基于分布式虚拟现实技术的汽车驾驶模拟器的研究

Vol. 17 No. 2 系 统 仿 真 学 报

Feb. 2005 JOURNAL OF SYSTEM SIMULATION

基于分布式虚拟现实技术的汽车驾驶模拟器的研究

陈定方, 李勋祥, 李文锋, 尹念东

(武汉理工大学智能制造与控制研究所, 武汉 430063;

中国科学院计算技术研究所智能信息处理重点实验室, 北京 100080)

摘 要

这是一个基于虚拟现实环

境和网络环境的软硬件集成系统

包括外景系统和驾驶内景

含路标线等基于高程的多重纹理

映射生成技术

给出了该汽车虚拟仿真驾驶系统在选择车辆

关键词

1004-731X (2005) 02-0347-04 中图分类号

A

Investigation of Vehicle Driving Simulator by Distributed

Virtual Reality Technology

CHEN Ding-fang, LI Xun-xiang, LI Wen-feng, YIN Nian-dong

(Research Institute of Intelligent Manufacture & Control, Wuhan University of Technology, Wuhan 430063, China

including road signs

Vehicle Driving Simulator, VDS

获得实车驾驶感觉的仿真设

备

因为它

是使操作者能否产生

交互感

身临其境 在国外

汽车驾驶模

拟器作为培训工具在发达国家早已普遍运用

汽车驾驶学校必须装备汽车驾

驶模拟器

大多数欧洲国家也相

继制定了使用汽车驾驶训练模拟器的法规

德国日本

在国内

经历了一

个从引进国外产品到自行研制的较漫长的发展过程

2004-06-12

修回日期

湖北省科技攻关项目60475031国家高科技项目

陈定方(1946-), 男, 教授, 博导, 研究方向为分布式虚拟设计

/虚拟制造与计算机仿真, 复杂问题

司开发了汽车驾驶训练模拟器有较大的差距

吉林大学

国防科

技大学东南大学昆明理工大学等单位在此研究领域正在积极地开展研

究工作

其中

航空精密机械

研究所研制的QM —CGI 汽车驾驶训练模拟系统较为有代表性

其规模和性能居世界先进水平

总的说来

汽车视景与操纵动作脱节

沉浸感

与

不强

还没有真正意义上的一种大众化的

本项目研究的

是基于虚拟现实环境和网络环境的软硬件集成系统

多媒体电脑中央控制系统等硬件系

统和支持网络的视景仿真软件系统

选择各种天气情况包括雨天

雪天

选择各种路况情况

完成模拟训练最终评估

通过HTML 在网上发布

Vol. 17 No. 2

系统仿真学报 Feb. 2005

主要研究内容有

物理建模环境的关

键技术如动力学系统中的弹性摩擦力等的体现

(3) 探索多用户并行的分布式虚拟驾驶技术的实现方

式与通讯技术

超过400

平方公里

LOD纹理技术的最佳匹配比的研究视

觉流畅性

(5) GIS信息系统在汽车模拟驾驶中的局部应用

车辆定位

主要从美

学可行性等方面入手

如水流雾效光影

(7) 春夏秋冬四季度的交织

(8) 在模拟汽车驾驶的虚拟世界中

1 视觉系统研究

人们对事物的感知有80%来自于视觉

本研究针对现行模拟器视景系统普遍存在的动作与画面滞后采用先进的图形开发软件

并实现立体视觉

研究的重点与难点

(1) 视觉系统开发的软件平台的选择

(3) 图形建模和接口

创新点

(1) 沉浸感

(2) 立体视觉的实现

图1为汽车虚拟仿真驾驶软硬件集成系统示意图

图3为基于虚拟现实技术的汽车驾驶模拟器效果图示例

道路旁的建筑物

山川通过渲染浓淡

产生一个虚拟的驾驶场景沉浸

为此隧道

用以模拟在春夏秋冬季节不同时间

图4为虚拟仿真驾驶的新疆果子沟桥梁

图2

虚拟仿真驾驶内景

图3 驾驶室前视屏及表盘

图4 虚拟仿真驾驶的新疆果子沟路段

2 建模技术

2.1 基于NURBS曲面法线的路面纹理(含路标线等)

