机械设计虚拟现实技术

-,1,第八章 虚拟现实技术,现代机械设计理论、方法及应用,一、虚拟现实的概述,二、VR系统的技术组成、特征及类型,三、人机接口设备（硬件系统）,四、实现VR的相关技术及软件（软件系统）,五、虚拟现实系统的应用,-,2,8.1 虚拟现实技术概述,现代机械设计理论、方法及应用,虚拟现实技术是计算机图形学、计算机网络、人工智能、信息处理等技术综合发展的产物。虚拟现实技术在游戏、航空航天、航海等领域由非常广泛的应用，在机械工程领域也有非常广泛的应用前景，如虚拟布局、虚拟装配、产品模型快速生成、虚拟制造等。尽管虚拟设计的出现只有短短的几年时间，但它对传统设计方法的挑战和影响却很快地显现出来。虚拟设计基本上不消耗能量，也不生产实际产品，而是产品的设计、开发与加工过程在计算机上的本质实现，即完成产品的数字化过程。与传统设计相比，它具有高度集成、快速成型、分布合作等特征。这些特征能够很好地解决传统设计面临的难题。因此，虚拟设计技术在各行各业引起了广泛关注，成为目前研究的热点之一。,-,3,虚拟现实概述,照一下镜子，镜中可见到你的形象。当然，镜中什么都没有。物理学家将这种形象称作“虚拟图像”。“虚拟”是 “虚构”的意思。今天，科学家们远不止利用镜子来推出虚构的东西。他们利用功能强大的计算机推出看上去真实，其实并不存在的整个世界。当你步入这些世界时犹如置身于虚拟现实之中。,引言：,-,4,虚拟现实概述,哒哒哒哒哒哒，密集的枪声与敌人的喊叫声越来越近了，身藏绝密资料的钟尼在女伴的带领下到了一个废弃的器材仓库。这里破破烂烂，没有什么值钱的东西，然而钟尼还是在一大堆破旧零件中发现了一个电子眼罩和一副怪模怪样的手套。钟尼二话不说，熟练地戴上眼罩和手套，并让女伴将它们连到了一台还能启动的计算机上。在女伴将电源打开的一瞬间，钟尼的眼前出现了令人惊奇的画面。钟尼利用计算机进入了全球信息网络，在一个个信息通道中急速飞驰，钟尼用手快速地破解一道道拼图密码、翻阅一个个信息页以查找那个潜在客户的地址，但是这一切她女伴并没有看到，她只看到钟尼的双手在空中拚命的比划着,-,5,-,6,虚拟现实概述,以上是美国年出品的科幻片钟尼记忆术中的一个片断，影片虽然描述的是在未来年代发生的事情，但这个片断中所展示出的技术在今天正在高速发展，它就是我们常常听到的“虚拟现实”技术。,-,7,虚拟现实概述,虚拟现实在英文中叫做“Virtual Reality”，其缩写为VR 。 VR这一名词是虚拟现实实验室研究的创始人贾朗拉尼尔（JaronLanier）于80年代发明的，它向我们展现了一个崭新的领域。贾朗拉尼尔解释到，技术是建立在计算机基础之上的高级模拟技术，它能虚构出一个空间环境。在这个空间中每个事物的变化与活动规律与现实中完全一样，进入其中的人还可以对这个空间加以影响和控制，反过来这个空间的事物也会对进入其中的人产生影响。不过这只能说是对技术的一个极为笼统的概括，下面就让我们作一次旅行吧。,-,8,虚拟现实概述,技术的前身可以说是军事模拟技术。年代，美军认为在飞行员的初级飞行课程中（起飞和降落），如果使用实机训练将会有较大的危险，同时效费比太低，因而希望能用一些模拟装置来代替昂贵的实机训练，为此美国几大航空工业公司开始了模拟飞行器的研究。这渐渐地形成了一种习惯，那就是向美军提供新式战斗机的同时，还提供这种飞机的模拟训练器材。后来这项技术也被民用航空所采用，并得到了迅速的发展，现在几乎每个航空公司都有自己所配机种的模拟训练器材，可见其应用的广泛程度。,-,9,虚拟现实概述,模拟训练器材是通过模拟原体（被模拟的对象）的各种特点、性能和运动规律来达到目的的。当计算机接收到用户的控制指令（比如拉起、加油门等）后，就会按照所建立的数字模型来计算控制参数，之后由控制伺服系统来模拟原体在相应情况下的表现，从而让飞行员尽量感觉到是在驾驶真的飞机。例如飞行仰角过大而造成螺旋，那么模拟器将会控制模拟驾驶舱剧烈地翻动、旋转，并通过特制的飞行背心来产生失重的感觉。由此可看出它集图像、声音、触觉等多种信息媒体来实现交互影响与控制，这是最早的技术。,-,10,虚拟现实概述,进入年代，作为一种在军事领域里成熟的技术，模拟技术被推向了广阔的民用领域。计算机技术的飞速发展为技术的腾飞奠定了基础。,-,11,虚拟现实概述,虚拟现实技术的概念,虚拟现实（Virtual Reality，简称VR），又称临境技术，是指用立体眼镜和传感手套等一系列传感辅助设施来实现的一种三维现实，人们通过这些设施以自然的方式（如头的转动、手的运动等）向计算机送入各种动作信息，并且通过视觉、听觉以及触觉设施使人们得到三维的视觉、听觉及触觉等感觉世界。随着人们动作的改变，这些感觉也随之改变。