當(dāng)使用者用手對(duì)該球當(dāng)使用者用手對(duì)該球的外層施加力和力矩的外層施加力和力矩時(shí)，根據(jù)時(shí)，根據(jù)“彈簧變形彈簧變形”規(guī)則，就可通過規(guī)則，就可通過6 6個(gè)光個(gè)光傳感器測(cè)出傳感器測(cè)出3 3個(gè)

29、力和個(gè)力和3 3個(gè)力矩的信息，傳輸個(gè)力矩的信息，傳輸給計(jì)算機(jī)后求出虛擬給計(jì)算機(jī)后求出虛擬空間中某物體的位置空間中某物體的位置和方向和方向虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展 三維空間探針是三維空間探針是安裝在一個(gè)固定安裝在一個(gè)固定的基座上，具有的基座上，具有6 6個(gè)關(guān)節(jié)的機(jī)械臂。個(gè)關(guān)節(jié)的機(jī)械臂。在每個(gè)關(guān)節(jié)上裝在每個(gè)關(guān)節(jié)上裝有傳感器，計(jì)算有傳感器，計(jì)算機(jī)接收傳感器的機(jī)接收傳感器的信息，并計(jì)算出信息，并計(jì)算出在虛擬空間的物在虛擬空間的物體的位置和方向體的位置和方向 三維空間探針三維空間探針虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展 多人多人共享的沉浸式系

30、統(tǒng)共享的沉浸式系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展 大大屏幕顯示系統(tǒng)可以滿足數(shù)十屏幕顯示系統(tǒng)可以滿足數(shù)十人、幾百人同時(shí)觀看人、幾百人同時(shí)觀看虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展 手控式高分辨率手控式高分辨率CRTCRT顯示器顯示器 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展 觀察者只需佩戴一個(gè)非常輕巧的眼鏡，效觀察者只需佩戴一個(gè)非常輕巧的眼鏡，效果較好：從視覺效果上可以達(dá)到果較好：從視覺效果上可以達(dá)到120120度的度的寬闊視野；具有很高的分辨率，可以形成寬闊視野；具有很高的分辨率，可以形成10241024線、每線具有線、每線具有12801280像素的光柵，并像素的光柵，并且按且按7

31、2HZ72HZ的頻率進(jìn)行更新，因此幾乎和的頻率進(jìn)行更新，因此幾乎和人眼的分辨率一致。它還可以得到全色圖人眼的分辨率一致。它還可以得到全色圖像和足夠的亮度，即使在戶外觀看也無影像和足夠的亮度，即使在戶外觀看也無影響。如果對(duì)兩只眼睛分別產(chǎn)生兩幅有一定響。如果對(duì)兩只眼睛分別產(chǎn)生兩幅有一定視點(diǎn)差異的圖像，就可產(chǎn)生三維立體圖像視點(diǎn)差異的圖像，就可產(chǎn)生三維立體圖像的效果。必要時(shí)，它可以在原來視網(wǎng)膜上的效果。必要時(shí)，它可以在原來視網(wǎng)膜上已經(jīng)有的真實(shí)世界的圖像上疊加上所產(chǎn)生已經(jīng)有的真實(shí)世界的圖像上疊加上所產(chǎn)生的虛擬圖像，取得了虛實(shí)結(jié)合的效果。雖的虛擬圖像，取得了虛實(shí)結(jié)合的效果。雖然這種虛擬視網(wǎng)膜顯示裝置才剛剛

32、誕生，然這種虛擬視網(wǎng)膜顯示裝置才剛剛誕生，但已顯示出很大的應(yīng)用潛力。但已顯示出很大的應(yīng)用潛力。 虛擬視網(wǎng)膜顯示器虛擬視網(wǎng)膜顯示器通過各種各樣的顯示系統(tǒng)，人們能夠親眼看見虛通過各種各樣的顯示系統(tǒng)，人們能夠親眼看見虛擬空間中的虛擬物體和虛擬景象，可以在一定程擬空間中的虛擬物體和虛擬景象，可以在一定程度上能夠得到身臨其境的感覺。度上能夠得到身臨其境的感覺。人們并不滿足這種人們并不滿足這種“只能看、不能摸、不能碰只能看、不能摸、不能碰”的局面。的局面。人們?nèi)绾稳グ釀?dòng)虛擬空間的一張?zhí)摂M桌子呢人們?nèi)绾稳グ釀?dòng)虛擬空間的一張?zhí)摂M桌子呢? ?如何如何能用一塊虛擬的木板壓扁一個(gè)虛擬的氣球呢能用一塊虛擬的木板壓扁一

