虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)綜述精選(九篇)

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第1篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)綜述范文

>> 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的分類 基于虛擬現(xiàn)實(shí)的協(xié)同訓(xùn)練系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn) 基于虛擬現(xiàn)實(shí)的測(cè)控通信系統(tǒng)訓(xùn)練模式探討 基于虛擬現(xiàn)實(shí)的軍用后勤裝備維修訓(xùn)練系統(tǒng)模型設(shè)計(jì) 虛擬現(xiàn)實(shí)在體育仿真中的應(yīng)用綜述 虛擬現(xiàn)實(shí)的黎明 虛擬現(xiàn)實(shí)的恐慌 虛擬現(xiàn)實(shí)的救贖 身邊的虛擬現(xiàn)實(shí) 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在銀行系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展 虛擬現(xiàn)實(shí)導(dǎo)游系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用 助力導(dǎo)游專業(yè)實(shí)訓(xùn)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng) 基于全景視圖的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)研究 基于Virtools軌道客車虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的研究 虛擬現(xiàn)實(shí)漫游系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 基于虛擬現(xiàn)實(shí)的建筑火災(zāi)模擬系統(tǒng)

">虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在培訓(xùn)系統(tǒng)中的應(yīng)用

對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展及現(xiàn)狀的探析 淺談虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展與展望 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用 常見(jiàn)問(wèn)題解答 當(dāng)前所在位置：l

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第2篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)綜述范文

關(guān)鍵詞：人機(jī)交互；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；3D技術(shù)；攝像機(jī)

中圖分類號(hào)：TP316 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)文章編號(hào)：16727800（2014）001009603

作者簡(jiǎn)介作者簡(jiǎn)介：楊芳（1974-），女，碩士，天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)信息技術(shù)工程學(xué)院高級(jí)講師，研究方向?yàn)槁殬I(yè)教育信息化。

0 引言

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR）又稱靈境技術(shù)，是20世紀(jì)末興起的一門嶄新的綜合性信息技術(shù)，其融合了數(shù)字圖形圖像處理技術(shù)、實(shí)時(shí)三維計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、廣角（寬視野）立體顯示技術(shù)、傳感器技術(shù)等多個(gè)信息技術(shù)分支。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為使用者提供了一個(gè)全方位、多感官、浸入式體驗(yàn)虛擬世界的機(jī)會(huì)。

教育技術(shù)學(xué)專業(yè)的教學(xué)中，有些課程需要利用攝像機(jī)進(jìn)行教學(xué)和學(xué)習(xí)，然而專業(yè)攝像機(jī)的價(jià)格比較昂貴，可供實(shí)驗(yàn)的臺(tái)數(shù)較少，往往十幾個(gè)學(xué)生共用一臺(tái)進(jìn)行練習(xí)，不能做到人手一臺(tái)，同時(shí)也不能對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行必要的拆裝，因此對(duì)學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生了一定的影響。利用3D建模技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作出關(guān)于攝像機(jī)虛擬操作的軟件，將為教師的教與學(xué)生的學(xué)帶來(lái)極大方便，從而提高教學(xué)效率，實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果最優(yōu)化。

1 關(guān)鍵技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中使用到的主要技術(shù)有3D建模技術(shù)、VRay渲染技術(shù)、虛擬交互控制技術(shù)。

1.1 3D建模技術(shù)

3D建模技術(shù)是利用3D建模軟件及相關(guān)插件制作出效果逼真的實(shí)物模型的一種技術(shù)。本課題中所用到的3D建模軟件是3D Studio Max，常簡(jiǎn)稱為3D Max，它是Autodesk公司開(kāi)發(fā)的基于PC系統(tǒng)的三維動(dòng)畫渲染和制作軟件。其廣泛應(yīng)用于廣告、影視、工業(yè)設(shè)計(jì)、多媒體制作、游戲、輔助教學(xué)以及工程可視化等領(lǐng)域。

1.2 VRay渲染技術(shù)

VRay是由Chaosgroup和Asgvis公司出品的一款高質(zhì)量渲染軟件，是目前業(yè)界最受歡迎的渲染引擎。Vray渲染器提供了一種特殊的材質(zhì)——VrayMtl。在場(chǎng)景中使用該材質(zhì)能夠獲得更加準(zhǔn)確的物理照明、更快的渲染，且反射和折射參數(shù)調(diào)節(jié)更加方便。

1.3 虛擬現(xiàn)實(shí)交互控制技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)交互控制技術(shù)可以將現(xiàn)有常用的3D模型、2D圖形或是音效等進(jìn)行整合，構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，并可以由用戶對(duì)場(chǎng)景中的3D對(duì)象進(jìn)行交互控制。本課題使用Virtools Dev完成交互控制功能，它是一套具備豐富互動(dòng)行為模組的即時(shí)3D環(huán)境虛擬實(shí)境編輯軟體，可以制作出許多不同用途的3D產(chǎn)品，如網(wǎng)際網(wǎng)路、電腦游戲、多媒體、建筑設(shè)計(jì)、互動(dòng)式電視、教育訓(xùn)練、模擬與產(chǎn)品展示等。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.1 軟件功能需求設(shè)計(jì)

本課題制作的虛擬攝像機(jī)型號(hào)為SONY DSR-250P，考慮實(shí)際教學(xué)中的需要，3D虛擬攝像機(jī)應(yīng)具備以下功能：①通過(guò)使用這款軟件，能夠了解攝像機(jī)的相關(guān)配置信息；②能對(duì)虛擬攝像機(jī)進(jìn)行任意放大、縮小、旋轉(zhuǎn)等操作；③可以從多個(gè)視角觀察攝像機(jī)的基本構(gòu)造；④以自動(dòng)、手動(dòng)、快速、慢速拆裝攝像機(jī)零部件；⑤對(duì)攝像機(jī)上的主要按鈕進(jìn)行操作，同時(shí)觀察各按鈕的相應(yīng)功能；⑥根據(jù)語(yǔ)音提示了解攝像機(jī)的基本使用方法并做相應(yīng)的練習(xí)。

2.2 3D虛擬攝像機(jī)模型制作

2.2.1 3D建模過(guò)程

本課題中采用的3D建模軟件是3D Studio Max，3D虛擬攝像機(jī)的三維模型建立主要分為攝像機(jī)機(jī)身模型的建立，包括鏡頭、話筒模型、屏幕模型、電池模型的建立，以及其它零部件和按鈕模型的建立。

（1）攝像機(jī)模型建立。限于篇幅，本文只對(duì)機(jī)身建模過(guò)程作簡(jiǎn)要介紹：①參照攝像機(jī)的實(shí)物照片，用3D max中的樣條線按比例制作出攝像機(jī)的機(jī)身輪廓，調(diào)整角點(diǎn)的圓滑程度，使其看上去更為美觀；②使用修改器面板中的擠出命令，根據(jù)需要調(diào)整擠出數(shù)量為50mm，制作攝像機(jī)機(jī)身模型；③點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，將其轉(zhuǎn)化成可編輯多邊形，便于以后操作，如圖1所示；④由于機(jī)身上有許多凹凸和按鈕等細(xì)節(jié)部分，選擇可編輯多邊形中的多邊形，利用修改器面板中的擠出和倒角命令，為所選多邊形制作凸凹等細(xì)節(jié)效果，如圖2所示。

圖1 機(jī)身模型

圖2 機(jī)身模型細(xì)節(jié)部分

（2）攝像機(jī)各部件整合與整體模型優(yōu)化。攝像機(jī)各部分模型制作好后，需要將這些小模型根據(jù)實(shí)物進(jìn)行組合，這一部分需要充分利用3D Max的4個(gè)界面視口切換使用以及平滑、高光和線框之間的切換。主要利用到了對(duì)齊、均勻縮放、移動(dòng)等操作命令，再通過(guò)視角的轉(zhuǎn)換進(jìn)行細(xì)節(jié)調(diào)整，確保整個(gè)模型合為一體。

當(dāng)攝像機(jī)模型整合好之后，需要對(duì)其進(jìn)一步調(diào)整，使其整體效果更為真實(shí)。這部分主要運(yùn)用邊和面的倒角擠出命令和多邊形的網(wǎng)格平滑命令。通過(guò)適當(dāng)調(diào)整各個(gè)命令的相應(yīng)參數(shù)，使攝像機(jī)整體模型的最終效果達(dá)到最優(yōu)化。

（3）攝像機(jī)貼圖與材質(zhì)制作。3D中的貼圖與材質(zhì)主要用于描述對(duì)象表面的物質(zhì)狀態(tài)，構(gòu)造真實(shí)世界中自然物質(zhì)表面的視覺(jué)表象，能夠給場(chǎng)景中的對(duì)象創(chuàng)建五彩繽紛的顏色和紋理表面屬性。攝像機(jī)的材質(zhì)制作主要針對(duì)攝像機(jī)各個(gè)部分固有色的改變，相應(yīng)調(diào)整高光級(jí)別等參數(shù)就可制作出逼真的效果。

攝像機(jī)的貼圖制作主要針對(duì)完整平面的操作，利用這種方法可以省去繁瑣的建模過(guò)程，直接賦予物體圖片，使物體顯現(xiàn)出真實(shí)的效果，這是減少建模復(fù)雜程度的有效手段之一?？梢岳眠@種辦法進(jìn)行操作的部分有：屏幕蓋、控制面板上的按鈕、電池正面。

（4）燈光設(shè)置。雖然在進(jìn)行建模和材質(zhì)、貼圖工作時(shí)視圖窗口顯示是有光的，但是渲染出來(lái)的場(chǎng)景卻一片漆黑，這主要是因?yàn)樵谝晥D場(chǎng)景中沒(méi)有加任何燈光。在此部分中，主要工作是給場(chǎng)景加燈光并使其真實(shí)化。

選擇創(chuàng)建面板，點(diǎn)擊燈光，在下拉菜單中選擇標(biāo)準(zhǔn)，選擇目標(biāo)平行光。點(diǎn)擊修改器，在修改器面板中調(diào)整燈光的參數(shù)。調(diào)整強(qiáng)度倍增器的數(shù)值為0.1，尺寸倍增器的數(shù)值為1.0，陰影細(xì)分?jǐn)?shù)值為3，陰影偏移數(shù)值為0.2，光子發(fā)射半徑數(shù)值為173.43。勾選不可見(jiàn)選項(xiàng)，使得燈光在渲染時(shí)不可見(jiàn)，避免對(duì)特殊效果發(fā)生器的反射產(chǎn)生影響，移動(dòng)燈光位置，使得物體得到比較好的反射效果和高光效果。

（5）渲染。當(dāng)攝像機(jī)的所有部分材質(zhì)和貼圖都添加設(shè)置完畢后，為了滿足成圖的精確需要，提高畫面品質(zhì)，需要進(jìn)行最終的渲染。這里使用了由chaosgroup和asgvis公司出品的VRay渲染插件。

渲染時(shí)將背景顏色設(shè)置為白色，在【VRay：間接照明】控制面板中設(shè)置飽和度為1.2以提高最終圖像的飽和度；在【VRay：燈光緩存】控制面板中設(shè)置燈光的細(xì)分為1 000以提高燈光細(xì)分的精度。設(shè)置完畢后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行渲染，通過(guò)對(duì)渲染出的圖片進(jìn)行觀察，再進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整使得模型效果更加逼真。

2.2.2 交互控制功能實(shí)現(xiàn)

（1）導(dǎo)出3D虛擬攝像機(jī)模型。因?yàn)榻换タ刂乒δ苁褂肰irtools5.0軟件制作，需要從3D Max中導(dǎo)出Virtools支持的模型文件“shexiangji.NMO”。

（2）對(duì)象建立與燈光創(chuàng)建。導(dǎo)入“shexiangji.NMO”文件后就完成了攝像機(jī)各個(gè)對(duì)象的建立，此外還需要在Virtools中添加燈光效果才能正常觀看模型。一共需要添加3個(gè)點(diǎn)光源，它們的空間位置坐標(biāo)為分別為“75.590 0，31.225 8，-62.708 9”、 “-8.633 2，62.722 2，-78.804 5”、“-114.037 7，120.000 0，-0.053 9”。

（3）行為模塊設(shè)定。Virtools中通過(guò)行為模塊的設(shè)定實(shí)現(xiàn)各種交互控制，在虛擬攝像機(jī)的制作中，設(shè)計(jì)了大量的行為模塊，包括旋轉(zhuǎn)攝影機(jī)行為模塊、切換攝影機(jī)行為模塊、恢復(fù)初始狀態(tài)行為模塊、裝配演示行為模塊等。

（4）界面及菜單制作。好的界面與菜單可以幫助用戶使用軟件，本軟件中的主界面及各次界面與菜單都在Virtools5.0中制作，主界面效果如圖9所示。主次界面間的切換也通過(guò)行為模塊實(shí)現(xiàn)，如圖10所示。

