2015/12/23 16:34:40 汽车平稳性桌面虚拟现实系统的建立

虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统,它是利用计算机技术生成一个逼真的、具有视、听、触、嗅觉等多种感知的虚拟环境,用户通过使用各种传感设备,同虚拟环境中的实体相互作用的一种技术,并通过视、听、触觉作用于用户,使之产生身临其境感觉。与传统的模拟技术相比,其主要的区别是操作者能够进入一个由计算机生成的交互式的立体虚拟环境中,与之进行交流,产生互动作用通过参与者与仿真环境的相互作用,并利用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,以全方位地获取事物的各种空间信息和逻辑信息。虚拟现实的基本特征可以概括为三个““,即沉浸,交互,构想,其中沉浸感和交互性是虚拟现实的实质性特征,构想即启发思维,获取信息的过程是虚拟现实的最终目的。典型的虚拟现实系统如图所示,主要由三部分组成虚拟环境产生器、效果产生器以及信号转换器。

虚拟现实与传统计算机图形系统的区别

虽然计算机实时三维图形学是虚拟现实技术最重要的技术基础之一,任何复杂的虚拟环境的创建都离不开三维造型,以及对这些造型的各种实时处理。然而,虚拟现实系统与传统的计算机图形学系统还是有区别的,主要表现在

三维实时动态显示的功能不同

在人的感觉中,视觉摄取的信息量最大,反应最敏感,因而虚拟环境的实时动态显示是虚拟现实技术中的首要问题之一。虚拟现实系统要求实时动态逼真的模拟环境,这就要求立体视觉和深度线索。因此虚拟环境是通过左、右眼为视点分别生成图像,眼睛的转动要随之生成新画面,以达到动态实时响应。为了实时运行三维模型,其建模方法与以造型为主的建模方法有很大的区别。虚拟现实系统大都采用模型分割、纹理映射等其他技术,而不是以增加几何造型复杂度的方法来提高逼真度。

在三维图形显示效果方面,传统的计算机图形生成是以投射投影、隐藏面消除以及光线和阴影来达到三维显示视觉效果的,它没有景深。它与虚拟现实相比,正如普通电影与立体电影的区别一样。

人机交互能力和交互设备不同

人机交互是当前计算机系统研究的关键。虚拟现实系统与传统的计算机图形系统的人机界面相比,也存在着差别。虚拟现实界面的概念不是用键盘、鼠标及监视器,而是允许用户更直接的利用数据交互,例如用手通过传感器或数据手套或其他三维工具来操作数据,这样用户就可以更自然的观察数据并和数据交换。

虚拟现实技术是在三维空间中与人交互的技术,为了能及时、准确的获取人的动作信息,需要各种高精度、高可靠度的三维人机交互设备和传感器。目前实现这些交互技术的设备主要有三六维鼠标、定位装置、数据手套、跟踪设备等。而传统的计算机图形系统只需要二维交互设备。

人的因素

真实世界是人类生活的世界,而虚拟现实通过计算机生成的世界是真实世界的仿真,即虚拟世界,在这个虚拟世界里的一切,看上去像真的,动起来也像是真的,这些都是通过人的感知而获得的。所以虚拟现实技术与人的关系更重要。

在虚拟现实技术中,人可以与虚拟世界对话。人能够体验虚拟世界,并具有“沉浸感”。虚拟现实技术可以以“这是我想象的世界”的形式来表现人类的内心世界,可以以写真的方式或抽象的方式提供迄今所不能创建的事物。

正是虚拟现实技术的这些特点,把虚拟现实技术用于汽车平顺性试验的研究,在系统建模、模型确认、输出分析、试验设计、信息沟通与表达方面有独特的功能,能提高对仿真结果的理解,降低对用户所要求的操作水平。为车辆的各种仿真提供了一种新的方法。

虚拟现实的类

虚拟现实按照不同的标准,有不同的分类方式

一按虚拟环境的信息来源和生成途径可分为真实世界的“遥视”。用户不在真实世界中的某个现场,但感觉恰如身临其境,并可据此对现场事件进行遥控操作。

真实世界的计算机实时仿真,而且仿真物体的活动符合自然规律。用户可以通过感觉交互取得如同熟知事物一样的体验。

上述和的混合。

纯由计算机的超现实景物,而且并不一定符合自然规律。例如抽象的数学模型可视化,利用虚拟现实技术研究分子结构等。

桌面虚拟现实系统的硬件系统

根据课题要求以及参考已有VR的系统,采用的桌面型虚拟现实系统主要配置如下

1:主板,微星主板:2:CPU,pentium主频2.4G

3.内存,三星内存,。

4.硬盘,希捷

5.图形加速器,高档专业三维立体图形加速器,专用。

6.主动式立体图形观察系统,包括红外中央同步信号控制发射器(1个)、有线立体眼镜(1副)、无线立体眼镜(1副、远距离)。

7.头盔,型号为500S,显示的最大象素是800*600。

8.跟踪器,包括信号发生器和接收器。

9.空间球,6个自由度虚拟空间和3D模型交互。

桌面虚拟现实系统的软件系统

虚拟现实系统的软件主要包括环境生成软件和3D建模软件。目前较流行的虚拟环境生成软件有,wtk,weag,vtree等;

在虚拟现实中,表示场景的各个对象及对象之间相互关系的图解形式称为场景图。场景图包括三部分场景对象集、场景动作集和场景操作集。场景对象集包括地形、地物路面,山脉、光源和雾、车辆模型等。场景动作集包括汽车的前进、后退、车轮的转动等。场景的操作集包括视窗控制、场景绘制等。

场景图的基本元素为节点,它是组成虚拟场景图的一个对象,可以是几何物体、光、雾、位置等信息,也可以是管理分层图的一个结构元素。中构成场景图的主要节点

汽车虚拟仿真软件

每幅场景图都是若干节点的有序集合,结构相当于一棵倒置的树型结构,根节点在上,子节点在下。

虚拟现实的视觉技术

据统计,人类所接受的信息中,有以上的是来源于视觉,并且人类的视觉是含有深度信息的立体视觉川。如果要建立一个接近与我们真实世界的虚拟现实系统,立体视觉是最重要的一方面。但是目前几乎所有的显示设备都是二维的,所以如何实现立体显示就成为虚拟现实系统中重要的技术问题。

常用的图像合成方法有如下两种

第一种方法是将左视图放在合成的新图形的奇数行,将右视图放在合成的新图像的偶数行。这样,合成的新图像就能利用原图像的所有信息。

第二种方法是新合成的图像的奇数行取左视图的奇数行偶数行,偶数行取右视图的偶数行奇数行。这种方法得到的新图像只取了原图像的一般信息。


 
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