虚拟仿真技术的几个基本特性
浅谈虚拟现实技术的研究现状及发展趋势
浅谈虚拟现实技术的研究现状及发展趋势1、虚拟现实技术及其特征虚拟现实是一种由计算机和电子技术创造的新世界，是一个看似真实的模拟环境，通过多种传感设备，用户可根据自身的感觉，使用人的自然技能对虚拟世界中的物体进行考察和操作，参与其中的事件，同时提供视、听、触等直观而又自然的实时感知，并使参与者“沉浸”于模拟环境中。
虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。
模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。
感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。
除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。
自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入做出实时响应，并分别反馈到用户的五官。
传感设备是指三维交互设备。
常用的有立体头盔、数据手套、三维鼠标、数据衣等穿戴于用户身上的装置和设置于现实环境中的传感装置，如摄像机、地板压力传感器等。
VR具有以下四个重要特征：①多感知性。
指除一般计算机所具有的视觉感知外，还有听觉感知、触觉感知、运动感知，甚至还包括味觉、嗅觉、感知等。
理想的虚拟现实应该具有一切人所具有的感知功能。
②存在感。
指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。
理想的模拟环境应该达到使用户难辨真假的程度。
③交互性。
指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度。
④自主性。
指虚拟环境中的物体依据现实世界物理运动定律动作的程度。
虚拟现实的关键技术主要包括：动态环境建模技术、实时三维图形生成技术、立体显示和传感器技术、应用系统开发工具、系统集成技术。
2、国外虚拟现实技术的研究现状2.1 美国美国是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。
什么是虚拟现实技术
●什么是虚拟现实技术?它具有那些特征?1)虚拟现实技术是一种综合计算机图形技术、多媒体技术、传感器技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术以及仿真技术等多种科学及时而发展起来的计算机领域的新技术。
2)沉浸、交互和构想三大基本特征。
沉浸:指用户进入虚拟环境之后,由于他所接触到的一切都非常逼真,他相信这一切都“真实”存在,而且相信自己正处在所感受到的环境当中。
交互:指用户进入虚拟环境后,不仅可以通过各种先进的传感器获得逼真的感受,而且可以用自然的方式对虚拟环境中的物体进行操作。
构想:由虚拟环境的逼真性与实时交互性而使用户产生更丰富的联想,是获得沉浸感的一个必要条件。
●虚拟现实技术的关键技术:1)动态环境建模技术2)立体显示和传感器技术3)系统开发工具应用技术4)实时三维图形生成技术5)系统集成技术●虚拟现实技术在安全中的主要应用1)对出现的危险情况进行模拟,现实中引发事故的原因多种多样,事故具有很强的不可预知性,利用VR技术可以事先模拟事件发生过程及可能造成的严重后果。
2)通过虚拟现实针对模拟的情况进行必要改进,可以对现场更多地了解,采用措施改进。
3)通过VR重现事故现场,分析事故原因,对已发生的事故进行现场模拟,再现事故现场,了解事故原因,杜绝同类事故发生。
4)用VR技术进行现场模拟进行安全教育,直观生动,效果好。
●什么是射频识别?基本FRID系统由那几部分组成,各有什么功能?射频识别又称电子标签,是一种利用射频信号自动识别目标对象并获取相关信息的技术。
由FRID标签、FPID阅读器及应用支撑软件等几部分组成。
FRID标签:有芯片和天线组成,每个标签具有唯一的电子编码,标签附着在物体上识别目标对象。
FRID阅读器:主要任务是控制射频模块向标签发射读取信号,并接受标签的应答,对标签的对象标识相关进行解码,将对象标识信息连带标签上其他相关信息传输到主机以共处理。
FRID应用支撑软件:除了标签和阅读器上运行的软件外,介于阅读器与应用之间的中间件是其中的一个重要组成部分,主要任务是对阅读器读取的标签数据进行过滤、汇集和计算,减少从阅读器传往企业应用的数据量。
虚拟现实技术特点及常用硬件
浅谈虚拟现实技术特点，组成和分类。
常用的虚拟现实软件，硬件和优缺点。
一：虚拟现实技术特点:多感知性（Multi-Sensory）所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。
理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。
由于相关技术，特别是传感技术的限制，目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。
浸没感（Immersion）又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。
