超级军网[转帖]从船舶操纵模拟器看仿真技术发展 ...
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/28 12:41:52
英国船商有限公司
仿真技术是采用现代计算机技术来模拟展示特定环境的一项高科技技术。它根据现实世界的实际特点来建立数据模型，采用计算机，并与实物操作相结合，使得人们不用到达真实的特定环境就能获得真实环境的感受。仿真技术在各个领域都有着广泛的应用。特别在航空航天、航海领域，仿真技术的应用起着相当重要的作用。
以船舶驾驶为例，大家知道，船舶驾驶是一项非常复杂的“人-机-环境”工程。它不仅要求驾驶人员（即船长、大副等高级船员）具备丰富而扎实的理论知识，更重要的是要具有相当的航海实际经验，才能应付各种紧急情况、保障航行安全。据国际海事组织(IMO)统计，每年发生的撞船、触礁等事故的原因中，90%以上都是人为因素，其中相当部分是因为驾驶人员专业素质不高，不善于处理航行中紧迫局面而造成的。仅由于驾驶人员专业技术问题就能造成千万甚至上亿的损失，可见培养高素质的合格航海人才是多么重要！
船舶驾驶仿真就是采用计算机技术和多媒体技术，再结合驾驶舱内实际操作面板，来营造出类似于实际船舶驾驶舱的真实环境。船员从驾驶台向前看到的海面的情况实际是投影机投射的模拟视景，船员所听到的船舱的各种声音如机器噪声、汽笛声实际是计算机音箱发出的。当船员在驾驶台进行操作时，所看到的视景也根据情况发生变化。就象船员在实船上所感觉到的一样,船员在这种操纵中能获得类似于实船操纵的经验。
船舶驾驶仿真的关键就是仿真的真实性。一是各项数据模型的准确性，就是当船员进行操纵时，船舶航向航速等的变化要非常接近于真实船舶的情况，否则船员就此获得的错误经验不仅无助于他日后在实际船舶上驾驶工作，反而具有相当的危害。二是仿真环境的真实性，就是船员在模拟驾驶舱所得到的感受尽量逼近真实情况。
大家也许都认为培训船员唯一方法就是让具备相应理论知识的船员亲自上船驾驶，因为这是真正的理论与实践相结合，只有这样才能具备航海经验。但也应该看到，一艘轮船价值几千万甚至上亿元，若专门用来让船员来实习的话，成本实在是太高了，而且培训的人数也太少，培训周期也太长了。而且还应该看到，驾驶人员一项非常重要的技能就是要具备处理紧迫局面的能力。比如遇到即将撞船或触礁的时候怎么办？这在实船驾驶中是不大容易培养船员这方面能力的，因为危险局面很少发生（谁都不希望经常发生吧），而一发生就可能造成灾难性的后果。而船员是必须要具备处理紧迫局面的能力的。从这个角度来说，船舶仿真驾驶技术具有实船驾驶无法比拟的优点。正是由于上述因素，国际海事组织(IMO)将航海模拟器作为强制性手段在其成员国中实施。(注：中国是IMO成员国中最高级别的A类理事国)
首先船舶仿真驾驶来训练船员相对于实船训练来说，性能价格比极高，而且非常方便，它能很方便地模拟出实船训练中很少遇到的紧迫局面。教练员可以根据船员的心理特点和训练要求，很容易安排出即将撞船、触礁、搁浅等紧迫局面，这样可以培训船员在危险情况下的操船能力，还有进行遇险通信训练。因此船舶仿真驾驶具有实船驾驶不可替代的优点，当然仿真驾驶也不可能完全替代实船驾驶。船员经过仿真驾驶训练后，再上船实习就能很快掌握实际驾驶技术。所以国际海事组织(IMO)就规定船员在大型船舶驾驶仿真系统训练的时间可以替代实际海上资历，可见仿真技术在船舶驾驶训练中的重要地位。
