Раздел 4, Компьютерная графика и геометрическое моделирование

производства было сокращено до 60 тыс. ч/д. Цикл разработки

типового фюзеляжа сократился с 4 лет до 1,5—2 лет.

4 . 1 0 . Виртуальная реальность

и виртуальная инженерия

Виртуальная реальность (BP, virtual reality, VR) является одним

из самых перспективных и зрелищных приложений компьютер­

ной графики и геометрического моделирования [32, 38].

Фотореалистические изображения и анимация, создаваемые

с помощью компьютерных технических средств, позволяют ди­

намически представить объемные геометрические модели и соз­

дать у человека иллюзию визуального контакта с материальны­

ми объектами. Графические модели, дополненные мультимедиа

и специальными техническими приспособлениями, составляют

в своем комплексе средства виртуальной реальности, которые

обеспечивают «погружение» пользователя в компьютерную сре­

ду. Технологии BP поддерживают динамическое интерактивное

взаимодействие с пользователем, создающее эффект присут­

ствия человека в объемном «киберпространстве».

Виртуальную реальность можно определить как реалистиче­

скую имитацию искусственной компьютерной среды (виртуаль­

ного мира), передаваемую пользователю автоматизированной

системы через привычные для его восприятия ощущения мате­

риального мира, комплексно воздействующие на зрение, слух,

осязание и другие органы чувств человека. Новое качество при­

менения BP в технике создается за счет синергетического эффек­

та сочетания возможностей компьютерной графики, мультиме­

диа, геометрического и инженерно-физического моделирования

изделий и окружающих их объектов материального мира.

Виртуальная реальность, как правило, предполагает инте­

рактивный характер взаимодействия пользователя с компьюте­

ром и играет роль своеобразной интерфейсной среды приклад­

ной автоматизированной системы, позволяющей пользователю

управлять программно реализуемыми событиями. В этом случае

обеспечивается взаимодействие человека с виртуальными объ-

236

4.10. Виртуальная реальность и виртуальная инженерия

ектами в режиме реального времени, дающее эффект непосред-

ственного участия пользователя в моделируемых графических

сценах и процессах.

Впервые термин «виртуальная реальность» был использован

Массачусетском Технологическом Институте в конце 70-х гг.

прошлого века, чтобы описать технологию интерактивной ра­

боты 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 челове­

ка - компьютерных тренажеров. Область их применения очень

обширна: подготовка пилотов, водителей транспортных средств,

космонавтов, авиадиспетчеров, операторов автоматизирован­

ных систем и т.д.

Наиболее массовыми и распространенными примерами ис­

пользования BP можно считать компьютерные программы для

развлечения и отдыха - всем известные компьютерные игры.

Несмотря на легкость жанра, компьютерные игры в настоящее

время составляют значительную часть компьютерного бизнеса,

который в свою очередь служит питательной средой для даль­

нейшего развития технических средств и технологий компью­

терной графики, да и самой виртуальной реальности. А лучшие

из компьютерных игр, которые обладают определенными учеб­

ными свойствами, могут уже рассматриваться как тренажеры

начального уровня. Например, передовыми с технической точки

зрения были и остаются авиационные и автомобильные игры-

имитаторы. Очень серьезным направлением применения вирту­

альной реальности являются системы управления техническими

объектами как гражданского, так и военного назначения. На­

пример, системы управления движением на транспорте и воору­

жением на военных самолетах.

Технические устройства, используемые в системах виртуаль­

ной реальности, могут быть самыми различными - от обычных

компьютерных мониторов до стереоскопических систем отобра­

жения, вмонтированных в специальный шлем. Первоначально

в них обеспечивалось воздействие только на зрение пользова-

теля. Затем были добавлены звуки, тактильные реакции на ор­

ганах управления. Современные тренажеры могут имитировать

237