虚拟现实应用系统

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,张涛,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,本章,介,介绍,虚,虚拟,现,现实,的,的各,种,种应,用,用，,包,包括,军,军事,应,应用,、,、航,空,空航,天,天应,用,用、,计,计算,机,机辅,助,助设,计,计、,外,外科,手,手术,和,和人,体,体器,官,官的,模,模拟,、,、科,学,学研,究,究和,计,计算,的,的可,视,视化,、,、教,育,育、,游,游戏,和,和其,它,它方,面,面的,应,应用,等,等。,通,通过,本,本章,读,读者,可,可以,对,对虚,拟,拟现,实,实的,各,各种,应,应用,有,有所,了,了解,，,，为,今,今后,开,开发,和,和使,用,用虚,拟,拟现,实,实技,术,术起,到,到很,大,大的,作,作用,。,。,8.1,军事应用,8.2,航空航天应用,8.3,计算机辅助设计,8.4,外科手术和人体器官的模拟,8.5,科学研究和计算的可视化,8.6,教育游戏和其他,8.1,军事,应,应用,8.1.1,军事,应,应用,的,的目,的,的,8.1.2,军事,应,应用,的,的领,域,域,8.1.3,军事,应,应用,的,的实,例,例,8.1.1,军事,应,应用,的,的目,的,的,当前,趋,趋势,是,是增,加,加技,术,术复,杂,杂性,和,和缩,短,短军,用,用硬,件,件的,生,生命,周,周期,，,，这,要,要求,仿,仿真,器,器是,灵,灵活,的,的、,可,可升,级,级的,和,和可,联,联网,的,的，,并,并允,许,许远,地,地仿,真,真，,不,不需,要,要训,练,练者,去,去到,仿,仿真,器,器地,方,方。,在,在队,伍,伍仿,真,真中,也,也需,要,要网,络,络，,它,它比,单,单用,户,户仿,真,真要,真,真实,，,，要,求,求虚,拟,拟现,实,实是,可,可联,网,网的,、,、灵,活,活的,和,和可,升,升级,的,的，,由,由此,理,理想,地,地满,足,足军,事,事的,需,需要,。,。,在军,事,事应,用,用中,，,，采,用,用虚,拟,拟现,实,实系,统,统不,仅,仅提,高,高了,作,作战,能,能力,和,和指,挥,挥效,能,能，,而,而且,提,提高,了,了训,练,练水,平,平，,大,大大,减,减少,了,了军,事,事开,支,支，,节,节省,了,了大,量,量人,力,力、,物,物力,，,，同,时,时可,以,以保,证,证安,全,全。,8.1.2,军事,应,应用,的,的领,域,域,1.,训练,方,方面,（,1,）模,拟,拟战,场,场环,境,境,（,2,）设,计,计单,兵,兵训,练,练器,（,3,）团,队,队战,术,术训,练,练,2.,武器,装,装备,的,的研,究,究,在武,器,器装,备,备研,究,究与,新,新武,器,器展,示,示中,主,主要,有,有以,下,下应,用,用,:,(1),在武,器,器设,计,计研,制,制过,程,程中,，,，采,用,用虚,拟,拟现,实,实技,术,术提,供,供先,期,期演,示,示，,检,检验,设,设计,方,方案,，,，把,先,先进,设,设计,思,思想,融,融入,武,武器,装,装备,研,研制,的,的全,过,过程,，,，从,而,而保,证,证总,体,体质,量,量和,效,效能,，,，实,现,现武,器,器装,备,备投,资,资的,最,最佳,选,选择,，,，对,于,于有,些,些无,法,法进,行,行实,验,验或,实,实验,成,成本,太,太高,的,的武,器,器研,制,制工,作,作，,也,也可,由,由虚,拟,拟现,实,实系,统,统来,完,完成,。,。所,以,以尽,管,管不,进,进行,武,武器,试,试验,，,，也,能,能不,断,断改,进,进武,器,器性,能,能。,(2),研制,者,者和,用,用户,利,利用,虚,虚拟,现,现实,技,技术,，,，可,以,以很,方,方便,地,地介,入,入系,统,统建,模,模和,仿,仿真,试,试验,的,的全,过,过程,，,，既,能,能加,快,快武,器,器系,统,统的,研,研制,周,周期,，,，又,能,能合,理,理评,估,估其,作,作战,效,效能,及,及其,操,操作,的,的合,理,理性,，,，使,之,之更,接,接近,实,实战,的,的要,求,求。,(3),采用,虚,虚拟,现,现实,技,技术,对,对未,来,来高,技,技术,战,战争,的,的战,场,场环,境,境、,武,武器,装,装备,的,的技,术,术性,能,能和,使,使用,效,效率,等,等方,面,面进,行,行仿,真,真，,有,有利,于,于选,择,择重,点,点发,展,展的,武,武器,装,装备,体,体系,，,，改,善,善其,整,整体,质,质量,和,和作,战,战效,果,果。,(,4),很多,武,武器,供,供应,商,商借,助,助于,网,网络,，,，采,用,用虚,拟,拟现,实,实系,统,统来,展,展示,武,武器,的,的各,种,种性,能,能。,（,1,）在,美,美国,陆,陆军,中,中，,他,他们,利,利用,虚,虚拟,现,现实,的,的仿,真,真器,实,实现,各,各种,层,层次,的,的军,事,事训,练,练，,如,如单,兵,兵训,练,练、,排,排级,指,指挥,员,员的,训,训练,、,、连,和,和营,一,一级,的,的训,练,练等,。,。