圖9 主界面效果

圖10 主次界面間切換行為模塊

3 結(jié)語(yǔ)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種新媒體技術(shù)，使用這種技術(shù)開(kāi)發(fā)的教學(xué)軟件，可以實(shí)現(xiàn)虛擬操作、虛擬拆裝、在線操作考核等功能，能夠以較低的成本投入解決教學(xué)中以前難以解決的問(wèn)題，對(duì)提高實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果具有重要作用。

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第3篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)綜述范文

[關(guān)鍵詞]虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 教學(xué)效果 評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：F590-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）36-0285-01

自20世紀(jì)90年代以來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)一直是信息領(lǐng)域研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的熱點(diǎn)方向之一。其實(shí)時(shí)的三維空間表現(xiàn)能力、人機(jī)交互的操作環(huán)境以及給人帶來(lái)的“身臨其境”的感覺(jué)，為人類探索和研究宏觀世界與微觀世界提供了極大的便利。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教育并成為教學(xué)領(lǐng)域的三大創(chuàng)新技術(shù)?？晒┤珖?guó)使用的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教育系統(tǒng)隨著網(wǎng)絡(luò)通信速度的提高和帶寬的擴(kuò)展，信息社會(huì)對(duì)教育提出了新的需求，國(guó)內(nèi)外都在加緊進(jìn)行如何在教育領(lǐng)域使用虛擬現(xiàn)實(shí)的研究。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)涉及高等教育的各個(gè)學(xué)科，由于多維信息系統(tǒng)具有親臨其境的真實(shí)感和超越現(xiàn)實(shí)的虛擬性，使用者能夠沉浸其中、超越其上、交時(shí)交互，已顯示其實(shí)用性和先進(jìn)性 技術(shù)潛力巨大，應(yīng)用前景廣闊。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，然而在普通學(xué)校教育教學(xué)中還應(yīng)用的很少，由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足，所以其在教學(xué)中存在很大的應(yīng)用空間。新的信息技術(shù)，帶給了我們新的教育思維，為傳統(tǒng)的教育觀念和教育模式的轉(zhuǎn)變提供了更大的可能性，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量有著重要意義。如何通過(guò)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)效果評(píng)價(jià)提升虛擬現(xiàn)實(shí)的教學(xué)效果一直是應(yīng)用者們努力的重要方面。

一、從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與旅游管理專業(yè)知識(shí)的結(jié)合及應(yīng)用角度確定的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則和評(píng)價(jià)指標(biāo)

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)，它已經(jīng)被應(yīng)用于許多個(gè)專業(yè)的教學(xué)過(guò)程中。由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員具備旅游管理專業(yè)知識(shí)限制以及實(shí)際授課教師開(kāi)發(fā)更新系統(tǒng)的能力限制，會(huì)直接影響虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在旅游管理專業(yè)教學(xué)中的使用效果。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)系統(tǒng)能否根據(jù)教學(xué)對(duì)象特點(diǎn)，明確教學(xué)任務(wù)與目的、完整體現(xiàn)旅游管理教學(xué)內(nèi)容、提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，是影響教學(xué)效果的重要方面。上述內(nèi)容均屬于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與專業(yè)知識(shí)結(jié)合范疇，專業(yè)度處于評(píng)價(jià)準(zhǔn)則層次，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)體現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)、授課教師素質(zhì)是其評(píng)價(jià)指標(biāo)。

于年輕教師而言，較易掌握虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。各種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)軟件的開(kāi)放程度（指軟件后續(xù)開(kāi)發(fā)的能力和利用其他軟件資源的能力）是不同的，有些方法可支持多種格式的輸出，輸出的文件可在其他操作環(huán)境中無(wú)損地打開(kāi)，加上軟件或插件的更新?lián)Q代日益加快，故具有開(kāi)放的接口、實(shí)時(shí)的更新能力也是軟件所必需的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。對(duì)一些已經(jīng)停止開(kāi)發(fā)的實(shí)現(xiàn)方法就沒(méi)有研究的必要了。此外，每種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)擁有的制成模型的豐度和制作虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的快慢也有所不同。上述內(nèi)容均屬于使用范疇，使用度處于評(píng)價(jià)準(zhǔn)則層次，而每種方法掌握難易程度、開(kāi)放程度和制作虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的快慢是其評(píng)價(jià)指標(biāo)。根據(jù)上述分析構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在旅游管理專業(yè)教學(xué)中效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如下：目標(biāo)層為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在旅游管理專業(yè)教學(xué)中效果A；準(zhǔn)則層為交互度B1、真實(shí)度B2、功能度B3、專業(yè)度B4、使用度B5。另外，快速C1與準(zhǔn)確C2是交互度B1的措施層；視覺(jué)質(zhì)量C3、光學(xué)質(zhì)量C4與聲學(xué)質(zhì)量C5為真實(shí)度B2的措施層；教學(xué)要素的類型C6、教學(xué)要素的物理表達(dá)C7與模擬人的運(yùn)動(dòng)屬性C8為功能度B3的措施層；教學(xué)目標(biāo)C9、教學(xué)內(nèi)容C10、實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)C11與授課教師素質(zhì)C12為專業(yè)度B43的措施層；掌握難易程度 C13、更新?lián)Q代能力C14與制作虛擬場(chǎng)景的快慢C15為使用度B5的措施層。

構(gòu)建了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系之后，可以采用層次分析法（AHP）來(lái)確定每項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，即得到每項(xiàng)指標(biāo)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在旅游管理專業(yè)教學(xué)中效果各自的影響程度值，從而可以對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在旅游管理專業(yè)教學(xué)中效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在旅游管理專業(yè)教學(xué)中效果評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算與比較

采用1～9標(biāo)度類型，對(duì)照重要性標(biāo)度含義表，采用專家評(píng)議法（Delphi），經(jīng)過(guò)我們與旅游管理專業(yè)一線教師復(fù)研討，構(gòu)造判斷矩陣，利用層次分析法軟件yaahp Version 0.4.1計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在旅游管理專業(yè)教學(xué)中效果的權(quán)重如下：B1對(duì)于A的權(quán)重為0.2106、B2對(duì)于A的權(quán)重為0.3834、B3對(duì)于A的權(quán)重為0.1181、B4對(duì)于A的權(quán)重為0.2230、B5對(duì)于A的權(quán)重為0.0649；C層對(duì)于A的權(quán)重的總排序?yàn)椋?C1：0.0702、C2：0.1404、C3：0.2069、C4：0.1138、C5：0.0627、C6：0.0193、C7：0.0637、C8：0.0351、C9：0..0614、C10：0.0392、C11：0.1033、C12：0.0207、C13：0.0207、C14：0.0362、C15：0.0079。

三、總結(jié)與展望

根據(jù)上述層次排序權(quán)重的確定，可以得出在游管理專業(yè)教學(xué)中影響現(xiàn)實(shí)技術(shù)使用效果維度由弱到強(qiáng)依次是真實(shí)度、專業(yè)度、交互度、功能度、使用度。對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在旅游管理專業(yè)教學(xué)中效果影響最強(qiáng)的五項(xiàng)指標(biāo)是分別是準(zhǔn)確、視覺(jué)質(zhì)量和光學(xué)質(zhì)量、實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)、快速?？偨Y(jié)如下：

第一、突出對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開(kāi)發(fā)研究

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)的先進(jìn)教學(xué)形式，現(xiàn)今的研究和開(kāi)發(fā)水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到根據(jù)教師和學(xué)生的實(shí)際需求進(jìn)行的程度。而要充分發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的巨大優(yōu)勢(shì)，就要整合多種資源，利用好該技術(shù)本身交互性、沉浸性的優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)可對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行智能化指導(dǎo)的實(shí)時(shí)教學(xué)系統(tǒng)和評(píng)價(jià)系統(tǒng)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程形成良好的反饋，提升整個(gè)虛擬教學(xué)的智能化和系統(tǒng)化水平。

由于一個(gè)完全沉浸式的虛擬環(huán)境的構(gòu)造需要比較昂貴的設(shè)備，所以目前大多虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用還停留在桌面型的虛擬現(xiàn)實(shí)階段，和真正的虛擬現(xiàn)實(shí)還有很大距離。可以采取循序漸進(jìn)的方法，先在軟件環(huán)境打好基礎(chǔ)，積累經(jīng)驗(yàn)，隨著技術(shù)的發(fā)展和硬件設(shè)備價(jià)格的降低，逐漸完善虛擬實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，使學(xué)生真正走進(jìn)虛擬教學(xué)環(huán)境。

第二、深入對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與旅游管理專業(yè)知識(shí)結(jié)合運(yùn)用的研究

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)從技術(shù)上化解了目前旅游管理專面臨的實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺乏，跟不上旅游業(yè)快速發(fā)展的現(xiàn)實(shí)與師生要求先進(jìn)設(shè)備用于教學(xué)的矛盾。但虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)要充分發(fā)揮它的教學(xué)職能，不僅需要高科技的支持，而且更需要相應(yīng)的專業(yè)教學(xué)知識(shí)作內(nèi)涵。在應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中，要牢牢抓住旅游管理專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和課程教學(xué)的客觀要求，既發(fā)揮虛擬技術(shù)在教學(xué)中的巨大技術(shù)優(yōu)勢(shì)，又體現(xiàn)先進(jìn)旅游業(yè)界的最新成果；既培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，又深化學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的理解與應(yīng)用。

第三、增強(qiáng)運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行教學(xué)的協(xié)作性研究

在運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行教學(xué)過(guò)程中因?yàn)檩^大地借助了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)，從一定程度上讓師生、生生交互受到影響和削弱。因此，在研究和開(kāi)發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)平臺(tái)的過(guò)程中，要注重師生、生生、人機(jī)的可交互性，保證教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與機(jī)器實(shí)現(xiàn)良好的人互，增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)的協(xié)作性，發(fā)揮教師、學(xué)生和技術(shù)的綜合優(yōu)勢(shì)，探索全方位的多交互協(xié)作化虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)平臺(tái)。

本研究只是對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在旅游管理專業(yè)教學(xué)中的教學(xué)效果做了理論上的宏觀探索和在教學(xué)實(shí)例中的簡(jiǎn)單應(yīng)用，離真正的提升虛擬教學(xué)效果的總體目標(biāo)要求還有一定的差距。要形成一套完整有效的評(píng)價(jià)體系需要未來(lái)利用現(xiàn)有研究成果，還要進(jìn)一步充分與專家共同合作、共同分析，進(jìn)行系統(tǒng)化的研究。

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作者簡(jiǎn)介

第4篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)綜述范文

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；實(shí)體會(huì)展；行業(yè)變革

1 概述

1.1 展會(huì)虛實(shí)耦合發(fā)展背景

虛擬會(huì)展是指利用三維虛擬技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)的虛擬空間進(jìn)行的展覽及貿(mào)易活動(dòng)的一種多維立體展示。他可以是人機(jī)實(shí)現(xiàn)立體互動(dòng)，強(qiáng)調(diào)用戶體驗(yàn)[1]。本文研究對(duì)象為基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬會(huì)展。該類型的展會(huì)不受傳統(tǒng)實(shí)體展會(huì)時(shí)間性、空間性的局限，同時(shí)具有易于組織與管理、性價(jià)比高、便于參展者了解展品、低碳環(huán)保等特點(diǎn)[3]。傳統(tǒng)實(shí)體會(huì)展也有著創(chuàng)意虛擬會(huì)展所不具有的一些重要優(yōu)勢(shì)，目前創(chuàng)意虛擬會(huì)展無(wú)法完全脫離傳統(tǒng)實(shí)體會(huì)展而獨(dú)立出現(xiàn)，普通大眾對(duì)于虛擬會(huì)展的了解和使用也剛剛起步。

“VR”①在2016年強(qiáng)勢(shì)崛起成為繼O2O后又一熱詞。各種關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的科技展和高峰論壇在國(guó)內(nèi)外輪番上演。虛擬現(xiàn)實(shí)掀起對(duì)實(shí)體經(jīng)濟(jì)新一輪的沖擊。虛擬現(xiàn)實(shí)在B端有廣泛應(yīng)用，隨著2C產(chǎn)品的出現(xiàn)而進(jìn)入全新發(fā)展階段，2016年國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先者陸續(xù)推出消費(fèi)級(jí)新產(chǎn)品，同時(shí)大量資本涌入，虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展將迎來(lái)爆發(fā)點(diǎn)[6]?；诖?，會(huì)展行業(yè)應(yīng)對(duì)技術(shù)革新在傳統(tǒng)實(shí)體展會(huì)加入虛擬技術(shù)的元素逐漸成為常態(tài)。到2030年虛擬和現(xiàn)實(shí)之間的界限將明顯弱化[7]，我國(guó)現(xiàn)有虛擬展會(huì)多是將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為吸引觀眾的元素并未形成獨(dú)立存在的虛擬展。國(guó)內(nèi)虛擬會(huì)展處于發(fā)展階段：基本屬于界面包裝，主要通過(guò)二維平面靜態(tài)的網(wǎng)頁(yè)展示[2]。在展會(huì)中加入虛擬現(xiàn)實(shí)元素能強(qiáng)化會(huì)展行業(yè)的紐帶作用和產(chǎn)業(yè)聯(lián)動(dòng)性。我國(guó)會(huì)展業(yè)在虛擬展與實(shí)體展耦合的發(fā)展之路上與以德國(guó)為代表的展覽業(yè)發(fā)達(dá)的西方國(guó)家存在一定差距但是虛擬展作為一個(gè)新的起點(diǎn)，抓住這個(gè)機(jī)遇可以使我國(guó)展覽業(yè)也能站在國(guó)際前端。