自动校准和生成技术

道路路面纹理是建立虚拟道路时一项工作量大

如用通常使用的多边形平面纹理映射技术

但对于转弯较大路线绵长的道路

仪

表

方

向

盘

等

可

选

警

察

巡

逻

车

救

护

车

运

输

车

及

各

种

货

车

等

雾

天

黎

明/

夜

晚

能

见

度

状

况

的

选择

各

种

路

况

情

况

的

选

择

各

种

组

合

程

序

训

练

模

拟

训

练

最

终

评

估

系

统

图1 汽车虚拟仿真驾驶系统示意图

Vol. 17 No. 2

Feb. 2005 陈定方, 等349

既费事耗时

我们摸索的基于NURBS曲面法线的路面纹理自动校准和生成技术效率高这种最关键的地方是必须预先把纹理的大小再进行自动校准运算时才会更为精确

它的求值程序可以通过贝赛尔曲线

C(u)=[X(u) Y(u) Z(U)]期中如[0

S(u,v)=[X(u

因此

同时v的变化方向又可以自动地形成二维的纹理贴图坐标Polygon虽然可以重新定义下面纹理坐标办法一是通过转化为NURBS 曲面

相对简单一些因此

一维贝赛尔曲线的控制点数影响和制约着二维的贝赛尔曲面

图5 贝赛尔曲面和曲线

2.2 模型和纹理的无缝切片技术

这种技术主要解决渲染引擎针对数据量巨大

小块的地形还看不出这种方法的优势

这种技术的优势就体现出来了

无缝衔接这样就能够实现在较大场景下流畅地进行虚拟驾驶

这种切片技术的优点与Photoshop中的切片优点具有异曲同工之妙

我们以新疆果子公路路段所在的地形进行仿真

而纹理的融合属于动态的

Phase

噪波Filter

色彩模型和纹理的无缝切片技术, 这种技术主要解决复杂地形的仿真纹理问题

如群山绿化的程度可以根据地形的阴面与阳面或高低情形产生一种极为自然的景观效果

如果存在的话图8(a)为新疆果子沟公路高程纹理生成图

图6a 纹理模型同步切片,纹理切片图6b 纹理模型同步切片,模型切片

图7 45度方向视图

弹性动力学系统实现舟桥时分别见图9

单个控制点曲线

三个控制点曲线五个控制点曲线七个控制点曲线两个控制点曲线

Vol. 17 No. 2 系统仿真学报 Feb. 2005

(1) 不同摩擦系数实现

(2) 基于碰撞检测技术的仿真驾驶

如图11用以真实地实现包括GPS图3为驾驶室前视屏及表盘

躲避行人行人和自行车的移动由计算机实现控制

模拟通过吊桥

模拟舟桥效果

图片的下部是汽车的仪表盘

图12 城市道路

图13 山区公路平直路段

5 模拟天气

四季交替图14是汽车夜间在郊外开前灯行驶的场景

用以记录和评价驾驶模拟的效果

图15 全程模拟驾驶回放及成绩统计的评估系统

7结论

论文描述基于虚拟现实环境和网络环境的虚拟汽车驾驶模拟器的软硬件集成系统框架包括外景系统和驾驶内景

In

Hawaii. 1998

驾驶模拟器说明书

BZ2012-1最新款豪华型汽车驾驶模拟器 BZ2012-1型驾驶模拟器是我公司根据最新的驾驶员培训大纲和最新的驾驶模拟器行业标准（JT/T398-2011）开发而成的最新产品,驾驶座舱进行了大量技术创新和改进，并配置了最新的“BZ-2011驾驶模拟器软件V1.2”。 一、座舱 座舱由驾驶舱座，视景计算机，视屏（19寸显示器），操作传感器，数据采集卡，耳机和话筒等组成。 座舱包含了与真实车辆相同的操作部件，“五大”操纵机构：方向盘、离合器，脚刹，油门和手刹。真车变速器：倒档、一档、二档、三档、四档、五档和空挡（自动档只含前进档、倒车档和驻车档）。真车操作开关：左转向灯、右转向灯、应急灯、喇叭、点火开关、总电开关、安全带、车门、雨刷、远光灯、近光灯、远近光交替。 座舱既可以进行联网训练，也可以进行单机训练。利用主控台计算机，最多可以将30台座舱连接到一个训练场景进行训练。 学员通过操作不同的操作部件，经过各自的传感器产生不同的操作信号，这些操作信号通过数据采集卡传送给计算机，经过各种训练模型的逼真运算，最后在视屏上输出与操作相对应的三维场景与各种声音。

二、主要功能 驾驶舱配备最新的BZ2012-1驾驶模拟器软件V1.2版，该软件为我公司最新开发完成，具有自主知识产权。 软件采用汽车多自由度数学模型，实现汽车转向、制动和加速的逼真模拟；另外利用最新的计算机技术，实现真实的三维场景及逼真的声音模拟。 训练按照三个难度级别分别进行训练：初级驾驶，中级驾驶和高级驾驶。 BZ2012-1驾驶模拟器软件技术指标 训练车型选择场地训练选择界面 城市道路选择乡村道路选择 面板提示语（关键词语）： ▲三级课程训练模式：初级、中级、高级 ▲ 14种全新训练车型 ▲全自动配置被动驾驶训练文件 ▲丰富的驾驶培训教学录像 ▲最新理论考试题库（四选一） ▲自动档、手动档合而为一 ▲特别设计太阳炫目训练场景▲多种特殊气候训练 ▲原地驾驶（换档训练）▲加油站、收费站等训练场景▲操作信号实时显示▲ 30台驾驶舱联网训练

虚拟现实系统简介

《虚拟现实》 教学目的和要求： 1、了解虚拟现实的概念； 2、了解虚拟现实的组成及国内 和同外虚拟现实研究的现状。 教学重点： 1、虚拟现实定义； 2、虚拟现实的组成； 3、虚拟现实的应用研究现状； 4、虚拟现实的应用前景。 1.前言 人类有许多梦想，一些梦想已经变为现实，而有一些梦想也许永远都 不可能实现。然而，有一种技术却能使一切梦想全部在感知中实现，这就 是虚拟现实技术 虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）。 虚拟现实是在计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒 体技术以及传感技术的基础上发展起来的交叉学科，由于它生成的视觉环 境是立体的、音效是立体的，人机交互是和谐友好的，因此虚拟现实技术 将一改人与计算机之间枯燥、生硬和被动的现状，即计算机创造的环境将 人们陶醉在流连忘返的工作环境之中。 虚拟现实（VR）技术是20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术， 它集多媒体、网络技术、传感技术等多种先进技术为一体， 是当今前景最好的计算机技术之一。 虚拟现实 虚拟环境 虚拟房间 虚拟汽车 虚拟人 虚拟现实技术的发展 1965年，Sutherland在篇名为《终极的显示》（The Ultimate Display）的 论文中首次提出了包括具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示的虚拟 现实系统的基本思想，从此，人们正式开始了对虚拟现 实系统的研究探索历程。 1970年，出现了第一个功能较齐全的HMD系统。基于从60年代以来所 取得的一系列成就，美国的Jaron Lanier 在80年代初正式提出了“Virtual Reality”一词。 80年代，美国宇航局（NASA）及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实 技术的研究，并取得了令人瞩目的研究成果，从而引起了人们对虚拟现实技 术的广泛关注。1984年，NASA Ames研究中心虚拟行星探测实验室组织开 发了用于火星探测的虚拟环境视觉显示器，将火星探测器发回的数据输入计 算机，为地面研究人员构造了火星表面的三维虚拟环境。 虚拟现实技术的发展 90年代，迅速发展的计算机硬件技术与不断改进的计算机 软件系统相匹配，使得基于大型数据集合的声音和图象的实时 动画制作成为可能；人机交互系统的设计不断创新，新颖、实 用的输入输出设备不断地进入市场。而这些都为虚拟现实系统 的发展打下了良好的基础。 例如1993年的11月，宇航员利用虚拟现实系统成功地完成 了从航天飞机的运输舱内取出新的望远镜面板的工作，而用虚 拟现实技术设计波音777获得成功，是近年来引起科技界瞩目 的又一件工作。

VR系统的组成与交互技术汇总

VR系统的组成与交互技术汇总 今天给大家介绍一下VR系统的组成与当前一些VR交互技术，希望大家对VR 有更深的理解。 一个典型的虚拟现实系统主要由计算机、输入输出设备、虚拟现实设计/浏览软件等组成。用户以计算机为核心，通过输入输出设备与应用软件的虚拟世界进行交互。 计算机 在虚拟现实系统中，计算机是系统的心脏，主要用于接收、处理、控制显示各种信息及相互间的作用和状态，负责虚拟世界的生成、人与虚拟世界的自然交互等功能的实现。 输入输出设备 在虚拟现实系统中，用户与虚拟世界之间要实现自然的交互，必须采用特殊的输入输出设备，用以识别用户的各种信息输入，并实时生成逼真的反馈信息。 VR输入设备如动作捕捉、手势识别、声音感知等体感类设备，通过感知用户输入信息，与虚拟世界进行交互，输入设备是实现消费者交互、沉浸感的重要技术。 下面是一些在VR虚拟现实场景中运用到的交互技术：

