虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)技術(shù)，它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，是一種多源信息融合交互式的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真，可借助傳感頭盔、數(shù)據(jù)手套等專(zhuān)業(yè)設(shè)備，讓用戶(hù)進(jìn)入虛擬空間，實(shí)時(shí)感知和操作虛擬世界中的各種對(duì)象，從而通過(guò)視覺(jué)、觸覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)等獲得身臨其境的真實(shí)感受。當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)規(guī)模保持高速增長(zhǎng)。根據(jù) Greenlight 預(yù)測(cè)，2018 年全球市場(chǎng)規(guī)模超過(guò) 700 億，同比增長(zhǎng) 126%。其中 VR 市場(chǎng)規(guī)模超過(guò) 600 億，AR 市場(chǎng)超過(guò) 100 億。預(yù)計(jì)到 2020 年全球虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過(guò) 2000 億， 其中 VR 市場(chǎng) 1600 億，AR 市場(chǎng) 450 億。虛擬仿真技術(shù)在科研教學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域有虛擬校園。建筑設(shè)計(jì)虛擬仿真中心建設(shè)

虛擬仿真是使人沉浸在三維合成環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí)體驗(yàn)的仿真應(yīng)用。虛擬仿真的基本原理是利用能反映現(xiàn)實(shí)情況的人稱(chēng)交互場(chǎng)景來(lái)開(kāi)展訓(xùn)練、實(shí)驗(yàn)和研究。

虛擬仿真應(yīng)用

1.1訓(xùn)練在使用實(shí)裝開(kāi)展訓(xùn)練太昂貴或太危險(xiǎn)的情況下，虛擬仿真比現(xiàn)場(chǎng)訓(xùn)練更可取。虛擬仿真還為創(chuàng)建現(xiàn)實(shí)世界中難以設(shè)置的訓(xùn)練場(chǎng)景提供了可能性。

1.2進(jìn)行研究和實(shí)驗(yàn)例如，研究人員使用高級(jí)駕駛模擬器來(lái)研究在分心或受影響時(shí)駕駛員的反應(yīng)。

1.3發(fā)展戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)和流程(TTPs)虛擬仿真可用于開(kāi)發(fā)和測(cè)試新的戰(zhàn)術(shù)、有效的技術(shù)和安全的操作流程。

1.4人機(jī)系統(tǒng)集成原型系統(tǒng)可以使用虛擬仿真快速創(chuàng)建，對(duì)開(kāi)發(fā)中的新系統(tǒng)在人為因素方面進(jìn)行測(cè)試。研究人員使用虛擬和實(shí)時(shí)模擬來(lái)評(píng)估工作量，設(shè)計(jì)用戶(hù)和物理接口，并在不同的條件和壓力源下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 風(fēng)景園林虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)虛擬仿真教學(xué)軟件加快授課進(jìn)程。

虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，可以大幅度提高實(shí)驗(yàn)的體驗(yàn)效果，如虛擬現(xiàn)實(shí) CAVE 系統(tǒng)， 通過(guò)藝術(shù)廠案例的三維展示，結(jié)合人機(jī)交互，使體驗(yàn)人員置身于虛擬現(xiàn)實(shí)情境之中， 讓現(xiàn)實(shí)中藝術(shù)廠的實(shí)際情況在實(shí)驗(yàn)室里就能夠輕易實(shí)現(xiàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室除了能夠提 高體驗(yàn)效果，還可以在其他方面直接發(fā)揮教育作用。如教學(xué)階段藝術(shù)生產(chǎn)車(chē)間(裝置) 的工藝的設(shè)計(jì)流程與工藝展示、車(chē)間布局與管道布置設(shè)計(jì)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)階段可 1：1 模擬 車(chē)間的場(chǎng)景，隨時(shí)都可以進(jìn)行“現(xiàn)場(chǎng)”考察學(xué)習(xí)等。真實(shí)的場(chǎng)景還原，在光學(xué)位置追蹤系統(tǒng) 的配合下，使學(xué)生和老師在沉浸式環(huán)境中實(shí)現(xiàn)寓教于樂(lè)，提高教學(xué)效率，激發(fā)學(xué)生思維等。