随着现代信息技术的高速发展，计算机处理速度成倍增长，计算机处理的三维图像及声、光的效果越来越接近于真实世界。也就是说仿真技术所营造的模拟环境起来越逼近真实情况。就船舶仿真驾驶来说，船员所感受的环境已非常接近实际驾驶舱的情形，甚至能造成晕船的效果。
仿真技术发展的另一方向是虚拟现实技术。虚拟现实 ( Virtual Reality,简称VR) 是一种可以创建和体验虚拟世界 (Virtual World) 的计算机系统。其中虚拟世界为全体虚拟环境（Virtual Environment)或给定仿真对象的全体，它是由计算机产生，通过视、听、 触觉等作用，使用户产生身临其境感觉的交互式视景仿真。因此，一个身临其境的虚拟现实系统是由包括计算机图形学、图像处理与模式识别、多传感器、语音处理与音像以及网络等技术所构成的大型综合集成环境。由于它是一门综合性极强的信息技术，目前已在军事、医学、设计和娱乐等领域得到了广泛应用。例如，波音公司曾利用VR技术进行虚拟座舱的布局，实现了完美的实际座舱布局设计。船商公司目前也正在将VR技术用于大型商船的机舱监控管理模拟器。
虚拟现实技术的核心是通过计算机产生一种如同“身临其境”的具有动态、声像功能的三维空间环境，而且使操作者能够进入该环境，直接观测和参与该环境中事物的变化与相互作用。因此，将虚拟现实技术应用于航天仿真研究，不但可以使得该领域内的计算机仿真方法得到完善与发展，而且也将大大提高设计与试验的逼真性、实效性和经济性，具体表现在如下几个方面：
1.人-机界面具有三维立体感，人融于系统，人机浑然一体。 以座舱仪表布局为例，原则上应把最重要且经常查看的仪表放在仪表板中心区域，次重要的仪表放在中心区域以外的地方。这样能减少航天员的眼动次数，降低负荷，同时也让其注意力落在重要仪表上。但究竟哪块仪表放在哪个精确的位置，以及相对距离是否合适，只有通过实验确定。因此利用VR 作为工具设计出相应具有立体感、 逼真性高的排列组合方案，再逐个进行试验，使被试处于其中，仿佛置身于真实的载人航天器座舱仪表板面前，就能达到理想客观的实验效果。
2.继承了现有计算机仿真技术的优点，具有高度的灵活性。 因为它仅需通过修改软件中视景图像有关参数的设置，就可模拟现实世界中物理参数的改变，这样，随着任务的变化，已有的软件再经修改即可满足新任务的要求，所以十分灵活、方便。
3.突破环境限制。现有航天仿真的计算机系统体现不了空间失重环境， 而建立虚拟现实系统，通过虚拟的景象和声响就可以使被试处于太空飞行中实际的载人航天器座舱中，据此展开的相应试验研究具有实际意义。
4.节省研究经费。改用真实的航天器进行相应的试验研究是不可能实现的， 因为耗资巨大，经费条件不允许。而采用虚拟现实技术，由于其研制周期较短，设计修改和改型仅通过软件修改实现，可重复使用，设备损耗低，这样可大大节省经费投入。
随着计算机技术及多媒体技术的高速发展，仿真的效果将越来越逼近于真实情况。可以预见，仿真技术将在各项领域发挥着日益重要的作用。英国船商有限公司
仿真技术是采用现代计算机技术来模拟展示特定环境的一项高科技技术。它根据现实世界的实际特点来建立数据模型，采用计算机，并与实物操作相结合，使得人们不用到达真实的特定环境就能获得真实环境的感受。仿真技术在各个领域都有着广泛的应用。特别在航空航天、航海领域，仿真技术的应用起着相当重要的作用。