动作捕捉 用户想要获得完全的沉浸感，真正“进入”虚拟世界，动作捕捉系统是必须的。目前专门针对VR的动捕系统，目前市面上可参考的有Perception Neuron。但是这样的动作捕捉设备只会在特定的超重度的场景中使用，因为其有固有的易用性门槛，需要用户花费比较长的时间穿戴和校准才能够使用。相比之下，Kinect 这样的光学设备在某些对于精度要求不高的场景可能也会被应用。 全身动捕在很多场合并不是必须的，它的另一个问题，在于没有反馈，用户很难感觉到自己的操作是有效的，这也是交互设计的一大痛点。 触觉反馈 这里主要是按钮和震动反馈，这就是下面要提到的一大类，虚拟现实手柄。目前三大VR头显厂商Oculus、索尼、HTC Vive都不约而同的采用了虚拟现实手柄作为标准的交互模式：两手分立的、6个自由度空间跟踪的（3个转动自由度3个平移自由度），带按钮和震动反馈的手柄。这样的设备显然是用来进行一些高

2020年(VR虚拟现实)虚拟教育设计方案

（VR虚拟现实）虚拟教育 设计方案

虚拟教育设计方案 背景： 随着信息时代的发展，数字化三维虚拟仿真技术以其画面逼真精美、运行高效便捷、功能丰富实用、查询管理信息直观方便等特点逐渐应用在各个领域，国内院校也同样期望着在校园建设成果展示、学校品牌推广、教学辅助与校园资源管理等方面全面实现三维数字化。三维虚拟校园平台系统正是顺应这种需求而产生，在国内迅速普及。 三维虚拟校园平台是指利用计算机虚拟现实技术、网络技术、网络三维技术、数据库技术等对学校的建筑三维数据、建筑室内外结构、建筑相关属性信息、教学设施相关信息和教学资源信息进行处理，建立基于互联网浏览器展示的可交互的三维虚拟校园应用平台，并在此基础上实现学校教学管理所需的各种功能。 三维虚拟校园可以实现三维虚拟校园展示、学校建设成果宣传、楼宇教室查询、自主校园漫游、人机交互体验、网络互动交流、仿真课堂体验、院校设施设备管理等功能，最重要的是其可以直接在互联网网页浏览器中直接登录使用，使用户能够不受时间和空间的限制，直接在线浏览和使用虚拟校园提供的各种应用。 目前国内越来越多的院校已经逐步建设了三维虚拟校园平台系统，比如北京大学、清华大学、浙江大学、北京师范大学、北京外国语大学、上海同济大学等著名高校，众多高职、中职、中小学院校也正在陆续开展网上三维虚拟校园建设。 随着网络时代的来临，网络教育迅猛发展，尤其是宽带技术和校园网大规模应用的今天。国内一些高校已经开始逐步推广、使用虚拟校园教学模式。虚拟现实技

术具有广泛的作用和影响,亲身去经历、亲身去感受比空洞抽象的说教更具说服力。主动地去交互，与被动的观看，有质的差别，尤其在虚拟教学、虚拟实验、虚拟仿真校园、科技研究等方面的应用更为广泛性。 虚拟教学系统分为原理教学和动态教学.原理教学主要指的是传统的课件制作,把课件中的图片做成动态三维的形式,改变教育模式,不用再通过乏味的幻灯片技术教学,将教学步骤完美的融合到教学中,让学生不在死守在书本上面,却又心不在焉的想着自己的事情,不同于传统的教育模式,所有的教育步骤一气呵成,使学生学习兴趣浓厚,教学质量显著提升.动态教学就是把物理化学实验中一些大型不易操作的实验或一些因含有有毒气体学生不能进行操作的实验,通过虚拟现实技术,学生可以在网上进行操作,丝毫没有束缚之感,让学生有一种身临其境的感觉.成功案例有 虚拟现实技术划分四类： 1、桌面虚拟现实 桌面虚拟现实利用个人计算机和低级工作站进行仿真，将计算机的屏幕作为用户观察虚拟境界的一个窗口。通过各种输入设备实现与虚拟现实世界的充分交互，这些外部设备包括鼠标，追踪球，力矩球等。它要求参与者使用输入设备，通过计算机屏幕观察360度范围内的虚拟境界，并操纵其中的物体，但这时参与者缺少完全的沉浸，因为它仍然会受到周围现实环境的干扰。桌面虚拟现实最大特点是缺乏真实的现实体验，但是成本也相对较低，因而，应用比较广泛。常见桌面虚拟现实技术有：基于静态图像的虚拟现实QuickTimeVR、虚拟现实造型语言VRML、桌面三维虚拟现实、MUD等。 2、沉浸的虚拟现实

三屏汽车驾驶模拟器介绍讲解学习

三屏汽车驾驶模拟器 介绍

ZG-601A3P型主被动式三屏汽车模拟器 一、ZG-601A3P型主被动式三屏汽车模拟器产品概述： 座舱外壳材质：驾驶座舱采用ABS外壳用模具一次铸造成型，无小块拼接，防潮防裂，坚固耐用，永不变型；外观简洁大方、时尚亮丽。五大操作件及仪表台采用真车实件配置，转向机构采用真车方向机总成构建，实车转数方向自动回位；档位外罩采用桑塔纳真车中央通道，具有真车实感。 变速器：采用桑塔纳实车变速箱总成。档位为：倒档、一档、二档、三档、四档、五档和空挡（自动档只含前进档、倒车档和驻车档）。 离合器：离合器采用实车压盘，实现半联动力感，离合器结合、分离、半联动状态感觉明显，分级输出。知名品牌真实汽车配件。 驾驶座舱：驾驶舱是由转向器、油门、离合器、脚刹车、手刹车等操纵机件及座椅等组成。组件必须是真车实物配件。环保，防火外壳。 传感器：信号为模拟量或数字量，输出变化时声音、视像同步变化（音量变化不少于5级），滞后小于50毫秒。有力度变化，力度均适合青少年儿童使用。 转向器：转向器转向范围不小于0－1060度（数字量分级不小于180脉冲/圈），反应灵敏，能够自动回正。油门、刹车信号分级输出，不少于5级，或无级输出。 汽车座椅：专业汽车座椅、美观、耐用。前后可调，适合青少年及儿童使用。 （公司可根据客户要求订做：奥迪、帕萨特、富康、捷达、长安逸动、宝来、北汽勇士、东风猛士、南京依维柯、东风EQ1118/1121/1122/1141、解放CA1121/1122/1141、斯太尔、猎豹、陕汽等车型） 二、ZG-601A3P型主被动式三屏汽车模拟器软件概述： ZG-601A3P型主被动式三屏汽车模拟器软件是我公司在2017年新款软件，全角度视角，画面清楚真实感强，功能强大，外观时尚，配有3台32寸液晶显示器，带有主被动式练习训练功能。整体画面宽大逼真，它突破了原来在行驶十字路口向左拐的视线盲区，在驾驶过程中能清楚看到左右两侧交通状况，训练时更加方便自如，从而清楚的观察车辆与路面的位置关系；并新增加“公安部123号令场地考试项目。” ZG-601A3P型主被动式三屏汽车模拟器完全符合“中华人民共和国公安部 令第123 号令”及教育部新的国家机动车驾驶员训练大纲要求，小型汽车、小型自动挡汽车、残疾人专用小型自动挡载客汽车和低速载货汽车场地5项必考；大型客车、牵引车、城市公交车、中型客车、大型货车场地16项必考，产品具有自主知识产权。

