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《阿凡達》自上映以來一直受到大家的追捧,影片之所以如此火爆,其最大的原因莫過於3D技術的應用,全片60%的鏡頭是由計算機生成的圖像完成,超越了以往的計算機生成角色。《阿凡達》主角傑克的“納美人化身”,還有潘多拉星球上的“土著納美人”,無論從動作和神情,都高度逼真,以至於觀眾會在觀看過程中忘記這些場景是製作而成。
3D技術在市場上發展已經有了幾十年的曆史,真正應用於民用領域也有了多年。隨著3D電影進入生活,人們對3D技術也感覺不再陌生,而究竟什麼是3D技術?3D是three-dimensional的縮寫,就是三維圖形。而3D技術就是虛擬三維的技術,通過利用計算機的運算達到視覺、聽覺等方麵立體效果的一種技術。在電影中實現的3D效果就是利用雙眼立體視覺原理,使觀眾能從銀幕上獲得三維空間感視覺影像的電影。隨著科技的進步和人們對物質文化需求的增加,3D技術將是未來的發展趨勢,人們的日常生活中將更多地滲入3D技術。
科幻常常帶給人們靈感,進而促進科技的發展,多年前我們都認為那隻是幻想的東西現在很多已經成為現實。3D技術應歸於虛擬現實技術,虛擬現實(Virtual Reality,簡稱VR,又譯作靈境、幻真)是近年來出現的高新技術,也稱靈境技術或人工環境。虛擬現實是利用電腦模擬產生一個三維空間的虛擬世界,提供使用者關於視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬,讓使用者如同身臨其境一般,可以及時、沒(mei)有(you)限(xian)製(zhi)地(di)觀(guan)察(cha)三(san)度(du)空(kong)間(jian)內(nei)的(de)事(shi)物(wu)。概(gai)括(kuo)地(di)說(shuo),虛(xu)擬(ni)現(xian)實(shi)是(shi)人(ren)們(men)通(tong)過(guo)計(ji)算(suan)機(ji)對(dui)複(fu)雜(za)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)可(ke)視(shi)化(hua)操(cao)作(zuo)與(yu)交(jiao)互(hu)的(de)一(yi)種(zhong)全(quan)新(xin)方(fang)式(shi),與(yu)傳(chuan)統(tong)的(de)人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)以(yi)及(ji)流(liu)行(xing)的(de)視(shi)窗(chuang)操(cao)作(zuo)相(xiang)比(bi),虛(xu)擬(ni)現(xian)實(shi)在(zai)技(ji)術(shu)思(si)想(xiang)上(shang)有(you)了(le)質(zhi)的(de)飛(fei)躍(yue)。虛(xu)擬(ni)現(xian)實(shi)中(zhong)的(de)“現實”是shi泛fan指zhi在zai物wu理li意yi義yi上shang或huo功gong能neng意yi義yi上shang存cun在zai於yu世shi界jie上shang的de任ren何he事shi物wu或huo環huan境jing,它ta可ke以yi是shi實shi際ji上shang可ke實shi現xian的de,也ye可ke以yi是shi實shi際ji上shang難nan以yi實shi現xian的de或huo根gen本ben無wu法fa實shi現xian的de。而er“虛擬”是指用計算機生成的意思。因此,虛擬現實是指用計算機生成的一種特殊環境,人可以通過使用各種特殊裝置將自己“投射”到這個環境中,並操作、控製環境,實現特殊的目的,即人是這種環境的主宰。
虛擬現實技術的應用很廣泛,在娛樂業,如前麵所說的3D電影,近年很受年輕人歡迎的3D遊戲,在軍事和航空方麵,人們通過特殊設備虛擬訓練,一方麵減少了訓練成本,一方麵減少了訓練時產生的意外事故。
在(zai)工(gong)控(kong)領(ling)域(yu)也(ye)有(you)所(suo)應(ying)用(yong),但(dan)效(xiao)果(guo)並(bing)不(bu)是(shi)很(hen)好(hao),這(zhe)一(yi)方(fang)麵(mian)由(you)於(yu)工(gong)業(ye)的(de)特(te)殊(shu)性(xing),另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)也(ye)取(qu)決(jue)於(yu)計(ji)算(suan)機(ji)的(de)發(fa)展(zhan)程(cheng)度(du),不(bu)過(guo)根(gen)據(ju)當(dang)前(qian)科(ke)技(ji)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)可(ke)以(yi)看(kan)到(dao),3D技術將在工業自動化領域得到廣泛和深入的應用。