33、個(gè)虛擬的氣球呢? ?如何如何實(shí)現(xiàn)用自己的手去掂量一下虛擬石頭的重量？實(shí)現(xiàn)用自己的手去掂量一下虛擬石頭的重量？虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展 觸覺和力反饋的裝置觸覺和力反饋的裝置 虛擬空間的虛擬物體僅僅是一個(gè)計(jì)算機(jī)生成的三維圖像，虛擬空間的虛擬物體僅僅是一個(gè)計(jì)算機(jī)生成的三維圖像，它無真正的重量、無實(shí)在的質(zhì)地，只是一個(gè)它無真正的重量、無實(shí)在的質(zhì)地，只是一個(gè)“虛幻的虛幻的”圖圖像。像。它的手指、手腕或手臂上的控制機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并通過它的手指、手腕或手臂上的控制機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并通過“某種算法某種算法”，產(chǎn)生與人觸摸到真實(shí)物體時(shí)同樣的刺激或，產(chǎn)生與人觸摸到真實(shí)物體時(shí)同樣的刺激或反饋，用戶就

34、得到如同觸摸、搬動(dòng)一個(gè)真實(shí)物體一樣的感反饋，用戶就得到如同觸摸、搬動(dòng)一個(gè)真實(shí)物體一樣的感受。當(dāng)計(jì)算機(jī)賦予這個(gè)圖像某些屬性數(shù)據(jù)，例如幾何學(xué)屬受。當(dāng)計(jì)算機(jī)賦予這個(gè)圖像某些屬性數(shù)據(jù)，例如幾何學(xué)屬性、材料質(zhì)地屬性、動(dòng)力學(xué)屬性以及運(yùn)動(dòng)學(xué)屬性等時(shí)，我性、材料質(zhì)地屬性、動(dòng)力學(xué)屬性以及運(yùn)動(dòng)學(xué)屬性等時(shí)，我們可以用們可以用“某種辦法某種辦法”，通過，通過“某種設(shè)備某種設(shè)備”，觸模到這個(gè)，觸模到這個(gè)虛擬物體，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠及時(shí)地把這些屬性數(shù)據(jù)傳送給虛擬物體，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠及時(shí)地把這些屬性數(shù)據(jù)傳送給用戶用戶虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展 觸覺和力反饋的裝置觸覺和力反饋的裝置 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

35、的新進(jìn)展 觸覺和力反饋觸覺和力反饋的裝置的裝置 三維探針三維探針: :用手操縱探針的把手，用手操縱探針的把手，用探針尖去觸碰虛擬用探針尖去觸碰虛擬物體，計(jì)算機(jī)把虛擬物體，計(jì)算機(jī)把虛擬物體的屬性數(shù)據(jù)反饋物體的屬性數(shù)據(jù)反饋給探針把手，使人感給探針把手，使人感受到虛擬物體的某些受到虛擬物體的某些屬性屬性 手指卡箍手指卡箍: :卡箍與連桿及卡箍與連桿及馬達(dá)相連，戴馬達(dá)相連，戴上卡箍去觸摸、上卡箍去觸摸、旋轉(zhuǎn)或搬動(dòng)虛旋轉(zhuǎn)或搬動(dòng)虛擬物體時(shí)，擬物體時(shí)， 計(jì)計(jì)算機(jī)能把這個(gè)算機(jī)能把這個(gè)虛擬物體的某虛擬物體的某些屬性數(shù)據(jù)反些屬性數(shù)據(jù)反饋給馬達(dá)，通饋給馬達(dá)，通過連桿作用在過連桿作用在卡箍上，使人卡箍上，使人獲得觸感