,-,12,虚拟现实概述,-,13,虚拟现实概述,事实上，虚拟现实技术不仅仅是指那些戴着头盔和手套的技术，而且还应该包括一切与之相关的自然模拟、逼真体验的技术与方法。它要创建一个酷似客观环境又超越客观时空、能沉浸其中又能驾驭其上的和谐人机交互环境，也就是有多维信息所构成的可操纵的空间。,-,14,“虚拟现实”一词中的“现实”泛指在物理意义上或在功能意义上存在于世界的事物或环境，它是实际上能实现的，也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的；“虚拟”是指这个特定的环境是由计算机模拟现场生成的。因此，“虚拟现实”是指用计算机生成的一种特殊环境，人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中去操作、控制和感受环境，实现特殊的目的。,-,15,虚拟现实概述,它的最重要的目标就是真实的体验和方便自然的人机交互，能够达到或者部分达到这样目标的系统就称为虚拟现实系统。,-,16,虚拟现实概述,8.2 VR系统的技术组成、特征及类型,硬件系统 3D立体眼镜 数据手套 空间交互球 位置跟踪器 头盔显示器 力反馈器 三维扫描仪 立体显示器,8.2.1 VR的技术组成,-,17,虚拟现实概述,8.2 VR系统的技术组成、特征及类型,2，软件系统 Smart Collision 碰撞检测系统 PoeSENSE 触觉与力反馈设计系统 Eon Reality 视觉系统 Amira 可视化设计系统 FreeForm 自由造型软件 Terra Vista 环境图库 OpenInventor 开放式开发平台,8.2.1 VR的技术组成,-,18,虚拟现实概述,8.2 VR系统的技术组成、特征及类型,3，虚拟现实工作站平台 三维图形工作站 虚拟现实工作站 非线性/视频编辑站,8.2.1 VR的技术组成,-,19,虚拟现实概述,8.2 VR系统的技术组成、特征及类型,1）.多感知性（multi-sensory) 多感知性就是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括嗅觉感知、味觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有一切普通人所具有的感知功能，这是区别其他技术的一个重要特征。,8.2.2 主要特征,-,20,虚拟现实概述,2）.存在感性（presence） 又称为临场感（immersion），它是用户感到作为主角存在与模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应达到使用户难以分辨真假的程度。,-,21,虚拟现实概述,3）.交互性 交互性（interaction）是指用户对模拟环境内的物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度（包括实时性）。例如，用户可以用手抓取模拟环境中的物体，这时手有握有东西的感觉，并可以感觉物体的重量（其实这时手里并没有实物）。,-,22,虚拟现实概述,8.2.3 虚拟现实的类型,根据用户参与VR的不同形式以及沉浸的程度不同，我们可以把各种类型的虚拟现实系统划分四类：,-,23,虚拟现实概述,1）桌面虚拟现实 桌面虚拟现实利用个人计算机进行仿真，将计算机的屏幕作为用户观察虚拟境界的一个窗口。通过各种输入设备实现与虚拟现实世界的交互。,-,24,虚拟现实概述,特点：参与者缺少完全的沉浸，因为它仍然会受到周围现实环境的干扰。桌面虚拟现实最大特点是缺乏真实的现实体验，但是成本也相对较低，因而，应用比较广泛。,-,25,虚拟现实概述,2）沉浸型虚拟现实,高级虚拟现实系统提供完全沉浸的体验，使用户有一种置身于虚拟境界之中的感觉。它利用头盔式显示器或其它设备，把参与者的视觉、听觉和其它感觉封闭起来，并提供一个新的、虚拟的感觉空间，并利用位置跟踪器、数据手套、其它手控输入设备、声音等使得参与者产生一种身临其境、全心投入和沉浸其中的感觉。,-,26,虚拟现实概述,特点：高度的实时性高度的沉浸感支持多种I/O交互设备并行,-,27,虚拟现实概述,3）增强现实型虚拟现实 增强现实型虚拟现实不仅是利用虚拟现实技术来模拟现实世界、仿真现实世界，而且要利用它来增强参与者对真实环境的感受，也就是增强现实中无法感知或不方便的感受。,-,28,虚拟现实概述,例如：战机飞行员的平视显示器，它可以将仪表读数和武器瞄准数据投射到安装在飞行员面前的穿透式屏幕上，它可以使飞行员不必低头读座舱中仪表的数据，从而可集中精力盯着敌人的飞机或导航偏差。