虚拟现实环境下的产品设计和制造技术（四）

作者:xingyang                         时间：2010-12-02

轴承及轴承相关技术文章（轴承型号查询网提供） 关键字：轴承, 　　人们通过视觉获得外界物体的形状、空间位置和速度，要通过人的静态、动态和生理的立体深度线索来获取。静态深度线索主要是空间内物体的位置、遮挡关系、大小和清晰度等，这在我们的三维造型的投影关系中已经考虑进去了。物体运动产生的动感和位置变化，就要求计算机必须实时地计算和处理图象，只有超出人的视觉暂留时间，一般不少于30帧/秒，才能获得平滑稳定的图象，而不会出现闪烁。这就是我们目前的一般三维动画所要求和应达到的。但这样的三维图形和动画在屏幕上是二维显示的，就象我们用一只眼睛看物体，缺乏物体的深度感和立体感。实践表明，人的双目视差对物体的深度感起决定的作用。要达到自然的物体立体效果，就必须用“两只眼睛”看物体。　　在计算机虚拟环境中的图象，就必须将人的两只眼睛的图象分开计算和处理，相应地要求有分开的图象显示。目前常用的是头盔式显示器，但较高高分辨率的头盔式显示器价格超过$50000。在桌面虚拟环境中，是在普通显示器上显示双图象或交替显示双目图象，再通过光阀眼镜分离两眼看到的图象。因此，采用双目图象交替显示时，显示器的帧频必须是普通显示方式的两倍以上。再考虑到光阀眼镜的延迟，帧频不少于80Hz才不出现闪烁现象。　　双目分开的图象就要求计算机必须实时计算和处理80帧/秒以上的图象。这个实时性要求是很高的，故多采用工作站作为主机。在微机上的游戏软件中，以前的方法是采用很低的分辨率和二维图象。随着微机速度的提高，目前可以采用三维图象，但分辨率仍很低。采用高档图形加速卡，可以大大加快计算速度，可以达到32bit彩色、1600*1200分辨率、4M Triangles/s和100M pixel/s纹理，已经使得微机平台上的虚拟现实技术进入了实用阶段。　　在制造技术上，一般对声响的要求较低。而在军事实时对抗训练等虚拟现实系统中，空间立体声效果是必须的了。　　在桌面虚拟环境中，人机交互的操纵器主要是普通鼠标、6自由度鼠标、数据手套、操纵杆。数据服、大型投影球幕等使用于更完善的虚拟现实系统中。　　虚拟现实系统的软硬件价格是较高的。为此，根据不同的用途和需要，可配置不同的系统，适当的沉浸深度的虚拟环境才不会使系统过于复杂及成本、维护的负担过重。例如，用于汽车外形造型设计的系统，重点在显示高质量的立体图象，而听觉和触觉的要求很低，用普通鼠标进行操纵即可，实时性也要求不高。再如，零件装配模拟中，除了图象外，可操纵性要求较高，可配备6自由度鼠标和数据手套等。在车辆、飞机模拟训练等虚拟现实系统中，要求有宽阔的视野、实时的操纵系统、逼真的声响效果。不仅要快速响应人们的操纵信号，还要实现人们对力、位移等的触觉反馈的仿真。　　2、虚拟现实系统的应用　　虚拟现实系统首先在军事、航天等高科技领域以及娱乐与漫游等方面获得成功的应用。例如：用于宇航员、飞行员训练的座舱系统、战场实时演练系统(虚拟战场)等。虚拟现实系统在产品设计、制造过程中同样具有重要的应用，可大大提高产品的技术水平，例如：波音公司777飞机的设计、福特汽车外形设计与碰撞实验、工厂和建筑物的漫游等。目前应用效果最好是下面几个方面：

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