计算机仿真技术-虚拟现实技术

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1、计算机仿真技术一初级仿真二虚拟现实技术1虚拟现实技术起源2虚拟现实技术特征3虚拟现实技术种类4虚拟现实技术应用5虚拟现实技术在煤矿中的应用6虚拟现实技术在煤矿安全培训中的应用7虚拟现实技术在煤矿应用中的不足一初级仿真1理论再现根据现有的理论公式或理论基础对事物运动变化的实质进行简化，突出某些方面因素的作用。并通过计算机技术将这些现象表现出来达到视觉效果。2理论+实际抽象采用目前已经形成的一些计算软件，通过对实体间的力学联系来对一些采矿现象进行仿真模拟。离散元模拟程序UDEC煤层开采过程中水平为一变

2、化情况有限元模拟软件FLAC模拟切眼支护RFPA分析煤层开采覆岩运动情况二虚拟现实技术1虚拟现实技术起源及特征虚拟现实技术的起源可追溯到1965年IvanSutherland在IEIP会议上所作的题“TheUltimateDisplay”的报告，他指出:人们可以把显示屏当作一个窗户来观察一虚拟世界，其挑战性就在于窗口中的图像必须看起来真实，而且其中物体的行为也很真。1989年美国VPLResearch公司的JaronLanier提出虚拟现实(VirtualReality，VR)，又称为虚拟环境(V

3、iriua1Environment，VE)二虚拟现实技术2虚拟现实技术特征虚拟现实涉及计算机图形学、图象处理、多媒体技术、人机交互、传感器技术、人工智能、仿真技术、并行实时计算技术、人体工程学、及心理学等多门学科，其目的是以模拟方式为使用者创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维图像世界，在视、听、触、嗅等感知行为的逼真体验中，使参与者可以直接参与和探索虚拟对象在所处环境中的作用和变化产生沉浸感。VR的3个特征（1）沉浸感；（2）交互性；（3）构想性二虚拟现实技术3虚拟现实技术种类（1）桌面虚

4、拟现实（2）沉浸式虚拟现实（3）增强现实技术二虚拟现实技术4虚拟现实技术的应用20世纪80年代中后期，虚拟现实技术己经开始走出实验室，进入实际的应阶段，并在军事、航天航空、医疗等领域发挥了重要的作用。(l)医疗中的应用虚拟解剖训练系统、外科手术模拟系统、遥控手术手功能诊断、虚拟训练机、轮椅虚拟现实系统等。(2)娱乐、艺术和教育上的应用采用头盔显示器的娱乐系统、虚拟演员，虚拟博物馆，虚拟音乐等。二虚拟现实技术(3)军事与航空航天领域的应用坦克训练网络SIMNET、虚拟毒刺导弹训练系统、反潜艇作战系统

5、ASW等，以及在航空航天上的NASA虚拟现实训练系统、EVA训练系统及虚拟座舱等系统。(4)商业中的应用证券交易可视化系统、灯饰可视化系统(5)自动控制与制造业领域的应用处于早期的研究和开发阶段，主要的有机器人辅助设计、脱机编程仿真机器人、远程操作等。二虚拟现实技术5虚拟现实在煤矿领域的应用与这些领域相比，煤炭企由于资金等条件的限制，虚拟现实技术应用研究显得比较滞后，一直没有能够得到人们重视。直到20世纪90年代后期，随着煤炭行业信息化进程的日益加快，国内外的研究人员才逐渐认识到虚拟现实技术应用于

6、煤炭行业的重要性，并在理论和实际应用方面做了探索性的研究。主要体现在：(l)矿井规划、设计与辅助决策该虚拟煤矿模型将深度转换的3D地震反射表面，与透明显示的煤层底板(矿井模型)、钻孔资料、工作面和断层情况充分集成，表达了地质结构与地层的断裂情况，用户在沿着主坐标轴移动时地震情况能自动显示在界面上。二虚拟现实技术(2)井下作业模拟与设备操作训练VR创造出的矿山生产环境具有逼真、交互的特点，可以模拟采矿作业过程和空间环境，适于井下作业模拟与虚拟培训。可用于工作场所与设备空间的布局规划，且满足于现场操作

7、人员的技术培训工作。系统提供了灵活的用户界面，可以设定设备型号及数量、作业参数，也可选择煤柱尺寸、回采巷道的数量和几何参数等，而且可动态显示房柱式生产系统的平面图或三维立体图。还可以通过对不同型号设备、不同开采参数下的生产系统进行动态模拟，从而达到优化生产系统的目的二虚拟现实技术(3)井下环境风险评估风险评估目前已成为现代矿山生产管理的重要工作，其主要内容是评价人员对生产过程安全状况的辨识。然而，识别井下复杂环境下的所有因素是困难的，常常会影响到风险分析的结果，甚至可能导致人为的失误，造成灾难性后

8、果。虚拟现实技术的发展为风险评价提供了有效的手段。在计算机生成的虚拟环境中，可以交互式地对作业空间进行多角度观测，实现对生产过程更加科学的评估。矿工的上衣颜色作为风险标度显示了虚拟环境的风险状态显示了虚拟环境的风险状态二虚拟现实技术(4)事故调查与分析在计算机里再现事故发生的过程，事故调查者可以从各种角度去观测、析事故发生的经过，找出事故发生的原因，包括系统设计原因和现场人员的动作行为；同时可以通过交互式地改变VR环境中模型的参数或状态，找到如何避免类似事故发生的途径，制定相关预防