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3D(三维)数字仿真,一般也称虚拟仿真,主要是通过计算机技术生成一个无限逼近现实的虚拟环境 ,该环境中存在视、听、触、味等多种感知,用户则通过各种传感器设备接收自身自然反应的行为、活动,从而实现与虚拟世界中的物体产生联系的一种技术。

3D数字仿真技术一般具备三个特点:

  • 沉浸感:由于3D数字仿真技术创造出了一个虚拟的现实世界,单从视觉效果上来看,用户很容易产生一种置身于这种虚拟环境的感受。
  • 多感知性:虽然目前的3D数字仿真技术能够实现的感知只有视觉、听觉发展的比较成熟。但是理想状态下,3D数字仿真技术还应该具备味觉、嗅觉以及触觉等在现实生活中存在的多种人类感知行为,为人类营造一个真正逼近现实的虚拟环境。
  • 交互性:所谓交互性是指用户可与虚拟环境中的实体进行交流、操作等行为,而且通过这些行为可以得到实时的反馈。

3D数字仿真技术发展 

进入21世纪以来,随着计算机技术的大量普及,3D数字仿真技术也随之进入了快速的发展时期。作为该技术的发源地,美国目前在该技术领域依然处于世界领先地位,于 2007年率先提出六方沉浸体验虚拟现实系统,并期望达到 1亿像素的显示效果。这项技术被美国业界认为是下一世纪重要竞争技术,一些大型的公司,像波音、福特等公司均有对应的大型研发中心。我国虽然起步较晚,但是许多高校、企业也都在积极研制3D数字仿真技术,目前也都取得 了十分显著的进步。

3D数字仿真技术提供的城市服务探究 

1 城市建设领域

随着房地产行业的竞争越来越激烈,房地产厂商主要宣传的要点包括:地理位置 、社区规划、户型设计等。然而目前对于户型的空间设计等方面发展已经很难再有革命性的突,一些厂商的宣传手段还仅限于条幅、实物模型等。但是随着社会的发展,人们希望能够更加直观、快捷、方便地看到整个楼盘的详细信息。传统的手段无法满足这些需求,而3D数字仿真技术,这一专注于营造仿真环境的技术就得到了广泛的应用。房地产厂商通过制作一些建筑动画,直观地展现小区虚拟场景、楼盘样式、以及三维虚拟样板房等。通过使用这些 3D动画作为宣传手段,能够让居民非常直观的体验、感受到住房的样子,能取得非常好的宣传效果。

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2 工业领域

像汽车、医疗器械等一些与人们生活息息相关的工业产 品,一般在最终上市之前都会进行严格的检验。之前由于技术水平有限,只有等到产品研发出来之后才能进行相关的检验,一旦产品出现问题势必造成大量资源的浪费。随着3D数字仿真技术的产生,技术人员可将设计出来的产品进行虚拟实验,既可以将设计出来的产品整体、空间构造都非常详细地展现出来,而且还可以通过虚拟现实技术,在虚拟的环境中对这些产品进行安全、事故模拟实验。像汽车行业,一般会利用3D数字仿真技术进行车辆撞击事故模拟;在煤矿产业,一般利用3D数字仿真技术进行安全生产实验,确定最终的安全挖掘方案等。

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3 事故灾害模拟

传统的事故分析都是通过事故现场照片或者是现场遗留下来痕迹等来进行相关的判断,但是这种缺乏动态模拟过程的分析方式缺乏直观性。而事故一旦发生,通常会伴随着赔偿、处罚等后续事件,如果能够完全还原当时的情景,有助于相关负责人十分方便、快捷、准确的处理相关事故。目前已经开展的研究内容包括:桥梁坍塌事故分析、交通事故分析、火灾事故分析等。其中交通事故分析发展相对的较为成熟,而且现在已经有很多交通管理部门引进这些技术,对交通事故进行模拟还原,从而对发生当事人进行相关责任判断。

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4 施工演示

目前国家各项基础设施建设正在如火如荼的进行中,面对这些大型的工程项目,以前只能通过工程图纸或简单的模型等形式进行展示。对于缺乏足够的空间想象能力或者项目新手来说,很难去想象到整个工程中每个实物的具体样式,而3D数字真技术大到整体效果,小到部件的构造等,可以非常逼真的展示工程项目实景。不仅方便进行施工演示,而且在进行工程汇报时,也可以非常具体的展示当前的具体施工状况,以及与完整项目之间的差距等。

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3D数字仿真技术,随着计算机技术的快速发展,正处在高速发展的阶段,以其独特的方式改善人们的生活、学习和工作方式。除上述提到的一些应用领域之外,3D数字仿真技术还有许多其它的应用领域,而且随着5G时代的到来,还会产生更多的新的应用领域。