靈境仿真與應用

2003全國仿真技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì )議論文集靈境仿真與應用張珩歐珊瑚中國科學(xué)院力學(xué)研究所北京100080)擿要靈境技術(shù)是繼多媒體技術(shù)之后的新一代人機接口技術(shù)及高級仿真技術(shù)它突破了傳統的基于二維的人機界面模式和交互方式旳局限性極大地增強了人的主動(dòng)性和仿真方法的靈活性是目前計算機科學(xué)和信息科學(xué)中最熱門(mén)的研究領(lǐng)域該文介紹了靈境技術(shù)產(chǎn)生的背景論述了靈境技術(shù)的特征和基本構成并綜述了靈境技術(shù)在航天、軍事、遙科學(xué)、機器人等領(lǐng)域的應用最后對目前研究中存在的問(wèn)題及可能的對策和研究方向進(jìn)行了討論關(guān)鍵詞靈境虛擬現實(shí)癘真沉浸中圖分類(lèi)號:TP391文獻標識碼:A1引言2.1靈境系統的基本特征伴隨著(zhù)第一臺電子管電子計算機的誕生和以相似理論在傳統的仿真和建模環(huán)境中雖然主觀(guān)上一直在強調要為基礎的模擬技術(shù)的應用真作為一種研究、發(fā)展新產(chǎn)品、發(fā)揮人的主動(dòng)作用但由于在客觀(guān)上計算機只能在處理數字新技術(shù)的科學(xué)手段在航空、航天、造船、兵器等與國防科研化信息時(shí)才發(fā)揮出強大的威力人不得不去湊合”當時(shí)的計相關(guān)的行業(yè)中首先發(fā)展起來(lái)并顯示出巨大的社會(huì )效益和經(jīng)算機所能提供的技術(shù)條件人和機器的關(guān)系是不甚和諧的濟效益。就仿真的本質(zhì)而言它是對真實(shí)物理系統在某一層而靈境系統的最大優(yōu)勢在于能夠充分發(fā)揮在由計算機和人次上的抽象與實(shí)際的物理系統相比用戶(hù)在這一抽象模型構成的系統中人的主觀(guān)能動(dòng)性即把人的感知能力、認知能上可以更高效、更節省、更靈活、更安全地對物理系統進(jìn)行了力和心理狀態(tài)在計算機系統中得到體現。由此可見(jiàn)靈境概解和設計念的出現使得以往以數字描述或符號等抽象表達的對象開(kāi)最近數十年來(lái)隨著(zhù)計算機、自動(dòng)化和系統工程等技術(shù)始以完全形象化的模式體現同時(shí)由于計算機的飛速發(fā)展的飛速發(fā)展仿真和建模的水平也得到了相應的提高,人與又使得這種形象化的表達在動(dòng)態(tài)上幾乎可以與人的形象認計算機之間的隔閡大大減小但這些技術(shù)尚未從根本上解決知相同步?，F有計算機在應用上的局限性和不合理性尤其是在逼真性通常靈境系統的特征和虛擬性等方面還不能滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。參試者不僅要求可以用一個(gè)靈境技術(shù)三角MMERSION能通過(guò)打印輸出或顯示屏幕上的窗口從系統外部去觀(guān)察信形”來(lái)加以描述,即:3個(gè)息處理和仿真的結果而且要求能通過(guò)參試者的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、“,它們是 Immersion-in-觸覺(jué)、嗅覺(jué)以及形體、手勢或口令,參與到仿真系統中去從 teraction- Imagnation(沉浸而取得身臨其境的體驗。這種信息處理和仿真系統已不再交互-構想)如圖1所四要(k是建立在一個(gè)單維的數字化的信息空間上了而是建立在一示個(gè)多維化的信息空間之中建立在一個(gè)定性和定量相結合1)沉浸 Immersion)這圖1三1圖感性認識和理性認識相結合的綜合集成環(huán)境中而靈墳VR:是wR系統的核心指使用Virtual Reality又譯為虛擬現實(shí)肢術(shù)正是支撐這個(gè)建立在多戶(hù)投入到由計算機生成的虛擬場(chǎng)景中的能力。