虚拟现实 答案

1.什么叫虚拟现实技术 虚拟现实技术（Virtual Reality 简称VR) 是一种模拟人类视觉、听觉、力觉、触觉等感知行为的高度逼真的人机交互技术，是在数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、人—机接口技术、计算机仿真技术及传感器技术等许多信息技术基础上发展起来的一门多学科的交叉技术。 2.虚拟现实系统的构成 典型的虚拟现实系统主要是由计算机、应用软件系统、输入输出设备、用户和数据库等组成。 3.虚拟现实技术的特征 虚拟现实技术有3个主要特征：沉浸性（Immersion）、交互性（Interactivity）和想像性（Imagination）。 (1)沉浸性 沉浸性（Immersion）又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。 (2) 交互性 交互性（Interactivity）的产生，主要借助于VR系统中的特殊硬件设备（如数据手套、力反馈装置等），使用户能通过自然的方式，产生同在真实世界中一样的感觉。 (3) 想像性 想像性（Imagination）指虚拟的环境是人想像出来的，同时这种想像体现出设计者相应的思想，因而可以用来实现一定的目标。 4.虚拟现实系统的分类 在实际应用中，根据虚拟现实技术对沉浸程度的高低和交互程度的不同，将虚拟现实系统划分为以下4种类型: (1) 桌面式VR系统 它是利用个人计算机或图形工作站等设备，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，通过各种输入设备实现与虚拟世界的交互。 桌面式VR系统具有以下主要特点： ①缺少完全沉浸感，参与者不完全沉浸，因为即使戴上立体眼镜，仍然会受到周围现实世界的干扰。 ②对硬件要求极低 ③应用比较普遍，因为它的成本相对较低 (2) 沉浸式VR系统

动感仿真汽车驾驶模拟器设备

ZG-DG6型动感汽车驾驶模拟器（六自由度） 一、ZG-DG6型4D动感驾驶模拟器系统组成： ZG-DG6型4D动感驾驶模拟器由模拟驾驶舱、视景模拟驾驶软件、数据采集系统、六自由度运动平台、微型控制器、伺服驱动系统等组成（如下图）。二、ZG-DG6型4D动感驾驶模拟器六自由度运动平台： 六自由度平台系统由Stewart机构的六自由度运动平台、计算机控制系统、驱动系统等组成。下平台安装在地面的固定基座基上，上平台为支撑平台。计算机控制系统通过协调控制电动缸的行程，实现运动平台的六个自由度的运动，实现前后平移、左右平移、上下垂直运动、俯仰、滚转和偏航及复合运动。 三、ZG-DG6型4D动感驾驶模拟器产品特点： 3.1、动感平台结构稳定，设计合理，科技先进，质量有保障，部件耐磨性强，适合于长时间运行； 3.2、4D动感矢量合力智能模拟技术实现，让你在驾驶中随时感受前后左右四个方向实时变化，沉浸于驾车的状态中； 3.3、还原各种路况效果，驾驶者可以体验路面颠簸起伏造成的垂直方向的失重或超重带来的冲击力； 3.4、最新采用二自由度电动缸动感平台设计原理，改善了液压、气动和电动推杆驾驶模拟器的成本高、笨重动态。 四、ZG-DG6型4D动感驾驶模拟器软件： 新版汽车驾驶模拟器软件符合“公安部123号令”考评规则。小车（科目二）场地5项，分别为：倒车入库、坡道定点停车和起步、侧方停车、曲线行驶、直角转弯；大车（科目二）场地16项，分别为：桩考、坡道定点停车和起步、侧方停车、通过单边桥、曲线行驶、直角转弯、通过限宽门、通过连续障碍、起伏路行驶、窄路掉头、模拟高速公路、连续急弯山区路、隧道、雨天、雾天湿滑路、紧急情况处置。新版汽车驾驶模拟器软件道路驾驶技能考试（科目三）内容包括：上车准备（系安全带）、起步、直线行驶、加减挡位操作、变更车道、靠边停车、直行通过路口、路口左转弯、路口右转弯、通过人行横道线、通过学校区域、通过公共汽车站、会车、超车、掉头、夜间行驶等训练考试项目。产品完全符合“中