以船舶驾驶为例，大家知道，船舶驾驶是一项非常复杂的“人-机-环境”工程。它不仅要求驾驶人员（即船长、大副等高级船员）具备丰富而扎实的理论知识，更重要的是要具有相当的航海实际经验，才能应付各种紧急情况、保障航行安全。据国际海事组织(IMO)统计，每年发生的撞船、触礁等事故的原因中，90%以上都是人为因素，其中相当部分是因为驾驶人员专业素质不高，不善于处理航行中紧迫局面而造成的。仅由于驾驶人员专业技术问题就能造成千万甚至上亿的损失，可见培养高素质的合格航海人才是多么重要！
船舶驾驶仿真就是采用计算机技术和多媒体技术，再结合驾驶舱内实际操作面板，来营造出类似于实际船舶驾驶舱的真实环境。船员从驾驶台向前看到的海面的情况实际是投影机投射的模拟视景，船员所听到的船舱的各种声音如机器噪声、汽笛声实际是计算机音箱发出的。当船员在驾驶台进行操作时，所看到的视景也根据情况发生变化。就象船员在实船上所感觉到的一样,船员在这种操纵中能获得类似于实船操纵的经验。
船舶驾驶仿真的关键就是仿真的真实性。一是各项数据模型的准确性，就是当船员进行操纵时，船舶航向航速等的变化要非常接近于真实船舶的情况，否则船员就此获得的错误经验不仅无助于他日后在实际船舶上驾驶工作，反而具有相当的危害。二是仿真环境的真实性，就是船员在模拟驾驶舱所得到的感受尽量逼近真实情况。
大家也许都认为培训船员唯一方法就是让具备相应理论知识的船员亲自上船驾驶，因为这是真正的理论与实践相结合，只有这样才能具备航海经验。但也应该看到，一艘轮船价值几千万甚至上亿元，若专门用来让船员来实习的话，成本实在是太高了，而且培训的人数也太少，培训周期也太长了。而且还应该看到，驾驶人员一项非常重要的技能就是要具备处理紧迫局面的能力。比如遇到即将撞船或触礁的时候怎么办？这在实船驾驶中是不大容易培养船员这方面能力的，因为危险局面很少发生（谁都不希望经常发生吧），而一发生就可能造成灾难性的后果。而船员是必须要具备处理紧迫局面的能力的。从这个角度来说，船舶仿真驾驶技术具有实船驾驶无法比拟的优点。正是由于上述因素，国际海事组织(IMO)将航海模拟器作为强制性手段在其成员国中实施。(注：中国是IMO成员国中最高级别的A类理事国)
首先船舶仿真驾驶来训练船员相对于实船训练来说，性能价格比极高，而且非常方便，它能很方便地模拟出实船训练中很少遇到的紧迫局面。教练员可以根据船员的心理特点和训练要求，很容易安排出即将撞船、触礁、搁浅等紧迫局面，这样可以培训船员在危险情况下的操船能力，还有进行遇险通信训练。因此船舶仿真驾驶具有实船驾驶不可替代的优点，当然仿真驾驶也不可能完全替代实船驾驶。船员经过仿真驾驶训练后，再上船实习就能很快掌握实际驾驶技术。所以国际海事组织(IMO)就规定船员在大型船舶驾驶仿真系统训练的时间可以替代实际海上资历，可见仿真技术在船舶驾驶训练中的重要地位。
随着现代信息技术的高速发展，计算机处理速度成倍增长，计算机处理的三维图像及声、光的效果越来越接近于真实世界。也就是说仿真技术所营造的模拟环境起来越逼近真实情况。就船舶仿真驾驶来说，船员所感受的环境已非常接近实际驾驶舱的情形，甚至能造成晕船的效果。
仿真技术发展的另一方向是虚拟现实技术。虚拟现实 ( Virtual Reality,简称VR) 是一种可以创建和体验虚拟世界 (Virtual World) 的计算机系统。其中虚拟世界为全体虚拟环境（Virtual Environment)或给定仿真对象的全体，它是由计算机产生，通过视、听、 触觉等作用，使用户产生身临其境感觉的交互式视景仿真。因此，一个身临其境的虚拟现实系统是由包括计算机图形学、图像处理与模式识别、多传感器、语音处理与音像以及网络等技术所构成的大型综合集成环境。由于它是一门综合性极强的信息技术，目前已在军事、医学、设计和娱乐等领域得到了广泛应用。例如，波音公司曾利用VR技术进行虚拟座舱的布局，实现了完美的实际座舱布局设计。船商公司目前也正在将VR技术用于大型商船的机舱监控管理模拟器。
