虛擬現(xiàn)實(shí)是一種計算機(jī)生成的環(huán)境,其中用戶以高度交互的方式提供三維控制,能夠?qū)崟r操縱和利用數(shù)據(jù)。虛擬現(xiàn)實(shí)可應(yīng)用于許多行業(yè)領(lǐng)域,包括工廠規(guī)劃,生產(chǎn)模擬,產(chǎn)品傳播協(xié)助,員工培訓(xùn),原型驗證。本文旨在展示在行業(yè)和研究中心內(nèi)使用虛擬現(xiàn)實(shí)的靈活性,主要關(guān)注與制造,產(chǎn)品開發(fā)和培訓(xùn)相關(guān)的領(lǐng)域。
在經(jīng)濟(jì)全球化的今天,虛擬現(xiàn)實(shí)VR需要變得更加有競爭力,以面對新的競爭,造成生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行全面改革,因為通過更現(xiàn)代的和富有成效的更換陳舊設(shè)備和生產(chǎn)效率低的; 工廠布局和工廠運(yùn)輸流程的重組; 生產(chǎn)計劃和控制,需要更熟練的勞動力,綜合提高產(chǎn)品質(zhì)量,縮短生產(chǎn)周期,降低成本,增加靈活性等。旨在尋找新的方法來獲得組織改進(jìn)并提供公司生產(chǎn)系統(tǒng)的現(xiàn)代化,設(shè)備模擬,員工培訓(xùn),生產(chǎn)計劃驗證,工廠布局可視化和產(chǎn)品原型正在借助于虛擬現(xiàn)實(shí)。
在實(shí)踐中,虛擬現(xiàn)實(shí)允許用戶實(shí)時導(dǎo)航和查看具有六個自由度(6GDL)的三維世界,其顯示軟件定義的能力和硬件識別六種類型的運(yùn)動的能力:向前/向后,向上/向下,向左/向右,向上/向下傾斜,左/右角度和左/右旋轉(zhuǎn)。在物理現(xiàn)實(shí)中,個體存在于三個維度中,具有實(shí)時感和與周圍世界互動的能力。RV設(shè)備模擬這些條件,達(dá)到用戶可以“觸摸”虛擬世界中的物體并使其根據(jù)其行為而變化的程度。
這種類型界面的巨大優(yōu)勢在于可以轉(zhuǎn)移用戶對物理世界的直觀知識來操縱虛擬世界。用戶進(jìn)入應(yīng)用程序的虛擬空間,并使用他們的感官,特別是身體的三維自然運(yùn)動,實(shí)時地可視化,操縱和利用應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)。為了支持這種類型的交互,用戶使用非常規(guī)設(shè)備,例如觀察頭盔和控制,手套等。這些設(shè)備給用戶的印象是應(yīng)用程序在真實(shí)的三維環(huán)境中工作,允許他們用手探索物體的自然運(yùn)動。
一般而言,虛擬現(xiàn)實(shí)可以應(yīng)用于五個特定領(lǐng)域:游戲和娛樂,遠(yuǎn)程通信,模擬和培訓(xùn),遠(yuǎn)程呈現(xiàn)和可視化。然而,根據(jù)人的需求和創(chuàng)造能力,新的應(yīng)用出現(xiàn)在各種知識領(lǐng)域和非常多樣化的方面。在許多情況下,VR已經(jīng)徹底改變了人機(jī)交互的形式,特別是在復(fù)雜系統(tǒng)中。在實(shí)踐中,虛擬現(xiàn)實(shí)具有廣泛的使用領(lǐng)域,場景和具有視覺資源的事件,這些視覺資源已經(jīng)是現(xiàn)在的一部分。架構(gòu)師只需使用微型計算機(jī)和虛擬環(huán)境開發(fā)程序即可構(gòu)建自己的虛擬環(huán)境。
使用虛擬現(xiàn)實(shí)獲得突破的另一個領(lǐng)域是產(chǎn)品開發(fā),更具體地說是原型設(shè)計階段。虛擬原型設(shè)計可以成為開發(fā)更具競爭力的產(chǎn)品的重要一步?;趲缀涡畔⒑驮O(shè)計拓?fù)洌M結(jié)果通過建模工具可用關(guān)于產(chǎn)品的運(yùn)動學(xué)計算,材料,公差和其他信息結(jié)合獲得,就可以生成計算機(jī)上的原型,現(xiàn)實(shí)的介紹,即使在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段也能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品交互。
虛擬制造的定義是代表他們的邏輯和物理行為的完整結(jié)構(gòu)和制造系統(tǒng)的需求,并模擬以支持設(shè)計和生產(chǎn)的產(chǎn)品計算模型的集成。另一個定義將虛擬制造視為能夠增強(qiáng)各級系統(tǒng)決策和控制的人工制造環(huán)境的集成。換句話說,虛擬制造是在計算機(jī)上模擬真實(shí)世界中發(fā)生了什么,但不一定使用的技術(shù)或設(shè)計實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的軟件虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)生結(jié)果。虛擬現(xiàn)實(shí)研究的進(jìn)步提供了越來越強(qiáng)大的硬件和軟件工具,從而產(chǎn)生了高度的工業(yè)興趣和越來越多的用戶和應(yīng)用程序。
然而,重要的是要明確指出,盡管資源的突破,軟件和硬件在這個區(qū)域中可用,它仍然是不可能的,任何形式的可視化VR可以以計謀使點(diǎn)的大腦和眼睛的再現(xiàn)現(xiàn)實(shí)它們將計算機(jī)圖形投影與真實(shí)世界的圖像混淆。存在這些困難的原因有幾個,例如技術(shù)限制,缺乏對與環(huán)境感知相關(guān)的人為因素的理解,以及缺乏創(chuàng)建和使用VR中應(yīng)用的新三維概念的經(jīng)驗。