虚拟世界变为现实

虚拟世界变为现实

NVision 成立于 1988 年，最早作为弗吉尼亚州 McLean 的高级技术系统（ Advanced Technology Systems) 的运作小组，负责阴极射线管（ CRT ）的小型化工作。该项工作是美国国家航空和航天局（ NASA) 的 High Alpha Aircraft 座舱设计计划的一部分。 1991 年，该小组成功地完成了头戴式显示（ HMD ）项目，因此改为 Datavisor 小组。他们先开发了单色预报器，随后又推出了全色 Datavisor 9c HMD 。 1994 年， n-Vision 组建为一个独立的实体，它首先推出了 Datavisor 10x 产品，后来又把它改进为 Datavisor VGA/HiRes 。

Datavisor VGA/HiRes 是一套全色 HMD 系统，它由一个安装在重量很轻的铸模塑料外壳内的光学和电子元件组成，重 56 盎司，看起来象一台美观的便携式电脑，中间有一个脑袋大小的开口。它可以象普通面盔一样戴在头上，固定在耳朵和眼睛的位置，重心得到平衡。它有一个可调的框架，用来适应不同的佩带者。用手调整焦距和瞳孔距离（ IPD ）。向前直看时，佩带者会看到虚拟世界，它的信号是通过接驳在 HMD 后面的电缆从桌面控制装置传来的。当接入其它设备后，使用者能与模拟环境进行交流 -- 四处移动，接触和使用物品，并能学习如何执行新任务。

VGA/HiRes装置能为用户提供78度的视角范围，而新Datavisor 80则能提供120度的视角范围，也就是说，在8英尺的距离外可以看到一个14英尺宽的屏幕。NASA正是使用了Datavisor80，以培训宇航员如何在太空中行走和工作。

该设备已列入 NASA 所需的产品清单，而 n-Vision 也接受了为 NASA 提供他们所需 HMD 这一挑战。用户要求最广的视角和最高的分辨率。 NASA 对与这两个参数有关的性能要求也非常严格。我们认为，在光学上是可以做得到。但真正的困难在于，能否把它做成可以戴在一个人头上呢？这才是真正的挑战 -- 作为一个可用的整体，达到要求的性能 --n-Vision 总裁 Christopher Lewis 说。

两个光学臂是 Datavisor80 的关键设计部件，每个光学臂都包括一个小型化 CRT 、几个液晶彩色光阀以及一个与一组透镜和一个反射镜成一定角度的棱镜。对来自 CRT 聚焦光线要求的公差很精确，并且，还要求把 11 个透镜准确地安排到一个单独的部件中。

在公司已开发出能满足 NASA 在高分辨率、宽视角和最低程度的眼睛疲劳等方面的严格要求的光学和显示系统后，接下来的问题便是，应怎样把两个光学臂 -- 金属、塑料和玻璃组成的相对较重的部件 -- 安装到一个重量小于五磅的耳机上，并且戴起来很舒服。

新泽西州ION Design of Edgewater的工业设计师和n-Vision公司联合设计了固定光学部件的外壳。设计出来Datavisor 80看起来象一顶带有两个目镜的王冠。CRT护罩水平固定在头部两侧左右两边的镜筒向下伸到眼睛的位置。ION使用一个人头IGES文件来为光学臂定位，为了调整光学部件的出射光瞳，他们采用了PTC的Pro/ENGINEER自动产品开发软件建立了一些人的眼球模型。

提交给 NASA 的系统样机包含了来自 19 家供货商约 70 个不同的零件。“所有这些零件都要配合良好，” n-Visions 公司产品开发工程师 Minoo Bablani 说。“在所有零件都齐备的情况下，我们制造第一个样机时花了三、四天时间。它配合得很好，所有人都很激动，尤其是视角范围和分辨率令人十分满意。使用 Pro/ENGINEER ，我们可以看到耳机将会是什么样以及它配合得怎样；但是，没有人能够描绘出我们 Datavisor 80 戴到头上看到画面后会有怎样的感受。那种高清晰度和宽视角画面所带来的视觉感受正好验证了产品概念、团队合作以及我们那套功能强大、能 HMD 系统中的所有部件精确建模的 CAD 系统。”

NASA 仍将继续使用 n-Vision 的 HMD 系统。在火星探路者执行任务时， NASA 就使用了 PTC 的虚拟双筒望远镜，通过接驳至旅居者的立体摄象机来观察火星的风景。

Source: http://www.ptc.com/china