二、仿真技术

VR 是一个技术综合的产物，它包含了许多内容。其中仿真技术是虚拟现实 技术的基础。 

2.1 仿真技术的介绍[8]

 计算机仿真技术是一个复杂的综合技术，它是一个以计算机科学、系统 科学、控制理论和应用领域有关的的专业技术为基础，以计算机为工具的，利用 系统模型对实际或设想的系统进行分析的新兴技术。它综合了计算机技术、图形 技术、网络、控制技术等，是现代工程系统分析的重要工具。因为其方便、安全、 可靠性高而受到现代技术人员的追捧。 

2.1.1 仿真要素及分类

在仿真中，主要有三个要素：系统、模型和计算机。其中系统是研究的对象， 模型是系统的抽象，计算机是仿真的平台。整个仿真就在这三个要素之间进行。 

①系统(system) 

  系统是客观世界中有相互连接、相互影响且有各自的行为规律的有机组成。 系统可以泛指整个人类社会以及自然界的一切现象。 

②模型 

  模型是抽象的，是对系统的抽象。也可以说是对系统的高度概括。在系统 中，模型可以有多种，一般将其分为：物理模型、概念模型、数学模型和仿真模 型。每个模型都有各自的特点。这里主要用到是数学模型和仿真模型。 

③仿真计算机 

  计算机主要是用来仿真模型解算的，是仿真的载体。随着科学技术的发展， 计算机经历了模拟计算机、混合计算机和数字计算机。 

  在仿真中，我们遇到的多数系统都连续系统仿真。这种系统主要是在时间 上是连续变化的。其中又因为与空间位置变化是否有关，又分为集中参数型连续 系统和分散参数型连续系统。 

2.1.2 模型

模型是仿真中一个十分重要的概念。模型揭露了原型的形态、特征和本质。 模型方法是越来越重要被人们所重视的方法。在计算机仿真中，重要的模型主要 是：数学模型和仿真模型[9]。 

数学模型：采用了数学模型和数学关系式对实体内在的运动规律和外部重要 关系的抽象描述。 

仿真模型：将数学模型通过某种数字仿真算法将其转换成能在计算机上运行 的数字模型。从此可以看出仿真模型与编程语言和算法有关。 

从上面可以看出这两种模型在本质上是一致的，只不过展现的形式不一样。 仿真模型的建立是以数学模型为基础的。

2.2 运动仿真理论基础[10]

仿真的发展是伴随着计算机技术、图像技术的发展而前进的。而且随着虚拟 计术的发展需求，人们更加喜欢一种可视化的仿真。虽然数学模型仿真可以得到 精确结果，但人们对系统的运动有时更需要一种直观的感觉。 

在近几年中兴起。各种三维软件也层出不穷。比如说：CAD、proe、UG 和 3DMAX 等，这些软件各有自己的特色和不足之处。本课题中，使用的是 3DMAX 软件，使 用这个软件，主要是因为其建模比较方便，不像其他软件需要较高的绘图技术， 同时运动效果好，易上手。满足本课题的需要。

3DMAX 最成功的地方就是它的图形构造很有特色。而且动态效果也是属于其 中的娇娇者。而 3DMAX 是以 OpenGL 为基础的，它的功能是借助 OpenGL 及其图形 生成法实现的。

OpenGL[11]是一个开发工具，它是以数学知识（三角学、线性代数、微分几何 等）为基础，用编程语言在电脑实现三维动画展示的。因而具有数据、函数和语 法。这里主要是要运用其绘制图形以及运动变换。 文献综述