虛擬現(xiàn)實(shí)概述 2

虛擬現(xiàn)實(shí)MuRuiAssistantProfessor,Dept.ofMEE,XiamenUniversity,361005,China參考文獻(xiàn)汪成為.人類認(rèn)識(shí)世界的幫手——虛擬現(xiàn)實(shí).清華大學(xué)出版社，暨南大學(xué)出版社，2000年6月周祖德等.虛擬現(xiàn)實(shí)與虛擬制造.湖北科學(xué)技術(shù)出版社，2005年2月肖田園等.虛擬制造.清華大學(xué)出版社，2004年8月WilliamR.Sherman,AlanB.Craig.虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)——接口、應(yīng)用與設(shè)計(jì).電子工業(yè)出版社，2004年11月李欣等.虛擬現(xiàn)實(shí)及其教育應(yīng)用.科學(xué)出版社，2008年6月張樹生等.虛擬制造技術(shù).西北工業(yè)大學(xué)出版社，2006年2月虛擬制造概述DELMIA——數(shù)字化工廠虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是使用感官組織仿真設(shè)備和真實(shí)或虛幻環(huán)境的動(dòng)態(tài)模型生成或創(chuàng)造出人能夠感知的環(huán)境或現(xiàn)實(shí)，使人能夠憑借直覺作用于計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的三維仿真模型的虛擬環(huán)境。

虛擬制造概述豐田公司利用VR技術(shù)改進(jìn)上車下車的舒適度虛擬與現(xiàn)實(shí)Question?知識(shí)改變命運(yùn)，數(shù)碼改變生活，虛擬改變什么？什么是虛擬現(xiàn)實(shí)

人類在不斷地認(rèn)識(shí)世界和改造世界時(shí)仍迫切需要各種強(qiáng)有力的工具，用工具來增強(qiáng)、延伸、擴(kuò)大自己的感官、肢體和大腦的功能。能夠基于對(duì)研究對(duì)象的認(rèn)識(shí)，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；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)境中研究和分析問題；能夠根據(jù)需要，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)品味子彈穿過玻璃時(shí)的精細(xì)過程，親眼領(lǐng)略火星探測(cè)車降落火星時(shí)的壯觀場(chǎng)面。能夠幫助我們跟虛擬世界交流，跟虛擬世界發(fā)生相互作用，我們不只是能夠移動(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。公眾號(hào)：別墅8Dream：晉代儒學(xué)家陸機(jī)“文賦”：

觀古今于須臾，撫四海于一瞬。創(chuàng)建一個(gè)時(shí)域與空域可變的虛擬世界，人與這個(gè)世界的關(guān)系是：

沉浸其中，超越其上，進(jìn)出自如，交互作用。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的前身中國古代（公元前468年-公元前376年）的戰(zhàn)國時(shí)期據(jù)“墨子.魯問”記載“公輸般竹木為鵲，成而飛之，三日不下”。人們?cè)陲L(fēng)箏上系上竹哨，利用風(fēng)吹竹哨，聲如箏鳴，故稱“風(fēng)箏”。虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)技技術(shù)的的誕生生1961年MortonHeilig——Sensorama“沉浸式式虛擬擬環(huán)境境”概念的的先驅(qū)驅(qū)者1962年被任命命為美美國國國防高高級(jí)研研究計(jì)計(jì)劃局局（DARPA）信息息處的的處長長“人——計(jì)算機(jī)機(jī)共生生”(Man-ComputerSymbiosis)1962年，Licklider主持計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)圖形形處理理的研研討會(huì)會(huì)MIT:IvanSutherland——sketchpad1965年IvanSutherland發(fā)表“終極的的顯示示”將計(jì)算算機(jī)的的顯示示屏進(jìn)進(jìn)化為為“觀看虛虛擬世世界的的窗口口”“只要運(yùn)運(yùn)用恰恰當(dāng)?shù)牡挠?jì)算算機(jī)程程序，，就有有可能能在計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)的屏屏幕上上重現(xiàn)現(xiàn)文學(xué)學(xué)上的的愛麗麗絲漫漫游仙仙境的的絢麗麗奇景景”虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