導(dǎo)語：如何才能寫好一篇虛擬現(xiàn)實(shí)概念，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

論文摘要：文章在介紹虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等相關(guān)概念的基礎(chǔ)上，探討虛擬技術(shù)的在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，這項(xiàng)技術(shù)的使用讓設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)表達(dá)更上一個(gè)全新的臺階，在產(chǎn)品的開發(fā)過程中，保證產(chǎn)品開發(fā)的一次性成功。

目前國際上流行的一種“故事版情景預(yù)言法”的概念設(shè)計(jì)，就是將要開發(fā)的產(chǎn)品置于一定的人、時(shí)、地、事和物中進(jìn)行觀察、預(yù)測、想象和情景分析，其形式是以故事版的平面設(shè)計(jì)表達(dá)展示給人們。于是，產(chǎn)品在設(shè)計(jì)的開始便多了一份生命和靈氣。然而，設(shè)計(jì)表達(dá)在信息時(shí)代已是多元化的展示形式，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，使設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)表達(dá)如虎添翼。讓人多了一種直觀的、親切的及交互的感受，這樣開發(fā)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品與傳統(tǒng)相比，大大減少了投放市場的風(fēng)險(xiǎn)性，也為 企業(yè) 決策人尋找商機(jī)、判斷概念產(chǎn)品能否進(jìn)一步開發(fā)生產(chǎn)，提供更好的依據(jù)。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

（一）虛擬現(xiàn)實(shí)（virtual reality，vr）及虛擬設(shè)計(jì)（virtual design，vd）

虛擬現(xiàn)實(shí)（virtual reality，vr）是利用 計(jì)算 機(jī)省城一種模擬環(huán)境，通過多種傳感設(shè)備使用戶“沉浸”到該環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進(jìn) 自然 交互的技術(shù)。這里所謂模擬環(huán)境就是計(jì)算機(jī)生成的具有色彩的立體圖形，它可以是某特定現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)體現(xiàn)，也可以是純粹構(gòu)想的世界。傳感設(shè)備包括立體頭盔、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣服等穿戴于用戶身上的裝置和設(shè)置現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的傳感裝置。自然交互是指用日常使用的方式對環(huán)境內(nèi)的武體進(jìn)行操作并得到實(shí)時(shí)立體反饋。虛擬現(xiàn)實(shí)是一種全新的人機(jī)交互系統(tǒng)，它能對介入者產(chǎn)生各種感官刺激，如聽覺、視覺、嗅覺、觸覺，給人身臨其境的感覺，人能以自然的方式與計(jì)算機(jī)生成的環(huán)境進(jìn)行交互操作。

虛擬設(shè)計(jì)是以“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)，以機(jī)械產(chǎn)品為對象的設(shè)計(jì)手段”，借助這樣的設(shè)計(jì)手段，設(shè)計(jì)人員可以通過多種傳感器與多維的信息環(huán)境進(jìn)行自然地交互，實(shí)現(xiàn)從定性和定量綜合集成環(huán)境得到感性和理性的認(rèn)識，從而幫助深化概念和萌發(fā)新意。

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是人的想象力和 電子 學(xué)等相結(jié)合而產(chǎn)生的一項(xiàng)綜合技術(shù)，它利用多媒體計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)構(gòu)成一種特殊環(huán)境，用戶可以通過各種傳感系統(tǒng)與這種環(huán)境進(jìn)行自然的交互，從而體驗(yàn)比現(xiàn)實(shí)世界更加豐富的感受。

二、概念設(shè)計(jì)的定義及內(nèi)涵

pahl和beitz在《engineering design》一書中提出“概念設(shè)計(jì)”這一名詞以來，人們對概念設(shè)計(jì)進(jìn)行了十幾年的研究。他們將其定義為：在確定任務(wù)之后，通過抽象化，擬定功能結(jié)構(gòu)，尋求適當(dāng)?shù)淖饔迷順O其組合等，確定出基本求解途徑，得到求解方案，這部分設(shè)計(jì)工作叫做概念設(shè)計(jì)。

國內(nèi)的學(xué)者也對概念設(shè)計(jì)進(jìn)行了大量的研究，其中鄧家褆在《產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)》一書中將“產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)”定義為“由分析用戶需求到生成概念產(chǎn)品的一系列有序的，可組織的，有目標(biāo)的設(shè)計(jì)活動(dòng)，它表現(xiàn)為一個(gè)由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具體、不斷進(jìn)化的過程?！?/p>

在幾十年的時(shí)間里，人們對概念設(shè)計(jì)的研究日益增加、不斷深入，使概念設(shè)計(jì)的內(nèi)涵更加廣泛和深刻。主要體現(xiàn)在:根據(jù)產(chǎn)品生命周期各個(gè)階段的要求進(jìn)行市場需求分析、功能分析、功能的工作原理、動(dòng)作行為的構(gòu)思、行為載體的選擇和方案的組成的等。可見，確定方案是概念設(shè)計(jì)的最終結(jié)果，產(chǎn)品生命周期全過程的滿足才是概念設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)方法上更加全面融合各種方法，尋求綜合最優(yōu)方案，同時(shí)使設(shè)計(jì)更具創(chuàng)造性。

概念設(shè)計(jì)是對產(chǎn)品或部件的構(gòu)思，目的是捕捉產(chǎn)品的基本形狀。這個(gè)階段，產(chǎn)品的形狀和精確尺寸尚未確定，設(shè)計(jì)人員有一定變更自由，所以盡可能考察設(shè)計(jì)方案，以便選出生產(chǎn)成本最低、創(chuàng)意良好的方案。利用傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，往往多是二維交互工具，缺乏三維或者多維的功能，但是產(chǎn)品卻是三維的部件，這樣必然導(dǎo)致人機(jī)交互效率低。現(xiàn)行的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)要求定義零件的尺寸，而在產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)階段這樣的尺寸可能無法精確得到或者根本沒必要精確定義，這樣必然影響設(shè)計(jì)效率和周期。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)需要兩類人員配合，即產(chǎn)品的設(shè)計(jì)人員和電腦繪圖員，產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員有關(guān)產(chǎn)品的概念信息通過草圖或者口述的方法傳達(dá)給電腦人員，這樣導(dǎo)致信息的丟失或者繪圖者的曲解，而如果設(shè)計(jì)者本人直接參與電腦輔助設(shè)計(jì)建模的話，由于現(xiàn)行的電腦輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的操作復(fù)雜和交互能力若，大大分散了設(shè)計(jì)者的精力，限制了思路。為了克服這樣的限制，充分發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造性，人們開始把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和概念設(shè)計(jì)有效結(jié)合，利用豐富直觀的交互手段，在虛擬環(huán)境中進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，從而節(jié)省產(chǎn)品精確描繪和尺寸定義的時(shí)間，這就是基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)，即虛擬概念設(shè)計(jì)。

三、虛擬概念設(shè)計(jì)的研究方向和應(yīng)用前景

（一）概念設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的兩個(gè)問題

1.  虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下的概念可視化。概念可視化是指設(shè)計(jì)師透過畫面或者模型，將市場的需求轉(zhuǎn)換成可視化的具體形態(tài)。概念設(shè)計(jì)是否能符合目標(biāo)用戶的要求，“眼見為實(shí)”的圖面或者模型是最具有說服力的。

2.  虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下的人機(jī)交互界面。想實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)，必須解決一系列技術(shù)問題，形成和諧的人機(jī)環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)就是一種基于可 計(jì)算 信息的沉浸式交互環(huán)境，具體地說，就是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的 現(xiàn)代 高科技省城逼真的視聽觸覺一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設(shè)備以 自然 的方式與虛擬環(huán)境中的對象進(jìn)行交互作用、互相影響，從而產(chǎn)生“沉浸”于等同真環(huán)境的感受和體驗(yàn)。