ⅤR的沉浸感維信息空間 CyberSpace)上的仿真系統的關(guān)鍵技術(shù)。它的興特征與一般的交互式三維計算機圖形有較大的不同用戶(hù)可起為人機交互和仿真系統的發(fā)展開(kāi)辟了新的研究領(lǐng)域為以沉漫于數據空間也可以從數據空間向外觀(guān)察從而可以智能工程的應用提供了新的界面工具,為復雜系統訓練仿使用戶(hù)能以更自然、更直接的方式與數據交互。真特別是人參與的系統仿真、生物和醫學(xué)系統仿真以及思2)交互( Interaction)指用戶(hù)與虛擬場(chǎng)景中各對象相互作維、邏輯推理系統的仿真開(kāi)辟了新天地也為各類(lèi)工程的數用的自據可視化提供了新的描述方法是仿真技術(shù)發(fā)展的里程碑。中國煤性因素。交互性包含對象的可饋的自然程度以及虛擬場(chǎng)景CNMH程度等。2靈境的結構特征及其對仿真技術(shù)發(fā)展的促進(jìn)3)構想( Imagination)虛擬現實(shí)不僅僅是一個(gè)用戶(hù)與終端的接口而且可使用戶(hù)沉浸于此環(huán)境中獲取新的知識提高感收稿日期2003-04-07性和理性認識從而產(chǎn)生新的構思。將這種構思結果輸入到454系統中去系統將處理后的狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示或由傳感裝置反饋3靈境技術(shù)的應用給用戶(hù)。如此反復這是一個(gè)學(xué)習-創(chuàng )造-再學(xué)習-再創(chuàng )造靈境技術(shù)是在傳統的計算機仿真技術(shù)基礎上綜合應用的過(guò)程因而可以說(shuō)MR是啟發(fā)人的創(chuàng )造性思維的活動(dòng)了多種現代科學(xué)技術(shù)的一種系統技術(shù)是計算機仿真技術(shù)的靈境系統的三個(gè)基本特征強調了在靈境中人的主導作深化和發(fā)展。虛擬現實(shí)的概念一經(jīng)提出就受到了各國政府用認過(guò)去人只能從計算機系統的外部去觀(guān)測計算處理的結和學(xué)術(shù)界的廣泛重視。進(jìn)入二十世紀九十年代以后,以沉浸果到人能夠沉浸到計算機系統所創(chuàng )建的環(huán)境中過(guò)去人感和形象化為代表的快速交互式靈境技術(shù)又進(jìn)一步擺脫了只能通過(guò)鍵盤(pán)、鼠標與計算環(huán)境中的單維數字化信息發(fā)生交傳統意義上的仿真概念在許多領(lǐng)域取得了令人矚目的成互作用到人能用多種傳感器與多維化信息的環(huán)境發(fā)生交互果作用認從過(guò)去的人只能從以定量計算為主的結果中得到啟發(fā)1)航天領(lǐng)域從而加深對事物的認識到人有可能從定性和定量綜合集成航天技術(shù)是一項耗資巨大且非常復雜的系統工程靈境的環(huán)境中得到感性和理性的認識從而深化概念和萌發(fā)新技術(shù)與航天技術(shù)相結合具有其獨特的優(yōu)勢。目前靈境技術(shù)在航天領(lǐng)域中的應用及趨勢主要表現在以下方面2.2典型靈境系統的體系結構對仿真技術(shù)發(fā)展的促進(jìn)●航天員訓練器利用航天虛擬訓練系統對航天員進(jìn)靈境系統的三個(gè)基本特征決定了靈境相對于傳統仿真行太空環(huán)境下的失重心理訓練使其建立失重環(huán)境下的空間技術(shù)的三大飛躍方位感。其次當航天器某些關(guān)鍵設備在運行期間發(fā)生故障1)從離線(xiàn)到在線(xiàn)時(shí)可以通過(guò)靈境技術(shù)在地面或空間站對航天員進(jìn)行修理培由于靈境是采用計算機技術(shù)生成的一個(gè)逼真的、具有訓使其掌握航天器的操作技能及在軌維修。