虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的案例
仿真，讓虛擬照進(jìn)現(xiàn)實(shí)
這樣的話這些虛擬場(chǎng)景將給算法帶來大量需求的樣本，這個(gè)就是虛擬場(chǎng)景在自動(dòng)駕駛里面的價(jià)值所在。
我們?cè)倏醋詈笠徊糠郑褪?G。大家都知道5G對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)來說實(shí)在太重要了，沒有5G很多東西很難做到，那5G可以說是跟物聯(lián)網(wǎng)并駕齊驅(qū)的，也可能有人認(rèn)為這是一個(gè)等同的概念。我們看看5G整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈落地所涉及的話題，物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)也類似，這些話題里面就會(huì)涉及到很多具體的技術(shù)問題，我們同樣也是從感、聯(lián)、知三個(gè)角度來講，感就是感知各種各樣的設(shè)備，聯(lián)就是連接各種各樣的設(shè)備，知就是高級(jí)計(jì)算機(jī)等等來進(jìn)行運(yùn)算。
這三個(gè)角度可能都需要解決天線的問題，電磁環(huán)境的問題，產(chǎn)品可靠性的問題，芯片的問題等等，這些其實(shí)就是我們?cè)诠I(yè)整個(gè)技術(shù)架構(gòu)設(shè)施研制中避不開的問題。前面嘉賓講到了終端設(shè)備會(huì)搭載天線與傳感器，這些就是我們物聯(lián)網(wǎng)的基石，其實(shí)現(xiàn)在的傳感器也有很多，我們需要更好的去設(shè)計(jì)。我們還要考量在室內(nèi)環(huán)境里面人的影響，不同設(shè)備之間的干擾影響，我們看大量的設(shè)備是不是能夠跟外部的設(shè)備很好的關(guān)聯(lián)，這個(gè)也是現(xiàn)實(shí)中需要有很多的優(yōu)化布局。如果要考量車路協(xié)同，我們的車輛要跟基站來進(jìn)行通信，那車輛是否能跟基站很好的進(jìn)行連接，是不是會(huì)出現(xiàn)盲點(diǎn)？如果出現(xiàn)盲點(diǎn)會(huì)不會(huì)出現(xiàn)很多問題。這個(gè)是我們需要分析和挖掘的共同問題，這些共同問題也是需要我們努力去研究的。
芯片是所有這些設(shè)備里面進(jìn)行運(yùn)算的大腦，尤其在知的部分是必不可少的，現(xiàn)在越來越多傾向于3D芯片的設(shè)計(jì)，這個(gè)是芯片里面非常高難度的一塊，這一塊如果不依賴于仿真幾乎很難做到。
展開 一期一會(huì) | 一文詳解虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）
輸入設(shè)備：輸入設(shè)備通常是虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)的一個(gè)環(huán)節(jié)。這些設(shè)備可能因系統(tǒng)而異，但通常是使用手部操作，提供按鈕輸入和追蹤空間移動(dòng)功能。這些功能通常被整合在一起，讓用戶感受到與虛擬世界的交互。值得注意的是，隨著技術(shù)的發(fā)展，VR對(duì)物理輸入設(shè)備的依賴會(huì)越來越低，對(duì)捕獲用戶手部動(dòng)作的依賴會(huì)越來越高。例如，Meta Quest 3和Apple Vision Pro都可以只通過手和手指移動(dòng)來導(dǎo)航界面。
軟件：一旦用戶能訪問高性能虛擬現(xiàn)實(shí)硬件，軟件技術(shù)就可被用來提供各種可訪問體驗(yàn)。這類軟件可能在專業(yè)應(yīng)用：如教育和培訓(xùn)和個(gè)人應(yīng)用：如視頻游戲、電視和電影領(lǐng)域有所不同。
虛擬現(xiàn)實(shí)的未來
自1960年問世以來，VR技術(shù)的目標(biāo)就始終如一——將用戶帶入虛擬世界，并讓他們身臨其境般地體驗(yàn)這個(gè)世界。
然而，其中有一項(xiàng)要素幾十年來一直在變化，那便是用于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的先進(jìn)技術(shù)。
隨著時(shí)間的推移，我們逐漸開發(fā)出了直接佩戴在用戶面部的頭顯，其可提供接近照片級(jí)逼真的極詳細(xì)圖像，可在3D空間場(chǎng)上追蹤用戶移動(dòng)并可提供各種視覺、聽覺、觸覺甚至嗅覺刺激。
展望虛擬現(xiàn)實(shí)的未來，我們推測(cè)，隨著頭顯變得更輕便、更小巧，比如可佩戴眼鏡甚至隱形眼鏡的形式，這一發(fā)展軌跡將繼續(xù)下去。