1.2 展會(huì)虛實(shí)耦合發(fā)展的趨勢(shì)

在我國(guó)新常態(tài)的經(jīng)濟(jì)模式下，會(huì)展的虛實(shí)耦合主要帶來(lái)外部經(jīng)濟(jì)趨勢(shì)、協(xié)同發(fā)展趨勢(shì)和創(chuàng)新趨勢(shì)三大趨勢(shì)。外部經(jīng)濟(jì)的發(fā)展給會(huì)展業(yè)注入生機(jī)，自廣交會(huì)帶給中國(guó)會(huì)展業(yè)飛躍式發(fā)展后，此次高新技術(shù)對(duì)整體經(jīng)濟(jì)新一輪沖擊的同時(shí)也給會(huì)展業(yè)帶來(lái)發(fā)展的機(jī)遇。會(huì)展行業(yè)具有高度產(chǎn)業(yè)聯(lián)動(dòng)性，會(huì)展產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢(shì)必在給所鏈接的產(chǎn)業(yè)帶來(lái)發(fā)展的機(jī)遇同時(shí)促進(jìn)會(huì)展產(chǎn)業(yè)再次發(fā)展，兩者相輔相成、協(xié)同發(fā)展。技術(shù)紅利之下的會(huì)展行業(yè)在實(shí)體展會(huì)虛擬化、會(huì)展虛實(shí)耦合等方面進(jìn)入高速發(fā)展階段。三維重建、3D打印以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)都為會(huì)展業(yè)在展會(huì)的設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)中有所體現(xiàn)，在技術(shù)沖擊下會(huì)展產(chǎn)業(yè)勢(shì)必開(kāi)展新一輪的創(chuàng)新。

2 市場(chǎng)調(diào)研與市場(chǎng)接受程度

針對(duì)會(huì)展虛實(shí)耦合采取線上問(wèn)卷和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)收集相結(jié)合的方式。在正式開(kāi)展大樣本調(diào)查前進(jìn)行預(yù)調(diào)研。在對(duì)滬、杭高校的25名會(huì)展專業(yè)及計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的問(wèn)卷調(diào)查后作數(shù)據(jù)分析，對(duì)問(wèn)卷作進(jìn)一步修改。正式調(diào)查共發(fā)放問(wèn)卷494份。回收有效問(wèn)卷共262份，有效問(wèn)卷回收率為53%。

本次問(wèn)卷調(diào)研受眾群體的主體是25歲以下的年輕人：25歲以下的回答者占比91.99%。對(duì)于VR技術(shù)的了解程度基本符合正態(tài)分布，但作為最能接受變革性事物的年輕人，對(duì)于VR也止于基本了解。這導(dǎo)致該類人群對(duì)于VR設(shè)備的購(gòu)買意愿并不強(qiáng)烈，66.03%的人持中立態(tài)度。同時(shí)在設(shè)備價(jià)格的接受程度上92.75%的人更傾向于3000元及以下的設(shè)備。

門票是虛擬展的盈利重點(diǎn)之一。本文創(chuàng)造性提出“買斷制”：一次付費(fèi)獲得相應(yīng)虛擬展一定時(shí)限內(nèi)重復(fù)觀展權(quán)限。63.36%的人認(rèn)可新穎的買斷制，加之與實(shí)體會(huì)展票價(jià)的對(duì)比，從中進(jìn)一步窺探虛擬會(huì)展在調(diào)查群體中的可接受性。設(shè)實(shí)體會(huì)展門票基數(shù)為5，得出虛擬展會(huì)門票價(jià)格均值為4.75，略低于實(shí)體展會(huì)。觀眾考慮到虛擬展會(huì)在時(shí)空的機(jī)動(dòng)性、布展成本的環(huán)保型，對(duì)于虛擬展會(huì)的價(jià)格預(yù)估基本是低于實(shí)體展會(huì)的。另一方面，調(diào)查群體基于虛擬展會(huì)的技術(shù)因素、設(shè)計(jì)效果、實(shí)時(shí)互動(dòng)性與現(xiàn)場(chǎng)感等基本屬性的理性考慮，其預(yù)估的門票價(jià)位不會(huì)過(guò)低。虛擬展會(huì)相對(duì)實(shí)體展會(huì)更加強(qiáng)調(diào)表現(xiàn)性、交互性，在表現(xiàn)內(nèi)容豐富性的同時(shí)滿足技術(shù)的即時(shí)性。這無(wú)疑擴(kuò)大了虛擬展會(huì)的受眾人數(shù)并優(yōu)化了觀展群體的范圍。

虛擬展要能夠在市場(chǎng)中占得一定份額，對(duì)展會(huì)自身也有所要求。觀展人群與展會(huì)之間的連接并非單向，觀展人群更注重與展會(huì)間的雙向聯(lián)系。參展觀眾對(duì)于展會(huì)的場(chǎng)景設(shè)計(jì)（44.66%）、互動(dòng)性（48.47%）、專業(yè)性（51.91%）有較高要求，能與觀眾產(chǎn)生共鳴的展會(huì)才能吸引人群并擴(kuò)大其影響力。

3 分析結(jié)果與討論

在對(duì)滬、杭兩地多個(gè)展會(huì)、展館的實(shí)地調(diào)研之后發(fā)現(xiàn)展會(huì)中對(duì)于高新技術(shù)的運(yùn)用處于發(fā)展階段。展會(huì)更傾向于將VR作為吸引觀眾的輔助手段而非利用VR將體展會(huì)虛擬化使之成為在時(shí)空上獨(dú)立實(shí)體展會(huì)而存在的虛擬展。

現(xiàn)代創(chuàng)意虛擬會(huì)展構(gòu)建在VR技術(shù)之上而市場(chǎng)上的VR設(shè)備良莠不齊。想要獲得良好的用戶體驗(yàn)對(duì)設(shè)備有較高要求，在價(jià)格上受眾的心理價(jià)位和市場(chǎng)實(shí)際價(jià)格有所出入，這將成為虛擬會(huì)展發(fā)展的制約因素之一。同時(shí)這對(duì)制造商有導(dǎo)向作用，搶占中低價(jià)位市場(chǎng)將對(duì)企業(yè)發(fā)展有重要作用。虛擬展會(huì)門票的定價(jià)可與實(shí)體展會(huì)相持平。展會(huì)應(yīng)關(guān)注其主題的新穎性，同時(shí)在展臺(tái)設(shè)計(jì)、展會(huì)專業(yè)性上有更多考量。滿足展會(huì)的基本屬性之后提高展會(huì)的藝術(shù)性、互動(dòng)性將使展會(huì)在同類型展會(huì)中脫穎而出。

虛擬會(huì)展會(huì)帶給傳統(tǒng)實(shí)體會(huì)展重大影響和一定沖擊，但同時(shí)也促進(jìn)會(huì)展行業(yè)在深度和廣度上的發(fā)展，在綜合已有基礎(chǔ)上考慮創(chuàng)意虛擬會(huì)展和傳統(tǒng)實(shí)體會(huì)展的信息耦合，包括現(xiàn)階段的實(shí)體會(huì)展+網(wǎng)絡(luò)會(huì)展+電子商務(wù)模式和未來(lái)的實(shí)體會(huì)展+網(wǎng)絡(luò)會(huì)展模式[2]。我國(guó)會(huì)展業(yè)對(duì)于虛擬展的拓展可以分三步循序漸進(jìn)以達(dá)到對(duì)兩者耦合之平衡點(diǎn)的獲得：設(shè)立VR展區(qū)、建立附屬于實(shí)體展會(huì)的虛擬展、建立獨(dú)立存在的虛擬展會(huì)。無(wú)論是傳統(tǒng)實(shí)體展會(huì)還是新興虛擬展會(huì)，兩者都不會(huì)完全取代對(duì)方地位。對(duì)于會(huì)展行業(yè)來(lái)說(shuō)，實(shí)體展和虛擬展合則兩利分則兩傷，只有兩者相輔相成才能使會(huì)展行業(yè)在深度和廣度上有長(zhǎng)足的發(fā)展。

注釋

① VR：virtual reality 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù).

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第5篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)綜述范文

>> 虛擬手術(shù)中實(shí)時(shí)碰撞檢測(cè)技術(shù)研究 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中的虛實(shí)交互碰撞檢測(cè)技術(shù)研究 ActionScript3.0碰撞檢測(cè)技術(shù)分析 碰撞檢測(cè)技術(shù)在顆?；旌现械膽?yīng)用 布料虛擬商品碰撞檢測(cè)研究概述 基于Vega的碰撞檢測(cè)算法研究 游戲引擎中碰撞檢測(cè)算法研究 基于包圍盒的碰撞檢測(cè)算法研究 虛擬吊裝碰撞檢測(cè)算法 入侵檢測(cè)技術(shù)研究綜述 《核電站虛擬建造系統(tǒng)》中碰撞檢測(cè)\響應(yīng)處理的技術(shù)實(shí)現(xiàn) Flash游戲中碰撞檢測(cè)方法的研究與實(shí)現(xiàn) 基于優(yōu)化的蟻群算法在碰撞檢測(cè)中的應(yīng)用研究 虛擬手術(shù)中基于邊界元模型的碰撞檢測(cè)研究 基于Unity 3D的虛擬樓盤漫游和碰撞檢測(cè)研究 碰撞檢測(cè)在益智類教學(xué)游戲中的應(yīng)用研究 Boids群集動(dòng)畫中Mesh碰撞檢測(cè)的研究與實(shí)現(xiàn) 虛擬裝配中快速碰撞檢測(cè)算法的研究與實(shí)現(xiàn) 混合包圍盒碰撞檢測(cè)算法的優(yōu)化研究 虛擬景區(qū)中層次碰撞檢測(cè)方法的研究 常見(jiàn)問(wèn)題解答 當(dāng)前所在位置：l，1999.8（4）：11-17

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第6篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)綜述范文

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)電子商務(wù)網(wǎng)絡(luò)

1引言

虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality)是通過(guò)多媒體技術(shù)與仿真技術(shù)相結(jié)合，生成逼真的視、聽(tīng)、觸覺(jué)一體化的虛擬環(huán)境，用戶以自然的方式對(duì)虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行體驗(yàn)和交互。然而當(dāng)前的電子商務(wù)大多是基于Web的，要在其中普及由視覺(jué)頭盔和數(shù)字手套等設(shè)備構(gòu)成的力反饋式交互虛擬現(xiàn)0實(shí)是極其困難的(一是技術(shù)原因，二是資金原因)。但是以鍵盤、鼠標(biāo)和顯示器等常規(guī)輸入輸出設(shè)備在客戶機(jī)瀏覽器中構(gòu)成交互環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)卻日趨成熟和完善，這些以Web3D技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)同樣以模擬自然、體驗(yàn)逼真和交互極強(qiáng)為目標(biāo)，在相當(dāng)程度上高效、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的目標(biāo)。

由于網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)，不僅促進(jìn)了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的普及應(yīng)用，而且也給電子商務(wù)帶來(lái)了新的應(yīng)用空間，有效地提高了電子商務(wù)的質(zhì)量。因此，充分認(rèn)識(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電子商務(wù)中的重要性、研究網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)及其應(yīng)用規(guī)律，從而進(jìn)一步促進(jìn)電子商務(wù)的發(fā)展，已成為當(dāng)前電子商務(wù)中的一個(gè)重要課題。

2虛擬現(xiàn)實(shí)在電子商務(wù)中的作用

2.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)。

臨場(chǎng)感:用戶感覺(jué)到沉浸于在瀏覽器中所呈現(xiàn)的虛擬環(huán)境中。

多感知性:用戶能以視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等多種形式感知信息。

交互性:用戶能以接近自然的習(xí)慣，用常規(guī)的輸入、輸出設(shè)備對(duì)虛擬環(huán)境中的物體或場(chǎng)景進(jìn)行操作和得到反饋。

真實(shí)性:虛擬環(huán)境中的物體運(yùn)動(dòng)接近符合物理定律。

高效率:虛擬環(huán)境中三維空間的建立和顯示不過(guò)分依賴客戶機(jī)的硬件性能并可實(shí)時(shí)渲染，所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量小且可流式傳輸。

