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應用領域


關于紅寶石虛擬實境(Virtual Reality)

       簡稱VR技術,也稱靈境技術或人工環境,是利用電腦模擬產生一個三度空間的虛擬世界,提供使用者關于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬,讓使用者如同身歷其境一般,可以及時、沒有限制地觀察三度空間內的事物。使用者進行位置移動時,電腦可以立即進行復雜的運算,將精確的3D世界影像傳回產生臨場感。虛擬現實(VR),看到的場景和人物全是假的,是把人的意識代入一個虛擬的世界
https://v.youku.com/v_show/id_XNDIyNjgwMzM2OA==.html?spm=a2hzp.8253869.0.0



顯示技術

      虛擬現實人看周圍的世界時,由于兩只眼睛的位置不同,得到的圖像略有不同,這些圖像在腦子里融合起來,就形成了一個關于周圍世界的整體景象,這個景象中包括了距離遠近的信息。當然,距離信息也可以通過其他方法獲得,例如眼睛焦距的遠近、物體大小的比較等。
      在VR系統中,
雙目立體視覺起了很大作用。用戶的兩只眼睛看到的不同圖像是分別產生的,顯示在不同的顯示器上。有的系統采用單個顯示器,但用戶帶上特殊的眼鏡后,一只眼睛只能看到奇數幀圖像,另一只眼睛只能看到偶數幀圖像,奇、偶幀之間的不同也就是視差就產生了立體感。
      用戶(頭、眼)的跟蹤:在
人造環境中,每個物體相對于系統的坐標系都有一個位置與姿態,而用戶也是如此。用戶看到的景象是由用戶的位置和頭(眼)的方向來確定的。
跟蹤頭部運動的虛擬現實頭套:在傳統的計算機圖形技術中,視場的改變是通過鼠標或鍵盤來實現的,用戶的視覺系統和運動感知系統是分離的,而利用頭部跟蹤來改變圖像的視角,用戶的視覺系統和運動感知系統之間就可以聯系起來,感覺更逼真。另一個優點是,用戶不僅可以通過雙目立體視覺去認識環境,而且可以通過頭部的運動去觀察環境。
      在用戶與計算機的交互中,鍵盤和鼠標是目前最常用的工具,但對于三維空間來說,它們都不太適合。在三維空間中因為有六個自由度,我們很難找出比較直觀的辦法把鼠標的
平面運動映射成三維空間的任意運動?,F在,已經有一些設備可以提供六個自由度,如3Space數字化儀和SpaceBall空間球等。另外一些性能比較優異的設備是數據手套和數據衣。

聲音技術

       人能夠很好地判定聲源的方向。在水平方向上,我們靠聲音的相位差及強度的差別來確定聲音的方向,因為聲音到達兩只耳朵的時間或距離有所不同。常見的立體聲效果就是靠左右耳聽到在不同位置錄制的不同聲音來實現的,所以會有一種方向感?,F實生活里,當頭部轉動時,聽到的聲音的方向就會改變。但目前在VR系統中,聲音的方向與用戶頭部的運動無關。

感覺技術

       在一個VR系統中,用戶可以看到一個虛擬的杯子。你可以設法去抓住它,但是你的手沒有真正接觸杯子的感覺,并有可能穿過虛擬杯子的“表面”,而這在現實生活中是不可能的。解決這一問題的常用裝置是在手套內層安裝一些可以振動的觸點來模擬觸覺。

語音技術

       在VR系統中,語音的輸入輸出也很重要。這就要求虛擬環境能聽懂人的語言,并能與人實時交互。而讓計算機識別人的語音是相當困難的,因為語音信號和自然語言信號有其“多邊性”和復雜性。例如,連續語音中詞與詞之間沒有明顯的停頓,同一詞、同一字的發音受前后詞、字的影響,不僅不同人說同一詞會有所不同,就是同一人發音也會受到心理、生理和環境的影響而有所不同。
使用人的自然語言作為計算機輸入目前有兩個問題,首先是效率問題,為便于計算機理解,輸入的語音可能會相當羅嗦。其次是正確性問題,計算機理解語音的方法是對比匹配,而沒有人的智能。



技術應用

醫學應用

      虛擬現實VR在醫學方面的應用具有十分重要的現實意義。在虛擬環境中,可以建立虛擬的人體模型,借助于跟蹤球、HMD、感覺手套,學生可以很容易了解人體內部各器官結構,這比現有的采用教科書的方式要有效得多。Pieper及Satara等研究者在90年代初基于兩個SGI工作站建立了一個虛擬外科手術訓練器,用于腿部及腹部外科手術模擬。這個虛擬的環境包括虛擬的手術臺與手術燈,虛擬的外科工具(如手術刀、注射器、手術鉗等),虛擬的人體模型與器官等。借助于HMD及感覺手套,使用者可以對虛擬的人體模型進行手術。但該系統有待進一步改進,如需提高環境的真實感,增加網絡功能,使其能同時培訓多個使用者,或可在外地專家的指導下工作等。手術后果預測及改善殘疾人生恬狀況,乃至新型藥物的研制等方面,VR技術都有十分重要的意義。


