虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機技術(shù)，它利用計算機生成一種模擬環(huán)境，是一種多源信息融合交互式的三維動態(tài)視景和實體行為的系統(tǒng)仿真，可借助傳感頭盔、數(shù)據(jù)手套等專業(yè)設(shè)備，讓用戶進入虛擬空間，實時感知和操作虛擬世界中的各種對象，從而通過視覺、觸覺和聽覺等獲得身臨其境的真實感受。當前虛擬現(xiàn)實市場規(guī)模保持高速增長。根據(jù) Greenlight 預測，2018 年全球市場規(guī)模超過 700 億，同比增長 126%。其中 VR 市場規(guī)模超過 600 億，AR 市場超過 100 億。預計到 2020 年全球虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過 2000 億， 其中 VR 市場 1600 億，AR 市場 450 億。虛擬仿真技術(shù)在科研教學的應用領(lǐng)域有虛擬校園。建筑設(shè)計虛擬仿真中心建設(shè)

虛擬仿真是使人沉浸在三維合成環(huán)境中進行學習體驗的仿真應用。虛擬仿真的基本原理是利用能反映現(xiàn)實情況的人稱交互場景來開展訓練、實驗和研究。

虛擬仿真應用

1.1訓練在使用實裝開展訓練太昂貴或太危險的情況下，虛擬仿真比現(xiàn)場訓練更可取。虛擬仿真還為創(chuàng)建現(xiàn)實世界中難以設(shè)置的訓練場景提供了可能性。

1.2進行研究和實驗例如，研究人員使用高級駕駛模擬器來研究在分心或受影響時駕駛員的反應。

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

1.4人機系統(tǒng)集成原型系統(tǒng)可以使用虛擬仿真快速創(chuàng)建，對開發(fā)中的新系統(tǒng)在人為因素方面進行測試。研究人員使用虛擬和實時模擬來評估工作量，設(shè)計用戶和物理接口，并在不同的條件和壓力源下進行實驗。 風景園林虛擬仿真教學平臺虛擬仿真教學軟件加快授課進程。

虛擬現(xiàn)實實驗室的建設(shè)，可以大幅度提高實驗的體驗效果，如虛擬現(xiàn)實 CAVE 系統(tǒng)， 通過藝術(shù)廠案例的三維展示，結(jié)合人機交互，使體驗人員置身于虛擬現(xiàn)實情境之中， 讓現(xiàn)實中藝術(shù)廠的實際情況在實驗室里就能夠輕易實現(xiàn)。虛擬現(xiàn)實實驗室除了能夠提 高體驗效果，還可以在其他方面直接發(fā)揮教育作用。如教學階段藝術(shù)生產(chǎn)車間(裝置) 的工藝的設(shè)計流程與工藝展示、車間布局與管道布置設(shè)計，生產(chǎn)實習階段可 1：1 模擬 車間的場景，隨時都可以進行“現(xiàn)場”考察學習等。真實的場景還原，在光學位置追蹤系統(tǒng) 的配合下，使學生和老師在沉浸式環(huán)境中實現(xiàn)寓教于樂，提高教學效率，激發(fā)學生思維等。

畜牧專業(yè)教學，現(xiàn)在也較多應用VR虛擬現(xiàn)實、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、消化過程的多方面實驗體系，讓學生沉浸于生動、直觀的虛擬環(huán)境中，進行交互式學習和訓練，突破了傳統(tǒng)教學的局限，拓展了實驗教學的廣度和深度，延伸了實驗教學的時間和空間。采用“VR模擬+手術(shù)實操訓練”的全新實驗教學模式，運行平臺涵蓋PC端，操作靈活便捷，滿足學生自主學習的需求，顯著提高學習效果。虛擬仿真技術(shù)可以提高園林園藝設(shè)計建設(shè)的科學性，降低園林園藝開發(fā)的成本，同時還能縮短規(guī)劃，設(shè)計的時間。

虛擬現(xiàn)實是模擬仿真在高性能計算機系統(tǒng)和信息處理環(huán)境下的發(fā)展和技術(shù)拓展。我們可以舉一個煙塵干擾下能見度計算的例子來說明這個問題。在構(gòu)建分布式虛擬環(huán)境基礎(chǔ)信息平臺應用過程中，經(jīng)常會有由燃燒源產(chǎn)生的連續(xù)變化的煙塵干擾環(huán)境能見度的計算，從而影響環(huán)境的視覺效果、仿真實體的運行和決策。某些仿真平臺和圖形圖像生成系統(tǒng)也研究煙塵干擾下的能見度計算，仿真平臺強調(diào)煙塵的準確物理模型、干擾后的能見度精確計算以及對仿真實體的影響程度;圖形圖像生成系統(tǒng)著重于建立細致的幾何模型，估算光線穿過煙塵后的衰減。而虛擬環(huán)境中煙塵干擾下的能見度計算，不但要考慮煙塵的物理特性，遵循煙塵運動的客觀規(guī)律，計算影響仿真結(jié)果的相關(guān)數(shù)據(jù)，而且要生成用戶能通過視覺感知的逼真圖形效果，使用戶在實時運行的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中產(chǎn)生親臨等同真實環(huán)境的感受和體驗。虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用于高校電氣類課堂教學中，能夠形象生動地表現(xiàn)教學內(nèi)容。牛解剖虛擬仿真化學實驗

虛擬仿真有效營造一個能夠跟隨技術(shù)發(fā)展的教學環(huán)境，提高學生掌握知識技能的效率。建筑設(shè)計虛擬仿真中心建設(shè)

在交互式的虛擬仿真環(huán)境中，用戶通過使用虛擬交互設(shè)備，真實體驗感受就像在真實環(huán)境中一樣對機械產(chǎn)品的零部件進行各類拆裝、裝配和操作。在操作過程中系統(tǒng)提供實時的碰撞檢測、裝配約束處理、裝配路徑與序列處理等功能，從而用戶可以對產(chǎn)品的可裝配性進行分析、對產(chǎn)品零部件裝配序列進行驗證和規(guī)劃等方案。在裝配結(jié)束以后，虛擬仿真系統(tǒng)能夠記錄裝配過程的所有信息，并生成評審報告、視頻錄像等供隨后的分析使用。這個系統(tǒng)的應用減少了直接上手實操的難度。建筑設(shè)計虛擬仿真中心建設(shè)

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