,-,29,虚拟现实概述,4）分布式虚拟现实 如果多个用户通过计算机网络连接在一起，同时参加一个虚拟空间，共同体验虚拟经历，那虚拟现实则提升到了一个更高的境界，这就是分布式虚拟现实系统。,-,30,虚拟现实概述,在分布式虚拟现实系统中，多个用户可通过网络对同一虚拟世界进行观察和操作，以达到协同工作的目的。目前最典型的分布式虚拟现实系统是SIMNET，SIMNET由坦克仿真器通过网络连接而成，用于部队的联合训练。通过世界上最大的投入式仿真网络设备SIMNET，美国和欧洲的军事人员正在搞战争演习和仿真的恐怖分子袭击，为防范真的出现这些情况作准备。,-,31,虚拟现实概述,8.2.4 人机接口设备（硬件系统）,交互性是虚拟现实系统的首要特性，为了允许人机交互，必须使用特殊的人机接口与外设，既要允许用户信息输入到计算机，也要使计算机能反馈信息给用户。,-,32,虚拟现实概述,视觉、听觉、触觉等。,-,33,虚拟现实概述,（一）理想的视觉显示与日常经历中的场景对比，在质量、修改率和范围方面应该是无法区分的。但是当前的技术还不支持这种高真实度的视觉显示，而且也不清楚是否多数应用要求这种高真实度。对任何给定的应用，必须认真评价各种显示特性的重要性，这包括视觉特性（视场、分辨率、亮度、对比和彩色），人类工程学，安全，可靠和价格。视觉显示的基本要求是提供立体视觉。,-,34,虚拟现实概述,立体视觉的原理：,当我们看现实世界或者是3D电影时，一项称之为双眼差异（binocular disparity）的因素可以极大的影响我们的视觉。也许这个名次听上去有些抽象，不过我来简单的解释一下，你肯定能明白：,-,35,先闭上右眼仅用左眼看一个物体，伸出你的一根指头放在你的眼睛和物体之间，并且保持指头和物体在一条直线；然后再闭上左眼仅用右眼看，我们会发现手指头和这个物体并不在一条直线上，而且我们会发现看到的物体会有所不同。这说明，我们的双眼是通过两个不同的位置来观察世界的双眼的一般距离是2.5英寸。我们的大脑通过把双眼得来的这两幅略有差异的图像进行处理，就可以在场景中相应的位置生成正确的三维图像。（如图示）,-,36,虚拟现实概述,图中表示两眼光轴平行的情况，相当于两眼注视远处。内瞳距（IPD）是两眼瞳孔之间的距离。两眼空间位置的不同，是产生立体视觉的原因。F是距离人眼较近的物体B上的一个固定点。,-,37,虚拟现实概述,左面的两眼的视图说明，F点在视图中的位置不同。这种不同就是立体视差。人眼也可以利用这种视差，判断物体的远近，产生深度感。这就是人类的立体视觉，由此获得环境的三维信息。,-,38,VR应用有两类主要的视觉显示光学系统：头盔显示和非头盔显示。,立体液晶显示器,抛物线投影仪,-,39,立体投影,-,40,4D-Vision 50 屏幕的外层有着特殊的光学涂料，这层涂料会针对通过的波长加以过滤筛选。这层过滤的动作会将每个色彩的元素所发射出来的光线方向个别定义并且重组光线投射状态，也就是说，不同的色彩运动会在屏幕前方在不同的角度表现出来而因此成为一个3D立体的呈现。,-,41,更棒的是，这款屏幕使用了8个镜头，每一个镜头都可以追踪使用者再屏幕前的位置，使用者的视觉距离平均可以到6.5 cm (2.5)，如此一来，屏幕前所有的使用者无论在什么位置都可以欣赏到完美的3D立体影像。,-,42,虚拟现实概述,几种常见的立体显示器：,SG 422 SynthaGram 42 Plasma Monitor,SG 222 - SynthaGram 22 LCD Monitor,SG 202 - SynthaGram 20 LCD Monitor,SG 182 SynthaGram 18 LCD Monitor,StereoGraphics 3D Monitor,DTI 3D Monitor,15.1 DTI 3D flat panel display,15.1 DTI 3D flat panel display with video,NEW! 18.1 DTI 3D flat panel display,18.1 DTI 3D flat panel display with video,-,43,虚拟现实概述,几种常见的立体显示器：,SeeReal 3D Monitor,TFT panel：18.1 diagonally,TFT panel：18.1“ diagonally,TFT panel：20 diagonally,-,44,虚拟现实概述,以数据头盔为例，在数据头盔中集成了以下几种设备：,5DT HMD 800s,ProView XL 40-50,5DT Virtual Binoculars,V6,V8,Cyvizor,-,45,虚拟现实概述,1 ）高清晰显示器 其形状就象一个大夜视仪，安装在头盔的前部， 按面部曲线紧贴着眼睛以消除眼睛的视线空隙而增加真实感。