2.2虛擬現(xiàn)實(shí)在電子商務(wù)中的作用。由于網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的上述特點(diǎn)，它在電子商務(wù)中正起著獨(dú)特的作用:

真實(shí)感強(qiáng):縮小網(wǎng)上購(gòu)物與真實(shí)購(gòu)物環(huán)境間的差別，是一個(gè)接近現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的虛擬智能購(gòu)物商城。

激發(fā)購(gòu)買熱情:網(wǎng)上產(chǎn)品展示的目的不僅僅是展示產(chǎn)品，而更重要的是通過(guò)讓客戶更多地了解產(chǎn)品而提高產(chǎn)品的購(gòu)買率。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可將用戶在購(gòu)買過(guò)程中產(chǎn)生的假設(shè)進(jìn)行虛擬，呈現(xiàn)相應(yīng)的結(jié)果或效果。這樣有利于激發(fā)用戶的購(gòu)買熱情。

拓展電子商務(wù)的內(nèi)涵:INTERNET作為有效的商業(yè)信息的交通通道被廣為接受，網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用使電子商務(wù)的內(nèi)涵被大大地拓寬和延伸了。

3網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

目前網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)大多是基于Web3D[1][2][3]技術(shù)的，而Web3D技術(shù)主要由實(shí)時(shí)3D建模和動(dòng)態(tài)顯示兩部分組成。通常實(shí)時(shí)3D建模和動(dòng)態(tài)顯示分為兩種類型，一種是基于幾何模型，另一種是基于圖像。這兩種技術(shù)方案各有其特點(diǎn)，前者可方便地建立以任意角度進(jìn)行觀察的3D空間，但計(jì)算量大，因而對(duì)硬件要求較高，對(duì)復(fù)雜模型的建模過(guò)程較為困難;后者采用圖像鑲嵌方式實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)建模，開(kāi)發(fā)成本低，計(jì)算量小且效果逼真，但數(shù)據(jù)量較大。

各種網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為了能在網(wǎng)絡(luò)這一特殊環(huán)境下不斷發(fā)展，都不僅具有鮮明的技術(shù)特點(diǎn)，而且也都盡量揚(yáng)長(zhǎng)避短，形成了各自的技術(shù)風(fēng)格，這也為我們?cè)陔娮由虅?wù)中針對(duì)不同展示內(nèi)容選用最為合適的網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)打下了良好的基礎(chǔ)。有鑒于此，研究和對(duì)比分析各種主流網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是十分必要的。

3.1VRML(VirtualRealityModelingLanguage——虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言)[4]是專門用于在網(wǎng)上建立虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它采用基于幾何模型的實(shí)時(shí)建模和動(dòng)態(tài)顯示方法。VRML可以用于建立真實(shí)世界的場(chǎng)景模型，也可建立虛構(gòu)的三維空間。VRML提供了所謂的6+1度瀏覽，即沿三軸方向移動(dòng)場(chǎng)景和旋轉(zhuǎn)場(chǎng)景，同時(shí)還可以建立與其他3D空間的超鏈接。

VRML文件是文本文件，它可以用文本編輯器編寫生成，其文件擴(kuò)展名是.wrl。由于VRML語(yǔ)言語(yǔ)法規(guī)則較為復(fù)雜和嚴(yán)格，靠人工編寫VRML文件工作量極大，因此一些三維建模工具(如3DSMAX)以可視化方式建立3D空間并自動(dòng)生成VRML文件，提高了開(kāi)發(fā)效率，但這樣生成的VRML文件數(shù)據(jù)量比人工編寫的文件大得多。

VRML適用于構(gòu)造虛擬三維環(huán)境，而對(duì)于表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)場(chǎng)景和物體則略感不足。

3.2QuickTimeVR。QuickTime是Apple公司開(kāi)發(fā)的數(shù)字圖像影視技術(shù)規(guī)范，它包含多種媒體數(shù)據(jù)的壓縮/解壓縮技術(shù)。QuickTimeVR是其中一種新的媒體數(shù)據(jù)格式。它包含了對(duì)象影視(ObjectMovie)、全景影視(PanoramicMovie)和多節(jié)點(diǎn)影像(Multi-NodeScene)等幾種形式，其文件擴(kuò)展名是.mov。

由于過(guò)去QuickTime是Mac系列機(jī)上的數(shù)字視頻規(guī)范，因而制作QuickTimeVR的開(kāi)發(fā)工具大多在Mac機(jī)上運(yùn)行，缺少PC機(jī)Windows上的開(kāi)發(fā)工具，而現(xiàn)在已出現(xiàn)了許多Windows上的QuickTimeVR的專業(yè)開(kāi)發(fā)工具，如VRToolBox等，使得開(kāi)發(fā)用于電子商務(wù)的QuickTimeVR影視更為便捷和高效。

3.3Cult3D是Cycore公司基于Java開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，它具有獨(dú)特的渲染方式，可動(dòng)態(tài)顯示極高質(zhì)量的圖像且不依賴3D加速卡等硬件，所產(chǎn)生的文件(.co)數(shù)據(jù)量小且可保留建模工具中所建立的貼圖，并可以在3D物體上設(shè)計(jì)各種交互和添加聲音，特別適合于在網(wǎng)絡(luò)上表達(dá)3D對(duì)象。

Cult3D技術(shù)本身并無(wú)創(chuàng)建3D模型的能力，它依靠專門的3D建模工具軟件來(lái)建立3D模型，并通過(guò)安裝在這些軟件中的插件導(dǎo)出所需的3D模型。支持這一功能的3D建模軟件有3DSMAX和Maya。在Cult3D的交互功能設(shè)計(jì)軟件Cult3DDesigner中為3D對(duì)象設(shè)計(jì)動(dòng)作和交互并輸出用于網(wǎng)絡(luò)的壓縮文件。

Cult3D技術(shù)的弱點(diǎn)是不易表達(dá)360°的全景虛擬環(huán)境。3.4Viewpoint是Viewpoint公司的網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，其正式名稱是VET(ViewpointExperienceTechnology)，它的前身是著名的MetaStream技術(shù)。由于Viewpoint開(kāi)發(fā)的虛擬現(xiàn)實(shí)文件數(shù)據(jù)量小、可流式下載、動(dòng)態(tài)顯示圖像質(zhì)量好以及可實(shí)時(shí)交互控制改變紋理貼圖，因此被廣泛用于在網(wǎng)上表達(dá)3D對(duì)象。Viewpoint技術(shù)可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)條件狀況自動(dòng)調(diào)整顯示3D對(duì)象的細(xì)節(jié)和播放幀率，因此它對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬適應(yīng)能力較強(qiáng)。

通常開(kāi)發(fā)Viewpoint的虛擬現(xiàn)實(shí)文件是從3DSMAX中導(dǎo)出ASE文件，在Viewpoint的核心應(yīng)用程序ViewpointSceneBuilder中導(dǎo)入ASE文件，并對(duì)相應(yīng)3D場(chǎng)景的有關(guān)元素(如:材質(zhì)、動(dòng)畫、交互動(dòng)作和場(chǎng)景定義信息)進(jìn)行編輯和設(shè)計(jì)，最終輸出可在瀏覽器中播放的Viewpoint數(shù)據(jù)文件(.mts和.mtx)。

3.5Flash是Macromedia公司開(kāi)發(fā)的矢量動(dòng)畫技術(shù)。Flas采用網(wǎng)上流式播放技術(shù)，在安裝了Flash播放器的瀏覽器中可以流暢地播放Flas。在Flash中制作動(dòng)畫時(shí)，不僅可在開(kāi)發(fā)環(huán)境中繪制矢量對(duì)象，而且還可以導(dǎo)入外部矢量圖形文件、位圖圖像文件、多種格式的聲音文件甚至還可編輯視頻文件。Flash現(xiàn)在被廣泛用于開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)交互矢量動(dòng)畫，然而用它也可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)的開(kāi)發(fā)。

用Flash開(kāi)發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)文件，主要是采用其腳本語(yǔ)言ActionScript控制交互，進(jìn)而控制通過(guò)導(dǎo)入序列圖像或已拼接的360°全景圖像而形成的3D對(duì)象或全景虛擬環(huán)境。由于用ActionScript進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)交互控制的靈活性較大，因此所開(kāi)發(fā)的虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)文件也具有較強(qiáng)的個(gè)性，同時(shí)因?yàn)镕lash并非專門用于開(kāi)發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)的，所以開(kāi)發(fā)時(shí)的步驟較為復(fù)雜些。

4虛擬現(xiàn)實(shí)在電子商務(wù)應(yīng)用的實(shí)例分析

4.1電子商務(wù)模型的建立。網(wǎng)絡(luò)虛擬場(chǎng)景的建立和圖形工作站中的場(chǎng)景的建立有著很大的區(qū)別，它首先強(qiáng)調(diào)的是模型的簡(jiǎn)單化，這是由虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)時(shí)性要求決定的。在響應(yīng)速度和場(chǎng)景的真實(shí)性發(fā)生沖突時(shí)，應(yīng)犧牲一定的真實(shí)性，只要能在視覺(jué)上達(dá)到基本真實(shí)即可。因此，常用一些簡(jiǎn)單的框架來(lái)代替復(fù)雜模型，但為了保證一定的真實(shí)性，可采用貼圖的方式來(lái)彌補(bǔ)視覺(jué)上的不足。貼圖有以下兩種制作方法:一種是使用繪畫軟件進(jìn)行手工繪制、另一種是對(duì)建筑物的各個(gè)觀察面進(jìn)行拍照，然后用掃描儀掃描成相關(guān)貼圖材質(zhì)。第一種方法的顏色可限定在256色內(nèi)，其壓縮的比例較大，貼圖文件較小，生成的場(chǎng)景文件也較小，適合網(wǎng)上傳遞和實(shí)時(shí)性的要求。后一種方法視覺(jué)效果好，但文件的壓縮比例較小，貼圖文件較大，生成的場(chǎng)景大，在網(wǎng)上傳遞和實(shí)時(shí)性方面不如前一種方法好。無(wú)論用哪一種方法都需考慮貼圖的分辨率和尺寸，為了便于下載和渲染，在質(zhì)量和大小允許的情況下，一幅貼圖限為320×240(或240×320)像素、分辨率為72dpi，用JPEG壓縮(采用最高壓縮比)后約為20K字節(jié)。

根據(jù)以上所述的貼圖制作方法，虛擬場(chǎng)景中的對(duì)象模型可分為以下幾類:①由簡(jiǎn)單幾何體組成的簡(jiǎn)單模型:該類模型常用作遠(yuǎn)處物品的替身，在LOD方法中采用;②賦予手繪貼圖的模型;③賦予照片材質(zhì)的模型;④賦予手繪和照片混合材質(zhì)的模型;⑤具有全部細(xì)節(jié)的精致模型。

4.2電子商務(wù)交互查詢功能的建立。為電子商務(wù)模型加入交互和查詢功能可采用兩種方法:通過(guò)編程加入相應(yīng)的交互和查詢功能，利用VRML的輔助工具來(lái)完成交互和查詢功能的加入[5]。后一種方法比較適合普通的用戶。

Kinetix制作了特殊的VRML輸出嵌入程序，可以輸出場(chǎng)景，包括幾何、材質(zhì)、動(dòng)畫制作等，嵌入程序也可制作特殊的VRML輔助工具來(lái)規(guī)定場(chǎng)景的交互元素。運(yùn)行VRML嵌入程序VRMLOUT.EXE即可安裝VRML嵌入程序。

通過(guò)VRML嵌入程序，可設(shè)置以下輔助工具:

Anchor:可將某一實(shí)體作為熱點(diǎn)，當(dāng)被點(diǎn)擊時(shí)取出網(wǎng)上所指定的文件。若為VRML場(chǎng)景文件，則該場(chǎng)景被下載顯示。若為其他類型文件，由瀏覽器決定如何處理;

TouchSensor:對(duì)從指定設(shè)備的輸入產(chǎn)生相應(yīng)的事件，這些事件表示用戶是否指向特定幾何體，同時(shí)也表示用戶何時(shí)何處按下定位設(shè)備的按鈕;

ProxSensor:接近感知器，指定當(dāng)用戶進(jìn)入、離開(kāi)或在立方體的區(qū)域內(nèi)移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的事件;

TimeSensor:在時(shí)間變化是發(fā)出事件，可用來(lái)控制動(dòng)畫，也可用于某一時(shí)刻進(jìn)行某項(xiàng)活動(dòng)，或于某一時(shí)間間隔中產(chǎn)生事件;

NavInfo:描述有關(guān)觀察者和觀察模式的物理特性;

Background:設(shè)定場(chǎng)景的背景;

Fog:設(shè)置霧化的效果;

Sound:設(shè)定聲音片段的有效范圍，以產(chǎn)生隨距離改變的音響效果;