隨著這些設(shè)備的尺寸和重量減小，其功率也可能會(huì)增加。這可能涉及到更先進(jìn)的屏幕技術(shù)，其中包括更高的分辨率和刷新頻率，以及更準(zhǔn)確、更自然的動(dòng)作追蹤；這類追蹤不僅不需要借助外設(shè)，而且還可進(jìn)一步減少我們?cè)?em>虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界中體驗(yàn)的差異。
此外，VR軟件也可能會(huì)更加成熟，因?yàn)槠淦占昂蜕虡I(yè)影響會(huì)吸引開發(fā)商和投資，從而提高VR體驗(yàn)軟件的質(zhì)量和數(shù)量。
展開 Ansys | 什么是虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）？
追蹤系統(tǒng)：由于VR將用戶置于虛擬環(huán)境中，因此追蹤系統(tǒng)技術(shù)對(duì)于將頭部、身體甚至眼部移動(dòng)同步映射到虛擬創(chuàng)建的世界至關(guān)重要。追蹤系統(tǒng)可部署在頭顯中（稱為由內(nèi)向外的追蹤），也可在用戶所在位置部署動(dòng)作追蹤器（由外向內(nèi)的追蹤），還可以通過這二者的融合解決方案實(shí)施。
輸入設(shè)備：輸入設(shè)備通常是虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)的一個(gè)環(huán)節(jié)。這些設(shè)備可能因系統(tǒng)而異，但通常是使用手部操作，提供按鈕輸入和追蹤空間移動(dòng)功能。這些功能通常被整合在一起，讓用戶感受到與虛擬世界的交互。值得注意的是，隨著技術(shù)的發(fā)展，VR對(duì)物理輸入設(shè)備的依賴會(huì)越來越低，對(duì)捕獲用戶手部動(dòng)作的依賴會(huì)越來越高。例如，Meta Quest 3和Apple Vision Pro都可以只通過手和手指移動(dòng)來導(dǎo)航界面。
軟件：一旦用戶能訪問高性能虛擬現(xiàn)實(shí)硬件，軟件技術(shù)就可被用來提供各種可訪問體驗(yàn)。這類軟件可能在專業(yè)應(yīng)用（如教育和培訓(xùn)）和個(gè)人應(yīng)用（如視頻游戲、電視和電影）領(lǐng)域有所不同。
虛擬現(xiàn)實(shí)的未來
自1960年問世以來，VR技術(shù)的目標(biāo)就始終如一——將用戶帶入虛擬世界，并讓他們身臨其境般地體驗(yàn)這個(gè)世界。
然而，其中有一項(xiàng)要素幾十年來一直在變化，那便是用于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的先進(jìn)技術(shù)。
隨著時(shí)間的推移，我們逐漸開發(fā)出了直接佩戴在用戶面部的頭顯，其可提供接近照片級(jí)逼真的極詳細(xì)圖像，可在3D空間場(chǎng)上追蹤用戶移動(dòng)并可提供各種視覺、聽覺、觸覺甚至嗅覺刺激。
展望虛擬現(xiàn)實(shí)的未來，我們推測(cè)，隨著頭顯變得更輕便、更小巧，比如可佩戴眼鏡甚至隱形眼鏡的形式，這一發(fā)展軌跡將繼續(xù)下去。
隨著這些設(shè)備的尺寸和重量減小，其功率也可能會(huì)增加。這可能涉及到更先進(jìn)的屏幕技術(shù)，其中包括更高的分辨率和刷新頻率，以及更準(zhǔn)確、更自然的動(dòng)作追蹤；這類追蹤不僅不需要借助外設(shè)，而且還可進(jìn)一步減少我們?cè)?em>虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界中體驗(yàn)的差異。
展開 一分鐘，帶你了解虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)的原理
最近一年，我們身邊出現(xiàn)了很多基于虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)的新玩具：比如VR眼鏡，明明只是播放了一些逼真立體的虛擬畫面，卻讓你感覺這些虛擬的畫面才是現(xiàn)實(shí)。
這是因?yàn)椋?em>虛擬現(xiàn)實(shí)內(nèi)容模擬了人眼的視覺體驗(yàn)：
可以用一個(gè)小實(shí)驗(yàn)來感受一下
1.當(dāng)你分別遮住一只眼睛，用另一只眼睛看你的手時(shí)，兩只眼睛各自看到的圖像，會(huì)有一些差別。這個(gè)就叫做人眼的雙目視差。
2.當(dāng)你把手機(jī)放在面前，把頭歪到左邊，再歪到右邊時(shí)，你的眼睛看到的就分別是手機(jī)的左邊框和右邊框。這個(gè)叫做人眼的移動(dòng)視差。
3.而當(dāng)你攤開兩只手，眼睛聚焦到不同的手上時(shí)，會(huì)依次看到左手清晰右手模糊，以及左手模糊右手清晰的圖像。這是人眼的變焦功能。