虚拟现实技术的核心是通过计算机产生一种如同“身临其境”的具有动态、声像功能的三维空间环境，而且使操作者能够进入该环境，直接观测和参与该环境中事物的变化与相互作用。因此，将虚拟现实技术应用于航天仿真研究，不但可以使得该领域内的计算机仿真方法得到完善与发展，而且也将大大提高设计与试验的逼真性、实效性和经济性，具体表现在如下几个方面：
1.人-机界面具有三维立体感，人融于系统，人机浑然一体。 以座舱仪表布局为例，原则上应把最重要且经常查看的仪表放在仪表板中心区域，次重要的仪表放在中心区域以外的地方。这样能减少航天员的眼动次数，降低负荷，同时也让其注意力落在重要仪表上。但究竟哪块仪表放在哪个精确的位置，以及相对距离是否合适，只有通过实验确定。因此利用VR 作为工具设计出相应具有立体感、 逼真性高的排列组合方案，再逐个进行试验，使被试处于其中，仿佛置身于真实的载人航天器座舱仪表板面前，就能达到理想客观的实验效果。
2.继承了现有计算机仿真技术的优点，具有高度的灵活性。 因为它仅需通过修改软件中视景图像有关参数的设置，就可模拟现实世界中物理参数的改变，这样，随着任务的变化，已有的软件再经修改即可满足新任务的要求，所以十分灵活、方便。
3.突破环境限制。现有航天仿真的计算机系统体现不了空间失重环境， 而建立虚拟现实系统，通过虚拟的景象和声响就可以使被试处于太空飞行中实际的载人航天器座舱中，据此展开的相应试验研究具有实际意义。
4.节省研究经费。改用真实的航天器进行相应的试验研究是不可能实现的， 因为耗资巨大，经费条件不允许。而采用虚拟现实技术，由于其研制周期较短，设计修改和改型仅通过软件修改实现，可重复使用，设备损耗低，这样可大大节省经费投入。
随着计算机技术及多媒体技术的高速发展，仿真的效果将越来越逼近于真实情况。可以预见，仿真技术将在各项领域发挥着日益重要的作用。
仿真技术是采用现代计算机技术来模拟展示特定环境的一项高科技技术。它根据现实世界的实际特点来建立数据模型，采用计算机，并与实物操作相结合，使得人们不用到达真实的特定环境就能获得真实环境的感受。仿真技术在各个领域都有着广泛的应用。特别在航空航天、航海领域，仿真技术的应用起着相当重要的作用。
以船舶驾驶为例，大家知道，船舶驾驶是一项非常复杂的“人-机-环境”工程。它不仅要求驾驶人员（即船长、大副等高级船员）具备丰富而扎实的理论知识，更重要的是要具有相当的航海实际经验，才能应付各种紧急情况、保障航行安全。据国际海事组织(IMO)统计，每年发生的撞船、触礁等事故的原因中，90%以上都是人为因素，其中相当部分是因为驾驶人员专业素质不高，不善于处理航行中紧迫局面而造成的。仅由于驾驶人员专业技术问题就能造成千万甚至上亿的损失，可见培养高素质的合格航海人才是多么重要！
船舶驾驶仿真就是采用计算机技术和多媒体技术，再结合驾驶舱内实际操作面板，来营造出类似于实际船舶驾驶舱的真实环境。船员从驾驶台向前看到的海面的情况实际是投影机投射的模拟视景，船员所听到的船舱的各种声音如机器噪声、汽笛声实际是计算机音箱发出的。当船员在驾驶台进行操作时，所看到的视景也根据情况发生变化。就象船员在实船上所感觉到的一样,船员在这种操纵中能获得类似于实船操纵的经验。