由于采用先进的聚焦技术，从而确保了用户在如此近的距离上能有效地收看到清晰的图像，同时先进的图像广角技术将最大限度地模仿人类眼睛的超宽视野效果。,-,46,虚拟现实概述,2）眼部跟踪器 位于眼睛的四周， 通过观察眼肌微小的动作来分析眼睛正在注视的方向，并产生一个相应的数字信号作为反馈信息发送给反馈信息处理设备，之后处理器经过处理，从真实存在处理设备中送来此时眼睛应该看到的图像。,-,47,虚拟现实概述,2）几种常见的3D立体眼镜,立体眼镜系统,新视野60GX,-,48,虚拟现实概述,3）三维立体声耳机 为了使虚拟环境更为真实就必须采用三维立体声耳机。在这种耳机中每侧各有若干个与人耳的距离、角度都不相同的小型高保真扬声器，通过控制这些扬声器中音频信号的电平（音量）和相位（延时）来虚拟出一个逼真的三维音响空间。,-,49,虚拟现实概述,4）头部方位跟踪器 确定头部的位置对于很重要，这将直接影响 处理器从数据库中调取什么数据。比如将眼睛（也就是头部）移向一个物体时应该看到这个物体逐渐变大，那么如何让处理器知道你正移向该物体呢？这就是头部方位跟踪器的作用。,-,50,虚拟现实概述,5）高保真话筒 这是用来传送用户语言信息的装置， 用智能语音识别器（包含于反馈信息处理设备）加以处理而得出相应的处理指令，交处理器处理。例如你说了声“请将图像放大”，经过语音识别后就会向处理器发送将图像放大的命令，当然还可用于与中虚拟出来的人物对话。,-,51,虚拟现实概述,6）模拟触觉器 举个例子，假如你在中头撞在墙上， 为了模拟得更为逼真，有必要给头部类似的刺激，以产生撞在墙上的感觉，从而大大增加了的真实感。从这个例子中就很容易知道模拟触觉器的作用了。,-,52,虚拟现实概述,（二）数据手套,为了有更大的基于手姿的交互，必须要求I/O工具能处理手在一定空间的自由运动。也希望通过感觉单个手指的运动，得到更多的自由度。人的手指动作有弯曲-伸直，也有侧向外展-内收。此外，拇指动作有前位-复位，前位使拇指与手掌相对。,-,53,虚拟现实概述,-,54,虚拟现实概述,5DT Glove 5/w,5DT Glove 5 /16 MRI,CyberGrasp,5DT Glove 16/W,CyberGlove,CyberTuch,几种常见的数据手套,-,55,虚拟现实概述,传感手套是为满足上述要求而设计的虚拟现实工具。商业化的产品有VPL公司的DataGlove，Vertex的CyberGlove，Mattel的PowerGlove，和Exos Dextrous Hand 。,-,56,虚拟现实概述,1）DataGlove（数据手套）,至今应用最多的传感手套是VPL公司的数据手套DataGlove，它也是第一个推向市场的。传感手套使用光纤，光纤安装在轻便且有弹性的Lycra手套上。它还使用Isotrack 3-D位置传感器。,手指的每个被测的关节上都有一个光纤维环。纤维经过塑料附件安装，使之在手指弯曲时作小的移动。在标准的布局中，每个手指背面只安装两个传感器，以便测量主要关节的弯曲运动。,光纤传感器的优点是轻便和紧凑，用户戴上手套感到很舒适。为了适应不同用户手的大小，数据手套DataGlove有三种尺寸：小号、中号和大号。,-,57,虚拟现实概述,2）CyberGlove,CyberGlove是另一种手套，它使用线性传感器。1992年底，VPL倒闭，CyberGlove已经取代了DataGlove。,CyberGlove把很薄的应变电测量片放在弹性的尼龙合成材料上。手掌区（和某些模型的指尖）不覆盖这种材料，以便透气，并允许通常的活动，如打字和写字等。这样一来，手套就很轻并容易戴。,-,58,虚拟现实概述,3）PowerGlove,很便宜的产品。它的价格只有约50美元，并在1989年大量销售，用于基于手套的电子游戏。,为了保持低价格，手套设计使用了很多廉价的技术。手腕位置传感器是超声传感器，超声扬声器放在PC监视器上，而超声麦克风放在手腕上。,-,59,虚拟现实概述,4.Dextrous Hand Master（灵巧手设备）,1990年Exos公司推出的Dextrous Hand Master是戴在用户手背上的金属外骨架结构。每个手指有4个传感器，五个手指就有20个传感器。结构的设计很仔细，使手组织柔软性的影响最少。,专门设计的夹紧弹簧和手指支撑保证在手的全部运动范围内设备的紧密配合。设备是用可调的Velcro带子安装在用户手上。