福特汽車(chē)公司是世界第二大汽車(chē)制造商，在世界各地30多個(gè)國(guó)家擁有生產(chǎn)、總裝或銷(xiāo)售企業(yè)。它是最早使用虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)、動(dòng)作捕捉等高科技技術(shù)來(lái)輔助汽車(chē)設(shè)計(jì)的汽車(chē)制造商之一。福特汽車(chē)的輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)稱(chēng)為HOPS乘客模擬系統(tǒng)(HumanOccupantPackageSimulator)。這套系統(tǒng)借助*CAVE洞穴式沉浸式立體系統(tǒng)(CaveAutomatedVirtualEnvironment)和PVM可編程汽車(chē)模型(ProgrammableVehicleModel)，HOPS能夠讓汽車(chē)制造商在制造出實(shí)車(chē)前就能夠進(jìn)行各種虛擬的仿真設(shè)計(jì)，借助三維仿真的技術(shù)手段來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)出更符合人體工程學(xué)、更符合空氣動(dòng)力學(xué)、更安全、更人性化的汽車(chē)。

 
福特汽車(chē)?yán)锰摂M現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)和動(dòng)作捕捉輔助汽車(chē)設(shè)計(jì)

動(dòng)作捕捉技術(shù)在20 世紀(jì) 70 年代即開(kāi)始使用發(fā)展，到目前為止已經(jīng)廣泛應(yīng)用于諸如三維游戲、互動(dòng)多媒體、虛擬制造等各個(gè)領(lǐng)域，技術(shù)已經(jīng)非常成熟。在福特的HOPS乘客模擬系統(tǒng)就采用了動(dòng)作捕捉技術(shù)。通過(guò)動(dòng)作捕捉技術(shù)來(lái)獲取駕駛員自然狀態(tài)下的駕駛動(dòng)作來(lái)取代以前不精確的駕駛動(dòng)作數(shù)據(jù)。在福特汽車(chē)的這套系統(tǒng)中使用了多達(dá)50個(gè)動(dòng)作捕捉傳感器來(lái)實(shí)時(shí)獲取駕駛員如上下車(chē)，系上安全帶、掛檔、剎車(chē)等動(dòng)作。通過(guò)動(dòng)作捕捉軟件對(duì)這些駕駛動(dòng)作數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，這樣更有助于福特汽車(chē)的設(shè)計(jì)師更直觀的了解駕駛員在車(chē)內(nèi)駕駛汽車(chē)時(shí)的運(yùn)動(dòng)習(xí)慣，從而設(shè)計(jì)出更符合人機(jī)工程學(xué)的汽車(chē)。

 
福特汽車(chē)?yán)锰摂M現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)和動(dòng)作捕捉輔助汽車(chē)設(shè)計(jì)

福特汽車(chē)此項(xiàng)技術(shù)的成功應(yīng)用帶動(dòng)了豐田、日產(chǎn)等汽車(chē)公司也開(kāi)始關(guān)注并使用這些技術(shù)以提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。他們也利用虛擬現(xiàn)實(shí)和動(dòng)作捕捉技術(shù)，研究司機(jī)在入睡前5秒鐘的常見(jiàn)表情，以便通過(guò)在方向盤(pán)或儀表板上安裝攝像頭來(lái)進(jìn)行識(shí)別并觸發(fā)警報(bào)，以提醒駕駛員注意駕駛安全。寶馬汽車(chē)公司在汽車(chē)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中全部采用了動(dòng)作跟蹤和虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)，以此來(lái)減少對(duì)貴重金屬原型的依賴(lài)。同時(shí)，運(yùn)用三維數(shù)字化工廠(chǎng)技術(shù)分析生產(chǎn)裝配線(xiàn)上工人的活動(dòng)范圍和姿勢(shì)，通過(guò)仿真技術(shù)模擬論證工作臺(tái)設(shè)計(jì)多大空間、離地面多高等更能符合人體工程學(xué)。從而降低工人在裝配汽車(chē)時(shí)受傷的概率。在一個(gè)試驗(yàn)工廠(chǎng)，這種虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)降低了80%的預(yù)計(jì)致殘事故數(shù)量，每年為能為寶馬公司減少高達(dá)數(shù)千萬(wàn)美元的殘疾救濟(jì)金支出。同時(shí)采用更符合人體工程學(xué)的工作臺(tái)還能大大提高工作效率。

 
福特汽車(chē)?yán)锰摂M現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)和動(dòng)作捕捉輔助汽車(chē)設(shè)計(jì)

虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)和動(dòng)作捕捉技術(shù)的優(yōu)勢(shì)同時(shí)在包括洛克希德馬丁(LockheedMartin)、寶馬和卡特彼勒(Caterpillar)等公司在內(nèi)的許多航空、汽車(chē)及重型機(jī)械制造商都已開(kāi)始使用這類(lèi)技術(shù)。比如讓他們的工人即使分布在世界相隔萬(wàn)里的不同工廠(chǎng)，也能夠在一起分工協(xié)作：在這個(gè)共享的虛擬現(xiàn)實(shí)仿真環(huán)境中一起測(cè)試汽車(chē)或飛機(jī)的人體工程學(xué)設(shè)計(jì)效果。

CAVE洞穴式沉浸式立體系統(tǒng)(CaveAutomatedVirtualEnvironment) 是大型的虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）系統(tǒng)，具有高度的沉浸感、良好的交互手段，可以融合視覺(jué)、觸覺(jué)、聲音等，并且可以跟蹤頭部的6個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，可以應(yīng)用到許多領(lǐng)域，例如科學(xué)計(jì)算可視化、有限元計(jì)算、天氣預(yù)報(bào)、大型模擬器等。

 
CAVE洞穴式沉浸式立體系統(tǒng)

CAVE系統(tǒng)基于多通道視景同步技術(shù)和立體顯示技術(shù)的房間式投影可視協(xié)同環(huán)境，該系統(tǒng)可提供一個(gè)房間大小的多面（如三、四、六面，甚至更多面）立方體投影顯示空間，供多人參與互動(dòng)交互 ，所有參與者均完全沉浸在一個(gè)被立體投影畫(huà)面包圍的高級(jí)虛擬仿真環(huán)境中，借助相應(yīng)虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)備（如數(shù)據(jù)手套、力反饋裝置、位置跟蹤器等），從而獲得一種身臨其境的高分辨率三維立體視聽(tīng)影像和6自由度交互感受。由于投影面幾能夠覆蓋用戶(hù)的所有視野,所以CAVE系統(tǒng)能提供給使用者一種前所未有的帶有震撼性的身臨其境的沉浸感受。