199年美國視、聽(tīng)、觸、嗅、味等多種感知的虛擬環(huán)境置身于其中的人可約翰遜航天中心啟用了一套虛擬現實(shí)系統來(lái)訓練航天員以以通過(guò)各種傳感交互設備與這一虛構的現實(shí)進(jìn)行相互作用′熟悉太空環(huán)境使得修復哈勃望遠鏡的任務(wù)一次成功。達到彼此交替更迭、融為一體的程度因此由靈境技術(shù)所支●航天工效學(xué)隨著(zhù)載人航天技術(shù)的發(fā)展在空間撐的多維信息空間為仿真和建模提供了一個(gè)嶄新的、能使人沉漫其中超越其上進(jìn)出自如交互作用的環(huán)境與以往的停留的時(shí)間已明顯增加利用靈境系統可以更好地研究人與傳統仿真環(huán)境相比在這種多維信息空間中所進(jìn)行的仿真和航天器之間的接口關(guān)系與功能分配提高航天員的長(cháng)時(shí)間工建模具有更高的逼真度是一種在線(xiàn)"式的仿真環(huán)境,突作效率及心理適應能力改善艙內的結構和布局使之更適破了以往參試者只能作為一個(gè)旁觀(guān)者由外部向數據空間內內合人的特性。部觀(guān)察的離線(xiàn)"式仿真環(huán)境的局限性可望成為人類(lèi)認識世●衛星傷真衛星是一種高技術(shù)、高投入、高效益和高界和改造世界更強有力的武器。風(fēng)險的產(chǎn)品利用靈境技術(shù)可以對衛星的設計、制造、發(fā)射、2)從串行到并行定軌以及衛星的在軌運行等環(huán)節進(jìn)行可視化仿真提高衛星由于人在認識世界的過(guò)程中有相當一部分是按照極度并的成功率。如 Koboyoshi等人為日本空間規劃部開(kāi)發(fā)的能在行的機理進(jìn)行的如人腦在識別圖像時(shí)的感知過(guò)程就是如此。用戶(hù)定義的大多數模型框架下完成實(shí)時(shí)觀(guān)察的可視交互式但遺憾的是計算機所能接受的串行的刻板的明確的和嚴格圖形顯示環(huán)境印度MRO衛星中心控制系統研究所開(kāi)發(fā)的遵守形式邏輯的機器指令這無(wú)疑在用戶(hù)和計算機之間形成十分簡(jiǎn)潔的衛星姿態(tài)顯示模型及仿真軟件等。鴻溝。靈境技術(shù)的出現將改變人去湊合”那些不很親切的●交會(huì )對接人工控制靈境技術(shù)空間交會(huì )對接技術(shù)是計算機系統的局面使計算機能較自然地反映人們對真實(shí)世目前空間技術(shù)上一項最復雜規模最大和變量參數最多的控界的認識過(guò)程減小人與計算機之間的隔閡實(shí)現仿真過(guò)程從制操作技術(shù)也是發(fā)展載人航天事業(yè)的一項關(guān)鍵技術(shù)。為了串行到并行的質(zhì)的飛躍建立和諧的人機交互仿真環(huán)境得到一個(gè)高可靠性、經(jīng)濟性、并且有容錯和高性能的操作功3)從驗證到應用能的交會(huì )對接系統需要對系統進(jìn)行一系列試驗和驗證唯計算機仿真是在系統結構得到足夠的定義并存在描述有效的途徑就是仿真實(shí)驗。根據國外的經(jīng)驗人工控制在系統預期表現的計算方法的情況下由計算機進(jìn)行推演、驗交會(huì )對接的最終逼近與對接過(guò)程中發(fā)揮著(zhù)非常重要的作用。證的過(guò)程。