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虚拟仿真

虚拟仿真又称虚拟现实技术或模拟技术，就是用一个虚拟的系统模仿另一个真实系统的技术。从狭义上讲，虚拟仿真是指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；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。
虚拟现实（Virtual Reality）技术，简称VR，是20世纪80年代新崛起的一种综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等。它由计算机硬件、软件以及各种传感器构成的三维信息的人工环境——虚拟环境，可以逼真地模拟现实世界（甚至是不存在的）的事物和环境，人投入到这种环境中，立即有“亲临其境”的感觉，并可亲自操作，自然地与虚拟环境进行交互。
VR技术主要有三方面的含义：第一，是借助于计算机生成的环境是虚幻的；第二，人对这种环境的感觉(视、听、触、嗅等)是逼真的；第三，人可以通过自然的方法（手动、眼动、口说、其他肢体动作等）与这个环境进行交互，虚拟环境还能够实时地作出相应的反应。
虚拟仿真技术，则是在多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息科技迅猛发展的基础上，将仿真技术与虚拟现实技术相结合的产物，是一种更高级的仿真技术。虚拟仿真技术以构建全系统统一的完整的虚拟环境为典型特征，并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体。实体可以是模拟器，也可以是其他的虚拟仿真系统，也可用一些简单的数学模型表示。实体在虚拟环境中相互作用，或与虚拟环境作用，以表现客观世界的真实特征。虚拟仿真技术的这种集成化、虚拟化与网络化的特征，充分满足了现代仿真技术的发展需求。
虚拟仿真技术的应用：
数字城市
虚拟现实技术可以通过三维建模逼真地模拟现在和未来的城市，支持数据分析、方案论证和优化，支持地理信息系统等，通过这些详实的数据和相关资料可以是直观真实固化方案评估、审核以及管理等日常工作，更为重要的是它可以为多部门参与和协同工作提供了有效的平台。
场馆仿真
利用虚拟现实技术，通过计算机将在建或已建的场馆虚拟出来，达到一个触手可及的真实三维环境，以提前展示场馆面貌，供市民浏览，从而对场馆的规划设计进行现场评估。通过市民虚拟游览后的反馈意见，及时发现并解决场馆存在的问题。
地产漫游
地产漫游是集影视广告、动画、多媒体、网络科技于一身的最新型的房地产营销方式。通过虚拟现实技术可以让购房者看到直观的样板房形象，让购房者在电脑上亲眼看到几年后才建成的小区，游观赏到优美的小区环境设计，甚至能够在电脑上选户型，从而帮助地产开发商在逆境中求生存，顺境中谋发展。
室内设计
虚拟现实不仅仅是一个演示媒体，而且还是一个设计工具。它以视觉形式反映了设计者的思想，把这种构思变成看得见的虚拟物体和环境，使以往只能借助传统的设计模式提升到数字化的即看即所得的完美境界，大大提高了设计和规划的质量与效率。
旅游教学
旅游和导游专业教学过程中存在实习资源匮乏而实地参观成本又高的难题。虚拟现实技术可以按照旅游专业的教学要求和实施特点，开发出适用于导游实训、旅游模拟、旅游规划的功能和模块，让师生足不出户，就能在三维立体的虚拟环境中遍览遥在万里之外的风光美景。形象逼真，细致生动。从而，通过情景化的学习界面、人机交互式的模拟旅游体验，改善教学环境、优化教学过程、增强教学效果。
文物古迹
虚拟现实技术可以将文物建筑、文物景点、文物物品、古代人像及行为、古代自然现象及天体现象等进行虚拟展示和虚拟复原，从而使文物脱离地域限制，实现资源共享，真正成为全人类可以“拥有”的文化遗产。
工业仿真
虚拟现实仿真平台，具有强大的物理实时计算功能，能够真实模拟场景重力、环境阻尼等环境特性，真实的模拟刚体动力学特性，提供了多种动力学交互手段，并能支持多种高速运算的碰撞替代体。为广大工业仿真需求用户轻而易举将此前许多只能停留于想法的优秀互动仿真创意方案完美的呈现于眼前，为国内广大工业仿真用户带来了仿真手段和技术实现水平的革命性进步。
汽车仿真
虚拟现实高画质渲染技术及汽车动力学仿真物理系统，将使汽车设计的数字化模型以更直观的方式在网络上展示出来，使世界各地的用户都可以更快捷得到丰富准确的汽车信息，实现人与计算机之间无缝连接。
道路桥梁
虚拟现实平台依靠其精美绝伦的三维视觉表现力，照片级的真实效果，使设计中的道路桥梁直观的呈现在人们面前，使得我们可以提前对其视觉效果和使用效率进行评估和预演，有效降低设计和施工风险，极大提高设计和施工效率。
油田矿井
在建立油田生产和管理流程优化应用模型的基础上，利用虚拟现实技术对数据实现可视化和多维表达，并且通过智能化分析模型，为企业的经营管理提供良好的信息支撑环境。
水利电力
虚拟现实平台可以与电力信息系统紧密结合，逼真再现变电站现场场地、变压器、母线、断路器、隔离开关、接地刀闸、操作机构、电压互感器、电流互感器、电抗器、电容器、高压熔断器、站用变压器等一次设备的操作过程和设备运行状态，从而为电力行业提供可视化系统解决方案。
数字展馆
虚拟现实技术可以与科技馆的功能进行完美的结合，充分发挥虚拟科技馆的种种优势，传统的声、光、电展览已经很难吸引观众的兴趣，而利用虚拟现实技术把枯燥的数据变为鲜活的图形，使科技馆进入公众可参与交互式的新时代，引发观众浓厚的兴趣，从而达到科普的目的。
地质灾害
虚拟现实仿真平台可以实现水利工程仿真、地震应急救援仿真、地震应急推演仿真、地址灾害仿真，实现地质灾害虚拟环境功能与展示的完美结合，通过在虚拟的环境中进行预防地质灾害的模拟演练，达到提升防灾、避灾安全意识的目的。
应急预案
应急虚拟现实仿真演练系统通过对各类灾害数值模拟和人员行为数值模拟的仿真，在虚拟空间中仿真灾害发生、发展的过程，以及人们在灾害环境中可能做出的各种反应；并在演练平台上，在最大限度仿真实际灾害的条件下，开展应急演练。在此基础上，制定各类企事业单位的数字化应急预案。应急仿真演练系统可以用来训练各级决策与指挥人员、事故处置人员，发现应急处置过程中存在的问题，检验和评估应急预案的可操作性和实用性，提高应急能力。
网上展馆
虚拟现实网上三维交互功能可以将有形的实物产品三维化并且放在网上进行虚拟展示，还能嵌入相应音频和视频等多媒体元素，用户可以对虚拟场景中的物品进行实时的交互操作，例如开门、打开电视和播放音乐等等。相比目前网上主流的以图片、Flash、视频等展示方式来说，VRPIE让用户有了浏览的自主感，可以以自己想看的角度去观察，还可以添加许多特效和互动操作，让用户体验身临其境上网冲浪的美妙感觉。
网上看房
虚拟现实网上三维交互功能可以虚拟房屋设计，展现独特的设计风格，使客户足不出户就可对房屋的全貌了如指掌，互动浏览，可以任意变换自己在房间中的位置，去观察设计的效果，了解房屋的精心布局。可以实现房屋三维户型图全景展示，使客户全面了解房屋内部结构，走进虚拟现实样板房。
网上产品
虚拟现实技术能够虚拟各类产品，以一种全新的方式演绎各类产品，使客户全方位全角度的了解最新产品。实现产品在互联网上的全新展示，让客户提前体验产品功能，更清楚的了解产品的特性及结构。将销售产品展示做成在线三维的形式，顾客通过对之进行观察和操作能够对产品有更加全面的认识了解，决定购买的几率必将大幅增加，为销售者带来更多的利润。展现出产品外形的方方面面，加上互动操作，演示产品的功能和使用操作，充分利用互联网高速迅捷的传播优势来推广公司的产品。
网上看车
随着虚拟现实技术的发展，对汽车的一种全新演绎方式产生。通过虚拟现实仿真平台可以实现网上看车及交互功能，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，及时、没有限制地观察三度空间内的汽车。
典型应用系统：