虚拟现实技术的国内外研究现状与发展

138 虚拟现实技术的国内外研究现状与发展 杨江涛 （铜仁职业技术学院，贵州铜仁554300） 摘要：虚拟现实技术是一项新兴技术，结合了多种技术如多媒体技术、计算及图形技术、网络技术、人机交互技术、仿真技 术以及立体显示技术等等，前景非常的广阔。文章结合了虚拟现实技术国内外的研究现状对虚拟现实技术的发展趋势进行了分析。关键词：虚拟现实；三维现实；分布式中图分类号：F061.3 文献标识码：A 文章编号：1673-1131（2015）01-0138-01 虚拟现实（Virtual Reality ，简称VR ）是一种综合了多媒体技术、计算机图形技术、网络技术、人机交互技术、仿真技术以及立体显示技术等多种科学技术综合发展起来的计算机最新技术，综合应用了力学、光学、数学、机构运动学等学科。这种技术的特点就是用模仿的方式给用户创造一种虚拟的环境，通过感知行为如视觉、听觉和触觉等让用户有一种身临其境的感觉，并带有交互作用。现在虚拟现实的发展速度越来越快，内容也扩大了很多。 1国外虚拟现实技术研究现状 （1）虚拟现实技术在美国的研究现状。美国是虚拟现实技术的发源地，对于虚拟现实技术的研究最早是在20世纪40年代。一开始用于美国军方对宇航员和飞行驾驶员的模拟训练。随着科技和社会的不断发展，虚拟现实技术也逐渐转为民用，集中在用户界面、感知、硬件和后台软件四个方面。20世纪80年代，美国国防部和美国宇航局组织了一系列对于虚拟现实技术的研究，研究成果惊人。到了现在，已经建立了空间站、航空、卫星维护的VR 训练系统，也建立了可供全国使用的VR 教育系统；乔治梅森大学研制出了一套在动态虚拟环境中的流体实时仿真系统；波音公司利用了虚拟现实技术在真实的环境上叠加了虚拟环境，让工件的加工过程得到有效的简化；施乐公司主要将虚拟现实技术用于未来办公室上，设计了一项基于VR 的窗口系统。传感器技术和图形图像处理技术是上述虚拟现实项目的主要技术，从目前来看，时间的实时性和空间的动态性是虚拟现实技术的主要焦点。 （2）虚拟现实技术在欧洲的研究现状。在欧洲，英国在辅助设备设计、分布并行处理和应用研究方面是领先的，在硬件和软件的领域处于领先地位。欧洲其它一些比较发达的国家如德国以及瑞典等也积极进行了虚拟现实技术的研究和应用：德国将虚拟现实技术应用在了对传统产业的改造、产品的演示以及培训三个方面，可以降低成本，吸引客户等等；瑞典的DIVE 分布式虚拟交互环境是一个在不同节点上的多个进程可以在同一个师姐中工作的一直分布式系统。 2国内虚拟现实技术研究现状 我国对于虚拟现实技术的研究和国外一些发达国家还存在相当大的一段距离，但随着计算机系统工程以及计算机图形学等技术的发展速度越来越快，我国各界人士对于虚拟现实技术也越来越重视，正在积极进行虚拟环境的建立以及虚拟场景模型分布式系统的开发等等。国内许多高校和研究机构也都在积极的进行虚拟现实技术的研究以及应用，并取得了不错的成果： 北京航空航天大学时国内最早进行虚拟现实技术研究的 单位之一，建立了一种分布式虚拟环境，可以提供虚拟现实演示环境、实施三维动态数据库、用于飞行员训练的虚拟现实系统以及虚拟现实应用系统的开发平台等等，并对虚拟环境中物体物理特性的表示和处理着重进行了研究，并在虚拟显示的视觉接口硬件方面进行开发，并提出了相关的算法和实现方法。 清华大学国家光盘工程研究中心采用了QuickTime 技术实现了大全景VR 制布达拉宫；哈尔品工业大学计算机系成功解决了表情和唇动合成的技术问题等。 3虚拟现实技术的发展趋势 （1）动态环境建模技术。虚拟环境的建立是虚拟现实技术的核心内容，而动态环境建模技术的目的就是对实际环境的三维数据进行获取，从而建立对应的虚拟环境模型，创建出虚拟环境。 （2）实时三维图形生成和显示技术。在生成三维图形方面，目前的技术已经比较成熟，关键是怎么样才能够做到实时生成，在不对图形的复杂程度和质量造成影响的前提下，如何让刷新频率得到有效的提高是今后重要的研究内容。另外，虚拟现实技术还依赖于传感器技术和立体显示技术的发展，现有的虚拟设备还不能够让系统的需要得到充分的满足，需要开发全新的三维图形生成和显示技术。 （3）适人化、智能化人机交互设备的研制。虽然手套和头盔等设备能够让沉浸感增强，但在实际使用当中效果并不尽如人意。交互方式使用最自然的视觉、听觉、触觉和自然语言的话，能够让虚拟现实的交互性效果得到有效的提高。 （4）大型网络分布式虚拟现实的研究与应用。网络虚拟现实是指多个用户在一个基于网络的计算机集合当中，对新型的人机交互设备进行一个用，介入计算机中，产生适用于用户的虚拟情景环境。分布式虚拟环境系统除了要让复杂虚拟环境计算的需求得到满足之外，还需要让协同工作以及分布式仿真等应用对共享虚拟环境的自然需要得到满足。分布式虚拟现实可以看成是一种基于网络的虚拟现实系统，可以让多个用户同时参与，让不同地方的用户进入到同一个虚拟现实环境当中。目前，分布式虚拟现实系统已经成为了全世界的研究热点，我国也由杭州大学、北京航空航天大学、中国科学院软件所、中国科学院计算所以及装甲兵工程学院等单位共同感开发了一个分布虚拟环境基础信息平台，为我国开展分布式虚拟现实的研究提供了必要的软硬件基础环境和网络平台。 2015 （Sum.No 145） 信息通信 INFORMATION &COMMUNICATIONS 2015年第1期（总第145期）

驾驶模拟器资料

汽车驾驶模拟器进重庆驾校每年节油180万升(图) 来源: 华龙网(重庆) 学员在汽车驾驶模拟器上模拟培训市运管局供图华龙网发 华龙网06月12日16时45分讯（记者刘艳）模拟起步、换挡、陡坡、下坡等多种模式，可真实体会到上车感受。今日，记者在渝举行的“第七届泛珠三角区域道路运输合作发展联席会议”上获悉，这种新的驾驶培训模式目前已在我市部分驾校试点。 模拟情景各种道路模式都有 据介绍，这种驾驶模拟器看起来就像一台大游戏机，实际是一台由电脑控制的汽车教学模型。模拟驾驶仪由方向盘、手制动、仪表台及仪表、座椅等组成，离合器为实车离合器，能明显结合、分离、半联动状态，驾驶舱和真实的车辆几乎没有区别。 “坐上驾车模拟器，你会看到前方有一个的电子屏幕。”相关负责人介绍，它利用最新的计算机技术，屏幕上可以实现真实的三维场景及逼真的声音模拟，更有雨天、冰雪天、陡坡、下坡等多种模式。模拟器还可以模拟高速公路、山区道路等因安全因素难以实现的驾驶培训教学活动。 模拟不会取代实车训练 有了模拟器，学习驾驶技术是不是就不需要实车培训了呢？该负责人表示，模拟训练不会取代实车训练。“模拟训练有一个优点，就是为实车训练打基础。” 据介绍，将模拟驾驶器引进学员的培训中，可让学员对各种可能遇上的情况有真实、感性的认识，既安全，又可以消除初学者的紧张心理。该负责人说，模拟训练为学员的实车训练打基础。 每年可节油180万升 使用汽车驾驶模拟器，更重要的目的还是节能减排。该负责人说，每位学员模拟训练10个小时，折算实车训练3个学时。按此算，每人操作培训10学时在模拟器上进行训练，

可节油30升，重庆每年培训学员约40万人，按下限值每年通过模拟驾驶器培训6万人算，则可节油180万升。 按计划，从今年起，将在重庆驾培行业推广安装200台模拟器。作者：刘艳 (本文来源：华龙网) 富阳驾校正式启用驾驶模拟器 来源: 富阳日报 日前，记者从市运管所获悉，驾训新课程模拟器项目已在我市驾校正式启用。学车的市民想要上路训练，必须先过模拟器这一关。为此，记者专门前往承担这一项目培训的桐江机动车驾驶员培训中心（以下简称桐江驾校）体验了一把。 动作一旦出错，系统立马提醒 记者了解到，桐江驾校目前共有20台驾驶训练模拟器，分处两室。其中，12台适于初级阶段学员的使用，主要通过图解教学来强化理论学习，让学员更加熟悉车内的构造；其余8台则在显示屏上模拟出行车中的复杂环境，学员坐在模拟器上，感觉就像行驶在车水马龙的真实道路上，人行横道线上还时不时有行人经过。 在教练的指导下，体验开始。记者选择了雨雪天模式，模拟器的屏幕上立即出现下雪天的效果，雪花大朵大朵地飘落下来，车前白茫茫一片，辅助教学系统语音提示“开启雨刮器”。记者刚要启动车子，电脑屏幕上就发出警告“未系安全带”；记者不断加档，当加到4档时，系统开始高声提醒“下雪天请控制车速”；当记者冲红灯后，电脑会提示“小心前方行人”、“冲了红灯”；由于雪天行驶速度过快，记者在一次转弯时车子打滑，撞到了路边的建筑物，翻了车，模拟器停止了运行。 模拟恶劣天气、高速公路培训 “夏天学车的学员无法体验到大雪等恶劣天气，而且学车时也不能到高速道路上行驶，但这些实地驾驶的经历对于驾驶员来说是必须掌握的。模拟器培训在一定程度上弥补了这一缺陷。”一位桐江驾校的教练说。 一位正在进行模拟器练习的张小姐对记者说，她是第一次用模拟驾驶器学车，“很好玩，如果让我直接开真车，我会很紧张，通过模拟以后再去开车，胆子应该会大很多”。

