虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)精選(九篇)

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第1篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)范文

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；湖湘文化景區(qū)；3ds Max；Zbrush；

中圖分類號(hào)：TP319

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：16727800（2017）004008603

1虛擬景區(qū)與旅游

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，簡(jiǎn)稱 VR）也稱靈境技術(shù)或人工環(huán)境，是一種可創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)生成各種虛擬環(huán)境，作用于用戶的視覺(jué)、聽覺(jué)、觸覺(jué)，使用戶產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)，沉浸其中[1] 。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，目前主要應(yīng)用于旅游、娛樂(lè)、教育、藝術(shù)以及軍工等方面。 虛擬景區(qū)與虛擬旅游是在現(xiàn)實(shí)旅游景觀造型的基礎(chǔ)上，通過(guò)模擬仿真來(lái)構(gòu)建一個(gè)能使用戶產(chǎn)生沉浸感，并具有交互性的虛擬環(huán)境[2]。我國(guó)虛擬旅游景區(qū)表現(xiàn)形式有3種，分別是二維虛擬旅游景區(qū)、三維虛擬旅游景區(qū)和 360°全景漫游虛擬旅游景區(qū)。與旅游發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)虛擬景區(qū)起步較晚，雖然發(fā)展速度較快，但整體水平不高，交互性不強(qiáng)，吸引力不夠。目前國(guó)內(nèi)虛擬旅游系統(tǒng)由于在景點(diǎn)還原表現(xiàn)形式上的缺陷，導(dǎo)致旅游系統(tǒng)交互性不強(qiáng)，用戶只能被動(dòng)接受景點(diǎn)圖片，無(wú)法主動(dòng)對(duì)景區(qū)進(jìn)行深入的交互和探索，導(dǎo)致旅游系統(tǒng)對(duì)用戶的吸引力大打折扣。

2虛擬旅游系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路 地處衡陽(yáng)的石鼓書院是湖湘文化的重要發(fā)源地，本文以石鼓書院為藍(lán)本，設(shè)計(jì)開發(fā)一個(gè)虛擬旅游系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)傳播湖湘文化的目的。 所謂虛擬旅游系統(tǒng)就是用戶與虛擬旅游景區(qū)的交互平臺(tái)，除了構(gòu)建虛擬景區(qū)環(huán)境外，還需要一個(gè)角色在虛擬環(huán)境中被用戶控制，通過(guò)鼠鍵控制人物視角，遍歷整個(gè)旅游景區(qū)。本例以3ds MAX軟件構(gòu)建三維虛擬旅游景區(qū)，再加以Unity3D等游戲引擎在電腦中再現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界。湖湘文化虛擬旅游系統(tǒng)三維模型設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖1所示。湖湘文化虛擬旅游系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)包括虛擬旅游環(huán)境的開發(fā)和虛擬交互平臺(tái)設(shè)計(jì)。虛擬旅游環(huán)境開發(fā)包括模型和三維場(chǎng)景構(gòu)建；漫游平臺(tái)設(shè)計(jì)包括三維圖形顯示和輸入命令控制。

3虛擬旅游系統(tǒng)模型構(gòu)建

3.1系統(tǒng)模型構(gòu)建

3.1.1現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)資料采集 為了能準(zhǔn)確直觀地進(jìn)行景區(qū)建模設(shè)計(jì)，需要到石鼓書院景區(qū)進(jìn)行實(shí)地考察，并對(duì)景區(qū)重點(diǎn)建筑進(jìn)行測(cè)量，得到場(chǎng)景建筑與建筑之間的距離，建筑的長(zhǎng)寬高數(shù)據(jù)，然后根據(jù)采集數(shù)據(jù)和地圖以一定比例進(jìn)行縮放，形成一個(gè)固定的比例尺，使模型各部分比例縮放相同，模型更逼真。同時(shí)對(duì)石鼓書院景區(qū)建筑細(xì)節(jié)進(jìn)行拍照，利用3ds MAX中的網(wǎng)格進(jìn)行建模以增加模型的精確度。3.1.2地形模型建造 虛擬旅游區(qū)場(chǎng)景最基本模型是地形，地形的比例直接影響各建筑之間的位置，所以地形模型與現(xiàn)實(shí)地形比例應(yīng)與建筑模型比例盡可能一致，這樣才能把地形對(duì)建筑的影響控制到最小，從而達(dá)到更逼真的效果。 本例中利用百度地圖的準(zhǔn)確性，把石鼓書院整個(gè)平面圖導(dǎo)入3ds MAX中，將整個(gè)地形勾勒出來(lái)，然后確定各建筑的位置，再根據(jù)各建筑所處地形，在3ds MAX中采用多邊形拉伸、擠壓、衰減等命令完成地形模型的構(gòu)建。地形包括平坦地形如道路、臺(tái)階等，凹凸不規(guī)則的自然景觀地形可采用層疊法得到。3.1.3植物模型建造 植物屬于自然景觀，是虛擬旅游區(qū)景觀中不可或缺的部分，在現(xiàn)實(shí)景區(qū)中扮演著重要角色，能多樣化點(diǎn)綴人文景觀，襯托出生機(jī)勃勃的景象。 由于植物在景區(qū)中分布廣泛，場(chǎng)景范圍較大，而且植物多樣化，考慮到實(shí)時(shí)漫游需求，在虛擬場(chǎng)景中應(yīng)減少真正的植物模型，以植物貼圖辦法來(lái)顯示效果。同時(shí)為減少工作量和資源消耗，在自然景觀中擬采用相同的植物模型，采用層疊法達(dá)到效果。 在 3ds MAX中使用多邊形擠出工具做出樹干，然后用若干平面交叉在一起形成樹葉，得到一個(gè)植物模型，在虛擬場(chǎng)景中同類樹可共用一個(gè)模型，以節(jié)約系統(tǒng)資源。3.1.4水體模型建造 石鼓書院位于湘江和蒸水河的交匯處，水體為動(dòng)態(tài)水體，需要表現(xiàn)出波紋、漣漪以及倒影等效果，在3ds MAX中運(yùn)用噪波衰減配合關(guān)鍵幀實(shí)現(xiàn)波紋運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生水面漣漪的效果，在Unity3D中直接創(chuàng)建，再根據(jù)需求分別進(jìn)行渲染3.1.5建筑模型建造 石鼓書院是個(gè)古人文景區(qū)，建筑皆為古建筑，雕梁繡柱、殿堂樓閣、高臺(tái)厚榭、朱甍碧瓦，一些細(xì)節(jié)如建筑檐角、雕紋等很難在虛擬系統(tǒng)中刻畫還原。 石鼓書院旅游區(qū)建筑平面圖采用 AutoCAD完成，然后導(dǎo)入到 3ds MAX 中建模。閣樓內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用粗略建模。根據(jù)閣樓對(duì)稱特點(diǎn)，得到閣樓內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)采集的景區(qū)照片分別對(duì)建筑的屋頂、外側(cè)門窗、四周屋檐采用精細(xì)建模、次精細(xì)建模方式。外側(cè)面大部分采用精細(xì)建模，再在Unity3D中整合。建模過(guò)程中模型面數(shù)要盡可能精簡(jiǎn)，以保證系統(tǒng)流暢運(yùn)行。3.1.6人物雕像模型建造 人文景區(qū)大多有許多雕像，石鼓書院也不例外，像石鼓書院的石鼓、大觀樓前的先賢孔子都是雕像，在3ds MAX中建模需要花很多時(shí)間。本例運(yùn)用ZBrush 軟件，采用雕刻方法刻畫人物雕像，得到次模型后再導(dǎo)入3ds MAX中對(duì)雕像細(xì)節(jié)進(jìn)行調(diào)整，使其與現(xiàn)實(shí)更逼真。

3.2系統(tǒng)模型優(yōu)化

由于虛擬旅游系統(tǒng)資源有限，為了能蛟謨邢拮試聰率鉤絳蛟誦辛鞒，在模型建完后需要對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化。在3ds MAX中，模型的面數(shù)對(duì)系統(tǒng)流暢程度影響最大，模型的面數(shù)越多，系統(tǒng)消耗資源就越大，從而導(dǎo)致游戲流暢度降低，所以模型優(yōu)化工作之一就是減少模型的面數(shù)[3]。 減少面數(shù)并不是對(duì)模型面數(shù)隨意減少，只有那些直接添加材質(zhì)而沒(méi)有貼圖并且看不到的面才能優(yōu)化，否則會(huì)導(dǎo)致模型或貼圖變形而影響模型外觀。 因?yàn)闆](méi)有參照物，初步建立的模型一般存在數(shù)據(jù)量大、比例不協(xié)調(diào)等問(wèn)題。比例協(xié)調(diào)物體的建模效果能增加三維場(chǎng)景的真實(shí)感，這需要在建模時(shí)注意協(xié)調(diào)模型間的比例，并適當(dāng)降低模型的面數(shù)。場(chǎng)景三維模型初步建成后，在3ds MAX環(huán)境中除去冗余的多邊形，同時(shí)調(diào)整貼圖模式，減少Vary燈光使用等，通過(guò)這些措施優(yōu)化模型，以達(dá)到提高系統(tǒng)運(yùn)行速度的目的。

4材質(zhì)及貼圖制作與優(yōu)化

材質(zhì)及貼圖是三維建模完成后在物體著色方面最引人注目、也是最擬真的方法，能使整個(gè)虛擬旅游系統(tǒng)真實(shí)感更加強(qiáng)烈，本例貼圖和材質(zhì)制作過(guò)程包括現(xiàn)場(chǎng)照片采集、處理圖片、貼圖渲染。 石鼓書院屬于古式閣樓建筑，大部分是木質(zhì)結(jié)構(gòu)，材質(zhì)相似，而且建筑的部件都是單一材質(zhì)，無(wú)需UVW貼圖。為了減少工作量和系統(tǒng)資源消耗，模型大部分多邊形直接賦予材質(zhì)球即可。本例先采集建筑物材質(zhì)照片，然后通過(guò)3ds MAX軟件進(jìn)行材質(zhì)模擬，得到接近最真實(shí)的材質(zhì)后導(dǎo)出材質(zhì)球，最后在模型完成后直接賦予材質(zhì)。小部分使用貼圖方式，如門上的對(duì)聯(lián)、石碑上的碑文等。 對(duì)三維模型賦予材質(zhì)和貼圖后，需要對(duì)模型賦予塌陷命令，將模型轉(zhuǎn)化為可編輯多邊形，目的是減少建模過(guò)程中出現(xiàn)多余的命令，降低內(nèi)存和CPU的占用率，提高電腦運(yùn)行速度。對(duì)模型使用塌陷后會(huì)把所有附加在三維模型上的修改器、材質(zhì)貼圖等固定在模型上，此步驟在模型完成建模與材質(zhì)賦予之后進(jìn)行，否則塌陷后模型將不能進(jìn)行修改。

5引擎設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

模型設(shè)計(jì)完成后，將其導(dǎo)入U(xiǎn)nity3D中實(shí)現(xiàn)交互功能。Unity3D是由Unity Technologies開發(fā)的可創(chuàng)建互動(dòng)內(nèi)容的多平臺(tái)綜合游戲開發(fā)工具[4]，如三維視頻游戲、建筑可視化、實(shí)時(shí)三維動(dòng)畫等類型創(chuàng)建。

5.1模型導(dǎo)入準(zhǔn)備工作

由于Unity3D與3ds MAX兩個(gè)軟件的開發(fā)商不同，模型不能直接從3ds MAX導(dǎo)入到Unity3D中，需要在3ds MAX中進(jìn)行一些設(shè)置，使模型在導(dǎo)入U(xiǎn)nity3D后不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。 在軟件3ds MAX導(dǎo)出模型前，需先在3ds MAX中將系統(tǒng)默認(rèn)單位設(shè)置進(jìn)行修改。3ds MAX中，默認(rèn)的單位是毫米（mm），而在Unity3D中默認(rèn)的單位是米（m），兩者相差百倍，如果不進(jìn)行相應(yīng)處理，會(huì)出現(xiàn)unity中模型非常小的情況。 另外在三維模型導(dǎo)出前，必須在 3ds MAX 中把模型的方向軸 y 軸設(shè)置為向上。因?yàn)樵?ds MAX中，模型的z軸是向上的，而Unity3D中是y軸向上。導(dǎo)出模型前必須確認(rèn)所有多邊形整合好且方向軸Y向上，如果部分多邊形方向軸y軸沒(méi)有向上，則這個(gè)多邊形在Unity3D中將會(huì)與模型脫離，形成模型散架。 在3ds MAX中處理完后，將模型以.maxl文件格式導(dǎo)出，然后導(dǎo)入到Unity 3D軟件中形成虛擬旅游系統(tǒng)場(chǎng)景。

5.2功能實(shí)現(xiàn)

虛擬旅游系統(tǒng)包括人機(jī)交互、碰撞檢測(cè)等功能。人機(jī)交互功能是實(shí)現(xiàn)漫游的重點(diǎn)，本文使用第一人稱控制角色遍歷虛擬場(chǎng)景，從而實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。碰撞檢測(cè)是控制角色與模型間的物理反應(yīng)，在Unity3D中，對(duì)物體分別添加相應(yīng)的碰撞器，設(shè)置障礙物，當(dāng)角色遇到障礙物時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)穿插、陷落等bug現(xiàn)象。模擬物體遇到障礙物時(shí)的物理反應(yīng)，如當(dāng)角色遇到墻壁時(shí)不能繼續(xù)前進(jìn)等。 添加碰撞器后，需要對(duì)模型添加場(chǎng)景光照（Lightmapping），以增強(qiáng)場(chǎng)景立體感，使場(chǎng)景看起來(lái)更加真實(shí)。在Unity3D中，先選定模型然后在Inspector視圖勾選Static復(fù)選框，使得模型標(biāo)記為Static，Unity3D會(huì)默認(rèn)這些物體為不移動(dòng)的靜態(tài)物體，然后這些標(biāo)記為Static的模型會(huì)受到場(chǎng)景燈光的影響。接下來(lái)修改燈光參數(shù)，如光源方向、Bounces 數(shù)值、Resolution數(shù)值等，最后生成Lightmaps。 Unity3D自帶人物插件，下載安裝即可，只需要修改一些參數(shù)即可控制角色動(dòng)作，如前進(jìn)、跑步、跳躍等，用戶可通過(guò)鼠鍵來(lái)控制角色漫游，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。

6結(jié)語(yǔ)

本虛擬旅游系統(tǒng)借助3ds MAX建模還原虛擬場(chǎng)景，結(jié)合Unity3D的虛擬現(xiàn)實(shí)交互技術(shù)，設(shè)計(jì)制作了石鼓書院虛擬旅游系統(tǒng)，使景區(qū)具有更強(qiáng)的展示效果和視覺(jué)表現(xiàn)力，促進(jìn)公眾關(guān)注和了解湖湘文化，實(shí)現(xiàn)便捷的互動(dòng)旅游。

參考文獻(xiàn)：[1]張占龍， 羅辭， 何為，等. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述[J]. 算機(jī)仿真， 2005， 22（3）：13.