因?yàn)槿搜厶烊粨碛幸陨线@些視覺差異和變焦功能，你眼前的這個(gè)場(chǎng)景，才能在大腦的加工后變得立體和縱深；
人眼這么復(fù)雜的視覺體驗(yàn)，虛擬現(xiàn)實(shí)是怎么模仿出來的呢？
我們來做一個(gè)實(shí)驗(yàn)：
如果把相機(jī)放在一個(gè)點(diǎn)上，拍攝廣場(chǎng)上一遠(yuǎn)一近的兩個(gè)人。那么當(dāng)鏡頭對(duì)焦在不同的人身上時(shí)，就能拍到2張只有一個(gè)人清晰，而其他部分虛化的照片。
如果在這兩個(gè)人的斜后方再加一個(gè)人，整個(gè)場(chǎng)景里就出現(xiàn)了3個(gè)遠(yuǎn)近不同的人。那么鏡頭對(duì)焦在不同的人身上時(shí)，我們就能拍到3張只有一個(gè)人清晰，而其他部分虛化的照片。
而如果再不斷地向斜后方增加人數(shù)，那么這個(gè)相機(jī)就能拍攝出無數(shù)張只有一個(gè)人清晰，而其他部分虛化的照片。
現(xiàn)在，見證奇跡的時(shí)刻來了。
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虛擬現(xiàn)實(shí)在能源仿真領(lǐng)域的應(yīng)用
將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在能源領(lǐng)域，也許能有效減少能源問題。
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虛擬現(xiàn)實(shí)適用的能源作業(yè)領(lǐng)域分類
【煤炭領(lǐng)域】：在煤礦的生產(chǎn)過程中，工人和企業(yè)面臨的最大問題就是安全問題，煤礦仿真系統(tǒng)能夠幫助人們對(duì)極端環(huán)境和危險(xiǎn)有全面的認(rèn)識(shí)。
【石油領(lǐng)域】：因?yàn)槭烷_采高風(fēng)險(xiǎn)、高投入、高產(chǎn)出的特點(diǎn)，很多企業(yè)都非常重視石油生產(chǎn)的過程，石油仿真系統(tǒng)能夠幫助鉆采工人提高生產(chǎn)效率，盡可能有效避免安全事故的發(fā)生。
【水利領(lǐng)域】：水利仿真主要是用于建立水利水電工程的三維模型，通過水利仿真系統(tǒng)建立的三維模型與現(xiàn)實(shí)物理數(shù)據(jù)完全相關(guān)，因此可真實(shí)反應(yīng)工程建成以后的面貌。
【電力領(lǐng)域】：受場(chǎng)地、天氣、技術(shù)水平的限制，傳統(tǒng)的帶電作業(yè)培訓(xùn)范圍和效果并不理想，而基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立帶電作業(yè)的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，通過模擬現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境和操作流程，可以使人員更形象、直觀地了解并掌握標(biāo)準(zhǔn)的輸電線路帶電作業(yè)方法。
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案例分析
在虛擬現(xiàn)實(shí)能源仿真領(lǐng)域有很多優(yōu)秀的案例，現(xiàn)結(jié)合本公司電力仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，詳細(xì)的給大家講解一下虛擬現(xiàn)實(shí)在能源仿真領(lǐng)域的應(yīng)用。
展開 技術(shù)分享：基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的 LNG 船舶仿真系統(tǒng)
4結(jié)論
本文以“海洋石油301”LNG船舶為母型船，將海上航行環(huán)境、船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型、船舶三維模型等有機(jī)結(jié)合起來，研發(fā)了基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的LNG船舶航行仿真系統(tǒng)，達(dá)到降低學(xué)習(xí)、訓(xùn)練成本和風(fēng)險(xiǎn)，提高對(duì)LNG船舶整體認(rèn)知的目的。在后續(xù)研究中，將對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行效率、惡劣海況模擬等做進(jìn)一步研究，使其成為L(zhǎng)NG船舶仿真研究的科研平臺(tái)。
