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随着现代科技的发展,虚拟现实技术从最初的军事领域逐渐走向于各行各业,因其逼真的环境界面,为人们探索宏观世界和微观世界提供了极大的便利。本文通过对虚拟现实关键性技术的研究与分析,提出了基于交互式虚拟现实技术的培训系统应用方案,并以实际的作业培训为例,对其进行了论述。
本文着重研究了虚拟现实的环境建模技术,对虚拟现实环境建模图形学基础中的虚拟场景视点定位原理、透视投影的原理进行了分析,介绍了几何建模和两种典型的物理建模方法,并对基于数值插值的运动学方法和基于物理的动力学仿真方法进行了阐述。紧接着还研究了虚拟现实的交互技术以及实时碰撞检测技术,对基于数据手套的三维交互技术、基于位置跟踪器的交互技术及语音合成与识别技术分别进行了深入研究分析,解释了碰撞检测的基本原理,对碰撞检测的算法进行了详细的阐述,并对其进行了优化,同时还对两物体的碰撞检测方法进行了详细的论述。通过对虚拟现实关键技术的研究,为虚拟现实培训系统的构建提供了理论基础。
本文在Windows操作环境下,利用3Ds MAX专业建模软件构建了叉车作业虚拟培训系统的场景3D模型。构建了基于VR-Platform虚拟交互平台的虚拟培训系统,对场景建模实时LOD算法进行了研究,并运用于虚拟场景中。基于VR-Platform交互平台设置虚拟场景物体的碰撞检测,编写脚本语言实现用户与虚拟场景的交互,从而实现了工厂物流仓库作业的虚拟培训。接受培训的员工通过操作相应的键盘上的按键来实现对虚拟环境中叉车运行情况的控制,从而达到培训的目的。虚拟作业培训的运用突破了传统作业培训在时间和空间上的局限性,为用户提供较为逼真的培训环境,可以与环境中物体进行交互。虚拟培训系统为员工培训提供了便捷,节约了培训时间及人力成本,为培训方式带来了新的构想,具有深远的应用前景。