[2]蔡翊. 基于Unity3d的金絲峽地質(zhì)公園虛擬旅游系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 西安：西安科技大學(xué)， 2012.

第2篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)范文

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);虛擬校園;應(yīng)用

前言

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，我們進(jìn)入到了一個(gè)信息和技術(shù)多元化的時(shí)代，對(duì)于21世紀(jì)來(lái)說(shuō)，在科學(xué)技術(shù)界，最具有發(fā)展?jié)摿Φ挠?jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)要堪稱網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)以及本文中要探究的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality），其英文簡(jiǎn)稱為VR，最早是在1989年由美國(guó)VPL公司創(chuàng)造的一個(gè)新詞。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要是利用計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境進(jìn)行仿真和交互，因此在當(dāng)今社會(huì)，人們對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)給予了高度的重視，并把其成為改變世界未來(lái)的重要技術(shù)，其地位僅次于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。近年來(lái)隨著人們對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的深入研究，其已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到多種領(lǐng)域，如教育、軍事、建筑設(shè)計(jì)漫游、醫(yī)療以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)等，并且為這些行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了豐厚的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在虛擬校園中的應(yīng)用也是近幾年來(lái)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。眾所周知，校園文化、學(xué)習(xí)氛圍對(duì)教育的巨大影響及其作用。老師、同學(xué)、學(xué)友，教室、課堂，實(shí)驗(yàn)樓等等，校園的一草一木，每一次活動(dòng)無(wú)不潛移默化地影響著我們每一個(gè)人，伴隨我們健康、快樂(lè)的成長(zhǎng)。從某種程度上來(lái)說(shuō)，我們從校園中得到的收益遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出書本所給予我們的。因此在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)下，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)仿真我們的校園環(huán)境是社會(huì)發(fā)展一大亮點(diǎn)。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

（一）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality）是一種綜合性的技術(shù)，在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)稱得上是一項(xiàng)新技術(shù)，它是建立在多種科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上，例如計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、立體顯示技術(shù)、傳感與測(cè)量技術(shù)、微電子技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)以及仿真技術(shù)等多種技術(shù)，同時(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也包綜合運(yùn)用了如光學(xué)、數(shù)學(xué)、力學(xué)、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)等各種學(xué)科。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，人們是利用電腦模擬產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬世界，從而為使用者提供關(guān)于觸覺(jué)、視覺(jué)、聽覺(jué)等多種感官的模擬，讓使用者產(chǎn)生如同身歷其境一般的感覺(jué)，可以及時(shí)、沒(méi)有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。因此虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的興起，不僅為智能工程的發(fā)展提供了新的界面工具，加強(qiáng)了人機(jī)交互界面的發(fā)展速度，同時(shí)還提供了新的描述方法用于各類工程的大規(guī)模數(shù)據(jù)可視化方面?？偟恼f(shuō)來(lái)虛擬實(shí)現(xiàn)技術(shù)不僅已經(jīng)對(duì)人們的生活產(chǎn)生極大影響，還是21世紀(jì)重要的發(fā)展學(xué)科。

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三個(gè)主要特征

1.浸沒(méi)感（Immersion）

浸沒(méi)感又可以稱為臨場(chǎng)感，它是指當(dāng)使用者身處在模擬環(huán)境中時(shí)，用戶有一種主人翁的感覺(jué)，有真實(shí)的存在性。真正理想的虛擬環(huán)境，應(yīng)該達(dá)到使用者無(wú)法分辨現(xiàn)實(shí)與虛擬的目標(biāo)，用戶在虛擬環(huán)境中不會(huì)有雜亂的思想，而能夠全身心的投入到計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)建的虛擬世界中去，要讓使用者感覺(jué)到周圍的一切都是真實(shí)的，要保證虛擬環(huán)境中所聽到的、看到的、聞到的以及嘗到的都感覺(jué)起來(lái)和真的一樣，不會(huì)出現(xiàn)與現(xiàn)實(shí)生活中的差別。

2.交互性（Interactivity）

交互性是指使用者身處模擬環(huán)境時(shí)，其對(duì)環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度以及觸摸這些物體時(shí)得到的自然反應(yīng)程度。例如，當(dāng)使用者去品嘗模擬環(huán)境中的虛擬飯菜時(shí)，鼻子可以聞到飯菜的香味，嘴巴可以品嘗到飯菜的味道。當(dāng)使用者用手去直接抓模擬環(huán)境中虛擬的物體時(shí)，手會(huì)產(chǎn)生卻是有握著東西的感覺(jué)，并且還可以明顯感覺(jué)處物體的重量，當(dāng)使用者手握東西而在空中移動(dòng)時(shí)，被抓的物體也能立刻隨之移動(dòng)。

3.想象力（Imagination）

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)依據(jù)計(jì)算機(jī)三維建模技術(shù)，不僅可以真實(shí)再現(xiàn)我們生活中的場(chǎng)景，還可以具有廣闊的可想象空間，能夠不斷拓寬人類的認(rèn)知范圍，可以隨人們的意愿而構(gòu)造出客觀不存在環(huán)境，甚至是一些現(xiàn)實(shí)生活中根本不可能發(fā)生的環(huán)境，也就是說(shuō)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有較強(qiáng)的想象力。

二、虛擬校園

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)利用計(jì)算機(jī)生成的三維空間，為人們建造一種虛擬環(huán)境，提供人與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互的機(jī)會(huì)，這對(duì)于世界的未來(lái)發(fā)展來(lái)說(shuō)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)必然會(huì)給社會(huì)帶來(lái)重大變革。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，極大改變了人們以前的慣，近年來(lái)將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在虛擬校園中更是受到眾多人的青睞，尤其是虛擬校園在現(xiàn)在很多高校的使用，例如北京大學(xué)、浙江大學(xué)、西北大學(xué)、上海交通大學(xué)、中國(guó)人民大學(xué)、西南交通大學(xué)等高校，都采用VR技術(shù)建設(shè)了虛擬校園，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)成為高校發(fā)展的一種趨勢(shì)。

（一）虛擬校園概述

隨著我國(guó)教育體制的不斷改革，我國(guó)各大學(xué)校紛紛進(jìn)行調(diào)整，尤其是當(dāng)前的各大高校，出現(xiàn)了多校區(qū)模式，而這種模式會(huì)給學(xué)校的日常管理與規(guī)劃帶來(lái)很多的不便，再加上我國(guó)加大對(duì)高校的建設(shè)力度，高校的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，這導(dǎo)致其發(fā)展建設(shè)任務(wù)非常巨大，高校的管理迫切需要現(xiàn)代化。隨著信息時(shí)代的到來(lái)，我們可以利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和三維地理信息系統(tǒng)技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上建構(gòu)虛擬校園，以三維可視化的界面和虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景界面使得虛擬校園中的各種設(shè)施和服務(wù)都是給人一種身臨其境的感覺(jué)，從而對(duì)學(xué)校的教學(xué)、管理、科研以及生活服務(wù)等有關(guān)信息資源進(jìn)行統(tǒng)一整合和集成，從而建立一個(gè)統(tǒng)一用戶管理、統(tǒng)一權(quán)限控制和統(tǒng)一資源管理的現(xiàn)代化校園。這種超越時(shí)間、超越空間的虛擬校園可以極大提高高校校園的管理水平，同時(shí)這種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還可以極大促進(jìn)遠(yuǎn)程教育的發(fā)展，最終為數(shù)字大學(xué)的建設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)。

（二）虛擬校園建設(shè)方案

1.三維場(chǎng)景建模

三維場(chǎng)景建模就是指依靠計(jì)算機(jī)，將真實(shí)環(huán)境中的主要建筑物，例如建筑物、路燈、人工湖模型、樹木、規(guī)劃綠地等都按照物體的實(shí)際尺寸構(gòu)成一個(gè)虛擬環(huán)境。常用的三維場(chǎng)景建模軟件有3DS MAX、Auto CAD、Pro/E、Solid Edge、Solid Works等。其中3DS MAX 是一種非常優(yōu)秀的三維動(dòng)畫造型軟件，目前被廣泛用于建筑、游戲、廣告等多個(gè)領(lǐng)域;Auto CAD是一個(gè)功能齊全、應(yīng)用廣泛的圖形軟件包。一方面它具有豐富的繪圖和繪圖輔助功能，而且操作簡(jiǎn)單，可視化強(qiáng)，另一方面Auto CAD不僅能夠熟練處理二維繪圖，其三維空間內(nèi)的建模和渲染功能也日益完善。

2.實(shí)時(shí)漫游系統(tǒng)設(shè)計(jì)

實(shí)時(shí)漫游系統(tǒng)設(shè)計(jì)就是要對(duì)三維場(chǎng)景中實(shí)時(shí)漫游控制，這個(gè)實(shí)現(xiàn)過(guò)程主要是利用視景開發(fā)庫(kù)和程序開發(fā)語(yǔ)言來(lái)完成的。在實(shí)時(shí)漫游時(shí)，我們可以借助虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言（VRML語(yǔ)言）并結(jié)合Java語(yǔ)言、或通過(guò)Vega、Virtools等實(shí)現(xiàn)。其中虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言（Virtual Reality Modeling Language，VRML）是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、Internet技術(shù)和多媒體技術(shù)這三種新技術(shù)的綜合點(diǎn)。虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言主要由Vega庫(kù)和Lynx圖形化用戶接口組成，是一種可以開發(fā)的平臺(tái)。在運(yùn)用過(guò)程中時(shí)，通過(guò)Lynx的圖形界面我們可以建立實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)中所必需的對(duì)象，例如：通道、場(chǎng)景、窗口等，還可以設(shè)定我們實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)時(shí)的對(duì)象初始化參數(shù)以及它們之間的相互關(guān)系。在程序運(yùn)行過(guò)程中，我們可以利用Vega類函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與用戶交互中的選擇功能以及其他方面的特殊要求等。Virtools軟件的功能非常多，而且很強(qiáng)大，首先其是一套整合軟件，可以將現(xiàn)有常用的檔案格式例如2D圖形或是音效、3D的模型等板塊整合在一起;其次Virtools含有豐富的互動(dòng)行為模塊，可以對(duì)3D環(huán)境實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)景進(jìn)行編輯，從而可以根據(jù)需要制作出許多具有不同用途的3D產(chǎn)品，例如我們常見的網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)、建筑設(shè)計(jì)、教育訓(xùn)練、計(jì)算機(jī)游戲、交互式電視等。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，如今虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)依靠其巨大優(yōu)勢(shì)受到了我們?nèi)祟惖膹V泛認(rèn)可與高度評(píng)價(jià)，在未來(lái)的發(fā)展中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還將會(huì)繼續(xù)影響我們的生活，改變我們的思維方式，讓我們對(duì)自己喜歡的現(xiàn)實(shí)生活場(chǎng)景可以長(zhǎng)久的保留下來(lái)，并可以主動(dòng)參與其中去構(gòu)建心中所想的事物。因此虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)必然會(huì)成為改變未來(lái)社會(huì)發(fā)展的一大科學(xué)技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]張志安.基于VR技術(shù)的虛擬校園系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].光子學(xué)報(bào).2011（05）.

第3篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)范文

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代教育技術(shù)；虛擬現(xiàn)實(shí)；教學(xué)模式；教育應(yīng)用

引言

新一輪的信息革命將深刻地改變傳統(tǒng)行業(yè)，逐漸克服技術(shù)難題之后，5G通信技術(shù)、人工智能技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，研究者們開始關(guān)注虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，它在現(xiàn)代教育領(lǐng)域的運(yùn)用成了矚目的焦點(diǎn)。

1現(xiàn)代教育技術(shù)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)代教育技術(shù)是把現(xiàn)代教育理論應(yīng)用于教育、教學(xué)實(shí)踐的現(xiàn)代教育手段和方法的體系。它以實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程、教學(xué)資源、教學(xué)效果、教學(xué)效率的最優(yōu)化為目的[1]。它的現(xiàn)代化體現(xiàn)在教學(xué)設(shè)計(jì)現(xiàn)代化、教學(xué)手段現(xiàn)代化、教學(xué)媒體現(xiàn)代化。隨著現(xiàn)代教育科學(xué)和現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代教育技術(shù)和教育聯(lián)系緊密，它增加了信息傳遞的方式與方法，提升了教學(xué)效果與效率?，F(xiàn)代教育技術(shù)與普通教育技術(shù)沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，突出”現(xiàn)代”一詞的目的是要更多地關(guān)注現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的相關(guān)問(wèn)題，吸納新的科學(xué)技術(shù)成果和思維方式，凸顯教育技術(shù)的時(shí)代特色。目前，教育技術(shù)在教育中的應(yīng)用可以按照技術(shù)特點(diǎn)大致分為以下5類：（1）基于傳統(tǒng)媒介（如書本、圖片、畫冊(cè)、黑板、模型、實(shí)物、小型展覽）的常規(guī)教學(xué)模式；（2）基于視聽技術(shù)（計(jì)算機(jī)技術(shù)）的多媒體教學(xué)模式；（3）基于衛(wèi)星通信技術(shù)的遠(yuǎn)距離教學(xué)模式；（4）基于因特網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)模式；（5）基于三維仿真技術(shù)的“虛擬現(xiàn)實(shí)”的教學(xué)模式。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展，許多新技術(shù)被用到教育教學(xué)實(shí)踐中，豐富了現(xiàn)代教育技術(shù)的內(nèi)涵。現(xiàn)代教育技術(shù)突破了傳統(tǒng)教育方式，正朝著多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、教育技術(shù)應(yīng)用模式多樣化和遠(yuǎn)程教育普及化的趨勢(shì)發(fā)展[2]。而“虛擬現(xiàn)實(shí)”的教學(xué)模式，具有多種教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)，試想一個(gè)場(chǎng)景——分散在世界各地學(xué)習(xí)者穿戴著虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，匯集到一個(gè)共同的虛擬社區(qū)，在這里自由交流與學(xué)習(xí)——這種美好的愿景并不遙遠(yuǎn)。