理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假，使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中，该环境中的一切看上去是真的，听上去是真的，动起来是真的，甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的，如同在现实世界中的感觉一样。
交互性（Interactivity）指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度（包括实时性）。
例如，用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体，这时手有握着东西的感觉，并可以感觉物体的重量，视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。
构想性（Imagination）强调虚拟现实技术应具有广阔的可想像空间，可拓宽人类认知范围，不仅可再现真实存在的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。
由于浸没感、交互性和构想性三个特性的英文单词的第一个字母均为I，所以这三个特性又通常被统称为3I特性。
一般来说，一个完整的虚拟现实系统由虚拟环境、以高性能计算机为核心的虚拟环境处理器、以头盔显示器为核心的视觉系统、以语音识别、声音合成与声音定位为核心的听觉系统、以方位跟踪器、数据手套和数据衣为主体的身体方位姿态跟踪设备，以及味觉、嗅觉、触觉与力觉反馈系统等功能单元构成。
二：虚拟现实技术组成和分类:1、虚拟现实技术组成：1、效果发生器。
效果发生器是完成人与虚拟环境交互的硬件接口装置，包括人们产生现实沉浸感受到的各类输出装置，例如头盔显示器、立体声耳机；还包括能测定视线方向和手指动作的输入装置，例如头部方位探测器和数据手套等2、实景仿真器。
航空航天产品设计中的虚拟样机模拟技术
航空航天产品设计中的虚拟样机模拟技术虚拟样机模拟技术在航空航天产品设计中的应用导语：航空航天领域一直以来都是科技创新的前沿领域之一。
而在产品设计过程中，虚拟样机模拟技术的应用不仅提高了效率，减少了成本，更为产品设计师提供了更多创造性的空间。
本文将探讨虚拟样机模拟技术在航空航天产品设计中的应用。
一、虚拟样机模拟技术的基本原理及特点虚拟样机模拟技术（Virtual Prototype Simulation Technology）是一种将虚拟现实技术与计算机辅助设计（CAD）相结合的应用技术。
通过对产品进行虚拟建模，进行逼真的物理仿真，实现对产品各方面性能的验证和分析。
相比传统的实体样机开发，虚拟样机模拟技术在以下几个方面有着独特的优势：1. 减少成本和时间：通过虚拟样机模拟技术，可以减少对实体样机的依赖，从而节约了开发过程中的资金和时间。
在产品设计的早期阶段，设计师可以通过虚拟样机模拟技术对产品进行多次迭代和修改，从而避免了实体样机的制造和调试所消耗的资源。
2. 提高设计质量：虚拟样机模拟技术可以虚拟呈现产品的形状、结构和工作方式，为设计师提供更加直观、准确的信息。
通过对虚拟样机进行模拟分析和测试，可以发现潜在的问题和不足，及时进行改进和优化，从而提高产品的设计质量。
3. 创新设计空间：虚拟样机模拟技术提供了一种无限制、可自由探索的设计空间。
在虚拟环境中，设计师可以进行多种方案的快速迭代和对比，发现和尝试新的设计理念。
这种创新空间为航空航天产品的设计师带来了更多的发挥创造力和思维的机会。
二、虚拟样机模拟技术在航空航天产品设计中的应用1. 飞行器气动布局设计：在飞行器的气动布局设计中，虚拟样机模拟技术可以对飞行器的气动特性进行模拟和分析。
通过对不同气动布局方案进行虚拟样机模拟，设计师可以评估不同方案的优劣，选择最佳的设计方向。
同时，虚拟样机模拟技术还可以通过分析飞行器的气动性能，指导优化飞行器的外形设计，降低气动阻力，提高飞行器的整体性能。
虚拟仿真实训
虚拟仿真实训1. 介绍在现代科技的推动下，虚拟仿真实训成为了一种高效、安全和可行的培训方法。
它通过利用计算机技术，模拟真实场景和情境，让学习者可以在虚拟环境中进行实际操作和训练。
虚拟仿真实训可以广泛应用于各个领域，包括航天航空、医疗健康、工程建设和军事训练等。
本文将深入探讨虚拟仿真实训的意义、特点、应用以及未来发展等问题。
2. 虚拟仿真实训的意义2.1 提供安全的实训环境虚拟仿真实训可以提供一个安全的学习环境，避免了学习者在真实场景中可能遇到的危险和风险。
比如，在飞行员培训中，虚拟仿真实训可以模拟各种紧急情况和意外事件，让学习者在没有真实飞行风险的情况下进行训练和应对。
2.2 提供高效的学习方式相比传统的实训方式，虚拟仿真实训可以提供更高效的学习过程和效果。
学习者可以在虚拟环境中进行反复练习和调整，实时获得反馈和指导，从而提高学习效果和技能水平。
而且，虚拟仿真实训可以根据学习者的个性化需求和进展，进行个性化的学习计划和路径设计。
3. 虚拟仿真实训的特点3.1 逼真度高虚拟仿真实训的一个重要特点是逼真度高。
通过利用先进的图形技术、物理引擎和模型设计，虚拟环境可以准确地模拟真实世界中的物理特性，如力学、光学和声学等。
学习者可以在逼真的环境中进行实际操作和训练，获得更真实、更直观的体验和感受。
3.2 可重复性强虚拟仿真实训具有较强的可重复性。
学习者可以在虚拟环境中进行反复的实践和练习，直到掌握所需的技能和知识。