通過虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn) CFD 速度輪廓
卻因?yàn)閴?mèng)想與現(xiàn)實(shí)相去甚遠(yuǎn)而灰心喪氣？虛擬現(xiàn)實(shí)可以通過計(jì)算機(jī)生成的沉浸式圖像和全感官體驗(yàn)來幫助實(shí)現(xiàn)任何虛構(gòu)場(chǎng)景。醫(yī)療保健、教育、旅行和旅游以及娛樂業(yè)已經(jīng)在利用這項(xiàng)技術(shù)，并且一些新領(lǐng)域正在邁出小步來實(shí)施該技術(shù)以實(shí)現(xiàn)更好的用戶交互。CFD 就是其中之一！
虛擬現(xiàn)實(shí)的歷史
我們今天所知道的虛擬現(xiàn)實(shí)是基于 1800 年代的攝影創(chuàng)意或概念而構(gòu)建的。實(shí)用攝影的開始始于立體鏡的發(fā)明，立體鏡使用雙鏡來反射圖像。這最終導(dǎo)致了View-Master 的誕生，這是一種帶有彩色卷軸的特殊格式立體鏡。這些立體鏡至今仍在生產(chǎn)。Morton Heilig 是一名電影攝影師和虛擬現(xiàn)實(shí)先驅(qū)，他決心提供全感官的電影體驗(yàn)，因此在 20 世紀(jì) 50 年代打造了Sensorama 。Sensorama是Heilig于1962年獲得專利的機(jī)械裝置，它為用戶帶來了真實(shí)的卷軸體驗(yàn)。這是 20 世紀(jì) 60 年代一項(xiàng)令人印象深刻的發(fā)明，被稱為“電影的未來”。 海利格還發(fā)明了一種名為 Telesphere Mask 的頭戴式設(shè)備，它就像通向虛擬世界的窗口。他的想法被電影攝影領(lǐng)域的許多其他發(fā)明家采納和研究。
在 20 世紀(jì) 70 年代和 80 年代，觸覺設(shè)備（連接用戶和計(jì)算機(jī)的設(shè)備）和光學(xué)技術(shù)取得了巨大進(jìn)步。在 NASA 艾姆斯研究中心，為了實(shí)現(xiàn)觸覺交互，他們開發(fā)了一種虛擬界面環(huán)境工作站 (VIEW)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由頭戴式裝置和一副手套組成。但 VPL Research 的創(chuàng)始人 Jaron Lanier 創(chuàng)造了“虛擬現(xiàn)實(shí)”一詞，并指出他開發(fā)的設(shè)備（包括護(hù)目鏡和手套）可以幫助用戶體驗(yàn)在卷軸中觀看的內(nèi)容。
VR 和 AR 之間的區(qū)別
雖然 VR 和 AR 聽起來像是同父異母的兄弟，但 兩者在提供的體驗(yàn)和所需的設(shè)備方面存在顯著差異。
展開 CAE仿真與大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)以及人工智能
圖1 仿真與大數(shù)據(jù)
仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)的碰撞
虛擬現(xiàn)實(shí)是時(shí)下非常火爆的技術(shù)，但是很多人對(duì)仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)都存在認(rèn)識(shí)上的誤差，認(rèn)為二者說得是一回事。其實(shí)，仿真技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有著一定的相似點(diǎn)，但也存在差異性。
在感知方面，仿真以視覺和聽覺為主，而虛擬現(xiàn)實(shí)不僅有視覺、聽覺，還有觸覺等方面的感知，可以說仿真基本上將用戶視為“旁觀者”，而虛擬現(xiàn)實(shí)則將用戶視為“當(dāng)局者”；在逼真度方面，仿真技術(shù)，仿真技術(shù)是對(duì)真實(shí)物理系統(tǒng)某一層次上的抽象，而虛擬技術(shù)采用實(shí)時(shí)三維圖像與顯示、三維聲音定位與合成技術(shù)、傳感器等技術(shù)，做到了人與環(huán)境的交互性，有非常高的逼真度。
縱觀當(dāng)下工業(yè)仿真軟件，可視化、智能化的仿真已成趨勢(shì)，在仿真中運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，不僅能更加形象直觀地顯示仿真全過程，而且會(huì)讓計(jì)算機(jī)與人之間的溝通更人性化，增強(qiáng)仿真系統(tǒng)的尋優(yōu)能力。
圖2 仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)
仿真與人工智能的碰撞
