虛擬現(xiàn)實技術(shù)在娛樂、軍事國防、室內(nèi)設計、房產(chǎn)開發(fā)、工業(yè)仿真等領(lǐng)域有著廣泛的應用。在軍事國防工業(yè)上，虛擬現(xiàn)實技術(shù)以三維視景仿真演示系統(tǒng)與虛擬界面為主要實現(xiàn)手段，目的是為相關(guān)仿真及試驗過程提供三維視景顯示、虛擬儀表仿真、手柄操作等模擬控制、動態(tài)參數(shù)顯示及態(tài)勢顯示，用于監(jiān)控整個試驗過程，并為用戶提供真實清晰的可視范圍，以及逼真的地形、地貌和紋理。三維虛擬現(xiàn)實技術(shù)解決方案旨在為用戶提供一個更加逼真的試驗環(huán)境，滿足各種仿真及試驗需求。目前，該方案已廣泛應用于航空、航天、兵器等行業(yè)。

　　解決方案

　　三維虛擬現(xiàn)實技術(shù)采用硬件與軟件組合實現(xiàn)，主要硬件部分組成如下圖所示：

　　• 圖形工作站上運行視景驅(qū)動軟件，接收實時驅(qū)動數(shù)據(jù)產(chǎn)生動態(tài)的仿真圖像，再將圖像輸出給立體影像分離器

　　• 立體影像分離器把一路信號轉(zhuǎn)換成左、右眼信號，分別輸出給兩臺投影機，實現(xiàn)將一個視點信號自動調(diào)整為左右兩個視點信號

　　• 投影機一般采用DLP投影機加偏振鏡頭，或者采用具有立體投影特性的LCD投影機

　　• 投影機將圖像映射到高增益的金屬硬幕上，金屬幕能保持對光線的偏振性。當佩戴偏振眼鏡觀看時，通過偏光眼鏡，用戶的左右眼都只能看見各自的圖像，進而產(chǎn)生立體的圖像視覺

　　• 視景驅(qū)動軟件基于最新的實時三維虛擬現(xiàn)實開發(fā)工具與圖形化的專用儀表設計工具開發(fā)研制

　　• 軟件實時生成動態(tài)連續(xù)的仿真圖像，并提供良好的人機交互界面

　　主要特點

　　• 利用投影技術(shù)實現(xiàn)視景實時動態(tài)畫面的三維立體顯示與二維平面顯示

　　• 能較真實的模擬紅外傳感器與電視傳感器的成像

　　• 提供逼真的地形、場景和紋理

　　• 視景畫面的多通道顯示與切換

　　• 爆炸、尾焰、音響等特效的實現(xiàn)

　　• 良好的人機交互界面

　　• 系統(tǒng)擴展性強，靈活實現(xiàn)虛擬儀表、虛擬座艙以及二維態(tài)勢圖的顯示

　　應用案例

　　1.系統(tǒng)在某綜合性能設計驗證實驗室中的應用

　　中國兵器某所采用三維視景仿真演示系統(tǒng)提供航彈攻擊目標的過程中三維動態(tài)顯示。視景系統(tǒng)通過以太網(wǎng)或光纖反射內(nèi)存網(wǎng)與實時仿真機相連接，在線接收仿真控制指令和仿真數(shù)據(jù)，以驅(qū)動場景中航彈模型的運動。視景系統(tǒng)生成的三維圖像通過投影儀投到大屏幕進行顯示。

　　• 主要功能

　　♦ 實現(xiàn)導彈從載機分離、飛行、攻擊全過程的三維視景顯示

　　♦ 實現(xiàn)導彈運動數(shù)據(jù)的動態(tài)文本顯示與可控舵面的動作顯示

　　♦ 實現(xiàn)視景系統(tǒng)中攻擊場景的俯視圖顯示及側(cè)視圖顯示

　　♦ 實現(xiàn)發(fā)動機環(huán)境音響、導彈飛行及爆炸音響

　　♦ 實現(xiàn)通信方式的選擇以及通信地址配置，支持導彈模型與載機模型的擴充

　　2. 虛擬儀表在某控制計算機測試驗證系統(tǒng)中的應用

　　航空某所建設基于動態(tài)模型激勵的測試方法，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，支持對飛控的簡圖頁面顯示、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)勢顯示等。

　　• 主要功能

　　♦ 實現(xiàn)飛機飛行虛擬操縱、襟縫翼控制

　　♦ 實現(xiàn)飛機座艙儀表虛擬仿真，如PFD、EICAS、MFD等

　　♦ 實現(xiàn)飛機飛行視景以及二維態(tài)勢顯示

　　♦ 實現(xiàn)各類視景及儀表信息的動態(tài)顯示

　　♦ 實現(xiàn)不同工作模態(tài)的切換顯示

　　♦ 實現(xiàn)完整且逼真的人在環(huán)試驗