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大家也许都认为培训船员唯一方法就是让具备相应理论知识的船员亲自上船驾驶，因为这是真正的理论与实践相结合，只有这样才能具备航海经验。但也应该看到，一艘轮船价值几千万甚至上亿元，若专门用来让船员来实习的话，成本实在是太高了，而且培训的人数也太少，培训周期也太长了。而且还应该看到，驾驶人员一项非常重要的技能就是要具备处理紧迫局面的能力。比如遇到即将撞船或触礁的时候怎么办？这在实船驾驶中是不大容易培养船员这方面能力的，因为危险局面很少发生（谁都不希望经常发生吧），而一发生就可能造成灾难性的后果。而船员是必须要具备处理紧迫局面的能力的。从这个角度来说，船舶仿真驾驶技术具有实船驾驶无法比拟的优点。正是由于上述因素，国际海事组织(IMO)将航海模拟器作为强制性手段在其成员国中实施。(注：中国是IMO成员国中最高级别的A类理事国)
首先船舶仿真驾驶来训练船员相对于实船训练来说，性能价格比极高，而且非常方便，它能很方便地模拟出实船训练中很少遇到的紧迫局面。教练员可以根据船员的心理特点和训练要求，很容易安排出即将撞船、触礁、搁浅等紧迫局面，这样可以培训船员在危险情况下的操船能力，还有进行遇险通信训练。因此船舶仿真驾驶具有实船驾驶不可替代的优点，当然仿真驾驶也不可能完全替代实船驾驶。船员经过仿真驾驶训练后，再上船实习就能很快掌握实际驾驶技术。所以国际海事组织(IMO)就规定船员在大型船舶驾驶仿真系统训练的时间可以替代实际海上资历，可见仿真技术在船舶驾驶训练中的重要地位。
随着现代信息技术的高速发展，计算机处理速度成倍增长，计算机处理的三维图像及声、光的效果越来越接近于真实世界。也就是说仿真技术所营造的模拟环境起来越逼近真实情况。就船舶仿真驾驶来说，船员所感受的环境已非常接近实际驾驶舱的情形，甚至能造成晕船的效果。
仿真技术发展的另一方向是虚拟现实技术。虚拟现实 ( Virtual Reality,简称VR) 是一种可以创建和体验虚拟世界 (Virtual World) 的计算机系统。其中虚拟世界为全体虚拟环境（Virtual Environment)或给定仿真对象的全体，它是由计算机产生，通过视、听、 触觉等作用，使用户产生身临其境感觉的交互式视景仿真。因此，一个身临其境的虚拟现实系统是由包括计算机图形学、图像处理与模式识别、多传感器、语音处理与音像以及网络等技术所构成的大型综合集成环境。由于它是一门综合性极强的信息技术，目前已在军事、医学、设计和娱乐等领域得到了广泛应用。例如，波音公司曾利用VR技术进行虚拟座舱的布局，实现了完美的实际座舱布局设计。船商公司目前也正在将VR技术用于大型商船的机舱监控管理模拟器。
虚拟现实技术的核心是通过计算机产生一种如同“身临其境”的具有动态、声像功能的三维空间环境，而且使操作者能够进入该环境，直接观测和参与该环境中事物的变化与相互作用。因此，将虚拟现实技术应用于航天仿真研究，不但可以使得该领域内的计算机仿真方法得到完善与发展，而且也将大大提高设计与试验的逼真性、实效性和经济性，具体表现在如下几个方面：
1.人-机界面具有三维立体感，人融于系统，人机浑然一体。 以座舱仪表布局为例，原则上应把最重要且经常查看的仪表放在仪表板中心区域，次重要的仪表放在中心区域以外的地方。这样能减少航天员的眼动次数，降低负荷，同时也让其注意力落在重要仪表上。但究竟哪块仪表放在哪个精确的位置，以及相对距离是否合适，只有通过实验确定。因此利用VR 作为工具设计出相应具有立体感、 逼真性高的排列组合方案，再逐个进行试验，使被试处于其中，仿佛置身于真实的载人航天器座舱仪表板面前，就能达到理想客观的实验效果。
