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虚拟现实的应用领域
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CAE/模拟仿真展厅
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VR技术的应用极为广泛,Helsel与Doherty在1993年对全世界范围内已经进行的805项VR研究项目作了统计,结果表明:目前在娱乐、教育及艺术方面的应用占据主流,达21.4%,其次是军事与航空达12.7%,医学方面达6.13%,机器人方面占6.21%,商业方面占4.96%,另外在可视化计算、制造业等方面也有相当的比重。下面简要介绍其部分应用。

医学

VR在医学方面的应用具有十分重要的现实意义。在虚拟环境中,可以建立虚拟的人体模型,借助于跟踪球、HMD、感觉手套,学生可以很容易了解人体内部各器官结构,这比现有的采用教科书的方式要有效得多。

Pieper及Satara等研究者在90年代初基于两个SGI工作站建立了一个虚拟外科手术训练器,用于腿部及腹部外科手术模拟。这个虚拟的环境包括虚拟的手术台与手术灯,虚拟的外科工具(如手术刀、注射器、手术钳等),虚拟的人体模型与器官等。借助于HMD及感觉手套,使用者可以对虚拟的人体模型进行手术。但该系统有待进一步改进,如需提高环境的真实感,增加网络功能,使其能同时培训多个使用者,或可在外地专家的指导下工作等。

另外,在远距离遥控外科手术,复杂手术的计划安排,手术过程的信息指导,手术后果预测及改善残疾人生恬状况,乃至新型药物的研制等方面,VR技术都有十分重要的意义。

娱乐、艺术与教育

丰富的感觉能力与3D显示环境使得VR成为理想的视频游戏工具。由于在娱乐方面对VR的真实感要求不是太高,故近些年来VR在该方面发展最为迅猛。如Chicago(芝加哥)开放了世界上第一台大型可供多人使用的VR娱乐系统,其主题是关于3025年的一场未来战争;英国开发的称为“Virtuality”的VR游戏系统,配有HMD,大大增强了真实感;1992年的一台称为“Legeal Qust”的系统由于增加了人工智能功能,使计算机具备了自学习功能,大大增强了趣味性及难度,使该系统获该年度VR产品奖。另外在家庭娱乐方面VR也显示出了很好的前景。

作为传输显示信息的媒体,VR在未来艺术领域方面所具有的潜在应用能力也不可低估。VR所具有的临场参与感与交互能力可以将静态的艺术(如油画、雕刻等)转化为动态的,可以使观赏者更好地欣赏作者的思想艺术。另外,VR提高了艺术表现能力,如一个虚拟的音乐家可以演奏各种各样的乐器,手足不便的人或远在外地的人可以在他生活的居室中去虚拟的音乐厅欣赏音乐会等等。

对艺术的潜在应用价值同样适用于教育,如在解释一些复杂的系统抽象的概念如量子物理等方面,VR是非常有力的工具,Lofin等人在1993年建立了一个“虚拟的物理实验室”,用于解释某些物理概念,如位置与速度,力量与位移等。

军事与航天工业

模拟训练一直是军事与航天工业中的一个重要课题,这为VR提供了广阔的应用前景。美国国防部高级研究计划局DARPA自80年代起一直致力于研究称为SIMNET的虚拟战场系统,以提供坦克协同训练,该系统可联结200多台模拟器。另外利用VR技术,可模拟零重力环境,以代替现在非标准的水下训练宇航员的方法。

城市规划

在城市规划中经常会用到VR技术,用VR技术不仅能十分直观的表现虚拟的城市环境,而且能很好的模拟各种天气情况下的城市,而且可以一目了然的了解排水系统,供电系统,道路交通,沟渠湖泊等等。而且能模拟飓风、火灾、水灾、地震等自然灾害的突发情况。对于政府在城市规划的工作中起到了举足轻重的作用。

室内设计

在室内设计应用方面,用VR技术不仅能十分完美的表现室内的环境,而且能在三维的室内空间中自由行走。目前业内常用VR技术做室内360度全景展示和室内漫游,受到一致好评,而且不仅能在室内漫游,还能用VR技术做预装修系统,可以实现即时动态的对墙壁的颜色进行更换或贴上不同材质的墙纸,还可以更换地面的颜色或贴上不同的木地板、瓷砖等,更能移动家具的摆放位置、更换不同的装饰物。这一切都在VR虚拟现实技术下将被完美的表现。

文物保护

VR技术在文物保护方面也是应用相当广泛的,埃及的金字塔就做过网上的体验中心,运用了全景虚拟技术和三维虚拟技术,而且IBM已经成功运用VR虚拟现实技术对北京故宫进行整体的数字虚拟。现在大家可以在网上直接看到数字三维化的故宫。(详见:“IBM建虚拟紫禁城上线”一文)

交通

无论是在空中、陆地还是海洋河流的交通规划模拟方面,VR虚拟技术都有其得天独厚的优势,不仅仅能用三维GIS技术将各种交通路线表现得十分到位,更能动态模拟各种自然灾害情况。

房地产

近几年在房地产的表现和推广应用方面,VR虚拟现实技术被得到越来越多的应用,更有逐步取代效果图和三维动画之势。用VR虚拟技术不仅可以十分完美的表现整个小区的环境,设施。还能表现不存在但即将建成的绿化带,喷泉,休息区,运动场等等。不仅如此,用户还能在整个小区中任意漫游、仔细欣赏小区的每一处风景。大大刺激了浏览者的感受。

游戏

对于游戏的开发,目前VR技术比较适合开发:角色扮演类、动作类、冒险解迷类、竞速赛车类的游戏,其先进的图像引擎丝毫不亚于目前的主流游戏引擎的图像表现效果,而且整合配套的动力学和AI系统更给游戏的开发提供了便利。

家电

在家电产品的展示、展览、发布上,运用VR技术不仅可以完美表现产品的外观,更能将其功能表现的淋漓尽致。而且家电行业产品种类繁多、数量庞大。市场需求量十分大,无论是使用全景虚拟、视频虚拟还是三维虚拟技术都能在家电行业大有作为。

地理

VR技术在地理应用上,主要是运用三维GIS地理信息系统来表现直观的三维地形地貌,对于地理工作者提供便利,对于相关工程建设提供可靠的参考数据。

教育

VR技术在教育领域,主要是发挥其互动性和生动的表现效果,用于立体几何、物理化学等相关课件的模拟制作。而且在相关专业的培训机构,VR虚拟现实技术能够提供学员更多的辅助,比如虚拟驾驶、各种交通规则的模拟。特种器械模拟操作、模拟装备等等。

工业

VR技术在工业应用上,主要运用于工业园模拟、机床模拟操作、设备管理、虚拟装配、工控仿真。由于VR技术本身的特性所以从事以上的相关工作模拟十分方便、快捷而真实准确。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (7/22/2009)
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