仿真優(yōu)化的應(yīng)用目標(biāo)是為用戶提供一個(gè)輔助決策支持工具，而實(shí)際工程設(shè)計(jì)問題一般比較復(fù)雜，涉及因素較多，完全依靠計(jì)算機(jī)來進(jìn)行決策很難考慮周全，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，將領(lǐng)域知識(shí)引入到仿真優(yōu)化系統(tǒng)中，建立決策支持系統(tǒng)，充分發(fā)揮人的創(chuàng)造性和計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)同決策功能。
目前的仿真優(yōu)化系統(tǒng)要求用戶對(duì)仿真優(yōu)化算法和仿真建模工具有較深入的了解，才能夠開展工程應(yīng)用，如各種仿真優(yōu)化算法存在大量運(yùn)行參數(shù)需要選擇，仿真實(shí)驗(yàn)也需要設(shè)置各種參數(shù)，如仿真開始時(shí)間、仿真結(jié)束時(shí)間、仿真迭代次數(shù)和“預(yù)熱”時(shí)間等等，任何一項(xiàng)參數(shù)的變動(dòng)對(duì)仿真優(yōu)化結(jié)果都會(huì)產(chǎn)生影響，要求非仿真專業(yè)人員來完成這些設(shè)置幾乎是一件不可能的事。因此，利用專家知識(shí)系統(tǒng)作為輔助，協(xié)助普通人完成這些專業(yè)工作是一個(gè)可行的實(shí)現(xiàn)方法。
展開 第二屆計(jì)算機(jī)視覺與虛擬現(xiàn)實(shí)國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議
會(huì)議介紹
信息時(shí)代日新月異，賦予機(jī)器以人的特性，賦予人以機(jī)器的力量，賦予虛擬以現(xiàn)實(shí)的觸感，賦予現(xiàn)實(shí)以虛擬的便利。融合互滲，未來已來。
CVVR致力于增進(jìn)計(jì)算機(jī)視覺和虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的交流碰撞，促進(jìn)理論發(fā)展，攻克實(shí)踐難題，探索未來無極限，為世界各地的專家學(xué)者行業(yè)中人提供平臺(tái)機(jī)遇。
第二屆計(jì)算機(jī)視覺與虛擬現(xiàn)實(shí)國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議（CVVR 2024）將于 2024 年 11 月 22-24 日在中國(guó)海口舉行，包括主題報(bào)告、特邀報(bào)告、口頭報(bào)告、海報(bào)展示等豐富環(huán)節(jié)。歡迎與會(huì)，共奏未來狂想曲。
征稿領(lǐng)域
主題包括但不限于：
計(jì)算機(jī)視覺：機(jī)器視覺；學(xué)習(xí)與視覺；圖像分割、理解和處理；面部和手勢(shì)識(shí)別； 視覺識(shí)別；地理信息系統(tǒng)；面向視覺的深度學(xué)習(xí)；照明和反射率；生物啟發(fā)視覺；基于內(nèi)容的檢索；姿態(tài)估計(jì)
虛擬現(xiàn)實(shí)：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) （AR）；混合現(xiàn)實(shí) （MR）；多媒體；動(dòng)態(tài)紋理合成；建模技術(shù)；分布式系統(tǒng)；多模態(tài)用戶界面；行為建模；人工生命；信號(hào)重建；運(yùn)動(dòng)捕捉
聯(lián)系方式
PASE平臺(tái)：http://www.pasanhu.cn/ConferenceCn.aspx?id=CVVR%202024
CVVR官網(wǎng)：http://www.iccvvr.com
會(huì)議秘書：Ms. Elena Zhang
郵箱：info@iccvvr.com
電話/微信：+86-15697142092
展開 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在生物力學(xué)上的應(yīng)用
生物力學(xué)仿真就是應(yīng)用力學(xué)原理和方法并結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物體中的力學(xué)原理進(jìn)行虛擬分析與仿真研究。利用虛擬仿真技術(shù)研究和表現(xiàn)生物力學(xué)，不但可以提高運(yùn)動(dòng)物體的真實(shí)感，滿足運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)專家的計(jì)算要求，還可以大大節(jié)約研發(fā)成本，降低數(shù)據(jù)分析難度，提高研發(fā)效率。這一技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于外科醫(yī)學(xué)、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)、康復(fù)醫(yī)學(xué)、人體工學(xué)、創(chuàng)傷與防護(hù)學(xué)等領(lǐng)域。
