虚拟仿真发展史.docx

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虚拟仿真发展史

虚拟仿真发展史

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虚拟仿真技术运用于模拟飞行

虚拟仿真技术运用于样机建模

虚拟仿真机运用于模拟军事演习

汽车虚拟仿真应用于模拟驾驶

虚拟仿真技术运用于创建虚拟场景

仿真（simulation）技术，或称为模拟技术，就是用一个系统模仿另一个真实系统的技术。

从狭义上讲，是指20世纪40年代伴随着计算机技术的发展而逐步形成的一类试验研究的新技术；从广义上来说，仿真则是在人类认识自然界客观规律的历程中一直被有效地使用着。

由于计算机技术的发展，仿真技术逐步自成体系，成为继数学推理、科学实验之后人类认识自然界客观规律的第三类基本方法，而且正在发展成为人类认识、改造和创造客观世界的一项通用性、战略性技术。

同时，人们对仿真技术的期望也越来越高，过去，人们只用仿真技术来模拟某个物理现象、设备或简单系统；今天，人们要求能用仿真技术来描述复杂系统，甚至由众多不同系统组成的系统体系。

这就要求仿真技术需要进一步发展，并吸纳、融合其他相关技术。

　　虚拟现实（VirtualReality）技术，简称VR，是20世纪80年代新崛起的一种综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等。

它由计算机硬件、软件以及各种传感器构成的三维信息的人工环境——虚拟环境，可以逼真地模拟现实世界（甚至是不存在的）的事物和环境，人投入到这种环境中，立即有“亲临其境”的感觉，并可亲自操作，自然地与虚拟环境进行交互。

　　VR技术主要有三方面的含义：

第一，是借助于计算机生成的环境是虚幻的；第二，人对这种环境的感觉（视、听、触、嗅等）是逼真的；第三，人可以通过自然的方法（手动、眼动、口说、其他肢体动作等）与这个环境进行交互，虚拟环境还能够实时地作出相应的反应。

　　虚拟仿真技术，则是在多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息科技迅猛发展的基础上，将仿真技术与虚拟现实技术相结合的产物，是一种更高级的仿真技术。

虚拟仿真技术以构建全系统统一的完整的虚拟环境为典型特征，并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体。

实体可以是模拟器，也可以是其他的虚拟仿真系统，也可用一些简单的数学模型表示。

实体在虚拟环境中相互作用，或与虚拟环境作用，以表现客观世界的真实特征。

虚拟仿真技术的这种集成化、虚拟化与网络化的特征，充分满足了现代仿真技术的发展需求.

基本特性

　　虚拟仿真技术具有以下四个基本特性：

1．沉浸性（Immersion）　　虚拟仿真系统中，使用者可获得视觉、听觉、嗅觉、触觉、运动感觉等多种感知，从而获得身临其境的感受。

理想的虚拟仿真系统应该具有能够给人所有感知信息的功能。

2．交互性（Interaction）　　虚拟仿真系统中，不仅环境能够作用于人，人也可以对环境进行控制，而且人是以近乎自然的行为（自身的语言、肢体的动作等）进行控制的，虚拟环境还能够对人的操作予以实时的反应。

例如，当飞行员按动导弹发射按钮时，会看见虚拟的导弹发射出去并跟踪虚拟的目标；当导弹碰到目标时会发生爆炸，能够看到爆炸的碎片和火光。

3.虚幻性（Imagination）　　即系统中的环境是虚幻的，是由人利用计算机等工具模拟出来的。

既可以模拟客观世界中以前存在过的或是现在真实存在的环境，也可模拟出客观世界中当前并不存在的但将来可能出现的环境，还可模拟客观世界中并不会存在的而仅仅属于人们幻想的环境。

4.逼真性（reality）　　虚拟仿真系统的逼真性表现在两个方面：

一方面，虚拟环境给人的的各种感觉与所模拟的客观世界非常相像，一切感觉都是那么逼真，如同在真实世界一样；另一方面，当人以自然的行为作用于虚拟环境时，环境做出的反应也符合客观世界的有关规律。

如当给虚幻物体一个作用力，该物体的运动就会符合力学定律，会沿着力的方向产生相应的加速度；当它遇到障碍物时，会被阻挡。