由“3D電影”讓(rang)我(wo)聯(lian)想(xiang)到(dao)組(zu)態(tai)軟(ruan)件(jian),組(zu)態(tai)軟(ruan)件(jian)是(shi)搭(da)建(jian)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)的(de)一(yi)種(zhong)便(bian)於(yu)使(shi)用(yong)的(de)開(kai)發(fa)工(gong)具(ju),開(kai)發(fa)人(ren)員(yuan)通(tong)過(guo)組(zu)態(tai)軟(ruan)件(jian)提(ti)供(gong)的(de)各(ge)種(zhong)圖(tu)形(xing)來(lai)模(mo)擬(ni)現(xian)實(shi)中(zhong)的(de)事(shi)物(wu),從(cong)而(er)使(shi)操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)通(tong)過(guo)計(ji)算(suan)機(ji)直(zhi)觀(guan)地(di)完(wan)成(cheng)對(dui)現(xian)場(chang)設(she)備(bei)的(de)監(jian)控(kong)工(gong)作(zuo)。在(zai)傳(chuan)統(tong)的(de)組(zu)態(tai)軟(ruan)件(jian)中(zhong),大(da)多(duo)采(cai)用(yong)2D畫麵,並不能很直觀的反應工藝流程,互動性也不是很好,讓人感覺比較死板。如果將“3D技術”引入到組態軟件中會是怎樣的效果呢?有一款遊戲叫“工業大亨”,在遊戲中玩家扮演創業者的角色,通過對遊戲中的虛擬的公司或工廠的經營來尋求發展,盡管這個遊戲是2D的,主要體現的也是宏觀上的管理工作,但我們也可以將其理念引入“3D工控”領域。以過程控製為例,我們可以在電腦中虛擬一條3D生產線作為場景,就像我們玩的3D遊戲中的地圖一樣,再虛擬一些3D的de設she備bei,將jiang其qi組zu裝zhuang到dao生sheng產chan線xian上shang,這zhe些xie過guo程cheng可ke以yi使shi用yong一yi些xie專zhuan用yong設she備bei以yi使shi虛xu擬ni的de效xiao果guo更geng逼bi真zhen。我wo們men知zhi道dao組zu態tai軟ruan件jian非fei常chang重zhong要yao的de一yi點dian是shi對dui現xian場chang數shu據ju的de采cai集ji和he命ming令ling的de下xia達da,在zai“3D組態軟件”中同樣不可少,我們抽象的3D工業設備應具有更強的交互能力。這樣操作人員就像看3D電(dian)影(ying)一(yi)樣(yang)完(wan)成(cheng)對(dui)工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)的(de)控(kong)製(zhi),這(zhe)對(dui)一(yi)些(xie)有(you)經(jing)驗(yan)的(de)現(xian)場(chang)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)更(geng)為(wei)有(you)利(li),現(xian)場(chang)的(de)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)一(yi)般(ban)都(dou)是(shi)通(tong)過(guo)對(dui)現(xian)場(chang)情(qing)況(kuang)的(de)觀(guan)察(cha),憑(ping)借(jie)自(zi)己(ji)的(de)經(jing)驗(yan)做(zuo)出(chu)相(xiang)應(ying)的(de)動(dong)作(zuo),如(ru)果(guo)有(you)了(le)3D監控軟件,因其高仿真特性,這些人員就不必親臨現場進行觀察,保證了工作人員的安全性和舒適性。可想而知,3D技術能讓人的智能與機器進一步結合,從而達到更好的控製效果,我想這樣的3D技術對工控行業的發展有更大的促進作用。
虛擬現實技術需要各個領域的共同發展才能達到實用的目的,尤其在組態軟件中,要做到讓客戶可以自行組建3D模型仍然有些難度,所以,開發3D組態軟件還需要很長一段過程,不過也許在不久的將來,世紀星組態軟件將會帶給用戶非凡的“3D體驗”。■
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