★★★人體模擬★★★
遵循人體關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的骨架結(jié)構(gòu)和肌肉組織，在計(jì)算機(jī)中生成具有物理屬性的人體。可通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)該數(shù)字人體的參數(shù)化改造，從而開展骨肌系統(tǒng)外科學(xué)與運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)、植入物設(shè)計(jì)、體育運(yùn)動(dòng)與藝術(shù)力學(xué)、人體工程學(xué)、航空航天、虛擬士兵等領(lǐng)域的科學(xué)研究。
★★★力學(xué)可視化★★★
人體中各個(gè)骨骼、關(guān)節(jié)及肌肉都有一個(gè)特定的長(zhǎng)度及自由度，而數(shù)字人體中的任何一個(gè)數(shù)據(jù)的變化都會(huì)對(duì)若干相關(guān)部件產(chǎn)生影響。結(jié)合數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，以一種更形象、更直觀的方式展現(xiàn)人體各關(guān)節(jié)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，研究者可據(jù)此輕松讀懂繁瑣數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)力學(xué)相互作用關(guān)系研究的便捷化、可視化。
★★★運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)模擬★★★
通過對(duì)人體骨骼及人體關(guān)節(jié)之間相互作用關(guān)系的分析，結(jié)合人機(jī)工程學(xué)原理，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)計(jì)算和分析數(shù)據(jù)，依據(jù)計(jì)算結(jié)果為運(yùn)動(dòng)員、戰(zhàn)士、病人等群體制定靈活科學(xué)的運(yùn)動(dòng)方案，合理指導(dǎo)各種訓(xùn)練活動(dòng)。此外，還可以據(jù)此分析出相關(guān)疾病（如頸椎病、骨折、腰肌勞損等）產(chǎn)生的原因及有效的康復(fù)方法，設(shè)計(jì)出更為科學(xué)、有效的運(yùn)動(dòng)保健器材。
來源：沈陽(yáng)四塊科技
展開 基于虛擬現(xiàn)實(shí)仿真測(cè)繪裝配實(shí)驗(yàn)的研究
基于虛擬現(xiàn)實(shí)仿真測(cè)繪裝配實(shí)驗(yàn)的研究
0 引言
工程圖學(xué)課程教學(xué)理論與實(shí)踐相結(jié)合是非常重要的特別是學(xué)生的動(dòng)手及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，是理論性和實(shí)踐性都較強(qiáng)的課程，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)好這門課程至關(guān)重要。通過加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，才能使學(xué)生真正理解和掌握該學(xué)科的理論知識(shí)。
工程圖學(xué)課程的教學(xué)是很具體形象的，它注重機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)作 ，在理論教學(xué)中由于缺乏真實(shí)感受，學(xué)生聽課時(shí)常會(huì)感到枯燥乏味、內(nèi)容很難理解；機(jī)械類課程 中的實(shí)驗(yàn)設(shè)備大多很昂貴，有些情況下，不能完全滿足相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)要求，尤其是對(duì)每個(gè)學(xué)生而言，學(xué)生實(shí)驗(yàn)通常是分組 ，對(duì)有些實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備很少時(shí)，分組的人數(shù)會(huì)很多，這樣學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)沒有很多機(jī)會(huì)熟練掌握 ；因此，如果能在教學(xué)中進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不但在一定程度上可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)資源的匱乏 ，而且可以提高學(xué)生觀察問題、分析問題和解決問題的能力，以求達(dá)到掌握一門專業(yè)技術(shù)技能。