事實(shí)證明人類(lèi)對于基于圖像、聲音等感官信息目前現有的人工交會(huì )對接仿真系統由計算機系統、運動(dòng)模擬的理解能力遠遠大于數字和文字等抽象信息的理解能力將器、座艙、視景系統和操作負載系統等五部分組成其設備復靈境技術(shù)引入到系統仿真的各個(gè)階段將使得模型的建立和雜、投資巨大如果采用靈境技術(shù)整個(gè)系統將由計算機系驗證更加方便同時(shí)由于參試者與虛擬環(huán)境的交互作用極統、頭中國煤化工組成將交會(huì )對接動(dòng)力大地增強了人對虛擬對象操作的沉浸感得到并投入到實(shí)際學(xué)模機仿真實(shí)時(shí)地解出兩個(gè)CNMH物理系統中參與聯(lián)試相同的感受有助于參試者更快、更全航天陽(yáng)=量通過(guò)計算機生成圖像面地分析理解數據使得仿真的實(shí)質(zhì)從傳統的推演和驗證層在頭盔顯示器中實(shí)時(shí)地顯示兩個(gè)航天器虛擬環(huán)境,此時(shí)航天次逐步上升到應用層次員就象真正處在飛行空間進(jìn)行交會(huì )對接操作一樣。由此可見(jiàn)由靈境系統所組成的交會(huì )對接手動(dòng)操作仿真器,設備簡(jiǎn)455單、投資少、逼真度高、功能全、實(shí)施和使用都非常方便而且擬外科手術(shù)、遙控外科手術(shù)、康復醫療等。利用靈境技術(shù)讓可以真實(shí)模擬空間環(huán)境效應。實(shí)習醫生在計算機生成的虛擬手術(shù)臺環(huán)境中對計算機生成2)軍事領(lǐng)域的人體器官進(jìn)行手術(shù)逼真地觀(guān)察器官內部的構造和病灶軍事領(lǐng)堿是靈境技術(shù)的重要應用領(lǐng)域之一使用靈境技練習協(xié)同手術(shù)具有極高的價(jià)值且可以反復進(jìn)行以研究手術(shù)冋以建立一個(gè)時(shí)空一致的分布式虛擬戰場(chǎng)環(huán)境將位于術(shù)方案。另外可以將裝備有基于靈境技術(shù)的遠程控制操作異地的許多仿真實(shí)體〔如指揮中心、飛機、坦克、導彈等)互設備的遙控手術(shù)中心與邊遠地區建立起遠程醫療虛擬現實(shí)連并在該虛擬環(huán)境中相互交互協(xié)同作戰共同完成對武系統醫生只需對虛擬病人的模型進(jìn)行手術(shù),并通過(guò)高速寬器效能的評估和作戰方案的演練。最典型的應用就是美國帶網(wǎng)絡(luò )將醫生的動(dòng)作傳送到網(wǎng)絡(luò )的另一端的手術(shù)機器人由80年代后期開(kāi)發(fā)的 SIMNET系統和最近開(kāi)發(fā)的 Wargame2000機器人對病人進(jìn)行手術(shù)手術(shù)實(shí)際進(jìn)展的圖像也可通過(guò)機器系統。人攝像機實(shí)時(shí)傳給醫生的頭盔立體顯示器并將其與虛擬病3)遙科學(xué)領(lǐng)域人疊加以便醫生實(shí)時(shí)掌握手術(shù)情況并發(fā)出手術(shù)指令。在遙科學(xué)實(shí)驗中空間距離的跨度、大容量信息的壓縮7)教育與培訓領(lǐng)域復現、編碼/解碼、系統的響應以及傳輸介質(zhì)的帶寬等因素導靈境技術(shù)的出現,為教學(xué)和培訓提供了良好的訓練平致的時(shí)延是不可避免的而靈境仿真技術(shù)是目前唯一有效消臺利用靈境技術(shù)將實(shí)際過(guò)程與理論分析合二為一的課程教除時(shí)延對遙操作影響的方法其效果已在多次實(shí)驗中得到證育是一種全新的教學(xué)形式尤其是伴隨著(zhù)國際互聯(lián)網(wǎng)的完實(shí)如日本的EIS_Ⅶ衛星空間機器人試驗德國的ROEX善和推廣基于靈境技術(shù)的遠程異地培訓已成為可能。國內試驗美國的NAsA在地面進(jìn)行一些遙操作試驗都采用了這外一些高校已成功開(kāi)發(fā)了基于集成聲音、圖像及其它多媒體一方法技術(shù)的三維空間的遠程教育中心虛擬出真實(shí)的校園環(huán)境4)機器人領(lǐng)域用戶(hù)進(jìn)入教育中心就如同進(jìn)入真正的學(xué)校一樣可以進(jìn)行提靈境技術(shù)作為可視化工具在機器人領(lǐng)域已有相當廣泛?jiǎn)?wèn)、考試進(jìn)行實(shí)時(shí)教學(xué)和交流。