虛擬仿真(Virtual Reality):仿真(simulation)技術,或稱為模擬技術,就是用一個系統(tǒng)模仿另一個真實系統(tǒng)的技術。虛擬仿真實際上是一種可創(chuàng)建和體驗虛擬世界(Virtual World)的計算機系統(tǒng)。此種虛擬世界由計算機生成,可以是現(xiàn)實世界的再現(xiàn),亦可以是構想中的世界,用戶可借助視覺、聽覺及觸覺等多種傳感通道與虛擬世界進行自然的交互。
它是以仿真的方式給用戶創(chuàng)造一個實時反映實體對象變化與相互作用的三維虛擬世界,并通過頭盔顯示器(HMD)、數(shù)據(jù)手套等輔助傳感設備,提供用戶一個觀測與該虛擬世界交互的三維界面,使用戶可直接參與并探索仿真對象在所處環(huán)境中的作用與變化,產(chǎn)生沉浸感。
VR技術是計算機技術、計算機圖形學、計算機視覺、視覺生理學、視覺心理學、仿真技術、微電子技術、多媒體技術、信息技術、立體顯示技術、傳感與測量技術、軟件工程、語音識別與合成技術、人機接口技術、網(wǎng)絡技術及人工智能技術等多種高新技術集成之結晶。其逼真性和實時交互性為系統(tǒng)仿真技術提供有力的支撐。
虛擬與現(xiàn)實兩詞具有相互矛盾的含義,把這兩個詞放在一起,似乎沒有意義,但是科學技術的發(fā)展卻賦予了它新的含義。虛擬現(xiàn)實的明確定義不太好說,按比較早提出虛擬現(xiàn)實概念的學者J.Laniar的說法,虛擬現(xiàn)實,又稱假想現(xiàn)實,意味著“用電子計算機合成的人工世界”。從此可以清楚地看到,這個領域與計算機有著不可分離的密切關系,信息科學是合成虛擬現(xiàn)實的基本前提。生成虛擬現(xiàn)實需要解決以下三個主要問題:
①以假亂真的存在技術。即,怎樣合成對觀察者的感官器官來說與實際存在相一致的輸入信息,也就是如何可以產(chǎn)生與現(xiàn)實環(huán)境一樣的視覺,觸覺,嗅覺等。
②相互作用。觀察者怎樣積極和能動地操作虛擬現(xiàn)實,以實現(xiàn)不同的視點景象和更高層次的感覺信息。實際上也就是怎么可以看得更像,聽得更真等等。
③自律性現(xiàn)實。感覺者如何在不意識到自己動作、行為的條件下得到栩栩如生的現(xiàn)實感。在這里,觀察者、傳感器、計算機仿真系統(tǒng)與顯示系統(tǒng)構成了一個相互作用的閉環(huán)流程。
今天,虛擬現(xiàn)實已經(jīng)發(fā)展成一門涉及計算機圖形學、精密傳感機構、人機接口及實時圖像處理等領域的綜合性學科。虛擬現(xiàn)實技術分虛擬實景(境)技術(如虛擬游覽故宮博物館)與虛擬虛景(境)技術(如虛擬現(xiàn)實環(huán)境生成、虛擬設計的波音777飛機等)兩大類。虛擬現(xiàn)實技術的應用領域和交叉領域非常廣泛,幾乎到了無所不包、無孔不入的地步,在虛擬現(xiàn)實技術戰(zhàn)場環(huán)境,虛擬現(xiàn)實作戰(zhàn)指揮模擬,飛機、船舶、車輛虛擬現(xiàn)實駕駛訓練,飛機、導彈、輪船與轎車的虛擬制造(含系統(tǒng)的虛擬設計),虛擬現(xiàn)實建筑物的展示與參觀,虛擬現(xiàn)實手術培訓,虛擬現(xiàn)實游戲,虛擬現(xiàn)實影視藝術等等方面的應用和產(chǎn)業(yè)的形成都有強烈的市場需求和技術驅(qū)動。
虛擬仿真技術特點:
具有沉浸性(immersion)、交互性(interaction)和構想性(imagination),使人們能沉浸其中,超越其上,出入自然,形成具有交互效能多維化的信息環(huán)境。
業(yè)界很多虛擬現(xiàn)實公司只能提供三維漫游等簡單的視景開發(fā)支持,其擁有的幾何模型干涉檢查、交互操作支持等也非常簡單,而為此特殊開發(fā)的專用模塊不但價格昂貴,且源代碼有限開放難以滿足用戶個性化開發(fā)應用需求。真正的虛擬仿真應提供復雜場景圖形、聲音、交互操作、干涉檢查等多方面的支持,從而可以簡化應用系統(tǒng)的開發(fā),提供應用系統(tǒng)的功能和性能。
平臺系統(tǒng)表現(xiàn)為一個視景和聲音開發(fā)支撐平臺和多個開發(fā)支持工具(幾何對象干涉檢查工具包、通用虛擬手開發(fā)工具包、粒子生成與控制工具、不規(guī)則幾何體構造工具、流場可視化工具包)??梢詾橛脩籼峁└黝怴R應用系統(tǒng)的開發(fā)。概括地說,虛擬現(xiàn)實是人們通過計算機對復雜數(shù)據(jù)進行可視化操作與交互的一種全新方式,與傳統(tǒng)的人機界面以及流行的視窗操作相比,虛擬現(xiàn)實在技術思想上有了質(zhì)的飛躍。
虛擬現(xiàn)實中的“現(xiàn)實”是泛指在物理意義上或功能意義上存在于世界上的任何事物或環(huán)境,它可以是實際上可實現(xiàn)的,也可以是實際上難以實現(xiàn)的或根本無法實現(xiàn)的。而“虛擬”是指用計算機生成的意思。因此,虛擬現(xiàn)實是指用計算機生成的一種特殊環(huán)境,人可以通過使用各種特殊裝置將自己“投射”到這個環(huán)境中,并操作、控制環(huán)境,實現(xiàn)特殊的目的,即人是這種環(huán)境的主宰。
目前在北京有很多vr虛擬仿真技術公司,其中比較大的公司,如曼恒數(shù)字、中視典科技。北京四度科技vr虛擬仿真公司做項目比較用心,案例效果比較好。目前還能結合多種多媒體硬件方案,從而形成整體虛擬仿真解決方案。四度科技vr公司的服務熱線:18612192938,張經(jīng)理。