)技技術(shù)的的發(fā)展展60年代IvanSutherland的“終極顯顯示”，IvanSutherland的博士士論文文:SKETCHPAD:stereoHMD,positiontracking,andagraphicsengine1966年Sutherland在MIT研究了HMD(HeadMountedDisplay)1967，TomFurness:displaysystemsforpilotsIvanSutherland’sHMD(1966+)1966年，Sutherland在MIT林肯實(shí)驗(yàn)室室開始研制制人類的第第一個(gè)頭盔盔顯示器（（HMD）TX-2計(jì)算機(jī)、限限幅除法器器、矩陣乘乘法器、矢矢量生成器器、頭盔和和頭部位置置跟蹤器。。NicolasNegroponte——推動(dòng)虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的的先鋒1976年提出研制制具有隨機(jī)機(jī)存取功能能的多媒體體系統(tǒng)。1979年在MIT成立了媒體體實(shí)驗(yàn)室，，特別邀請(qǐng)請(qǐng)建筑大師師貝聿銘設(shè)設(shè)計(jì)了一座座在多媒體體技術(shù)、人人機(jī)接口技技術(shù)、人工工智能技術(shù)術(shù)、虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)技術(shù)等等領(lǐng)域中一一直享有盛盛名的建筑筑。1981年，MichaelMcCreevey“空間感知和和先進(jìn)顯示示”虛擬現(xiàn)實(shí)技技術(shù)的誕生生1985年，MichaelMcCreevey建成了供航航空和航天天人員使用用的虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)環(huán)境。。J.Zimmermn和JaronLanier(MIT)合作發(fā)明了了一種在每每個(gè)活動(dòng)關(guān)關(guān)節(jié)上都配配有傳感器器的特殊手手套。虛擬現(xiàn)實(shí)技技術(shù)的誕生生虛擬現(xiàn)實(shí)技技術(shù)的發(fā)展展70年代1977，Brooks開發(fā)了力反反饋系統(tǒng)GROPE1977，SandinandSayre發(fā)明了具有彎曲度度感知的數(shù)數(shù)據(jù)手套1979，Raab等人發(fā)明了了Polhemus跟蹤系統(tǒng)GROPE虛擬現(xiàn)實(shí)技技術(shù)的發(fā)展展80年代1980年，SIMNET計(jì)劃1989年，JaronLanier杜撰了新詞詞“virtualreality”1989年，NASA發(fā)明LCDHMD，開發(fā)了“VirtualInterfaceEnvironmentWorkstation”(VIEW)虛擬現(xiàn)實(shí)技技術(shù)的發(fā)展展90年代NASA的VIEW繼續(xù)研究Largesimulationandtrainingneeds;Couldnotsendhumanstootherplanets;RelativelysmallbudgetsSTOW計(jì)劃TheSyntheticTheaterofWar-Architecture軍事仿真國內(nèi)DVENET1996年開始清華大學(xué)浙江大學(xué)北京航空航航天大學(xué)上海大學(xué)中科院計(jì)算算所虛擬現(xiàn)實(shí)技技術(shù)的發(fā)展展虛擬現(xiàn)實(shí)技技術(shù)的概念念背景從60年代末起，，在計(jì)算機(jī)機(jī)技術(shù)的支支持下已對(duì)對(duì)科學(xué)計(jì)算算提出可視視化的要求求不僅僅是獲獲得和計(jì)算算數(shù)據(jù)，并并且要解釋釋數(shù)據(jù)、理理解數(shù)據(jù)。。即把計(jì)算算所得的數(shù)數(shù)字信息轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為直觀觀的、用視視頻或聲頻頻信息表示示的、隨時(shí)時(shí)間和空間間變化的物物理現(xiàn)象或或模擬的物物理現(xiàn)象先進(jìn)的科學(xué)學(xué)計(jì)算將能能洞察到傳傳統(tǒng)科學(xué)計(jì)計(jì)算所不可可能看見的的結(jié)果（Toseetheunsee），可視化化是把某些些不可見對(duì)對(duì)象或抽象象事物轉(zhuǎn)化化為可見的的、可感知知的結(jié)果“Thepurposeofcomputingisinsight,notnumber”---RichardHamming,NumericalMethodsforScientistsandEngineers虛擬現(xiàn)實(shí)技技術(shù)的概念念背景（續(xù)））自90