的應用如美國ARPA計劃中的火星遙操作機器人、NASA和威斯康星 Wisconsin)學(xué)共同研制的水下機器人仿真系統、4靈境技術(shù)的發(fā)展方向日本東北大學(xué)研制的具有時(shí)延共享的移動(dòng)機器人遙操作界從20世紀80年代末正式提出靈境的概念到現在靈境面等。靈境技術(shù)在機器人領(lǐng)域中的應用主要集中在遙操作技術(shù)得到了很大的發(fā)展取得了令人矚目的成果并成功地機器人系統、移動(dòng)智能機器人的路徑規劃仿真平臺、三維場(chǎng)應用于航空航天、軍事、醫療、娛樂(lè )等多個(gè)領(lǐng)域但目前仍有景的表達和自動(dòng)建模、現代制造技術(shù)中機器人作業(yè)單元的虛許多關(guān)鍵技術(shù)尚未完全解決主要表現在以下幾個(gè)方面擬仿真和編程平臺等方面●系統硬件ⅥR技術(shù)的一個(gè)重要特點(diǎn)是通過(guò)仿真為5)機械制造領(lǐng)域用戶(hù)提供一個(gè)虛構的但能反映研究對象變化的環(huán)境這需要機械制造技術(shù)和靈境技術(shù)的結合形成了虛擬制造技術(shù)。處理大量的數據。目前要實(shí)現這一指標是可能的但需要它是在傳統制造技術(shù)的基礎上將實(shí)體的全部可能狀態(tài)進(jìn)行昂貴的外部設備如高分辨率的頭盔顯示器HMD、立體投影集成用戶(hù)能實(shí)時(shí)觀(guān)察其運轉狀況。虛擬制造是信息時(shí)代制顯示器、空間定位器以及高精度的數據手套等。其次,為完造技術(shù)的新概念是應用計算機仿真和靈境技術(shù)對實(shí)際制造成復雜場(chǎng)景的實(shí)時(shí)渲染還需要高性能的圖形工作站以及相過(guò)程在計算機系統上本質(zhì)上的”"實(shí)現是對制造過(guò)程的高逼應的軟件這些靈境設備對于普通的信息系統用戶(hù)來(lái)說(shuō)是真度的仿真。利用虛擬制造技術(shù)可以研究試驗新的加工制難以承受的。造方法和檢驗所設計的虛擬產(chǎn)品的可制造性”發(fā)現影響制●虛擬視景生成技術(shù)構造虛擬視景要通過(guò)環(huán)境生成造過(guò)程旳關(guān)鍵因素和薄弱環(huán)節用以指導和改進(jìn)生產(chǎn)管理,工具來(lái)實(shí)現。視景中的圖像是計算機根據環(huán)境需要利用給實(shí)現柔性制造和靈捷制造將真實(shí)制造過(guò)程在計算杋里進(jìn)行定條件與模型在對圖像數據和圖形數據計算后生成的。因綜合優(yōu)化處理大大提高產(chǎn)品在開(kāi)發(fā)周期、質(zhì)量、成本、服務(wù)此汁算機圖像處理中圖形的特征分析與推理以及圖形模塊和環(huán)保等方面的競爭能力。以波音777客機為例波音公司的相互作用和處理是交互式虛擬視景的首要環(huán)節。目前開(kāi)發(fā)的靈境系統使用了200臺工作站8臺IBM主機和IBM已有的環(huán)境生成工具專(zhuān)用性很強尚不具有通用性的 CATIA CAD/CAN軟件,該系統可以將虛擬環(huán)境疊加于真●三維圖像處理與顯示技術(shù)虛擬視景環(huán)境是由計算實(shí)環(huán)境之上如把虛擬的模板顯示在正在加工的工件上工機通中國煤化工式表現出來(lái)的同時(shí)根據人根據此模板控制待加工尺寸簡(jiǎn)化加工過(guò)程制造周期減研究少了50%)提高加工精度設計精度提高了10倍廂產(chǎn)品質(zhì)據數CNMH,月的三維顯示界面它是根小業(yè)形”出來(lái)的。