Технология - виртуальная, результат - реальный

сложную в техническом плане продукцию, поскольку использование виртуальных моделей обещает существенно снизить затраты на создание дорогостоящих физических макетов.

Термин "виртуальная реальность", предложенный в 1989 году, обозначает искусственный трехмерный мир - киберпространство, созданное с помощью компьютера и воспринимаемое человеком посредством специальных устройств. Такие "синтетические среды" отличаются от обычных компьютерных анимаций более точным воспроизведением деталей и работой в режиме реального времени. В случае виртуальной реальности человек видит не изображение объекта на плоском экране монитора, но воспринимает объект объемно, точно так же, как это обычно происходит в реальном мире. При этом помимо зрения могут быть задействованы и другие органы чувств человека, что обеспечивает более полное его погружение в виртуальную реальность.

В зависимости от характера взаимодействия человека с виртуальной средой специалисты выделяют три ее вида: пассивную, исследовательскую и активную. Как следует из названия, в пассивной среде человек является простым зрителем: он получает информацию о виртуальной реальности, но не может управлять ею. Исследовательская виртуальная среда позволяет не только наблюдать, но и перемещаться внутри нее. Активная среда дает возможность взаимодействовать с ней, изменяя ее по своему усмотрению. Например, попав в салон виртуального самолета, вы можете включить освещение.

Несмотря на то что многие связывают виртуальную реальность с играми и другими развлечениями, она - в качестве специального вида моделирования - представляет практический интерес для промышленных предприятий. Согласно подготовленному в 1995 году отчету американского национального совета по научно-исследовательским работам, посвященному виртуальной реальности, проектирование, производство и маркетинг - наряду с медициной, здравоохранением, обучением - представляют собой наиболее перспективные сферы применения этой технологии.

Позволяя с одинаковым успехом моделировать вполне осязаемые, а также более абстрактные объекты (например, магнитные поля или турбулентные потоки), технология виртуальной реальности помогает воспроизвести весь производственный процесс, от разработки концепции изделия до этапа его эксплуатации. При этом виртуальная реальность обеспечивает, как правило, создание более сложных моделей, чем при использовании других методов. Например, при работе с виртуальной моделью двигателя его корпус можно сделать прозрачным с тем, чтобы было видно внутреннее устройство двигателя.

С помощью технологии виртуальной реальности пользователи могут определять конфигурацию, испытывать и оптимизировать продукты или процессы, например работу сборочной линии. Следование этой технологии дает возможность уменьшать расход материалов и времени, необходимых для создания физических прототипов. Имитация при обучении прежде использовалась исключительно в летных тренажерах, теперь она может встретиться и при обучении рабочих-сборщиков или операторов ядерных реакторов.

Особое внимание промышленные фирмы обратили на возможность использования систем виртуальной реальности для обучения своего персонала. Наличие таких систем позволяет проводить массовое обучение в любое удобное время в большом количестве удаленных друг от друга мест. Например, компания Motorola использует системы виртуальной реальности для этих целей с 1994 года. Вместо того чтобы посылать своих инструкторов на "раскиданные" по всему миру предприятия, компания стала развертывать на них локальные "виртуальные миры", каждый из которых обходится в сумму от 30 до 100 тыс. долл. Тем не менее Motorola рассчитывает на десятикратную экономию средств, поскольку виртуальные модели могут быть легко модифицированы, например, при замене оборудования или найме новых рабочих.

Любая виртуальная реальность представляет собой комплекс аппаратных и программных средств, относящийся к одному из следующих классов, которые различаются способом погружения: виртуальная реальность с использованием сенсорных устройств, проекционного оборудования, имитаторов и настольного монитора.