年代初起，，在高性能能計(jì)算的支支持下要求求實(shí)現(xiàn)沉浸浸式、協(xié)同同式的可視視化計(jì)算人機(jī)和諧、、定性定量量結(jié)合是創(chuàng)創(chuàng)造性研究究的源泉，，要求不僅僅僅是觀察計(jì)算所得的的數(shù)據(jù)，希希望還能感受計(jì)算所得的的形象結(jié)果果和全局觀觀念研究人員甚甚至還希望望能沉浸在在計(jì)算所得得、計(jì)算所所創(chuàng)建的三三維空間中中，能交互互地控制、、駕馭和修修改所“看看見和感受受到”的計(jì)計(jì)算結(jié)果為研究人員員在認(rèn)識(shí)世世界和改造造世界時(shí)，，提供了有有效的、定定性和定量量相結(jié)合的的研究手段段，為創(chuàng)建建和諧的人人機(jī)環(huán)境提提供基礎(chǔ)虛擬現(xiàn)實(shí)技技術(shù)的概念念背景（續(xù)））自90年代中旬以以來在網(wǎng)絡(luò)絡(luò)計(jì)算技術(shù)術(shù)的支持下下要求實(shí)現(xiàn)現(xiàn)協(xié)同式的的可視化計(jì)計(jì)算解決復(fù)雜問問題，必須須跨領(lǐng)域合合作集體攻攻關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已已基本成熟熟，基于網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算可可實(shí)現(xiàn)資源源共享基于統(tǒng)一的的開放體系系框架結(jié)構(gòu)構(gòu)、應(yīng)用程程序接口和和面向?qū)ο笙蟮闹虚g件件，已能實(shí)實(shí)現(xiàn)“優(yōu)勢(shì)勢(shì)互補(bǔ)”、、“即插即即用”的協(xié)協(xié)同式的可可視化計(jì)算算虛擬現(xiàn)實(shí)技技術(shù)的概念念背景（續(xù)））總之，高性性能計(jì)算機(jī)機(jī)為沉浸式式、協(xié)同式式的可視化化計(jì)算提供供基礎(chǔ)高性能計(jì)算算機(jī)和高性性能網(wǎng)絡(luò)技技術(shù)大量的、快快速的、分分布的、基基于網(wǎng)絡(luò)的的數(shù)值計(jì)算算開放體系結(jié)結(jié)構(gòu)、中間間件、人機(jī)機(jī)接口和經(jīng)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷牡慕褦?shù)據(jù)映射射成可視化化的、具有有某種物理理屬性的對(duì)對(duì)象（虛物物實(shí)化）把實(shí)物轉(zhuǎn)化化為可融入入虛擬環(huán)境境的虛擬對(duì)對(duì)象（實(shí)物物虛化）虛擬現(xiàn)實(shí)技技術(shù)的概念念背景（續(xù)））前30年計(jì)算機(jī)技技術(shù)的發(fā)展展，減少人人的認(rèn)知空空間和計(jì)算算機(jī)的處理理空間的差差異人思考問題題

的認(rèn)知知空間并行的多維的開放的歸納演繹傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)機(jī)

的處理理空間串行的單維的封閉的預(yù)定程序建立和諧人人機(jī)環(huán)境境M大規(guī)模并行行M多媒體O開放系統(tǒng)O面向?qū)ο驨網(wǎng)絡(luò)計(jì)算逐步減小人人和機(jī)機(jī)器間的隔隔閡虛擬現(xiàn)實(shí)技技術(shù)的概念念背景（續(xù)））后20年計(jì)算機(jī)技技術(shù)的發(fā)展展，從MMOON到AKV有望實(shí)現(xiàn)和諧的人機(jī)機(jī)環(huán)境ArchiveStorageandProcessing--海量信息存存儲(chǔ)與處理理KnowledgeProcessing--知識(shí)處理VisualizedComputing&VirtualReality--可視化計(jì)算算與虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)和諧的人機(jī)環(huán)境MMOONAKv虛擬現(xiàn)實(shí)技技術(shù)的概念念虛擬現(xiàn)實(shí)VirtualReality錢學(xué)森院士士翻譯為“靈境”Virtual的英文本意意是表現(xiàn)上上具有真實(shí)實(shí)事物的某某些屬性，，但本質(zhì)上上是虛幻的的。