1、CAVE虚拟现实显示系统
CAVE系统的概念
CAVE投影系统是由3个面以上（含3面）硬质背投影墙组成的高度沉浸的虚拟演示环境，配合三维跟踪器，用户可以在被投影墙包围的系统近距离接触虚拟三维物体，或者随意漫游“真实”的虚拟环境。CAVE系统一般应用于高标准的虚拟现实系统。至纽约大学94年建立第一套CAVE系统以来，CAVE已经在全球超过600所高校、国家科技中心、各研究机构进行了广泛的应用。
以VR-Platform CAVE为例，VR-Platform CAVE系统是一种基于多通道视景同步技术和立体显示技术的房间式投影可视协同环境，该系统可提供一个房间大小的最小三面或最大七十面（2004年）立方体投影显示空间，供多人参与，所有参与者均完全沉浸在一个被立体投影画面包围的高级虚拟仿真环境中，借助相应虚拟现实交互设备（如数据手套、位置跟踪器等），从而获得一种身临其境的高分辨率三维立体视听影像和6自由度交互感受。由于投影面几能够覆盖用户的所有视野,所以VR-PLATFORM CAVE系统能提供给使用者一种前所未有的带有震撼性的身临其境的沉浸感受。
CAVE系统的应用领域
CAVE沉浸式虚拟现实显示系统是一种全新的、高级的、完全沉浸式的数据可视化手段，可以应用于任何具有沉浸感需求的虚拟仿真应用领域。如虚拟设计与制造，虚拟装配，模拟训练，虚拟演示演示，虚拟生物医学工程，地质、矿产、石油，航空航天、科学可视化，军事模拟、指挥、虚拟战场、电子对抗，地形地貌、地理信息系统（GIS），建筑视景与城市规划，地震及消防演练仿真等。

