现代汽车设计理论—VR虚拟现实技术介绍
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VR技术在医学中的应用是非常有前景的，学员在进 行手术学学习的之前，可以通过VR制作的模拟手术系统 进行预习，这样，在进行实际操作的时侯，有的放矢，教 学效果相比预习文字描述的步骤要深刻的多，将大大减少 失误造成的实验动物和标本的浪费。这样与传统教学就有 以下优势： （1）、课堂教学不在局限于有形的教室中，教学活动的 空间和时间得到了无形扩展，更好的加深了学员对所学知 识内容的认知和理解。 （2）、通过虚拟仿真三维软件技术建立的人体结构模型， 可以使学生通过人机交互对人体模型进行浏览，在模型内 部“漫游”让学生非常直观轻松的学习人体解剖结构。不 3/7/2021仅调动了学生的学习兴趣，而且将抽象的内容具体化、形
3/7/2021
二，旅游景区 通过3D互动技术还原现实中的旅游景区，而从在网上构建一
个3D虚拟景区。游客可以通过建立个性化的3D虚拟化身，在3D 的景区环境中直接试玩旅游景点，身临其境的查看拟真的景点信 息，足不出户的体验千姿百态的风景胜迹以及景点背后的传奇故 事。游客还可以与其它游客（3D虚拟化身）以及景区的导游（3D 虚拟化身）互动交谈，一起讨论对相关景点的旅游心得、奇闻趣 事、出行指南等，通过这一切的有效交流，游客在未到真实景点 之前就已经掌握了很多的景点知识以及出行须知。景点管理人员 或导游也可以在线主动推荐特色旅游景点，更好的推广旅游景点。 同时，也可以通过这个平台，听取游客的建议及点评，更好的规 划与建设现实中的旅游景点。
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。
指用户沉浸在多维信息空 间中，依靠自己的感知和 认知能力全方位获取知识， 发挥主观能动性，寻求解
答，形成新的概念。
虚拟现实设计的应用领域
城市规划 旅游景区 医学
军事和航天中
娱乐以及工业艺术方面
一，城市规划中
VR虚拟现实平台07年项目-邯郸稷山商业街
如下图1就总结了工业产品设计的演变过程
面向车 间设计
1850
虚拟产品设计
面向计算机的 产品建模
开发规则
计算机辅助设计 方法学设计 算法
组织
知识处 理仿真
市场和顾 客研究
样品制 造实验
面向车 一般原理方法 间设计
几何 （工程图） 零件图 模型
产品建模 经济和生态 过程设计 方面的评价
产品生命 使用评价 周期模型
（3）、另外，在远距离遥控外科手术，复杂手术的计划安排，手术过 程的信息指导，手术后果预测及改善残疾人生恬状况，乃至新型药物 的研制等方面，VR技术都有十分重要的意义
四、军事与航天中
3/7/百度文库021
模拟训练一直是军事与航 天工业中的一个重要课题， 这为VR提供了广阔的应用 前景。美国国防部高级研 究计划局DARPA自80年代 起一直致力于研究称为 SIMNET的虚拟战场系统， 以提供坦克协同训练，该 系统可联结200多台模拟 器。另外利用VR技术，可 模拟零重力环境，以代替 现在非标准的水下训练宇 航员的方法。
3/7/2021
VR虚拟现实平台08年项目八达岭长城虚拟展示
VR虚拟现实平台09年项 目-天坛公园虚拟展示
3/7/2021
三、医学中 它的原理就是：使用计算机技术（主要是计算机图形
与虚拟现实系统）来模拟和指导医学手术所涉及的各种过 程。在时间段上包括了术前、术中、术后；旨在实现手术 教学、手术计划制定、手术排练演习、手术技能训练、术 后康复等模拟应用。
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。
简单来说可以归纳为以下特点。
指除了一般计算机技术所具有 的视觉之外，还有听觉、力觉 、触觉、运动感，甚至包括味 觉、嗅觉等。
指参与者对虚拟环境内物体 的可操作程度和从环境中得 到反馈的自然程度。
产品设计的演变
伴随着科学的不断发展,人类社会步入了崭新 的世纪。各种新技术层 出不穷,而各个学科相互融合发展,又产生了许多新的学科技术。产品设计 就是这样的一门学科。每一次新科技的出现,都会给产品设计的途径、方式 带来新的发展和变化。仿真与虚拟现实技术是以计算机支持的仿真技术为 前提的,对设计、加工、装配、维护等等,经过统一建模形成虚拟的环境,虚 拟的过程,虚拟的产品。仿真与虚拟技术产生于20世纪40年代,到90年代才 逐步发展完善起来,现在已经应用到了制造、军工、医学、航天、建筑等很 多领域,并且都取得了很大的成功。仿真与虚拟技术应用到产品设计中,更 会体现出它的很多优势,给设计业带来全新的理念和方法。
1900
1950
2000
年份
图1 产品设计的演变过程
虚拟现实
1 什么是虚拟现实 2 虚拟现实设计的基本特征 3 虚拟现实设计的应用领域
什么是虚拟现实？
虚拟现实(Virtual Reality，简称VR，又译作灵 境、幻真)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术 或人工环境。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。