Reality的英文本義義是"真實(shí)"而不是"現(xiàn)實(shí)"是一種基于于可計(jì)算信信息的沉浸浸式人機(jī)交交互環(huán)境虛擬現(xiàn)實(shí)是是利用計(jì)算算機(jī)構(gòu)造一一個(gè)視景真真實(shí)、動(dòng)作作真實(shí)、聲聲音真實(shí)、、感覺真實(shí)實(shí)的虛擬環(huán)環(huán)境(VirtualEnvironment)的技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)技技術(shù)的概念念虛擬現(xiàn)實(shí)（（續(xù)）采用以計(jì)算算機(jī)技術(shù)為為核心的現(xiàn)現(xiàn)代高技術(shù)術(shù)生成逼真真的視、聽聽、觸覺一一體化的一一定范圍的的虛擬環(huán)境境，用戶可可以借助必必要的裝備備以自然的的方式與虛虛擬環(huán)境中中的物體進(jìn)進(jìn)行交互作作用、相互互影響，從從而獲得親親臨等同真真實(shí)環(huán)境的的感受和體體驗(yàn)（趙沁沁平等定義義）Ahigh-enduser-computerinterfacethatinvolvesreal-timesimulationandinteractionthroughmultiplesensorialchannels(vision,sound,touch,smell,taste)虛擬現(xiàn)實(shí)的的定義狹義用于創(chuàng)建人人造世界的的計(jì)算機(jī)系系統(tǒng)，在這這個(gè)世界里里，使用者者有沉浸于于其中的感感覺，能在在其內(nèi)漫游游并能操縱縱其內(nèi)的物物體。廣義指由計(jì)算機(jī)機(jī)技術(shù)所創(chuàng)創(chuàng)建的三維維環(huán)境。這這個(gè)環(huán)境既既可以是虛虛擬想象的的三維環(huán)境境（三維可可視化），，也可以是是對(duì)真實(shí)世世界的三維維模擬。虛擬現(xiàn)實(shí)是是利用計(jì)算算機(jī)生成一一種三維模模擬環(huán)境，，通過多種種傳感設(shè)備備使用戶““投入”到到該環(huán)境中中，實(shí)現(xiàn)用用戶與該環(huán)環(huán)境直接進(jìn)進(jìn)行自然交交互的技術(shù)術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)的的定義傳感設(shè)備包包括：立體體頭盔、數(shù)數(shù)據(jù)手套、、數(shù)據(jù)衣等等。自然交互指指日常使用用的方式對(duì)對(duì)虛擬環(huán)境境中的物體體進(jìn)行操作作并得到實(shí)實(shí)時(shí)立體反反饋。虛擬現(xiàn)實(shí)技技術(shù)的概念念VR的特征沉浸感（（Immersion）用戶產(chǎn)生一一種沉浸于于虛擬環(huán)境境的感覺（（視覺、、聽覺等））交互性（Interaction）虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)環(huán)境可以通通過控制與與監(jiān)視裝置影響或或被使用者者影響想象性（（Imagination）可感知形式式反映了設(shè)設(shè)計(jì)者的思思想沉浸（Immersion）VR系統(tǒng)的核心心，表示用用戶投入到到由計(jì)算機(jī)機(jī)生成的虛虛擬場(chǎng)景中中的能力，，用戶在虛虛擬場(chǎng)景中中有身臨其其境之感。。交互性（Interaction）用戶與虛虛擬場(chǎng)景中中各種對(duì)象象相互作用用的能力，，它是人機(jī)機(jī)和諧的關(guān)關(guān)鍵性因素素。交互性性包含對(duì)象象的可操作作程度及用用戶從環(huán)境境中得到反反饋的自然然程度，以以及虛擬場(chǎng)場(chǎng)景中對(duì)象象依據(jù)物理理學(xué)定律運(yùn)運(yùn)動(dòng)的程度度等。VR是自主參考考系，即以以用戶的視視點(diǎn)變化進(jìn)進(jìn)行虛擬交交換。構(gòu)想（Imagination）VR不僅僅是一一個(gè)用戶與與終端的接接口，而且且可使用戶戶沉浸于此此環(huán)境中獲獲取新的知知識(shí)，提高高感性和理理性認(rèn)識(shí)，，從而產(chǎn)生生新的構(gòu)思思。因此，，VR是啟發(fā)人的的創(chuàng)造性思思維的活動(dòng)動(dòng)。ImmersionImaginationInteraction虛擬現(xiàn)實(shí)特特征—3I圖虛擬現(xiàn)實(shí)與與仿真的區(qū)區(qū)別仿真技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)多感知視覺、聽覺視覺、聽覺、觸覺、力覺等存在感用戶被視為“旁觀者”用戶沉浸其中，可視場(chǎng)景隨用戶的視點(diǎn)變化交互性不強(qiáng)調(diào)交互的實(shí)時(shí)性實(shí)時(shí)交互設(shè)備：三維維立體眼鏡鏡立體眼鏡是是用于3D模擬場(chǎng)景VR效果的觀察察裝置，它它利用液晶光閥高高速切換左左右眼圖像像原理，有有線和和無線之分分，可支持持逐行和隔隔行立體顯顯示觀察，，也可用無無線眼鏡進(jìn)進(jìn)行多人團(tuán)團(tuán)體VR效果觀察，，是目前最最為流行和和經(jīng)濟(jì)適用用的VR觀察設(shè)備。。