 

娛樂應用

      虛擬現實(3)豐富的感覺能力與3D顯示環境使得VR成為理想的視頻游戲工具。由于在娛樂方面對VR的真實感要求不是太高,故近些年來VR在該方面發展最為迅猛。如Chicago(芝加哥)開放了世界上第一臺大型可供多人使用的VR娛樂系統,其主題是關于3025年的一場未來戰爭;英國開發的稱為“Virtuality”的VR游戲系統,配有HMD,大大增強了真實感;1992年的一臺稱為“Legeal Qust”的系統由于增加了人工智能功能,使計算機具備了自學習功能,大大增強了趣味性及難度,使該系統獲該年度VR產品獎。另外在家庭娛樂方面VR也顯示出了很好的前景。


軍事航天

      模擬訓練一直是軍事與航天工業中的一個重要課題,這為VR提供了廣闊的應用前景。美國國防部高級研究計劃局DARPA自80年代起一直致力于研究稱為SIMNET的虛擬戰場系統,以提供坦克協同訓練,該系統可聯結200多臺模擬器。另外利用VR技術,可模擬零重力環境,替非標準的水下訓練宇航員的方法。


室內設計

      虛擬現實虛擬現實不僅僅是一個演示媒體,而且還是一個設計工具。它以視覺形式反映了設計者的思想,比如裝修房屋之前,你首先要做的事是對房屋的結構、外形做細致的構思,為了使之定量化,你還需設計許多圖紙,當然這些圖紙只能內行人讀懂,虛擬現實可以把這種構思變成看得見的虛擬物體和環境,使以往只能借助傳統的設計模式提升到數字化的即看即所得的完美境界,大大提高了設計和規劃的質量與效率。運用虛擬現實技術,設計者可以完全按照自己的構思去構建裝飾“虛擬”的房間,并可以任意變換自己在房間中的位置,去觀察設計的效果,直到滿意為止。既節約了時間,又節省了做模型的費用。


 

房產開發

      虛擬現實隨著房地產業競爭的加劇,傳統的展示手段如平面圖、表現圖、沙盤、樣板房等已經遠遠無法滿足消費者的需要。因此敏銳把握市場動向,果斷啟用最新的技術并迅速轉化為生產力,方可以領先一步,擊潰競爭對手。虛擬現實技術是集影視廣告、動畫、多媒體、網絡科技于一身的最新型的房地產營銷方式,在國內的廣州、上海、北京等大城市,國外的加拿大、美國等經濟和科技發達的國家都非常熱門,是當今房地產行業一個綜合實力的象征和標志,其最主要的核心是房地產銷售!同時在房地產開發中的其他重要環節包括申報、審批、設計、宣傳等方面都有著非常迫切的需求。


應急推演

       防患于未然,是各行各業尤其是具有一定危險性行業(消防、電力、石油、礦產等)的關注重點,如何確保在事故來臨之時做到最小的損失,定期的執行應急推演是傳統并有效地一種防患方式,但其弊端也相當明顯,投入成本高,每一次推演都要投入大量的人力、物力,大量的投入使得其不可能進行頻繁性的執行,虛擬現實的產生為應急演練提供了一種全新的開展模式,將事故現場模擬到虛擬場景中去,在這里人為的制造各種事故情況,組織參演人員做出正確響應。這樣的推演大大降低了投入成本,提高了推演實訓時間,從而保證了人們面對事故災難時的應對技能,并且可以打破空間的限制方便的組織各地人員進行推演,這樣的案例已有應用,必將是今后應急推演的一個趨勢。

虛擬維修
       虛擬維修虛擬技術近年來的一個重要研究方向,目的是通過采用計算機仿真和虛擬現實技術在計算機上真實展現裝備的維修過程,增強裝備壽命周期各階段關于維修的各種決策能力,包括維修性設計分析、維修性演示驗證、維修過程核查、維修訓練實施等。

虛擬維修是虛擬現實技術在設備維修中的應用, 在現代化煤礦、核電站等安全性要求高的場所, 或在設備快速搶修之前, 進行維修預演和仿真。突破了設備維修在空間和時間上的限制, 可以實現逼真的設備拆裝、故障維修等操作, 提取生產設備的已有資料、狀態數據, 檢驗設備性能。虛擬維修技術還可以通過仿真操作過程, 統計維修作業的時間、維修工種的配置、維修工具的選擇、設備部件拆卸的順序、維修作業所需的空間、預計維修費用。

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