Виртуальная реальность. Компьютерная графика в интегрированной САПР

Компьютерная графика в интегрированной САПР

Общий цикл разработки какого-либо промышленного изделия, будь то радиатор батареи центрального отопления или же самолет можно представить в виде схемы, показанной на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Общий цикл разработки изделия

Естественно, что могут выполняться возвраты на повторное выполнение общего цикла, начиная с некоторого этапа.

Виртуальная реальность – новейшее направление приложений компьютерной графики, позволяющее имитировать окружающую действительность с новым уровнем взаимодействия человек – ЭВМ. Основа систем виртуальной реальности – высокопроизводительная графическая рабочая станция, обладающая достаточным быстродействием и изобразительными возможностями для формирования высокореалистичных цветных полутоновых изображений. Устройства отображения в различных системах могут быть самыми различными – от обычных мониторов высокого разрешения до экранов во всю стену, используемых в имитаторах боевых действий, или же стереоскопических систем отображения, в том числе и в виде специальных очков, вмонтированных в шлем, надеваемый на голову.

Одно из важнейших отличий систем виртуальной реальности от других систем отображения – наличие средств воздействия не только на зрение, но и на другие органы чувств. В первую очередь это системы стереозвука, имитирующие требуемое распределение и интенсивности источников звука в пространстве. Наиболее дорогие системы обеспечивают воздействие и на осязание за счет использования специальных шлемов, перчаток и костюмов, которые за счет встроенных в них устройств не только определяют положение головы, направление взгляда, положение рук, пальцев, тела, но и имитируют прикосновения, сопротивление или «податливость» ручек и т.д. Можно почувствовать прикосновение к объекту, существующему лишь в памяти компьютера! Осталось сымитировать запахи.

В настоящее время системы виртуальной реальности очень дороги. Самые дешевые стоят около 20 тыс. долларов, более совершенные системы – около 100 тысяч долларов. Профессиональная перчатка для систем виртуальной реальности «дейта-глав», оборудованная датчиками положения, стоит $ 8800, ее упрощенный вариант для видеоигр – «пауэр-глав» стоит $ 99 и позволяет играющим действовать без мышки и клавиш – просто мановением руки.

Из-за большой сложности и дороговизны разработка систем виртуальной реальности во всем мире финансируется, в основном, по военным программам. Первые шаги в этом направлении были сделаны еще в 60-е годы при разработке компьютерных тренажеров для летчиков. Но в них обеспечивалось воздействие только на зрение. К таким системам, например, принадлежат системы «Аксай» и «Альбатрос», разработанные Институтом Автоматики и электрометрии. Известны также и т.н. полунатурные системы моделирования, имитирующие вибрации, тряску и эволюции самолета и работу бортового оборудования. Обучаемый при этом находится в кабине самолета, укрепленной на системе перемещающихся направляющих. Конечно, тренажеры очень дороги, так только один специальный шлем в тренажерах для военных летчиков стоит около 1 млн. долларов.

Сейчас работы по виртуальной реальности рассматриваются как главное направление развития компьютерной отрасли в будущем, которое окажет важное влияние на конкурентоспособность стран.