36、和力獲得觸感和力感感 一個(gè)一個(gè)Virtual Workbench的工作平臺(tái)的工作平臺(tái)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新進(jìn)展 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)與教育、培訓(xùn)虛擬現(xiàn)實(shí)與教育、培訓(xùn)虛擬現(xiàn)實(shí)在其它領(lǐng)域的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)在其它領(lǐng)域的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)與文化娛樂虛擬現(xiàn)實(shí)與文化娛樂虛擬現(xiàn)實(shí)與制造虛擬現(xiàn)實(shí)與制造將將VRVR技術(shù)應(yīng)用于教育可以使學(xué)生能技術(shù)應(yīng)用于教育可以使學(xué)生能夠游覽海底、遨游太空、觀摩歷史夠游覽海底、遨游太空、觀摩歷史城堡，甚至深入原子內(nèi)部觀察電子城堡，甚至深入原子內(nèi)部觀察電子的運(yùn)動(dòng)軌跡和體驗(yàn)愛因斯坦的相對(duì)的運(yùn)動(dòng)軌跡和體驗(yàn)愛因斯坦的相對(duì)論世界，從而更形象地獲取知識(shí)，論世界，從而更形

37、象地獲取知識(shí)，激發(fā)思維。激發(fā)思維。虛擬現(xiàn)實(shí)與教育、培訓(xùn)虛擬現(xiàn)實(shí)與教育、培訓(xùn)VRVR技術(shù)在文化、娛樂領(lǐng)域有著極其技術(shù)在文化、娛樂領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用。第一個(gè)大規(guī)模的廣泛的應(yīng)用。第一個(gè)大規(guī)模的VRVR娛娛樂系統(tǒng)樂系統(tǒng)“Battle Tech”Battle Tech”，將每個(gè)將每個(gè)“座艙座艙”仿真器連網(wǎng)進(jìn)行組之間的仿真器連網(wǎng)進(jìn)行組之間的對(duì)抗，對(duì)抗，3 3維逼真視景、游戲桿、油門、維逼真視景、游戲桿、油門、剎車和受到打擊時(shí)的晃動(dòng)給用戶很剎車和受到打擊時(shí)的晃動(dòng)給用戶很強(qiáng)的感官刺激。強(qiáng)的感官刺激。 虛擬現(xiàn)實(shí)與文化娛樂虛擬現(xiàn)實(shí)與文化娛樂虛擬現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)與文化文化娛樂娛樂基于高速網(wǎng)絡(luò)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基于高

38、速網(wǎng)絡(luò)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的“虛擬美國(guó)國(guó)家藝虛擬美國(guó)國(guó)家藝術(shù)術(shù) 館館”能使任何一個(gè)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)上工作的人，都能能使任何一個(gè)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)上工作的人，都能遠(yuǎn)距離地參觀藝術(shù)館，不僅僅使參觀者能盡興地仔遠(yuǎn)距離地參觀藝術(shù)館，不僅僅使參觀者能盡興地仔細(xì)欣賞展品，獲得身臨其境的感受，并且還可以參細(xì)欣賞展品，獲得身臨其境的感受，并且還可以參加培訓(xùn)中心或研究中心，獲得更多的知識(shí)。加培訓(xùn)中心或研究中心，獲得更多的知識(shí)。 當(dāng)您進(jìn)入當(dāng)您進(jìn)入“虛擬美國(guó)國(guó)家藝術(shù)館虛擬美國(guó)國(guó)家藝術(shù)館”時(shí)，您可根據(jù)自時(shí)，您可根據(jù)自己的愛好選擇攝影、雕塑、民間藝術(shù)、繪畫、風(fēng)景己的愛好選擇攝影、雕塑、民間藝術(shù)、繪畫、風(fēng)景畫、肖像畫、微型藝術(shù)品、抽象畫、城