Billboard:是某一對(duì)象隨用戶一起旋轉(zhuǎn)，以使之始終面向用戶;

LOD:允許瀏覽器在物體表示的不同層次細(xì)節(jié)間自動(dòng)切換;

Inline:可在文件中引入外部文件的場(chǎng)景，避免重復(fù)制作。

通過(guò)以上輔助工具，就可制作出電子商務(wù)場(chǎng)景及其交互和查詢功能。

4.3多分辨率漸進(jìn)傳輸。服務(wù)器接收了用戶端的請(qǐng)求后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把三維幾何數(shù)據(jù)傳送到瀏覽器進(jìn)行顯示，最理想的方式是漸進(jìn)式傳輸[7][8]，這樣客戶端在下載完最簡(jiǎn)單的一級(jí)模型數(shù)據(jù)后就可以進(jìn)行顯示與交互，而不用整個(gè)模型傳輸完畢。漸進(jìn)式幾何傳輸要求模型具有多分辨率表示形式，這對(duì)網(wǎng)絡(luò)的傳輸和客戶端的繪制都有很多好處。

本文將3D場(chǎng)景數(shù)據(jù)組織成一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)遞進(jìn)的傳輸不同類型的模型表示。本文利用分布式虛擬環(huán)境中通用的遞推算法(DR)來(lái)預(yù)測(cè)視點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)算法[6]來(lái)預(yù)測(cè)用戶的位置，該方法簡(jiǎn)單而通用，并且能有效的減少網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)流量，結(jié)合Benefit累積和方法，實(shí)現(xiàn)了有限的網(wǎng)絡(luò)帶寬下的優(yōu)化3D場(chǎng)景傳輸?shù)囊粋€(gè)有效的策略。考慮到網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性和網(wǎng)絡(luò)的傳輸質(zhì)量，作者采用了自適應(yīng)流控技術(shù)，以保證不同質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)連接下不同場(chǎng)景繪制質(zhì)量的仿真的順利進(jìn)行。另外本文考慮了傳輸動(dòng)態(tài)物體和不同表示形態(tài)的靜態(tài)物體到多個(gè)用戶的問(wèn)題。本文的內(nèi)容集中在3D數(shù)據(jù)組織管理和優(yōu)先傳輸排序策略以及3D圖形傳輸協(xié)議上，目的在于實(shí)現(xiàn)服務(wù)器和客戶端之間高效的3D場(chǎng)景傳輸。

4總結(jié)

本文介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電子商務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用。相關(guān)技術(shù)包括虛擬場(chǎng)景的構(gòu)造、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)格數(shù)據(jù)的傳輸以及客戶端的交互查詢方式。與傳統(tǒng)的電子商務(wù)系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)具有更好的沉浸感和交互性，雖然目前離理想的虛擬現(xiàn)實(shí)境界仍有較大差距，但交互性強(qiáng)、觸發(fā)事件種類多、動(dòng)態(tài)渲染及顯示質(zhì)量高、可任意鏈接URL或其他3D空間、適宜網(wǎng)上應(yīng)用、虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)文件共享性強(qiáng)以及開(kāi)發(fā)效率高等技術(shù)特征，現(xiàn)已成為網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。隨著網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展，將為系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提供更大的空間和更完善的功能。

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第7篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)綜述范文

[關(guān)鍵詞]PE管焊接；技能培訓(xùn)；虛擬仿真；PE管焊接技能培訓(xùn)虛擬仿真

中圖分類號(hào)：TG457.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）25-0231-02

PE管是目前國(guó)際上應(yīng)用最為成熟的塑料壓力管道之一。PE管的應(yīng)用發(fā)展在歐美能夠保持長(zhǎng)期穩(wěn)定的高速發(fā)展，而據(jù)分析，我國(guó)PE管應(yīng)用有十分廣闊的前景，在塑料管應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域，PE管材管件都將得到廣泛應(yīng)用。并且隨著一系列相關(guān)技術(shù)性能的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)頒布， 其生產(chǎn)規(guī)模更是不斷擴(kuò)大。原料國(guó)產(chǎn)化的發(fā)展，使得PE管材價(jià)格將逐漸降低，其經(jīng)濟(jì)性也大大提高。對(duì)于焊接技術(shù)，許多公司機(jī)構(gòu)都設(shè)有專門的設(shè)備場(chǎng)地進(jìn)行培訓(xùn)訓(xùn)練，不僅國(guó)家有關(guān)部門專門為此設(shè)立焊接工技術(shù)考試，設(shè)置專門的技術(shù)證明，而且在一些高校更是讓同學(xué)在實(shí)習(xí)期間接觸學(xué)習(xí)焊接技術(shù)，進(jìn)而培養(yǎng)具備多種高素質(zhì)技能人才。

一、虛擬仿真技術(shù)與PE管焊接技能培訓(xùn)結(jié)合的必要性

《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》內(nèi)容提及教育信息化改革的具體措施及發(fā)展規(guī)劃，著重強(qiáng)調(diào)了關(guān)于增強(qiáng)開(kāi)發(fā)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)軟件、虛擬仿真實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)以及建立虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地的力度。虛擬現(xiàn)實(shí)，是近年來(lái)興起的技術(shù)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)環(huán)境的虛擬數(shù)字化，給人一種身臨其境的感覺(jué)。虛擬現(xiàn)實(shí)是多種技術(shù)的融合，包括計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)、視覺(jué)反饋技術(shù)、廣角立體顯示技術(shù)等。虛擬仿真是基于虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展起來(lái)的，在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)中，主要是通過(guò)對(duì)真實(shí)環(huán)境的三維建模，操作鼠標(biāo)和鍵盤來(lái)實(shí)現(xiàn)與虛擬場(chǎng)景的交互，從而給使用者一種完全的沉浸式體驗(yàn)。

將這種體驗(yàn)與技能培訓(xùn)相結(jié)合，可以解決現(xiàn)在實(shí)際技能培訓(xùn)的多種問(wèn)題，具體問(wèn)題如下：（1）實(shí)際焊接培訓(xùn)成本較高，虛擬仿真軟件則不需原材料和機(jī)器進(jìn)行操作訓(xùn)練；（2）實(shí)際焊接技能學(xué)習(xí)效率較低，學(xué)生完成一次焊接操作花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，用虛擬仿真軟件則可以短時(shí)間多次重復(fù)操作，提高焊接學(xué)習(xí)效率；（3）實(shí)際焊接具有一定的安全問(wèn)題，使用虛擬軟件則學(xué)習(xí)人員無(wú)需承擔(dān)任何安全風(fēng)險(xiǎn)。

二、虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用

1.虛擬仿真技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能逼真地模擬人在自然環(huán)境中視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)的感受，并做出對(duì)應(yīng)的交互行為。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有以下三個(gè)特征：沉浸性：通過(guò)虛擬設(shè)備進(jìn)入到虛擬環(huán)境之后，原有的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)感受被虛擬環(huán)境中的感受所替代，所做出的反應(yīng)也能被檢測(cè)裝置檢測(cè)到，虛擬環(huán)境給人一種完全真實(shí)的感覺(jué)。交互性：虛擬環(huán)境并不是一個(gè)封閉靜止的世界，用戶進(jìn)入虛擬環(huán)境后，不僅可以通過(guò)傳感器得到周圍的信息，還能對(duì)虛擬的物體做出操作，在操作的過(guò)程中獲得“真實(shí)”的體驗(yàn)。比如搬動(dòng)虛擬環(huán)境中的一個(gè)虛擬椅子，甚至還可以在搬動(dòng)過(guò)程中感受到椅子的重量。構(gòu)想性。虛擬環(huán)境的沉浸性和可交互性，使用戶產(chǎn)生豐富的聯(lián)想。構(gòu)想性是虛擬現(xiàn)實(shí)的高級(jí)表現(xiàn)形式，是基于沉浸性和交互性而得到的抽象性思維。虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)現(xiàn)形式多種多樣，只要符合上述三個(gè)特征，都可以稱之為虛擬現(xiàn)實(shí)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在視覺(jué)感受和操作體驗(yàn)上提供了新思路，因而在不同行業(yè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）娛樂(lè)方面；（2）軍事航天領(lǐng)域；（3）室內(nèi)設(shè)計(jì)領(lǐng)域；（4）工業(yè)仿真領(lǐng)域。

2.PE管焊接仿真系統(tǒng)的技能培訓(xùn)

（1）軟件介紹

PE管焊接仿真培訓(xùn)軟件主要采用3DSMax軟件進(jìn)行建模，Microsoft Visual Studio 2010開(kāi)發(fā)平臺(tái)下的C++開(kāi)發(fā)語(yǔ)言進(jìn)行腳本編輯，Unity3D平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。3DSMax功能強(qiáng)大，在建筑設(shè)計(jì)和游戲模型制作方面應(yīng)用廣泛。本文選擇，主要考慮該軟件成熟，軟件有中文版和英文版，操作簡(jiǎn)單，是國(guó)內(nèi)使用最廣的三維建模平臺(tái)。Unity3D具有高度優(yōu)化的圖形渲染管道，展示形式無(wú)論是2D還是3D，都可達(dá)到美輪美奐的畫面效果。它操作簡(jiǎn)單，移植性好，插件豐富，實(shí)現(xiàn)的功能強(qiáng)大。它內(nèi)建NVIDIA Physx物理引擎，能夠輕松的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)中生動(dòng)的互動(dòng)效果。

通過(guò)虛擬仿真系統(tǒng)，可以創(chuàng)建一個(gè)與施工現(xiàn)場(chǎng)相似的虛擬場(chǎng)景，通過(guò)鼠標(biāo)、鍵盤等能查看或操作各種設(shè)備。軟件分別幾個(gè)模塊，主要設(shè)備、操作流程等，通過(guò)這些模塊的學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)習(xí)人員有充分的理論知識(shí)基礎(chǔ)，以及對(duì)操作流程較好的掌握。虛擬仿真系統(tǒng)中，通過(guò)點(diǎn)擊鼠標(biāo)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的開(kāi)啟、夾取、信息的錄入情況等?？稍O(shè)置不同的工藝流程參數(shù)，準(zhǔn)確地模擬出現(xiàn)場(chǎng)不同的管材設(shè)備，可能出現(xiàn)的不同施工環(huán)境，清晰地顯示出實(shí)地操作中會(huì)出現(xiàn)的各種狀況。因此，學(xué)習(xí)人員不僅會(huì)輕松掌握一般PE管焊接的相關(guān)操作步驟，更會(huì)全面的讓學(xué)習(xí)人員處理各種不同條件狀況下的實(shí)際情況。

（2）焊接操作培訓(xùn)

對(duì)學(xué)習(xí)人員進(jìn)行操作培訓(xùn)時(shí)，首先是根據(jù)焊接方法的不同，設(shè)置了電熔焊接和熱熔焊接不同的工藝流程。在應(yīng)用之前，先讓學(xué)習(xí)人員首先大致了解不同焊接方法的步驟。例如電源電壓的范圍，機(jī)架管材的放置，銑刀夾具的開(kāi)啟取下等。其后就是針對(duì)各個(gè)小步驟的工藝，如拖動(dòng)壓力等進(jìn)行更為詳細(xì)的講解。

工藝流程基本熟悉之后，學(xué)習(xí)人員需要對(duì)各種工具設(shè)備進(jìn)行熟悉。進(jìn)入PE管仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，點(diǎn)擊主要設(shè)備菜單，學(xué)習(xí)人員可以看到各種焊接設(shè)備的簡(jiǎn)介、內(nèi)部結(jié)構(gòu)詳解以及工作原理模擬。通過(guò)全方位無(wú)死角瀏覽各個(gè)單體設(shè)備結(jié)構(gòu)以及詳細(xì)學(xué)習(xí)設(shè)備工作原理，提高了學(xué)習(xí)人員對(duì)設(shè)備構(gòu)造、工作原理的認(rèn)知度，為學(xué)習(xí)人員將來(lái)實(shí)際操作工藝設(shè)備奠定了扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。

培訓(xùn)方可以利用PE管虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中的各工藝單元操作流程進(jìn)行具體的操作培訓(xùn)。例如，PE管熱熔焊接的焊接單元操作流程，可以分為以下幾個(gè)部分介紹：檢查管材并清理管端操作流程、緊固管材、銑刀銑削管端操作流程、檢查管端錯(cuò)位和間隙、加熱管材并觀察卷邊操作流程、管材熔接和冷卻操作流程、取出管材操作流程。學(xué)習(xí)人員進(jìn)入模擬操作流程后，系統(tǒng)會(huì)依據(jù)操作規(guī)范給出詳細(xì)的操作步驟，學(xué)習(xí)人員再根據(jù)當(dāng)前提示（設(shè)備編號(hào)、操作類型等）進(jìn)行反復(fù)的模擬操作練習(xí)。

