
淺談虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)
【月拾肆日】
虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)是一種計(jì)算機(jī)技術(shù),它使用虛擬現(xiàn)實(shí)耳機(jī)或多投影設(shè)備相結(jié)合,產(chǎn)生逼真的圖像、聲音和其他感覺(jué),在虛擬或虛擬環(huán)境中模擬用戶(hù)的物理存在。一個(gè)使用虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的人能夠“環(huán)視”人造世界,高質(zhì)量的VR在其中移動(dòng),并與虛擬特征或項(xiàng)目交互。這種效果通常由VR耳機(jī),頭戴護(hù)目鏡屏幕組成,但也可以是特別設(shè)計(jì)的帶有多個(gè)大屏幕的空間。
VR系統(tǒng)包括通過(guò)游戲控制器或其他裝置向用戶(hù)傳遞振動(dòng)和其他感覺(jué),稱(chēng)為觸覺(jué)系統(tǒng)。
這種觸覺(jué)信息通常被稱(chēng)為醫(yī)學(xué)、電子游戲和軍事訓(xùn)練應(yīng)用中的力反饋。虛擬現(xiàn)實(shí)也指遠(yuǎn)程通信環(huán)境提供了一個(gè)用戶(hù)的虛擬存在,通過(guò)臨場(chǎng)感操縱虛擬物品的使用(VA)。身臨其境的環(huán)境可以與現(xiàn)實(shí)世界相似,以便在現(xiàn)實(shí)或科幻中創(chuàng)造逼真的體驗(yàn)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)也可以被視為VR的一種形式,將虛擬信息通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)攝像機(jī)饋送到耳機(jī),或者通過(guò)智能手機(jī)或平板設(shè)備。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用
VR(虛擬現(xiàn)實(shí))技術(shù)可廣泛的應(yīng)用于城市規(guī)劃、室內(nèi)設(shè)計(jì)、工業(yè)仿真、古跡復(fù)原、橋梁道路設(shè)計(jì)、房地產(chǎn)銷(xiāo)售、旅游教學(xué)、水利電力、地質(zhì)災(zāi)害、教育培訓(xùn)等眾多領(lǐng)域,為其提供切實(shí)可行的解決方案。
在先進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)域,站在大飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的3D影像面前,“可任意拆卸”這個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)的強(qiáng)項(xiàng)表現(xiàn)得淋漓盡致。操作人員可以把虛擬發(fā)動(dòng)機(jī)的許多部件逐一拆下,再進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部?!疤摂M現(xiàn)實(shí)”實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)的交互式設(shè)計(jì)、虛擬展示、虛擬裝配、CAE數(shù)據(jù)可視化等功能,大幅提高設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)效率,使研發(fā)人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)、修正設(shè)計(jì)缺陷和潛在的工藝問(wèn)題,提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的制造成功率。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育培訓(xùn)領(lǐng)域也大有用武之地。為真實(shí)實(shí)驗(yàn)不具備或難以完成的教學(xué)功能創(chuàng)造條件。在涉及高?;驑O端的環(huán)境、不可及或不可逆的操作,高成本、高消耗、大型或綜合訓(xùn)練等情況時(shí),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能提供可靠、安全和經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。華東理工大學(xué)的G-Magic虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室,就是高校虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)的一個(gè)范例。該實(shí)驗(yàn)室擁有CAVE洞穴式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng),可以把大學(xué)生設(shè)計(jì)的作品投影到墻面、天花板和地面上。比如,學(xué)生設(shè)計(jì)了一間淋浴房,他能利用這套系統(tǒng)把它展現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室里,和真實(shí)的淋浴房一樣大小。營(yíng)造出這種教學(xué)環(huán)境后,教師就能與學(xué)生更方便地交流各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)優(yōu)劣,并隨時(shí)做出修改。
企業(yè)的一些培訓(xùn)項(xiàng)目,同樣離不開(kāi)虛擬現(xiàn)實(shí)。以石油化工為例,眾所周知,大型石油灌區(qū)集中了大量危險(xiǎn)化學(xué)品,一旦操作不當(dāng),便可能引發(fā)火災(zāi)、爆炸事故,并造成環(huán)境污染等次生災(zāi)害。因此,政府和企業(yè)對(duì)大型石油灌區(qū)的安全性和操作人員的專(zhuān)業(yè)性提出了很高要求。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以構(gòu)建儲(chǔ)罐區(qū)應(yīng)急救援及安全培訓(xùn)系統(tǒng),它不但能向員工呈現(xiàn)操作流程的各種場(chǎng)景,引導(dǎo)他們學(xué)習(xí)、掌握安全操作技能,還能模擬事故發(fā)生、火光熊熊的場(chǎng)面,讓員工在沉浸式虛擬影像中開(kāi)展救援行動(dòng)。