1 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于教學(xué)中的現(xiàn)實(shí)意義
目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)高校的實(shí)驗(yàn)還是采用傳統(tǒng)方式，即老師講解、演示，再由學(xué)生自己動(dòng)手。而國(guó)外已經(jīng)從傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)為實(shí)物實(shí)驗(yàn)與虛擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，充分利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，取得了較好的效果。
傳統(tǒng)的教學(xué)模式以教師為中心，知識(shí)的傳遞主要靠教師對(duì)學(xué)生的灌輸，作為認(rèn)知主體的學(xué)生在教學(xué)過程中自始至終處于被動(dòng)狀態(tài)，其主動(dòng)性和積極性難以發(fā)揮，不利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維，也不利于創(chuàng)造性人才的培養(yǎng)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)突破了傳統(tǒng)教學(xué)手段上的局限。學(xué)生自己動(dòng)手操作，親身參與整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的操作，通過將實(shí)際生產(chǎn)的工藝過程以影像、動(dòng)畫等生動(dòng)的形式表示，從而增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果，使其實(shí)踐能力、觀察能力及歸納能力等都得到很好的鍛煉。
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【Ansys行業(yè)大講堂】虛擬照進(jìn)現(xiàn)實(shí)——數(shù)字孿生與物聯(lián)網(wǎng)背后的仿真技術(shù)
『點(diǎn)擊觀看直播回放』
數(shù)字孿生是物理世界在數(shù)字化虛擬世界中的映射，卻能進(jìn)一步豐富物理世界的認(rèn)知，這就是虛擬與現(xiàn)實(shí)交匯融合的美好產(chǎn)物，然而，數(shù)字孿生體的構(gòu)建并要達(dá)到良好的效果，卻沒有那么容易，基于物理仿真的數(shù)字孿生體，可以說是目前諸多構(gòu)建方式中更接近物理真實(shí)的一種。本次在線研討會(huì)深入數(shù)字孿生和物聯(lián)網(wǎng)的背后，看看仿真技術(shù)是如何發(fā)揮價(jià)值，幫助構(gòu)建數(shù)字孿生體與物聯(lián)網(wǎng)，并且推動(dòng)虛擬世界與物理世界的融合，進(jìn)而發(fā)揮更大的價(jià)值。
此次在線研討會(huì)吸引了眾多觀眾在線觀看，在會(huì)后我們也陸續(xù)收到在線觀眾以及其他用戶前來詢問，在此附上本場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)直播錄播內(nèi)容，供大家回看學(xué)習(xí)。
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展開 有限元+虛擬現(xiàn)實(shí) | 河源東江大橋垮塌模擬的高真實(shí)感展示
(a) GIF動(dòng)畫
圖4 包括倒塌碎片特效的模擬結(jié)果
此外，橋梁倒塌過程的高真實(shí)感展示還可以進(jìn)一步結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）（圖5），實(shí)現(xiàn)倒塌模擬場(chǎng)景內(nèi)部的實(shí)時(shí)漫游，對(duì)倒塌全過程進(jìn)行多角度觀察。