三、交互性 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 随四着、手构的想移性动而移动。
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。
（1）虚拟现实系统的沉浸感和互动性而创建的三维场景不但能 够给用户带来强烈、逼真的感官冲击，获得身临其境的体验， 也有利于设计与管理人员对各种规划设计方案进行辅助设计。 设计后的效果也可得到更高的效益。
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（2），大加快了方案设计的速度和质量，提高了方案设计和修 正的效率，也节省了大量的资金，提供合作平台。 （3），虚拟现实技术能够使政府规划部门、项目开发商、工程 人员及公众可从任意角度，实时互动真实地看到规划效果，更好 地掌握城市的形态和理解规划师的设计意图。有效的合作是保证 城市规划最终成功的前提，虚拟现实技术为这种合作提供了理想 的桥梁，这是传统手段如平面图、效果图、沙盘乃至动画等所不 能达到的。 （4），加强宣传效果对于公众关心的大型规划项目，在项目方 案设计过程中，虚拟现实系统可以将现有的方案导出为视频文件 用来制作多媒体资料予以一定程度的公示，让公众真正的参与到 项目中来。
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。
概括地说，虚拟现实是人们通过计算机对复 杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式，与传 统的人机界面以及流行的视窗操作相比，虚拟现实在 技术思想上有了质的飞跃。
实现虚拟现实设计的仪器
虚拟设计的基本特征
一、多感知性 多感知性（Multi-Sensory）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 等二几、种浸。没感
3/7/2021
五，娱乐以及工业艺术
1、如家庭中的桌面游戏，公共场所的各种仿真等。目前基于虚拟现 实技术的游戏主要有驾驶型游戏、作战型游戏和智力型游戏三类。
2、在北京奥运会的开幕式中也用到了虚拟现实的技术。 3、三维沙盘软件：包括各种活动的三维动画展示。 4、电影3D效果：为电影提供逼真，震撼的视觉效果
汽车仿真方面 汽车虚拟开发工程即在汽车开发的整个过程中，全面采 用计算机辅助技术，在轿车开发的造型、设计、计算、 试验直至制模、冲压、焊接、总装等各个环节中的计算 机模拟技术联为一体的综合技术，使汽车的开发、制造 都置于计算机技术所构造的严格的数据环境中，虚拟现 实技术的应用，大大缩短了设计周期，提高了市场反应 能力。 如曼恒数字为东风汽车开发出一套商用车虚拟设计平台， 可以在计算机中实现 整车零部件的设计工作、同时 对机车性能进行模拟分析， 以便在设计阶段就发现 问题并尽可能解决问题， 从而提高一次成功率。
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二，旅游景区 通过3D互动技术还原现实中的旅游景区，而从在网上构建一
个3D虚拟景区。游客可以通过建立个性化的3D虚拟化身，在3D 的景区环境中直接试玩旅游景点，身临其境的查看拟真的景点信 息，足不出户的体验千姿百态的风景胜迹以及景点背后的传奇故 事。游客还可以与其它游客（3D虚拟化身）以及景区的导游（3D 虚拟化身）互动交谈，一起讨论对相关景点的旅游心得、奇闻趣 事、出行指南等，通过这一切的有效交流，游客在未到真实景点 之前就已经掌握了很多的景点知识以及出行须知。景点管理人员 或导游也可以在线主动推荐特色旅游景点，更好的推广旅游景点。 同时，也可以通过这个平台，听取游客的建议及点评，更好的规 划与建设现实中的旅游景点。
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。
指用户沉浸在多维信息空 间中，依靠自己的感知和 认知能力全方位获取知识， 发挥主观能动性，寻求解
答，形成新的概念。
虚拟现实设计的应用领域
城市规划 旅游景区 医学
军事和航天中
娱乐以及工业艺术方面
一，城市规划中
VR虚拟现实平台07年项目-邯郸稷山商业街
如下图1就总结了工业产品设计的演变过程
面向车 间设计
1850
虚拟产品设计
面向计算机的 产品建模
开发规则
计算机辅助设计 方法学设计 算法
组织
知识处 理仿真
市场和顾 客研究
样品制 造实验
面向车 一般原理方法 间设计
几何 （工程图） 零件图 模型
产品建模 经济和生态 过程设计 方面的评价
产品生命 使用评价 周期模型
（3）、另外，在远距离遥控外科手术，复杂手术的计划安排，手术过 程的信息指导，手术后果预测及改善残疾人生恬状况，乃至新型药物 的研制等方面，VR技术都有十分重要的意义
四、军事与航天中
3/7/百度文库021
