虚拟现实技术国外发展现状

1.1.1虚拟现实技术国外发展现状

最早进行虚拟现实技术研究的国家—美国，把虚拟现实技术最初运用在军事领域上，目前国外的各个行业在虚拟现实技术都有长足的发展应用。美国在虚拟现实技术上最成熟的。上世纪末开始，美国把虚拟现实技术运用到军事上，模拟仿真在士兵的培训上，在士兵在训练时把相关的军事设备模拟出来现实在计算机屏幕上，在模拟出各种不同的环境供士兵训练。在1992年美国正式开始了对电力系统虚拟数据库方面的研究。美国宇航局的Ames实验室通过将数据手套工程化，从而让其拥有更高的实用性，同时在外太空的空间站里进行了实时的仿真实验。现在美国国家航空航天局（NASA）更是建立了航空和卫星发射与维护的虚拟现实仿真训练系以及空间站虚拟仿真系统。美国麻省理工学院在人工智能、机械人、计算机图形学的研究中处于领导者的地位，通过海军科研机构的资助其下属的林肯实验室研制出了世界上第一个头盔显示器。美国国防先进研究项目局则开发出了一套适合训练坦克编队的虚拟战场系统。北卡罗来纳大学在航空驾驶、仿真分子建模、外科手术仿真等技术上有着重大的研究。华盛顿大学技术中心把人机界面技术和虚拟现实技术结合，进而作用到制造、教育、设计、娱乐等领域上。

2.英国ARRL公司在虚拟重现技术上进行了研究，并取得了不错的成果。英国航空公司则利用虚拟现实技术来设计了仿真的高级战斗机座舱，运用虚拟现实技术来开发传统模拟器的潜力。欧洲其他国家对于虚拟现实技术也很重视，在该技术上的开发和应用力度都加大了。例如西班牙的多用户虚拟奥运会；德国的虚拟环境测试平台；荷兰海牙TNO研究所开发的体能训练模拟系统。同时对人机交互过程进行优化处理，以此来改进现有的模拟系统，让用户更好的融入模拟环境中。

3．目前日本在虚拟现实技术的开发发展和应用上是处于领先位置的。日本主要把虚拟现实技术运用在数据库和游戏开发上。东京技术学院的精密智能实验室就研发出了一个构建三维模型的人性化界面。日本电气股份有限公司则开发了一个为用户提供“虚拟手”的工具来处理三维模型的虚拟现实系统。该系统可以通过“数据手套"把模型和用户进行连接。东京大学原岛研究所对“虚拟人”开展了多项研究，例如对人的面部神经表情特征进行了研究分析然后提取；对人物的三维结构进行判断；实现人物的三维动画效果。富士通实验室对虚拟世界中生物模型与环境的相互影响进行了研究。与此同时他们还对虚拟现实中的手势进行了识别功能设计，让系统能对人的手势进行辨别，理解手势的含义。

由于国外仿真技术的发展相对成熟，使得虚拟技术在电力安全培训仿真技术得到应用。例如有技术人员利用虚拟现实应用软件对智能电网的在线安全做了分

析和评估的可视化模拟，进而能全面掌控电网的运行情况，同时借外部程序链接从而仿真出虚拟切实动作。这样做能让使用的人在模拟的环境中学习操作训练，在拥有一定的操作经验后能真正在真实的环境中应用，同时降低安全风险，节约理论教育时间。也可以利用虚拟现实技术建立一个虚拟电力仿真培训系统，可以让用户可以对实验过程进行检查，为使用者提供操作环境，还有快速查询相关数据。与传统的教学方式不同的是，使用3D的操作接口能让初学者可以迅速了解整个操作流程以及安全威胁点，并拥有缩短时程、降低成本及安全性高等优点，还可以增强学习兴趣及提高学习效率。