而传统的实训方式可能受制于时间、空间和成本等因素，难以进行多次的重复训练。
3.3 交互性强虚拟仿真实训具有很强的交互性。
学习者可以直接通过计算机、触控屏或其他输入设备进行交互操作，与虚拟环境中的对象进行互动。
这种交互性可以增加学习的参与度和体验感，提高学习者的主动性和积极性。
3.4 可量化评估虚拟仿真实训可以进行实时的、精确的评估和反馈。
系统可以根据学习者的操作和表现，对其进行评估和分析，给予及时的反馈和指导。
物联网中的虚拟仿真技术研究
物联网中的虚拟仿真技术研究一、引言物联网作为信息时代的产物，在生产、生活、医疗等领域都有着广泛的应用。
其中，虚拟仿真技术作为物联网的重要组成部分，已经逐渐成为物联网研究领域的热门话题。
本文将着重探讨虚拟仿真技术在物联网中的应用和研究。
二、虚拟仿真技术概述虚拟仿真技术本质上是利用计算机模拟出真实环境中的各种情况和过程，以期达到实现仿真效果的一种技术手段。
其技术路线主要分为建模、仿真和可达性检验三个步骤。
1.建模：由于物联网中的各种设备和物体均需要被建模，因此建模作为虚拟仿真技术的核心步骤之一。
建模可以根据设备、物体的类型和特性不同，分类采用框架、面向对象、基于规则的、动态等多种方式进行。
2.仿真：在建好模型后，需要将模型放置在虚拟现实环境中，进行实时、交互的模拟。
在仿真中，需要考虑时间、空间、强度等多种因素，以期达到真实的仿真效果。
虚拟仿真技术可以通过仿真模型的构建和数据处理等手段，对物体的动态可视化、动作计算、物理效果等进行全方位的模拟。
3.可达性检验：为了保证虚拟仿真模型的准确性和可靠性，需要进行可达性检验。
可达性检验主要包括物体的是否能够被遍历、数据的一致性、结果的正确性等多个方面。
在虚拟仿真技术中，可达性检验在整个流程中起到举足轻重的作用。
三、虚拟仿真技术在物联网中的应用虚拟仿真技术在物联网中有着广泛的应用。
主要集中在三个方面：1.智能终端的仿真物联网中的每个终端设备都需要精细的仿真建模，包括关于终端的硬件、软件、操作系统等各类要素。
虚拟仿真技术可以实现对终端设备进行准确的仿真，为设备的研发和测试提供帮助。
2.环境的仿真模拟物联网中的设备和终端不仅具有复杂的内部结构，而且还与环境息息相关。
从人与智能交互到物体之间的链接，在这些领域都需要对环境进行精细的建模和仿真。
虚拟仿真技术可以帮助我们更好地理解环境的各个方面，提供支持和参考。
3.网络的仿真物联网对网络的规模和复杂度提出了更高的要求。
虚拟仿真技术可以在模拟中对网络的各种因素进行分析和观察，更好地理解和优化网络性能。
l论文_虚拟现实技术概述_廉志超_1606210415.
虚拟现实技术概述作者：廉志超学号：1606210415摘要：介绍了虚拟现实技术的定义、所具有特征、介绍了建模技术，Web3D技术，之后讨论了虚拟现实开发平台EON，最后探讨了虚拟现实技术的目前所面临的十大科学技术问题。
关键字：虚拟现实；建模技术；Web3D;EON1、虚拟现实定义：虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中[1]。
2、虚拟现实的特征1993年,Burdea G在Electro93国际会议上发表的“Virtual Reality System and Application”一文中,提出了虚拟现实技术三角形。
即三“I”特征:Immersion(沉浸)、Interaction(交互)、Imagination(构想)。
Immersion(沉浸)是指用户可以沉浸于计算机生成的虚拟环境中和使用户投入到由计算机生成的虚拟场景中的能力,用户在虚拟场景中有“身临其境”之感。
他所看到的、听到的、嗅到的、触摸到的,完全与真实环境中感受到的一样。
它是VR系统的核心。
Interaction(交互)是指用户与虚拟场景中各种对象相互作用的能力。
它是人机和谐的关键性因素。
用户进入虚拟环境后,通过多种传感器与多维化信息的环境发生交互作用,用户可以进行必要的操作,虚拟环境中做出的相应响应,亦与真实的一样,如拿起虚拟环境中的一个篮球,你可以感受到球的重量,扔在地上还可以弹跳。
交互性包含对象的可操作程度及用户从环境中得到反馈的自然程度、虚拟场景中对象依据物理学定律运动的程度等;VR是自主参考系,即以—2—用户的视点变化进行虚拟交换。
Imagination(构想)是指通过用户沉浸在“真实的”虚拟环境中,与虚拟环境进行了各种交互作用,从定性和定量综合集成的环境中得到感性和理性的认识,从而可以深化概念,萌发新意,产生认识上的飞跃。
虚拟仿真技术
虚拟仿真技术虚拟仿真技术是在多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息科技迅猛发展的基础上，将仿真技术与虚拟现实技术相结合的产物，是一种更高级的仿真技术。
虚拟仿真技术以构建全系统统一的完整的虚拟环境为典型特征，并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体。
实体可以是模拟器，也可以是其他的虚拟仿真系统,也可用一些简单的数学模型表示。
实体在虚拟环境中相互作用，或与虚拟环境作用，以表现客观世界的真实特征。
虚拟仿真技术的这种集成化、虚拟化与网络化的特征，充分满足了现代仿真技术的发展需求。