Первым устройством, обеспечивающим его обладателю погружение в виртуальную реальность, был головной дисплей (head-mounted display). В 1965 году его продемонстрировал Айвэн Сазерленд, однако коммерческим продуктом головные дисплеи стали только в 1989 году (устройства EyePhone компании VPL Research и CrystalEyes компании StereoGraphics). Обычный головной дисплей содержит два миниатюрных экрана и оптическую систему, формирующую перед глазами пользователя стереоизображение. Специальное устройство непрерывно отслеживает ориентацию головы человека, тем самым позволяя компьютеру, генерирующему изображение, согласовывать ее положение с видимым изображением.

Несмотря на то что до сегодняшнего дня виртуальные миры воспринимаются в основном как визуальные, еще в 1985 году один из исследовательских центров NASA изготовил рабочую станцию VIEW (Virtual Interface Environment Workstation), объединившую головной дисплей, информационную перчатку (data glove), распознавание речи, объемный звук, компьютерную графику и видеоизображения.

Так как использование головных дисплеев оказалось сопряжено с рядом неудобств, были разработаны альтернативные концепции погружения в виртуальные среды. Одна из наиболее эффективных - CAVE (Cave Automatic Virtual Environment).

Система CAVE была создана в лаборатории электронных средств визуализации Университета штата Иллинойс, занимающейся исследованиями в области интерактивной компьютерной графики. С момента своего основания в 1973 году лаборатория предложила в этой области ряд новых решений. В середине 70-х годов разработанное ею аппаратное и программное обеспечение использовалось для создания компьютерной анимации в первом фильме о звездных войнах. В 1976 году сотрудники лаборатории разработали недорогую и легкую "информационную перчатку", позволявшую контролировать движения руки. В конце 80-х годов лаборатория начала заниматься технологией виртуальной реальности, и это направление исследований в настоящее время остается для нее основным.

Система CAVE рассчитана на восприятие виртуальной реальности сразу многими пользователями. Она представляет собой аудиторию в форме куба с ребром около 3 м, оснащенную тремя проекционными экранами, на которых с помощью трех проекторов Electrohome Marquis 8000 с разрешением 1024x768 (при частоте 96 Гц) создается непрерывная панорама с разрешением 2000x2000. Изображение, проецируемое на две стены и пол комнаты, рассматривается с помощью питаемых от батарейки стереоочков Crystal Eyes с ЖК-шторками, которые поочередно с частотой 60 Гц закрывают то один, то другой глаз. Работой проекторов управляет суперкомпьютер Onyx компании Silicon Graphics (SGI) с тремя модулями Reality Engine.

В настоящее время система способна следить только за одним человеком, поэтому среди зрителей выбирается "лидер". На него надевается легкий шлем, а в руках он держит "жезл" (трехмерный эквивалент мыши), с помощью которого осуществляется навигация в CAVE. (При этом управление жезлом определяется используемым приложением: различные кнопки или движения отвечают за выполнение различных операций - выбор объекта, перемещение, изменение режима отображения.) Положение головы и руки лидера отслеживается с использованием средства Flock of Birds компании Ascension Technologies. Сигналы с соответствующих датчиков подаются на компьютер, который согласует положение человека с проецируемыми изображениями. Другие зрители, находящиеся в помещении, с помощью стереоочков видят изображение как бы его глазами.

Наиболее известный пример использования системы CAVE - компания Caterpillar, успехи которой в 1996 году были отмечены наградой Computerworld Smithsonian Awards в категории "Производство". Производитель землеройного оборудования Caterpillar и Национальный центр по приложениям для суперкомпьютеров университета штата Иллинойс совместно разработали виртуальную среду для испытания новых агрегатов. Система виртуальной реальности выросла из более раннего совместного проекта, целью которого было создание компьютерной анимации, иллюстрирующей работу оборудования. Однако при работе с анимацией инженерам Caterpillar требовалось вносить изменения в конструкцию устройств, что приводило к необходимости создания новой анимации. Поэтому было принято решение о том, что процесс оценки устройств должен стать интерактивным.