2虛擬現(xiàn)實(shí)的概念及特征

虛擬現(xiàn)實(shí)是一項(xiàng)融合了計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、立體顯示技術(shù)、心理學(xué)及仿真技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù)發(fā)展起來(lái)的計(jì)算機(jī)綜合技術(shù)[3]。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有三大基本特征：沉浸感、交互性和想象力，它強(qiáng)調(diào)人在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的主導(dǎo)作用[4]。交互性是指用戶與虛擬空間中的虛擬物體的互動(dòng)能力；沉浸性是指用戶在計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境中，通過(guò)模擬視覺(jué)、聽覺(jué)等感官，給人以真實(shí)感覺(jué)；想象性是指用戶在虛擬環(huán)境中，根據(jù)環(huán)境傳遞的信息以及自身沉浸在系統(tǒng)的行為，通過(guò)自己的邏輯判斷、聯(lián)想等思維過(guò)程，想象虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中并未直接呈現(xiàn)的畫面和信息。近年來(lái)，科技不斷發(fā)展，信息量呈爆炸式增長(zhǎng)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能有效地提高信息傳播和教學(xué)效率。虛擬實(shí)現(xiàn)的特性符合現(xiàn)代教育技術(shù)對(duì)提高教學(xué)水平的要求。

3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的運(yùn)用途徑

3.1自主學(xué)習(xí)

虛擬現(xiàn)實(shí)提供了一種嶄新的交互方式，學(xué)生可以通過(guò)眼睛、耳朵等多種感覺(jué)器官與它進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)。學(xué)生憑借自然語(yǔ)言交互，以觸覺(jué)、視覺(jué)、聽覺(jué)作為媒介，和計(jì)算機(jī)進(jìn)行交流溝通。這種嶄新的人機(jī)交互方式，給與學(xué)習(xí)者全新的體驗(yàn)：在這個(gè)虛構(gòu)的學(xué)習(xí)場(chǎng)景中，真實(shí)與虛擬模糊了邊界，理論知識(shí)和實(shí)踐操作同時(shí)進(jìn)步。虛擬現(xiàn)實(shí)模擬的環(huán)境大體可以分為三個(gè)層次：（1）“顯示現(xiàn)實(shí)”，還原真實(shí)的環(huán)境，但是一般人不容易直接接觸，如火山口的場(chǎng)景、銀河中的場(chǎng)景、危險(xiǎn)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室等；（2）“模擬現(xiàn)實(shí)”，模擬現(xiàn)實(shí)中不存在的環(huán)境、特殊條件下才會(huì)產(chǎn)生的事物，如仿真訓(xùn)練、模擬訓(xùn)練等；（3）“創(chuàng)造現(xiàn)實(shí)”，突破現(xiàn)實(shí)的制約，想象力有多大，創(chuàng)造力就有多大，一切現(xiàn)實(shí)法則都可以在虛擬空間中被顛覆，給學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造力的機(jī)會(huì)，把好的創(chuàng)想在虛擬空間中盡情展現(xiàn)。

3.2虛擬實(shí)驗(yàn)室

虛擬實(shí)驗(yàn)室是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一大創(chuàng)新，學(xué)生可以在其中自由實(shí)驗(yàn)，動(dòng)手操作，觀察各種實(shí)驗(yàn)反應(yīng)，擺脫常規(guī)實(shí)驗(yàn)室的局限。在虛擬物理實(shí)驗(yàn)室中，學(xué)生可以虛擬出各種物理現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)效果直觀可見；可以看見現(xiàn)實(shí)中看不到的磁場(chǎng)，理解磁場(chǎng)變化的原理；可以感受橋梁大廈的建造與崩塌，分析其中的力學(xué)原理。身處虛擬生物實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，可以仔細(xì)觀察人體組織的切片結(jié)構(gòu)，各種骨骼結(jié)構(gòu)也變得清晰透明。在虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，學(xué)生可以遠(yuǎn)離現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室的各種危險(xiǎn)，安全地操作天平、砝碼，觀察燃燒、爆炸等反應(yīng)現(xiàn)象；在虛擬地理實(shí)驗(yàn)室中，學(xué)生可以進(jìn)行地震和火山爆發(fā)等實(shí)驗(yàn)，瞬間遨游太空，瞬間又深潛入海底，盡情體驗(yàn)地理科學(xué)的魅力。想象力的邊界才是虛擬實(shí)驗(yàn)室的邊界，虛擬實(shí)驗(yàn)室將成為學(xué)生們最喜愛(ài)的場(chǎng)所。

3.3技能訓(xùn)練

虛擬現(xiàn)實(shí)沉浸感和互動(dòng)性的特性，可以使學(xué)習(xí)者全身心進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，在安全的虛擬環(huán)境中反復(fù)練習(xí)，不斷試錯(cuò)，直到熟練掌握技能。例如，在虛擬射擊培養(yǎng)體系中，學(xué)生可以重復(fù)射擊，提高反應(yīng)能力，學(xué)習(xí)不同的掩體情況下的射擊方法，直到熟練掌握。運(yùn)用VR技術(shù)可以使醫(yī)務(wù)工作者反復(fù)操練，保障手術(shù)訓(xùn)練的實(shí)效。在教學(xué)技能訓(xùn)練方面，與傳統(tǒng)微格教室相比，在虛擬教室中，師范生可以自由選擇面對(duì)的學(xué)生人數(shù)，克服上臺(tái)教學(xué)的畏懼心理。但是值得注意的是，真實(shí)的情景也是技能訓(xùn)練不可或缺的內(nèi)容，需要合理安排虛擬現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)和真實(shí)情景練習(xí)，找到它們之間的平衡點(diǎn)，最大化利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

4虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用的展望

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正處于高速發(fā)展階段，它會(huì)給教育帶來(lái)巨大的變革，未來(lái)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)能夠與通信技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)等前沿科技緊密結(jié)合。在虛擬教育社區(qū)，每個(gè)學(xué)習(xí)者都有自己唯一的虛擬身份，能夠在虛擬的空間中與他人的虛擬角色互動(dòng)交流，也能與人工智能的虛擬角色交流。人工智能虛擬學(xué)伴可以為學(xué)習(xí)者提供全程的學(xué)習(xí)規(guī)劃指導(dǎo)，制定個(gè)性化的培養(yǎng)方案；學(xué)習(xí)者的成長(zhǎng)軌跡全程被記錄在虛擬世界之中，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)制作的可穿戴設(shè)備，學(xué)習(xí)者的身體健康狀況也可以被詳實(shí)記錄。數(shù)字虛擬世界和真實(shí)世界共同培養(yǎng)人才，這正是未來(lái)智慧教育的圖景

第4篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)范文

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)

在人類文明的歷程里，展示藝術(shù)在社會(huì)中有著非常重要的作用，它作為人類溝通和傳遞信息的橋梁，具有極高的價(jià)值。由于社會(huì)信息時(shí)代的到來(lái)，計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)展迅速，多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)得到了大量的應(yīng)用。展示方式也產(chǎn)生了天翻地覆的變化，它已經(jīng)從傳統(tǒng)單一的形式轉(zhuǎn)向成一種綜合性設(shè)計(jì)。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的高速發(fā)展，它已經(jīng)逐漸地接近我們。2003年世界各地受到非典疫情的影響，使得多個(gè)實(shí)物展被取消。此時(shí)，網(wǎng)絡(luò)會(huì)展的出現(xiàn)受到了人們的歡迎，它彌補(bǔ)了實(shí)物會(huì)展的不足，發(fā)揮了非常大的作用。如今許多景點(diǎn)都做了這樣的系統(tǒng)，給人們更好的體驗(yàn)。

1 虛擬技術(shù)的概述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是跨越多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和建筑動(dòng)畫及技術(shù)的一門綜合性非常強(qiáng)的技術(shù)。從某種程度上來(lái)看，他繼承了網(wǎng)絡(luò)、多媒體、人工智能、圖形學(xué)進(jìn)等最新技術(shù)的發(fā)展成果。中國(guó)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究早在20世紀(jì)90年代就開始了，較早開展此項(xiàng)技術(shù)試驗(yàn)的研究中心等在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)視覺(jué)接口方面取得了突飛猛進(jìn)的成果，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)設(shè)計(jì)出了以電腦為基礎(chǔ)的虛擬顯示系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)的演示方式。開設(shè)了虛擬建筑環(huán)境實(shí)時(shí)漫游系統(tǒng)，與此同時(shí)，除場(chǎng)景演示外，這項(xiàng)技術(shù)還成功地?cái)[脫了人的高級(jí)行為中人臉識(shí)別和表情識(shí)別等問(wèn)題，完成了虛擬現(xiàn)實(shí)中的軟件接口及體視圖。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有構(gòu)想性、交互性和沉浸性的特征。首先，他能讓使用者融入情景，具有非常強(qiáng)大的吸引力。其次，它能夠形成具有多維化的信息環(huán)境，從而在最高程度上達(dá)到使用者和展示品的最好交流。

近幾年來(lái)，展示藝術(shù)設(shè)計(jì)在中國(guó)發(fā)展迅速，人們的需求隨著物質(zhì)生活水平的提升進(jìn)一步提高。人們?cè)诮⑽镔|(zhì)生活中更能代表自己的精神家園。藝術(shù)是將公眾和提高城市文化品位聯(lián)系在一起的關(guān)鍵。展示藝術(shù)的界限是建筑的內(nèi)外空間，它涉及的學(xué)科非常廣泛，涉及范圍也大，涵蓋了室內(nèi)和室外兩種空間組合設(shè)計(jì)。展示藝術(shù)涉及是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它和一般的藝術(shù)創(chuàng)作不同，是在尊重現(xiàn)實(shí)條件和自然環(huán)境的基礎(chǔ)智商，運(yùn)用科學(xué)合理的方法，對(duì)環(huán)境進(jìn)行創(chuàng)造和改善，使之更加接近人們的日常生活和交流。[1]

1.1 全景圖像技術(shù)

全景圖像技術(shù)是目前發(fā)展最快且最流行的新視覺(jué)藝術(shù)，它將圖像處理全景攝影技術(shù)作為基礎(chǔ)，通過(guò)相機(jī)環(huán)繞進(jìn)行360°的四周拍攝，拍攝一組照片或利用魚眼鏡頭將拍攝的所有方位拼接為全景圖像，再通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)全方位互動(dòng)式觀察，將真實(shí)場(chǎng)景還原后展示給觀眾。全景圖像技術(shù)從嚴(yán)格意義上說(shuō)并不屬于三維技術(shù)，也不算真正的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，但是通過(guò)全景圖像技術(shù)帶給人們真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)感與交互感是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)之一，因此它常被稱作是準(zhǔn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。由于全景圖像技術(shù)較為簡(jiǎn)單，耗費(fèi)成本也較低，目前被廣泛地應(yīng)用在場(chǎng)景展示中。

1.2 三維顯示技術(shù)

立體三維顯示技術(shù)的目標(biāo)是使人具有身臨其境的逼真感，這也是虛擬技術(shù)的核心技術(shù)之一。想要逼真的模擬視覺(jué)功能，主要依賴于三維顯示技術(shù)的圖像處理能力與理解能力。三維顯示技術(shù)主要有兩種，一種是通過(guò)軟件三維制作，現(xiàn)實(shí)與平面顯示器中的三維圖像，另一種是基于硬件技術(shù)在空間中展示出來(lái)的三維圖像。第一種技術(shù)實(shí)際上就是軟件技術(shù)，如Maya、3dsmax等三維建模軟件制造出的三維圖像，硬件顯示平臺(tái)為平面顯示器，另一種是平面視覺(jué)上的三維顯示；第二種技術(shù)實(shí)質(zhì)上是硬件技術(shù)，如空氣成像技術(shù)、多通道投影技術(shù)?？諝獬上窦夹g(shù)是最近研發(fā)出的相對(duì)高端的硬件技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)空氣中呈現(xiàn)立體影像，同時(shí)具有觸控感應(yīng)交互性。多通道投影技術(shù)可是實(shí)現(xiàn)放映環(huán)幕影像放映。[2]

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代展示藝術(shù)中的藝術(shù)表現(xiàn)

虛擬現(xiàn)實(shí)藝術(shù)是典型的藝術(shù)和科學(xué)的結(jié)合，是一種新媒體表現(xiàn)形式。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的相關(guān)手段強(qiáng)有效地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)二維展示設(shè)計(jì)而被動(dòng)觀察的缺點(diǎn)，展示了視覺(jué)語(yǔ)言有一個(gè)縱深的擴(kuò)展。虛擬現(xiàn)實(shí)展示的最大優(yōu)點(diǎn)就是交互性和實(shí)時(shí)性。實(shí)時(shí)性可以讓參觀者從任一個(gè)角度欣賞，增強(qiáng)產(chǎn)品的表現(xiàn)力，讓參觀者更加有效理解參觀品的性質(zhì)。在展示藝術(shù)中，在很大程度上幫助了設(shè)計(jì)者，從而給藝術(shù)領(lǐng)域帶來(lái)新的表現(xiàn)手法。[3]

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所體現(xiàn)出的藝術(shù)性一方面應(yīng)用于數(shù)字影像。影像是一種非物質(zhì)話的圖像，但同時(shí)這種影像又在模擬顯示物質(zhì)環(huán)境，甚至已經(jīng)超越現(xiàn)實(shí)構(gòu)建新物質(zhì)環(huán)境，這種現(xiàn)實(shí)與虛擬的變換常常引發(fā)人們的思考，這本身就是一種藝術(shù)。另一方面，通過(guò)基于現(xiàn)實(shí)又超過(guò)顯示的表現(xiàn)，能夠表現(xiàn)出一種讓人沉浸在其中的非常真實(shí)的三維效果。與傳統(tǒng)技術(shù)對(duì)比完全不同。虛擬的顯示技術(shù)更加側(cè)重于感官的真實(shí)性，通過(guò)模擬真實(shí)性對(duì)整體色彩對(duì)比與光影再次進(jìn)行統(tǒng)一，加深氣氛的渲染和情感的宣泄，增強(qiáng)其藝術(shù)特點(diǎn)。[4]