*模拟制台及场衆境至操控台1虛盘赛烦曹幕数字城市虚拟现实技术可以通过三维建模逼真地模拟现在和未来的城市，支持数据分析、方案论证和优化,支持地理信息系统等，通过这些详实的数据和相关资料可以是直观真实固化方案评估、审核以及管理等日常工作，更为重要的是它可以为多部门参与和协同工作提供了有效的平台。
场馆仿真利用虚拟现实技术，通过计算机将在建或已建的场馆虚拟出来，达到一个触手可及的真实三维环境，以提前展示场馆面貌，供市民浏览，从而对场馆的规划设计进行现场评估。
通过市民虚拟游览后的反馈意见，及时发现并解决场馆存在的问题。
地产漫游地产漫游是集影视广告、动画、多媒体、网络科技于一身的最新型的房地产营销方式。
通过虚拟现实技术可以让购房者看到直观的样板房形象，让购房者在电脑上亲眼看到几年后才建成的小区，游观赏到优美的小区环境设计，甚至能够在电脑上选户型，从而帮助地产开发商在逆境中求生存，顺境中谋发展。
室内设计虚拟现实不仅仅是一个演示媒体，而且还是一个设计工具。
它以视觉形式反映了设计者的思想，把这种构思变成看得见的虚拟物体和环境，使以往只能借助传统的设计模式提升到数字化的即看即所得的完美境界，大大提高了设计和规划的质量与效率。
旅游教学旅游和导游专业教学过程中存在实习资源匮乏而实地参观成本又高的难题。
虚拟现实技术可以按照旅游专业的教学要求和实施特点，开发出适用于导游实训、旅游模拟、旅游规划的功能和模块，让师生足不出户，就能在三维立体的虚拟环境中遍览遥在万里之外的风光美景。
虚拟现实关键技术考试题和答案解析
虚拟现实技术试题（一）1、虚拟现实是一种高品住人机接口.涉及通过视觉、听觉.触觉、嗅觉和味觉等各科感觉通道实时揆仿和实时交互。
2、虚拟规实与普通CAD系统所产生模型以及老式三维动画是不同样。
3、虚拟现实技术应当具备三个特性:Immersion（沉浸）Interaction（交互）Imaginatiorn（想象）4、一种典型虚拟现实系统构成重要由头盈显示没备多传感器组力反馈菠置5、从虚拟现实技术有关就念可以希出？虚拟现实技术在人机交互方面疔了很大改进。
常被称之为“基于囱然人机界面”计算机综合技术?是一种发展前景非常辽阔新技术。
6、依照虚拟现实对“沉浸性”限度和交互限度不同.可把虚拟现实系统划分为四种典型类型沉浸式桌面式增强式分布式。
7、关于虚拟现实输入设备重要分为两类。
三维位jD艮踪器8、在虚拟现实系统输入设某些，基于自然交互设备重要有力反馈役备数据手鸟三维凤标.汉三维定位$艮踪设备是虚拟现实系统中核心设备之一，普通要跟琮参加对象宽度.高度.深度、俯仰角（pitch）?妗动角（yaw）和偏箱角（roll）,咱们称为6自由度（6D0F）o10、空间位置跟踪技术有各种，常用琅踪系统有机械跟琮器电磁跟琮容超声波跟琮器惯性跟琮容光学垠踪器。
11、所谓力反馈，是运用先进技术手役将虚拟扬体空问无能运动转■变成物理没备机械运动，使顾客可以体验到真实力度感和方向感，从而提供一种崭新人机交互界面。
该项技术黄早应用于尖端医学和军半领域。
12、立体显示技术是虚拟现实系统一种极为重要支搏技术。
要实现立体显示。
现已有各种办法与手段进行实现。
重要有互补色偏振光时分式光祗式？A?三维显示.12.正是由于人类两眼视差，使人大脑能将两眼所得到细微差别图像进行触合，从而在大脑中产生有空间感立体物体视觉。
13.HMD（Head_Mounted_Display）,头盔式显示屏，重要构成是显示元件？、光学系统14.洞穴式立体显示装IS（CAVEComputerAutomaticVirtualEnviroment）系统是一奈基于高品位计算？机多面式房间式立体投形解决方案.CAVE重耍构成由高性能图形工作站投影设备乜艮跖：系统声音系统。
虚拟样机技术
目录
1．虚拟样机技术的基本概念 2. 虚拟样机技术的特点 3. 虚拟样机技术的软件化 4 虚拟样机技术的工程应用
虚拟样机技术的基本概念
虚拟样机技术（Virtual Prototyping, VP） 是指在产品设计开发过程中，将分散的零部 件设计和分析技术（指在某一系统中零部件 的CAD和FEA技术）揉合在一起，在计算机 上建造出产品的整体模型，并针对该产品在 投入使用后的各种工况进行仿真分析，预测 产品的整体性能，进而改进产品设计，提高 产品性能的一种新技术。
波音公司在波音777飞机设计过程中， 采用虚拟样机技术后，减少了设计更改 次数，减少了94%的研制费用，提高模 具设计精度10倍，研制周期降低50%。 福特在C3P(CAD/CAM/CAE/PIM)项 目中，采用虚拟样机技术后，产品开发 周期从原来的48个月缩短为24个月。
制造业典型的产品开发过程
概念
设计 - 制造 - 测试
产品
串行开发模式：导致开发周期长、开发成本高！
基于虚拟样机的产品开发
概念
基于虚拟样机的设计的开发时间 无虚拟样机的设计的开发时间
虚拟样机
产品
Time = $
MathCAD2001 界面
喷浆机器人大臂俯仰特性曲线
AutoCAD 图 形 展 示
AutoCAD 图 形 展 示
应用虚拟样机技术的企业主要由波音、通用、 福特、丰田、本田等。飞机制造业对虚拟样机 的需求最为迫切。飞机成本高，系统复杂，因 此不可能制造多台物理样机，或多台飞机子系 统物理样机；此外实地试验耗资巨大，危险性 高，且受到安全法规的严格限制，还必须有产 品安全性、性能和可靠性的标准。
虚拟样机技术的工程应用
虚拟现实与增强现实技术导论第一章虚拟现实技术概论
1.1 | 虚拟现实技术基本概念
