VR(虚拟现实)概述

1、定义：虚拟现实技术就是采用以计算机技术为核心结合光电传感技术生成逼真的视、听、
触一体化的特定范围内虚拟的环境（如飞机驾驶舱、分子结构世界，高危环境）。

若使用特定装备（动作采集自由度空间定位、力反馈输入、数字头盔、立体显示环境等），就可以自然地与虚拟世界中的客体进行实时逼真交互，从而产生亲临现场的感受和体验。

2、特点：1、沉浸感2、交互性
3、想象性
3、应用范围：电子商务、高危环境应急系统、工业仿真、数字城市规划、教育学习、生物
医药、休闲娱乐、虚拟演播室…
4、分类：1、按功能及实现方式分类：
桌面式VR系统：利用个人电脑或者图形工作站，采用立体图形、自然交互等
技术，产生三维立体空间的交互场景，利用计算机的屏幕作为观察虚拟世界的
一个窗口，通过各种设备实现与虚拟世界的交互。

（空间位置追踪定位器、数
据手套、三维空间鼠标）
主要特点：
1、对硬件要求低
2、缺少完全沉浸感
3、应用普遍
沉浸式VR系统：提供完全沉浸的体验，使用户有一种完全置身于虚拟世界的
感觉。

它通常采用头盔显示器、洞穴式立体显示等设备，把参与者的视觉、听
觉和其他手控输入设备、声音等使得参与者产生一种完全投入并沉浸于其中的
感觉，是一种比较理想的VR系统。

沉浸式VR系统的特点：
1、高度的沉浸感
2、高度实时性
分布式VR系统：暂时不涉及…
2、建模技术分类：(几何建模技术、物理建模技术、行为建模)
几何模型式：主要特点：视角不受限制
VR工具软件建模：vrml、Java3D、openGL
购买模型库
建模软件3Dmax、AutoCAD、Creator、Pro/E
影像式：主要特点：对计算机要求低、与场景复杂程度无关
全景技术（QuickTimeVR）
5、系统组成：软件硬件结合构成
一、软件：
1、立体模型VR类：三维建模软件（3dmax类）、立体扫描仪与virtools类平台
结合
2、QuickTimeVR类：桌面式VR的一种，基于静态图像处理的，虽然是初级的VR
技术，但是它的特色和优势使得VR技术的应用普及有了广阔的前景。

基本特征：
从三维造型原理上看：基于图像的三位建模与动态显示技术
从功能特点上看：拥有视线切换、推拉镜头、超媒体链接等基本功能
从性能上看：它不需昂贵的硬件设备就可以产生相当程度的VR 体验
例子：IPIX全景图片技术、PhotoVista、PixMaker、杰图全景技术…
北大虚拟校园
二、硬件（以搜VR网站上关注度最高的产品为例）
3D扫描仪：以Creaform Handyscan EXAscan 3D激光扫描仪为例
自动生成色度（颜色是由亮度和色度共同表示的，而色度则是不包括
亮度在内的颜色信息，他反映的是颜色的色调和饱和度）报告
首件检测：对每个班次刚开始时或过程发生改变（如人员的变动、换
料及换工装、机床的调整、工装刀具的调换修磨等）后加工的第一或
前几件产品进行的检验。

一般要检验连续生产的3-5件产品，合格后
方可继续加工后续产品。

应用范围：适用于逆向工程（就是根据已有的东西和结果通过分析来
推导出具体的实现方法）、A曲面制作（主要是在汽车设计行业，A曲
面规定了相邻曲面的一些细节参数，比如说间隙、切率等）、
有限元分析（说简单点就是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。

应用于汽车安全碰撞试验、流体计算和结构计算）…
激光级别:激光对眼镜的损伤程度，一级没有伤害，等级越高越有伤害
3D打印机：以3D Systems InVision XT为例
UV 固化(UV指紫外线，固化是指物质从低分子转化为高分子的过程。

UV固化就是经过紫外线照射完成固化的过程。

)
应用范围：概念研发、设计验证、浇筑及塑模、外形设计分析
3D展示系统：Alioscopy3D裸眼立体显示器
Realcel 裸眼立体显示器…(表示拥有品牌多种品牌供选择)
反应时间是液晶显示器各像素点对输入信号反应的速度，即像素由暗
转亮或由亮转暗所需要的时间，CRT（3ms）显示器比液晶（16-20ms）
快。

位置追踪器：Xsens MTw惯性位置跟踪器…
应用范围：生物力学、研究、康复、人体工程学
3D立体显卡：NVIDIA Quadro FX5600 SDI …
显存位宽、显存大小：都代表显卡处理图像的能力，通俗的比喻：
显存大小就是盛水的瓶子（图形的数量级），显存位宽则是瓶子的
瓶口（单位时间能处理的数据）。