3 現(xiàn)代展示藝術(shù)的虛擬現(xiàn)實(shí)化發(fā)展趨勢(shì)

基于目前的科學(xué)技術(shù)水平而言，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還是一項(xiàng)新興的技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)在現(xiàn)代展示藝術(shù)中的應(yīng)用也處于初步階段。盡管虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代展示藝術(shù)中的應(yīng)用尚未成熟，但是從現(xiàn)階段看，其應(yīng)用水平已經(jīng)表現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)與發(fā)展前景。它所帶來(lái)的不僅是展示藝術(shù)視覺(jué)效果的革命，更是前所未有的全新交換式體驗(yàn)。[4]

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與展示設(shè)計(jì)的結(jié)合，不僅實(shí)現(xiàn)了展示對(duì)象表達(dá)方式的動(dòng)態(tài)化與多元化，讓觀眾能夠身臨其境地感受展品，可以讓觀眾親自設(shè)計(jì)與操作，增強(qiáng)其對(duì)展品的理解。虛擬現(xiàn)實(shí)化在現(xiàn)代展示藝術(shù)中的應(yīng)用是科技與藝術(shù)的完美融合，它擁有著前所未有的創(chuàng)造性，使人與機(jī)器、人與人之間的交互更加合理。

4 結(jié)語(yǔ)

人的認(rèn)識(shí)活動(dòng)以感覺(jué)為起點(diǎn)，不但能夠認(rèn)識(shí)客觀事物的各種性質(zhì)，而且感覺(jué)也是心理活動(dòng)和意識(shí)的主要依據(jù)，人腦通過(guò)這種方式直接與外界相聯(lián)系，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正是運(yùn)用這一原理來(lái)滿足人類需求的。作為目前網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)應(yīng)用的熱點(diǎn)之一，虛擬展示形式在一些發(fā)達(dá)國(guó)家的諸多行業(yè)里面得到大量的應(yīng)用，并且已經(jīng)產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。虛擬展示在各大領(lǐng)域都扮演著重要的角色，而在當(dāng)今的產(chǎn)品展示以及各種商業(yè)設(shè)計(jì)展示中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則發(fā)揮著強(qiáng)大而獨(dú)特的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙明，李明璐.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代展示藝術(shù)方面的運(yùn)用[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2014（15）：39.

[2] 龔麗婷.淺談高新科技在現(xiàn)代展示設(shè)計(jì)中的應(yīng)用――以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為例[J].科教導(dǎo)刊（電子版?下），2015（3）：149+174.

[3] 孟凡超.淺析虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代展示藝術(shù)中的應(yīng)用[J].天津美術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2012（2）：76.

第5篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)范文

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；VRML；網(wǎng)站

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-2851（2011）09-0-01

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(簡(jiǎn)稱VR)，它融合了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)字圖像處理、傳感器技術(shù)、多媒體技術(shù)等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)。它的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)的三維交互，目前廣泛的應(yīng)用航天、物理實(shí)驗(yàn)和建筑等領(lǐng)域。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特征有：1、多感知性；2、交互性；3、沉浸性；4、和想象性。

（一）多感知性。就是讓計(jì)算機(jī)具有視覺(jué)、聽覺(jué)、味覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)、運(yùn)動(dòng)感知、嗅覺(jué)等，但由于目前傳感器技術(shù)的現(xiàn)在，有些技術(shù)還達(dá)不到。

（二）交互性。就是可以身臨其境和虛擬世界進(jìn)行交互，如控制生產(chǎn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)過(guò)程等等，從而發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題。

（三）沉浸性。就是仿佛自己置身其中，身臨其境，對(duì)虛擬場(chǎng)景進(jìn)行觀賞，通過(guò)傳感器，可以讓人感覺(jué)到一切都是真的，如看到飯菜，就能聞到香味，倒地的時(shí)候能感覺(jué)到疼痛等，一切的感覺(jué)和現(xiàn)實(shí)沒(méi)有區(qū)別。

（四）想象性。因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)本身就是做虛擬場(chǎng)景的，當(dāng)然可以做出自然界中我們做不到或者不存在的場(chǎng)景，如在宇宙中飛行，血管中漫游等。有很廣闊的想象空間。

二、VR技術(shù)的組成

VR技術(shù)由軟件和硬件組成。

（一）VR技術(shù)的軟件方面。VR技術(shù)應(yīng)用到的軟件技術(shù)有：建模軟件、模型驅(qū)動(dòng)和編程軟件。

（二）VR技術(shù)的硬件方面。VR技術(shù)因?yàn)橐吞摂M場(chǎng)景進(jìn)行交互，所以硬件方面包括計(jì)算機(jī)、頭盔式顯示器、跟蹤器、傳感手套、屏幕式、房式立體顯示系統(tǒng)、三維立體聲音生成裝置等。

三、VRML與開發(fā)工具

VRML(Virtual Reality Modeling Language)是一交互式三維空間的虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言。通過(guò)VRML編程可以實(shí)現(xiàn)和虛擬場(chǎng)景的交互，如漫游虛擬的建筑物和園林等；VRML編制的程序是以文本的格式進(jìn)行保存的，由能解析VRML語(yǔ)言的插件的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器進(jìn)行解析。精簡(jiǎn)的文本格式的程序文件，在網(wǎng)上傳送非?？旖?，搭建網(wǎng)絡(luò)虛擬校園網(wǎng)站就是其應(yīng)用之一。

VRML編程時(shí)，節(jié)點(diǎn)Node technology用于定義虛擬場(chǎng)景中三維模型，其它節(jié)點(diǎn)可以定義場(chǎng)景中對(duì)象的顏色、光照、動(dòng)畫、造型等，另外還可以定義動(dòng)畫中的定時(shí)器、內(nèi)插器和傳感器的定位和朝向等。編程可以用文本，或者用VRML PAD都可以。

VRML Pad是一種功能強(qiáng)大且簡(jiǎn)單好用的VRML開發(fā)設(shè)計(jì)專業(yè)軟件，支持VRML97標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)VRML Pad可以對(duì)VRML文件進(jìn)行瀏覽編輯，對(duì)資源文件進(jìn)行有效的管理，并且

提供了VRML文件向?qū)?，可以幫助開發(fā)人員編寫和自己的VRML虛擬現(xiàn)實(shí)作品。另外，它提供的插件功能也能方便地完成VRML模型創(chuàng)建。

四、虛擬校園網(wǎng)站實(shí)現(xiàn)

（一）設(shè)計(jì)

把校園里的各種模型，利用MAX軟件進(jìn)行建模，模型建好后，利用VRML進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)校園的交互性、沉浸感和構(gòu)想性。要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是：訪問(wèn)者通過(guò)鼠標(biāo)或者鍵盤的操作，在校園里進(jìn)行漫游，并可以實(shí)現(xiàn)仰視、俯視和改變視點(diǎn)的效果，可實(shí)現(xiàn)推門、移動(dòng)物品等行為。

（二）程序編制

1、鏈接子場(chǎng)景文件。我們知道，場(chǎng)景過(guò)大時(shí)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)速度變慢，所以，我們通常用內(nèi)聯(lián)節(jié)點(diǎn)（inline）來(lái)實(shí)現(xiàn)子場(chǎng)景之間的鏈接。程序代碼如下：

DEF NOI Inline{

BboxSize 15 15 26

BboxCenter -233 -28 198

url“N02.wrl”}

2、場(chǎng)景中動(dòng)畫的實(shí)現(xiàn)。場(chǎng)景要實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫的功能，就需要?jiǎng)?chuàng)建內(nèi)外部場(chǎng)景。如訪問(wèn)者到門口的時(shí)候，要實(shí)現(xiàn)打開的效果，而且還要實(shí)現(xiàn)進(jìn)門后關(guān)門的效果，這就需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)觸發(fā)器的節(jié)點(diǎn)，由rount(路由節(jié)點(diǎn))來(lái)鏈接開門和關(guān)門的動(dòng)作。

3、重復(fù)場(chǎng)景解決。場(chǎng)景中有重復(fù)場(chǎng)景時(shí)，可以使用DEF和USE節(jié)點(diǎn)來(lái)復(fù)制場(chǎng)景。程序代碼如下：

DEF N01 Transform{

translation 0 13 2

scale 0.5 0.5 0.5

children shape{

}

Transform{

translation 0 25 0

rotation 0 1 0 3.141

children USE NOl

}

4、實(shí)現(xiàn)VRML頁(yè)面和HTML網(wǎng)頁(yè)的鏈接。

程序代碼如下：

進(jìn)入VRML場(chǎng)景

第6篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)范文

關(guān)鍵詞：城市規(guī)劃；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G710 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-2851（2012）04-0236-03

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的介紹

1.什么是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)成為近年來(lái)計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的一項(xiàng)新興技術(shù)。由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的直觀性很強(qiáng)，能在電腦上進(jìn)行模擬仿真，比平面圖像更能說(shuō)明問(wèn)題，并且更具有經(jīng)濟(jì)性，即省時(shí)間由省人力，能夠廣泛的為各個(gè)領(lǐng)域所運(yùn)用?？梢哉f(shuō)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)給社會(huì)發(fā)展帶來(lái)的便捷將使其能夠大顯其道，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用也是近年來(lái)的發(fā)展方向。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)按照維度虛擬程度的不同分為三維虛擬技術(shù)和全維度虛擬技術(shù)。全維度虛擬技術(shù)是目前國(guó)外在虛擬仿真領(lǐng)域的研究，其研究?jī)?nèi)容是使虛擬技術(shù)完全脫離三位維度而向一個(gè)全立體虛擬環(huán)境發(fā)展。中國(guó)目前運(yùn)用最為廣泛的是三維虛擬技術(shù)。而三維虛擬技術(shù)的運(yùn)用正是本文重點(diǎn)論述的內(nèi)容。

三維虛擬技術(shù)屬于三維圖形技術(shù)行列。三維圖形技術(shù)分為兩大類，一是三維虛擬技術(shù)；二是三維動(dòng)畫技術(shù)，兩者都用于模擬真實(shí)世界和想象世界。由于兩者的應(yīng)用原理不同，其應(yīng)用領(lǐng)域也大不相同。

三維動(dòng)畫技術(shù)采用的是傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫，采用關(guān)鍵幀的方式制作，先進(jìn)行三維預(yù)渲染，得到了完整的三維動(dòng)畫視頻之后利用播放器將動(dòng)畫播放出來(lái)，所以三維動(dòng)畫技術(shù)被廣泛運(yùn)用于電影、廣告等預(yù)先設(shè)計(jì)好的演示。

在此我將重點(diǎn)論述三維虛擬技術(shù)在城市規(guī)劃領(lǐng)域的應(yīng)用和研究，之所以以此作為論題是由于三維虛擬技術(shù)在城市規(guī)劃上的應(yīng)用最為廣泛，隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，社會(huì)對(duì)城市建設(shè)、城市規(guī)劃的要求越來(lái)越高。網(wǎng)絡(luò)社會(huì)的概念不斷加強(qiáng)，三維虛擬技術(shù)能夠更好更便捷的為我們城市規(guī)劃建設(shè)服務(wù)。這種技術(shù)適應(yīng)了社會(huì)現(xiàn)代化的要求，使虛擬仿真技術(shù)很好地運(yùn)用在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)上，為我們的城市建設(shè)工作更加省時(shí)省力并且能更加全方位思考。在計(jì)算機(jī)平臺(tái)上進(jìn)行虛擬操作可以從各個(gè)方位多個(gè)角度思考規(guī)劃方案，能從早期發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題。

由于三維虛擬技術(shù)的虛擬仿真性，使其更多運(yùn)用在城市規(guī)劃建設(shè)的工作中。這一技術(shù)的擴(kuò)充性和延展性很強(qiáng)，通過(guò)我們的不斷研究能使其在城市建設(shè)領(lǐng)域以及城市建設(shè)的其他領(lǐng)域起到的作用不斷加大，為城市建設(shè)事業(yè)帶來(lái)更多收獲。

2.三維虛擬技術(shù)的發(fā)展歷程

三維虛擬技術(shù)屬三維行業(yè)領(lǐng)域。三維行業(yè)在中國(guó)的起步時(shí)間是上世紀(jì)九十年代。自98年看是到現(xiàn)今其經(jīng)歷了一個(gè)擴(kuò)張時(shí)期，這是三維行業(yè)在中國(guó)市場(chǎng)大放異彩。目前在中國(guó)的三維行業(yè)可以分為以下幾個(gè)分支：1、電影、廣告；2、游戲；3、電視包裝；4、城市建筑，其中以城市建筑領(lǐng)域的運(yùn)用最早也最為廣泛。

最早的三維技術(shù)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)是由美國(guó)的Autodesk公司開發(fā)的3d Studio Max軟件。此軟件是一款基于PC系統(tǒng)的三維動(dòng)畫渲染和制作軟件。早期的三維技術(shù)在中國(guó)建筑領(lǐng)域的運(yùn)用由于技術(shù)原因有很大的局限性，三維技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)建筑效果圖的繪制以及部分簡(jiǎn)單的跑相機(jī)似的建筑動(dòng)畫。隨著3D技術(shù)的不斷完善以及日益多元化的創(chuàng)作手段的出現(xiàn)，三維技術(shù)在建筑業(yè)所起的作用也日益增強(qiáng)。目前實(shí)現(xiàn)三維技術(shù)的主流軟件主要有：3ds Max、Maya、Softimage/XSI、Lightwave3D、Cinema4D、PRO-E、Rhino（Rhinoceros犀牛）等。由于三維技術(shù)的日益完善以及它所帶來(lái)的強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，三維虛擬技術(shù)的概念也日漸成熟。

三維虛擬技術(shù)是三維動(dòng)畫技術(shù)的一種，與三維動(dòng)畫技術(shù)的區(qū)別在于三維虛擬技術(shù)還具備三維動(dòng)畫技術(shù)所沒(méi)有的實(shí)時(shí)性和交互性。三維虛擬技術(shù)是虛擬仿真技術(shù)的一種，是局限在三維空間之下的一種虛擬仿真，而虛擬仿真技術(shù)的另一種全維度虛擬仿真也被稱之為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。這種技術(shù)出現(xiàn)在20世紀(jì)末期，它的出現(xiàn)引起了人們的廣泛關(guān)注。目前國(guó)外正在對(duì)此領(lǐng)域進(jìn)行深入研究，我將在國(guó)外研究部分做出論述。