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在概念設(shè)計(jì)中的前景

在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下，進(jìn)行產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本內(nèi)容。在電腦虛擬現(xiàn)實(shí)提供的良好的可視化條件下，對電腦輔助設(shè)計(jì)建立的三維模型在幾何、功能、加工與裝配等方面進(jìn)行交互性的修改，利用虛擬現(xiàn)實(shí)給用戶提供諸如視聽觸覺等各種感知交互手段，最大限度地方便用戶的操作，從而減輕用戶的負(fù)擔(dān)、提高整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。相關(guān)人員可以對原型的各方面包括視覺效果、部件間比率進(jìn)行評價(jià)。針對不同用戶的愛好要求，在不同的虛擬環(huán)境中，親自體驗(yàn)修改模型；選擇產(chǎn)品的可選部件，觀察設(shè)計(jì)和修改過程。

概念設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)過程的初步階段，它的目的是獲得做夠多的有關(guān)產(chǎn)品式樣和形狀的信息，同時(shí)它又是設(shè)計(jì)過程中的重要階段，因?yàn)楫a(chǎn)品成本的60%～70%是由這個(gè)階段決定的。面對日益加劇的產(chǎn)品市場競爭的挑戰(zhàn)，可以預(yù)見，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)必有長足 發(fā)展 ，最終將與現(xiàn)有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無縫集成。激烈的全球市場競爭，各國投入大量的資金對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在 工業(yè) 設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行深入研究。將研究的成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，這是產(chǎn)品迅速占領(lǐng)市場的關(guān)鍵。 

參考 文獻(xiàn)

[1]周洪玉，王慧君，周巖．虛擬現(xiàn)實(shí)及應(yīng)用的研究[j]．哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，(5)．

[2]薄瑞峰，李戈．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[j]．華北工學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，(10)．

篇2

關(guān)鍵詞：風(fēng)景園林；設(shè)計(jì)；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；研究

1風(fēng)景園林設(shè)計(jì)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用特征

第一，全方位展現(xiàn)風(fēng)景園林的設(shè)計(jì)空間?，F(xiàn)存的二維空間和三維空間的表現(xiàn)方式，只能夠向人們傳達(dá)出風(fēng)景園林空間要素中的部分訊息。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則可以將風(fēng)景園林的整體空間精準(zhǔn)地展現(xiàn)出來，即使是極小的部分和微小的要素，也絕不會被遺漏。第二，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，進(jìn)行遠(yuǎn)程瀏覽。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，風(fēng)景園林設(shè)計(jì)師可以先在自身的計(jì)算機(jī)設(shè)備上創(chuàng)建出設(shè)計(jì)作品，然后通過VRML的方式發(fā)送給建筑施工單位，施工單位接收以后便可在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行遠(yuǎn)程作品瀏覽。第三，極大地方便了風(fēng)景園林設(shè)計(jì)師的作品設(shè)計(jì)。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，設(shè)計(jì)師能夠在每一設(shè)計(jì)階段，創(chuàng)建虛構(gòu)的風(fēng)景園林環(huán)境。并且通過漫游觀察的方式，體驗(yàn)自身的作品，預(yù)先感受空間要素、尺度要素、材料要素，有利于風(fēng)景園林設(shè)計(jì)師及時(shí)發(fā)現(xiàn)作品中存在的問題和不足，并實(shí)時(shí)修改和調(diào)整。第四，方便公眾參與，實(shí)施輔決策。要想風(fēng)景園林的設(shè)計(jì)和建設(shè)能夠順利完成，需要設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理及決策部門與公眾有效合作，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就為其提供了一個(gè)極佳的合作平臺。

2風(fēng)景園林設(shè)計(jì)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1開始階段的可操作性分析

首先，明確設(shè)計(jì)條件，實(shí)地勘察現(xiàn)場情況。了解現(xiàn)場的基地情況、氣候情況、環(huán)境情況、業(yè)主造價(jià)情況等。通過收集資料、分析資料，列出設(shè)計(jì)中可能遭遇的困難和難題。其次，將收集到的文字信息輸入到虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中進(jìn)行初步的模擬和探索，讓設(shè)計(jì)師在思維上對該場地形成總體認(rèn)識。最后，利用GIS技術(shù)，根據(jù)現(xiàn)實(shí)環(huán)境進(jìn)行模擬，分析場地中的各個(gè)道路情況、樹木情況、河流情況等，為形成設(shè)計(jì)概念提供科學(xué)的判斷。在這一過程中主要利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的模型建構(gòu)技術(shù)，對現(xiàn)場情況進(jìn)行綜合分析和整體規(guī)劃。

例如，在建造園林水景時(shí)，首先，設(shè)計(jì)師就必須調(diào)查選址地的水文情況，做出相關(guān)的水文調(diào)查表。其次，設(shè)計(jì)師結(jié)合其它重要因素信息，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對其進(jìn)行綜合分析，將選址區(qū)域劃分成不同的屬性。再次，根據(jù)區(qū)域本身的特性，利用Auto技術(shù)完成園林水景的平面圖設(shè)計(jì)，接著再將其導(dǎo)入到3DMAX技術(shù)中，針對彎曲起伏的地形，可以對其進(jìn)行線形彎曲的水體模型。

2.2概念設(shè)計(jì)階段中的概念設(shè)計(jì)分析

設(shè)計(jì)師在通過現(xiàn)實(shí)虛擬技術(shù)建構(gòu)模型以后，就可擺脫二維圖紙的制約性。設(shè)計(jì)師可以沉浸和漫游在自身構(gòu)建的虛擬環(huán)境中，從而全方位地研究和分析相關(guān)情況，獲得感官信息。在多重感官信息的刺激性，設(shè)計(jì)師的思維處于活動(dòng)狀態(tài)，就能夠不斷地對場地形成設(shè)計(jì)概念。如果此時(shí)設(shè)計(jì)師的思維形成的是不穩(wěn)定的圖形信息，那么將其輸入到虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，就可以實(shí)時(shí)地修改和調(diào)整相關(guān)設(shè)計(jì)元素，讓設(shè)計(jì)師抓住一瞬即逝的設(shè)計(jì)靈感，有利于設(shè)計(jì)師篩選和深化各種設(shè)計(jì)概念。對于計(jì)算機(jī)三維造型經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)師來說，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，還有利于通過計(jì)算機(jī)的視覺體驗(yàn)，產(chǎn)生新的設(shè)計(jì)思想，形成新的圖像情景。

2.3設(shè)計(jì)發(fā)展階段的主體構(gòu)思工作

一方面，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，設(shè)計(jì)師可以準(zhǔn)確地刻畫場景，實(shí)時(shí)成為三維圖像。通過改變場景中的各項(xiàng)特征、造型，刺激設(shè)計(jì)師的感官和創(chuàng)作思維。另一方面。風(fēng)景園林設(shè)計(jì)內(nèi)容具有復(fù)雜性和多維復(fù)合性。設(shè)計(jì)師在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要考慮物體造型本身，還要對周圍的文化因素、社會因素、自然因素、空間因素等緊密結(jié)合，從空間環(huán)境和社會環(huán)境的大背景下，進(jìn)行風(fēng)景園林的設(shè)計(jì)。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的交互功能，有利于設(shè)計(jì)師實(shí)時(shí)控制場景，為其提供更有效的交互平臺，方便設(shè)計(jì)師及時(shí)調(diào)整和更換園林中的要素模型，通過比較與審查，使設(shè)計(jì)出來的方案更加合理。

例如，在建設(shè)某城市展覽館時(shí)，將選址定于體育場北邊，緊靠繁華路口的坡地邊，并且市政府要求展覽館的高度不得高于20m。在設(shè)計(jì)方案時(shí)，設(shè)計(jì)師首先摘選出來模擬該區(qū)域的重要建筑物。其次，將設(shè)計(jì)好的方案置入到虛構(gòu)場景中進(jìn)行模擬。再次，根據(jù)建設(shè)進(jìn)度，將設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)好的2個(gè)方案再次置入虛擬場景中進(jìn)行模擬和調(diào)整。最后，把多個(gè)設(shè)計(jì)方案整合在一個(gè)場景中進(jìn)行比較。最終經(jīng)過方案比較，確定采用方案二進(jìn)行展覽館的建設(shè)。

