杭州大学正在开发的“虚拟座舱系统”建造了包括我国新型歼击机和美国F19等三个机种的座舱模型，学员们戴上头盔显示器和数据手套，在一个小房间里，就可以驾驶这些新机种，呼啸着直上蓝天，俯冲、侧翻，做各种特技飞行，感受空中飞行的各种反应。他们可以伸手触摸按钮，看是不是够得着，看仪表的显示方式——图表、数字、指针，哪种不易读错；测试驾驶舱设计是否合理，会不会发生误操作：哪种灯光对飞行员最好，最不容易疲劳。这种工效学评价，为新型飞机和航天器及其他武器系统的座舱布局、显示、控制系统的设计、评价提供了一个经济、方便、高效的手段。

在美国弗吉尼亚州的一个防御分析模拟中心，虚拟现实技术把受训士兵置于一辆猛冲过伊拉克大沙漠的坦克操作台，去经受波斯湾战争中的一次坦克战实战锻炼。为了使演习显得逼真，军事人员和电脑专家们在实战场地测量了轮面滚印、距离和弹坑。战况由三个监测器完成，真实声音通过讲话人由电讯设备传送。参加过虚拟坦克训练的士兵，在海湾战争中的沙漠战场上，他们能以少胜多，打败多于自己5倍数量的坦克，摧毁伊拉克的苏制T72坦克2400多辆。

医生在给病人做脑外科手术时，可以先将患者的大量CT扫描转换为数字，并将该数据送入电脑，通过虚拟系统，医生就能看到脑中肿瘤的位置，然后用一把小小的“电子手术刀”进行切除肿瘤的模拟手术。成功后，再对病人进行实际手术，就能大大减低手术的风险。在微型摄像机和头盔显示器的帮助下，医生可通过体内组织取出胆结石；通过远距离传送机器人动作信号和视疑信号，医生不用走出家门就能检查边远地区的病人。利用虚拟现实装置，医学院的学生将用一种虚拟小手术刀在虚拟人体上开刀，切除虚拟胆囊而不伤及病人。

虚拟技术更是娱乐活动开掘不尽的金矿。人们可坐在驾驶舱里，用激光枪与外星人展开星球大战；站在一个空荡荡的房间里，躲躲闪闪，低头弯腰，扭身拐行，与一条史前翼手龙展开生死搏斗；甚至坐在书桌前，通过卫星将游戏数据资料从电脑传向电脑，与加拿大、日本等多国运动员进行一场国际排球联赛。人们戴上头盔的数据手套，可以翱翔飞行，可以访问世界各地，可以与分子游戏，甚至穿行在人体的组织和器官之间。既微妙，又奇幻。

出神入化的遥现技术

80年代中，美国宇航局在加州的莫非试验场的研究中心已成为虚拟技术的研究中心，那里的科学家们把火星探测器发回的大量数据输入计算机，经过整理建立了火星模型。当你戴上头盔式显示器时，满眼看到的是一片火星的景象，宛如置身于火星一样。可是，这毕竟只是增加对火星的感性认识，仅仅是感受已经获得的知识。派机器人去火星等危险的环境进行探测或开发作业，又会由于机器人的智能不高，遇到一些情况会不知所措，需要及时指导它们。因此，科学家利用虚拟技术了解机器人所在环境发生的一切，就像亲临现场一样，用遥现技术操作机器人。

操作人员戴上头盔式显示器，机器人通过视觉传感器和听觉传感器，就能把现场所见所闻的一切传到头盔显示器上，让人目睹现场发生的一切。这时让人操作着一双特殊的机械手，这双机械手与机器人的机械手保持同步动作。也就是说，人操作机械手怎样动作，机器人的手也跟着作相同的动作。同时，机器人的机械手还把操作时所花的力，按一定的比例反馈给人所操作的机械手。这样，人既能真实感触到操作时力的作用，不会发生误动作，又能以小的力气作出机器人那样惊人的臂力。

杭州大学心理系还在开展有关眼动规律的基础和应用研究，开发视觉追踪的多通道人机界面系统。它的开发成功，可望把眼动这一客观心理反馈给计算机，让电脑了解你要做什么，从而与虚拟环境相互作用。“眼睛是心灵的窗户”。将来，人们就可以用思维控制机器，打开电视机，驾驶汽车、飞机、飞船，操作机器人。

(原载《科学世界》1997年第1期)