VR系統(tǒng)包括通過(guò)游戲控制器或其他裝置向用戶(hù)傳遞振動(dòng)和其他感覺(jué),稱(chēng)為觸覺(jué)系統(tǒng)。
這種觸覺(jué)信息通常被稱(chēng)為醫(yī)學(xué)、電子游戲和軍事訓(xùn)練應(yīng)用中的力反饋。虛擬現(xiàn)實(shí)也指遠(yuǎn)程通信環(huán)境提供了一個(gè)用戶(hù)的虛擬存在,通過(guò)臨場(chǎng)感操縱虛擬物品的使用(VA)。身臨其境的環(huán)境可以與現(xiàn)實(shí)世界相似,以便在現(xiàn)實(shí)或科幻中創(chuàng)造逼真的體驗(yàn)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)也可以被視為VR的一種形式,將虛擬信息通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)攝像機(jī)饋送到耳機(jī),或者通過(guò)智能手機(jī)或平板設(shè)備。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用
VR(虛擬現(xiàn)實(shí))技術(shù)可廣泛的應(yīng)用于城市規(guī)劃、室內(nèi)設(shè)計(jì)、工業(yè)仿真、古跡復(fù)原、橋梁道路設(shè)計(jì)、房地產(chǎn)銷(xiāo)售、旅游教學(xué)、水利電力、地質(zhì)災(zāi)害、教育培訓(xùn)等眾多領(lǐng)域,為其提供切實(shí)可行的解決方案。
在先進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)域,站在大飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的3D影像面前,“可任意拆卸”這個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)的強(qiáng)項(xiàng)表現(xiàn)得淋漓盡致。操作人員可以把虛擬發(fā)動(dòng)機(jī)的許多部件逐一拆下,再進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部?!疤摂M現(xiàn)實(shí)”實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)的交互式設(shè)計(jì)、虛擬展示、虛擬裝配、CAE數(shù)據(jù)可視化等功能,大幅提高設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)效率,使研發(fā)人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)、修正設(shè)計(jì)缺陷和潛在的工藝問(wèn)題,提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的制造成功率。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育培訓(xùn)領(lǐng)域也大有用武之地。為真實(shí)實(shí)驗(yàn)不具備或難以完成的教學(xué)功能創(chuàng)造條件。在涉及高?;驑O端的環(huán)境、不可及或不可逆的操作,高成本、高消耗、大型或綜合訓(xùn)練等情況時(shí),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能提供可靠、安全和經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。華東理工大學(xué)的G-Magic虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室,就是高校虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)的一個(gè)范例。該實(shí)驗(yàn)室擁有CAVE洞穴式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng),可以把大學(xué)生設(shè)計(jì)的作品投影到墻面、天花板和地面上。比如,學(xué)生設(shè)計(jì)了一間淋浴房,他能利用這套系統(tǒng)把它展現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室里,和真實(shí)的淋浴房一樣大小。營(yíng)造出這種教學(xué)環(huán)境后,教師就能與學(xué)生更方便地交流各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)優(yōu)劣,并隨時(shí)做出修改。
企業(yè)的一些培訓(xùn)項(xiàng)目,同樣離不開(kāi)虛擬現(xiàn)實(shí)。以石油化工為例,眾所周知,大型石油灌區(qū)集中了大量危險(xiǎn)化學(xué)品,一旦操作不當(dāng),便可能引發(fā)火災(zāi)、爆炸事故,并造成環(huán)境污染等次生災(zāi)害。因此,政府和企業(yè)對(duì)大型石油灌區(qū)的安全性和操作人員的專(zhuān)業(yè)性提出了很高要求。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以構(gòu)建儲(chǔ)罐區(qū)應(yīng)急救援及安全培訓(xùn)系統(tǒng),它不但能向員工呈現(xiàn)操作流程的各種場(chǎng)景,引導(dǎo)他們學(xué)習(xí)、掌握安全操作技能,還能模擬事故發(fā)生、火光熊熊的場(chǎng)面,讓員工在沉浸式虛擬影像中開(kāi)展救援行動(dòng)。
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