篇3

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；職業(yè)教育

1 引言

隨著計(jì)算機(jī)、信息、網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)作為一種高效能的信息傳播工具，在教育教學(xué)過程中得到越來越廣泛的應(yīng)用，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種新興的教學(xué)媒體應(yīng)用到教育教學(xué)中，這種嶄新的技術(shù)會帶給我們嶄新的教育思維，解決我們以前無法解決的問題。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)的概念及特點(diǎn)

虛擬現(xiàn)實(shí)是由計(jì)算機(jī)及其他軟、硬件技術(shù)生成的，給人多種感官刺激的虛擬境界，是一種高級的自然人機(jī)交互系統(tǒng)。虛擬現(xiàn)實(shí)概念可概括為3個(gè)方面：真實(shí)性、沉浸性和交互性。

2.1真實(shí)性:是指由計(jì)算機(jī)生成看起來、聽起來、觸摸起來都像真的的虛擬境界，還可以向用戶提供視覺、聽覺、觸覺等多種感官刺激。

2.2沉浸性:是指計(jì)算機(jī)控制下的虛擬境界應(yīng)給人一種身臨其境的沉浸感。

2.3交互性:是指人能以純自然方式與虛擬境界中的對象進(jìn)行交互操作，即不使用常規(guī)設(shè)備，而要求使用手勢、體勢、人類語言等自然方式進(jìn)行交互。

目前職業(yè)教育限于各種現(xiàn)實(shí)條件，某些內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)往往不能得到較好的落實(shí)，極大地影響了學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，抑制了學(xué)生的創(chuàng)造能力，以致理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐相脫節(jié)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用職業(yè)教育，由傳統(tǒng)的“以教促學(xué)”的學(xué)習(xí)方式代之為學(xué)習(xí)者通過自身與信息和環(huán)境的相互作用來得到知識、技能的新型學(xué)習(xí)方式。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在職業(yè)教育中應(yīng)用

職業(yè)教育具有實(shí)用性、開放性、生產(chǎn)性和時(shí)代性等特點(diǎn)。職業(yè)教育要完成技能型、技術(shù)型人才的培養(yǎng)任務(wù)，必須突出職業(yè)教育的“實(shí)用”、“實(shí)訓(xùn)”、“應(yīng)用”等特點(diǎn)在，這就要求職業(yè)教育要給學(xué)生充分實(shí)踐的機(jī)會。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到職業(yè)教育，可促進(jìn)教學(xué)觀念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)場所的變化，節(jié)省教育投資、提高教學(xué)效果。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)生提供一個(gè)生動(dòng)、逼真的學(xué)習(xí)情景，這對調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，突破教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐技能，有利于學(xué)生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力、協(xié)作意識的培養(yǎng)。

3.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)專業(yè)教育中的應(yīng)用

職業(yè)教育的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程實(shí)踐性很強(qiáng)，在書本上體現(xiàn)難免會給人們的理解帶來困難。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將文字、聲音、圖片、動(dòng)畫等幾種媒體表現(xiàn)形式有機(jī)地結(jié)合，設(shè)計(jì)出生動(dòng)活潑的界面。制作出一些三維的、交互式的、具有沉浸感的內(nèi)容，滿足學(xué)習(xí)者從各個(gè)角度觀察和學(xué)習(xí)，仿佛身臨其境，更好地理解學(xué)習(xí)的內(nèi)容。為了提高實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果，應(yīng)該建立一個(gè)網(wǎng)上的虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)，把計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)動(dòng)畫技術(shù)引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，構(gòu)造一個(gè)虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，對學(xué)習(xí)者的不同操作給出與現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境相符合的反饋。

3.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的核心技術(shù)，由于數(shù)控技術(shù)教學(xué)和培訓(xùn)都離不開數(shù)控機(jī)床，而數(shù)控機(jī)床本身價(jià)格比較昂貴，限制了學(xué)校的購買能力，所采用計(jì)算機(jī)建模和仿真技術(shù)來模擬實(shí)際的數(shù)控加工環(huán)境，同樣可以讓學(xué)生盡快熟悉數(shù)控機(jī)床的加工環(huán)境與真實(shí)的加工過程，從而提高數(shù)控技術(shù)的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以模擬實(shí)際數(shù)控機(jī)床加工環(huán)境及其工作狀態(tài)的計(jì)算機(jī)仿真加工系統(tǒng)，這就是某一特定數(shù)控系統(tǒng)借助計(jì)算機(jī)軟、硬件的功能，通過實(shí)驗(yàn)者的控制在計(jì)算機(jī)上演示、分析數(shù)控加工從零件設(shè)計(jì)圖到動(dòng)態(tài)切削演示的實(shí)現(xiàn)的全過程。

3.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在汽車維修與駕駛專業(yè)中的應(yīng)用

在汽車專業(yè)的教學(xué)中有很多知識所涉及的實(shí)物及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)雖客觀存在的，但無法一一呈現(xiàn)在學(xué)生面前，或者不能很好的展現(xiàn)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可為學(xué)生提供生動(dòng)、逼真的防真，幫助學(xué)生理解汽車的構(gòu)造原理及維修操作，從而掌握實(shí)際操作的方法、步驟和要領(lǐng)。并且大大縮短了維修工的培養(yǎng)周期，節(jié)省了訓(xùn)練器材和場地等的經(jīng)費(fèi)投入，大幅度減少了教師的工作量，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。利用強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計(jì)分析能力，可用于對教學(xué)效果的檢測，或?qū)β殬I(yè)技能鑒定的考核。

3.4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行電子設(shè)計(jì)和測試，在教學(xué)中，可以很方便、直觀地進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)與演示各種電子電路的工作原理。這樣，理論課教學(xué)中難于講清的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題，可以通過的驗(yàn)證性虛擬實(shí)驗(yàn)演示等教學(xué)手段進(jìn)行。在實(shí)驗(yàn)中，用的元器件及測試儀器儀表齊全，可以做各種類型實(shí)驗(yàn)。方便地對測試結(jié)果進(jìn)行分析，打印輸出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、測試曲線和電路原理圖。實(shí)驗(yàn)不消耗器材，實(shí)驗(yàn)所需器材種類和數(shù)量不限制，實(shí)驗(yàn)成本低。實(shí)驗(yàn)速度快，效率高，容易開展各種設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。另外，利用虛擬實(shí)驗(yàn)軟件可以對學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰M(jìn)行檢查。

3.5 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在遠(yuǎn)程教學(xué)的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的遠(yuǎn)程教育對比傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程教育，能夠?yàn)閷W(xué)生提供生動(dòng)、逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生能夠成為虛擬環(huán)境的一名參與者，在虛擬環(huán)境中扮演一個(gè)角色，這對調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，突破教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的技能都將起到積極的作用。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可為遠(yuǎn)程教育教學(xué)點(diǎn)提供可移動(dòng)的電子教學(xué)場所，通過交互式遠(yuǎn)程教學(xué)的課程目錄和網(wǎng)站，有局域網(wǎng)工具作為校園網(wǎng)站的鏈接，可對各個(gè)終端提供開放性的、遠(yuǎn)距離的持續(xù)教育。

此外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電子商務(wù)、財(cái)務(wù)軟件、景點(diǎn)模擬、酒店服務(wù)服裝設(shè)計(jì)還有廣泛的應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)挖掘職教院校的潛能，促進(jìn)校園信息化的建設(shè)，倍增教學(xué)資源，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在職業(yè)教育中有著獨(dú)特優(yōu)勢。

4 結(jié)束語

盡管目前在職業(yè)教育對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用沒有得到廣泛的應(yīng)用和開發(fā)，但隨著信息技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)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，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)憑借自身的教學(xué)優(yōu)勢和潛力，將會在職業(yè)教育中發(fā)揮其重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 曾建超.虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)及其應(yīng)用.清華大學(xué)出版社，1996

[2] 曾希君.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高職計(jì)算機(jī)專業(yè)課教學(xué)中的作用[J].計(jì)算機(jī)教育，2008，(16)

[3] 劉鳳田，劉玉蘭．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在教育領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J]．河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005

[4] 陳曉春．虛擬現(xiàn)實(shí)在現(xiàn)代教育技術(shù)中的應(yīng)用[J]．銅陵學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，(3)