39、市景色、美畫、肖像畫、微型藝術(shù)品、抽象畫、城市景色、美國(guó)西部風(fēng)光、美洲土著居民文化藝術(shù)、宗教藝術(shù)、國(guó)西部風(fēng)光、美洲土著居民文化藝術(shù)、宗教藝術(shù)、兒童藝術(shù)、體育運(yùn)動(dòng)和動(dòng)物藝術(shù)等選項(xiàng)。兒童藝術(shù)、體育運(yùn)動(dòng)和動(dòng)物藝術(shù)等選項(xiàng)。 虛擬現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)與文化文化娛樂娛樂馴馬馴馬羅馬女神羅馬女神籬安娜籬安娜 虛擬現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)與文化文化娛樂娛樂黃石公園山泉的奔騰黃石公園山泉的奔騰黃石公園大峽谷的雄渾黃石公園大峽谷的雄渾內(nèi)華達(dá)叢嶺的峻峭內(nèi)華達(dá)叢嶺的峻峭虛擬現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)與文化文化娛樂娛樂可愛和美可愛和美的女神維的女神維納斯雕像納斯雕像 蒙娜麗沙蒙娜麗沙畫像畫像虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)

40、用：利用虛擬樣機(jī)在產(chǎn)品實(shí)際加工之前對(duì)其性能、可制造性進(jìn)利用虛擬樣機(jī)在產(chǎn)品實(shí)際加工之前對(duì)其性能、可制造性進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)對(duì)制造全過程仿真，將制造過程可能發(fā)生的行評(píng)價(jià)，同時(shí)對(duì)制造全過程仿真，將制造過程可能發(fā)生的問題提前到設(shè)計(jì)階段處理，以達(dá)到產(chǎn)品生產(chǎn)的最優(yōu)目標(biāo)。問題提前到設(shè)計(jì)階段處理，以達(dá)到產(chǎn)品生產(chǎn)的最優(yōu)目標(biāo)。波音波音777777飛機(jī)的設(shè)計(jì)是虛擬原型機(jī)的應(yīng)用典型實(shí)例，這是飛飛機(jī)的設(shè)計(jì)是虛擬原型機(jī)的應(yīng)用典型實(shí)例，這是飛機(jī)設(shè)計(jì)史上第一次在設(shè)計(jì)過程中沒有采用實(shí)物模型。波音機(jī)設(shè)計(jì)史上第一次在設(shè)計(jì)過程中沒有采用實(shí)物模型。波音777777由由300300萬個(gè)零件組成，所有的設(shè)計(jì)在一個(gè)由數(shù)百臺(tái)工作萬個(gè)零件組成，所有

41、的設(shè)計(jì)在一個(gè)由數(shù)百臺(tái)工作站組成的虛擬環(huán)境中進(jìn)行。站組成的虛擬環(huán)境中進(jìn)行。設(shè)計(jì)師戴上頭盔顯示器后，可以穿行于設(shè)計(jì)中的虛擬設(shè)計(jì)師戴上頭盔顯示器后，可以穿行于設(shè)計(jì)中的虛擬“飛飛機(jī)機(jī)”，審視，審視“飛機(jī)飛機(jī)”的各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)。的各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)。 虛擬現(xiàn)實(shí)與制造虛擬現(xiàn)實(shí)與制造四、虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)四、虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)及其應(yīng)用及其應(yīng)用虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì) 虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)是以虛擬現(xiàn)實(shí)虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)是以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品或工程設(shè)技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品或工程設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)分析的技術(shù)，是新一代計(jì)與評(píng)價(jià)分析的技術(shù)，是新一代的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)。的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)。虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用形狀設(shè)計(jì)形狀設(shè)計(jì)

42、裝配設(shè)計(jì)裝配設(shè)計(jì)工程設(shè)計(jì)工程設(shè)計(jì)虛擬形狀設(shè)計(jì)虛擬形狀設(shè)計(jì)對(duì)于對(duì)于規(guī)則形體規(guī)則形體，可以，可以采用語音識(shí)別、手勢(shì)采用語音識(shí)別、手勢(shì)跟蹤的交互系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)跟蹤的交互系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)體生成、尺寸更改實(shí)體生成、尺寸更改、形狀變更、實(shí)體變、形狀變更、實(shí)體變換（移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等）換（移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等），從而完成形體設(shè)計(jì)，從而完成形體設(shè)計(jì)虛擬形狀設(shè)計(jì)虛擬形狀設(shè)計(jì)單獨(dú)使用語音命令單獨(dú)使用語音命令“產(chǎn)生高產(chǎn)生高20mm、長(zhǎng)長(zhǎng)100mm、寬、寬50mm的長(zhǎng)方體的長(zhǎng)方體”“放置對(duì)象于放置對(duì)象于X=10、Y=10、Z=20處處”“將對(duì)象沿將對(duì)象沿X移動(dòng)移動(dòng)10mm”語音與手勢(shì)合用語音與手勢(shì)合用指著對(duì)象，指著對(duì)象，“選擇選擇”確定雙手間