1.1.2虚拟现实技术国内发展现状

与国外相比我国在虚拟现实技术的发展上比较迟，在上世纪九十年代后期才正式开始对虚拟现实技术进行研究。国家在虚拟现实项目上也有相关的资金投入。西北工业大学作为我国研究虚拟现实技术最早的一所高校，它有着我国第一座虚拟现实技术研究中心，该中心对我国在虚拟现实技术的研究有着重大的作用，推动着我国在虚拟现实技术上的发展。北京航空航天大学计算机系通过对虚拟现实技术一些基础知识进行研究，然后开发了一些视觉接口上的硬件，最后应用有关算法建立了三维实时动态数据库；还开发了一套适用于飞行训练的虚拟现实系统。浙江大学CAD&CG国家重点实验室开发出了一套桌面式虚拟建筑环境实时漫游系统，而且提供简单快捷的交互工具。整个系统的便捷性、实时性和真实感都有相对较高的水平。哈尔滨工业大学对人体虚拟化进行了研究，对人在一定的情景条件下面部表情和嘴唇的动作，还有人在说话的时候头和手的动作进行了虚拟仿真处理。另外其他高校在虚拟现实技术上也有研究并且有着不错的研究成果，例如清华大学、长沙国防科技大学计算机研究所、上海交通大学图像处理模式识别研究所、安徽电子工程系等。

1.1.3虚拟现实在教育领域的应用

正所谓“实践是检验真理的唯一标准”，所以在教学上亲自经历感受比滔滔不绝的说教更让人信服，主动的交互与被动的观看也存在着本质上的区别。绝大多数的媒体信息系统都有一定的局限性，比如学生只能依照课表时间，来进行学习活动。这就犹如电脑的程序设计一样，一切都是规划好的，这样的做法极大的削弱了学生的学习热情，降低了学生的积极性。但是虚拟现实技术可以根据学生的需要，模拟出适合学生的教学环境，能够形象生动地表现教学内容，进而提高学生的学习热情和教学质量。与此同时，虚拟现实技术还可以与情景化学习、协作学习和远程教育等学习模式结合，从而对以前和目前遇到的教育问题进行有效的解决。比如，把虚拟现实技术应用到教学活动中，实现人与机器的交流，还可

以通过网络进行人与人之间的交流。应用该技术把教学的游戏性开发出来，做到寓教于乐，从而增加学生的积极性和学习兴趣，促进学生之间的交流，提高对知识的掌握能力，最后营造一种良好的学习环境。所以，把虚拟现实技术应用到教育事业中，可以有效的将教育和社会需求的差距减小，对教育事业的发展具有重大的意义。

1.1.4虚拟现实在电力系统的应用现状

世界上第一个把虚拟技术应用到电力系统的是美国，在1992年美国已经建立了电力系统三维虚拟数据库。国外在输配网的三维展示和虚拟现实漫游管理方面取得了很大的成果。与国外相比我国目前只在配网GIS领域和电网三维展示两个方面有一定的成果。虚拟现实技术在电力系统的应用上还是有很大的发展前景的。

1．虚拟现实在电力安全培训上的应用

随着人类社会的发展，人类的记事方式从竹简换成了电脑，学习模式也不断改进。电力安全培训模式也日新月异。传统的培训模式已经不适用于现在的环境背景。但科学技术的发展，把虚拟现实技术应用到电力安全培训工作中成为可能，通过虚拟现实技术进行培训可以填补电力安全培训上存在的缺陷。本文介绍的这套系统就是在电力安全培训上的应用之一。

2．虚拟现实在电力运行中的应用

电力系统是一个庞大复杂的系统，我们需要远程控制来进行倒闸操作，但是在远程控制上很可能因为消息反馈不完全而影响在进行倒闸的准确度，这可能对人和各种设备都造成危害。由于现场的操作环境也比较差，充斥着噪音和高温高压，这对操作人员的影响很大。如果能把虚拟技术运用在数据采集和设备数据监控上的话，就能避免各种不利现象的发生，也可以提高操作过程中的安全指数。

3．虚拟现实在电力设计中的应用

电力行业从产品设计到工程实施都需要充足的资金来保证安全稳定的发展。如果我们能把虚拟现实技术应用于电力设计的话，就可以减少设计成本，降低新产品的开发风险，同时也可以加强工人的知识和生产出符合人民需求的产品。根据以上所述，虚拟现实技术在国外的发展很迅速，其中美国在虚拟现实技术上更是首屈一指。我国也开始渐渐的注重虚拟现实技术的发展，同时也取得了不错的成果，但与发达国家相比还是存在一定的差距。虚拟技术在军事和游戏领域的应用是成熟的，在其他行业领域的应用力度也逐渐加大，例如医疗、教育和电力系统等，但在这些领域的成果上远不及在游戏和娱乐领域上所取得的成果。