2.继承了现有计算机仿真技术的优点，具有高度的灵活性。 因为它仅需通过修改软件中视景图像有关参数的设置，就可模拟现实世界中物理参数的改变，这样，随着任务的变化，已有的软件再经修改即可满足新任务的要求，所以十分灵活、方便。
3.突破环境限制。现有航天仿真的计算机系统体现不了空间失重环境， 而建立虚拟现实系统，通过虚拟的景象和声响就可以使被试处于太空飞行中实际的载人航天器座舱中，据此展开的相应试验研究具有实际意义。
4.节省研究经费。改用真实的航天器进行相应的试验研究是不可能实现的， 因为耗资巨大，经费条件不允许。而采用虚拟现实技术，由于其研制周期较短，设计修改和改型仅通过软件修改实现，可重复使用，设备损耗低，这样可大大节省经费投入。
随着计算机技术及多媒体技术的高速发展，仿真的效果将越来越逼近于真实情况。可以预见，仿真技术将在各项领域发挥着日益重要的作用。英国船商有限公司
仿真技术是采用现代计算机技术来模拟展示特定环境的一项高科技技术。它根据现实世界的实际特点来建立数据模型，采用计算机，并与实物操作相结合，使得人们不用到达真实的特定环境就能获得真实环境的感受。仿真技术在各个领域都有着广泛的应用。特别在航空航天、航海领域，仿真技术的应用起着相当重要的作用。
以船舶驾驶为例，大家知道，船舶驾驶是一项非常复杂的“人-机-环境”工程。它不仅要求驾驶人员（即船长、大副等高级船员）具备丰富而扎实的理论知识，更重要的是要具有相当的航海实际经验，才能应付各种紧急情况、保障航行安全。据国际海事组织(IMO)统计，每年发生的撞船、触礁等事故的原因中，90%以上都是人为因素，其中相当部分是因为驾驶人员专业素质不高，不善于处理航行中紧迫局面而造成的。仅由于驾驶人员专业技术问题就能造成千万甚至上亿的损失，可见培养高素质的合格航海人才是多么重要！
船舶驾驶仿真就是采用计算机技术和多媒体技术，再结合驾驶舱内实际操作面板，来营造出类似于实际船舶驾驶舱的真实环境。船员从驾驶台向前看到的海面的情况实际是投影机投射的模拟视景，船员所听到的船舱的各种声音如机器噪声、汽笛声实际是计算机音箱发出的。当船员在驾驶台进行操作时，所看到的视景也根据情况发生变化。就象船员在实船上所感觉到的一样,船员在这种操纵中能获得类似于实船操纵的经验。
船舶驾驶仿真的关键就是仿真的真实性。一是各项数据模型的准确性，就是当船员进行操纵时，船舶航向航速等的变化要非常接近于真实船舶的情况，否则船员就此获得的错误经验不仅无助于他日后在实际船舶上驾驶工作，反而具有相当的危害。二是仿真环境的真实性，就是船员在模拟驾驶舱所得到的感受尽量逼近真实情况。
大家也许都认为培训船员唯一方法就是让具备相应理论知识的船员亲自上船驾驶，因为这是真正的理论与实践相结合，只有这样才能具备航海经验。但也应该看到，一艘轮船价值几千万甚至上亿元，若专门用来让船员来实习的话，成本实在是太高了，而且培训的人数也太少，培训周期也太长了。而且还应该看到，驾驶人员一项非常重要的技能就是要具备处理紧迫局面的能力。比如遇到即将撞船或触礁的时候怎么办？这在实船驾驶中是不大容易培养船员这方面能力的，因为危险局面很少发生（谁都不希望经常发生吧），而一发生就可能造成灾难性的后果。而船员是必须要具备处理紧迫局面的能力的。从这个角度来说，船舶仿真驾驶技术具有实船驾驶无法比拟的优点。正是由于上述因素，国际海事组织(IMO)将航海模拟器作为强制性手段在其成员国中实施。(注：中国是IMO成员国中最高级别的A类理事国)