虚拟现实技术的历史与发展

虚拟现实技术的历史与发展 摘要：虚拟现实技术作为一种综合多种科学技术的计算机领域新技术,已经涉及众多研究和应用领域,被认为是21世纪重要的发展学科以及影响人们生活的重要技术之一。本文介绍了虚拟现实技术的概念、特性以及发展历史和发展趋势，并对虚拟现实技术的应用前景进行展望。 关键词：虚拟现实技术发展历史发展趋势 一、虚拟现实的概念和特性 虚拟现实(Virtual Reality，又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物[1]。虚拟现实技术作为一种新的技术，主要有三个特性，分别是沉浸性、交互性和构想性。 1.沉浸性，是指利用计算机产生的三维立体图像，让人置身于一种虚拟环境中，就像在真实的客观世界中一样，能给人一种身临其境的感觉。 2.交互性，在计算机生成的这种虚拟环境中，人们可以利用一些传感设备进行交互，感觉就像是在真实客观世界中一样，比如：当用户用手去抓取虚拟环境中的物体时，手就有握东西的感觉，而且可感觉到物体的重量。 3.构想性，虚拟环境可使用户沉浸其中并且获取新的知识，提高感性和理性认识，从而使用户深化概念和萌发新的联想，因而可以说,虚拟现实可以启发人的创造性思维。 二、虚拟现实技术的发展历程 虚拟现实技术演变发展史大体上可以分为四个阶段：1963 年以前，蕴涵虚拟现实技术思想的第一阶段；1963年~1972 年，虚拟现实技术的萌芽阶段；1973 年~1989 年，虚拟现实技术概念和理论产生的初步阶段；1990 年至今，虚拟现实技术理论的完善和应用阶段。 第一阶段：虚拟现实技术的前身。虚拟现实技术是对生物在自然环境中的感官和动作等行为的一种模拟交互技术，它与仿真技术的发展是息息相关的。中国古代战国时期的风筝，就是模拟飞行动物和人之间互动的大自然场景，风筝的拟声、拟真、互动的行为是仿真技术在中国的早期应用，它也是中国古代人试验飞行器模型的最早发明。西方人利用中国古代风筝原理发明了飞机，发明家Edwin A. Link 发明了飞行模拟器，让操作者能有乘坐真正飞机的感觉。1962 年，Morton Heilig的“全传感仿真器”的发明，就蕴涵了虚拟现实技术的思想理论。这三个较典型的发明，都蕴涵了虚拟现实技术的思想，是虚拟现实技术的前身。 第二阶段：虚拟现实技术的萌芽阶段。1968 年美国计算机图形学之父Ivan Sutherlan 开发了第一个计算机图形驱动的头盔显示器HMD 及头部位置跟踪系统，是虚拟现实技术发展史上一个重要的里程碑。此阶段也是虚拟现实技术的探索阶段，为虚拟现实技术的基本思想产生和理论发展奠定了基础。 第三阶段：虚拟现实技术概念和理论产生的初步阶段。这一时期出现了VIDEOPLACE 与VIEW两个比较典型的虚拟现实系统。由M.W.Krueger 设计的VIDEOPLACE系统，将产生一个虚拟图形环境，使参与者的图像投影能实时地响应参与者的活动。由M.MGreevy 领导完成的VIEW 系统，在装备了数据手套和头部跟踪器后，通过语言、手势等交互方式，形成虚拟现实系统。 第四阶段：虚拟现实技术理论的完善和应用阶段。在这一阶段虚拟现实技术从研究型阶段转向为应用型阶段，广泛运用到了科研、航空、医学、军事等人类生活的各个领域中，如美军开发的空军任务支援系统和海军特种作战部队计划和演习系统，对虚拟的军事演习也能达到

浅述虚拟现实技术的现状及发展前景

浅述虚拟现实技术的现状及发展前景 虚拟现实技术是一门新兴的边缘技术，它的研究内容涉及多个专业，应用空间也十分广泛，作为3D技术的一项重要应用，其在指控显示方面也有着重要的发展应用前景，下面就从以下几个方面对虚拟现实技术的发展状况进行简单的概述。 首先，从虚拟现实技术的定义入手，了解其基本内容。虚拟现实，又译为临境，灵境等，从应用上看它是一种综合计算机图形技术、多媒体技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术及仿真技术等多种科学技术综合发展起来的计算机领域的最新技术，也是力学、数学、光学、机构运动学等各种学科的综合应用。这种计算机领域最新技术的特点在于以模仿的方式为用户创造一种虚拟的环境，通过视、听、触等感知行为使得用户产生一种沉浸于虚拟环境的感觉，并与虚拟环境相互作用从而引起虚拟环境的实时变化。虚拟现实的主要特征是：多感知性、浸没感、交互性、构想性。这些使操作者能够真正进入一个由计算机生成的交互式三维虚拟环境中，与之产生互动，进行交流。通过参与者与仿真环境的相互作用，并借助人本身对所接触事物的感知和认知能力，帮助启发参与者的思维，以全方位的获取环境所蕴含的各种空间信息和逻辑信息。身临其境的沉浸感和人机互动的趣味性是虚拟现实的实质特征，对时空环境的现实构想是虚拟现实的最终目的。 其次，对国内外虚拟现实技术的发展历史及现状进行简单的总

结，全面认识虚拟现实技术的产生背景和现在的发展状况。国内外虚拟现实技术主要涉及到三个研究领域：通过计算图形方式建立实时的三维视觉效果；建立对虚拟世界的观察界面；使用虚拟现实技术加强诸如科学计算技术等方面的应用。 美国是虚拟现实技术研究的发源地，虚拟现实技术可以追溯到上世纪40年代。最初的研究应用主要集中在美国军方对飞行驾驶员与宇航员的模拟训练。然而，随着冷战后美国军费的削减，这些技术逐步转为民用，目前美国在该领域的基础研究主要集中在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面。上世纪80年代，美国宇航局及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实技术的研究，并取得了令人瞩目的研究成果，美国宇航局Ames实验室致力于一个叫“虚拟行星探索”的实验计划。现NASA已经建立了航空、卫星维护虚拟现实训练系统，空间站虚拟现实训练系统，并已经建立了可供全国使用的虚拟现实教育系统。北卡罗来纳大学的计算机系是进行虚拟现实研究最早最著名的大学。他们主要研究分子建模、航空驾驶、外科手术仿真、建筑仿真等。乔治梅森大学研制出一套在动态虚拟环境中的流体实时仿真系统。施乐公司研究中心在虚拟现实领域主要从事利用虚拟现实T建立未来办公室的研究，并努力设计一项基于虚拟现实使得数据存取更容易的窗口系统。图形图像处理技术和传感器技术是以上虚拟现实项目的主要技术。就目前看，空间的动态性和时间的实时性是这项技术的最主要焦点。 欧洲各国在虚拟现实技术上也有诸多成果和应用。英国在虚拟现