工作站级别的图像效果
应用范围：3D显示的各种方面
大型投影系统：FogScreen R系列投影屏幕（允许使用者穿越视频并与图像互动）Visbox-4K 4096*2160超高分辨率
0-360一键式全景拍摄系统一次拍摄即可捕捉360全景虚拟镜头
Elumens Vision Station
Ladybug全景视觉系统采集全景图像
Heliodisplay空气成像投影仪系统使用空气立体成像
全息全透明贴膜（背投原理）…
数据手套：以5DT DataGlove5Ultra为例/Shop/200807/271.html 波形系数小
具有8-bit曲度解析度
传感器解析度0.2(A/D)
较低的交叉关联
应用范围：动作捕捉和动画制作
3D输入设备(三维鼠标)：3Dconnexion 魔幻手SpaceNavigator
3Dconnexion Spacepilot PRO…
应用范围：专业三维动画软件、工业软件设计等
动作捕捉设备：Xsens MVN惯性动作捕捉系统（全身动作捕捉，无需摄像机，实时显示）
性能参数
三维定位精度小于0.5度
分辨率0.05度
陀螺仪范围1200度/秒
软组织污点图像测量和生物力学限制中的冗余有效值最小为2度
应用范围：3D动画制作、培训和仿真、运动科学、康复理疗
头戴式立体显示器：Sensics zSight头戴式显示器…
IPD：52至72毫米
应用范围：训练、成像、军事战术显示与远程参与…
力反馈设备：Force Dimension、HAPTION、Moog、Novint、Quanser、Sensable 应用范围：人体工程学分析、功能测试、操作人员培训、医疗培训力反馈技术定义：将虚拟物体的空间运动转变为现实中物理设备的机械运动，使用户能够体验到真实的力度感和方向感。

说白了就是运用作用力与反作用力的原理来欺骗我们的触觉，达到传递力度和方向信息的目的。

技术标准：Immersion公司的i-Force和Touchense协议、微软的Sidewinder FF协议、罗技的G-Force Tilt协议
控制方式：微软的齿轮传动：成本低精度低和罗技的线缆传动效果好、价钱高
以Delta6.0为例相关信息解读/Shop/200806/254.html
绿色代表已解决，红色代表未解决
1、独特的并联运动结构，具有极强的性能。

应该来源于机械设计技术吧，不太清楚…
2、4KHZ的速率对接触力进行反馈。

通过传感器对操纵手柄有信息采样的频率，每秒4000次的感应操纵手柄的力度变化情况。

3、为确保较高的触觉透明度，设备通过将启动与未启动的部件相结合，保持了在平移与旋转动作完全分离，几座可与多种终端受动器连接使用，从而满足不懂的应用要求。

1将平移和旋转动作分离可以更好的将平移信息和旋转信息分开，能简单的处理动作信息。

2终端受动器：来源于机器人技术，终端受动器是一种连接到机器人手臂上的设备或工具。

终端受动器是机器人能够与环境进行交互的部分。

终端受动器的结构、编程原理及硬件驱动原理，都依赖于机器人将要执行的任务。

如果机器人需要拿起某物，那么机器手——一种钳子，则是一种最具功能的终端受动器。

如果需要完成拧紧螺丝的任务，机器人必须配备一种能够旋转的终端受动器。

比如说电焊等。

4、应用程序开发：
触觉模式：具备位置读取和笛卡尔空间（据我的理解以传统的笛卡尔空间坐标系【xyz】为概念的立体空间概念）作用力设计等基础功能
机器人模式：包含触觉功能，增添了一套实时运动路线，可实现对设备位置的精确控制。

（汽车工厂的机械臂就需要严格的路线控制，之类的应用）
5、Force Dimension软件工具包支持多线程多设备编程，可与多系统兼容。

多线程编程主要是面向多处理器而言的，有利于提高系统效率，
6、QNX系统：（Quick Unix）QNX采用的是微内核结构。

QNX内核一般只有几
十KB，是传统操作系统内核大小的1%，因而运行速度快（甚至优于linux），没
有病毒，完全免费。

我们熟悉的黑莓手机系统大部分都是基于QNX开发而来。

7、引入主动式手腕终端受动器：
具备手部运动方向捕捉及触觉反馈功能。

8、6自由度Delta基于独特的平行机械结构理念优势：可在较大的工作空间实现
大范围作用力的传递，不受到作用力不足或者工作空间狭小的制约。

9、平行构造与底部安装的传动装置结合使用，在具有了较高强度的同时也降低了
惯性。

10、产品特性：
·全重力补偿
·电磁制动
电磁制动是现代工业中一种理想的自动化执行元件，在机械传动系统中主要起传
递动力和控制运动等作用。

具有结构紧凑，操作简单，响应灵敏，，使用可靠，易
于实现远距离控制等优点。

·机载速率检测
·机载CPU：实时监控运动速度，如果主机电脑出现故障，触觉设备可以实现电
磁阻尼。

11、产品特点：
模块化：Delta设备基座可适用多种末端触发器应用要求。

高精度：专用传感器可提供一次性无漂移校准
12、产品规格
软件QNX Neutrino tenAsys Intime 都是实时操作系统，主要应用于嵌入式设备
当中。

结构delta并联机械结构
重力补偿
设备定向
6、架构图：（下一页）。