3.國(guó)內(nèi)在虛擬仿真領(lǐng)域的研究以及存在問(wèn)題

三維虛擬技術(shù)目前在建筑領(lǐng)域的運(yùn)用有城市漫游動(dòng)畫、建筑漫游動(dòng)畫、房地產(chǎn)漫游動(dòng)畫、小區(qū)瀏覽動(dòng)畫、樓盤漫游動(dòng)畫、三維虛擬樣板房、樓盤3D動(dòng)畫宣傳片、地產(chǎn)工程投標(biāo)動(dòng)畫、建筑概念動(dòng)畫、房地產(chǎn)電子樓書、房地產(chǎn)虛擬現(xiàn)實(shí)等動(dòng)畫制作。

三維虛擬技術(shù)在我國(guó)城市規(guī)劃、城市建設(shè)的發(fā)展前景是不可估量的。由于三維虛擬技術(shù)的不斷發(fā)展，它既能帶給觀賞者身臨其境的感覺(jué)；又能模擬尚未實(shí)現(xiàn)或準(zhǔn)備實(shí)施的項(xiàng)目的完成效果。從單一的幾何模型到復(fù)雜的動(dòng)態(tài)形象，不論是道路、橋梁、隧道、立交橋、街景、夜景、景點(diǎn)、市政規(guī)劃、鄉(xiāng)村規(guī)劃、鄉(xiāng)村形象展示、數(shù)字化鄉(xiāng)村、虛擬鄉(xiāng)村、鄉(xiāng)村數(shù)字化工程、園區(qū)規(guī)劃、場(chǎng)館建設(shè)、機(jī)場(chǎng)、車站、公園、廣場(chǎng)、報(bào)亭、郵局、銀行、醫(yī)院、數(shù)字校園建設(shè)等都可以通過(guò)三維虛擬技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。

由三維虛擬技術(shù)和現(xiàn)代信息科學(xué)技術(shù)帶給中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展空間正在不斷壯大；由它們所帶來(lái)的科技化、信息化、智能化的城市虛擬空間將成為21世紀(jì)的信息主流源。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在城市規(guī)劃領(lǐng)域的應(yīng)用

1.城市規(guī)劃簡(jiǎn)述

城市規(guī)劃指的是一個(gè)城市在一段時(shí)期內(nèi)的發(fā)展計(jì)劃的設(shè)定，它研究的是一個(gè)城市在未來(lái)的一個(gè)發(fā)展動(dòng)向，這其中包含了對(duì)城市地區(qū)的合理布局、城市的各項(xiàng)工程建設(shè)的合理部署。它是城市建設(shè)和城市管理的重要組成部分，也是城市建設(shè)和城市管理的重要依據(jù)。一個(gè)城市的三個(gè)重要管理階段是:城市規(guī)劃、城市建設(shè)和城市運(yùn)行，而城市規(guī)劃則是三個(gè)管理階段中的龍頭。

2.城市規(guī)劃領(lǐng)域使用三維虛擬技術(shù)的必要性

在這個(gè)以知識(shí)經(jīng)濟(jì)為核心的信息時(shí)代，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)已成為全世界公認(rèn)的本世紀(jì)最主要和最核心的科學(xué)技術(shù)，它已滲透到社會(huì)生活的各個(gè)方面，影響和改變著人類的思維模式和行為模式。它在城市規(guī)劃和城市建筑領(lǐng)域的作用更是不容小覷，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在建筑行業(yè)中的應(yīng)用得到了進(jìn)一步普及。

在城市規(guī)劃領(lǐng)域使用三維虛擬技術(shù)的必要性將從兩個(gè)方面進(jìn)行：①是從城市規(guī)劃建設(shè)方面來(lái)看對(duì)三維虛擬術(shù)應(yīng)用的必要；②是從城市規(guī)劃管理方面來(lái)看對(duì)三維虛擬技術(shù)應(yīng)用的必要。

①是從城市規(guī)劃建設(shè)方面來(lái)看對(duì)三維虛擬技術(shù)應(yīng)用的必要首先，我們必須要了解城市規(guī)劃建設(shè)在設(shè)計(jì)上的設(shè)計(jì)內(nèi)容。城市建設(shè)設(shè)計(jì)內(nèi)容主要有：城市宏觀設(shè)計(jì)、城市中觀設(shè)計(jì)、城市微觀設(shè)計(jì)三個(gè)層次。

城市的宏觀設(shè)計(jì)指的是對(duì)城市的格局和形態(tài)的設(shè)計(jì)，具體為城市的整體分布、城市的功能組團(tuán)、環(huán)境保護(hù)、土地利用等。在設(shè)計(jì)上更加注重城市的關(guān)鍵性特征和自然景觀構(gòu)成。在進(jìn)行城市宏觀設(shè)計(jì)時(shí)，評(píng)估的重點(diǎn)是看能否創(chuàng)造高素質(zhì)城市環(huán)境和優(yōu)美的城市視野，以此來(lái)鑒定城市宏觀設(shè)計(jì)的成功與否。

城市中觀設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)城市空間與城市建筑之間的關(guān)系；具體內(nèi)容有：用地布局、建筑設(shè)計(jì)、地標(biāo)物建設(shè)、街道分等等，也就是城市的連接度與整體性、城市的體量與高度的設(shè)計(jì)。城市中觀設(shè)計(jì)的內(nèi)容與宏觀設(shè)計(jì)的內(nèi)容相輔相成，是中觀設(shè)計(jì)更加注重城市的視覺(jué)質(zhì)量、人工建造物的城市角度和適宜度、城市整體輪廓與體量的協(xié)調(diào)、具體環(huán)境的設(shè)計(jì)與美化等。

在計(jì)算機(jī)運(yùn)用上要解決城市建設(shè)視景的要求就必須要能再計(jì)算機(jī)上感官看見以上所說(shuō)的宏觀、中觀、微觀三個(gè)層次的內(nèi)容，具體而言就是：一是三維地形的顯現(xiàn)；二是城市密度、容積率的顯現(xiàn)；三是大面積三維建筑的顯現(xiàn)。四是能速重繪畫面進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真。而針對(duì)以上的要求，三維虛擬仿真技術(shù)都能夠一一實(shí)現(xiàn)，文章在前面具體分析了三維虛擬技術(shù)的技術(shù)性能。并且可以看出，目前來(lái)看運(yùn)用三維虛擬技術(shù)進(jìn)行城市規(guī)劃設(shè)計(jì)適應(yīng)了時(shí)代性和科技性的趨勢(shì)。

下面我們看看三維虛擬技術(shù)在城市規(guī)劃建設(shè)上的具體應(yīng)用。

三維虛擬技術(shù)在城市規(guī)劃建設(shè)上的具體應(yīng)用按地形而分可以歸為三類：一是局部地區(qū)城市設(shè)計(jì)研究；二是大范圍城市問(wèn)題研究；三是區(qū)域規(guī)劃研究。

一是局部地區(qū)城市設(shè)計(jì)研究

城市設(shè)計(jì)的核心是研究建筑形體和空間要素之間的關(guān)系協(xié)調(diào)，從對(duì)城市的環(huán)境表現(xiàn)、具體建筑形體刻畫、整體模型處理和后續(xù)功能研發(fā)等方面來(lái)看運(yùn)用三維虛擬仿真技術(shù)在制作時(shí)再合適不過(guò)了。

我們針對(duì)城市商務(wù)中心區(qū)的設(shè)計(jì)研究來(lái)具體說(shuō)明問(wèn)題，城市商務(wù)中心區(qū)設(shè)計(jì)是屬于典型的城市局部地區(qū)設(shè)計(jì)，由于范圍不大，我們?cè)谶x擇計(jì)算機(jī)種類時(shí)可以選擇中高檔PC機(jī)進(jìn)行制作。

然后，我們?cè)俑鶕?jù)現(xiàn)有照片、地形原有的平面、立面等圖紙資料進(jìn)行交通設(shè)施、環(huán)境小品的建模，在三維虛擬技術(shù)環(huán)境下能夠高仿真建模，并且設(shè)置VEGA的漫游環(huán)境、添加動(dòng)態(tài)模型等工作，最后將制作出的模型文件調(diào)入VEGA完成漫游。

二是大范圍城市問(wèn)題研究

以新城區(qū)建設(shè)為例，新城區(qū)的建設(shè)規(guī)劃范圍更加廣泛，在建立三維仿真時(shí)重點(diǎn)應(yīng)在規(guī)劃功能的設(shè)計(jì)開發(fā)上。

針對(duì)新城區(qū)三維仿真的主要功能應(yīng)該有：方案替換、模型修改（ 高度修改、位置調(diào)整等）、矢量規(guī)劃數(shù)據(jù)疊加分析、日照陰影分析。其中還包括目前的仿真軟件無(wú)法實(shí)現(xiàn)在漫游過(guò)程中的動(dòng)態(tài)陰影的實(shí)現(xiàn)。

值得慶幸的是目前國(guó)內(nèi)的以遙感為基礎(chǔ)的仿真軟件彌補(bǔ)了技術(shù)上的不足，運(yùn)用此軟件不僅可以實(shí)現(xiàn)在固定觀測(cè)點(diǎn)上表現(xiàn)建筑在不同時(shí)間陰影變化的功能，而且也能夠?qū)崿F(xiàn)地理屬性查詢。

三是區(qū)域規(guī)劃研究

在進(jìn)行區(qū)域規(guī)劃的仿真時(shí)我們將遙感應(yīng)用和三維仿真技術(shù)結(jié)合運(yùn)用，這樣我們就可以實(shí)現(xiàn)建立以衛(wèi)星影像為數(shù)據(jù)的城區(qū)漫游，在數(shù)字高程模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行區(qū)域地區(qū)漫游的制作，這樣既不影響對(duì)區(qū)域原有面貌的觀看，又能再此基礎(chǔ)上進(jìn)行區(qū)域建設(shè)和改造，并且能實(shí)時(shí)對(duì)比，運(yùn)作時(shí)即高效又準(zhǔn)確，這樣的技術(shù)結(jié)合給我們的城市規(guī)劃提供了直觀而又客觀的分析手段。

②是從城市規(guī)劃管理方面來(lái)看對(duì)三維虛擬技術(shù)應(yīng)用的必要

三維虛擬技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用到城市建設(shè)的方方面面，城市規(guī)劃作為可視化技術(shù)需求最為迫切的領(lǐng)域之一,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在其諸多方面有著廣泛的應(yīng)用和發(fā)展前景，三維虛擬技術(shù)提供了非常直觀、準(zhǔn)確、現(xiàn)時(shí)性強(qiáng)的城市規(guī)劃資料，這為城市建設(shè)發(fā)展、提高城市管理水平、提升城市規(guī)劃設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)而有力的依據(jù)。

可以說(shuō)，在城市規(guī)劃領(lǐng)域?qū)θS虛擬技術(shù)的應(yīng)用是時(shí)代的召喚、是技術(shù)的支持，三維虛擬技術(shù)是城市建設(shè)所必不可少的關(guān)鍵性技術(shù)。

三、從上海世博會(huì)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用來(lái)看未來(lái)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在城市規(guī)劃領(lǐng)域的發(fā)展

1.上海世博會(huì)網(wǎng)上世博簡(jiǎn)介

2010年的上海世博會(huì)區(qū)別于往屆世博會(huì)的最大不同就是此次上海世博會(huì)運(yùn)用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)同步的網(wǎng)上世博會(huì)。通過(guò)2008年中國(guó)北京奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館的建設(shè)，中國(guó)的建筑漫游動(dòng)畫創(chuàng)作的發(fā)展速度越來(lái)越快，并且在國(guó)內(nèi)得到了廣泛的傳播。2010年上海世博會(huì)再次使中國(guó)的建筑漫游動(dòng)畫得到發(fā)展和創(chuàng)新的機(jī)會(huì)。世博會(huì)的主題是：“城市，讓生活更美好”，伴著世博會(huì)的推廣，中國(guó)的建筑漫游動(dòng)畫引起了社會(huì)各界的廣泛重視，使其得到飛速發(fā)展。更由于此次世博會(huì)的一大亮點(diǎn)是首次舉辦網(wǎng)上世博會(huì)，通過(guò)網(wǎng)上媒介，全面引入互聯(lián)網(wǎng)的傳播方式，采用交互設(shè)計(jì)和多媒體技術(shù)等手段，這更加體現(xiàn)出當(dāng)下互聯(lián)網(wǎng)的強(qiáng)大以及建筑動(dòng)畫漫游的進(jìn)步神速。

2.網(wǎng)上世博會(huì)的緣起與構(gòu)架

網(wǎng)上世博會(huì)，全稱網(wǎng)上中國(guó)2010年上海世博會(huì)，它是指通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、三維技術(shù)、多媒體技術(shù)，通過(guò)虛擬和現(xiàn)實(shí)相結(jié)合的方式把上海世博會(huì)上展示的內(nèi)容呈現(xiàn)于互聯(lián)網(wǎng)上，搭建出一個(gè)能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)和實(shí)時(shí)互動(dòng)的世博會(huì)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。網(wǎng)上世博會(huì)是上海世博會(huì)的重要組成部分，是實(shí)體世博會(huì)的導(dǎo)引、補(bǔ)充與延伸，是上海世博會(huì)的兩大亮點(diǎn)之一。

能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)上世博會(huì)這樣的創(chuàng)舉是由于網(wǎng)絡(luò)科技時(shí)代的蓬勃發(fā)展以及三維數(shù)字技術(shù)的不斷進(jìn)步。網(wǎng)絡(luò)和三位數(shù)字技術(shù)的完美結(jié)合給予上海世博會(huì)全新的展現(xiàn)舞臺(tái)，使全球公眾突破了時(shí)空界限，使他們能夠全面參與世博，使我們中國(guó)的上海世博會(huì)實(shí)現(xiàn)了真正意義上的全球化。

首屆網(wǎng)絡(luò)世博會(huì)的三大主要特色是：三維展示、互動(dòng)體驗(yàn)以及全球共建。通過(guò)網(wǎng)上平臺(tái)吸引全球公眾參與世博會(huì)，使無(wú)法親臨食博會(huì)現(xiàn)場(chǎng)的觀眾借由網(wǎng)上平臺(tái)體驗(yàn)世博會(huì)的精彩以及希望將上海世博會(huì)的盛舉作為非物質(zhì)文化遺產(chǎn)長(zhǎng)期保留，是舉辦此界網(wǎng)上世博會(huì)的三大原因。

