“忽如一夜春風來，千樹萬樹梨花開。”如今VR（虛擬現實）技術如雨后春筍般撲面而來，身臨其境的體驗方式迅速受到大家的接受和喜愛。其實，早在十多年前，中航工業(yè)成都所就有一支團隊默默地踏上了虛擬現實仿真應用與開發(fā)創(chuàng)新之路，并收獲了累累碩果。
　　創(chuàng)新之路曲折艱辛
　　本世紀初，靠著兩臺桌面圖形工作站，成都所虛擬現實仿真應用與開發(fā)創(chuàng)新團隊開始了虛擬現實仿真的研究探索之路。經過一年多的摸索，團隊在某型號飛機上實現了面向后機身段某艙位的拆裝仿真演示模型。該項目作為一項新技術成果，參加了新中國航空工業(yè)科技成果展，成為展場的技術亮點之一。
　　團隊在發(fā)展初期的主要工作是虛擬現實系統(tǒng)建設以及虛擬樣機展示。虛擬樣機展示要求極高的實時性，因此需要對海量設計模型進行輕量化處理。當時團隊人員少、技術儲備弱、沒有現成可用的工具，工作量又相當巨大。技術團隊沒有退縮，而是迎難而上。他們一邊加班趕工，保質保量完成了工作任務；一邊自學CAA（CATIA二次開發(fā)）技術，開發(fā)批處理工具，逐步實現了設計數模的批量下載和輕量化，用程序代替了手工工作，極大地減少了工作量，并且為虛擬現實仿真的后續(xù)應用奠定了數據基礎。團隊成員深深感到：只要主動作為、敢想敢做，哪怕前方沒有路，都可以踏出一條路；哪怕走了很多彎路，也總可以找到一條捷徑。
　　成都所某機設計方案評審時，其中發(fā)動機拆裝時間是重要指標之一。在沒有實物樣機的情況下，為了說明發(fā)動機拆裝設計的合理性、拆裝時間能夠達到預期指標，團隊首先對拆裝流程進行的建模、分析、優(yōu)化，然后基于三維場景進行了各技術環(huán)節(jié)全流程仿真演示驗證，最終得出結論：拆裝方案可行，拆裝時間能夠滿足指標要求。當國防科工局領導到成都所考察，團隊成員演示了新機的全機數字樣機、發(fā)動機拆裝方案、氣動/強度仿真等，科工局領導激動地說了兩個字：“震撼！”這是對團隊成員辛勤付出的充分肯定。
　　隨著對虛擬現實技術研究的深入，成都所虛擬現實仿真應用在各領域不斷開花結果。虛擬仿真中心已建成完整的硬件系統(tǒng)，實現了由虛擬仿真工程應用、虛擬仿真體驗和虛擬仿真技術開發(fā)三大部分組成的虛擬樣機仿真基礎環(huán)境。目前已形成了共5類系統(tǒng)9個應用方向，并在多個型號研發(fā)中得到了初步應用。
　　今年6月，成都所承載某型號虛擬仿真演示內容的兩通道移動式虛擬現實系統(tǒng)，參加了國家“十二五”科技創(chuàng)新成就展，獲得國家領導人的高度評價。
　　創(chuàng)新之果豐碩喜人
　　團隊經過不斷開拓創(chuàng)新，取得了累累碩果，獲得中航工業(yè)科技成果獎3項，其中虛擬維護維修仿真訓練和產品逼真體驗展示兩個方向取得了最為突出的應用效果。
　　在面向設計階段的維修性設計與仿真方面，結合虛擬樣機、數字工廠、人機工程等技術，可以在數字樣機模型上模擬飛機上產品的拆裝過程，對不同的拆裝方案進行仿真，很大程度上避免了將維修性設計上的問題帶入產品交付給部隊。在此基礎上，團隊引入了全身動作捕捉系統(tǒng)和數據頭盔，既可使設計人員對飛機零部件拆裝的維修性設計進行仿真驗證，又可使機務人員在飛機設計早期參與維修性設計/驗證，同時熟悉操作環(huán)境，演練維護操作和維護過程。
　　在面向飛機使用階段的維護維修訓練方面，團隊創(chuàng)新性地提出了面向維護訓練的虛擬樣機模型定義與管理體系，充分利用飛機設計和維修性設計與仿真產生的數據結果，實現了數據逐級繼承、無縫傳遞，既保證了各類數據互不干擾，也實現了方便快捷的數據更新。技術團隊緊密結合實際，經過大量的技術攻關，將虛擬維護訓練課件“搬”到了個人電腦上，并且通過網絡聯(lián)機，實現了基于同一維護任務的多人多角色協(xié)同訓練。從此，維護維修訓練可以從抽象的二維圖文形式升級到三維可交互的方式，極大地提升了訓練的質量和效率。空軍多個單位和部隊院校到成都所調研交流后，都對新訓練方式表示了肯定，認為這種訓練方式是一種革命性的改變。
　　沉浸式立體仿真動畫是成都所在飛機產品逼真體驗領域的一次大膽創(chuàng)新實踐。團隊在VR系統(tǒng)架構的基礎上，提出了CG動畫和VR系統(tǒng)融合應用創(chuàng)新思路，成功集成了多通道立體圖像顯示功能，形成了全新的飛機數字化沉浸式虛擬仿真體驗手段。
　　實踐證明，CG動畫及VR系統(tǒng)結合的飛機數字化虛擬展現模式，非常接近飛機研制實際情況，展現出了非常好的沉浸感和立體感。用戶在立體環(huán)境下近距離、愉快地感受飛機工業(yè)美的同時，對飛機系統(tǒng)的研制成果及作戰(zhàn)使用模式等信息也能有一個全方位立體的認知。
　　今天，虛擬現實技術發(fā)展如火如荼，面對機遇，團隊信心滿滿。做好規(guī)劃，面向型號研發(fā)，圍繞設計創(chuàng)新，將虛擬現實應用融入型號研發(fā)流程；面向型號使用保障，圍繞服務創(chuàng)新，將虛擬現實應用融入型號售后保障體系。創(chuàng)新，他們一直在路上。