附加的支撑和可调的杆使之适应不同用户手的大小。这些复杂的机械设计造成了高成本（至今最昂贵的传感手套）。,-,60,虚拟现实概述,在数据靴中，还装有测距仪，用来测量用户移动时的步长，与三维角度计配合就可以得出用户移动的速度和方向等即时数据，通过信息反馈设备反馈给处理器以提供相应的各种资料，而让用户可以自由自在的在中漫游。,-,61,虚拟现实概述,数据背心与上述装备的功能差不多，它主要用来跟踪用户身体的动作和姿态来产生相应的需求信号供处理器处理。,-,62,虚拟现实概述,空间交互球,Features: Improved Spaceball PowerSensor shape allows for easy and dynamic adjustment of hand position for more precise control of 3D objects while working from a more comfortable semi-prone position. 3 rapid action buttons located for thumb access,-,63,虚拟现实概述,空间位置跟踪器,LIBERTY,PATRIOT,FASTRAK,InterTrax2 (3DOF),Flock of Birds,-,64,虚拟现实概述,力反馈器,PHANTOM作为一种高精度的触觉交互设备，它可以提供非常大的工作空间和反馈力，以及6自由度的运动能力。PHANTOM桌面系统和PHANTOM全线产品均可提供相应的桌面解决方案。相比于这两种装置，PHANTOM Desktop系统具有更高精度，更大反馈力以及更低摩擦，而PHANTOM Omni则是现今最经济实惠的触觉交互设备。,The PHANTOM 1.5/6DOF is a desktop tool that allows for the exploration of application areas requiring force feedback in six degrees of freedom (6DOF). Examples of such applications include virtual assembly, virtual prototyping, maintenance path planning, teleoperation and molecular modeling. This model provides full force and torque feedback to the user. Simulating torque force feedback makes it possible to feel the collision and reaction forces and torques of a part in a virtual assembly path, or the rotational torques supported by a remote slave robot in a teleoperation environment.,PHANTOM Omni,Phantom Desktop,-,65,虚拟现实概述,力反馈器,The PHANTOM 1.5/6DOF and 3.0/6DOF devices allow users to explore application areas that require force feedback in six degrees of freedom (6DOF). Examples include virtual assembly, virtual prototyping, maintenance path planning, teleoperation, and molecular modeling. Simulating torque force feedback makes it possible to feel the collision and reaction forces and torques of a part in a virtual assembly path, or the rotational torques supported by a remote slave robot in a teleoperation environment. These devices provide force feedback in three translational degrees of freedom. Additionally, both