網(wǎng)上世博會(huì)的架構(gòu)由基礎(chǔ)平臺(tái)和網(wǎng)上展館兩部分構(gòu)成?；A(chǔ)平臺(tái)由組織者搭建，內(nèi)容包括門戶網(wǎng)站、網(wǎng)上園區(qū)、基本功能等，網(wǎng)上展館則分為瀏覽型和體驗(yàn)型兩類展館。瀏覽館具備基本瀏覽和展示的功能，它是以實(shí)體展館為原型，通過(guò)文字、圖片、音頻、視頻、動(dòng)畫等方式進(jìn)行三維展示，瀏覽型展館由組織者為需要援助的參展方免費(fèi)開發(fā)。體驗(yàn)館是瀏覽館的增強(qiáng)版，瀏覽型展館在以瀏覽和展示為基本功能的基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)其它更加豐富的功能和特效，網(wǎng)上參觀者可以得到更生動(dòng)的互動(dòng)和體驗(yàn)。參展者還可以建設(shè)實(shí)體世博會(huì)中不具有的虛擬拓展空間和展項(xiàng)，利用更豐富的虛擬技術(shù)及手段延伸和拓展參展方網(wǎng)上展館所希望表達(dá)的意境和理念。二者相輔相成，完美呈現(xiàn)網(wǎng)上的世博會(huì)。

與普通網(wǎng)站相比，網(wǎng)上世博會(huì)的區(qū)別在于它能夠提供給觀眾全面的三維視覺(jué)體驗(yàn)，網(wǎng)頁(yè)游客能夠主動(dòng)操控三維圖像的角度。網(wǎng)上世博會(huì)的整個(gè)展示內(nèi)容其中包括，世博園區(qū)、世博園片區(qū)、展館外觀、展館內(nèi)景以及主要展項(xiàng)等都將進(jìn)行三維數(shù)字化的制作。

與普通網(wǎng)站的最大區(qū)別在于網(wǎng)上世博會(huì)可以將組織者的建設(shè)內(nèi)容和參展者的建設(shè)內(nèi)容二者共存于一個(gè)平臺(tái)之上。也就是說(shuō)網(wǎng)上世博會(huì)具有“全球共建”的特點(diǎn)。

3.三維數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)上世博

由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的先進(jìn)性，使實(shí)體世博園區(qū)中的建筑、道路、綠化、設(shè)施等通過(guò)三維虛擬技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)了虛擬再現(xiàn)。在網(wǎng)上模擬的天空、云彩、太陽(yáng)、燈光、裝飾、材質(zhì)等效果通過(guò)CG技術(shù)在制作，使模擬效果很好地接近真實(shí)場(chǎng)館的場(chǎng)景。展現(xiàn)在網(wǎng)上游客眼中的每一個(gè)場(chǎng)景都是一個(gè)三維的空間，參觀者只需要通過(guò)鼠標(biāo)和鍵盤操作就能夠輕松實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、升高降低的操作，在進(jìn)行鳥瞰時(shí)也也可以通過(guò)放大、縮小來(lái)調(diào)整的場(chǎng)景范圍，獲得全方位的空間體驗(yàn)。展項(xiàng)展示是網(wǎng)上世博會(huì)的有一大亮點(diǎn)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，游客能夠進(jìn)入場(chǎng)館和展項(xiàng)發(fā)生近距離的互動(dòng)，游客可以多角度觀察或“觸摸”展項(xiàng)，特別是一些實(shí)體世博會(huì)現(xiàn)場(chǎng)不能觸碰的展項(xiàng)，在網(wǎng)絡(luò)上可以實(shí)現(xiàn)參觀者的觸碰愿望。參觀者還可以自由的旋轉(zhuǎn)縮放感興趣的物品，同時(shí)還可以通過(guò)圖片文字、動(dòng)畫、FLASH等多種數(shù)字媒體形式了解到對(duì)展項(xiàng)的知識(shí)性介紹。不僅如此，游客可以在C/S上通過(guò)系統(tǒng)提供的部件，組裝個(gè)性化的展項(xiàng)，讓其它游客看到自己的作品，并且發(fā)表點(diǎn)評(píng)。

網(wǎng)上世博會(huì)的虛擬拓展空間可以由參展者根據(jù)自己的意念記性無(wú)限制的設(shè)計(jì)開發(fā)，由于不受現(xiàn)實(shí)空間的限制，參觀者可以延伸和拓展實(shí)體展館所希望表達(dá)的理念和意境，虛擬展項(xiàng)為參展者的主題演繹提供了進(jìn)一步發(fā)揮的空間。

網(wǎng)上世博會(huì)由于運(yùn)用了數(shù)字化技術(shù)作為包裝，它展示了數(shù)字化技術(shù)神奇的魅力，也使我們的實(shí)體世博會(huì)區(qū)別以往世博會(huì)的不同，使其大放異彩，網(wǎng)上世博會(huì)成為上海世博會(huì)乃至世博會(huì)歷史上的一個(gè)至高點(diǎn)。

四、結(jié)論和展望

從2000年的悉尼奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館設(shè)計(jì)到2008年北京奧運(yùn)會(huì)的成功舉辦再到2010年上海世博會(huì)的網(wǎng)上世博會(huì)亮點(diǎn)的產(chǎn)生，三維仿真虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正在朝向越來(lái)越先進(jìn)的領(lǐng)域發(fā)展，特別是它在城市建設(shè)及城市規(guī)劃上的運(yùn)用可以說(shuō)是越來(lái)越廣泛，所起作用也是越來(lái)越突出。以2000年悉尼舉辦奧運(yùn)會(huì)為例，悉尼在2000年時(shí)為了奧運(yùn)會(huì)的順利召開以及加強(qiáng)對(duì)城市的推廣，悉尼市建立了全市三維仿真平臺(tái)，目的用于城市的信息服務(wù)、交通分析指揮、城市建設(shè)管理等方面，由此取得了巨大的成功。為了能夠順利申辦2008年的奧運(yùn)會(huì)，加拿大的多倫多城市也使用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)城市進(jìn)行管理和規(guī)劃。

在我國(guó)，北京、上海、深圳等大型城市在利用三維虛擬仿真技術(shù)運(yùn)用于城市建設(shè)方面也已經(jīng)取得了一定的研究成果，而利用三維虛擬仿真技術(shù)的方面是輔助城市重要地段的建設(shè)以及大范圍的城市設(shè)計(jì)研究。例如在北京商務(wù)中心區(qū)、上海浦東開發(fā)區(qū)、深圳福田中心區(qū)的規(guī)劃中均進(jìn)行了城市三維仿真技術(shù)的初步嘗試，并取得了較好的效果。

三維虛擬仿真技術(shù)的主要作用在于以城市現(xiàn)貌為基點(diǎn)，融合規(guī)劃方案后模擬項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)后的城市景觀，并且能夠進(jìn)行多角度動(dòng)態(tài)審視，全面評(píng)估城市設(shè)計(jì)的規(guī)劃方案，這為城市規(guī)劃建設(shè)和領(lǐng)導(dǎo)決策提供了更為直觀、可靠、科學(xué)的技術(shù)手段。

將三維虛擬仿真技術(shù)運(yùn)用于城市規(guī)劃建設(shè)的優(yōu)點(diǎn)與好處在于：

①提高了城市設(shè)計(jì)規(guī)劃方案的設(shè)計(jì)和修正效率；

②豐富了城市問(wèn)題的研究角度；

③提高了城市建設(shè)項(xiàng)目的評(píng)估質(zhì)量；

④提高了城市建設(shè)項(xiàng)目的管理能力及效率；

⑤提高了為市民公開展示宣傳城市形象的效果。

目前，國(guó)外虛擬仿真技術(shù)顯出其極大的優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)正在迎頭趕上。從目前我國(guó)對(duì)三維虛擬仿真技術(shù)的運(yùn)用而言，可以看出我國(guó)的三維仿真技術(shù)發(fā)展水平已經(jīng)有相當(dāng)不錯(cuò)的程度。從三維仿真技術(shù)在我國(guó)城市規(guī)劃上的運(yùn)用的效果來(lái)看，三維仿真技術(shù)在我國(guó)城市規(guī)劃中的應(yīng)用前景是非常廣闊的，而且我們相信，三維仿真技術(shù)會(huì)使城市規(guī)劃產(chǎn)生技術(shù)性的革新，會(huì)極大地拓展和豐富城市規(guī)劃的工作思路。

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第7篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)范文

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；房地產(chǎn)；展示

一、 引言

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR），是模擬人類視覺(jué)、聽覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)等感知行為的高度逼真的人機(jī)交互技術(shù)。它具有沉浸感、交互性、構(gòu)想性，可以把抽象、復(fù)雜的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)空間表示為直觀的、用戶熟悉的實(shí)物。利用這種計(jì)算機(jī)生成的交互式三維環(huán)境，不僅使參與者能夠感到景物或模型十分逼真地存在，而且能對(duì)參與者的運(yùn)動(dòng)和操作做出實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的響應(yīng)。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)房地產(chǎn)展示系統(tǒng)的特點(diǎn)

近年來(lái)，房地產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的愈演愈烈，沙盤、模型、表現(xiàn)圖、樣板房等做為房地產(chǎn)展示的傳統(tǒng)手段，已經(jīng)無(wú)法滿足消費(fèi)者和行業(yè)的需要。由于沙盤要經(jīng)過(guò)比例縮小，無(wú)法以正常人的視角來(lái)看到小區(qū)的建筑空間，更無(wú)法獲得人身臨其境的感覺(jué)。樣板房雖然能給顧客提供真實(shí)的房屋空間結(jié)構(gòu)，但是成本太高，造成很大的資源浪費(fèi)。效果圖它只能提供靜態(tài)局部的視覺(jué)體驗(yàn)。三維動(dòng)畫雖有較強(qiáng)的三維效果，但觀察者只能按事先規(guī)定好的路線和角度瀏覽固定的內(nèi)容，很被動(dòng)，信息很不全面。

虛擬現(xiàn)實(shí)作為全新的房地產(chǎn)營(yíng)銷方式已成為房地產(chǎn)企業(yè)節(jié)約宣傳費(fèi)用，提高宣傳效果的首選途徑，使電子商務(wù)網(wǎng)上售房成為現(xiàn)實(shí)，適合大型城市多點(diǎn)銷售甚至改變了現(xiàn)有銷售模式。銷售人員可帶購(gòu)房者在電腦上的樣板房間虛擬房產(chǎn)展示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中漫游，并同時(shí)進(jìn)行有關(guān)戶型相關(guān)信息的實(shí)時(shí)查詢，使購(gòu)房者坐在家中能細(xì)細(xì)觀看小區(qū)全貌、房型結(jié)構(gòu)空間布局或者直接從網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行觀看。

三、虛擬房地產(chǎn)展示系統(tǒng)中的虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)

首先是對(duì)整個(gè)小區(qū)所處地理環(huán)境進(jìn)行地形建模，然后在地形上鋪設(shè)道路，利用主干道路將小區(qū)劃分成若干區(qū)塊，確定各片分區(qū)中的主要建筑與景觀，對(duì)各區(qū)塊中的主要建筑分別進(jìn)行三維建模。要選擇有代表性的建筑建模，利用它進(jìn)行改造可得到其他建筑的模型，然后進(jìn)行修改即可獲得其他樓的模型。

模型建好之后，需要對(duì)各組模型進(jìn)行有效組織，然后按照平面規(guī)劃圖的位置將其集成到房間模型上，組成總體場(chǎng)景模型。進(jìn)行場(chǎng)景建模時(shí)要充分利用建模技術(shù)，在不大幅削弱場(chǎng)景的逼真性，又降低場(chǎng)景復(fù)雜度，有效減輕場(chǎng)景實(shí)時(shí)渲染的負(fù)擔(dān)。

虛擬場(chǎng)景模型的優(yōu)化對(duì)演示速度影響很大，合理的模型優(yōu)化是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性的保證。前期如果不對(duì)場(chǎng)景的模型進(jìn)行很好的優(yōu)化，到了制作后期再對(duì)模型進(jìn)一行優(yōu)化時(shí)就需要重新回到3DMAX中里重新修改模型，并進(jìn)行重新烘焙后再導(dǎo)入到VRP場(chǎng)景里，就出現(xiàn)了重復(fù)工作情況，大大降低了工作效率。

通過(guò)三維建模得到場(chǎng)景數(shù)據(jù)模型后，需要導(dǎo)入虛擬現(xiàn)實(shí)制作軟件中進(jìn)行互動(dòng)等設(shè)計(jì)。這些工作可以通過(guò)漫游引擎來(lái)完成，首先要能夠?qū)?shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換到漫游引擎中，然后利用相機(jī)控制，使得場(chǎng)景隨用戶視點(diǎn)轉(zhuǎn)移進(jìn)行變換，還要實(shí)現(xiàn)碰撞檢測(cè)及時(shí)響應(yīng)等，保證系統(tǒng)在虛擬空間漫游時(shí)的交互性和真實(shí)感。

四、虛擬房產(chǎn)展示系統(tǒng)的主要功能

虛擬房產(chǎn)展示系統(tǒng)主要功能及實(shí)現(xiàn)的功能有：

（1）交互式漫游?？梢酝ㄟ^(guò)鍵盤控制視點(diǎn)移動(dòng)和漫游狀態(tài)切換，用戶在漫游時(shí)可用鍵盤來(lái)控制視點(diǎn)的移動(dòng)，上下左右鍵或者利用W、S、A、D鍵可控制視點(diǎn)的前進(jìn)、后退、左平行、右平行。

（2）路徑漫游。系統(tǒng)可以按照指定路徑進(jìn)行漫游，不加人為干預(yù)，自動(dòng)對(duì)整個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行漫游。

（3）多媒體信息功能，包括文字介紹。為了豐富房展的展現(xiàn)手法，可對(duì)每一個(gè)房間都做了交互功能，當(dāng)瀏覽者進(jìn)入該房間時(shí)，就可以看到與之對(duì)應(yīng)的解說(shuō)，這樣就較好地模擬來(lái)一種導(dǎo)游效果，使得該系統(tǒng)更加接近于真實(shí)，可用性也更強(qiáng)。文字介紹主要是對(duì)房間等做一些簡(jiǎn)要的說(shuō)明，來(lái)彌補(bǔ)聲音、圖片等信息表達(dá)的不足。