篇4

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；機(jī)械設(shè)計(jì)制造；作用

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是21世紀(jì)的先進(jìn)技術(shù)，開始于上個(gè)世紀(jì)80年代，將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與各領(lǐng)域新技術(shù)相結(jié)合。目前學(xué)術(shù)界還沒有關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的明確定義，從一定意義上來說就是一種新的人機(jī)界面，追求利用計(jì)算機(jī)制造逼真環(huán)境，通過觸覺、視覺和聽覺等傳給用戶，讓用戶能夠在此環(huán)境中實(shí)現(xiàn)交互活動(dòng)。虛擬現(xiàn)實(shí)創(chuàng)建了人與世界的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，利用這一技術(shù)能夠讓人產(chǎn)生身臨其境的感覺，這也是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的本質(zhì)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠提供逼真的虛擬環(huán)境，讓用戶進(jìn)入后成為其中的一員，并進(jìn)行實(shí)時(shí)交互活動(dòng)，感知虛擬世界的各種對象，獲取身臨其境的感覺。詳細(xì)來說，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的主要特征包括：第一，沉浸性。用戶在虛擬現(xiàn)實(shí)中可以通過自己的觸覺、視覺和聽覺來感知虛擬世界，而在虛擬環(huán)境中一切感覺都是逼真的，能夠給用戶帶來身臨其境的機(jī)會。第二，交互性。虛擬現(xiàn)實(shí)能夠創(chuàng)建一個(gè)動(dòng)態(tài)的世界，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，使用者不僅可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互，同時(shí)還可以通過數(shù)據(jù)手套、聲音命令等交互手段進(jìn)行各種設(shè)計(jì)。第三，多感知性。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)裝有聽覺、視覺和觸覺等傳感裝置，方面用戶獲取信息，從而發(fā)揮人的多項(xiàng)潛能，提升設(shè)計(jì)可用性。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的作用分析

詳細(xì)來說，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用主要包括：

（一）虛擬產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)

概念產(chǎn)品是一種理想化的物質(zhì)形式，是創(chuàng)造性思維的體現(xiàn)，就是對產(chǎn)品初始的設(shè)計(jì)構(gòu)想，目的在于通過構(gòu)建其基本形態(tài)來展現(xiàn)產(chǎn)品，這是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要階段，占到產(chǎn)品成本的60%左右。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于虛擬概念設(shè)計(jì)中能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)者提供基于語言、手勢的輸入方式，設(shè)計(jì)者就可以在三維虛擬環(huán)境中操縱零件、產(chǎn)品等來修改產(chǎn)品形態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)在三維空間觀察和操作設(shè)計(jì)對象，從而獲取更多關(guān)于產(chǎn)品的信息，達(dá)到最佳效果。比如目前比較流行的故事版平面設(shè)計(jì)就是其中的代表，使設(shè)計(jì)師思路更為清晰、逼真，讓人獲得直觀的交互感受，減少了投放市場的風(fēng)險(xiǎn)性，提升了產(chǎn)品開發(fā)的成功率。另外一方面，設(shè)計(jì)者可以根據(jù)用戶的不同需求來創(chuàng)造，讓用戶親自體驗(yàn)感受，比如可以通過觸摸屏選擇產(chǎn)品色彩、造型和裝飾燈，從而構(gòu)成逼真的三維模型，讓用戶感受虛擬環(huán)境中的產(chǎn)品情況。

（二）虛擬設(shè)計(jì)

虛擬社交是設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的虛擬產(chǎn)品，主要是通過分析、研究和檢查設(shè)計(jì)的產(chǎn)品來判斷是否符合設(shè)計(jì)要求，并及時(shí)修改問題，完善產(chǎn)品設(shè)計(jì)。一般來說，虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括虛擬環(huán)境生成器和設(shè)備兩個(gè)部分，前者是整個(gè)系統(tǒng)的主題，能夠根據(jù)用戶需求在數(shù)據(jù)庫支持下產(chǎn)生多維的、人性化的實(shí)例，這一部分由計(jì)算機(jī)軟硬件組成，可以說是包括各種數(shù)據(jù)庫的高性能工作站；后者包括人機(jī)交互工具、信號控制裝置等部分。目前虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)交互技術(shù)集中于觸覺、視覺和聽覺，輸入和輸出設(shè)備是交互的主要方式，比如語音輸入、數(shù)據(jù)手套等，虛擬設(shè)計(jì)涉及到多個(gè)領(lǐng)域，屬于多學(xué)科交互技術(shù)，目前比較流行的交互技術(shù)是利用CAD系統(tǒng)產(chǎn)生模型，然后再轉(zhuǎn)換為虛擬現(xiàn)實(shí)軟件支持的格式，輸入到虛擬現(xiàn)實(shí)軟件中，從而完成虛擬產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。另外還有一種VR-CAD系統(tǒng)，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入到CAD環(huán)境中，不僅僅包括外形，同時(shí)還有重量、表面硬度、材質(zhì)等信息，相互作用時(shí)能夠?qū)崟r(shí)改變對象內(nèi)部結(jié)構(gòu)形態(tài)，設(shè)計(jì)者也可以在環(huán)境中參與設(shè)計(jì)，對產(chǎn)品進(jìn)行外形設(shè)計(jì)、布局設(shè)計(jì)、動(dòng)力仿真設(shè)計(jì)等。比如在減速器設(shè)計(jì)方面就可以通過對殼體進(jìn)行修改和評測，將確定的建模數(shù)據(jù)用于成型模具設(shè)計(jì)和加工中。比如可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)全面展示布局設(shè)計(jì)，避免出現(xiàn)各種不合理問題，隨時(shí)對運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)關(guān)系進(jìn)行檢查，確保運(yùn)動(dòng)在可能出現(xiàn)的范圍內(nèi)，并需要及時(shí)檢查軸、齒輪等零件的強(qiáng)度，確保工作協(xié)調(diào)、可靠開展。

（三）虛擬制造

虛擬制造是實(shí)際制造在計(jì)算機(jī)上的映射，也就是計(jì)算機(jī)仿真與虛擬技術(shù)在高性能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)支持下，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、性能分析、加工制造等各個(gè)過程的管理和控制，從而增強(qiáng)制造過程中決策和控制能力。目前虛擬制造出現(xiàn)了三個(gè)流派，包括以設(shè)計(jì)為中心、以生產(chǎn)為中心和以控制為中心的虛擬制造。比如減速器殼體成型設(shè)計(jì)中就利用了物理模擬方法對金屬材料進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，從而能夠預(yù)測成形材料的性能和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)對形成材料性能和質(zhì)量的優(yōu)化設(shè)計(jì)。比如在齒輪、軸等零件加工仿真過程中也可有利用虛擬加工來選擇最佳的加工參數(shù)和機(jī)床刀具路徑，這樣就便于分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)的合理性，對加工過程中出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行修改。比如在設(shè)計(jì)階段還可以通過虛擬制造技術(shù)對軸系部件進(jìn)行裝配，避免出現(xiàn)各種差錯(cuò)，提高生產(chǎn)效率。虛擬樣機(jī)代替具體減速器能夠全面展示、分析產(chǎn)品的全壽命周期，對存在的問題進(jìn)行及時(shí)修改，減少設(shè)計(jì)制造費(fèi)用，提高產(chǎn)品試驗(yàn)成功率，縮短制造工期，保障產(chǎn)品質(zhì)量。

三、關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用的展望

通過以上分析我們能夠認(rèn)識到，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中發(fā)揮著重要作用，結(jié)合我國特殊情況，本文認(rèn)為虛擬現(xiàn)實(shí)下一步的應(yīng)用規(guī)劃主要包括：第一，重點(diǎn)機(jī)械投資項(xiàng)目，由于這些項(xiàng)目投資金額比較大，一旦出現(xiàn)失誤就會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，但是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以有效避免這些損失，從而設(shè)計(jì)最優(yōu)方案，并且與投資費(fèi)用相比，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)費(fèi)用較少。

篇5

關(guān)鍵詞： 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；軍事地形學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號：G42 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）06-0247-01