交互性(Interaction) 虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互，使用者不仅可以利用 计算机键盘、鼠标进行交互，而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设 备进行交互。
传统的信息处理环境一直是人“适应”计
算机，而VR的目标或理念是要逐步使计算 机“适应”人，通过视觉、听觉、触觉、
1
嗅觉，以及形体、手势或口令，参与到信
息处理的环境中去，从而取得身临其境的
体验。
2
这种信息处理系统已不再是建立在单 维的数字化空间上，而是建立在一个 多维的信息空间中。虚拟现实技术就 是支撑这个多维信息空间的关键技术。
1.1 | 虚拟现实技术概述
VR是一门技术，也是一个平台，如互联网+一样也可以将其形容为VR+。 +是应用和融合。借助VR平台可将传统行业提升到一个崭新的技术层面和 形态。让人们更容易更直观了解事物的本质。强化对客观事物的认知。
• 虚拟（Virtual）是指环境是虚拟 的，是人为制造出来的，是存在于 计算机内部的。用户可以“进入” 这个环境中，以自然的方式与这个
虚拟现实与增强现实技术导论
第1章
虚拟现实技术概论
导学
内容与要求
掌握虚拟现实的基本概念、特征和分类。 了解虚拟现实技术的主要研究对象。 了解虚拟现实的核心技术。 了解虚拟现实技术的主要应用领域及未来发展趋势。
导论
VR：虚拟现实(Virtual Reality)，简称VR技术，是利用电脑模拟产生一个 三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟， 让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三维空间内的事 物。即借助计算机及最新传感器技术，创造的一种崭新的人机交互手段。
虚拟现实简答题答案
虚拟现实简答题答案1、虚拟现实基本概念、基本类型及三个重要特点是什么？虚拟现实（VirtualReality，简称VR），是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境，具体地说，就是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生亲临等同真实环境的感受和体验。
由计算机系统产生的，相对于实环境的，并有人的操作和参与而形成的一种虚构的、视觉上的、听觉上的、感觉上、嗅觉上的存在，是一种物理意义上的人机交互和抽象组合。
虚拟现实系统的四大类：桌面虚拟现实系统、临境虚拟现实系统、增强型的虚拟现实系统、分布式虚拟现实系统三个基本特征：临境(immerion)；交互性(interactivity)；想象(imagination)。
沉浸感(Iimmerion)是指用户作为主角存在于虚拟环境中的真实程度。
理想的虚拟环境应该达到使用户难以分辨真假的程度，甚至超越真实，如实现比现实更逼真的照明和音响效果等。
交互性(Iinteraction)是指用户对虚拟环境内的物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度(包括实时性)。
想象(Imagination)是指用户沉浸在多维信息空间中，依靠自己的感知和认知能力全方位地获取知识，发挥主观能动性，寻求解答，形成新的概念。
2、简述虚拟现实系统的关键技术、主要建模方法关键技术：虚拟现实是多种技术的综合，包括实时三维计算机图形技术，广角（宽视野）立体显示技术，对观察者头、眼和手的跟踪技术（以及触觉/力觉反馈）、立体声及语音输入输出技术、虚拟环境建模技术等。
1.三维真实感图象的实时生成（VR系统要对参与者的行为反应灵敏，并保持内部的一致性和连贯性，保证显示图象的“更新率”能满足目标的要求）2.大视野立体显示技术（通过配戴头盔给人身临其境的感觉，画面围绕着参与者）3.位置跟踪器（检测到参与者的物理位置和取向，以便输入到计算机中去产生虚拟境界中相应的图象和声音）4.立体声的产生（真实而且准确，注意声音的方向感）5、虚拟环境建模（设计出参与者在一种虚拟境界中会遇到的景物，包括物体建立几何模型，附加信息）主要建模方法：基于几何和图像的建模、虚拟对象的物理特性建模与行为建模。
虚拟仿真技术在国内外的发展及应用
虚拟仿真技术在国内外的发展及应用摘要：近年来虚拟仿真（VR）技术快速发展，虚拟现实技术的应用领域十分广泛；虚拟现实技术在历史教学中应用内容丰富，类型多样，虚拟仿真技术广泛应用于课堂教学和文博领域，对历史文化传播和研究成果应用具有教育意义和学术价值。
关键词：虚拟仿真实验教学博物馆1.虚拟现实技术及其应用虚拟仿真技术二十世纪八十年代开始应用于娱乐业外,尤其是职业教育和培训,如利用虚拟现实技术模拟训练飞行员。
用于教学最早始于二十世纪九十年代,美国研究人员将虚拟现实技术引入基础教育和高等教育,开展了细胞生物学(Cell Biology)、全球变化(Global Change)、虚拟大猩猩展览(Virtual Gorilla Exhibit)等多个教学项目。
虚拟现实技术即Virtual Reality（简称VR），也被称为“灵境技术”。
它是一种综合应用了计算机技术、人工智能技术、电子信息技术、传感技术等多技术共同来构建一个“人工环境”的交叉前沿学科。
VR技术有“3I”特性（Interaction, Immersion, Imagination）即沉浸性、交互性、构想性，这三大特性是虚拟现实技术的重要特征，即通过技术手段与相关设备，结合人的视、听、触等感官功能，进行模拟构建，使我们可以沉浸在虚拟世界中，进行无限制观察与及时交互。
