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基于虚拟环境的仿真设计研究与实践

林丰  
【摘要】: 虚拟环境仿真技术(Virtual Reality,简称VR技术),是20世纪末才兴起的一门崭新的综合性信息技术。VR技术的特点在于,由计算机产生一种人为虚拟的环境,这种虚拟的环境是通过计算机构成的三维空间,或是把其他现实环境编制到计算机中去产生逼真的“虚拟环境仿真”,从而使得用户在多种感官上产生一种沉浸于虚拟环境仿真的感觉。 虚拟环境仿真技术实时的三维空间表现能力、人机交互式的操作环境以及给人带来的身临其境感受,将一改人与计算机之间枯燥、生硬和被动的现状。VR技术一经问世,人们就对它身临其境的真实感和对超越现实的虚拟性的追求,以及建立的个人能够沉浸其中、进出自如并具有交互作用的虚拟世界,产生了浓厚的兴趣。20世纪80年代是个人计算机的时代,90年代是网络、多媒体的时代,而21世纪初则将是VR技术的时代。由于交互性是虚拟环境仿真技术的一个关键,因而这一个交互性游戏的开发具有重要的意义。通过这种开发,取得了令人瞩目的研究成果,从而引起了人们对虚拟环境仿真技术的广泛关注。图像的实时动画制作成为可能,越来越多的新颖、实用的输入输出设备相继进入市场,而人机交互系统的设计也在不断创新,这些都为虚拟环境仿真系统的发展打下了良好的基础。 如果将人类的思维划分为艺术的、宗教的、实践精神的和理论的(科学的)四种方式掌握世界,那么,艺术掌握世界的方式,可以理解为人类以心灵观照世界整体的方式,同时也是人类进行艺术生产的方式。艺术,是人类感受、体验、认识美的规律,并按照美的规律创造世界,按照美的规律创造自身的实践活动。一方面,艺术是社会审美观念,社会意识和社会文化的产物,具有精神生产的特征;另一方面,艺术的创造也在改变自然界物质存在的形式,也具有物质生产的某些特征。随着人们的生活水平日益提高,对精神文明的需求也日益提高,这就要求我们在进行虚拟环境仿真设计的时候,要注意处理好艺术设计与虚拟环境仿真技术的关系,即要把这两者有机的结合起来。总的说可以从这几方面入手:从虚拟环境仿真艺术的基础入手;从虚拟环境仿真艺术设计的关键入手;从开拓虚拟环境仿真艺术的工作途径入手。 随着科学技术的飞速发展,虚拟环境仿真技术出现了多样化的发展趋势,它不仅仅 是指那些戴着头盔和手套的技术,而且还应该包括一切与之有关的具有自然模拟、逼真 体验的技术与方法。液晶显示光闸眼镜等一些廉价的设备,就可以产生一种三维空间的 幻觉来增加沉浸的感觉;视觉是人类从客观世界获取信息的最主要的传感渠道,因而三 维场景的实时动态显示可以说是VR中一项最重要的技术。虚拟环境仿真技术的软件有 很多,如使用编程的方法直接生成,常用的程序设计语言有vRML和openGL等;基 础建模的有3DS MAX、AUTOCAD、MULTIGEN等。MUTIGEN国内还属于刚起步阶 段,了解它的人并不多。MUTIGEN可以调用3DMAX的模型,也可以调用CAD的模 型,也可以直接在MUTIGEN里建模。同时,可以压缩文件的大小,为以后能够顺利的 在电脑中运行打下基础。


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