（4）碰撞檢測(cè)功能。碰撞檢測(cè)對(duì)增強(qiáng)虛擬場(chǎng)景漫游的真實(shí)感和逼真感有重要作用。在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，由于用戶的交互和物體的運(yùn)動(dòng)，物體間經(jīng)常可能發(fā)生碰撞，此時(shí)為保持環(huán)境的真實(shí)性，需要及時(shí)檢測(cè)到這些碰撞，并計(jì)算相應(yīng)的碰撞反映，更新繪制結(jié)果，否則物體間會(huì)發(fā)生穿透現(xiàn)象，破壞虛擬環(huán)境的真實(shí)感和用戶的沉浸感。當(dāng)碰撞發(fā)生時(shí)，進(jìn)行碰撞避免處理。

五、總結(jié)

虛擬現(xiàn)實(shí)房地產(chǎn)展示系統(tǒng)與傳統(tǒng)的售樓推介方式相比較，具有明顯優(yōu)勢(shì)。它將大大提高項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)的質(zhì)量，降低成本，減少風(fēng)險(xiǎn)，加快項(xiàng)目進(jìn)度，加強(qiáng)各相關(guān)部門的協(xié)調(diào)，極大的提升房地產(chǎn)項(xiàng)目的品質(zhì)，帶來(lái)更多的效益。相信隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展，在未來(lái)的建筑領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將有著極其廣泛的前景。

參考文獻(xiàn)：

【1】王龍江  基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的校園漫游系統(tǒng)  山東理工大學(xué)學(xué)報(bào)  2007.7

【2】曹彤  虛擬博物館的三維場(chǎng)景構(gòu)造及交互漫游實(shí)現(xiàn)    計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì) 2007.12

【3】王瑞玲  陳振明等  基于場(chǎng)景建模的虛擬漫游系統(tǒng)    計(jì)算機(jī)應(yīng)用于軟件  2007.7

第8篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)范文

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí) 退役方案 優(yōu)化和驗(yàn)證

中圖分類號(hào)：TP312 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）03（b）-00-02

對(duì)核設(shè)施的拆除和清理污染場(chǎng)址是世界各核設(shè)施運(yùn)營(yíng)單位面臨的最大難題。應(yīng)對(duì)這一全球性的挑戰(zhàn)，各國(guó)退役工作者既要制定安全、可靠的退役計(jì)劃，又必須兼顧提高效率、降低費(fèi)用等問(wèn)題。退役計(jì)劃是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要對(duì)各環(huán)節(jié)、技術(shù)方案的個(gè)體、整體及相互關(guān)聯(lián)進(jìn)行反復(fù)對(duì)比和推敲，既要利用現(xiàn)有科學(xué)技術(shù)手段，又要?jiǎng)?chuàng)新以達(dá)到最優(yōu)化的退役過(guò)程的最優(yōu)化和確保萬(wàn)無(wú)一失。近年來(lái)，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家核燃料循環(huán)應(yīng)用研發(fā)中心（如法國(guó)CEA、德國(guó)Karlsruhe、美國(guó)Hanford、英國(guó)BNFL等）不斷開展了大量的先進(jìn)退役應(yīng)用研究工作，無(wú)論是從退役方案的性能指標(biāo)，還是從項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性角度，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行退役方案可行性的驗(yàn)證和優(yōu)化已經(jīng)成為解決復(fù)雜退役難點(diǎn)和退役難題不可或缺的重要手段。法國(guó)退役的同行介紹，在各種退役項(xiàng)目中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的認(rèn)可并且被大量的運(yùn)用。對(duì)于核設(shè)施的退役項(xiàng)目，常規(guī)的做法是在二維圖紙基礎(chǔ)上進(jìn)行退役方案設(shè)計(jì)，但針對(duì)某些較復(fù)雜的退役項(xiàng)目，采用繪制三維模型在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。但是，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)解決復(fù)雜的退役項(xiàng)目和退役難點(diǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)方案，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在我國(guó)目前退役中的使用依然處于較為落后的狀態(tài)。該文將就虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在退役應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行淺顯的論述，重點(diǎn)介紹了法國(guó)馬庫(kù)爾APM軍用生產(chǎn)堆乏燃料后處理中試廠退役項(xiàng)目中的一個(gè)高放熱室的退役，借用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)優(yōu)化退役操作方案和優(yōu)化退役機(jī)具方案。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和實(shí)現(xiàn)途徑

CEA（法國(guó)原子能委員會(huì)）目前正在開展借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)其馬庫(kù)爾核燃料循環(huán)研究中心內(nèi)后段的一些退役項(xiàng)目的拆除、清理以及整治改造等活動(dòng)的操作方案驗(yàn)證和優(yōu)化，目前開展采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的退役項(xiàng)目有UP1生產(chǎn)堆后處理廠、APM中試廠和PHENIX快堆。CEA于2008年底在馬庫(kù)爾創(chuàng)建了沉浸感虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室（以下簡(jiǎn)稱沉浸感實(shí)驗(yàn)室），下屬于LSTD實(shí)驗(yàn)室。通過(guò)情景模擬，目的是對(duì)退役操作方案和整治的可行性、可達(dá)性進(jìn)行驗(yàn)證。該實(shí)驗(yàn)室將為十余個(gè)退役項(xiàng)目提供設(shè)計(jì)上的技術(shù)支持。

1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)的建模技術(shù)

建模是對(duì)現(xiàn)實(shí)對(duì)象或環(huán)境的逼近真實(shí)的仿真模擬。一般情況下，對(duì)象具有靜態(tài)特征，包括位置、方向、材料和屬性等特征，還具有運(yùn)動(dòng)特征，它反映對(duì)象的運(yùn)動(dòng)、行為、約束條件（如碰撞檢測(cè)與響應(yīng)）以及力的作用等。虛擬對(duì)象的建模意味著對(duì)象的靜態(tài)特征和運(yùn)動(dòng)特征各個(gè)方面的建模，也就是對(duì)形狀、外觀、運(yùn)動(dòng)學(xué)約束、智能行為和物理特性等方面的建模。通過(guò)建模，既可以方便表達(dá)出復(fù)雜的、難以理解的運(yùn)動(dòng)學(xué)約束特征，又能夠“試驗(yàn)”更多不同的退役方案，此外還可用于培訓(xùn)操作人員。

1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式

退役過(guò)程虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)由搭建虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)和建模過(guò)程構(gòu)成。待退役設(shè)施的廠房建筑物的三維模型通過(guò)激光掃描或照相合成技術(shù)并輔以半自動(dòng)的擬合軟件獲得，而退役機(jī)具的設(shè)備模型由三維造型軟件設(shè)計(jì)得到。劑量率的三維空間分布由專用的放射性仿真軟件計(jì)算得到。將設(shè)施的三維模型和退役機(jī)具的三維模型在虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)上相融合，然后對(duì)其進(jìn)行建模，一方面使對(duì)象具有基本的物理特性，另一方面使其遵循特定規(guī)律的運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)。在完成了上述幾何建模、對(duì)象虛擬、物理建模和行為建模后，即創(chuàng)建出了退役方案可能的場(chǎng)景，然后通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)交互性設(shè)備和立體顯示系統(tǒng)，即可進(jìn)行操作演練，驗(yàn)證各種操作過(guò)程的可達(dá)性、可行性，該操作方式與真實(shí)退役工控機(jī)端的操作方式完全一致。劑量率仿真用于優(yōu)化退役操作方式，空間劑量率的分布情況可伴隨上述退役操作方案而動(dòng)態(tài)變化，以便及時(shí)調(diào)整退役方案。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在退役項(xiàng)目中的作用

2.1 個(gè)人劑量防護(hù)的最優(yōu)化

目前，劑量評(píng)估的常用方法主要是根據(jù)距離輻射源的遠(yuǎn)近來(lái)估算。但對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，輻射源較多的環(huán)境，難以準(zhǔn)確的估算出人員的所受劑量率，從而影響整個(gè)方案的工期和預(yù)算。從歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的退役經(jīng)驗(yàn)表明，將可視化的虛擬現(xiàn)實(shí)與仿真計(jì)算相結(jié)合，利用輻射防護(hù)計(jì)算功能模塊，可以快速計(jì)算作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)空間任意位置、任意時(shí)刻的劑量

率[1-3]，對(duì)指導(dǎo)退役方案以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施非常方便有效。

2.2 退役機(jī)具設(shè)計(jì)方案及操作方案驗(yàn)證

各退役設(shè)施之間相互存在差異，即便同類型設(shè)施甚至同一設(shè)施內(nèi)的相似廠房環(huán)境也或多或少存在差異。退役方案力求盡可能結(jié)合這些現(xiàn)狀情況，使得退役機(jī)具（以下簡(jiǎn)稱機(jī)具）在選用上要兼顧這些現(xiàn)狀情況，做到一機(jī)多用途。因此，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就可以在“虛擬機(jī)”上驗(yàn)證機(jī)具的適用性，找出可滿足退役項(xiàng)目的現(xiàn)有機(jī)具或提出需要進(jìn)行適應(yīng)性改進(jìn)的具體技術(shù)要求。這樣可以及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，節(jié)省研發(fā)周期及費(fèi)用。從法國(guó)退役項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)看，機(jī)具在研發(fā)過(guò)程別是在方案設(shè)計(jì)階段，越早發(fā)現(xiàn)和暴露問(wèn)題，越能夠簡(jiǎn)化修改，而他們普遍采用的設(shè)計(jì)方法是借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。借助虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)的沉浸感演示、動(dòng)作捕捉和力反饋等功能，可以試驗(yàn)和檢查虛擬機(jī)的操作路徑、可維護(hù)性和操作的可達(dá)性。通過(guò)力反饋設(shè)備的人-機(jī)交互碰撞干涉檢查功能，一方面通過(guò)定量比選不同拆除方案的拆除路徑的優(yōu)缺點(diǎn)，另一方面通過(guò)定量確定碰撞干涉點(diǎn)以確定操作路徑。并在此基礎(chǔ)上規(guī)劃并優(yōu)化拆除路徑、維修路徑，確定拆除范圍和相應(yīng)的拆除方式。

2.3 便于表達(dá)和溝通

通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)對(duì)退役機(jī)具方案及退役遙控操作技術(shù)方案進(jìn)行情景模擬演示，能夠直觀的呈現(xiàn)方案的整體思路，便于使審管部門、業(yè)主、供貨商及設(shè)計(jì)人員之間的溝通和理解。此外，可視化的方式可以暴露“原設(shè)想”方案實(shí)施過(guò)程中存在的安全隱患和不合理之處。

2.4 制作用于現(xiàn)實(shí)遙控操作的控制和監(jiān)視系統(tǒng)的界面

借助VR系統(tǒng)建立的機(jī)具模型、環(huán)境幾何模型，和經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的操作路徑，在退役實(shí)施時(shí)還將用于制作機(jī)具遙控操作控制和監(jiān)視系統(tǒng)的界面。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在APM退役項(xiàng)目中高放熱室退役的應(yīng)用

3.1 414熱室介紹

APM是法國(guó)的乏燃料后處理中試廠。1962年開始調(diào)試運(yùn)行，1997年結(jié)束生產(chǎn)活動(dòng)關(guān)閉，目前該設(shè)施正在進(jìn)行清理、去污和拆除工作。414熱室在APM后處理主工藝流程中的作用是化學(xué)首端的取樣、澄清、料液貯存和浸煮。其中主要設(shè)備有溶解器、離心分離機(jī)及戽斗流量計(jì)等，熱室尺寸為20 m×4 m×6 m，內(nèi)部工藝管線總長(zhǎng)約5 km，受污染的設(shè)備管道總重約18 t。退役初態(tài)源項(xiàng)調(diào)查結(jié)果顯示，熱室內(nèi)熱點(diǎn)數(shù)量為16個(gè)、周圍劑量當(dāng)量率為20 mSv/h。由于殘留的輻射源活度很高相應(yīng)引起的劑量場(chǎng)水平不允許人工直接拆卸操作，所以退役方案設(shè)計(jì)采用偏安全的操作方式―采用遠(yuǎn)距離依靠遙控拆除整個(gè)設(shè)備室，但不排除調(diào)整操作方式、優(yōu)化操作方案的可能。對(duì)熱室內(nèi)設(shè)備、管道遠(yuǎn)距離遙控拆除機(jī)具選擇采用了Maestro―主-從操作方式的電隨動(dòng)機(jī)械臂，需要依賴遠(yuǎn)距離遙控的方式進(jìn)行。位于414熱室的一側(cè)在設(shè)計(jì)之初就預(yù)留有專用通道，頂部設(shè)置了沿水平方向吊車軌道，作為檢查、去污和退役拆除的進(jìn)出路徑。

3.2 遠(yuǎn)距離遙控操作機(jī)具方案

3.2.1 Maestro機(jī)械手

遙控遠(yuǎn)距離操作系統(tǒng)由兩部分組成：主手和從手，見圖1（左）所示。Maestro為從動(dòng)臂，是一種先進(jìn)的核用遠(yuǎn)距離操作電隨動(dòng)的主-從式操作的電隨動(dòng)機(jī)械手[4-5]。該手用于完成人員無(wú)法進(jìn)入惡劣環(huán)境下且具有完成一定負(fù)荷和完成精細(xì)化程度較高任務(wù)的操作能力，如核污染區(qū)調(diào)查、維護(hù)/整改、切割和去污、清理污染環(huán)境等。Maestro機(jī)械手可實(shí)現(xiàn)多任務(wù)操作，包括檢查、維護(hù)、拆除和清理等。該設(shè)備在復(fù)雜性、靈活性以及操作能力及操作方式方面，具有6個(gè)自由度、手臂伸直至2.0 m時(shí)可達(dá)105 kg，與同類型機(jī)械臂相比較具有突出優(yōu)勢(shì)，見圖2。此外，該機(jī)械手的控制模式，不僅可用在機(jī)器人控制模式（編程預(yù)教導(dǎo)―自動(dòng)模式內(nèi)），還可由操作者用操縱桿人工控制，既可借助也可不借助力反饋的管理模塊實(shí)現(xiàn)。