Чтобы оценить конструкцию агрегата, условия видимости из кабины и простоту управления, оператор садится на платформу, оснащенную реальными органами управления. Платформа помещается в систему CAVE, в которой формируемые сервером Power Challenge компании SGI стереоскопические изображения переднего, бокового и нижнего обзора изменяются в ответ на повороты головы оператора и сигналы органов управления. Используя жезл, оператор может выбраться из кабины для того, чтобы осмотреть агрегат снаружи.

Проекты механизмов Caterpillar, созданные с помощью пакета программ Pro/Engineer компании Parametric Technology, импортируются в WorldToolKit - программу разработки виртуальных сред компании Sense8. Собственное имитационное ПО Caterpillar связывает виртуальную среду с органами управления оператора в системе CAVE.

По словам представителей Caterpillar, традиционные методы оценки машин требовали построения физического прототипа для каждого варианта конструкции и его проверки оператором. При этом на создание только одного прототипа уходило несколько месяцев, что ограничивало число рассматриваемых альтернатив и могло отбить у проектировщиков охоту создавать принципиально новые конструкции. Использование виртуальных моделей обеспечивает экономию времени и средств, а кроме того, оказывается значительно проще делать модификации одного и того же проекта.

Несмотря на преимущества систем CAVE, пока они установлены лишь в нескольких промышленных компаниях. Среди них - General Motors, первая фирма, создавшая у себя CAVE, которая задействуется при проектировании интерьера автомобиля и приборной доски. Чтобы сделать технологию виртуальной реальности более доступной, лаборатория электронных средств визуализации Университета штата Иллинойс разрабатывает другие проекты недорогих устройств.

Это, в частности, система виртуальной реальности ImmersaDesk и дисплей с большим экраном для стереопроекции NII/Wall, предназначенный для использования в больших аудиториях.

ImmersaDesk представляет собой проекционный экран размером 1,2х1,5 м, наклоненный под углом 45 градусов, с разрешением 1024х768 (при частоте 96 Гц). Для формирования изображений в ImmersaDesk используется суперкомпьютер Onyx (SGI), оснащенный графической подсистемой RealityEngine. Чтобы рассмотреть изображение, пользователь должен надеть стереоочки; специальные электромагнитные датчики отслеживают движения его головы и рук.

Система CAVE, равно как и ImmersaDesk, в настоящее время представляет собой коммерческий продукт: обе системы поставляются компанией Pyramid Systems.

NII/Wall выглядит как большой экран, на котором с помощью двух компьютеров Power Onyx, оснащенных четырьмя графическими подсистемами Reality Engine, формируется стереопроекция с высоким разрешением. В отличие от систем CAVE и ImmersaDesk, для просмотра изображений на NII/Wall можно пользоваться очками с поляризацией.

Виртуальная реальность фактически становится новым видом интерфейса между человеком и компьютером. По мнению специалистов, это обусловлено популярностью идеи одновременного, а не последовательного выполнения действий. Требование к ускорению процесса проектирования автомобилей, самолетов и других сложных объектов заставляют разработчиков сотрудничать друг с другом более "интерактивно", не дожидаясь окончания очередного этапа работы.

Успех работы группы проектировщиков будет зависеть от правильно выбранной виртуальной среды взаимодействия - рабочей среды. Чем больше органов чувств допустимо использовать в конкретной рабочей среде, тем эффективней будет способ общения людей. Создание виртуальных сред до сих пор остается достаточно дорогим удовольствием, однако других ограничений здесь практически не существует. Специалисты считают, что технология виртуальной реальности будет становиться основным инструментом исследования по мере снижения ее стоимости.

С идеей совместной работы над научными и инженерными проектами, основанной на виртуальной трехмерной модели, связано много вопросов, относящихся к организации такого сотрудничества. Один из них - обеспечение наилучшего способа одновременного доступа к виртуальной модели. Решением здесь может стать, например, "театр виртуальной реальности" или использование Web. Как показывает опыт США, театры виртуальной реальности становятся все более популярными в качестве средства общения проектировщиков.