虚拟仿真(虚拟现实)实验室解决方案设计

数虎图像提供虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解决 方案 虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。 随着虚拟实验技术的成熟，人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值，它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。数虎图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师，在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性！ 下面请跟随数虎图像一起，让我们从头开始认识虚拟现实实验室。【虚拟现实实验室系统组成】： 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键，而要建立一个完整的虚拟现实系统，首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。 数虎图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征，并结合多年的虚拟现实实验室建设经验，最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成：

虚拟现实开发平台： 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台，一般包括两个部分，一是硬件开发平台，即高性能图像生成及处理系统，通常为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站；另一部分为软件开发平台，即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分，负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台，同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转，与他们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此，虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少，而且至关重要。 虚拟现实显示系统： ·高性能图像生成及处理系统 ·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 在虚拟现实应用系统中，通常有多种显示系统或设备，比如：大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示系统，

2015豪华版汽车驾驶模拟器详解

WM-QC型汽车模拟教学设备 产 品 简 介 徐州硕博电子科技有限公司 二0一五年

2015最新版豪华型汽车驾驶模拟器 一、汽车驾驶模拟器的标准、作用、结构、特点。 二、规格参数 尺寸：（1450×760×1480mm） 重量：85㎏ 电压：AC220V、50Hz 功率：120W 电气电压：＜24V 频率响应：100HZ-12.5DHZ 信噪比：≤50dB 抖晃率：≤0.2% 工作环境：温度0℃～50℃、相对湿度20%～50% 材质：板材双面双色贴纹(三聚氰胺)外壳 视景显示：LCD 22 in显示屏，分辨率≥1280×800，32真彩，24帧 传感系统：非接触式线性霍尔相应的传感器及其信息采集装置 三、座舱部件(转向盘采用桑塔纳真车配件，软件是最新版.) 1、模拟器表示 2、模拟器机体 3、液晶显示器 4、实车仪表台 5、指针式仪表总成 6、控制面板 7、厂牌表示 8、点火开关 9、桑塔纳方向盘 10、实车离合踏板 11、功能操作鼠标 12、实车脚刹踏板 13、实车加速踏板 14、6 档位变速器 15、实车驻车拉杆 16、座椅安全带 17、皮革座椅 18、耳机

四、座舱结构组成 座舱由仿真驾驶座舱，视景运行计算机，视屏（22寸LED液晶显示器），操作传感器，数据模入模出采集卡，扬声器等组成。 仿真驾驶座舱包含了“五大”操纵机构：方向盘、离合器，脚刹，油门和手刹。变速：倒档、一档、二档、三档、四档、五档和空挡（自动档只含前进档、倒车档和驻车档）。操作开关：左转向灯、右转向灯、喇叭、点火开关、电源开关、安全带、车门、雨刷、远光灯、近光灯。学员通过操作不同的操作部件，经过各自的传感器产生不同的操作信号，这些操作信号通过数据采集卡传送给计算机，经过各种训练模型的逼真运算，最后在视屏上输出与操作相对应的三维场景与各种声音。 主被动交互式汽车驾驶模拟器具有座舱和互动的视景系统，并具有错误驾驶操作记录和提示功能。其操纵机件的相对位置与所模拟的汽车一致。操纵力度接近，性能工作可靠，灵活，低噪音。 座舱具有与所模拟的汽车驾驶室驾驶操作工位相似的空间，并由汽车驾驶可调节座椅，自动回位的转向盘，离合器踏板，制动踏板，加速踏板，驻车制动器操纵杆，变速器操纵杆，仪表盘，喇叭按钮，点火开关，转向灯开关，示警灯开关，示宽灯开关，照明灯开关，刮水器开关，扬声器，传感器系统，视景显示屏等实物组成。 视景系统模拟汽车驾驶场景功能，由视景软件，播放器及显示器组成。主被动交互式汽车驾驶模拟器模拟驾驶运行时，操纵机件操作与视景显示响应的滞后时间小于50ms. 座舱既可以进行联网训练，也可以进行单机训练。利用主控台计算机，最多可以将30台座舱连接到一个训练场景进行训练。 五、部分部件近拍。 实车离合，刹车，加速防滑踏板防滑橡胶地胶，实车变速手球

虚拟现实技术现状及发展趋势

虚拟现实技术现状及发展趋势 虚拟现实技术是一门新兴边缘的技术,研究内容涉及多个领域,应用十分广泛,被公认为是21世纪重要的发展学科以及影响人们生活的重要技术之一。从虚拟现实的概念出发,对虚拟现实技术的国内外研究现状进行了充分论述,并展望了虚拟现实的发展趋势。 一、虚拟现实技术简介 虚拟现实(Virtual Reality,简称VR),又译为灵境技术，从应用上看它是一种综合计算机图形技术、多媒体技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术及仿真技术等多种科学技术综合发展起来的计算机领域的最新技术,也是力学、数学、光学、机构运动学等各种学科的综合应用。这种计算机领域最新技术的特点在于以模仿的方式为用户创造一种虚拟的环境,通过视、听、触等感知行为使得用户产生一种沉浸于虚拟环境的感觉并与虚拟环境相互作用从而引起虚拟环境的实时变化。 二、虚拟现实发展现状 计算机的发展提供了一种计算工具和分析工具,并因此导致了许多解决问题的新方法的产生。虚拟现实技术的产生与发展也同样如此,概括的国内外虚拟现实技术,它主要涉及到三个研究领域:通过计算图形方式建立实时的三维视觉效果；建立对虚拟世界的观察界面;使用虚拟现实技术加强诸如科学计算技术等方面的应用。 1国外虚拟现实发展现状 1.1 VR技术在美国的研究现状 美国是虚拟现实技术研究的发源地，目前大部分研究机构都在美国。NASA Ames实验室一直是许多VRT思想的发源地.早在1981年,他们就开始研究空间信息显示，1984年开始了虚拟视觉环境显示项目,后来还开发了虚拟界面环境工作站。目前,Ames实验室正在致力于一个叫“虚拟行星探索”的试验计划。这一项目能使“虚拟探索者”利用虚拟环境来考察遥远的行星。波音公司的波音777运输机采用全无纸化设计,利用所开发的虚拟现实系统将虚拟环境叠加于真实环境之上,把虚拟的模板显示在正在加工的工件上,工人根据此模板控制待加工尺寸,从而简化加工过程。 1.2 VR技术在欧洲的研究现状 在欧洲，英国的Bristol公司开发的软件系统DVS是一个领先于某些标准操作系统环境。公司还提供了领先于DVS的环境编辑语言。在该语言中，VR被分成3类:实际环境检测、虚拟环境控制、虚拟环境显示。每个类别里有门的操作符模型，DVS软件则使每个操作符产生不同的功能。英国在VR开发的某些方面，特别是在分布并行处理、辅助设备(包括触觉反馈)设计和应用研究方面,在欧洲来说是领先的。 1.3 VR技术在欧洲的研究现状 日本的虚拟现实技术的发展在世界相关领域的研究中同样具有举足轻重的地位,它在建立大规模VR知识库和虚拟现实的游戏方面作出了很大的成就。东京大学的原岛研究室开展了3项研究：人类面部表情特征的提取、三维结构的判定

