什么是虚拟仿真 虚拟仿真的三个特性介绍

什么是虚拟仿真

虚拟仿真是我国学者对“Virtual Reality”翻译过来的，也称“虚拟现实”，是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。

学者赵士滨对于虚拟仿真的解释：虚拟现实（简称“VR”）是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。它是由计算机生成的，通过视、听、触觉等作用于使用者，使之产生身临其境的交互式视景的仿真。它综合了计算机图形学、图像处理与模式识别、智能技术、传感技术、语音处理与音响技术、网络技术等多门科学，是现代仿真技术的高级发展和突破，使用者借助必要的设备自然地与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生亲临真实环境的感受和体验，使人机交互更加自然、和谐。

从广义上来说，虚拟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。

生成虚拟现实需要解决以下三个主要问题：

①以假乱真的存在技术。即，怎样合成对观察者的感官器官来说与实际存在相一致的输入信息，也就是如何可以产生与现实环境一样的视觉，触觉，嗅觉等。

②相互作用。观察者怎样积极和能动地操作虚拟现实，以实现不同的视点景象和更高层次的感觉信息。实际上也就是怎么可以看得更像，听得更真等等。

③自律性现实。感觉者如何在不意识到自己动作、行为的条件下得到栩栩如生的现实感。在这里，观察者、传感器、计算机仿真系统与显示系统构成了一个相互作用的闭环流程。

虚拟仿真技术主要具备以下三个特性：沉浸性（Immersion）、交互性（Interaction）、构想性（Imagination），又称“3I”特性。

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。

交互性：仿具糸统中，个仪坏境能够作用于人，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。

构想性：VR虚拟现实具有虚拟和现实的双重属性，而其虚拟属性则与想象力紧密连接。如何才能实现沉浸感和交互性，让人能够产生身受异度空间的临场感，这些都是建立在设计者的想象力之上。

虚拟仿真应用有哪些？

1、 训练

在使用实装开展训练太昂贵或太危险的情况下，虚拟仿真比现场训练更可取。虚拟仿真还为创建现实世界中难以设置的训练场景提供了可能性。

2、 进行研究和实验

例如，研究人员使用高级驾驶模拟器来研究在分心或受影响时驾驶员的反应。

3 、发展战术、技术和流程（TTPs）

虚拟仿真可用于开发和测试新的战术、有效的技术和安全的操作流程。

4 、人机系统集成

原型系统可以使用虚拟仿真快速创建，对开发中的新系统在人为因素方面进行测试。研究人员使用虚拟和实时模拟来评估工作量，设计用户和物理接口，并在不同的条件和压力源下进行实验。

5、 测试

仿真可以在更经济、更广泛的条件下对新系统进行初始测试。飞机制造商使用工程飞行模拟器来测试实际的飞行系统和控制接口。飞行测试程序可以依靠模拟器进行大量系统和集成测试，同时也可为飞行测试人员准备各种飞行测试练习，从而节省成本，降低风险。

6 、研究和开发

虚拟仿真器通常被用于确定新设备是否会对车辆或飞机的安全性、生存性和性能有所提升。

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