Театр виртуальной реальности дает возможность участвовать в просмотре виртуальной модели большим группам людей, от которых не требуется одевать какие-либо головные устройства. Несколько подобных проекционных систем построены на базе комплекса Group Virtual Reality-120 (GVR-120) компании Panoram Technologies. В GVR-120 применена технология отображения Video Panoram. Он состоит из экрана с длиной дуги, соответствующей 120 градусам, и компьютера Onyx, оснащенного тремя графическими подсистемами RealityEngine для создания виртуальной среды. GVR-120 может поддерживать в зоне просмотра до 35 зрителей.

Использование мощного компьютера позволяет создать единое изображение из трех, полученных независимо от трех проекторов системы, на экране 6,6х1,7 м. Комплекс GVR-120 спроектирован таким образом, чтобы "обволакивать" зрителей точно так же, как в технологии Surround Sound это происходит со слушателями.

Хотя стоимость полной системы GVR-120 может достигать 1 млн. долл., существуют проекционные системы виртуальной реальности, цена которых гораздо ниже - от 80 до 250 тыс. долл. Есть возможность арендовать GVR-120: стоимость - примерно 7500 долл. в день.

Наиболее перспективная технология - доступ большой группы пользователей, разбросанных по различным удаленным точкам, к одной и той же виртуальной модели. Решением этой проблемы занимаются многие компании, адаптирующие свои программные средства для получения удаленного доступа к общей виртуальной модели и с целью обеспечения взаимодействия между виртуальными партнерами. Например, компании Engineering Animation, Sense8 и ряд других разрабатывают средства интерактивного доступа через Internet к виртуальным моделям, ускоряя таким образом итеративный процесс проектирования".

Другая группа компаний, среди которых Black Sun Interactive и ParaGraph, ищет возможность утвердиться в области виртуальной реальности в Internet с помощью многопользовательских средств, основанных на стандарте VRML, что, с одной стороны, обеспечивает широкую поддержку файлов, а с другой - ограничивает ценность разработанных ими приложений для некоторых более сложных приложений виртуальной реальности, предназначенных для групповой работы. Однако тот факт, что VRML является стандартом, по-видимому, гарантирует устранение этих недостатков в дальнейшем.

При выборе способа обмена трехмерной проектной информации по Internet рекомендуется воспользоваться следующим соображением. Если пользователь считает, что VRML-вариант трехмерного файла содержит достаточно подробную информацию, обеспечивающую возможность обсуждения с удаленным партнером всех важных аспектов конкретного проекта, то предпочтительнее использовать средства разработки на базе VRML. Их стоимость невысока (от 50 до 500 долл.), а многие VRML-браузеры фактически бесплатны.

В настоящее время группы пользователей получают наибольшую пользу от театров виртуальной реальности. Однако по мере расширения функциональных возможностей VRML, как механизма передачи трехмерных данных через Internet, станет увеличиваться и интенсивность виртуальных встреч проектировщиков между собой и с заказчиками.

С развитием технологии виртуальной реальности функциональные возможности приложений будут возрастать, изменяя вид интерфейса между человеком и информацией, предлагая новые способы обмена информацией и наглядного ее представления.

Поскольку возникла необходимость готовить специалистов по технологии виртуальной реальности, компания Prosolvia с 1994 года содействовала открытию в Швеции ряда учебных центров -Virtual Reality Centers. За полгода, а именно столько продолжается обучение, студенты выполняют ряд проектов, причем в основном имеющих отношение к архитектуре и планированию - сферам, в которых использование виртуальной реальности дает наибольший эффект. Особенно если к процессу принятия решения подключается общественное мнение. Общее направление архитектурных проектов - оценка различных концепций, в результате которой должно быть выбрано наилучшее решение еще до того, как начнется реальное строительство.