設(shè)備：數(shù)據(jù)據(jù)手套數(shù)據(jù)手套是是虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)應(yīng)用的主主要交互設(shè)設(shè)備，它作作為一只虛虛擬的手或或控件用于于3DVR場(chǎng)景的模擬擬交互，可可進(jìn)行物體體抓取、移移動(dòng)、裝配配、操縱、、控制，有有有線和無無線、左手手和右手之之分，可用用于WTK、Vega等3DVR或視景仿真真軟件環(huán)境境中。設(shè)備：頭盔盔顯示器頭盔顯示器器（又稱數(shù)數(shù)據(jù)頭盔或或數(shù)字頭盔）是是虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)應(yīng)用中的的3DVR圖形顯示與與觀察設(shè)備備，可單獨(dú)與主機(jī)機(jī)相連以接接受來自主主機(jī)的3DVR圖形信號(hào)。。使用方式式為頭戴式，輔輔以空間跟跟蹤定位器器可進(jìn)行VR輸出效果觀觀察，同時(shí)時(shí)觀察者可做空間間上的自由由移動(dòng)，如如；自由行走、、旋轉(zhuǎn)等，，VR效果非常好，沉浸感感極強(qiáng)，在在VR效果的觀察設(shè)備中，，頭盔顯示示器的沉浸浸感優(yōu)于立體眼眼鏡。設(shè)備：三維維空間交互互球三維空間交交互球是虛虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)應(yīng)用中的另另一重要的的交互設(shè)備備，用于六六個(gè)自由度度VR場(chǎng)景的模擬擬交互，可可從不同的的角度和方方位對(duì)三維維物體觀察察、瀏覽、、操縱；也也可作為3DMouse來使用；并并可與數(shù)據(jù)據(jù)手套或立立體眼鏡結(jié)結(jié)合使用，，作為跟蹤蹤定位器。。也可單獨(dú)獨(dú)用于CAD/CAM，(Pro/E、UG)。設(shè)備：位置置跟蹤器三維空間跟跟蹤定位器器是VR系統(tǒng)中用于于空間跟蹤蹤定位的裝裝置，一般般與其他VR設(shè)備結(jié)合使使用，如：：數(shù)據(jù)頭盔盔、立體眼眼鏡、數(shù)據(jù)據(jù)手套等，，使參與者在在空間上能能夠自由移移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，不局限限于固定的的空間位置置，操作更加加靈活、自自如、隨意意。產(chǎn)品有有六個(gè)自由由度和三個(gè)個(gè)自由度之之分。位置測(cè)量原原理根據(jù)剛體動(dòng)動(dòng)力學(xué)分析析，能夠用用運(yùn)動(dòng)物體體上參考點(diǎn)點(diǎn)的坐標(biāo)表表示該物體體的位置坐坐標(biāo)，并通通過測(cè)量該該參考點(diǎn)到到空間三個(gè)個(gè)靜止的非非共線點(diǎn)之之間的距離離唯一確定定設(shè)備：力反反饋器力反饋器是是VR研究中的一一種重要的的設(shè)備，該該設(shè)備能使使參與者實(shí)實(shí)現(xiàn)虛擬環(huán)環(huán)境中除視視覺、聽覺覺之外的第第三感覺——觸覺和力感感，進(jìn)一步增增強(qiáng)虛擬環(huán)環(huán)境的交互互性，從而而真正體會(huì)會(huì)到虛擬世世界中的交交互真實(shí)感感，該設(shè)備備廣泛應(yīng)用用于虛擬醫(yī)醫(yī)療、虛擬擬裝配等諸諸多領(lǐng)域。。觸覺反饋分分為：接觸反饋和和力反饋。設(shè)備：三維維顯示器這種三維顯顯示器并不不需要使用用者在頭部部佩戴任何何特制眼鏡鏡之類的裝裝備，而是是應(yīng)用當(dāng)前前的計(jì)算機(jī)機(jī)的計(jì)算能能力回放或或?qū)崟r(shí)渲染染顯示三維維影像。視覺顯示技技術(shù)立體視覺一般地，人人腦有兩類類用以感知知物體深度度（立體感感）的信息息：絕對(duì)距距離和相對(duì)對(duì)距離。人腦從四個(gè)個(gè)方面獲得得深度信息息：靜態(tài)圖像的的深度信息息；運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生生的深度信信息；生理上的深深度信息（（眼球的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)、晶狀狀體的調(diào)解解）；雙目視差產(chǎn)產(chǎn)生的深度度信息。方法是為每每只眼睛各各產(chǎn)生一幅幅圖象，左左右兩幅圖圖象是通過過把視點(diǎn)左右右各偏移兩兩眼距離的的一半而計(jì)計(jì)算出來的的，用戶可可以分別用左右眼眼盯著這兩兩幅圖象，，然后將目目光交匯在在一起；或或者使圖象通過不不同偏振濾濾光鏡，用用戶佩帶相相應(yīng)的濾光光眼鏡。此此外，用戶還可以以佩帶顯示示同步的液液晶快門眼眼鏡（LC快門眼鏡））觀察在監(jiān)視器上上快速交錯(cuò)錯(cuò)顯示的左左右兩幅圖圖象，大腦腦會(huì)將它們們合成為立體景象象。