什么是虛擬仿真

虛擬仿真是我國學者對“Virtual Reality”翻譯過來的，也稱“虛擬現實”，是20世紀40年代伴隨著計算機技術的發展而逐步形成的一類試驗研究的新技術。

學者趙士濱對于虛擬仿真的解釋：虛擬現實（簡稱“VR”）是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機系統。它是由計算機生成的，通過視、聽、觸覺等作用于使用者，使之產生身臨其境的交互式視景的仿真。它綜合了計算機圖形學、圖像處理與模式識別、智能技術、傳感技術、語音處理與音響技術、網絡技術等多門科學，是現代仿真技術的高級發展和突破，使用者借助必要的設備自然地與虛擬環境中的對象進行交互作用、相互影響，從而產生親臨真實環境的感受和體驗，使人機交互更加自然、和諧。

從廣義上來說，虛擬仿真則是在人類認識自然界客觀規律的歷程中一直被有效地使用著。由于計算機技術的發展，仿真技術逐步自成體系，成為繼數學推理、科學實驗之后人類認識自然界客觀規律的第三類基本方法，而且正在發展成為人類認識、改造和創造客觀世界的一項通用性、戰略性技術。

生成虛擬現實需要解決以下三個主要問題：

①以假亂真的存在技術。即，怎樣合成對觀察者的感官器官來說與實際存在相一致的輸入信息，也就是如何可以產生與現實環境一樣的視覺，觸覺，嗅覺等。

②相互作用。觀察者怎樣積極和能動地操作虛擬現實，以實現不同的視點景象和更高層次的感覺信息。實際上也就是怎么可以看得更像，聽得更真等等。

③自律性現實。感覺者如何在不意識到自己動作、行為的條件下得到栩栩如生的現實感。在這里，觀察者、傳感器、計算機仿真系統與顯示系統構成了一個相互作用的閉環流程。

虛擬仿真技術主要具備以下三個特性：沉浸性（Immersion）、交互性（Interaction）、構想性（Imagination），又稱“3I”特性。

沉浸性（Immersion）：虛擬仿真系統中，使用者可獲得視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、運動感覺等多種感知，從而獲得身臨其境的感受。

交互性：仿具糸統中，個儀壞境能夠作用于人，人也可以對環境進行控制，而且人是以近乎自然的行為身的語言、肢體的動作等）進行控制的，虛擬環境還能夠對人的操作予以實時的反應。

構想性：VR虛擬現實具有虛擬和現實的雙重屬性，而其虛擬屬性則與想象力緊密連接。如何才能實現沉浸感和交互性，讓人能夠產生身受異度空間的臨場感，這些都是建立在設計者的想象力之上。

虛擬仿真應用有哪些？

1、 訓練

在使用實裝開展訓練太昂貴或太危險的情況下，虛擬仿真比現場訓練更可取。虛擬仿真還為創建現實世界中難以設置的訓練場景提供了可能性。

2、 進行研究和實驗

例如，研究人員使用高級駕駛模擬器來研究在分心或受影響時駕駛員的反應。

3 、發展戰術、技術和流程（TTPs）

虛擬仿真可用于開發和測試新的戰術、有效的技術和安全的操作流程。

4 、人機系統集成

原型系統可以使用虛擬仿真快速創建，對開發中的新系統在人為因素方面進行測試。研究人員使用虛擬和實時模擬來評估工作量，設計用戶和物理接口，并在不同的條件和壓力源下進行實驗。

5、 測試

仿真可以在更經濟、更廣泛的條件下對新系統進行初始測試。飛機制造商使用工程飛行模擬器來測試實際的飛行系統和控制接口。飛行測試程序可以依靠模擬器進行大量系統和集成測試，同時也可為飛行測試人員準備各種飛行測試練習，從而節省成本，降低風險。

6 、研究和開發

虛擬仿真器通常被用于確定新設備是否會對車輛或飛機的安全性、生存性和性能有所提升。

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