㈡ ar技术能将虚拟和现实连接在一起让人们身临其中

你能想象得到当电脑、3D扫描场景、现实与投射光这几种元素搭配到一起，会为我们带来什么样的效果吗？最近有一家名为Lightform地公司就创建了第一台可以连接到投影机的电脑，而这个电脑真的能立即扫描3D场景，将现实与投射光混合在一起。换句话说，Lightform装置在未来，很有可能会出现在我们家里。

Lightform 的联合创始人兼执行总监 Brett Jones 提到了自己是从哪里获得这种 AR 技术的灵感的。“当我八年前还在华特迪士尼幻想工程(Disney Imagineering)的时候，我看到了一个演示的投影式AR，这是我见过的最引人注目的VR/AR演示。系统将一个完整的森林投影出来，闪电和雨水，蝴蝶轻轻地飘过，还有一个奔流不息的瀑布。我的同事把他的ID丢进瀑布，我发现ID变湿了。但问题是，演示成本需要数百万，只有迪斯尼有能力实现。就在那时，我知道自己想把这项技术变得无处不在。”

㈢ AE是否可以实现cave（沉浸式虚拟现实）投影 视频制作

题主好，可以肯定的告诉你，Ae是可以实现这个沉浸现实的，但是由于ae本身是来做二维的，不能直接实现三维投影，所以需要下载第三方插件以完成对平面的划分，实现三维效果。

㈣ AR/VR虚拟现实技术可以应用在那些地方

VR军事。
VR虚拟现实对军事演练和推进有重要的战略意义和经济效益。UNISOL可针对装备训练、战场环境、作战演练、战后重建等在虚拟现实中进行士兵训练，...
VR工业工程。
CAVE系统，是UNISOL为工业领域客户提供的最佳虚拟现实解决方案。
CAVE系统是一种基于多通道视景同步技术和立体显示技术的房间式投影可视协同环境，该系统可提供一个房间 大小的四面(或六面)立方体投影显示空间...
在CAVE中，您可见证UNISOL 超强的复杂零件场景处理能力和材质表现效果，可有效为航空、船舶、汽车、油田钻井等高端机械领域的设计把脉

㈤ 　地震资料三维可视化技术

三维可视化技术是数据体空间图像的显示技术，主要作用是以直观的方式加深对三维数据体的理解和揭示出新的见解。把三维可视化技术用于三维地震数据体，其作用是要以一种直观的方式把数据体及其解释结果显示出来。同时，它提高了解释效率和精度，改善了解释的完整可靠性，且以一种易于理解的显示方式把大量的数据综合在一起，明显地改善了不同专家之间和数据管理人员之间的交流与合作。人机交互式三维可视化技术正日渐与三维地震资料处理和解释融为一体，这就直接影响数据处理和解释的决策，对提高处理与解释成果的综合质量有不可忽视的作用。三维地震及其属性数据体的人机交互三维可视化显示，可以产生透明的、实的三维体、平面和线条。这些图像可表示一个测区所有的亿万地震和地质信息，还可以任何方式确定位置、旋转拉伸，以帮助分析这些信息，并可将各种地震属性数据体显示成等值曲面，同时观察以确定它们的内在关系，如了解异常体的三维形态和细节，确定断层连接方式等。例如Mobil公司用三维可视化技术，解决了复杂油田高质量解释和更有效地开采现有储量等关键地质问题。GeoQuest公司利用三维可视化技术，解决了许多石油公司地球物理勘探专家3年来没有解决的墨西哥湾某复杂构造的性质及其断层组合模式的问题。

三维可视化技术实质上是在工作站的二维屏幕上显示出三维图像的方法。而在二维屏幕上观察三维图像的惟一方法就是加上运动。因此，计算机的工作量就要大大地增加，如1兆字节的三维模型，每秒钟将其旋转30次显示出其三维图像，将比不旋转显示的二维图像的计算工作量要多20万倍。所以，三维可视化技术的产生与发展是以计算机发展为基础的。