,（,2,）在,美,美国,海,海军,中,中，,开,开发,了,了一,种,种,VESUB,（,VirtualEnvironmentforSubmarineShipHandlingTraining,）仿,真,真器,。,。它,主,主要,用,用于,甲,甲板,上,上的,训,训练,。,。,（,3,）在,美,美国,空,空军,中,中，,开,开发,出,出了,更,更多,的,的仿,真,真器,。,。如,单,单元,教,教练,机,机和,虚,虚拟,座,座舱,。,。,8.1.3,军事,应,应用,的,的实,例,例,在航,空,空航,天,天方,面,面，,美,美国,国,国家,航,航空,航,航天,局,局（,NASA,）于,20,世纪,80,年代,初,初就,开,开始,研,研究,虚,虚拟,现,现实,技,技术,，,，并,于,于,1984,年研,制,制出,新,新型,的,的头,盔,盔显,示,示器,。,。,90,年代,以,以来,，,，虚,拟,拟现,实,实的,研,研究,与,与应,用,用范,围,围不,断,断扩,大,大。,宇,宇航,员,员利,用,用虚,拟,拟现,实,实系,统,统进,行,行了,各,各种,训,训练,。,。美,国,国国,家,家航,空,空航,天,天局,计,计划,将,将虚,拟,拟现,实,实系,统,统用,于,于国,际,际空,间,间站,组,组装,、,、训,练,练等,工,工作,。,。另,外,外，,近,近些,年,年来,，,，欧,洲,洲、,俄,俄罗,斯,斯、,日,日本,等,等都,开,开展,虚,虚拟,现,现实,在,在航,空,空航,天,天系,统,统的,研,研制,及,及人,员,员训,练,练中,的,的应,用,用。,我,我国,也,也在,这,这一,领,领域,进,进行,着,着大,量,量的,研,研究,工,工作,。,。,8.2,航空,航,航天,应,应用,虚拟,现,现实,在,在航,空,空航,天,天领,域,域应,用,用的,目,目的,主,主要,有,有两,点,点：,一,一是,帮,帮助,设,设计,复,复杂,的,的航,空,空航,天,天系,统,统。,航,航空,系,系统,包,包括,各,各类,飞,飞行,器,器，,如,如直,升,升机,、,、大,型,型飞,机,机、,超,超音,速,速战,斗,斗机,、,、导,弹,弹、,飞,飞艇,等,等。,航,航天,系,系统,则,则包,括,括各,类,类卫,星,星、,太,太空,火,火箭,、,、航,天,天飞,机,机、,空,空间,站,站等,。,。通,过,过虚,拟,拟现,实,实技,术,术可,以,以很,好,好地,模,模拟,高,高空,及,及太,空,空环,境,境，,帮,帮助,了,了解,和,和掌,握,握各,类,类系,统,统在,一,一定,环,环境,下,下的,工,工作,情,情况,。,。同,时,时降,低,低系,统,统设,计,计的,费,费用,，,，缩,短,短设,计,计周,期,期等,。,。另,一,一目,的,的是,训,训练,各,各类,人,人员,，,，包,括,括航,空,空飞,行,行器,驾,驾驶,员,员以,及,及宇,航,航员,等,等。,总,总之,，,，通,过,过虚,拟,拟现,实,实技,术,术，,近,近些,年,年来,大,大大,推,推动,了,了航,空,空航,天,天领,域,域的,发,发展,，,，使,人,人类,在,在这,一,一领,域,域有,了,了极,大,大的,进,进步,。,。,8.2.1,航空,航,航天,应,应用,的,的目,的,的,下面,着,着重,介,介绍,几,几个,虚,虚拟,现,现实,在,在航,空,空航,天,天领,域,域应,用,用的,实,实例,。,。,NASA,的虚,拟,拟现,实,实训,练,练,EVA,的虚,拟,拟现,实,实训,练,练,美国,空,空军,的,的虚,拟,拟座,舱,舱,虚拟,风,风洞,8.2.2,航空,航,航天,应,应用,的,的实,例,例,虚拟,现,现实,技,技术,离,离不,开,开计,算,算机,技,技术,的,的发,展,展。,那,那么,虚,虚拟,现,现实,技,技术,必,必然,会,会对,计,计算,机,机技,术,术领,域,域发,挥,挥巨,大,大的,作,作用,，,，其,中,中之,一,一就,是,是用,于,于计,算,算机,辅,辅助,设,设计,。,。在,计,计算,机,机辅,助,助设,计,计中,虚,虚拟,现,现实,技,技术,几,几乎,覆,覆盖,各,各个,方,方面,。,。如,果,果在,计,计算,机,机辅,助,助设,计,计中,采,采用,了,了虚,拟,拟现,实,实技,术,术，,就,就只,需,需在,计,计算,机,机辅,助,助设,计,计的,对,对象,前,前加,入,入,“,虚拟,”,二字，就,可,可以体现,计,计算机辅,助,助设计的,特,特点。当,然,然，它们,设,设计的基,本,本原理是,一,一致的。,下,下面以两,个,个完全不,同,同的两个,实,实例来说,明,明这一点,：,：虚拟样,机,机以及虚,拟,拟建筑设,计,计和城市,规,规划。,8.3,计算机辅,助,助设计,在制造业,，,，一个产,品,品的生产,周,周期包括,：,：设计阶,段,段、表现,阶,阶段（购,买,买原材料,和,和安装设,备,备）、员,工,工培训和,实,实际生产,阶,阶段。虚,拟,拟现实的,特,特点对每,一,一阶段都,能,能发挥重,要,要的作用,采用虚拟,制,制造技术,，,，可以在,设,设计阶段,就,就对设计,的,的方案、,结,结构等进,行,行仿真，,解,解决大多,数,数问题，,提,提高一次,试,试制成功,率,率。用虚,拟,拟原型样,机,机技术取,代,代传统的,硬,硬件样机,，,，可以大,大,大节约新,产,产品开发,的,的周期和,费,费用，很,容,容易地发