首先船舶仿真驾驶来训练船员相对于实船训练来说，性能价格比极高，而且非常方便，它能很方便地模拟出实船训练中很少遇到的紧迫局面。教练员可以根据船员的心理特点和训练要求，很容易安排出即将撞船、触礁、搁浅等紧迫局面，这样可以培训船员在危险情况下的操船能力，还有进行遇险通信训练。因此船舶仿真驾驶具有实船驾驶不可替代的优点，当然仿真驾驶也不可能完全替代实船驾驶。船员经过仿真驾驶训练后，再上船实习就能很快掌握实际驾驶技术。所以国际海事组织(IMO)就规定船员在大型船舶驾驶仿真系统训练的时间可以替代实际海上资历，可见仿真技术在船舶驾驶训练中的重要地位。
随着现代信息技术的高速发展，计算机处理速度成倍增长，计算机处理的三维图像及声、光的效果越来越接近于真实世界。也就是说仿真技术所营造的模拟环境起来越逼近真实情况。就船舶仿真驾驶来说，船员所感受的环境已非常接近实际驾驶舱的情形，甚至能造成晕船的效果。
仿真技术发展的另一方向是虚拟现实技术。虚拟现实 ( Virtual Reality,简称VR) 是一种可以创建和体验虚拟世界 (Virtual World) 的计算机系统。其中虚拟世界为全体虚拟环境（Virtual Environment)或给定仿真对象的全体，它是由计算机产生，通过视、听、 触觉等作用，使用户产生身临其境感觉的交互式视景仿真。因此，一个身临其境的虚拟现实系统是由包括计算机图形学、图像处理与模式识别、多传感器、语音处理与音像以及网络等技术所构成的大型综合集成环境。由于它是一门综合性极强的信息技术，目前已在军事、医学、设计和娱乐等领域得到了广泛应用。例如，波音公司曾利用VR技术进行虚拟座舱的布局，实现了完美的实际座舱布局设计。船商公司目前也正在将VR技术用于大型商船的机舱监控管理模拟器。
虚拟现实技术的核心是通过计算机产生一种如同“身临其境”的具有动态、声像功能的三维空间环境，而且使操作者能够进入该环境，直接观测和参与该环境中事物的变化与相互作用。因此，将虚拟现实技术应用于航天仿真研究，不但可以使得该领域内的计算机仿真方法得到完善与发展，而且也将大大提高设计与试验的逼真性、实效性和经济性，具体表现在如下几个方面：
1.人-机界面具有三维立体感，人融于系统，人机浑然一体。 以座舱仪表布局为例，原则上应把最重要且经常查看的仪表放在仪表板中心区域，次重要的仪表放在中心区域以外的地方。这样能减少航天员的眼动次数，降低负荷，同时也让其注意力落在重要仪表上。但究竟哪块仪表放在哪个精确的位置，以及相对距离是否合适，只有通过实验确定。因此利用VR 作为工具设计出相应具有立体感、 逼真性高的排列组合方案，再逐个进行试验，使被试处于其中，仿佛置身于真实的载人航天器座舱仪表板面前，就能达到理想客观的实验效果。
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3.突破环境限制。现有航天仿真的计算机系统体现不了空间失重环境， 而建立虚拟现实系统，通过虚拟的景象和声响就可以使被试处于太空飞行中实际的载人航天器座舱中，据此展开的相应试验研究具有实际意义。
4.节省研究经费。改用真实的航天器进行相应的试验研究是不可能实现的， 因为耗资巨大，经费条件不允许。而采用虚拟现实技术，由于其研制周期较短，设计修改和改型仅通过软件修改实现，可重复使用，设备损耗低，这样可大大节省经费投入。
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