通过虚拟现实体验 CFD 速度轮廓

你是否梦想过穿越古埃及炎热的沙滩，与法老们一起生活，感受尼罗河吹来的寒风？却因为梦想与现实相去甚远而灰心丧气？虚拟现实可以通过计算机生成的沉浸式图像和全感官体验来帮助实现任何虚构场景。医疗保健、教育、旅行和旅游以及娱乐业已经在利用这项技术，并且一些新领域正在迈出小步来实施该技术以实现更好的用户交互。CFD 就是其中之一！

虚拟现实的历史

我们今天所知道的虚拟现实是基于 1800 年代的摄影创意或概念而构建的。实用摄影的开始始于立体镜的发明，立体镜使用双镜来反射图像。这最终导致了View-Master 的诞生，这是一种带有彩色卷轴的特殊格式立体镜。这些立体镜至今仍在生产。Morton Heilig 是一名电影摄影师和虚拟现实先驱，他决心提供全感官的电影体验，因此在 20 世纪 50 年代打造了Sensorama 。Sensorama是Heilig于1962年获得专利的机械装置，它为用户带来了真实的卷轴体验。这是 20 世纪 60 年代一项令人印象深刻的发明，被称为“电影的未来”。 海利格还发明了一种名为 Telesphere Mask 的头戴式设备，它就像通向虚拟世界的窗口。他的想法被电影摄影领域的许多其他发明家采纳和研究。

在 20 世纪 70 年代和 80 年代，触觉设备（连接用户和计算机的设备）和光学技术取得了巨大进步。在 NASA 艾姆斯研究中心，为了实现触觉交互，他们开发了一种虚拟界面环境工作站 (VIEW)系统，该系统由头戴式装置和一副手套组成。但 VPL Research 的创始人 Jaron Lanier 创造了“虚拟现实”一词，并指出他开发的设备（包括护目镜和手套）可以帮助用户体验在卷轴中观看的内容。

VR 和 AR 之间的区别

虽然 VR 和 AR 听起来像是同父异母的兄弟，但 两者在提供的体验和所需的设备方面存在显着差异。虚拟现实为用户在计算机生成的环境或虚拟环境中提供身临其境的体验，而增强现实则使用感官刺激技术或数字视觉效果在真实环境中提供增强的体验。

用户在使用 AR 时可以自由地控制自己的存在，但 VR 的情况并非如此，用户由系统控制。与 AR（用户可以使用智能手机访问该技术）不同，在 VR 中，用户需要一副耳机才能享受虚拟环境。此外，AR技术可以增强虚拟和现实世界的场景或外观，而VR只能即兴创造一个虚构的世界。

                                              

  

CFD 与虚拟现实

用于准确预测特定问题背后的物理原理的后处理 CFD 解决方案可能是一项乏味的任务。为了研究车辆后面的再循环或更好地了解设计问题，花费在平移或缩放仿真结果上的时间可能非常耗时，而且对于 CFD 分析师来说永远都不够令人满意。但随着虚拟现实被应用到后处理中，用户现在可以与模型交互来研究物理，并可以提供有关如何即兴创建模型的见解。爱荷华州立大学的一组研究人员成功开发了一款名为 VR-CFD 的应用程序它有助于使用曲面、两粒子流混合、流线、矢量场等功能可视化 CFD 模拟结果。该应用程序的愿景是促进更大的交互、增强智能探索并帮助理解数据。

该团队正在努力将应用程序的功能扩展到后处理之外，并考虑将其开发为设计工具。为此，我们对 CFD 近似技术进行了探索，并且此功能已添加到 VR-CFD 工具中。用户可以选择近似方法、响应面生成的参数以及结果比较的方法。为了获得更好的交互解决方案，团队实现了并行计算，但在计算过程中保持交互功能可能会损害应用程序提供的体验。

CFD 中的虚拟现实尚未得到很大程度的实验，因为在计算过程中不受干扰地显示图像只能以大量计算资源为代价，并且可用的网络效率不足以减轻客户体验。随着科技公司大举开发可提供 8K 体验和最新 5G 标准的无线 VR 耳机，VR 技术有望发生一场革命。

我们 Cadence 尚未投资用于 CFD 的 VR 技术或我们传统的 EDA 设计。迄今为止，InspectAR是适用于 PCB 的最佳可用内部 AR 技术，可以帮助团队高效地与其设计交互，以查看 PCB 上设计数据的叠加。它有助于找到测量的正确引脚，并且项目中的多个用户可以同时访问数据。用户还可以留下必要的评论以供细读。AR可以应用于CFD模拟和后处理，以实现用户友好的可视化和数据交互。

使用 InspectAR 在更短的时间内检查、调试、返工和组装 PCB，并最大限度地减少错误。

虚拟现实将继续存在，今天我们可以想象自己与我们最喜欢的明星一起跳舞或进行滑翔伞等极限运动，这在现实生活中对于恐高症患者来说几乎是不可能的。VR不再只是科幻小说中的技术；这可能是我们的未来！

文章来源：cadence博客