虚拟现实技术是当今科学技术发展的最前沿，能够广泛应用于各个研究领域，有着广阔的发展前景。
美国是世界上最早应用虚拟现实技术的国家，于上世纪四十年代虚拟现实技术研究，最初是出用于军事目的。
冷战后美国军费削减，虚拟现实技术转为民用，到了二十一世纪已经取得较大发展与较为突出的成果。
2005 年 6 月，Google 谷歌公司推出了虚拟地球仪软件谷歌地球（GoogleEarth）。
这是虚拟仿真技术发展与应用历史上的一个里程碑。
谷歌地球把卫星照片、航空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上，通过模型查看卫星图像，地图，地形， 3D建筑物，让使用者可以前往世界上任何地方，并从从多个角度浏览地球，对于人们了解地球的空间布局以及各地的相关地理信息提供了极大的便利。
浅析虚拟仿真技术在人体解剖实验教学中的应用
浅析虚拟仿真技术在人体解剖实验教学中的应用1. 引言1.1 虚拟仿真技术在人体解剖实验教学中的应用意义随着科技的不断发展，虚拟仿真技术在人体解剖实验教学中的应用意义日益凸显。
虚拟仿真技术可以实现对人体内部结构的高度模拟，让学生在虚拟环境中进行解剖操作，避免了直接处理尸体的尴尬和不适，同时也保护了珍贵的人体标本资源。
虚拟仿真技术可以提供多角度、多维度的展示和交互，让学生可以更加直观地了解人体解剖结构，加深对知识的理解。
虚拟仿真技术还可以实现实时互动和个性化学习，为不同学生提供定制化的教学内容和辅助指导，提高教学效率和教学质量。
虚拟仿真技术在人体解剖实验教学中的应用意义不仅在于提升教学效果，还在于促进教学方法的创新和教学资源的可持续利用，为人体解剖实验教学带来全新的可能性和发展机遇。
2. 正文2.1 虚拟仿真技术的基本原理虚拟仿真技术的基本原理是通过模拟和计算技术，利用计算机程序创建一个虚拟的环境或场景，将真实世界的物体、过程或事件在计算机中进行复制和模拟，实现虚拟现实的效果。
在人体解剖实验教学中的应用，虚拟仿真技术主要包括以下几个方面的基本原理：1. 数据采集与建模：虚拟仿真技术首先需要获取到人体解剖结构的数据，如CT、MRI等影像数据。
然后通过数据处理和建模技术，将这些数据重新构建成三维模型，以实现对人体结构的准确模拟。
2. 物理仿真算法：虚拟仿真技术需要基于物理学原理，开发相应的仿真算法，以模拟人体解剖结构在不同情况下的生理过程和功能。
通过模拟人体器官的质地、弹性等特性，实现对手术操作的模拟。
3. 交互与反馈：虚拟仿真技术还需要与用户进行交互，并提供实时反馈。
用户可以通过交互设备如手柄、头盔等，与虚拟人体进行互动，并获得实时的视听、触感等反馈信息，增强仿真的真实感和沉浸感。
虚拟仿真技术的基本原理包括数据采集与建模、物理仿真算法和交互与反馈，通过这些原理的综合运用，可以实现对人体解剖实验的高度模拟和真实感，有效提升教学效果和学习体验。
虚拟仿真施工技术
随着现代科学技术的发展，虚拟技术与仿真技术的有效整合，并成功应用于设计、施工中，大大改变了传统的设计、施工模式。
那么，究竟什么是虚拟仿真技术呢？它在建筑施工中是如何应用的呢？1.虚拟仿真技术概述从传统的系统仿真技术来看，几乎很少涉及到仿真人的感知模型。
也就是，无法模拟人对外界的感知情况。
随着计算机技术、多媒体技术、仿真技术和传感技术的发展,人们开始了人对外界环境感知模型的研究。
虚拟仿真技术的完美结合，利用虚拟现实技术进行仿真模型的建立和试验的模拟,使仿真的过程和结果可以实现图像化、可视化,使仿真的系统具有三维、实时交互、属性提取等特征,极促进了仿真技术的发展,同时也使虚拟现实技术更加具有生命力。
虚拟仿真技术是通过建立研究系统的模型,结合环境(实际或模拟)条件进行研究、分析和实验的方法。
虚拟现实(VR)是在仿真技术的基础上发展起来的,是仿真的高级阶段;仿真器系统正在向虚拟环境系统演变。
虚拟现实促进了仿真技术的发展。
两者都是对现实世界的模拟,即都是基于模型的活动,而且都力图通过计算机及各类装置达到现实世界尽可能精确的再现。
虚拟现实技术和仿真技术的结合形成了虚似仿真技术。
2.虚拟仿真技术分类（1）系统仿真技术仿真(simulation)属于一门基础性学科。
仿真技术是以控制理论、相似原理、数学模型与计算技术、信息技术、系统技术及其应用领域相关专业技术为基础,以计算机和多种专用物理效应设备为工具,借助系统模型,对实际的或设想的系统进行动态试验研究的一门新兴综合性技术。
它属于一种可控制、无破坏性、耗费小、并允许多次重复的试验手段。
它以其高效、优质、低廉体现强大的生命力和潜在的能力。
它是迄今为止最有效的经济的综合集成方法,是推动技术进步的战略技术。
仿真就是建立系统的模型(数学模型、物理效应模型或数学-物理效应模型),并在模型上进行试验和研究一个存在的或设计中的系统。
包括技术系统,如土木、机械、电子、水力、声学、热学等，也包括社会、经济、生态、生物和管理系统等非技术系统。
虚拟样机技术
二、康复机器人的虚拟样机技术
康复机器人是基于 Steward Platform 的一种并联机器人机构， 上下平台之间由六个汽缸连接，通过控制汽缸的行程和速度来达到控 制上平台空间位置和姿态，从而可以根据病人的实际情况来实施对脚 部的按摩作用。
1、康复机器人的虚拟化