視覺顯示技技術(shù)多通道立體體投影系統(tǒng)統(tǒng)☆專業(yè)的VR-Platform多通道投影影系統(tǒng)☆采用5臺(tái)高亮度等等離子顯示示器（最多多可支持24臺(tái)）☆每臺(tái)等等離子顯示示尺寸為1020X610mm（可替換為為更大尺寸寸）☆可支持持24個(gè)通道同步步顯示☆高沉浸浸感的虛擬擬現(xiàn)實(shí)仿真真顯示系統(tǒng)統(tǒng)☆演示效效果出色，，適合大中中型機(jī)構(gòu)或或項(xiàng)目使用用虛擬現(xiàn)實(shí)體體驗(yàn)的四個(gè)個(gè)關(guān)鍵要素素虛擬世界沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)最最簡(jiǎn)化的定定義：在另另一個(gè)現(xiàn)實(shí)實(shí)或視點(diǎn)下下的沉浸。。感覺反饋交互性虛擬現(xiàn)實(shí)的的類型桌面式虛擬擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)統(tǒng)沉浸式虛擬擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)統(tǒng)分布式虛擬擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)統(tǒng)增強(qiáng)式虛擬擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)統(tǒng)桌面虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)桌面虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)利用個(gè)個(gè)人計(jì)算機(jī)機(jī)和低級(jí)工工作站進(jìn)行行仿真，將將計(jì)算機(jī)的的屏幕作為為用戶觀察察虛擬境界界的一個(gè)窗窗口。沉浸式虛擬擬現(xiàn)實(shí)高級(jí)虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)提提供完全沉沉浸的體驗(yàn)驗(yàn)，使用戶戶有一種置置身于虛擬擬境界之中中的感覺。。桌面虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)和和沉浸式虛虛擬現(xiàn)實(shí)系系統(tǒng)比較（1）沉浸度差差異桌面虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)采采用CRT彩色顯示器器和三維立立體眼鏡增加身臨其其境感覺，，而沉浸式式虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)系統(tǒng)則采采用頭盔顯顯示器（HMD）增強(qiáng)身臨臨其境感覺覺。（2）交互裝置置差異桌面虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)采采用的交互互裝置是六六自由度鼠鼠標(biāo)器或三維操縱桿桿，而沉浸浸式虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)采采用的是數(shù)數(shù)據(jù)手套和和頭盔。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的的虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性性的虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)不僅是是利用虛擬擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)術(shù)來模擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界、、仿真現(xiàn)實(shí)實(shí)世界，而而且要利用用它來增強(qiáng)強(qiáng)參與者對(duì)對(duì)真實(shí)環(huán)境境的感受，，也就是增增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中中無法感知知或不方便便的感受。。分布式虛擬擬現(xiàn)實(shí)如果多個(gè)用用戶通過計(jì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)連接在一一起，同時(shí)時(shí)參加一個(gè)個(gè)虛擬空間間，共同體體驗(yàn)虛擬經(jīng)經(jīng)歷，那虛虛擬現(xiàn)實(shí)則則提升到了了一個(gè)更高高的境界，，這就是分分布式虛擬擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)統(tǒng)。