汽车驾驶模拟器

汽车驾驶模拟器

汽车驾驶模拟器，是根据实车的操作方法，结合新一代实时场景系统。各操作方法与真车无异，视觉效果采用计算机实时成像、采用图形运算加速和高速显示系统，视景仿真系统可以生成高质量的三维立体的道路驾驶场景，能实时模拟汽车驾驶的运行环境和操作效果，包括各种交通地形，来往的各种车辆，立体的山脉，流动的白云，栩栩如生的树木，各种天气状况。声音采用计算机语音合成技术，能逼真模拟汽车行进中的各种机械动力声、喇叭声、周围环境声，雨雪天气伴有下雨下雪和刮风声等，具备了视觉和听觉的实时模拟功能。具有很强的身临其境的感觉，教员根据教学任务选择不同的系统地形。 汽车驾驶模拟器由驾驶舱、显示器、汽车五大操作系统、核心计算机、高级进口传感器、数据采集板等组成，经数据传感板传输。具有操作真实感强，性能稳定可靠，功能齐全，音质图像效果好等特点，是各大专院校，汽车驾驶培训学校、部队及技能培训学校培训首选的产品。道路的模拟部分和标志标线全部按照国家交通法规设计、道路全部为国内道路。 一、界面仪表盘上显示有： 1、车速表； 2、发动机转速表； 3、大灯（远光灯、近光灯、视宽灯） 4、转向灯 5、安全带提示灯； 6、车门关闭提示灯 7、机油灯 8、电瓶警告灯等 9、在训练过程中、通过双击鼠标、可实现正视和俯视图像驾驶之间切换。 二、界面显示新增加有： 1、转向 2、油门 3、刹车 4、离合器深浅进度 5、档位 6、训练成绩 7、后视镜（左、右、中）

8、场景地图显示 三、汽车驾驶模拟系统界面里不同车型之间自由转换，其车型有： 1、小轿车 2、吉普车 3、无级变速车（自动档） 4、农用车 5、大货车 6、大客车 （车型多达六种学员可以在汽车驾驶模拟器上体会不同车型的驾驶体会与乐趣） 四、学员可以根据自己驾驶的熟练程度选项训练，分三级训练： 1、初级驾驶； 2、中级驾驶； 3、高级驾驶训练： （1）初级驾驶训练：初级驾驶可分为六种车型和三种练习方法，即1、被动驾驶；2、原地训练；3、简易道路等训练 （2）中级驾驶训练：可选择场景内的相应功能训练：车辆的数量、车型、道路、天气等。（3）高级驾驶训练：可选车辆的数量、车型、道路、天气及交通部规定的九项专项训练即：1通过连续障碍、2通过单边桥、3直角转弯、4侧方位停车、5上坡定点停车与坡道起步、6限速通过限宽门、7百米加减档、8起伏路驾驶、9曲线行驶等。场景内最多可达60辆其他车辆，达到模拟逼真的交通流状况。 训练气候面有："炫目训练"、"白天"、"雪天"、"雾天"、"雨天"、"黑夜"，体会不同天气状况下的驾驶特点（例如，晴天炫目道路训练有早上及傍晚的炫目驾驶；雪天路面极滑；雾天视线极其不好；夜间驾驶会车时要远近灯光的切换等）。 五、训练场景部分画面： 六、汽车驾驶模拟器主体构造： 一、模式： 被动式：被动式驾驶适用于初学的学员，学生可以按照电脑语音提示进行规范的操作练习。 主动式：主动式驾驶与实际车辆相同。 二、功能： 1、主视屏：显示驾驶前方道路与周围路况、使学生能感觉身在驾驶室操作着运行中的汽车。并显示档位、成绩分数。

虚拟现实系统的组成

虚拟现实系统的组成 1 构建虚拟现实系统的目的 使参与者沉浸于多维信息空间中，进行仿真、建模，获取知识和形成新概念。 目标:利用并集成高性能的计算机软硬件及各类先进的传感器，去构建一个使参与者处于身临其境的沉浸感、具有完善的交互作用、能帮助和启发构思的信息环境。 技术支持:各种传感器技术、三维显示和音响器、虚拟环境产生器、程序设计工具集、计算机高速网络和高性能计算机平台。 2 虚拟现实系统的组成 用户通过头盔、手套和话筒等输入设备为计算机提供输入信号，虚拟现实软件收到输入信号后加以解释，然后对虚拟环境数据库进行必要更新，调整当前虚拟环境视图，并将这一新视图及其它信息如声音立即传送给输出设备，以便用户及时看到效果。 系统由输入部分、输出部分、虚拟环境数据库、虚拟现实软件组成。 2.1输入部分 虚拟现实系统通过输入部分接收来自用户的信息。用户基本输入信号包括用户的头、手位置及方向、声音等。其输入设备主要有: (1)数据手套 用来监测手的姿态，将人手的自然动作数字化。用户手的位置与

方向用来与虚拟环境进行交互。如在使用交互手套时，手势可用来启动或终止系统。类似地，手套可用来拾起虚拟物体，并将物体移到别的位置。 (2)三维球 用于物体操作和飞行控制。 (3)自由度鼠标 用于导航、选择及与物体交互。 (4)生物传感器 用来跟踪眼球运动。 (5)头部跟踪器 通常装在HMD头盔上跟踪头部位置，以便使HMD显示的图像随头部运动而变化。用户头的位置及方向是系统重要的输入信号，因为它决定了从哪个视角对虚拟世界进行渲染。 (6)语音输入设备 通过话筒等声音输入设备将语音信息输入，并利用语音识别系统将语音信号变成数字化信号。 2.2 输出系统 虚拟现实系统根据人的感觉器官的工作原理，通过虚拟现实系统的输出设备，https://www.sodocs.net/doc/952718809.html,使人对虚拟现实系统的虚拟环境得到虽假犹真、身临其境的感觉。主要是由三维图像视觉效果、三维声音效果和触觉 (力觉)效果来实现的。 (1)三维图像生成与显示