康复机器人的虚拟化指的是通过三维造型软件以及动力仿真软件来 建立系统模型并对系统各项动态性能指标进行分析，改进样机设计方案， 可以大大简化机械设计过程，减少成本，缩短设备的研发时间。 在本文中，主要采用了Solidwork进行系统建模，然后导入Adams进行 运动学和动力学分析的方法。 2、样机的模型的建立 （1）主要尺寸
G、上平台绕X轴的最大转角－（脚部的翘起）
H：上平台绕X轴的最大转角-2(脚部的背屈)
经过上述的优化仿真试验，可得实验结果如下 （单位：mm） DOF 正向 反向
X
Y Z 绕X旋转 绕Y旋转
170
162 104 29.6度 25.68度
170
169 0 33.4度 25.68度
绕Z旋转
93.42度
结果就是机械系统工作过程的实际运动情况
ADAMS的功能特点
建立机械系统三维参数化模型 强大的力学分析功能
数值分析技术和强有力的求解器
具有组装、分析和动态显示过程变化的能力 强大的函数库和运动发生器 输出位移、速度、加速度和反作用力，仿真结果显示为动画 和曲线图形 预测机械系统 同CAD、有限元和控制设计软件之间的双向通讯
基于Adams动态仿真的康复机器人 虚拟样机设计
一、并联机器人简介
1、Steward Platform（斯图尔特平台）
1965年，英国的高级工程师Steward了解决飞行员训练 问题，构思了一种具有六个分支的六自由度并联机构，提出基 于该机构建造飞行训练模拟器。后来，人们常把具有六个分支 的六自由度并联机构称为Stewar（斯图尔）平台或Stewart机构。
虚拟现实与增强现实技术概论课件第1章 虚拟现实技术概论
1.1 虚拟现实技术的基本概念
1.1.4 虚拟现实的关键技术
高性能计算处理技术 虚拟现实主要基于以下几种技术实现： （1）基本模型构建技术。 （2）空间跟踪技术。 （3）声音跟踪技术。 （4）视觉跟踪与视点感应技术。 （5）计算处理技术。
1.1 虚拟现实技术的基本概念
1动态环境建模技术2实时三维图形生成和显示技术3新型交互设备的研制4智能化语音虚拟现实建模5分布式虚拟现实技术的展望6屏幕时代的终结本章小结本章简要介绍了虚拟现实和增强现实的概念和区别和相关知识
虚拟现实与增强现实 技术概论
计算机中心
第1章 虚拟现实技术概论
Virtual Reality - A Dream Turned Into Reality
这一目标的基础，三者之间是过程和结果的关系。
只需像在现实中那样伸出手来， 就可以和游戏世界的物体互动。 除了 VR 眼镜外不需要额外配 件，沉浸感更强。
1.1 虚拟现实技术的基本概念
1.1.2 虚拟现实技术的特征
2．交互性(Interaction) 虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互，
使用者不仅可以利用计算机键盘、鼠标进行交互，而且能 够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。
1.4 虚拟现实技术的应用
VR的应用范围很广，诸如国防、建筑设计、工业 设计、培训、医学领域等。Helsel与Doherty早在1993 年就对全世界范围内已经进行的805项VR研究项目做了 统计，结果表明：VR技术在娱乐、教育及艺术方面的 应用占据主流，达21.4%，其次是军事与航空方面达 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。
虚拟现实技术发展历程及发展趋势分析
一、虚拟现实的概念和特性虚拟现实(Viaual Reality，简称VR)作为一种综合计算机图形技术、多媒体技术、传感器技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术以及仿真技术等多种科学技术而发展起来的计算机领域的新技术，目前所涉及的研究应用领域已经包括军事、医学、心理学、教育、科研、商业、影视、娱乐、制造业、工程训练等。
VR技术已经被公认为是21世纪重要的发展学科以及影响人们生活的重要技术之一。
虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。
虚拟现实技术作为一种新的技术，主要有三个特性，分别是沉浸性、交互性和构想性。
1. 沉浸性，是指利用计算机产生的三维立体图像，让人置身于一种虚拟环境中，就像在真实的客观世界中一样，能给人一种身临其境的感觉。
2. 交互性，在计算机生成的这种虚拟环境中，人们可以利用一些传感设备进行交互，感觉就像是在真实客观世界中一样，比如：当用户用手去抓取虚拟环境中的物体时，手就有握东西的感觉，而且可感觉到物体的重量。
3. 构想性，虚拟环境可使用户沉浸其中并且获取新的知识，提高感性和理性认识，从而使用户深化概念和萌发新的联想，因而可以说,虚拟现实可以启发人的创造性思维。
二、虚拟现实技术的发展历程虚拟现实技术演变发展史大体上可以分为四个阶段：1963 年以前，蕴涵虚拟现实技术思想的第一阶段；1963年~1972 年，虚拟现实技术的萌芽阶段；1973 年~1989 年，虚拟现实技术概念和理论产生的初步阶段；1990 年至今，虚拟现实技术理论的完善和应用阶段。
第一阶段：虚拟现实技术的前身。
虚拟现实技术是对生物在自然环境中的感官和动作等行为的一种模拟交互技术，它与仿真技术的发展是息息相关的。
中国古代战国时期的风筝，就是模拟飞行动物和人之间互动的大自然场景，风筝的拟声、拟真、互动的行为是仿真技术在中国的早期应用，它也是中国古代人试验飞行器模型的最早发明。