在PE管焊接虛擬仿真軟件中有題庫(kù)和成績(jī)?cè)u(píng)判模塊，以便培訓(xùn)方對(duì)學(xué)習(xí)人員的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行檢驗(yàn)或者學(xué)習(xí)人員的自我檢測(cè)。當(dāng)進(jìn)入考試模式時(shí)，電腦被鎖定，只能在考試系統(tǒng)里進(jìn)行操作，沒(méi)有任何操作提示，同時(shí)會(huì)計(jì)時(shí)，隨機(jī)生成施工環(huán)境。考試人員需要根據(jù)具體情況具體操作，不能生搬硬套。當(dāng)考試人員操作有誤時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)扣分。同時(shí)還配有錯(cuò)題庫(kù)，方便學(xué)習(xí)人員糾正錯(cuò)誤。

（3）結(jié)合施工環(huán)境因素進(jìn)行軟件焊接操作

在風(fēng)雨和寒冷天氣進(jìn)行焊接時(shí)，防護(hù)措施不到位，施工工藝沒(méi)有作相應(yīng)的調(diào)整，造成焊接質(zhì)量不穩(wěn)定；PE管材和管件存放場(chǎng)地環(huán)境溫度和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度不一致，而不注意把管材和管件在施工現(xiàn)場(chǎng)放置一段時(shí)間，待其溫度接近施工現(xiàn)場(chǎng)溫度，而直接進(jìn)行施焊連接，這樣也會(huì)影響焊接質(zhì)量。

本系統(tǒng)內(nèi)建了影響PE管焊接質(zhì)量的外部環(huán)境因素，可以最大程度模擬實(shí)際施工中的環(huán)境，使學(xué)員在不同的溫度，濕度的環(huán)境因素中練習(xí)調(diào)整不同的焊接參數(shù)，達(dá)到最佳的練習(xí)效果。

（4）焊接操作規(guī)范

熱熔焊接時(shí)的溫度、時(shí)間、壓力三個(gè)重要因素要嚴(yán)格控制，認(rèn)真做好焊口端面的銑削、端口的清潔、最終焊口的冷卻等方面細(xì)節(jié)工作；嚴(yán)格執(zhí)行PE管焊接質(zhì)量檢查制度，通過(guò)對(duì)PE管的焊接外觀成型檢查，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，有助操作人員及時(shí)調(diào)整焊接工藝；對(duì)焊縫的縫隙、錯(cuò)邊、翻邊寬度和單邊寬度的檢查，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)管材軸線是否與機(jī)架軸線保持在同一條直接上，發(fā)現(xiàn)焊接設(shè)備運(yùn)行是否正常，工人操作是否熟練，焊接設(shè)備開(kāi)閉時(shí)間是否超標(biāo)；在熱熔焊接之后，冷卻期間要注意切忌移動(dòng)焊接件或?qū)附蛹┘油饬?。因?yàn)楹附訅毫ι愿哂谝?guī)定值時(shí)，會(huì)造成熔融區(qū)高溫材質(zhì)被擠出，形成低溫結(jié)合，接頭強(qiáng)度明顯下降。

三、虛擬仿真技能培訓(xùn)系統(tǒng)的意義

虛擬仿真焊接訓(xùn)練系統(tǒng)是提高PE管焊工技能水平的有效途徑，能夠促進(jìn)PE焊工培訓(xùn)質(zhì)量的不斷提高，以更好的適應(yīng)我國(guó)逐漸大規(guī)模使用PE管材的新形式。利用虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)，可以改變傳統(tǒng)的教育格局?，F(xiàn)在的傳統(tǒng)教學(xué)只是把知識(shí)從教師的頭腦中落實(shí)到學(xué)生的筆記本中，如果充分利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，就可以利用建構(gòu)主義來(lái)構(gòu)建情境化教學(xué)，所謂的建構(gòu)主義內(nèi)容很豐富，但其核心用一句話概述就是：以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的主動(dòng)探索、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和對(duì)所學(xué)知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)。基于Unity3D的液壓傳動(dòng)虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)就是該思想的完美體現(xiàn)，是真正實(shí)現(xiàn)集“教”、“學(xué)”、“練”、“考”于一身的教學(xué)系統(tǒng)。虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)具有開(kāi)發(fā)靈活、可無(wú)限復(fù)制、擺脫時(shí)間與空間的各種限制及價(jià)格低、易開(kāi)發(fā)等優(yōu)點(diǎn)。利用基于Unity3D的液壓傳動(dòng)虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)，不僅可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境，還可自主控制學(xué)習(xí)進(jìn)度。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不僅可以直觀地觀察液壓油真實(shí)的流動(dòng)效果及方向，還可實(shí)現(xiàn)真實(shí)實(shí)驗(yàn)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的觀察內(nèi)部元件的工作原理的功能，將被動(dòng)的課堂教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的自主學(xué)習(xí)、探索學(xué)習(xí)。虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)能夠全面提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、探索精神和實(shí)踐動(dòng)手能力，能夠做到共享優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，建立信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的開(kāi)放共享，進(jìn)而推動(dòng)高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新，形成在虛擬仿真教學(xué)領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代服務(wù)業(yè)支撐體系，解決我國(guó)教育面臨的規(guī)模與質(zhì)量之間的矛盾，克服實(shí)驗(yàn)資源不均衡、創(chuàng)新能力不足的問(wèn)題，有效的提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

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第8篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)綜述范文

關(guān)鍵詞：輸電線路；運(yùn)行與檢修；虛擬現(xiàn)實(shí)；仿真培訓(xùn)

輸電線路運(yùn)檢工作的業(yè)務(wù)范圍涵蓋了超特高壓交、直流所有電網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)和檢修，具有高智力、高技能、高風(fēng)險(xiǎn)等特點(diǎn)，對(duì)工作人員的理論素質(zhì)和操作技能都有很高的要求，但是目前針對(duì)運(yùn)檢工作的各種培訓(xùn)方式都存在一定的缺陷，極大地限制了培訓(xùn)效果。為彌補(bǔ)傳統(tǒng)培訓(xùn)的不足，本文提出了基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的輸電線路運(yùn)檢的三維仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。

近年來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐步應(yīng)用在電力培訓(xùn)中，如文獻(xiàn)[1]提出了一種變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，文獻(xiàn)[2]設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了有關(guān)電力安全的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，但是這些系統(tǒng)僅限于仿真軟件的開(kāi)發(fā)，交互性不強(qiáng)且培訓(xùn)模式單一，使得培訓(xùn)效果沒(méi)有得到較大的提升。本文提出的培訓(xùn)系統(tǒng)既具有虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的全部特點(diǎn)，又提出了完整的培訓(xùn)模式。在實(shí)際培訓(xùn)中由理論知識(shí)到實(shí)際操作，由學(xué)習(xí)到考核，建立了完整的培訓(xùn)體系。培訓(xùn)人員可在循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)過(guò)程中全面提升自身的理論素質(zhì)和技能水平，大大增強(qiáng)了培訓(xùn)的效果。

一、系統(tǒng)特征及功能

1.系統(tǒng)特征

虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用范圍非常廣泛，包括科學(xué)可視化、設(shè)計(jì)與規(guī)劃、教育與培訓(xùn)、遙感操作、藝術(shù)與娛樂(lè)等領(lǐng)域。[3]在輸電線路運(yùn)行與檢修的培訓(xùn)中采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能為培訓(xùn)人員提供的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)反饋，得到幾近真實(shí)的感受，與現(xiàn)實(shí)教育培訓(xùn)基地或設(shè)施相比，輸電線路運(yùn)檢三維仿真培訓(xùn)系統(tǒng)具有仿真性、可操作性、對(duì)應(yīng)性的特征，能夠在保證培訓(xùn)人員安全的前提下提升培訓(xùn)效果。具體特征如下：

（1）仿真性。仿真性是指培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸電線路運(yùn)檢的工作現(xiàn)場(chǎng)、工作流程及操作動(dòng)作的全仿真。受訓(xùn)者在構(gòu)造的輸電線路虛擬場(chǎng)景中，通過(guò)自由變換虛擬場(chǎng)景的視角，可以瀏覽到輸電線路的所有元件以及虛擬人物的動(dòng)作細(xì)節(jié)，仿真了整個(gè)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)；通過(guò)體感設(shè)備，培訓(xùn)者可以做出動(dòng)作與虛擬設(shè)備發(fā)生交互，從而仿真了作業(yè)中的實(shí)際操作。系統(tǒng)的培訓(xùn)效果與仿真性有直接關(guān)系，只有在如同真實(shí)的環(huán)境中進(jìn)行實(shí)際操作才會(huì)使培訓(xùn)人員盡可能學(xué)習(xí)到作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)、危險(xiǎn)點(diǎn)等。

（2）可操作性。可操作性是指仿真培訓(xùn)系統(tǒng)采用與實(shí)際工作中相對(duì)應(yīng)的操作設(shè)備，這些設(shè)備為培訓(xùn)人員提供了接近真實(shí)的操作方式。[4]如受訓(xùn)者在培訓(xùn)系統(tǒng)中正在進(jìn)行某項(xiàng)停電檢修作業(yè)，作業(yè)中需要工器具時(shí)培訓(xùn)人員能夠抓取虛擬的工器具，并使用工器具對(duì)虛擬設(shè)備進(jìn)行操作?？刹僮餍允翘摂M培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)用的必備特性，培訓(xùn)人員可以主動(dòng)地在虛擬的輸電線路工作環(huán)境中進(jìn)行作業(yè)，通過(guò)對(duì)感受到的信息進(jìn)行思考和分析，形成自己想要的動(dòng)作或策略，通過(guò)操作設(shè)備反饋給系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)的交互和控制。[5]

（3）對(duì)應(yīng)性。對(duì)應(yīng)性是指培訓(xùn)系統(tǒng)是有針對(duì)性的培訓(xùn)：一是培訓(xùn)方式對(duì)應(yīng)實(shí)際工作，現(xiàn)在輸電線路運(yùn)檢三維仿真培訓(xùn)系統(tǒng)中按照不同的電壓等級(jí)、不同的作業(yè)項(xiàng)目進(jìn)行輸電線路運(yùn)檢工作的講解，具體作業(yè)項(xiàng)目如運(yùn)行工作中的線路定期巡視、測(cè)量工作中接地電阻測(cè)量、停電檢修工作中500kV停電清掃污穢絕緣子、帶電作業(yè)中500kV帶電更換單片絕緣子。二是培訓(xùn)對(duì)象對(duì)應(yīng)不同人員的自身狀況，對(duì)不同基礎(chǔ)、能力和培訓(xùn)狀況的學(xué)員開(kāi)展針對(duì)性的培訓(xùn)。

2.系統(tǒng)功能

輸電線路運(yùn)行與檢修三維仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的主要功能模塊的劃分如圖1所示。主要包括基礎(chǔ)分析、仿真訓(xùn)練、考核評(píng)價(jià)、培訓(xùn)管理。培訓(xùn)是一種由理論知識(shí)到實(shí)際操作、從學(xué)習(xí)到考核的循序漸進(jìn)的過(guò)程。

（1）基礎(chǔ)分析。基礎(chǔ)分析借助輸電線路的三維仿真場(chǎng)景，將典型500kV線路的組成包括導(dǎo)地線、絕緣子、金具、桿塔、基礎(chǔ)、接地裝置等進(jìn)行一一展現(xiàn)及介紹，讓學(xué)員在進(jìn)實(shí)操培訓(xùn)前，學(xué)習(xí)掌握到輸電線路基礎(chǔ)知識(shí)。

（2）仿真訓(xùn)練。仿真訓(xùn)練主要幫助培訓(xùn)人員提升操作技能，是通過(guò)具體的作業(yè)項(xiàng)目進(jìn)行培訓(xùn)的，如測(cè)量工作中接地電阻測(cè)量。培訓(xùn)人員通過(guò)控制設(shè)備與虛擬場(chǎng)景進(jìn)行交互，掌握作業(yè)流程、作業(yè)關(guān)鍵點(diǎn)以及危險(xiǎn)點(diǎn)等。此時(shí)可進(jìn)行單人操作練習(xí)，也可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行多人的協(xié)同作業(yè)，在仿真作業(yè)的同時(shí)，培訓(xùn)人員可以隨時(shí)進(jìn)行資料查詢，包含作業(yè)指導(dǎo)書、各項(xiàng)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)等資料。

（3）考核評(píng)價(jià)?？己嗽u(píng)價(jià)的目的是在階段性培訓(xùn)后對(duì)學(xué)員的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評(píng)定，包括理論考試和實(shí)操考試。理論考試主要包含作業(yè)指導(dǎo)書、電力安全作業(yè)規(guī)程、工器具使用等基本內(nèi)容；實(shí)操考試是在仿真訓(xùn)練的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的考試模式，對(duì)學(xué)員的各項(xiàng)操作進(jìn)行考核，評(píng)估學(xué)員的實(shí)操水平。