为适应隐蔽复杂油气藏勘探与开发的需要，三维地震勘探技术得以迅速发展与普及，全三维地震资料处理与解释技术发展，促使三维可视化技术从20世纪90年代至今日渐趋于成熟。1997年，世界发达国家在桌面三维可视化技术发展的基础上，又实践了“钻入”式弯曲屏幕或房间三维可视化技术，如ARCO、Texaco和NorskHydro各自安装了大的“钻入”到数据体内的可视化环境，Texaco的可视化设备是高8～10ft、水平弯曲约160°的大屏幕和各覆盖屏幕1/3面积的3个投影仪，以把数据投影到屏幕上使数据填满大部分视区，而达到“钻入”数据体直观数据的目的。ARCO和Norsk Hydro安装了“钻入”式可视化房间，是以芝加哥依里诺依斯A大学发明的CAVE为基础的，CAVE由4个投影面所构成，3个正交的平板状垂直墙和一个地板，墙上的像反投影回去，而地板上的像是由顶部向下投影的结果，这是通过外围可视化和数据立体投影，来达到“钻入”数据体中直观整个数据体的目的。

“钻入”式可视化技术应用实践证明，它可以明显地提高解释质量和效率，在这种三维可视化环境中，地球物理学家、地质家、油藏工程家和钻井工程家等技术工作者可一道工作，以使不同学科的数据直观容易地以三维形式综合在一起，从而实现在对地下地质构造、断层、地层岩性、物性、含烃性等直观、可靠完整认识的基础上，对油气勘探与开发做出较为符合实际情况的决策，如探井、评价井、开发井位设计、ODP方案设计等。

20世纪末期随着全三维地震勘探技术在中国海油勘探中的应用推广，地震解释技术和工作站功能的不断升级、油气勘探开发程度的不断提高和兰德马克公司的 Earthcube及帕拉代姆公司的VoxelGeo等三维可视化技术商业软件推入中国市场，促进了桌面式屏幕式三维可视化技术的发展。在引进、消化、吸收的基础上，结合实际需要，先后在南海流花11-1、文昌13-1、文昌13-2、涠洲12-1和渤海的秦皇岛32-6、南堡35-2、渤中25-1、蓬莱19-3、曹妃店11-1等大中型油气田的三维地震资料解释和储层及油藏描述中，实践了当代先进解释技术——三维可视化。

一、三维可视化技术原理

三维可视化技术是当今最先进的三维图像显示技术，具有在二维屏幕上显示三维图像和通过显示参数的选择清晰显示构造形态、断层、各种地质体、岩性、物性、含烃性分布等特点。其原因一是在二维屏幕上快速显示运动的二维图像，以实现在二维屏幕上观察三维图像；二是根据地震属性与地质属性的相关性，在设计三维可视化技术软件中，将地震记录道的采样点转化为由处理面元和采样间隔所构成的三维体元（Voxel），一个地震记录道构成一个三维体元柱，而由多个地震记录道所构成的地震数据体则转化成多个体元柱所构成的体元体，如图6-99所示。

每个体元带有如下3个参数。

a．属性参数：振幅、相干值、波阻抗、速度、密度、频率、相位等。

b．透明度参数：A1pha值，是由用户定义的变量，用其控制图像显示的透明度，通过调节介于0和1之间的透明度曲线来控制显示的体元及其透明程度，以实现清晰、形象、逼真显示三维图像，为地震地质解释奠定坚实的基础，如图6-100所示。

图6-103三维可视化分流河道显示图

图6-104东海HY构造二维可视化解释图

㈥ CAVE洞穴式虚拟现实显示系统怎么样

CAVE显示系统是沉浸式虚拟环境，是一种支持多用户的虚拟仿真环境,不同于一般的虚拟环境它能够提供给用户大范围视野的高分辨率、高质量立体影像.系统在各种用户交互设备的支持下拥有极佳的交互性并能提供给用户一种前所未有的沉浸感.CAVE显示系统是沉浸式虚拟环境以多台高分辨率专业工程投影系统为基础,提供高质量立体影像,投影面之间可以根据不同应用的需要以多种不同类型的方式进行组合,构成各种不同类型的虚拟环境.计算机屏幕像是一扇通往虚拟世界的窗户,通过它我们可以观察一个虚拟的世界; 但我们是否可以让使用者直接沉浸在计算机生成的虚拟环境中:当使用者自然地转动头部,他所看到的计算机生成的虚拟场景也能够实时地发生相应的改变; 使用者还能够以自然的方式与虚拟世界互.HMD就是一种能够实现上述功能的系统。