基于虚拟仿真技术的机电耦合系统部件分组装设备仿真与验证
基于虚拟仿真技术的机电耦合系统部件分组装设备仿真与验证随着科技的不断发展，虚拟仿真技术在各个领域得到了广泛应用，尤其在机电耦合系统的设计与验证中发挥了重要的作用。
本文将深入探讨基于虚拟仿真技术的机电耦合系统部件分组装设备的仿真与验证方法与应用，希望能够为相关领域的研究人员提供参考和借鉴。
1. 引言机电耦合系统是一种将机械与电气两种元件相互连接，通过信号传递和相互作用实现功能的系统。
在机械工程、电气工程、自动化等领域起着重要的作用。
而机电耦合系统的部件组装设备是实现系统运行的关键，因此需要进行仿真和验证来确保其性能和稳定性。
2. 虚拟仿真技术的基本原理虚拟仿真技术是通过计算机模拟现实世界中的物理过程和对象的技术。
它的基本原理是根据模型和算法，利用计算机处理能力对系统进行模拟和分析，从而得到系统的运行结果。
虚拟仿真技术可以将复杂的机电耦合系统转化为计算机可处理的数学模型，通过仿真分析来验证系统的性能。
3. 机电耦合系统部件分组装设备的仿真与验证方法3.1 虚拟模型建立与参数设置首先需要建立机电耦合系统部件分组装设备的虚拟模型，包括机械、电气和控制等各个方面的元件。
根据实际情况，设置各个元件的参数，包括质量、刚度、阻尼等。
模型的准确性和参数的合理性对于后续的仿真与验证非常重要。
3.2 系统动力学仿真分析在虚拟模型建立完毕后，利用数值仿真方法对系统的动力学性能进行分析。
通过对系统的输入输出特性、运动学和动力学特性进行分析，验证系统的设计方案是否满足要求。
同时，在仿真过程中可以通过改变参数来寻找系统的最优设计。
3.3 控制策略设计与验证机电耦合系统的运动控制是实现系统稳定运行的关键。
利用虚拟仿真技术可以对控制策略进行设计和验证。
根据系统的运动学和动力学特性，设计合适的控制算法，并在虚拟仿真环境下验证算法的有效性和稳定性。
通过不断调整控制参数，寻找最优的控制策略。
3.4 系统性能的评估与优化在仿真与验证过程中，可以对机电耦合系统的性能进行评估和优化。
虚拟仿真技术的几个基本特性
虚幻性
虚幻性（Imagination）：即系 统中的环境是虚幻的，是由人利 用计算机等工具模拟出来的。既 可以模拟客观世界中以前存在过 的或是现在真实存在的环境，也 可模拟出客观世界中当前并不存 在的但将来可能出现的环境，还 可模拟客观世界中并不会存在的 而仅仅属于人们幻想的环境。
mj88rk8o 虚拟仿真
交互性
仿真系统中，不仅环境能够作用 于人，人也可以对环境进行控制， 而且人是以近乎自然的行为（自 身的语言、肢体的动作等）进行 控制的，虚拟环境还能够对人的 操作予以实时的反应。例如，当 飞行员按动导弹发射按钮时，会 看见虚拟的导弹发射出去并跟踪 虚拟的目标；当导弹碰到目标时 会发生爆炸，能够看到爆炸的碎 片统中不仅环境能够作用于人人也可以对环境进行控制而且人是以近乎自然的行为自身的语言肢体的动作等进行控制的虚拟环境还能够对人的操作予以实时的反应
虚拟仿真技术的几个基本特性
沉浸性
沉浸性（Immersion）：虚拟 仿真系统中，使用者可获得视觉、 听觉、嗅觉、触觉、运动感觉等 多种感知，从而获得身临其境的 感受。理想的虚拟仿真系统应该 具有能够给人所有感知信息的功 能。
逼真性
系统的逼真性表现在两个方面： 一方面，虚拟环境给人的的各种 感觉与所模拟的客观世界非常相 像，一切感觉都是那么逼真，如 同在真实世界一样；另一方面， 当人以自然的行为作用于虚拟环 境时，环境做出的反应也符合客 观世界的有关规律。如当给虚幻 物体一个作用力，该物体的运动 就会符合力学定律，会沿着力的 方向产生相应的加速度；当它遇 到障碍物时，会被阻挡。
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逼真性
系统的逼真性表现在两个方面： 一方面，虚拟环境给人的的各种 感觉与所模拟的客观世界非常相 像，一切感觉都是那么逼真，如 同在真实世界一样；另一方面， 当人以自然的行为作用于虚拟环 境时，环境做出的反应也符合客 观世界的有关规律。如当给虚幻 物体一个作用力，该物体的运动 就会符合力学定律，会沿着力的 方向产生相应的加速度；当它遇 到障碍物时，会被阻挡。
虚幻性
虚幻性（Imagination）：即系 统中的环境是虚幻的，是由人利 用计算机等工具模拟出来的。既 可以模拟客观世界中以前存在过 的或是现在真实存在的环境，也 可模拟出客观世界中当前并不存 在的但将来可能出现的环境，还 可模拟客观世界中并不会存在的 而仅仅属于人们幻想的环境。
பைடு நூலகம்
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虚拟仿真技术的几个基本特性
沉浸性
沉浸性（Immersion）：虚拟 仿真系统中，使用者可获得视觉、 听觉、嗅觉、触觉、运动感觉等 多种感知，从而获得身临其境的 感受。理想的虚拟仿真系统应该 具有能够给人所有感知信息的功 能。
交互性
仿真系统中，不仅环境能够作用 于人，人也可以对环境进行控制， 而且人是以近乎自然的行为（自 身的语言、肢体的动作等）进行 控制的，虚拟环境还能够对人的 操作予以实时的反应。例如，当 飞行员按动导弹发射按钮时，会 看见虚拟的导弹发射出去并跟踪 虚拟的目标；当导弹碰到目标时 会发生爆炸，能够看到爆炸的碎 片和火光。