systems provide torque feedback in three rotational degrees of freedom in the yaw, pitch and roll directions. The 1.5/6DOF has a range of motion approximating lower arm movement pivoting at the elbow. The 3.0/6 DOF has a range of motion approximating full arm movement pivoting at the shoulder. The PHANTOM 1.5/6DOF and 3.0/6DOF both connect to PCs running Windows 2000/XP/NT via the parallel port. Supported OS platforms include Windows 2000/XP/NT, RedHat Linux 7.2, RedHat Linux 9, RedHat Fedora, and SUSE 9.0.,PHANTOM 3.0/6DOF,PHANTOM 1.5/6DOF,-,66,虚拟现实概述,力反馈器,The Premium 1.0 device provides a range of motion approximating hand movement pivoting at the wrist. The Premium 1.0 device includes a passive stylus and thimble gimbal and provides 3 degrees of freedom positional sensing and 3 degrees of freedom force feedback. An encoder stylus gimbal that may be purchased separately enables the measurement of an additional 3 degrees of positional sensing (pitch, roll & yaw). The Premium 1.0 device connects to the PC via the parallel port (EPP) interface. Supported OS platforms include Windows 2000/XP/NT, RedHat Linux 7.2, RedHat Linux 9, RedHat Fedora, and SUSE 9.0. Technical Specifications Compare the PHANTOM Premium 1.0, 1.5, and 3.0 Devices,Premium 1.5,Premium 3.0,Premium 1.0,-,67,虚拟现实概述,三维扫描,FastSCAN Cobra instantly acquires three dimensional surfaces by gathering measurements made by smoothly sweeping a handheld laser scanning wand over an object - in a manner similar to spray painting. The objects image instantly appears on your computer screen and the finished scan is processed to combine any overlapping sweeps, significantly reducing the time to develop surface models of virtually any object with little or no metal content. The three-dimensional data can then be saved in industry-standard formats for loading into other programs.,-,68,虚拟现实概述,三维扫描,Auto stitches 3D images as you scan Fast and flexible Compact and portable Quick and easy to set up Minimal shape restriction Scans moveable objects Exports scanned object to industry standard formats,-,69,1）Smart Collision 是一个来自美国和日本科学家共同研发的基于多边形的碰撞检测库和计算机力反馈（计算机触觉）应用驱动引擎，可判断物体是否有穿透能力，不仅可以计算穿透深度，而且还能检测和分析渗透量。 