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虚拟现实及其在机械工程中的应用（一）

本文论述了虚拟现实的基本特征、典型应用及佛雕其发展趋势，例举了常用的虚拟现实软件和硬件产品，并在此基础上以起重机为例，分析了虚拟现实技术在机械工程中的应用。

虚拟现实，CAD

1989年，美国3、采取拉伸与紧缩独立的双空间结构的VPL Research公司的创始人Jaron Lanier纺织陶瓷首次正式提出 Virtual Reality(VR) 这个名词，意指 计算机产生的三维交互环境，在使用中用户是 投入 到这个环境中去的。 近年来，由于各种相关技术和硬件的发展，虚拟现实技术的发展也十分迅猛。VR有4个特征：沉浸感；交互性；多感知；自主性。

由于VR是在人类为改善与计算机的交互方式，提高计算机的可操作性所进行的努力中产生的，因而其本质上是为了提供一种高度融洽的人机关系。从广义上说，只要达到此目的，即使没有完全达到上述的4个特征，我们也认为是虚拟现实。

1虚拟现实的软硬件状况分析

虚拟现实系统中的计算机主要要完成三项任务：虚拟境界的生成与管理，数据输入，数据输出。为了使系统拥有较好的交互性能，不同的任务要使用一些特殊的软硬件。与虚拟现实有关保鲜设备的软硬件更新很快，因此，我们有必要简单讨论这些现代化的设备。

1.1建模软件

虚拟现实发展至今测试设备，已有了许多的建模软件，它们使用的机制各有不同，对用户的要求怠速时转速传感器输出感应电压Urms 1.0V也有高低，当然，其功能上的差异也是很大的。其典型代表为：

Rend386是一个免费的程序库和世界播放器，功能较弱，适于DOS环境；

World Tool Kit for Windows是Sense8公司以Windows动态连接库的形式发布的虚拟现实程序库，在标准SVGA下运行，可以在窗口中显示带纹理映射的虚拟世界，也可全屏显示。该程序支持DDE，因而可以通过电子表格、数据库或其它程序来控制虚拟世界；

虚拟现实建模语言VRML(Virtual Reality Modeling Language)是HTML的3D模型，其目的是提供一种用于上的虚拟世界的描述方法。目通过拉伸可以测定出材料1些基本的力学性能参数前已有VRML1.0、VRML2.0、VRML97等几种版本；

OpenGL(开放式图形语言)是Silicon Graphics开发的一种建立图形库的语言，该语言功能强大，是实现虚拟现实的较好工具，但由于其编程量大，又较难掌握，因此目前只在专业人员中有较广的应用。

1.2输入数据的软硬件设备

语音信号的输入语音输入为用户与虚拟环境交互提供了一种方便的方法。提供语音输入功能需要一个普通的麦克风和某种语音识别软件。语音识别技术发展至今，已经能在货架上见到待出售的语音识别软件。这种软件有：SoundBlaster公司的Voice-Assist软件,Command公司的INTM○Voice软件,以及Dragon系统的DragonDictateTM○软件。

肌肉信号的输入生物控制器是用于捕捉特性命令的输入设备。它能够捕捉活动，如肌肉的运动，并且产生电子信号。例如：位于眼睛附近的皮肤上的电极能够捕捉到眼部肌肉的活动，从而允许我们能够通过眼部肌肉的运动而遨游于虚拟世界。这种设备仍然处于实验阶段。