1 虛擬技術(shù)及其在軍事地形學(xué)研究中的應(yīng)用

1.1 軍事地形學(xué)的重要作用 《軍事地形學(xué)》是軍事科學(xué)的重要分支，是專門研究作戰(zhàn)活動(dòng)與地形之間的依存、制約關(guān)系，揭示作戰(zhàn)與地形之間規(guī)律的一門應(yīng)用性學(xué)科，是軍隊(duì)學(xué)歷教育院校各專業(yè)學(xué)員的必修課。良好的軍事地形學(xué)綜合應(yīng)用能力在部隊(duì)任職工作中發(fā)揮著非常重要的作用。軍事斗爭準(zhǔn)備對軍事地形學(xué)的現(xiàn)實(shí)需求也日益清晰，集中體現(xiàn)在指揮人員對戰(zhàn)場環(huán)境的認(rèn)知能力培養(yǎng)、運(yùn)用測繪導(dǎo)航信息系統(tǒng)提高分析和利用地形的能力等方面，要貫穿到指揮機(jī)關(guān)籌備謀劃和指揮作戰(zhàn)的全過程。

1.2 虛擬技術(shù)研究的意義 隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是數(shù)字地球概念的提出和各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的廣泛普及，使各國都加強(qiáng)了國家信息基礎(chǔ)設(shè)施在提高包括軍事在內(nèi)的綜合國力中的作用的研究。在我國許多省、市把它作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要戰(zhàn)略，以虛擬現(xiàn)實(shí)為核心的空間信息技術(shù)是建設(shè)數(shù)字城市的基礎(chǔ)技術(shù)，它與無線通信、寬帶網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)的融合，將為作戰(zhàn)和訓(xùn)練提供立體的、多層面的信息服務(wù)。此項(xiàng)技術(shù)在上世紀(jì)90年代在我國起步，經(jīng)過十余年的發(fā)展，已經(jīng)成為整合了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、海量數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的信息化終端。在軍事上，也成為指揮自動(dòng)化系統(tǒng)中對戰(zhàn)場關(guān)鍵因素——地形顯示和利用的有效平臺。是我軍信息化發(fā)展的重要發(fā)展基礎(chǔ)。軍內(nèi)多項(xiàng)重大科研改革都與其息息相關(guān)。但在軍事教育方面，其發(fā)揮的作用還不甚明顯。

1.3 虛擬技術(shù)的主要內(nèi)容

1.3.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其特征 “虛擬”——指用計(jì)算機(jī)生成的意思虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，簡稱VR），又稱臨境技術(shù)，是一種基于多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、仿真技術(shù)的沉浸式交互環(huán)境。具體地說，就是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設(shè)備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對象進(jìn)行交互作用、相互影響，從而產(chǎn)生親臨等同真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn)。它與傳統(tǒng)的模擬技術(shù)完全不同。是將模擬環(huán)境、視景系統(tǒng)和仿真系統(tǒng)合三為一，并利用頭戴式顯示器、數(shù)據(jù)手套等傳感裝置把操作者與計(jì)算機(jī)生成的三維虛擬環(huán)境聯(lián)結(jié)在一起。操作者通過傳感裝置與虛擬環(huán)境交互作用，可獲得視覺、聽覺、觸覺等多種感知，并按照自己的意愿去改變虛擬環(huán)境。事實(shí)上，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅僅是指那些戴著頭盔和手套的技術(shù)。而且還應(yīng)該包括一切與之有關(guān)的具有自然模擬、逼真體驗(yàn)的技術(shù)與方法。它要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)酷似客觀環(huán)境又超越客觀時(shí)空、使人既能沉浸其中又能駕馭其上的和諧人機(jī)環(huán)境，也就是由多維信息構(gòu)成的可操作的空間，它的最重要目的就是真實(shí)地體驗(yàn)和方便自然的人機(jī)交互。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本特征：①交互性（Interactivity）。交互性主要是指參與者通過使用專門輸入和輸出設(shè)備，用人類的自然技能實(shí)現(xiàn)對模擬環(huán)境的考察與操作的程度。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將從根本上改變?nèi)伺c計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的交互方式。②沉浸感（Illusion of Immersion）。沉浸感是虛擬現(xiàn)實(shí)最主要的技術(shù)特征，它是指參與者在純自然的狀態(tài)下，借助交互設(shè)備和自身的感知覺系統(tǒng)，對虛擬環(huán)境的投入程度。這種感覺是如此的逼真，以至于人們能全方位地沉浸其中。③構(gòu)想性（Imagination）。構(gòu)想性是指借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，使抽象概念具體化的程度。虛擬現(xiàn)實(shí)不僅僅是一個(gè)媒體，一個(gè)高級用戶界面，它是以更加具體的形式，來反映設(shè)計(jì)者的思想。④全息性（Multi Perceives）。全息性是指虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)能提供的感覺通道和獲取信息的廣度和深度。虛擬現(xiàn)實(shí)旨在提供多維感覺通道和類似現(xiàn)實(shí)的全面的信息，讓參與者達(dá)到身臨其境的感受。全息性無疑是人們?nèi)硇某两教摂M現(xiàn)實(shí)最基本的前提條件和技術(shù)基礎(chǔ)。

1.3.2 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的基本組成 所有的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)都有五個(gè)關(guān)鍵成分：虛擬世界、虛擬現(xiàn)實(shí)軟件、計(jì)算機(jī)、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。虛擬世界是可交互的虛擬環(huán)境，可以從任意角度連續(xù)觀察和考察對象，它一般是包含三維模型或環(huán)境的數(shù)據(jù)庫：虛擬現(xiàn)實(shí)軟件提供實(shí)時(shí)觀察和參與虛擬世界的能力；輸入設(shè)備可用于觀察和構(gòu)造虛擬世界，包括鼠標(biāo)游戲桿和定位跟蹤器等；輸出設(shè)備顯示當(dāng)前虛擬世界視圖，包括顯示器和頭盔等。

1.4 與課題配套的教學(xué)改革 軍事地形學(xué)對學(xué)員的實(shí)際動(dòng)手能力要求較高，需要學(xué)員進(jìn)行實(shí)際的操作和不斷的將地形與手中地圖進(jìn)行對照，使學(xué)員加強(qiáng)對地圖的社會與自然要素認(rèn)知的能力。虛擬技術(shù)可使學(xué)員野外用圖訓(xùn)練的效率增加，直觀性增強(qiáng)，能力形成周期縮短。部分代替野外訓(xùn)練，增加訓(xùn)練效益。構(gòu)建信息化條件下與作戰(zhàn)需求相適應(yīng)的軍事地形學(xué)訓(xùn)練內(nèi)容體系，通過深化訓(xùn)練內(nèi)容改革，解決信息化條件下軍事地形學(xué)“訓(xùn)什么、怎么訓(xùn)”的問題。將逐步運(yùn)用于地形分析和輔助決策的測繪導(dǎo)航信息系統(tǒng)和具備導(dǎo)航定位功能的測繪裝備應(yīng)用性訓(xùn)練納入軍事地形學(xué)教學(xué)內(nèi)容體系之中。紙質(zhì)地圖，這是學(xué)員訓(xùn)練的基礎(chǔ)，建設(shè)地圖+虛擬現(xiàn)實(shí)相結(jié)合的教學(xué)新方法，能實(shí)現(xiàn)多視角、形象、直觀的對地圖的理解和地形信息的把握，高質(zhì)量地完成各種圖上量測、標(biāo)圖的作業(yè)，能有效解決直觀感受和空間想象的距離問題，促進(jìn)課堂的師生互動(dòng)環(huán)節(jié)，能夠直觀的完成某一地域的地域分析和局部地形分析。同時(shí)，在訓(xùn)練中引入衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的使用，能迅速確定站立點(diǎn)，實(shí)時(shí)驗(yàn)證學(xué)員判斷結(jié)果，減少盲目性。

經(jīng)過改革，課堂授課改革后具有以下特點(diǎn)：采用了二維地形圖和三維地形圖虛擬現(xiàn)實(shí)影像相結(jié)合的教學(xué)手段，能形象直觀地輔導(dǎo)學(xué)員理解抽象概念，提高了教學(xué)的信息化程度。交互式教學(xué)系統(tǒng)功能良好，能充分體現(xiàn)互動(dòng)式教學(xué)，學(xué)為主體、教為主導(dǎo)的教學(xué)理念突出明顯。以案例教學(xué)為牽引，體現(xiàn)了“貼近部隊(duì)、貼近裝備”的教學(xué)新要求。

2 結(jié)論

課題組研究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事地形學(xué)及野外科目中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)地理信息數(shù)據(jù)的虛擬顯示、通視及坡度顯示、三維地形生成、計(jì)算機(jī)標(biāo)圖作業(yè)平臺等功能，探索教學(xué)中解決軍事地形學(xué)初學(xué)者對三維地形的理解瓶頸，同時(shí)改革了教學(xué)環(huán)節(jié)和考核方案，增加教學(xué)實(shí)施過程中的信息化程度。在教學(xué)中初步取得了一些進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭齊勝.戰(zhàn)場環(huán)境仿真[M].北京：國防工業(yè)出版社，2005.

