虛擬技術

簡介

虛擬現實技術是在計算機圖形學、計算機仿真技術、人機接口技術、多媒體技術以及感測技術的基礎上發展起來的虛擬技術交叉學科，對該技術的研究始於20世紀60年代。直到90年代初，虛擬現實技術才開始作為一門較完整的體系而受到人們極大的關注。虛擬現實是人們通過計算機對複雜數據進行可視化操作與互動的一種全新方式，與傳統的人機界面以及流行的視窗操作相比，虛擬現實在技術思想上有了質的飛躍。虛擬現實中的“現實”是泛指在物理意義上或功能意義上存在於世界上的任何事物或環境，它可以是實際上可實現的，也可以是實際上難以實現的或根本無法實現的。而“虛擬”是指用計算機生成的意思。因此，虛擬現實是指用計算機生成的一種特殊環境，人可以通過使用各種特殊裝置將自己“投射”到這個環境中，並操作、控制環境，實現特殊的目的，即人是這種環境的主宰。虛擬現實的本質是人與計算機的通信技術，它幾乎可以支持任何人類活動，適用於任何領域。

虛擬儀器

National Instruments—虛擬儀器創始人過去的三十多年裡，NI通過虛擬儀器技術為測試測量和自動化領域帶來了一場革新：虛擬儀器技術把現成即用的商業技術與創新的軟硬體平台相集成，從而為嵌入式設計、工業控制以及測試和測量提供了一種獨特的解決方案。使用虛擬儀器技術，工程師們可以利用圖形化開發軟體方便高效地創建完全自定義的解決方案，以滿足靈活多變的需求趨勢——這完全不同於專門的、只有固定功能的傳統儀器。如今，財富500強中85%的製造型企業已經選擇了虛擬儀器技術，大幅度減少了自動化測試設備（ATE）的尺寸，使工作效率提升了十倍之多，而成本卻只有傳統儀器解決方案的一小部分。與此同時，虛擬儀器技術本身也在不斷發展和創新，由於建立在商業可用技術的基礎之上，使得正蓬勃發展著的新興技術也成為推動虛擬儀器技術發展的新動力。

虛擬顯示

構建虛擬現實系統的目的是為了開發虛擬現實套用,所以任何一個完整的虛擬現實系統都需要有一套功能完

看著迷糊備的虛擬現實套用開發平台，一般包括兩個部分，一是硬體開發平台，即高性能圖像生成及處理系統，通常為高性能的圖形計算機或虛擬現實工作站；另一部分為軟體開發平台，即面向套用對象的虛擬現實套用軟體開發平台。這其中面向套用對象的虛擬現實套用軟體開發平台是最主要的，它在虛擬現實套用開發過程中承擔著三維圖形場景驅動的建立和套用功能的二次開發，是虛擬現實套用開發的高層API，同時也是連線VR外設、建立數學模型和套用資料庫的基礎平台，沒有它將無法開發出功能完善的虛擬現實應用程式。因此，開發平台部分是整個虛擬現實系統的核心部分，負責整個VR場景的開發、運算、生成,是整個虛擬現實系統最基本的物理平台，同時連線和協調整個系統的其它各個子系統的工作和運轉，與他們共同組成一個完整的虛擬現實系統。因此，虛擬現實系統開發平台部分在任何一個虛擬現實系統中都不可缺少，而且至關重要。虛擬現實顯示系統。虛擬三維投影顯示系統是整個虛擬現實系統中最重要的3D/VR圖形顯示輸出系統，其核心部分是立體版的高亮度投影機及相關組件，它將VR工作站生成的高解析度3D/VR場景以大幅立體投影的方式顯示出來，讓要互動的三維虛擬世界高度逼真地浮現於參與者的眼前，從而為VR用戶提供一個團體式參與，集體觀看，具有高度臨場感的投入型虛擬現實環境，並結合必要的虛擬外設(如數據手套、6自由度位置跟蹤系統或其他互動設備)，參與者可從不同的角度和方位自由地進行互動、操縱，實現三維虛擬世界的實時互動和實時漫遊。在虛擬現實套用系統中，通常有多種顯示系統或設備，比如：大螢幕監視器、頭盔顯示器、立體顯示器和虛擬三維投影顯示系統，而虛擬三維投影顯示系統則是目前套用最為廣泛的系統，因為虛擬現實技術要求套用系統具備沉浸性，而在這些所有的顯示系統或設備中，虛擬三維投影顯示系統是最能滿足這項功能要求的系統，因此，該種系統也最受廣大專業仿真用戶的歡迎。虛擬三維投影顯示系統是現今國際上普遍採用的虛擬現實和視景仿真實現手段和方式，也是一種最典型、最實用、最高級別的投入型虛擬現實顯示系統。高度逼真的三維虛擬世界的高度臨場感和高度參與性最終使參與者真正實現與虛擬空間的信息交流與現實構想。非常適合于軍事模擬訓練、CAD/CAM（虛擬製造、虛擬裝配）、建築設計與城市規劃、虛擬生物醫學工程、科學可視化、教學演示等等諸多領域……虛擬現實互動系統，6自由度實時互動是虛擬現實技術最本質的特徵和要求之一，也是虛擬現實技術的精髓，離開實時互動，虛擬現實套用將失去其存在的價值和意義，這也是虛擬現實技術與三維動畫和多媒體套用的最根本的區別。在虛擬現實互動套用中通常會藉助於一些面向特定套用的特殊虛擬外設，它們主要是6自由度虛擬互動系統，比如：力或觸覺反饋系統、數據手套、位置跟蹤器或6自由度空間滑鼠、操縱桿等等。