Виртуальная модель самолета нового поколения была создана фирмой Virtools для европейского авиастроительного консорциума Airbus Industrie. После прогулки по залу вылета виртуального аэропорта посетитель мог подняться на борт самолета и осмотреть 500-местный двухпалубный аэробус, в том числе вход, кабину экипажа и кресла пассажиров. Модели интерьера были разработаны компаниями Airbus Design Studio и Advanced Computer Art и преобразованы в виртуальную реальность фирмой Virtools, которая использовала для этой цели ПО WorldToolKit (компании Sense8) и Genesis (Virtual Presence). Такой подход помог проектировщикам Airbus оценить различные варианты интерьера и отделки, не прибегая к созданию физического макета, а также содействовал установлению отношений с потенциальными клиентами.

Фирма Virtools разработала также виртуальную среду для активного просмотра сложных моделей, полученных с помощью CAD-системы. Она предназначена для производителя ракеты носителя Ariane V - компании Aerospatiale. Новый интерфейс даст пользователю возможность работать непосредственно в виртуальной среде. Это приложение стало первым шагом в разработке полноценного трехмерного интерфейса для виртуальных рабочих мест.

В апреле 1995 года компания EDS, получив поддержку со стороны представителей 40 компаний, университетов и правительственных учреждений, создала Detroit Virtual Reality Center - первый в мире коммерческий центр виртуальной реальности. С тех пор в нем побывали более 5 тыс. посетителей.

Siggraph 97 - начало нового дня для VRML

Вы помните VRML, технологию, которая должна была принести трехмерные миры в Web, но толком так ничего и не достигла? Hо вот наступил день, когда язык моделирования виртуальной реальности Virtual Reality Modelling Language дебютировал вновь, но уже более серьезно и при поддержке ведущих компаний в области обработки графики. Это произошло на Siggraph 97.

Символов возрождения VRML на ежегодной конференции по компьютерной графике было немало. В частности, Pepsi показывала трехмерный рекламный ролик, который демонстрируется сейчас на многих узлах - он изображает, как Pathfinder находит на Марсе огромную банку из-под пепси-колы. В Netscape Navigator и Internet Explorer имеются интегрированные браузеры VRML (Cosmo Player компании Cosmo Software и Intervista Worldview, соответственно), за счет чего просмотр данных этого формата происходит в автоматическом режиме, так же как и прорисовка HTML-страницы.

Cosmo и Intervista выразили полную поддержку спецификации VRML 2.0, в которой исправлены многие ошибки предыдущей версии, не дававшие возможности нормально ею пользоваться. Зачастую ролик, работавший в одном браузере VRML, отказывался запускаться в другом.

"Microsoft и Netscape используют разные виды HTML, но обе они поддерживают VRML 2.0", - сказал представитель Консоpциума VRML Джонатан Хиршон.

Появление более быстрых компьютеров и графических плат также способствует началу нового этапа развития VRML. "Компьютеры наконец-то стали достаточно мощными, чтобы с их помощью можно было реализовать любые творческие замыслы", - говорит Марк Пески, первым начавший использовать VRML. Пески создал компанию по разработке роликов на VRML, назвав ее blitcom. На стенде Cosmo Software Пески продемонстрировал несколько коротких анимационных роликов ("Webisodes") про девушку по имени Bliss.com, созданных с использованием VRML 2.0 и стереозвука.

Линда Ханер, создавшая рекламный ролик Pepsi, говорит, что ее вдохновил трехмерный клип Silicon Graphics и JPL (известной тем, что способствовала распространению миллионов копий браузеров VRML), изображающий процесс исследования Марса.

Cosmo Software, ныне дочерняя компания Silicon Graphics, надеется, что с появлением VRML-роликов на популярнейших узлах (Disney и MSN, к примеру) непрофессиональные разработчики Web-страниц начнут использовать предлагаемые Cosmo недорогие и несложные средства VRML-моделирования. Изначально автором этих продуктов является компания ParaGraph International, приобретенная впоследствии Cosmo.