篇6

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；大學(xué)生；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)；應(yīng)用

1 課題的背景研究

課題的提出是在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué)方面利用“互聯(lián)網(wǎng)+”的技術(shù)，在虛擬教學(xué)情景、分析情景和實(shí)踐教學(xué)環(huán)境現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，構(gòu)建虛擬的教學(xué)情景和教學(xué)實(shí)踐環(huán)境，用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)之“長”彌補(bǔ)現(xiàn)有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程教學(xué)之“短”，以達(dá)到提高教學(xué)效率、培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的目的。引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，構(gòu)建虛擬實(shí)踐教學(xué)環(huán)境，用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)之“長”彌補(bǔ)現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)環(huán)境之“短”，以達(dá)到提高教學(xué)效率、培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才`的目的。課題在于解決創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程中，教學(xué)實(shí)踐環(huán)境不能滿足人才培養(yǎng)需求之間矛盾，加強(qiáng)先進(jìn)信息技術(shù)在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程中的運(yùn)用。

2 課題的研究思路、方法及過程

2.1課題研究思路

本課題的研究思路：提出問題――理論綜述，分析問題――引入技術(shù)，模型構(gòu)建――實(shí)證研究，提出方案――驗(yàn)證總結(jié)。

2.1.1引出問題從目前大的社會環(huán)境和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程實(shí)踐教學(xué)的不足以及教學(xué)環(huán)境不能滿足崗位任職需求的現(xiàn)狀入手，找準(zhǔn)矛盾所在，引出關(guān)鍵問題。

2.1.2分析問題通過總結(jié)和明確實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)涵和地位，分析實(shí)踐教學(xué)環(huán)境存在的主要問題，論證構(gòu)建虛擬實(shí)踐教學(xué)環(huán)境的重要性和必要性，為課題研究工作奠定基礎(chǔ)。

2.1.3引入技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為當(dāng)前最具代表性的信息技術(shù)，其沉浸性強(qiáng)、交互性好、效果逼真等優(yōu)勢，可以很好地彌補(bǔ)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)境中存在的不足，有效提高教學(xué)質(zhì)量和效率。

2.1.4提出解決方案，分析對比多種構(gòu)建虛擬實(shí)踐教學(xué)環(huán)境的技術(shù)平臺，選取最適合創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)的教育實(shí)踐教學(xué)的構(gòu)建方法。

2.1.5驗(yàn)證總結(jié)通過開發(fā)運(yùn)用創(chuàng)業(yè)綜合演練虛擬教學(xué)環(huán)境，一方面驗(yàn)證課題所研究方法的可行性和實(shí)用性另一方面改善院校在綜合演練教學(xué)環(huán)境中的不足。

2.2研究方法

2.2.1文獻(xiàn)資料查閱法

通過閱讀大量國內(nèi)外有關(guān)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究文獻(xiàn)，了解和借鑒這些領(lǐng)域的基本理論、科學(xué)研究思路和研究方法及最新研究成果。

2.2.2問卷調(diào)查與專家訪談

對武漢市高校實(shí)地調(diào)查，訪談在校大學(xué)生、高校教師和相關(guān)組織，了解大學(xué)生對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程的認(rèn)知、響應(yīng)程度，響應(yīng)的驅(qū)動(dòng)因素、障礙因素等。數(shù)據(jù)采集經(jīng)歷訪談?wù){(diào)查、試調(diào)查及問卷調(diào)查三個(gè)階段，預(yù)計(jì)共發(fā)放問卷500份。

2.2.3比按分析法

課題進(jìn)行橫向和縱向?qū)Ρ?，分別從空間和時(shí)間角度出發(fā)，比較分析同一支持體系關(guān)鍵要素在不同情境下大學(xué)生響應(yīng)程度的差異。

2.3實(shí)施過程

2.3.1實(shí)施的步驟

文獻(xiàn)梳理+問卷調(diào)查+專家訪談――研究課題、分析框架――相關(guān)文獻(xiàn)綜述――創(chuàng)新思維、創(chuàng)業(yè)實(shí)踐+教學(xué)課程設(shè)計(jì)+實(shí)踐教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)――基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程構(gòu)建。

2.3.2實(shí)施步驟

2.3.2.1本課題組成員，從課題立項(xiàng)初，2016年5月份左右就開始著手進(jìn)行調(diào)查問卷的設(shè)計(jì)，并于2016年9月開學(xué)時(shí)開展調(diào)查問題，歷經(jīng)2月份的調(diào)查及分析，形成了調(diào)查報(bào)告――《大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育調(diào)查研究》。

本次調(diào)查共發(fā)放問卷150份，其中回收140份，有效問卷131份，問卷有效比率為93.57%。所有的分析都是基于有效問卷的分析。由于湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院屬于理工類院校，男生所占比例較大，其中男女比例分析見表1。

2.3.2.22016年10月份至今，課題組成員按照預(yù)定目標(biāo)，進(jìn)行課題各部分的研究，形成最終研究成果――《“基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程中的應(yīng)用研究”課題研究報(bào)告》，并在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程中組織學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)業(yè)之星的比賽。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育上的理論依據(jù)

3.1知識的正向遷移在傳統(tǒng)學(xué)習(xí)環(huán)境中難以促進(jìn)大學(xué)生學(xué)習(xí)

在傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)生通過進(jìn)行討論或閱讀的方式學(xué)習(xí)被認(rèn)為是在頭腦中進(jìn)行的同化作用。在特定的條件下，有些學(xué)者認(rèn)為這種學(xué)習(xí)方式并不是積極有效的學(xué)習(xí)方式。Dede et.al（1997）認(rèn)為抽象科學(xué)概念的掌握需要學(xué)習(xí)者建構(gòu)關(guān)于現(xiàn)象的智力模型，而這種模型經(jīng)?；旌狭穗y以理解的抽象性概念等不可見因素。因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)世界中沒有實(shí)際的物體能夠被感知，學(xué)生學(xué)習(xí)起這些概念的時(shí)候就不能進(jìn)行類推，從而不能在頭腦中建構(gòu)相應(yīng)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)模型，學(xué)生也就不能夠在頭腦中形成知識的正向遷移。例如創(chuàng)業(yè)中，企業(yè)的成立，及財(cái)務(wù)人員的工作職責(zé)，通過抽象的知識很難讓學(xué)生掌握。

而在F實(shí)生活中，又會發(fā)生了許多現(xiàn)象，有時(shí)是會扭曲科學(xué)原理甚至和科學(xué)原理相矛盾。例如Dede et.al[1997]提到：現(xiàn)實(shí)世界中的摩擦力的存在會使正在移動(dòng)的物體的運(yùn)動(dòng)速度減慢而最終停下，這就和牛頓的第一運(yùn)動(dòng)定律相矛盾。在學(xué)生學(xué)習(xí)這個(gè)物理知識的時(shí)候就會在頭腦中產(chǎn)生錯(cuò)誤的概念，形成錯(cuò)誤的認(rèn)知結(jié)構(gòu)：物體的移動(dòng)本身需要力；而不是正確的概念：物體的改變需要力。現(xiàn)實(shí)世界中的現(xiàn)象經(jīng)常是被扭曲的，是與客觀實(shí)在不相符合的。如何正確的認(rèn)識世界，如何把現(xiàn)象與本質(zhì)區(qū)別開來并通過現(xiàn)象揭示本質(zhì)。在這方面，我認(rèn)為，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)會是一個(gè)很好的認(rèn)知工具。

