虚拟现实应用系统.pptx

本章介绍虚拟现实的各种应用，包括军事应用、航空航天应用、计算机辅助设计、外科手术和人体器官的模拟、科学研究和计算的可视化、教育、游戏和其它方面的应用等。通过本章读者可以对虚拟现实的各种应用有所了解，为今后开发和使用虚拟现实技术起到很大的作用。?8.1 军事应用8.1.1 军事应用的目的8.1.2 军事应用的领域8.1.3 军事应用的实例8.1.1 军事应用的目的 当前趋势是增加技术复杂性和缩短军用硬件的生命周期，这要求仿真器是灵活的、可升级的和可联网的，并允许远地仿真，不需要训练者去到仿真器地方。在队伍仿真中也需要网络，它比单用户仿真要真实，要求虚拟现实是可联网的、灵活的和可升级的，由此理想地满足军事的需要。 在军事应用中，采用虚拟现实系统不仅提高了作战能力和指挥效能，而且提高了训练水平，大大减少了军事开支，节省了大量人力、物力，同时可以保证安全。8.1.2 军事应用的领域1.训练方面（1）模拟战场环境（2）设计单兵训练器（3）团队战术训练2.武器装备的研究 在武器装备研究与新武器展示中主要有以下应用: (1)在武器设计研制过程中，采用虚拟现实技术提供先期演示，检验设计方案，把先进设计思想融入武器装备研制的全过程，从而保证总体质量和效能，实现武器装备投资的最佳选择，对于有些无法进行实验或实验成本太高的武器研制工作，也可由虚拟现实系统来完成。所以尽管不进行武器试验，也能不断改进武器性能。? (2) 研制者和用户利用虚拟现实技术，可以很方便地介入系统建模和仿真试验的全过程，既能加快武器系统的研制周期，又能合理评估其作战效能及其操作的合理性，使之更接近实战的要求。 (3) 采用虚拟现实技术对未来高技术战争的战场环境、武器装备的技术性能和使用效率等方面进行仿真，有利于选择重点发展的武器装备体系，改善其整体质量和作战效果。 (4) 很多武器供应商借助于网络，采用虚拟现实系统来展示武器的各种性能。?（1）在美国陆军中，他们利用虚拟现实的仿真器实现各种层次的军事训练，如单兵训练、排级指挥员的训练、连和营一级的训练等。（2）在美国海军中，开发了一种VESUB（Virtual Environment for Submarine Ship Handling Training）仿真器。它主要用于甲板上的训练。（3）在美国空军中，开发出了更多的仿真器。如单元教练机和虚拟座舱。8.1.3 军事应用的实例8.2 航空航天应用在航空航天方面，美国国家航空航天局（NASA）于20世纪80年代初就开始研究虚拟现实技术，并于1984年研制出新型的头盔显示器。90年代以来，虚拟现实的研究与应用范围不断扩大。宇航员利用虚拟现实系统进行了各种训练。美国国家航空航天局计划将虚拟现实系统用于国际空间站组装、训练等工作。另外，近些年来，欧洲、俄罗斯、日本等都开展虚拟现实在航空航天系统的研制及人员训练中的应用。我国也在这一领域进行着大量的研究工作。?8.2.1 航空航天应用的目的 虚拟现实在航空航天领域应用的目的主要有两点：一是帮助设计复杂的航空航天系统。航空系统包括各类飞行器，如直升机、大型飞机、超音速战斗机、导弹、飞艇等。航天系统则包括各类卫星、太空火箭、航天飞机、空间站等。通过虚拟现实技术可以很好地模拟高空及太空环境，帮助了解和掌握各类系统在一定环境下的工作情况。同时降低系统设计的费用，缩短设计周期等。另一目的是训练各类人员，包括航空飞行器驾驶员以及宇航员等。总之，通过虚拟现实技术，近些年来大大推动了航空航天领域的发展，使人类在这一领域有了极大的进步。下面着重介绍几个虚拟现实在航空航天领域应用的实例。NASA的虚拟现实训练EVA的虚拟现实训练美国空军的虚拟座舱虚拟风洞8.2.2 航空航天应用的实例8.3 计算机辅助设计 虚拟现实技术离不开计算机技术的发展。那么虚拟现实技术必然会对计算机技术领域发挥巨大的作用，其中之一就是用于计算机辅助设计。在计算机辅助设计中虚拟现实技术几乎覆盖各个方面。如果在计算机辅助设计中采用了虚拟现实技术，就只需在计算机辅助设计的对象前加入“虚拟”二字，就可以体现计算机辅助设计的特点。当然，它们设计的基本原理是一致的。下面以两个完全不同的两个实例来说明这一点：虚拟样机以及虚拟建筑设计和城市规划。8.3.1 虚拟原型设计 在制造业，一个产品的生产周期包括：设计阶段、表现阶段（购买原材料和安装设备）、员工培训和实际生产阶段。虚拟现实的特点对每一阶段都能发挥重要的作用 采用虚拟制造技术，可以在设计阶段就对设计的方案、结构等进行仿真，解决大多数问题，提高一次试制成功率。用虚拟原型样机技术取代传统的硬件样机，可以大大节约新产品开发的周期和费用，很容易地发现许多以前难以发现的设计问题。 同时，还可以明显地改善开发团体成员之间的意见交流方式。在城市规划、工程