（4）培訓(xùn)管理。培訓(xùn)管理的目的是保證仿真培訓(xùn)工作的有序開(kāi)展，貫穿于整個(gè)培訓(xùn)過(guò)程。培訓(xùn)管理主要功能包括：賬號(hào)管理、考核評(píng)定和資料管理。各項(xiàng)功能由管理員控制，主要用于建立學(xué)員學(xué)習(xí)檔案，管理學(xué)員信息和成績(jī)，方便教師設(shè)置考試科目、考試內(nèi)容，管理員也可以隨時(shí)編輯，補(bǔ)充資料查詢功能模塊的內(nèi)容。

二、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

虛擬場(chǎng)景是構(gòu)建輸電線路運(yùn)檢三維仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，一個(gè)逼真的三維模型場(chǎng)景能對(duì)使用者構(gòu)成強(qiáng)大的視覺(jué)沖擊，所建立的場(chǎng)景越真實(shí)培訓(xùn)效果愈好。本系統(tǒng)利用 3ds MAX 平臺(tái)進(jìn)行輸電線路各元件模型的構(gòu)造，主要采用層次建模法，即先設(shè)計(jì)出模型的各種零部件，然后進(jìn)行整體裝配。同時(shí)，通過(guò) 3ds MAX 的材質(zhì)和貼圖系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)等提高三維模型的真實(shí)度。

虛擬場(chǎng)景要想引人注目，必須是動(dòng)態(tài)可交互的。[6]本文基于Quest 3D搭建整個(gè)仿真系統(tǒng)的底層平臺(tái)，將所建立的三維模型導(dǎo)入到Quest 3D中，利用Quest 3D開(kāi)發(fā)各項(xiàng)功能模塊實(shí)現(xiàn)培訓(xùn)系統(tǒng)的交互功能。在功能模塊的開(kāi)發(fā)中需要解決各項(xiàng)具體問(wèn)題，如碰撞檢測(cè)問(wèn)題就是檢測(cè)不同模型是否發(fā)生了碰撞，就像現(xiàn)實(shí)中兩實(shí)體之間是不會(huì)發(fā)生交叉重疊的一樣，在虛擬場(chǎng)景中兩三維模型之間也不能發(fā)生穿透的現(xiàn)象。[7]在平臺(tái)中采用層次包圍盒方法進(jìn)行實(shí)時(shí)碰撞檢測(cè)，其基本思想是通過(guò)建立對(duì)象的包圍盒層次來(lái)逐漸逼近對(duì)象的幾何模型，從而用體積略大而形狀簡(jiǎn)單的包圍盒代替復(fù)雜的幾何對(duì)象參加碰撞檢測(cè)，通過(guò)包圍盒間的相交測(cè)試快速地排除不相交的基本幾何元素，以減少相交測(cè)試的次數(shù)。[8]利用Quest 3D進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的精確性及響應(yīng)速度完全滿足于本系統(tǒng)。通過(guò)解決碰撞問(wèn)題系統(tǒng)將大大增加真實(shí)感。最終表現(xiàn)如圖2所示，圖中展現(xiàn)的是在500kV帶電更換單片絕緣子的作業(yè)項(xiàng)目中，等電位電工進(jìn)入等電位的動(dòng)作。

三、結(jié)語(yǔ)

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到輸電線路運(yùn)檢的三維仿真培訓(xùn)方法突破了傳統(tǒng)教學(xué)方法的局限，具有實(shí)用性、互動(dòng)性、娛樂(lè)性等特點(diǎn)，是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電力培訓(xùn)上的具體應(yīng)用。通過(guò)完成對(duì)三維模型建模、場(chǎng)景搭建、碰撞檢測(cè)等等問(wèn)題的處理，建立輸電線路運(yùn)檢三維培訓(xùn)系統(tǒng)，其高度仿真性、操作性以及對(duì)應(yīng)性的特點(diǎn)提高了培訓(xùn)的效果，但是目前限于計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)水平，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)還只能達(dá)到部分真實(shí)感的程度。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展以及電力行業(yè)對(duì)安全的重視程度，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)將更加深入，仿真培訓(xùn)方式也將逐步成為輸電線路運(yùn)檢三維仿真培訓(xùn)的重要手段。

參考文獻(xiàn)：

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第9篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)綜述范文

【關(guān)鍵詞】VR;教學(xué);虛擬現(xiàn)實(shí);應(yīng)用;交互

1.引言

在信息傳播技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，當(dāng)前以信息技術(shù)為背景的現(xiàn)代教育教學(xué)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣較傳統(tǒng)教學(xué)有著較大的提高，學(xué)習(xí)主體性也得到了較大的發(fā)揮。同時(shí)也不可避免地暴露出大部分多媒體信息的局限性，它只能按照時(shí)間的流程，程序設(shè)計(jì)的流向有限制地瀏覽。隨著科技的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，簡(jiǎn)稱 VR）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它利用計(jì)算機(jī)發(fā)展中的高科技手段構(gòu)造出一個(gè)虛擬的境界，[1]使學(xué)習(xí)者獲得與現(xiàn)實(shí)一樣的感受。可以預(yù)測(cè)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將是繼多媒體、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之后，在教育教學(xué)領(lǐng)域內(nèi)最具有應(yīng)用前景的技術(shù)之一。

VR技術(shù)是20世紀(jì)末發(fā)展起來(lái)的一門涉及眾多學(xué)科的高新技術(shù)。它集計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、仿真技術(shù)、微電子技術(shù)為一體，通過(guò)計(jì)算機(jī)創(chuàng)建一種虛擬環(huán)境，通過(guò)多感官作用，使參與者產(chǎn)生和現(xiàn)實(shí)中一樣的感覺(jué)。盡管該環(huán)境并不真實(shí)存在，但它作為一個(gè)逼真的三維環(huán)境，參與者就會(huì)產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)，并可實(shí)現(xiàn)參與者與該環(huán)境的直接交互。這種技術(shù)應(yīng)用于電工電子教學(xué)活動(dòng)中，可以使學(xué)生不再是被動(dòng)地看、聽(tīng)和接受所提供的內(nèi)容，而是能夠以各種形式參與到事件中去，在事件的變化過(guò)程中扮演角色。[2]反之，學(xué)生的行為也將影響事件的發(fā)展方向，使學(xué)生的學(xué)習(xí)像生活，像游戲一樣輕松、活潑和積極有效。另一方面，教師也可以在虛擬環(huán)境中扮演一定的角色，與學(xué)生共同協(xié)調(diào)學(xué)習(xí)，形成和諧，互動(dòng)合作的教學(xué)關(guān)系，從而使學(xué)生的學(xué)習(xí)效果獲得了空前的提高。因此，在教育領(lǐng)域中恰當(dāng)運(yùn)用VR技術(shù)將是教育技術(shù)發(fā)展的一個(gè)飛躍。[3]

2.VR技術(shù)在電工電子教學(xué)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

2.1 發(fā)散思維能力培養(yǎng)與主動(dòng)探索能力提高

VR技術(shù)與其他教學(xué)方式的根本區(qū)別在于：VR技術(shù)打破了傳統(tǒng)的單向傳授知識(shí)的教學(xué)模式，使學(xué)生可以最大限度地發(fā)揮其主動(dòng)性和積極性，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力和主動(dòng)探索能力。它將學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)、訓(xùn)練及自我檢測(cè)結(jié)合起來(lái)，形成一種積極、生動(dòng)、活潑的教學(xué)方式。

具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）提供個(gè)性化的訂單式的教學(xué)手段

如計(jì)算機(jī)可以給出電工電子學(xué)的學(xué)習(xí)目標(biāo)、內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)等教學(xué)信息，可針對(duì)學(xué)生的不同解答過(guò)程進(jìn)行分析，同時(shí)評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果，使每個(gè)學(xué)生都能處于有利于自身的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生可以用自己合適的速度和多條思路、多種途徑來(lái)解答問(wèn)題。

（2）提供給學(xué)生更廣泛的有關(guān)電工電子課程的學(xué)習(xí)空間和選擇空間

通過(guò)多種感官的刺激形式，學(xué)習(xí)者根據(jù)自身的實(shí)際情況選擇適合自己難易程度的學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而達(dá)到因材施教的效果。這種學(xué)習(xí)方式增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)信心，提高了學(xué)生主動(dòng)探索能力。

（3）提供靈活的人機(jī)對(duì)話模式

VR技術(shù)將教師的教和學(xué)生的學(xué)有機(jī)地融為一體，使學(xué)生和計(jì)算機(jī)始終處于一系列交替詢問(wèn)和回答的過(guò)程，這種人機(jī)對(duì)話的過(guò)程中，學(xué)生選擇的教學(xué)模式可以多樣化、教學(xué)方法可以任意化、教學(xué)速度可以多方調(diào)節(jié)，學(xué)生可以一題多問(wèn)、一題多練，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供一題多解、一題多變的訓(xùn)練功能，這樣就最大限度的開(kāi)闊了學(xué)生的思路。如利用計(jì)算機(jī)模擬電工實(shí)驗(yàn)中的觸電和觸電現(xiàn)場(chǎng)急救這一堂課，強(qiáng)電操作危險(xiǎn)性極大，不當(dāng)操作甚至危及生命，學(xué)生往往出現(xiàn)兩種情況，一種是縮頭縮腳啥都不動(dòng)，一種就是勇往直前以身試電，這都不利于這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)，另外教師不能預(yù)設(shè)觸電情境或觸電狀態(tài)。因此，內(nèi)容非常抽象，教師難教、學(xué)生難學(xué)。傳統(tǒng)教學(xué)中一般是以大量的圖片或文字進(jìn)行介紹或借助于投影儀進(jìn)行介紹。這些方法雖然能夠幫助學(xué)生對(duì)于觸電的理解，但直觀性還是比較差，學(xué)生還要靠想象才能在頭腦中形成印象?，F(xiàn)借助計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬顯示觸電狀態(tài)，從而使只能通過(guò)口頭語(yǔ)言描述的抽象問(wèn)題變成了動(dòng)態(tài)的直觀、形象化了的圖示，有效地加深了學(xué)生的理解和記憶。如心肺復(fù)蘇的實(shí)施，通過(guò)感官、語(yǔ)言、手勢(shì)等比較“自然”的方式與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互，完全置身于一個(gè)“超越現(xiàn)實(shí)、身臨其境”的綜合學(xué)習(xí)環(huán)境中。學(xué)生親自的體驗(yàn)，加上動(dòng)態(tài)、直觀、形象化了的圖像，開(kāi)闊了學(xué)生的思路，提高了觀察能力和理解能力和操作能力。只有VR技術(shù)這類智能型的教學(xué)方法，在思維方面才能滿足學(xué)生細(xì)致的觀察、聯(lián)想、跳躍式的方式，才能更增進(jìn)想象力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，鍛煉學(xué)生的自律能力，增強(qiáng)學(xué)生的持久學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。[4]

2.2 個(gè)性化教學(xué)模式平臺(tái)整合

由于學(xué)生各自有不同的文化背景、知識(shí)結(jié)構(gòu)和個(gè)性特征，使得每個(gè)人的學(xué)習(xí)習(xí)慣、思維方式也有著顯著的差別。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，教師的教學(xué)計(jì)劃不可能為每一位學(xué)生進(jìn)行私人定制，但VR技術(shù)所提供的人機(jī)交互的特點(diǎn)卻適用于個(gè)性化教學(xué)，因人施教、因材施教，培養(yǎng)出高素質(zhì)的綜合型人才。

VR技術(shù)是一種具有現(xiàn)實(shí)感、親臨感和多維感的高級(jí)人機(jī)界面模式，學(xué)生能夠通過(guò)多種感官渠道從虛擬的環(huán)境中與它進(jìn)行實(shí)時(shí)交互。[5]在這個(gè)全新的環(huán)境模式中，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的空間更加廣闊，創(chuàng)造性的思維更加活躍，學(xué)習(xí)效果獲得了空前的提高。如在電工學(xué)中講到《三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)》時(shí)，如果老師一味地講有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的理論就很難引起學(xué)生的注意，但利用虛擬實(shí)物的方法展現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)等生活中身邊的例子，就能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣，把學(xué)生引入磁場(chǎng)的世界中，進(jìn)一步把電產(chǎn)生磁、磁產(chǎn)生電，通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，把這類抽象、難以描述的過(guò)程進(jìn)行快慢、縮放、局部、全景的再現(xiàn)，使客觀事物的形、聲、色生動(dòng)地作用于學(xué)生的多種感官，在情境中感知記憶，通過(guò)思維、想象等一系列內(nèi)隱的心理活動(dòng)，從而把學(xué)生引入到磁場(chǎng)這種無(wú)形的場(chǎng)的學(xué)習(xí)中，在磁場(chǎng)的世界中學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。通過(guò)計(jì)算機(jī)提供的交互模式加快了學(xué)生的感知和理解事物的過(guò)程，有效地提高了學(xué)生的注意力和記憶力，優(yōu)化了教學(xué)效果。