畜牧專(zhuān)業(yè)教學(xué)，現(xiàn)在也較多應(yīng)用VR虛擬現(xiàn)實(shí)、3D仿真等技術(shù)，構(gòu)建了豬養(yǎng)殖，奶牛養(yǎng)殖，犬解剖，犬絕育，豬解剖，牛解剖等消化系統(tǒng)解剖、消化過(guò)程的多方面實(shí)驗(yàn)體系，讓學(xué)生沉浸于生動(dòng)、直觀的虛擬環(huán)境中，進(jìn)行交互式學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，突破了傳統(tǒng)教學(xué)的局限，拓展了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的廣度和深度，延伸了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)間和空間。采用“VR模擬+手術(shù)實(shí)操訓(xùn)練”的全新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，運(yùn)行平臺(tái)涵蓋PC端，操作靈活便捷，滿(mǎn)足學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需求，顯著提高學(xué)習(xí)效果。虛擬仿真技術(shù)可以提高園林園藝設(shè)計(jì)建設(shè)的科學(xué)性，降低園林園藝開(kāi)發(fā)的成本，同時(shí)還能縮短規(guī)劃，設(shè)計(jì)的時(shí)間。

虛擬現(xiàn)實(shí)是模擬仿真在高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和信息處理環(huán)境下的發(fā)展和技術(shù)拓展。我們可以舉一個(gè)煙塵干擾下能見(jiàn)度計(jì)算的例子來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。在構(gòu)建分布式虛擬環(huán)境基礎(chǔ)信息平臺(tái)應(yīng)用過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)有由燃燒源產(chǎn)生的連續(xù)變化的煙塵干擾環(huán)境能見(jiàn)度的計(jì)算，從而影響環(huán)境的視覺(jué)效果、仿真實(shí)體的運(yùn)行和決策。某些仿真平臺(tái)和圖形圖像生成系統(tǒng)也研究煙塵干擾下的能見(jiàn)度計(jì)算，仿真平臺(tái)強(qiáng)調(diào)煙塵的準(zhǔn)確物理模型、干擾后的能見(jiàn)度精確計(jì)算以及對(duì)仿真實(shí)體的影響程度;圖形圖像生成系統(tǒng)著重于建立細(xì)致的幾何模型，估算光線穿過(guò)煙塵后的衰減。而虛擬環(huán)境中煙塵干擾下的能見(jiàn)度計(jì)算，不但要考慮煙塵的物理特性，遵循煙塵運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律，計(jì)算影響仿真結(jié)果的相關(guān)數(shù)據(jù)，而且要生成用戶(hù)能通過(guò)視覺(jué)感知的逼真圖形效果，使用戶(hù)在實(shí)時(shí)運(yùn)行的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中產(chǎn)生親臨等同真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于高校電氣類(lèi)課堂教學(xué)中，能夠形象生動(dòng)地表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容。牛解剖虛擬仿真化學(xué)實(shí)驗(yàn)

虛擬仿真有效營(yíng)造一個(gè)能夠跟隨技術(shù)發(fā)展的教學(xué)環(huán)境，提高學(xué)生掌握知識(shí)技能的效率。建筑設(shè)計(jì)虛擬仿真中心建設(shè)

在交互式的虛擬仿真環(huán)境中，用戶(hù)通過(guò)使用虛擬交互設(shè)備，真實(shí)體驗(yàn)感受就像在真實(shí)環(huán)境中一樣對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的零部件進(jìn)行各類(lèi)拆裝、裝配和操作。在操作過(guò)程中系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的碰撞檢測(cè)、裝配約束處理、裝配路徑與序列處理等功能，從而用戶(hù)可以對(duì)產(chǎn)品的可裝配性進(jìn)行分析、對(duì)產(chǎn)品零部件裝配序列進(jìn)行驗(yàn)證和規(guī)劃等方案。在裝配結(jié)束以后，虛擬仿真系統(tǒng)能夠記錄裝配過(guò)程的所有信息，并生成評(píng)審報(bào)告、視頻錄像等供隨后的分析使用。這個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用減少了直接上手實(shí)操的難度。建筑設(shè)計(jì)虛擬仿真中心建設(shè)

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