试述虚拟现实技术及其在机械工程中的应用
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试述虚拟现实技术及其在机械工程中的应用

虚拟现实技术及其在机械工程中的应用[摘 要]机械工程是我国工业化建设的重要组成部分,它的发展情况直接影响着我国的科技水平和国际综合实力,研究发现,将虚拟现实技术应用到机械工程中不但可以降低机械人物复杂程度,同时还能减少工程成本,提高机械工程运作效率。本文就针对虚拟现实技术在机械工程中的应用这一理由,详细论述虚拟现实技术的原理,特点以及对机械工程的实用性,并提出虚拟现实技术在机械工程的应用领域以及具体的应用倡议。
  [关键词]虚拟现实技术 机械工程 应用状况 应用方式
  1009-914X(2014)15-0338-01
  一 虚拟现实技术简介
  虚拟现实技术是21世纪才逐渐发展起来的全新技术,它概念的在1980年首次提出,是一项以计算机仿真技术为基础的,与许多相关联的综合型技术,由于它发展历史较短,目前对它还没有一个统一的标准定义,笼统的讲,虚拟坚实技术就是一个通过计算机仿真技术,计算机处理技术以及信息处理技术等手段对生活中的真实对象及其物质运动过程进行虚拟模仿的技术,它能够为我们建成一个形象逼真的虚拟环境,是我们能够在这一环境内进行工程上的操作并感受真实的运动过程。总之通过虚拟技术可以实现人机交互,对一些工程实例进行逼真模仿,为后续的制作工作奠定良好的基础。
  二 虚拟现实技术的特征及关键技术
  作为一项全新的综合技术,虚拟现实技术与传统的技术相比具有许多新的特点,具体包括以下几点:
  (1)逼真性:这是指观察者对由这一技术所创建的虚拟世界的真实感受,虚拟现实技术通过仿真技术和信息处理技术创建出虚拟世界,并允许用户通过各种感官来体会发生在这一虚拟空间中的一切,给使用者以最逼真的感觉。
  (2)相关性:这主要是指在虚拟世界中用户和计算机的沟通程度,利用虚拟现实技术,用户可以与计算机之间进行深入的沟通,不仅可以利用鼠标,键盘还可以利用指纹,声音等其它手段,同时还可以利用一些监控设备来监控人机沟通的过程。
  (3)全方位性:利用虚拟现实技术所构成的人机交互系统中包含视觉感应,触觉感应,听觉感应,嗅觉感应以及动作感应装置,因此,在虚拟空间中,使用者可以在听觉,视觉,徐觉以及动作等多种信息中与计算机进行沟通,不但可以给人以直观的全方位的感觉,还能够有效的激发人的内在潜力,提高后续工作的效率。
  (4)及时性。这也是提高工程效率的关键,利用虚拟现实技术所构建的系统可以保证人与计算机之间的沟通,计算机的现实,以及计算机工作过程的实时性,将人机沟通以及计算机处理的时间降到最低,达到人机高度融合,人机一体的效果。
  要想成功的创建一个逼真的虚拟空间,必须掌握虚拟现实技术中的关键手段,主要包括以下几点:
  (1) 动态建模技术:动态建模师虚拟现实技术的关键内容,建模的目的是得到现实环境的真实信息,三维指数等,并以这些信息为基础来构建我们需要的虚拟环境,为后续环节创造条件。
  (2) 图像生产技术:这里所指的图形是三维图像,不但要保证图像的准确合理性,还要保证图像生成过程的实时性,为了达到实时性的要求,必须是图像的更新频率高于或等于15帧/秒,且在高于35帧/秒时效果最好,更新频率的提高也是使虚拟现实技术的有效性增加的重要手段。
  (3)显示技术和传感技术:显示技术和传感技术是虚拟现实系统中进行人机交互的关键技术,就当前的发展情况来看,现在的现实技术和传感技术与期待的水平还差很多,并且在触觉感应和动作感应方面还有一定的不足,另外现在的一些基于虚拟现实技术的产品的精度也比较低。
  (4)系统开发技术:任何一个技术最终都是要投入实际应用的,虚拟现实技术也是如此,由此可先,系统开发也是虚拟现实技术中的一个十分重要的技术。现在世界上用来实现虚拟开放技术的工具主要有:aVRT,它来自super cape公司,VRT可以实现具有较高水平的信息处理和人机相互的可视化平台。b.WTK,它来自sense8公司,WTK中具有一个合成的虚拟空间的应用开发环境。c.Multi Gen,它来自Multi Gen公司,Multi Gen提供了一个具有人机交互功能的图像建模系统。d.Vega,它来自Multi Gen—paradigm公司,在Vega可以实现听觉感应以及视觉感应的仿真。e.IRIS performer,它来自SGI公司,可以实现三维图像的人机相互应用。
  (5)集成技术。构建虚拟空间是往往包含着大量的物质模型和感觉信息,将这些信息和模型整合起来才能成功的构建虚拟空间,集成技术就是实现这个环节的技术,现有的集成技术主要包括信息同步技术,信息转换技术,模型标定技术,信息合成技术以及信息管理技术等。
  
  • 文章片段:有:aVRT,它来自super cape公司,VRT可以实现具有较高水平的信息处理和人机相互的可视化平台。b.WTK,它来自sense8公司,WTK中具有一个合成的虚拟空间的应用开发环境。c.Multi Gen,它来自Multi Gen公司,Multi Gen提供了一个具有人机交互功能的图像建模系统。d.Vega,它来自Multi Gen—paradigm公司,在Vega可以实现听觉感应以及视
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