В ИРТУАЛЬНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ И ВИРТУАЛЬНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ

В ИРТУАЛЬНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ (BP, VIRTUAL REALITY, VR) реалистичная имитация искусственной компьютерной среды (виртуального мира), передаваемая пользователю автоматизированной системы через привычные для его восприятия ощущения материального мира, комплексно воздействующие на зрение, слух, осязание и другие органы чувств человека. Новое качество применения BP в технике создается за счет синергетического эффекта сочетания возможностей компьютерной графики, мультимедиа, геометрического и инженерно- физического моделирования изделий и окружающих их объектов материального мира.

В ИРТУАЛЬНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ Как правило, предполагает интерактивный характер взаимодействия пользователя с компьютером и играет роль своеобразной интерфейсной среды прикладной автоматизированной системы, позволяющей пользователю управлять программно реализуемыми событиями. В этом случае обеспечивается взаимодействие человека с виртуальными объектами в режиме реального времени, дающее эффект непосредственного участия пользователя в моделируемых графических сценах и процессах.

В ИРТУАЛЬНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ Впервые термин «виртуальная реальность» был использован Массачусетском Технологическом Институте в конце 70-х гг. прошлого века, чтобы описать технологию интерактивной работы человека в генерируемом компьютером «виртуальном» геометрическом пространстве. Оказалось, что технологии BP очень удобны для создания целого класса обучающих программ, предназначенных для развития способностей и навыков человека - компьютерных тренажеров. Область их применения очень обширна: подготовка пилотов, водителей транспортных средств, космонавтов, авиадиспетчеров, операторов автоматизированных систем и т.д

П РИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВР Игры Системы управления техническими объектами (транспорт, вооружение) Тренажеры САПР

Т ЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ВР

С ТЕРЕООЧКИ

Для каждого из двух глаз человека с помощью специальной программы генерируется свое изображение, которое визуализируется в различном цвете (или с быстрым чередованием пар кадров). Очки избирательно фильтруют (поочередно зашторивают) и подают соответствующее изображение на каждый глаз пользователя, что обеспечивают полную иллюзию стереоизображения. С помощью стерео очков пользователи могут работать с реалистичными изображениями, которые точно передают пространственные характеристики моделируемых изделий, их высоту, ширину и глубину.

Г ОЛОВНОЙ ДИСПЛЕЙ ( HEAD - MOUNTED DISPLAY ) оснащен двумя небольшими экранами, подающими различное изображение на каждый глаз пользователя. За счет оптической иллюзии, на некотором расстоянии перед глазами пользователя формируется реалистическое стереоизображение.

Ш ЛЕМ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ

полностью закрывает голову пользователя, обеспечивая изоляцию от окружающего мира, и за счет этого создает эффект более полного «погружения» в искусственную среду. Экраны, смонтированные перед глазом пользователя, дают стереоскопическое изображение. Прибор имеет встроенную многоканальную систему динамиков, благодаря которой имитируются размещение и интенсивность источников звука в пространстве.

П АНОРАМНЫЙ ВИДЕОЭКРАН

КОМНАТА ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ (CAVE)

У СТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ

Г РАФИЧЕСКИЕ МАНИПУЛЯТОРЫ Пространственная мышь, или Spaceball (спейсбол)

ТРЕКИНГ ( TRACKING ) Технология определения позиции и ориентации пользователя и его частей тела (голова, глаза, руки, и т.д.) в пространстве Отслеживание во времени 3 координат (х, у, z) расположения каждого объекта и 3 углов, задающие его ориентацию в пространстве {a,b,g). Для реализации трекинга применяются датчики и приборы, действующие на электромагнитном, ультразвуковом инерционном, а также оптическом принципе.

К ОМПЬЮТЕРНАЯ ( ИНФОРМАЦИОННАЯ ) ПЕРЧАТКА (D ATE G LOVE )

У СТРОЙСТВА ОСЯЗАНИЯ Аппаратура осязания представляет собой датчики и приборы с силовой обратной связью. Устройство осязания призвано дать ощущение реального тактильного прикосновения. Такое устройство позволяет пользователям ощущать присутствие виртуального объекта через систему силовой обратной связи, создающую иллюзию управления реальным техническим объектом.

У СТРОЙСТВА ОСЯЗАНИЯ Джойстик с силовой обратной связью Компьютерная перчатка с обратной связью (Power Glove) компьютерные (информационные) костюмы (Date Suit) экзоскелеты

К ОМПЬЮТЕРНАЯ ПЕРЧАТКА С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ (P OWER G LOVE )

Э КЗОСКЕЛЕТЫ

В ИРТУАЛЬНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ (V IRTUAL P RODUCT D EVELOPMENT ) это комплекс технологий, появившихся благодаря развитию систем автоматизированного проектирования (САПР - CAD/CAM/CAE), позволяющих провести все стадии разработки нового технического объекта полностью на компьютере, не прибегая к традиционным «бумажно-ориентированным» методам проектирования и расчета

ЭЛЕКТРОННЫЙ МАКЕТ ИЗДЕЛИЯ (ЭМК) специальная электронная модель, описывающая его внешнюю форму и размеры и позволяющую полностью или частично оценить его взаимодействие с элементами производственного и/или эксплуатационного окружения, служащая для принятия решений при разработке изделия и процессов его изготовления и использования

С РЕДСТВА ВИРТУАЛЬНОГО МАКЕТИРОВАНИЯ Интерактивные средства реалистической визуализации Средства реалистического моделирования технологических процессов сборки многокомпонентных изделий и проверки взаимодействия их составных частей и технологического оборудования реалистические средства эргономического моделирования и контроля изделий и процессов Электронные манекены Реалистические средства инженерного анализа

В ИРТУАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

S IEMENS T ECNOMATIX

D ELMIA HUMAN