模拟训练一直是军事与航 天工业中的一个重要课题， 这为VR提供了广阔的应用 前景。美国国防部高级研 究计划局DARPA自80年代 起一直致力于研究称为 SIMNET的虚拟战场系统， 以提供坦克协同训练，该 系统可联结200多台模拟 器。另外利用VR技术，可 模拟零重力环境，以代替 现在非标准的水下训练宇 航员的方法。
3/7/2021
VR虚拟现实平台08年项目八达岭长城虚拟展示
VR虚拟现实平台09年项 目-天坛公园虚拟展示
3/7/2021
三、医学中 它的原理就是：使用计算机技术（主要是计算机图形
与虚拟现实系统）来模拟和指导医学手术所涉及的各种过 程。在时间段上包括了术前、术中、术后；旨在实现手术 教学、手术计划制定、手术排练演习、手术技能训练、术 后康复等模拟应用。
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。
简单来说可以归纳为以下特点。
指除了一般计算机技术所具有 的视觉之外，还有听觉、力觉 、触觉、运动感，甚至包括味 觉、嗅觉等。
指参与者对虚拟环境内物体 的可操作程度和从环境中得 到反馈的自然程度。
产品设计的演变
伴随着科学的不断发展,人类社会步入了崭新 的世纪。各种新技术层 出不穷,而各个学科相互融合发展,又产生了许多新的学科技术。产品设计 就是这样的一门学科。每一次新科技的出现,都会给产品设计的途径、方式 带来新的发展和变化。仿真与虚拟现实技术是以计算机支持的仿真技术为 前提的,对设计、加工、装配、维护等等,经过统一建模形成虚拟的环境,虚 拟的过程,虚拟的产品。仿真与虚拟技术产生于20世纪40年代,到90年代才 逐步发展完善起来,现在已经应用到了制造、军工、医学、航天、建筑等很 多领域,并且都取得了很大的成功。仿真与虚拟技术应用到产品设计中,更 会体现出它的很多优势,给设计业带来全新的理念和方法。
1900
1950
2000
年份
图1 产品设计的演变过程
虚拟现实
1 什么是虚拟现实 2 虚拟现实设计的基本特征 3 虚拟现实设计的应用领域
什么是虚拟现实？
虚拟现实(Virtual Reality，简称VR，又译作灵 境、幻真)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术 或人工环境。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。
三、交互性 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 随四着、手构的想移性动而移动。
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。
（1）虚拟现实系统的沉浸感和互动性而创建的三维场景不但能 够给用户带来强烈、逼真的感官冲击，获得身临其境的体验， 也有利于设计与管理人员对各种规划设计方案进行辅助设计。 设计后的效果也可得到更高的效益。
3/7/2021
（2），大加快了方案设计的速度和质量，提高了方案设计和修 正的效率，也节省了大量的资金，提供合作平台。 （3），虚拟现实技术能够使政府规划部门、项目开发商、工程 人员及公众可从任意角度，实时互动真实地看到规划效果，更好 地掌握城市的形态和理解规划师的设计意图。有效的合作是保证 城市规划最终成功的前提，虚拟现实技术为这种合作提供了理想 的桥梁，这是传统手段如平面图、效果图、沙盘乃至动画等所不 能达到的。 （4），加强宣传效果对于公众关心的大型规划项目，在项目方 案设计过程中，虚拟现实系统可以将现有的方案导出为视频文件 用来制作多媒体资料予以一定程度的公示，让公众真正的参与到 项目中来。
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。
概括地说，虚拟现实是人们通过计算机对复 杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式，与传 统的人机界面以及流行的视窗操作相比，虚拟现实在 技术思想上有了质的飞跃。
实现虚拟现实设计的仪器
虚拟设计的基本特征
一、多感知性 多感知性（Multi-Sensory）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 等二几、种浸。没感
3/7/2021
五，娱乐以及工业艺术
1、如家庭中的桌面游戏，公共场所的各种仿真等。目前基于虚拟现 实技术的游戏主要有驾驶型游戏、作战型游戏和智力型游戏三类。
2、在北京奥运会的开幕式中也用到了虚拟现实的技术。 3、三维沙盘软件：包括各种活动的三维动画展示。 4、电影3D效果：为电影提供逼真，震撼的视觉效果
汽车仿真方面 汽车虚拟开发工程即在汽车开发的整个过程中，全面采 用计算机辅助技术，在轿车开发的造型、设计、计算、 试验直至制模、冲压、焊接、总装等各个环节中的计算 机模拟技术联为一体的综合技术，使汽车的开发、制造 都置于计算机技术所构造的严格的数据环境中，虚拟现 实技术的应用，大大缩短了设计周期，提高了市场反应 能力。 如曼恒数字为东风汽车开发出一套商用车虚拟设计平台， 可以在计算机中实现 整车零部件的设计工作、同时 对机车性能进行模拟分析， 以便在设计阶段就发现 问题并尽可能解决问题， 从而提高一次成功率。