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国内外虚拟现实技术的研究状况

发布时间:2009-3-18阅读:1099

一、美国的研究状况

美国是VR技术的发源地。美国VR研究技术的水平基本上就代表国际VR发展的水平。

目前美国在该领域的基础研究主要集中在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面。

美国宇航局（NASA）的Ames实验室完善了HMD；并将VPL的数据手套工程化，使

其成为可用性较高的产品。NASA研究的重点放在对空间站操纵的实时仿真上，大多数研究

是在NASA的约翰逊空间中心完成的。他们大量运用了面向座舱的飞行模拟技术。NASA

完成的一项著名的工作是对哈勃太空望远镜的仿真。NASA的Ames现在正致力于一个叫“虚

拟行星探索”（VPE）的试验计划，这一项目能使“虚拟探索者”（VirtualExplorer）利用虚拟

环境来考察遥远的行星，他们的第一个目标是火星。现在NASA己经建立了航空、卫星维

护VR训练系统，空间站VR训练系统，并且已经建立了可供全国使用的VR教育系统。

北卡罗来纳大学（UNC）的计算机系是进行VR研究最早最著名的大学。他们主要研

究：分子建模、航空驾驶、外科手术仿真、建筑仿真等。在显示技术上，UNC开发了一个

帮助用户在复杂视景中建立实时动态显示的并行处理系统，叫做像素飞机（Pixelplanes）。

LomaLinda大学医学中心是一所经常从事高难度或者有争议课题的医学研究单位。

DavidWarner博士和他的研究小组成功地将计算机图形及VR的设备用于探讨与神经疾病相

关的问题。他们以数据手套为工具，将手的运动实时地在计算机上用图形表示出来；他们还

成功地将VR技术应用于受虐待儿童的心理康复之中，并首创了VR儿科治疗法。

麻省理工学院（MIT）是一个一直走在必威体育精装版技术前沿的科学研究机构。MIT原先就是研

究人工智能、机器人和计算机图形学及动画的先锋，这些技术都是VR技术的基础，1985

年MIT成立了媒体实验室，进行虚拟环境的正规研究。这个媒体实验室建立了一个名叫

BOLIO的测试环境，用于进行不同图形仿真技术的实验。利用这一环境，MIT建立了一个

虚拟环境下的对象运动跟踪动态系统。另外，MIT还在进行“路径计划”与“运动计划”等研究。

SRI研究中心建立了“视觉感知计划”，研究现有VR技术的进一步发展。1991年后，SRI

进行了利用VR技术对军用飞机或车辆驾驶的训练研究，试图通过仿真来减少飞行事故。另

外，SRI还利用遥控技术进行外科手术仿真的研究。

华盛顿大学华盛顿技术中心的人机界面技术实验室（HITLab）在新概念的研究中起着

领先作用，同时也在进行感觉、知觉、认知和运动控制能力的研究。HIT将VR研究引入了

教育、设计、娱乐和制造领域。例如，波音公司的V22运输机就是先在实验室中造出虚拟

机后再投入生产的。

Davesims等人研制出虚拟现实撤退模型来观看系统如何运作。此系统先假设在伦敦地

铁中突然发生火灾，一些人向出口跑去，母亲们努力聚拢孩子们，而一些人却在询问起火的

原因。在出口处，人群拥挤在门口，使劲地向前挤，但却不能前进一步。这时单击鼠标左键，

加宽门口拉走门柱，许多人能迅速通过。人们得出结论：在突发事件中，保持平静和快速是

非常重要的。现在在维加斯的虚拟购物商场中，每一个字符都指定为一个随意的数字发生器，

当突然发生火灾时，发生器立即指示一个熟悉的出口，并且省去人们聚集家人或询问出口的

麻烦。

SOFTIMAGE公司的专家们提出了渗透将有助于扩大虚拟现实的美学感，这是VR未来

的一个发展方向。

伊利诺斯州立大学研制出在车辆设计中，支持远程协作的分布式VR系统，不同国家、

不同地区的工程师们可以通过计算机网络实时协作进行设计。在设计车辆的过程中，各种部

件都可以共享一个虚拟环境，并且可以查看对方任何一个位置的视频传递和相应的定位方

向。在系统中采用了虚拟原型，从而减少了设计图像和新产品进入市场的时间，这样，产品

在生产之前就可以估算和测试，并且大大地提高了产品质量。

乔治梅森大学研制出一套在动态虚拟环境中的流体实时仿真系统。在一个分布交互式仿

真系统中仿真真实世界复杂流体的物理特性，包