1分布式虛擬擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)統(tǒng)的應(yīng)用分布式虛擬擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)統(tǒng)在遠(yuǎn)程教教育、工程程技術(shù)、建筑、、電子商務(wù)務(wù)、交互式式娛樂、遠(yuǎn)遠(yuǎn)程醫(yī)療、、大規(guī)模軍事事訓(xùn)練等領(lǐng)領(lǐng)域都有著著極其廣泛泛的應(yīng)用前景。利用用它可以創(chuàng)創(chuàng)建多媒體體通信、設(shè)設(shè)計(jì)協(xié)作系統(tǒng)、實(shí)境境式電子商商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)絡(luò)游戲、虛虛擬社區(qū)全新的應(yīng)用用系統(tǒng)。虛擬現(xiàn)實(shí)技技術(shù)的應(yīng)用用應(yīng)用廣泛Helsel與Doherty曾對(duì)全世界界范圍內(nèi)已已經(jīng)進(jìn)行的的805項(xiàng)VR研究項(xiàng)目作作了統(tǒng)計(jì)，，主要分分布在：影視娛樂對(duì)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)發(fā)展的影影響1995年11月Disney和Pixar“玩具總動(dòng)員員”76個(gè)角色，11.4萬個(gè)畫面1998年11月“蟲蟲蟲特工隊(duì)””侏羅紀(jì)公園園金剛鋼鐵俠Windows7多點(diǎn)觸摸技技術(shù)2008.5.28JulieLarson-Green虛擬現(xiàn)實(shí)技技術(shù)的應(yīng)用用醫(yī)學(xué)在虛擬環(huán)境境中，可以以建立虛擬擬的人體模模型，借助助于跟蹤球球、HMD、感覺手套套，可以很很容易了解解人體內(nèi)部部各器官結(jié)結(jié)構(gòu)Pieper及Satara等研究者在在90年代初基于于兩個(gè)SGI工作站建立立了一個(gè)虛虛擬外科手手術(shù)訓(xùn)練器器，用于腿腿部及腹部部外科手術(shù)術(shù)模擬。這這個(gè)虛擬的的環(huán)境包括括虛擬的手手術(shù)臺(tái)與手手術(shù)燈，虛虛擬的外科科工具（如如手術(shù)刀、、注射器、、手術(shù)鉗等等），虛擬擬的人體模模型與器官官等。借助助于HMD及感感覺覺手手套套，，使使用用者者可可以以對(duì)對(duì)虛虛擬擬的的人人體體模模型型進(jìn)進(jìn)行行手手術(shù)術(shù)遠(yuǎn)距距離離遙遙控控外外科科手手術(shù)術(shù)，，復(fù)復(fù)雜雜手手術(shù)術(shù)的的計(jì)計(jì)劃劃安安排排，，手手術(shù)術(shù)過過程程的的信信息息指指導(dǎo)導(dǎo)，，手手術(shù)術(shù)后后果果預(yù)預(yù)測(cè)測(cè)虛擬擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)實(shí)技技術(shù)術(shù)的的應(yīng)應(yīng)用用軍事事仿仿真真SIMNET、NPSNET、DVENET（國國內(nèi)內(nèi)北北航航））航天天技技術(shù)術(shù)“火星星探探路路者者”利用用三三維維虛虛擬擬的的環(huán)環(huán)境境對(duì)對(duì)火火星星車車進(jìn)進(jìn)行行全全面面的的仿仿真真，，當(dāng)當(dāng)一一切切確確定定無無誤誤后后把把指指令令發(fā)發(fā)送送給給位位于于1.9億公公里里外外的的火火星星車車，，火火星星車車行行進(jìn)進(jìn)后后所所獲獲得得的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)經(jīng)經(jīng)過過11分鐘鐘延延遲遲后后送送回回NASA的JPL虛擬擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)實(shí)模模擬擬仿仿真真的的實(shí)實(shí)戰(zhàn)戰(zhàn)訓(xùn)訓(xùn)練練案案例例1976年103名以以色色列列人人法國國航航空空公公司司雅典典非洲洲烏烏干干達(dá)達(dá)“恩德德培培機(jī)機(jī)場(chǎng)場(chǎng)”VR的四四個(gè)個(gè)重重要要特特征征多感感知知性性除了了一一般般的的視視覺覺感感知知外外，，還還有有聽聽覺覺感感知知、、觸觸覺覺感感知知、、運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)感感知知，，甚甚至至還還包包括括味味覺覺、、嗅嗅覺覺感感知知等等。。存在在感感指用用戶戶感感到到作作為為主主角角存存在在于于模模擬擬環(huán)環(huán)境境中中的的真真實(shí)實(shí)程程度度。。