【導(dǎo)讀】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在很多領(lǐng)域都被廣泛應(yīng)用，例如軍事國(guó)防、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)、工業(yè)仿真、娛樂(lè)活動(dòng)等等。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事領(lǐng)域可以以虛擬景觀仿真演示系統(tǒng)與虛擬界面上。三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就是為了給用戶(hù)提供逼真的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，滿(mǎn)足各種仿真需求。
在軍事國(guó)防工業(yè)上，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以三維視景仿真演示系統(tǒng)與虛擬界面為主要實(shí)現(xiàn)手段，目的是為相關(guān)仿真及試驗(yàn)過(guò)程提供三維視景顯示、虛擬儀表仿真、手柄操作等模擬控制、動(dòng)態(tài)參數(shù)顯示及態(tài)勢(shì)顯示，用于監(jiān)控整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程，并為用戶(hù)提供真實(shí)清晰的可視范圍，以及逼真的地形、地貌和紋理。
解決方案
三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)采用硬件與軟件組合實(shí)現(xiàn)，主要硬件部分組成如下圖所示：
圖1
2、立體影像分離器把一路信號(hào)轉(zhuǎn)換成左、右眼信號(hào)，分別輸出給兩臺(tái)投影機(jī)，實(shí)現(xiàn)將一個(gè)視點(diǎn)信號(hào)自動(dòng)調(diào)整為左右兩個(gè)視點(diǎn)信號(hào)
3、投影機(jī)一般采用DLP投影機(jī)加偏振鏡頭，或者采用具有立體投影特性的LCD投影機(jī)
4、投影機(jī)將圖像映射到高增益的金屬硬幕上，金屬幕能保持對(duì)光線的偏振性。當(dāng)佩戴偏振眼鏡觀看時(shí)，通過(guò)偏光眼鏡，用戶(hù)的左右眼都只能看見(jiàn)各自的圖像，進(jìn)而產(chǎn)生立體的圖像視覺(jué)
5、視景驅(qū)動(dòng)軟件基于最新的實(shí)時(shí)三維虛擬現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)工具與圖形化的專(zhuān)用儀表設(shè)計(jì)工具開(kāi)發(fā)研制
6、軟件實(shí)時(shí)生成動(dòng)態(tài)連續(xù)的仿真圖像，并提供良好的人機(jī)交互界面
圖2
利用投影技術(shù)實(shí)現(xiàn)視景實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)畫(huà)面的三維立體顯示與二維平面顯示
能較真實(shí)的模擬紅外傳感器與電視傳感器的成像
提供逼真的地形、場(chǎng)景和紋理
視景畫(huà)面的多通道顯示與切換
爆炸、尾焰、音響等特效的實(shí)現(xiàn)
良好的人機(jī)交互界面
系統(tǒng)擴(kuò)展性強(qiáng)，靈活實(shí)現(xiàn)虛擬儀表、虛擬座艙以及二維態(tài)勢(shì)圖的顯示
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應(yīng)用案例
1.系統(tǒng)在某綜合性能設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用
中國(guó)兵器某所采用三維視景仿真演示系統(tǒng)提供航彈攻擊目標(biāo)的過(guò)程中三維動(dòng)態(tài)顯示。視景系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)或光纖反射內(nèi)存網(wǎng)與實(shí)時(shí)仿真機(jī)相連接，在線接收仿真控制指令和仿真數(shù)據(jù)，以驅(qū)動(dòng)場(chǎng)景中航彈模型的運(yùn)動(dòng)。視景系統(tǒng)生成的三維圖像通過(guò)投影儀投到大屏幕進(jìn)行顯示。
圖3
實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈從載機(jī)分離、飛行、攻擊全過(guò)程的三維視景顯示
實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)文本顯示與可控舵面的動(dòng)作顯示
實(shí)現(xiàn)視景系統(tǒng)中攻擊場(chǎng)景的俯視圖顯示及側(cè)視圖顯示
實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)境音響、導(dǎo)彈飛行及爆炸音響
實(shí)現(xiàn)通信方式的選擇以及通信地址配置，支持導(dǎo)彈模型與載機(jī)模型的擴(kuò)充
2. 虛擬儀表在某控制計(jì)算機(jī)測(cè)試驗(yàn)證系統(tǒng)中的應(yīng)用
航空某所建設(shè)基于動(dòng)態(tài)模型激勵(lì)的測(cè)試方法，系統(tǒng)利用飛行手柄模擬飛行操縱，利用虛擬儀表模擬襟縫翼檔位及超控操作，支持對(duì)飛控的簡(jiǎn)圖頁(yè)面顯示、襟縫翼位置的模態(tài)切換、飛行狀態(tài)信息和告警信息的顯示監(jiān)控、視景及二維態(tài)勢(shì)顯示等。
主要功能
實(shí)現(xiàn)飛機(jī)飛行虛擬操縱、襟縫翼控制
實(shí)現(xiàn)飛機(jī)座艙儀表虛擬仿真，如PFD、EICAS、MFD等
實(shí)現(xiàn)飛機(jī)飛行視景以及二維態(tài)勢(shì)顯示
實(shí)現(xiàn)各類(lèi)視景及儀表信息的動(dòng)態(tài)顯示
實(shí)現(xiàn)不同工作模態(tài)的切換顯示
實(shí)現(xiàn)完整且逼真的人在環(huán)試驗(yàn)
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