這就要求專(zhuān)用量降低生產(chǎn)成本公司花費減少了94%)的數學(xué)模型和仿真軟件而這正是三維圖像處理的主要內容。6)醫學(xué)領(lǐng)域●仿真系統的三維建模方法基于圖形的虛擬環(huán)境首靈境技術(shù)在醫學(xué)領(lǐng)域的應用引人矚目如虛擬人體、虛先要解決的問(wèn)題便是三維造型當圖形渲染技術(shù)在向真實(shí)感456大踏步前進(jìn)的時(shí)候生成精確三維模型的過(guò)程還是象二十五參考文獻年前一樣困難盡管三維激光掃描技術(shù)的進(jìn)步簡(jiǎn)化了模型的[1]汪成為高文王行仁.靈墩虛擬現實(shí)技術(shù)的理論實(shí)現及應構造過(guò)程但這些自動(dòng)化模型的獲取方法也驗證了真實(shí)世界用M].北京清華大學(xué)出版社南寧疒西科學(xué)技術(shù)出版社的幾何復雜性大部分的模型仍需要由人工繪制繁瑣的維建模是制約靈境技術(shù)發(fā)展的嚴重障礙。[2]胡社教陳宗海.虛擬現實(shí)與衛星仿真技朮[J].計箅機仿真●大容量數據信息靈境技術(shù)要想得到發(fā)展需要與2001A8(2):15-17[3]周前祥.虛擬現實(shí)技術(shù)在航天工效學(xué)中的應用進(jìn)展[J].計算Intemet相結合這已是不爭的事實(shí)。目前靈境技術(shù)應用的機仿真2001182)8-10數據信息量仍然很大在現有網(wǎng)絡(luò )整體速度較慢的情況下,[4]謝甘第.虛擬現實(shí)技術(shù)及其在制造業(yè)中的應用J]機電一體Intemet用戶(hù)必須等待較長(cháng)的時(shí)間這往往令人難以忍受。因化20015:18-20此應該在靈境系統中考慮數據壓縮的問(wèn)題這個(gè)問(wèn)題可能[5]陳宗海.系統仿真技術(shù)及其應用C2000年學(xué)術(shù)論文集第二現在尚未引起人們的注意但隨著(zhù)應用的深入這將是一個(gè)卷.合肥中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社.2000不可避免的問(wèn)題[6]王恒霖,曹建國,系統仿真的發(fā)展沿革與展J]系統仿真學(xué)報,997隊1):1-3●交互技術(shù)的實(shí)現虛擬場(chǎng)景的一大特點(diǎn)是其交互性主要是指操作者與虛擬環(huán)境在交互時(shí)所涉及到的相關(guān)技[7]汪成為.靈境虛擬現實(shí)是建立人機和諧仿真系統的關(guān)鍵技朮J]系統仿真學(xué)報,1995X4):1-4術(shù)因此交互技術(shù)系統是研究的一大重點(diǎn)[8]吳新垣.靈境技術(shù)及其在系統仿真中的應用J]系統仿真學(xué)●信息融合技術(shù)ⅤR系統與現有的一般計算機系統報1996X(4):1-7的主要差別在于:人與計算機系統的交互已不再是利用鼠[9]田新成王寧生袁信.一種多微機遙現虛擬現實(shí)(ⅤR)系統體標、鍵盤(pán)等簡(jiǎn)單接口工具而是利用多種傳感器與虛擬環(huán)境系結構J].計算機應用研究2000進(jìn)行交互。如何把多種傳感器獲取的信息進(jìn)行分析和集成,[10]張云勇自中建敵萬(wàn)鈞虛擬現實(shí)系統的建立J計算機應消除信息的不確定性完善地和精確地反映被檢測對象的特用200020(8)229-231[I1]林來(lái)興.虛擬技術(shù)在空間交會(huì )仿真中的應J]系統仿真學(xué)征是信息融合迫切需要解決的問(wèn)題。報,1996X(4):14-18[12]謝晶妮漲茂軍.虛擬現實(shí)發(fā)展趨勢展望J]計算機工程5結束語(yǔ)2002287)1-2現代仿真技術(shù)正朝著(zhù)建立人—模型_實(shí)驗融合為一體[3]胡厭夕蘇建眀張續紅.聚焦虛擬現實(shí)技術(shù)J].