圖5 虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）視圖
相關(guān)成果可參閱：
[J1] Xu Z (許鎮(zhèn)), Lu XZ, Guan H, Lu X. Progressive-collapse simulation and critical region identification of a stone arch bridge. Journal of Performance of Constructed Facilities-ASCE, 2013, 27 (1): 43-52. https://doi.org/10.1061/(ASCE)CF.1943-5509.0000329
[J2] Xu Z (許鎮(zhèn)), Lu XZ, Guan H, Ren AZ. Physics engine-driven visualization of deactivated elements and its application in bridge collapse simulation. Automation in Construction. 2013, 35: 471–481. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2013.06.006
[J3] Xu Z (許鎮(zhèn)), Lu XZ, Guan H, Ren AZ.
展開 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)幫助其客戶實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)的仿真模擬
國(guó)際大型工業(yè)零部件制造商依靠虛擬的3D CAD模型來加快設(shè)計(jì)流程
國(guó)際零部件制造商DESTACO依賴于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，幫助客戶加快產(chǎn)品的設(shè)計(jì)進(jìn)程：使用虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）眼鏡和兩個(gè)手部控制器，工程師能夠把視覺虛擬現(xiàn)實(shí)工具作為DESTACO的創(chuàng)新加速數(shù)字化解決方案的一部分，在模擬狀態(tài)下，將DESTACO工業(yè)零部件集成到產(chǎn)品和機(jī)器中，并在組裝之前進(jìn)行虛擬測(cè)試。
一旦工程師戴上VR眼鏡，他就會(huì)發(fā)現(xiàn)自己處于一個(gè)虛擬制造世界里，他可以將零部件在幾分鐘內(nèi)創(chuàng)建成產(chǎn)品的數(shù)字化CAD模型。虛擬模型具有精確的尺寸以及所有預(yù)安裝和即用型的連接。
借助創(chuàng)新的虛擬現(xiàn)實(shí)解決方案，DESTACO的工程師能夠根據(jù)已有的CAD模型進(jìn)行精確的設(shè)計(jì)。不僅避免了設(shè)計(jì)工程中繁多的工作步驟，而且能為設(shè)計(jì)師提供非常精確的施工圖紙，還實(shí)現(xiàn)了附加的分析能力和強(qiáng)的分析精準(zhǔn)度。
一旦在虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)上進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)，零部件模型將由DESTACO系統(tǒng)提交給智能機(jī)器人輔助構(gòu)建及驗(yàn)證程序進(jìn)行初步審查。最終成品是通過智能機(jī)器人生產(chǎn)單元來完成開發(fā)的，并用激光掃描技術(shù)來確定產(chǎn)品精確的尺寸和設(shè)計(jì)的合理性。
當(dāng)組件制造商使用CADENAS的3D CAD 模型，并把它嵌入到虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，在虛擬空間里設(shè)計(jì)師能獲得所需的三維動(dòng)態(tài)視圖和設(shè)計(jì)工程數(shù)據(jù)，這樣就能夠大大簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程和節(jié)省設(shè)計(jì)開發(fā)新產(chǎn)品的時(shí)間。
借助于CADENAS的3D CAD模型和計(jì)算機(jī)視覺及虛擬現(xiàn)實(shí)工具讓工程師能輕松完成設(shè)計(jì)開發(fā)。兩種工具相鋪相成，提高了企業(yè)生產(chǎn)力，賦予設(shè)計(jì)師以新的靈感。
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