主手由多關(guān)節(jié)的操作桿及控制系統(tǒng)組成。控制系統(tǒng)采用笛卡爾坐標(biāo)系，且該關(guān)節(jié)臂具有力反饋的功能。主-從操作的隨動(dòng)控制系統(tǒng)采用TAO2000控制系統(tǒng)。

414熱室的拆除，將是Maestro型機(jī)械臂首次被用于從頭到尾拆除一個(gè)完整熱室的

案例。

3.2.2 機(jī)械手配套運(yùn)載工裝

承載機(jī)械手進(jìn)入414熱室的配套運(yùn)載工裝是嚴(yán)格按照414熱室的廠房及工藝設(shè)備布置特點(diǎn)并結(jié)合拆除任務(wù)的要求而設(shè)計(jì)的，是非標(biāo)準(zhǔn)化的工裝設(shè)備[6]，設(shè)備方案三維模型簡(jiǎn)圖見圖3。圖中箭頭顯示了該吊車式運(yùn)載工裝的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性―共有6個(gè)自由度，其中包括2個(gè)水平方向自由度、2個(gè)垂直方向自由度和2個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。該套工裝通過(guò)位于升降機(jī)構(gòu)上的托架承載Maestro從動(dòng)臂和各種工具頭沿?zé)崾议L(zhǎng)度方向上移動(dòng)，其移動(dòng)范圍可以覆蓋熱室的各個(gè)區(qū)域、角落，長(zhǎng)度方向上為20 m，垂直方向上為3 m。運(yùn)載工裝由水平方向行走機(jī)構(gòu)（以下簡(jiǎn)稱：大車）、垂直升降機(jī)構(gòu)、和車載托架（以下簡(jiǎn)稱：小車）組成，另外在大車車體上還有管理Maestro臍帶電纜格架和存放各種功能頭的工具格架。小車具有兩個(gè)功能：可以在其上安裝吊籃用于暫時(shí)存放拆卸、解體物，也可以安裝夾具用于機(jī)械臂切割時(shí)握緊被拆除

對(duì)象。

運(yùn)載工裝由原熱室預(yù)留的吊車水平方向軌道由檢修廊Ⅱ區(qū)進(jìn)入熱室Ⅰ區(qū)，檢修廊用于在此對(duì)成套遙控操作設(shè)備進(jìn)行組裝、檢修和拆卸，遙控操作的控制間設(shè)置在相鄰區(qū)域的廠房Ⅲ區(qū)。目前整套系統(tǒng)已完成工廠驗(yàn)收，待其在非放廠房?jī)?nèi)進(jìn)行設(shè)備聯(lián)動(dòng)冷調(diào)試后，方可進(jìn)入退役拆除工作（圖3）。

4 結(jié)語(yǔ)

本次采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行退役方案的驗(yàn)證[7]，是CEA第一次采用該技術(shù)驗(yàn)證退役方案，同時(shí)也是Maestro機(jī)械手第一次被應(yīng)用在全遙控拆除整個(gè)設(shè)備室的任務(wù)中。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)拆除方案情景模擬，建立具有沉浸感效果并輔以力感、聲效等功能的虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室，情景模擬使用了廠房、機(jī)具及工裝的三維模型、帶有力反饋功能的物理引擎、動(dòng)作捕捉和具有沉浸感效果的可視化立體演示系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證退役操作方案及機(jī)具設(shè)備方案的目的―可達(dá)性、可行性和可維護(hù)性。

方案驗(yàn)證及早發(fā)現(xiàn)和充分暴露問(wèn)題，并及時(shí)在設(shè)計(jì)階段做調(diào)整特別是設(shè)備方案，盡量減少制造后的修改工作量甚至翻車的風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)這次嘗試，體會(huì)之一首先是模型的精度。如果模型的精度與現(xiàn)實(shí)情況有偏差，機(jī)器人或熱室模型的準(zhǔn)確度不足，將無(wú)法證實(shí)現(xiàn)場(chǎng)使用可否按照方案設(shè)計(jì)的步驟和方式實(shí)施。體會(huì)之二是物理引擎也受到限制，這是由計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力決定的。就目前所使用的硬件配置條件看，還不能做到對(duì)機(jī)器人和整個(gè)熱室的物理化模擬如高精度的碰撞檢查和實(shí)時(shí)的仿真模擬。這也是只能對(duì)機(jī)器人和受關(guān)注的熱室區(qū)域進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真的原因。體會(huì)之三是將輻射防護(hù)計(jì)算軟件作為插件嵌入虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，通過(guò)這種方式，使ALARA優(yōu)化與方案設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，大大提高設(shè)計(jì)效率和優(yōu)化的程度。體會(huì)之四是該系統(tǒng)最初建立的初衷是用于方案驗(yàn)證和優(yōu)化，但由于模擬器的主-從操作方式與現(xiàn)實(shí)情況的主-從操作方式相似以及監(jiān)控界面相同，因此還可以為機(jī)具操作人員提供操控培訓(xùn)，訓(xùn)練退役操作人員，告知哪里有輻射源，采用何種操作方案更加安全、合理，盡量避免和降低人員受到輻射

照射。

參考文獻(xiàn)

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[4] Maestro- an Advanced Remote Manipulator System.Cybernetix Co，Ltd.

[5] Large Range of Tools for Remote Manipulator.Cybernetix Co，Ltd.

第9篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)范文

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程教育；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；技術(shù)運(yùn)用；遠(yuǎn)程教學(xué)技術(shù)；虛擬教育

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又稱“VR技術(shù)”，即VIRTUALREALITY，它是通過(guò)利用計(jì)算機(jī)的相關(guān)軟硬件實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界全真模擬的技術(shù)，同時(shí)也是我國(guó)遠(yuǎn)程教育中繼計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、多媒體等技術(shù)之后被廣泛運(yùn)用的技術(shù)之一。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中，人們可以通過(guò)技術(shù)的模擬，在遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的過(guò)程中有更加身臨其境的體會(huì)，而這樣的“體會(huì)”不僅能夠使得使用者對(duì)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)有更加深切的領(lǐng)悟，還能使得使用者對(duì)自然交互性的需求有更好的滿足。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在我國(guó)遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域中的運(yùn)用與發(fā)展前景是非常廣闊的。根據(jù)較長(zhǎng)時(shí)間的研究可以得知，目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)療教育、航天航空、體育訓(xùn)練等多個(gè)領(lǐng)域的遠(yuǎn)程教育中有較為廣泛的運(yùn)用，而鑒于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特性，其未來(lái)運(yùn)用到的領(lǐng)域只會(huì)不斷的拓展。因此，本文從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的內(nèi)涵與特征入手，對(duì)遠(yuǎn)程教育中運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行探討與研究是非常有必要的[1]。

1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的內(nèi)涵及其特點(diǎn)

1.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的內(nèi)涵

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)際上就是一種基于計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的來(lái)營(yíng)造虛擬實(shí)際的技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)能夠給使用者制造出非常逼真的模擬環(huán)境，在模擬環(huán)境之下，使用者可以進(jìn)行各種高級(jí)的感知行為，這些感知行為在三維設(shè)備的支持下可以有效實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，因此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又可以稱之為“臨境”技術(shù)。目前，在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中所使用的三維設(shè)備一般有傳感手套以及立體眼鏡，這些設(shè)備可以通過(guò)傳感的技術(shù)將使用者在現(xiàn)實(shí)生活中的各種動(dòng)作傳輸給電腦，而電腦中的相關(guān)軟件可以對(duì)這些動(dòng)作進(jìn)行處理，從而轉(zhuǎn)換成觸覺(jué)、聽覺(jué)以及視覺(jué)來(lái)給使用者提供反饋。在這個(gè)虛擬的世界中，使用者可以從任意一個(gè)喜歡的角度去觀察世界，也可以從任何一個(gè)方面去感知現(xiàn)實(shí)中可能無(wú)法觸及到的事物，而這樣就給遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)提供了更大的可能與更佳的體驗(yàn)[2]。

1.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)

根據(jù)長(zhǎng)時(shí)間的研究不難發(fā)現(xiàn)，和傳統(tǒng)多媒體技術(shù)相比，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)，分別是交互性、多感知性、自主性以及臨場(chǎng)性[3]。在交互性中，使用者可以實(shí)時(shí)的通過(guò)自身肢體運(yùn)動(dòng)、語(yǔ)言甚至是微表情等自然的技能，對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)營(yíng)造下的虛擬環(huán)境進(jìn)行操作，而這樣的操作可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器與人的自然互動(dòng)，甚至是參與者之間的自然對(duì)話。多感知性則是可以使得使用者在傳感設(shè)備與反應(yīng)裝置的支持下，從動(dòng)覺(jué)、聽覺(jué)、視覺(jué)以及觸覺(jué)等多個(gè)方面感知虛擬環(huán)境中的多項(xiàng)環(huán)境信息，從而實(shí)現(xiàn)讓使用者仿佛身處現(xiàn)實(shí)世界的目的。自主性表現(xiàn)在當(dāng)使用者處于虛擬環(huán)境下，虛擬環(huán)境中人物的相關(guān)動(dòng)作能夠自主的和現(xiàn)實(shí)世界人物的動(dòng)作相匹配且同步，使得虛擬世界中事物的真實(shí)性能夠符合一般準(zhǔn)則。臨場(chǎng)性則是讓使用在相關(guān)設(shè)備（數(shù)據(jù)衣、頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套傳感器等）的作用下處于一種隔離的臨界狀態(tài)，在這個(gè)隔離狀態(tài)下，使用者可以使得虛擬環(huán)境下自身的動(dòng)作、聲音隨著現(xiàn)實(shí)世界里的變化而變化，而現(xiàn)實(shí)世界里的動(dòng)作與虛擬環(huán)境下相關(guān)內(nèi)容的配合作用，可以讓使用者有非常逼真仿佛身臨其境的感覺(jué)。以上4個(gè)特性能夠?qū)⑻摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)和普通的多媒體技術(shù)很好的區(qū)分開來(lái)，與此同時(shí)，這4個(gè)特性也給使用者通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在遠(yuǎn)程教育中獲得更好教育效果打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2遠(yuǎn)程教育中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用研究

2.1遠(yuǎn)程教育中使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使得學(xué)習(xí)的條件與環(huán)境得到改善

在我國(guó)傳統(tǒng)的教育中，學(xué)習(xí)條件一般由教室中的硬件設(shè)施以及學(xué)校發(fā)放的數(shù)倍等組成，其中部分學(xué)科里的實(shí)驗(yàn)與活動(dòng)課程更是受到了來(lái)自場(chǎng)地、天氣、時(shí)間等的影響。而在我國(guó)傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程教育中，學(xué)習(xí)的條件基本由遠(yuǎn)程教育中老師所提供的視頻決定，其中學(xué)生與老師之間、學(xué)生與學(xué)生之間的互動(dòng)受到了來(lái)自環(huán)境的制約。與此同時(shí)，在我國(guó)傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程教育中，實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐等課程基本上是不能實(shí)現(xiàn)的。而在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的支持下，傳統(tǒng)教育與傳統(tǒng)遠(yuǎn)程教育中的弊端都可以得到較好的解決。例如，在化學(xué)遠(yuǎn)程教學(xué)中，部分化學(xué)公式的學(xué)習(xí)如果使用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)，那么會(huì)給學(xué)生更加直觀的印象，然而在這些實(shí)驗(yàn)中，很大一部分實(shí)驗(yàn)是具有危險(xiǎn)性且會(huì)受到場(chǎng)地等因素的影響的，這些如果在現(xiàn)實(shí)的教學(xué)中進(jìn)行很可能會(huì)給學(xué)生與老師的安全帶來(lái)隱患。而在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的支持下，這些問(wèn)題都不復(fù)存在。因?yàn)樵谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)下，學(xué)生觀看實(shí)驗(yàn)是通過(guò)頭盔顯示器、數(shù)據(jù)衣等設(shè)備進(jìn)行，這些設(shè)備能夠?qū)?shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象通過(guò)觸覺(jué)、聽覺(jué)、視覺(jué)等感官傳遞給學(xué)生，并且這些感官都是仿真模擬的，因此不會(huì)給學(xué)生的安全造成威脅，也不會(huì)受到來(lái)自外界環(huán)境的影響。與此同時(shí)，在使用相關(guān)設(shè)備是，學(xué)生可以實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)的自主操作，這樣就可以提高學(xué)生遠(yuǎn)程教育中的參與性與體驗(yàn)性，因此，學(xué)生的學(xué)習(xí)條件與學(xué)習(xí)環(huán)境就得到了較好的改善[4]。

2.2遠(yuǎn)程教育中使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使得學(xué)習(xí)的資源得到擴(kuò)充

在我國(guó)傳統(tǒng)遠(yuǎn)程教學(xué)中，學(xué)生與老師所使用的資源大部分都來(lái)自于課本，少部分來(lái)自于學(xué)生與老師的自主學(xué)習(xí)，而在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的支持下，學(xué)生與老師的學(xué)習(xí)與教學(xué)資源能夠得到非常好的擴(kuò)充。這是因?yàn)椋壳斑h(yuǎn)程教育受到了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)的影響，許多學(xué)習(xí)資源能夠通過(guò)學(xué)生的自主查詢工作在學(xué)習(xí)資源庫(kù)中非?？旖莸墨@得，并且在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的支持下，這些學(xué)習(xí)資源能夠在學(xué)生的眼前“活”起來(lái)，這樣就使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，不僅“知其然”還能“知其所以然”。

2.3遠(yuǎn)程教育中使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使得學(xué)習(xí)者的技能得到更好的鍛煉

在上文的分析中可以得知，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)擁有交互性、多感知性、自主性以及臨場(chǎng)性四大特點(diǎn)，因此在遠(yuǎn)程教育中，學(xué)習(xí)者可以利用這四大特點(diǎn)對(duì)自己的相關(guān)技能進(jìn)行鍛煉。例如，在物理學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生可以利用相關(guān)設(shè)備遠(yuǎn)程的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，這樣能就給學(xué)生的實(shí)驗(yàn)考試打下基礎(chǔ)。

3結(jié)論

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)遠(yuǎn)程教育的影響不言而喻，相關(guān)人員應(yīng)該加快對(duì)相關(guān)技術(shù)的研究，使得虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠盡早的、普遍的運(yùn)用到遠(yuǎn)程教育之中。

作者:盛欣 王上上 單位:中國(guó)美術(shù)學(xué)院上海設(shè)計(jì)學(xué)院

參考文獻(xiàn):

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