3.2建構(gòu)主義是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中應(yīng)用的理論依據(jù)

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論是認(rèn)知學(xué)理論中的一個(gè)重要分支。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為知識不是通過教師傳授得到，而是在一定的情景下即社會文化背景下，學(xué)習(xí)者借助其他人，以及利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過有意義的建構(gòu)方式去獲得。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為學(xué)習(xí)環(huán)境中的四大要素是“協(xié)作”、“情景”、“意義建構(gòu)”、“會話”。從行為理論到認(rèn)知理論，再到建構(gòu)主義，情景化的學(xué)習(xí)是適應(yīng)時(shí)展需求的，并在“以人為本”的教育理念下的一個(gè)重要學(xué)習(xí)理論。倡導(dǎo)情景化學(xué)習(xí)的專家認(rèn)為：只有把學(xué)習(xí)置于物理和社會的情境中，并使學(xué)習(xí)者能夠運(yùn)用具體所學(xué)到的知識，這才是有意義的學(xué)習(xí)。

在傳授知識的過程中，情景創(chuàng)設(shè)需要發(fā)揮一定的技巧。在多數(shù)教學(xué)中，學(xué)習(xí)的情景創(chuàng)立需要真實(shí)的教學(xué)情景。事實(shí)上，很多場景是難以在現(xiàn)實(shí)生活中進(jìn)行真實(shí)場景的創(chuàng)建，而通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，學(xué)習(xí)者就可以通過在預(yù)先設(shè)計(jì)好的場景中，利用真實(shí)的觸覺、聽覺、嗅覺等感覺器官的刺激，進(jìn)行交互式學(xué)習(xí)體驗(yàn)。這樣學(xué)生的反饋信息，以及對其進(jìn)行的控制信息都可以跟蹤學(xué)習(xí)者的進(jìn)程，使教育者能夠及時(shí)對學(xué)生的學(xué)習(xí)和行為情況進(jìn)行必要的干預(yù)，達(dá)到建構(gòu)主義所倡導(dǎo)的教師作為引導(dǎo)者的身份指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的作用。

4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育訓(xùn)練中的應(yīng)用

需求是推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)迅猛發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育訓(xùn)練中已經(jīng)得到共識，它在提高教學(xué)質(zhì)量、節(jié)省教育訓(xùn)練經(jīng)費(fèi)，提升學(xué)生實(shí)操，降低創(chuàng)業(yè)失敗率方面有重要作用。

4.1教學(xué)與訓(xùn)練

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬企業(yè)進(jìn)行操作訓(xùn)練，開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)輔助教學(xué)軟件，例如“創(chuàng)業(yè)之星”，以提高大學(xué)生的能力素質(zhì)，實(shí)現(xiàn)與崗位無縫鏈接的有效手段。學(xué)生需要肩負(fù)著為企業(yè)制定產(chǎn)品的研發(fā)任務(wù)，為了更快的適應(yīng)市場，引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，進(jìn)行模擬，達(dá)到了很好的教學(xué)效果。

4.2虛擬實(shí)際環(huán)境

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)生成相應(yīng)的創(chuàng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)庫，包括工商部門注冊、廠址的租賃、產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、營銷渠道的開發(fā)等，并通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為大學(xué)生創(chuàng)造一種逼真的立體職場，以增強(qiáng)身歷其境的感覺，提高初創(chuàng)企業(yè)的成活率。

5 課題研究價(jià)值

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為實(shí)踐教學(xué)模擬實(shí)際職場環(huán)境并應(yīng)用于教學(xué)，除了可以很好地解決院校經(jīng)費(fèi)有限、時(shí)間有限、有此實(shí)踐風(fēng)險(xiǎn)性高、硬件設(shè)備磨損嚴(yán)重等問題外，還可以逼真地模擬各種教學(xué)所需的市場情景，進(jìn)行多種形式的教學(xué)訓(xùn)練，這是傳統(tǒng)教學(xué)所o法比擬的。

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入教學(xué)，有利于深化院校教學(xué)改革，促進(jìn)院校信息化建設(shè)；有利于改善院校教學(xué)條件，創(chuàng)造接近實(shí)際的專業(yè)技能訓(xùn)練環(huán)境，實(shí)現(xiàn)與崗位的接軌，提高培訓(xùn)學(xué)生的崗位任職能力；有利于教師合理地進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)一，更新教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，靈活有效地開展教學(xué)活動(dòng)；有利于學(xué)生自主創(chuàng)新地進(jìn)行體驗(yàn)、探索學(xué)習(xí)，充分調(diào)動(dòng)潛力，集中精力，提高能力。對于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理下科專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)，通過了解實(shí)驗(yàn)儀器的結(jié)構(gòu)、原理及使用，科學(xué)驗(yàn)證或展開演繹課程的理論，從而加深學(xué)生對理淪的認(rèn)識。而對于一專業(yè)方面的實(shí)踐課程，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力是十分重要的。

例如利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在模擬環(huán)境中，建立了諸如財(cái)務(wù)、商場、銀行、股市、房地產(chǎn)、電子商務(wù)、旅游場景、人力資源開發(fā)等虛擬經(jīng)濟(jì)環(huán)境。為此，可以建立各種虛擬實(shí)口環(huán)境，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)展現(xiàn)那些在傳統(tǒng)教學(xué)模式中無法實(shí)現(xiàn)的教學(xué)過程及效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]Dede C，Salzman.Using Virtual Reality Technology to Convey Abstract Scientific Concepts[M].1997

[2]Young M.F.Assessment of situated learning[J].1995

[3]Jan Herrington，Ron Oliver.Using Situated Learning and Multimedia to Investigate High-order Thinking[J]Journal of Educational Multimedia and Hypermedia 1999.401-402，選自《當(dāng)代教育與技術(shù)譯叢：教育技術(shù)的心理學(xué)研究》[C].北京師范大學(xué)出版社，2003.71-79，131

[4]張闖.我國應(yīng)用型本科教育實(shí)踐教學(xué)研究[D]南昌大學(xué)，2007.12

[5]楊士平，趙國旗.高職教育院校實(shí)踐性教學(xué)地位和原則[J]中國軍事教育，2005.04：54-56

[6]胡小強(qiáng).虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)[M].北京：中央廣播電視大學(xué)出版社，2006.11

篇7

關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實(shí)(VR);虛擬環(huán)境人機(jī)交互

一、引言

在信息技術(shù)發(fā)展的今天,人們的交流越來越多的依靠網(wǎng)絡(luò)、廣播、電視等媒體得到相關(guān)的信息資料,但是這些媒體提供的信息往往是經(jīng)過抽象的,在很大程度上人們不能及時(shí)有效的進(jìn)行理解吸收,解決這一問題人們只能借助于實(shí)物模型,但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,使得人與計(jì)算機(jī)的交互成為可能,虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)就是借助于這個(gè)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互,操作者可以通過鍵盤、鼠標(biāo)、頭盔、數(shù)據(jù)手套等工具與計(jì)算機(jī)間的交互,真正成為虛擬環(huán)境中的一員,較真實(shí)的感知和操作虛擬世界中的各種對象,達(dá)到理解和掌握知識、為生產(chǎn)生活服務(wù)的目的。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡介