Cosmo Internet3D Space Builder, который стоит 89,95 долл. (его упрощенную версию можно загрузить за 69,95 долл.), позволяет создавать пространства и объекты с помощью несложных объемных форм и готовых структур. Новая версия с панорамными объектами поступит в продажу осенью текущего года.

Кроме того, в этом году выйдут детские программы для создания и оживления различных сказочных персонажей. Стоимость этих продуктов составит менее 100 долл., сообщил президент Cosmo Кай-Фу Ли.

Microsoft, между тем, пытается привлечь новых создателей VRML-роликов, предлагая бесплатный компакт-диск с пробными версиями инструментов для Windows 95 и NT и образцами творчества 20 с лишним разработчиков. Содержимое компакт-диска можно также загрузить на Web-узле Microsoft.

Фирма Northrop использует виртуальную реальность для цифровой сборки самолета, предваряющей его реальное производство.

Компания Rockwell International разработала ПО, преобразующее полученные из CAD-системы данные в виртуальную реальность, благодаря чему инженеры фирмы могут проверять подгонку деталей, не изготавливая их физических моделей.

Фирма Ford Motor использует виртуальную реальность при проектировании и конструировании автомобилей. Конкретные приложения позволяют усовершенствовать моделирование аэродинамических процессов, внешних обводов машины, эргономических факторов.

Подразделение аэрокосмической фирмы Boeing использует интерфейс виртуальной реальности в качестве дополнения к трехмерной CAD-системе, оценивая удобство доступа к кабине самолета при проведении регламентных работ.

Компания Volvo использует технологию виртуальной реальности на различных этапах проектирования, конструирования, изготовления и испытаний автомобилей. В 1992 году на Volvo был разработан виртуальный имитатор автовождения, где реальные органы управления соседствовали с виртуальной приборной доской и лобовым стеклом. С помощью этого имитатора фирма проводила различные эксперименты, в том числе исследовала поведение водителя при различных ситуациях на дороге. Специалистов Volvo интересовала эргономика органов управления и реакция водителя на информацию, отображаемую на приборной доске, а также влияние этих параметров на безопасность автомобиля.

В лаборатории Prosolvia Research&Technology технология виртуальной реальности используется как средство анимации при моделировании аварий автомобиля.

Лаборатория амеpиканского агентства NASA, занимающаяся изучением реактивного движения (JPL), разрабатывает прототип сети, которая позволит конструкторам и ученым, разбросанным по всей стране, согласованно и в постоянном диалоге трудиться над созданием устройств космических кораблей для будущих экспедиций к Марсу и другим планетам.

Сеть ISDE (Integrated Spacecraft Design Environment - интегрированная сpеда для конструирования космических кораблей) представляет собой среду виртуальной реальности, с помощью которой будет налажен обмен идеями и информацией между учеными из JPL и сотрудниками исследовательских центров NASA в Калифорнии и Виргинии, а также космическим центром в Хьюстоне.

Технология виртуальной реальности, активно применяемая сегодня в аэрокосмических инженерных разработках, выдает трехмерную компьютерную модель сложной конструкции космического корабля. С помощью пакета программ виртуальной реальности Continuum, производства компании Muse Technologies, конструкторы получат возможность опробовать отдельные компоненты космического корабля в нештатных ситуациях. Таким образом, прежде чем создавать дорогостоящее оборудование, производится его виртуальная "обкатка". Но главное - пакет Continuum войдет в состав ISDE, благодаря чему ученые NASA смогут быть в курсе виртуальных разработок своих коллег. Совместная деятельность существенно повысит производительность труда конструкторов.

Исследователи могут использовать Continuum для создания частных сетей, которые надежно защищены от посторонних глаз, в том числе и хакерских.