機電一體的自然和諧的仿真環(huán)境發(fā)展創(chuàng )造以人為中心的仿真系統使模型研究者能沉浸到模型創(chuàng )建的虛擬現實(shí)環(huán)境中并利用[14]周前祥,虛擬現實(shí)技木在航天工效學(xué)中的應用進(jìn)題J計算人的智能進(jìn)行信息融合。而以沉浸感和形象化為代表的快機仿真200183)8速交互式靈境技術(shù)作為一種嶄新的人機交互環(huán)境涉及了人[15]陳誼趙敏哲梁炳成.分布式虛擬現實(shí)及其在仿真中的應用[J].計算機仿真200291)9-13工智能、計算機圖形學(xué)、人機工程學(xué)、認知科學(xué)、人類(lèi)行為學(xué)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)、機電工程和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)等多個(gè)學(xué)科和[作者簡(jiǎn)介]領(lǐng)域體現了這些學(xué)科本身及相關(guān)交叉學(xué)科的發(fā)展和應用水張珩1961.5-),男(漢族)吉林省長(cháng)春人博平擺脫了傳統意義上的仿真概念,它的逼真性和實(shí)時(shí)交互士研究員博士生導師國家863計劃航夭航空領(lǐng)性為系統仿真技術(shù)提供了強有力的支持隊而大幅度地提升域空間實(shí)驗室及其應用主題專(zhuān)家組副組長(cháng)主要從了系統操作的性能是仿真技術(shù)發(fā)展過(guò)程中的里程碑并將事現代控制理論、智能化系統設計、面向空間應用的在未來(lái)的應用特別是仿真模擬和商品(特別是文化娛樂(lè ))遙科學(xué)及微小航天器的軌道控制技術(shù)研究領(lǐng)域具有很大的潛力給人類(lèi)生活帶來(lái)巨大的改觀(guān)。歐珊瑚1978.12-)男漢族)湖南省岳陽(yáng)人碩士研究生,主要研究方向為數字圖象壓縮技術(shù)。irtual Reality Simulation and ApplicationsZHANG Heng oU Shan-huInstitute of Mechanics Chinese Academy of Sciences, Beijing 100080, ChinaABSTRACT Virtual Reality is a new human machine interface technology and advanced simulatechnology. It has broken away from the limitation of the old traditional human中國煤化工 action mode. t also strengthens human activity and flexibility of simulation methods. It is the hottest researCN MH Formation technology. In thispaper, the background of VR technology is introduced. The characteristics and basic structure of VR technology is presented. The applicationof VR technology in the field of astronautics military affairs, telescience and robot etc. is summarized. Finally the existing problems in theKEYWORDS Virtual reality i Simulation;Immersion457