43、距，確定雙手間距，“長(zhǎng)度這么長(zhǎng)長(zhǎng)度這么長(zhǎng)”“改變長(zhǎng)度改變長(zhǎng)度”，作手勢(shì)，作手勢(shì)虛擬形狀設(shè)計(jì)虛擬形狀設(shè)計(jì)對(duì)于自由曲面，主要采用手勢(shì)和對(duì)于自由曲面，主要采用手勢(shì)和虛擬工具，完成曲面設(shè)計(jì)。虛擬工具，完成曲面設(shè)計(jì)。虛擬形狀設(shè)計(jì)虛擬形狀設(shè)計(jì)單獨(dú)使用手勢(shì)單獨(dú)使用手勢(shì)手勢(shì)比劃手勢(shì)比劃虛擬工具虛擬工具虛擬油泥建模虛擬油泥建模(Virtual Clay Modeling)：允許工業(yè)造型技術(shù)人員以類似于傳統(tǒng)的允許工業(yè)造型技術(shù)人員以類似于傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)方式（刮、削、掃、抹等）制手工設(shè)計(jì)方式（刮、削、掃、抹等）制作出隨心所欲的模型作出隨心所欲的模型虛擬裝配設(shè)計(jì)虛擬裝配設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)人員可以利用手套或其它設(shè)備根據(jù)經(jīng)驗(yàn)裝配或拆

44、卸設(shè)計(jì)人員可以利用手套或其它設(shè)備根據(jù)經(jīng)驗(yàn)裝配或拆卸零件，在虛擬環(huán)境中使用各種裝配工具對(duì)產(chǎn)品的裝配性零件，在虛擬環(huán)境中使用各種裝配工具對(duì)產(chǎn)品的裝配性進(jìn)行分析，而且可以產(chǎn)生裝配規(guī)劃進(jìn)行分析，而且可以產(chǎn)生裝配規(guī)劃虛擬工程設(shè)計(jì)虛擬工程設(shè)計(jì) 對(duì)于生產(chǎn)線、廠房車間、對(duì)于生產(chǎn)線、廠房車間、地鐵等大型工程設(shè)計(jì)，虛擬地鐵等大型工程設(shè)計(jì)，虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)提供對(duì)設(shè)計(jì)方案評(píng)設(shè)計(jì)技術(shù)提供對(duì)設(shè)計(jì)方案評(píng)價(jià)的非常直觀的手段價(jià)的非常直觀的手段虛擬廠房虛擬廠房虛擬生產(chǎn)線虛擬生產(chǎn)線虛擬工程虛擬工程虛擬設(shè)計(jì)、制造軟件虛擬設(shè)計(jì)、制造軟件系統(tǒng)名稱系統(tǒng)名稱出品公司名稱出品公司名稱主要模塊主要模塊主要功能主要功能 Deneb 美國(guó)美國(guó)Deneb

45、Deneb Robotics Robotics公司公司EnvisionQuestVirtualNCAssemblyERGO虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)分析、虛擬虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)分析、虛擬環(huán)境漫游、離散事件仿真環(huán)境漫游、離散事件仿真、加工過程仿真、虛擬裝、加工過程仿真、虛擬裝配和拆卸仿真、人體建模配和拆卸仿真、人體建模與分析與分析 dVISE 英國(guó)英國(guó)Division公司公司dv/WebFlydv/Playerdv/Reviewdv/Mock-Updv/Reality實(shí)時(shí)網(wǎng)上信息瀏覽實(shí)時(shí)網(wǎng)上信息瀏覽虛擬樣機(jī)虛擬樣機(jī)裝配拆卸仿真裝配拆卸仿真WorldToolKit美國(guó)美國(guó)Sense8 公司公司W(wǎng)orldUp實(shí)時(shí)交互虛擬環(huán)境建立實(shí)時(shí)交互虛擬環(huán)境建立 EAI美國(guó)美國(guó)Engin