更可贵的是它在精确地处理复杂3D曲面体之间的实时碰撞检测分析的同时，还让你的应用程序跑得飞快，这一切使得它在虚拟装配、虚拟维修、虚拟操做、人工智能、地震救援演示碰撞检测分析、虚拟力反馈和计算机触觉等应用领域发挥了巨大的作用，将虚拟仿真应用的开发效率和仿真真实感成佰倍的提高。,8.4 VR的软件系统,-,70,1）Smart Collision,8.4 VR的软件系统,-,71,2） PoeSENSE Handshake proSENSE1.3 Virtual Touch Toolbox使得开发者和研究人员可以迅速的实现触感以及分布式触感应用协议.proSENSE建立在成熟的MathWorks MATLAB和 Simulink开发平台之上，无论资深开发人员还是初级人员都可以快速的访问触觉、网络、图形程序。尽管易于使用，Handshake proSENSE仍然具有加入自定义代码的弹性。,8.4 VR的软件系统,-,72,2） PoeSENSE,8.4 VR的软件系统,-,73,3） Eon Reality,8.4 VR的软件系统,EON Professional, 实时视觉化效果的模组: 由于有了Cg着色器,使它具有图片实时视觉化效果 EON 人类模拟模组:虚拟人体模型和动作库,包括行为姿态识别等 动作跟踪模组：实时跟踪人体的动作。EON Professional把市场上流行的最真实的实时视觉效果与物理机制和现实生活中的人体动作有机地结合起来了，最后客户把产品，环境和字符结合起来,让它们“动”起来.,EON Studio, 仿真树_即整个场景节点结构图 交互设计窗口通过拖拉关系线直接完成 脚本编辑模块EON STUDIO VR制作软件，用于制作产品的虚拟演示，以及医疗、教育等行业,也可以用来开发游戏。适合于编程交互开发方面爱好者的倾向使用.,-,74,4） Amira,8.4 VR的软件系统,如果能够有最新图形硬件的支持，amira可把海量数据通过交互方式展现的淋漓尽致。 强大的自动和交互分割工具能够支持对3D图形数据的处理。创新而快捷的重建算法将使从分割的对象创建多边模型变得简单。,此外，生成高质量的四面体栅格非常适用于高级有限元的模拟。模拟的结果和其他数据被定义在多种不同的栅格中，使用一个强大的可是化方法集合可以方便的对其进行研究。,Amira在生物、医学和生命科学中的应用,Amira在分子表现方面的应用,Amira在沉浸式VR系统中的应用,-,75,4） Amira,8.4 VR的软件系统,Amira 在工程学，科学Viz&地球科学中的应用,Amira针对那些有将研究结果可视化和动态化需求的工程师，科技工作者以及研究人员而设计，Amira提供了一种简洁的使用进行数据分析的解决方案，从而减少了市场化的周期以及成本。 Amira支持在下面这些领域内非常广泛的应用：数值模拟（有限元分析，电力生产），流体动力学和流体力学计算，碰撞分析和仿真，材料科学和质量控制，物理学，电磁学，石油（天然气）开发和地球科学领域，环境学，能源学Amira同样也是工作在地球科学和石油（天然气）开发领域的科技工作者或工程师的理想选择。Amira提供高级信息后处理可视化能力，例如三维图象分割和几何学重建技术。利用Amira可以在最短的时间内解决复杂数据分析和仿真的需求。,-,76,5） FreeForm,8.4 VR的软件系统,FreeForm是目前全世界第一套能够让设计者在电脑上利用触觉就能完成3D模型设计与建构的计算机辅助设计系统，就好像通过触觉去雕刻黏土一样，可以雕刻设计任何形态的三维造型，再结合电脑CAD的功能，让使用者能够快速且随心所欲地创造出自己想要的模型。,触觉设计是所有形态作品创作的要素之一。而触觉式计算机辅助设计则是所有三维造型设计师和工艺美术家们一直以来梦寐以求的设计境界。,Freeform完全摆脱了一般3D设计软件的限制，设计师不需要继续在复杂的电脑程序数学方程式、鼠标与键盘指令、程序化的方法等阻碍下工作，系统提供了我们与真实世界互动的最基本方式触觉，你可以通过触感，与您的模型进行直接和自然的互动。例如，一个象恐龙一样复杂的三维数字模型，设计师30分钟就可以