交互互性性指用用戶戶對(duì)對(duì)模模擬擬環(huán)環(huán)境境內(nèi)內(nèi)物物體體的的可可操操作作程程度度和和環(huán)環(huán)境境得得到到反反饋饋的的自自然然程程度度。。自主主性性指虛虛擬擬環(huán)環(huán)境境中中的的物物體體依依據(jù)據(jù)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)實(shí)世世界界物物理理運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)定定律律動(dòng)動(dòng)作作的的程程度度。。實(shí)現(xiàn)現(xiàn)虛虛擬擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)實(shí)的的關(guān)關(guān)鍵鍵技技術(shù)術(shù)支支持持硬件件方方面面跟蹤蹤系系統(tǒng)統(tǒng)：：確確定定參參與與者者頭頭、、手手和和軀軀干干的的位位置置；；觸覺覺系系統(tǒng)統(tǒng)：：提提供供力力與與壓壓力力的的反反饋饋；；音頻頻系系統(tǒng)統(tǒng)：：提提供供立立體體聲聲源源和和判判定定空空間間位位置置；；圖像像生生成成和和顯顯示示系系統(tǒng)統(tǒng)：：產(chǎn)產(chǎn)生生空空間間圖圖像像和和立立體體顯顯示示；；高性性能能計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)處處理理系系統(tǒng)統(tǒng)：：具具有有高高處處理理速速度度，，大大存存儲(chǔ)儲(chǔ)容容量量、、強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)特特性性。。軟件件方方面面能夠夠接接收收高高性性能能傳傳感感器器的的信信息息，，如如頭頭盔盔的的跟跟蹤蹤信信息息；；能生生成成立立體體的的顯顯示示圖圖形形，，并并可可對(duì)對(duì)虛虛擬擬環(huán)環(huán)境境作作實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)渲渲染染；；能提提供供對(duì)對(duì)各各種種數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫庫、、各各種種CAD軟件件進(jìn)進(jìn)行行調(diào)調(diào)用用和和互互聯(lián)聯(lián)的的集集成成環(huán)環(huán)境境。。在虛虛擬擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)實(shí)系系統(tǒng)統(tǒng)中中，，為為了了使使人人與與計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)能能夠夠融融洽洽的的交交互互，，讓讓人人沉沉浸浸到到計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)所所創(chuàng)創(chuàng)造造的的虛虛擬擬環(huán)環(huán)境境中中去去，，必必須須配配備備相相應(yīng)應(yīng)的的硬硬件件設(shè)設(shè)備備。。常常用用的的交交互互設(shè)設(shè)備備包包括括：：跟蹤蹤系系統(tǒng)統(tǒng)跟蹤蹤系系統(tǒng)統(tǒng)的的任任務(wù)務(wù)是是要要實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)檢檢測(cè)測(cè)出出虛虛擬擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)實(shí)系系統(tǒng)統(tǒng)中中人人的的頭頭、、身身體體和和手手的的位位置置與與指指向向，，以以便便把把這這些些數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)反反饋饋給給控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)，，生生成成隨隨視視線線變變化化的的圖圖象象。。電磁磁跟跟蹤蹤電磁磁跟跟蹤蹤系系統(tǒng)統(tǒng)由由勵(lì)勵(lì)磁磁源源、、磁磁接接收收器器和和計(jì)計(jì)算模模塊塊組組成成。。勵(lì)勵(lì)磁磁源源由由3個(gè)磁磁場(chǎng)場(chǎng)方方向向相相互互垂垂直直的的交交流流電流產(chǎn)生的雙雙極磁源構(gòu)成成，磁接收器器由3套分別測(cè)試3個(gè)勵(lì)磁源的方方向上相互垂垂直的線圈組組成，經(jīng)3次測(cè)量，可以測(cè)得得9個(gè)數(shù)據(jù)，由此此可確定被測(cè)測(cè)目標(biāo)的6個(gè)參數(shù)，即空間坐坐標(biāo)x、y、z和旋轉(zhuǎn)角α、β、γ。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)統(tǒng)的硬件聲學(xué)跟蹤利用不同聲