總之，在VR技術(shù)中，基于自然方式的交互作用和個(gè)性化學(xué)習(xí)環(huán)境，必然提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生不僅僅是一個(gè)觀察者，還是動(dòng)作的積極參與者。因此大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、提高了學(xué)習(xí)效果。

2.3 虛擬勝實(shí)體、實(shí)踐出真知

經(jīng)驗(yàn)主要通過(guò)實(shí)踐獲得，但是在傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，一般只強(qiáng)調(diào)對(duì)理論知識(shí)的掌握，沒(méi)有充分認(rèn)識(shí)到經(jīng)驗(yàn)的價(jià)值。在現(xiàn)代社會(huì)知識(shí)爆炸的壓力下，實(shí)踐活動(dòng)越來(lái)越處于重要的地位。在虛擬環(huán)境中，學(xué)習(xí)者接觸的學(xué)習(xí)材料不再是純符號(hào)的知識(shí)，而是進(jìn)行與實(shí)踐有本質(zhì)關(guān)聯(lián)的活動(dòng)，因此在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)，也學(xué)習(xí)了實(shí)踐知識(shí)。如在電工教學(xué)中，讓學(xué)生進(jìn)入虛擬車間內(nèi)，熟悉機(jī)床每個(gè)部件的工作情況，觀察每個(gè)部件之間的相互聯(lián)系，了解整個(gè)電機(jī)拖動(dòng)過(guò)程，這是用傳統(tǒng)電視錄像媒體和實(shí)物媒體作為教學(xué)手段所無(wú)法比擬的;再如學(xué)生用計(jì)算機(jī)提供的資源自己進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，從畫圖設(shè)計(jì)、研發(fā)、測(cè)試到實(shí)物的產(chǎn)生，這些VR技術(shù)所具有的特性使得學(xué)習(xí)活動(dòng)更具實(shí)踐意義，它以抽象的信息符號(hào)化轉(zhuǎn)換成具象的物質(zhì)載體，從根本上脫離大腦對(duì)虛擬思維對(duì)象的空洞感和神秘感，一并根除了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境下對(duì)象創(chuàng)設(shè)的認(rèn)知局限性。

在VR技術(shù)尊重客觀事實(shí)為前提的情況下，自參與者進(jìn)入虛擬空間起，主體將不再受實(shí)體環(huán)境中的勞作經(jīng)驗(yàn)束縛，而是把長(zhǎng)期積累的生活經(jīng)驗(yàn)和生產(chǎn)知識(shí)共融到預(yù)設(shè)對(duì)象的虛擬環(huán)境中，經(jīng)過(guò)綜合的技術(shù)處理，對(duì)大量現(xiàn)實(shí)素材進(jìn)行可控的操作分析，展示其接近現(xiàn)實(shí)的真實(shí)環(huán)境。這樣，虛實(shí)兩種狀態(tài)就被有機(jī)統(tǒng)一在新的技術(shù)實(shí)踐中，現(xiàn)實(shí)性終于掙脫了單一發(fā)展的物質(zhì)束縛，進(jìn)入一個(gè)新的創(chuàng)造空間。

2.4 補(bǔ)教學(xué)條件硬傷、促安全實(shí)驗(yàn)開(kāi)展

使用VR技術(shù)可給學(xué)習(xí)者提供機(jī)會(huì)去嘗試不同的選擇，但沒(méi)有做“真實(shí)事情”時(shí)所帶來(lái)的各種危險(xiǎn)問(wèn)題和費(fèi)用損耗問(wèn)題。學(xué)生甚至還可嘗試在現(xiàn)實(shí)世界里不可能做的各種方案，從而判定哪種方案是最佳的和可行的。這樣，既可使學(xué)習(xí)者免受傷害，也可使現(xiàn)實(shí)免遭損害。

另外，利用VR技術(shù)，可以解決學(xué)校普遍存在的實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足、型號(hào)落后，教學(xué)經(jīng)費(fèi)場(chǎng)地缺乏等硬件建設(shè)方面條件的不足，并將有助于解決不能視、不能摸、不能入的多種危險(xiǎn)性場(chǎng)合，也可以有效避免真實(shí)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中的危險(xiǎn)因素，在安全穩(wěn)定的環(huán)境中完成預(yù)定實(shí)驗(yàn)，得到真實(shí)有效數(shù)據(jù)，在愉悅的體驗(yàn)過(guò)程中完成既定學(xué)習(xí)目標(biāo)。[6]

VR技術(shù)讓實(shí)驗(yàn)成本得到了大幅的降低，采用該技術(shù)教學(xué)相比傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)更具形象性和交互性。以往對(duì)存在危險(xiǎn)因素或?qū)?duì)人體健康不利的實(shí)驗(yàn)演示，常采用教師單獨(dú)實(shí)驗(yàn)、助理協(xié)作拍攝、最終課題播放視頻的方式來(lái)替代學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)播放教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生無(wú)法直接參與實(shí)驗(yàn)，在感性認(rèn)識(shí)上欠缺。

利用VR技術(shù)進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在可以放心地去操作原本存在危險(xiǎn)因素的或?qū)θ梭w健康不利的實(shí)驗(yàn)。如虛擬的電工實(shí)驗(yàn)中的電流對(duì)熔斷絲粗細(xì)的影響對(duì)比試驗(yàn)中，可以避免因?yàn)殡娏鞯臒嵝?yīng)所產(chǎn)生的燃燒、爆炸所帶來(lái)的危險(xiǎn);虛擬的機(jī)器故障維修，可避免由于學(xué)生操作失誤，使人體與電的誤接觸而造成傷害或死亡的事故;虛擬的電路設(shè)計(jì)教學(xué)系統(tǒng)，可免除學(xué)員因操作失誤而造成設(shè)備損壞的嚴(yán)重事故等等。

綜上所述，在虛擬環(huán)境中，生動(dòng)的各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)可以使教學(xué)過(guò)程變得生動(dòng)活潑，大大提高學(xué)生的感知水平和學(xué)習(xí)興趣，特別是它的仿真模擬功能，可以使教學(xué)中一些難做或無(wú)法做的實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)的動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)演示得清楚明白，避免真實(shí)實(shí)驗(yàn)或操作所帶來(lái)的各種危險(xiǎn)，更加安全可靠，從而彌補(bǔ)教學(xué)條件帶來(lái)的不足。

3.VR在電工電子教學(xué)中的應(yīng)用形式

3.1 VR實(shí)物展示

VR實(shí)物是指用虛擬現(xiàn)實(shí)的手法來(lái)展示教學(xué)中實(shí)際用到的物體，學(xué)生可以根據(jù)自己的想法對(duì)虛擬的實(shí)物進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)VR實(shí)物的操作來(lái)完成目標(biāo)知識(shí)結(jié)構(gòu)。如在電工教學(xué)中講到《三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理》這一章時(shí)，如果教師一味地講有關(guān)的理論就很難引起學(xué)生的注意，但利用VR的方法虛擬三相異步電動(dòng)機(jī)，讓學(xué)生自己拆分組裝電動(dòng)機(jī)，就可能很容易地把學(xué)生引入所學(xué)的知識(shí)，讓學(xué)生在虛擬的世界中學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。

3.2 VR實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

VR實(shí)驗(yàn)室是利用VR技術(shù)，建立各種VR實(shí)驗(yàn)室，它可以根據(jù)需要隨時(shí)生成各種新的“虛擬”設(shè)備，教學(xué)內(nèi)容可以不斷更新，使實(shí)踐訓(xùn)練能夠及時(shí)跟上科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。另外一方面，VR實(shí)驗(yàn)室能完成在現(xiàn)有條件下無(wú)法正常進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)或?qū)θ说纳袊?yán)重危害的實(shí)驗(yàn)，用虛擬現(xiàn)實(shí)的手法按照科學(xué)理論設(shè)計(jì)一個(gè)VR實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過(guò)VR實(shí)驗(yàn)來(lái)觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程和了解實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而完成目標(biāo)知識(shí)結(jié)構(gòu)。如電工教學(xué)中有關(guān)“觸電急救”的內(nèi)容中，可以采用人工智能技術(shù)在一個(gè)框架內(nèi)將具有現(xiàn)實(shí)感和可視化的詳細(xì)空間模型與人體的符號(hào)模型結(jié)合起來(lái)，通過(guò)感官、語(yǔ)言、手勢(shì)等比較“自然”的方式與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互，完全置身于一個(gè)“超越現(xiàn)實(shí)、身臨其境”的綜合學(xué)習(xí)環(huán)境中，為學(xué)生提供了最方便有利的條件。另外利用VR技術(shù)，可以有效地解決實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)驗(yàn)效果之間的矛盾。在教學(xué)中，有諸多造價(jià)高昂的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，一直受價(jià)格因素的影響而得不到有效開(kāi)展，在VR環(huán)境下既可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的損耗價(jià)值過(guò)高的不足之處，又可以模擬真實(shí)環(huán)境操作，從而避免了不當(dāng)操作的危險(xiǎn)，同時(shí)也符合當(dāng)代綠色環(huán)保的理念。實(shí)驗(yàn)參與者將可以自由地，毫無(wú)顧慮地隨時(shí)進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)室操作儀器，進(jìn)行各種各樣的實(shí)驗(yàn)。

3.3 VR角色扮演

VR角色扮演是指讓學(xué)生在虛擬的教學(xué)情境中充當(dāng)一個(gè)角色，可以虛擬歷史人物、名人、教師、學(xué)生等各種人物形象，創(chuàng)設(shè)一個(gè)人性化的學(xué)習(xí)環(huán)境，使參與者能夠在自然、親切的氣氛中進(jìn)行學(xué)習(xí)。例如，在虛擬的電工電子課堂學(xué)習(xí)氣氛中，學(xué)生可以與虛報(bào)的教師、學(xué)生一起交流、討論，共同探討學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，進(jìn)行協(xié)作化學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。虛擬的教師擔(dān)當(dāng)“導(dǎo)航”和“解惑”的重任，可以對(duì)所學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行項(xiàng)目式教學(xué)，指導(dǎo)和幫助學(xué)生獲取所需要的學(xué)習(xí)資源，根據(jù)系統(tǒng)教學(xué)資源對(duì)虛擬學(xué)生分組討論的結(jié)果及時(shí)進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析，回答虛擬學(xué)生討論中出現(xiàn)的問(wèn)題，整個(gè)教學(xué)過(guò)程增加了教學(xué)的趣味性和濃濃的人性化色彩，從而改善教學(xué)效果，達(dá)到教學(xué)目的。

3.4 VR技能訓(xùn)練

VR技能訓(xùn)練是利用VR技術(shù)和計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)，創(chuàng)造一個(gè)接近事實(shí)的訓(xùn)練情境，使學(xué)生身處其中，自己動(dòng)手操縱儀器，獲得經(jīng)驗(yàn)，掌握工作能力。利用VR技術(shù)，學(xué)生在虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境中扮演一個(gè)VR角色，全身心地投入到學(xué)習(xí)環(huán)境中去，這非常有利于學(xué)生的技能訓(xùn)練。利用VR技術(shù)，可以做各種各樣的技能訓(xùn)練，如電子元器件的裝配，電子整機(jī)裝配，電器維修與維護(hù)等技能訓(xùn)練。這些訓(xùn)練的應(yīng)用不僅減少了費(fèi)用，提高了安全可靠性，而且高效環(huán)保，能進(jìn)一步拓寬學(xué)生電工電子技能訓(xùn)練的范圍，如一些昂貴的電工電子測(cè)量?jī)x器設(shè)備的使用訓(xùn)練、危險(xiǎn)性實(shí)驗(yàn)的操作仿真等等。

4.結(jié)束語(yǔ)

VR技術(shù)作為一個(gè)新型的教學(xué)媒體，已引起教學(xué)領(lǐng)域的極大關(guān)注。因?yàn)閂R技術(shù)將對(duì)探索、發(fā)展現(xiàn)代教學(xué)理念，提高教學(xué)水平，改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境，優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，培養(yǎng)具有創(chuàng)新型技能人才產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，并將有助于解決不能視、不能摸、不能入危險(xiǎn)性場(chǎng)所的實(shí)驗(yàn)等問(wèn)題，同時(shí)解決職業(yè)院校普遍存在的實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足、型號(hào)落后、難以更新?lián)Q代等困難。目前，盡管VR系統(tǒng)的硬件設(shè)備還比較昂貴，VR技術(shù)教學(xué)中尚未能普及。但是，隨著VR技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，以及硬件設(shè)備價(jià)格的不斷降低，相信VR技術(shù)作為一個(gè)新型的教學(xué)媒體，憑借自身強(qiáng)大的教學(xué)優(yōu)勢(shì)和潛力，將會(huì)逐漸受到教學(xué)工作者的重視和青睞，最終在教學(xué)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用并發(fā)揮其重要作用。

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