Программное обеспечение позволяет исследователям просматривать на своих двумерных мониторах процесс виртуального конструирования благодаря специальному модулю, присоединяемому к экрану. Можно также использовать устройство, напоминающее микроскоп, которое помогает вникать в тонкости виртуальной реальности. Это устройство, получившее название "полное погружение", поддерживает звуковые и видеоэффекты, в том числе "панорамное зрение". Оно предназначено для создания интерактивных ситуаций, которые пользователь воспринимал бы как реальность. Hо даже если кто-то из пользователей работает с обычными монитором и мышью, всегда имеется возможность совместного применения интегрированной среды.

Погружение позволяет конструкторам проектировать несколько параллельных сценариев, события которых разворачиваются в реальном времени. Исследователи могут также возвращаться назад, к начальной стадии процесса конструирования или даже перескакивать к компьютерным имитациям более поздних этапов для корректировки отдельных деталей проекта.

ISDE - это часть общей стратегии, нацеленной на ускорение процесса коллективной разработки космических кораблей. Половина конструкторских ошибок возникает на ранних этапах разработки космического корабля. Единая сеть позволит ученым испытать "виртуальную конструкцию" и устранить возможные ошибки.

EDS: САПР и виртуальная реальность

В версии 13 интегрированной CAD/CAM/CAE системы Unigraphics, появилось два новых модуля, предназначенных для приближения технологии виртуальной реальности к практике машиностроительного проектирования. Один из них - UG-Fly Through - используется для автоматического преобразования трехмерной сборочной модели, созданной в традиционной САПР, в специальную модель, пригодную для "блуждания" по ней с помощью специального графического навигатора.

Модуль оснащен всем необходимым, чтобы приблизить восприятие модели к реальным условиям: текстурами, источниками освещения, средствами моделирования параметров среды. Можно произвольным образом перемещать точку наблюдения и "блуждать по модели", заглядывая в любые ее закоулки. Конечно, изображение остается на экране графического дисплея, и такая "свобода перемещения" еще не есть виртуальная реальность в полном смысле этого слова. Однако это новая для САПР функциональная возможность позволяет исследовать модель с точки зрения ее субъективного восприятия.

Второй модуль - UG-Reality - превращает "прогулку по модели" в последовательность программируемых взаимодействий с ней. Можно, например, не только подойти к двери, но и открыть ее, нажать кнопку, включить или выключить прибор. Каждое программируемое действие может сопровождаться перемещением объектов, звуком, светом и другими эффектами взаимодействия.

Модули UG-Fly Through и UG-Reality не являются полноценными средствами виртуальной реальности, так как формируют изображение на экране графического дисплея, но это шаг на пути к ее воплощению. Что до практических путей использования виртуальной реальности в промышленности, то сегодня она наиболее активно применяется для дизайна, оценки эргономичности объектов и создания имитационных тренажеров больших технических систем, в частности, автомобилей. Такие задачи принципиально невозможно решать другим способом и их использование необходимо.

Использование интегрированной CAD-системы типа Unigraphics дает возможность получить полную трехмерную твердотельную модель проектируемого изделия, от которой до перехода в виртуальную реальность ровно один шаг.

Любая модель имитирует объект проектирования с конечной степенью точности. Традиционно развиваемые в САПР модели (геометрическая, конечно-элементная - для расчета на прочность) имеют объективный характер. Такие модели необходимы для определения реальных параметров изделия, например, массы или запаса прочности. Виртуальная модель более субъективна, ее восприятие зависит от личности наблюдателя. Соответственно, и задачи у этой модели более субъективные: оценка эстетического восприятия, удобство пользования и т.п.

Погружение в системы виртуальной реальности вызывает некоторые вопросы, касающиеся физического и психического здоровья человека. До сих пор непонятно, каким воздействиям подвергается человек (в первую очередь его глаза и мозг) при продолжительном погружении в виртуальную реальность.