虛擬現(xiàn)實(shí)(簡稱VR),又稱靈境技術(shù),是以浸沒感、交互性和構(gòu)想為基本特征的計(jì)算機(jī)高級人機(jī)界面,是迅速發(fā)展的一項(xiàng)綜合性計(jì)算機(jī)、圖形交互技術(shù)。它綜合利用了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)和多傳感器技術(shù),模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感官功能,使人能夠沉浸在計(jì)算機(jī)生成的虛擬境界中,并能夠通過語言、手勢等自然的方式與之進(jìn)行實(shí)時(shí)交互,創(chuàng)建了一種適人化的多維信息空間。使用者不僅能夠通過虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)感受到在客觀物理世界中所經(jīng)歷的“身臨其境”的逼真性,而且能夠突破空間、時(shí)間以及其他客觀限制,感受到在真實(shí)世界中無法親身經(jīng)歷的體驗(yàn)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展為我們提供了許多解決問題的新方法。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展也同樣如此,目前虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀主要涉及到三個(gè)研究領(lǐng)域:依靠計(jì)算機(jī)圖形方式建立實(shí)時(shí)的三維視覺效果、構(gòu)建對虛擬世界的觀察界面和使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)加強(qiáng)其在現(xiàn)實(shí)世界中的應(yīng)用。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特征及其系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

從本質(zhì)上說,虛擬現(xiàn)實(shí)就是一種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)用戶接口,它通過給用戶同時(shí)提供諸如視、聽、觸等各種直觀而又自然的實(shí)時(shí)感知交互手段、最大限度地方便用戶的操作,從而減輕用戶的負(fù)擔(dān)、提高整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。因此虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有以下四個(gè)重要特征。

（一）多感知性。所謂多感知性就是指導(dǎo)包括視覺感知外,還包括聽覺、力覺、觸覺和運(yùn)動(dòng)感知、甚至包括味覺感知、嗅覺感知等。

（二）存在感。又稱臨場感,它是指用戶感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實(shí)程度。理想的模擬環(huán)境應(yīng)該達(dá)到使用戶難以分辨真假的程度。

（三）交互性。它是指用戶對模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度(包括實(shí)時(shí)性)。我們借助與我們8的感覺器官,在虛擬的環(huán)境中體驗(yàn)真實(shí)的環(huán)境。

（四）自主性是指虛擬環(huán)境中物體依據(jù)物理定律進(jìn)行動(dòng)作的程度。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)主要由動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)、實(shí)時(shí)三維圖形生成技術(shù)、立體顯示和傳感器技術(shù)、應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工具和系統(tǒng)集成技術(shù)等五個(gè)方面組成。其中動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)的目的是根據(jù)應(yīng)用的需要獲取實(shí)際環(huán)境的三維數(shù)據(jù),并利用獲取的三維數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的虛擬環(huán)境模型。而三維圖形的生成技術(shù)關(guān)鍵是如何實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)”生成。立體顯示和傳感器技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)中實(shí)施交互能力的關(guān)鍵。

四、當(dāng)今虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣闊。目前在娛樂、教育及藝術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用占據(jù)主流,其次是軍事與航空、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,機(jī)器人和商業(yè)領(lǐng)域都占有一定比例,另外在可視化計(jì)算、制造業(yè)等領(lǐng)域也有相當(dāng)?shù)谋戎?。下面簡要介紹其部分應(yīng)用。

（一）娛樂、藝術(shù)與教育領(lǐng)域。豐富的感覺能力與3D顯示環(huán)境使得VR成為理想的視頻游戲工具。如Chicago(芝加哥)開放了關(guān)于3025年的一場未來戰(zhàn)爭的世界上第一臺大型可供多人使用的VR娛樂系統(tǒng);1992年的一臺稱為“LegealQust”的系統(tǒng)由于增加了人工智能功能,使計(jì)算機(jī)具備了自學(xué)習(xí)功能,大大增強(qiáng)了趣味性及難度,使該系統(tǒng)獲該年度VR產(chǎn)品獎(jiǎng)。作為傳輸顯示信息的媒體,VR所具有的臨場參與感與交互能力可以將靜態(tài)的藝術(shù)轉(zhuǎn)化為動(dòng)態(tài)的,可以使觀賞者更好地欣賞作者的思想藝術(shù),提高了藝術(shù)表現(xiàn)能力。

（二）軍事與航天工業(yè)領(lǐng)域。模擬與練一直是軍事與航天工業(yè)中的一個(gè)重要課題,這為VR提供了廣闊的應(yīng)用前景。美國國防部高級研究計(jì)劃局DARPA自80年代起一直致力于研究稱為SIMNET的虛擬戰(zhàn)場系統(tǒng),以提供坦克協(xié)同訓(xùn)練,該系統(tǒng)可聯(lián)結(jié)200多臺模擬器。另外利用VR技術(shù),可模擬零重力環(huán)境,以代替現(xiàn)在非標(biāo)準(zhǔn)的水下訓(xùn)練宇航員的方法。

（三）醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。VR在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。在虛擬環(huán)境中,可以建立虛擬的人體模型,借助于跟蹤球、HMD、感覺手套,學(xué)員們可以很容易了解人體內(nèi)部各器官結(jié)構(gòu),這比現(xiàn)有的采用教科書的方式要有效得多。Pieper及Satara等研究者在90年代初基于兩個(gè)SGI工作站建立了一個(gè)虛擬外科手術(shù)訓(xùn)練器,用于腿部及腹部外科手術(shù)模擬。這個(gè)虛擬的環(huán)境包括虛擬的手術(shù)臺與手術(shù)燈,虛擬的外科工具(如手術(shù)刀、注射器、手術(shù)鉗等),虛擬的人體模型與器官等。借助于HMD及感覺手套,使用者可以對虛擬的人體模型進(jìn)行手術(shù)。另外,在遠(yuǎn)距離遙控外科手術(shù),復(fù)雜手術(shù)的計(jì)劃安排,手術(shù)過程的信息指導(dǎo),手術(shù)后果預(yù)測及改善殘疾人生恬狀況,乃至新型藥物的研制等方面,VR技術(shù)都有十分重要的意義。

（四）管理工程領(lǐng)域。VR在管理工程方面也顯示出了無與倫比的優(yōu)越性。如設(shè)計(jì)一新型建筑物時(shí),可以在建筑物動(dòng)工之前用VR技術(shù)顯示一下;當(dāng)財(cái)政發(fā)生危機(jī)時(shí),可以幫助分析大量的股票、債券等方面的數(shù)據(jù)以尋找對策等等。以上僅列出虛擬現(xiàn)實(shí)的部分應(yīng)用前景,可以預(yù)見,在不久的將來,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將會影響甚至改變我們的觀念與習(xí)慣,并將深入到人們的日常工作與生活。:

篇8

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；水文地質(zhì)；研究應(yīng)用

中圖分類號：P64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要是利用計(jì)算機(jī)生成的虛擬現(xiàn)實(shí)的環(huán)境逼真的模擬人在自然環(huán)境中的聽覺和視覺等行為而進(jìn)行的人機(jī)界面的新技術(shù)。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)時(shí)表現(xiàn)、沉浸感、與計(jì)算機(jī)交互的功能可以建立起相關(guān)的水文地質(zhì)模型，從而實(shí)現(xiàn)對地下水質(zhì)、水流及環(huán)境地質(zhì)的深入研究，以促進(jìn)人們對地下水的開采及提高工程建設(shè)的可靠性。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

1概念

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要是指利用計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境對人在自然環(huán)境中的視覺、運(yùn)動(dòng)、聽覺等行為進(jìn)行逼真模擬的人機(jī)界面技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是由美國的VPL.Research公司創(chuàng)始人于1989年所創(chuàng)造，通常情況下被稱為虛擬現(xiàn)實(shí)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要有沉浸、交互、構(gòu)想三個(gè)基本特征，對于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的發(fā)展主要有兩個(gè)基本方向，一是基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，二是基于萬維網(wǎng)和因特網(wǎng)的三維圖形環(huán)境的發(fā)展。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)自從20世紀(jì)90年代開展以來，利用其虛擬環(huán)境與現(xiàn)實(shí)無限貼近的特點(diǎn)，使實(shí)際環(huán)境中難以進(jìn)行模擬和實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜結(jié)果得以簡單的表現(xiàn)出來，并實(shí)現(xiàn)了對各種不同條件的預(yù)測和結(jié)果計(jì)算，對于現(xiàn)實(shí)環(huán)境中各方面的發(fā)展都起到了良好的促進(jìn)作用。當(dāng)前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要應(yīng)用在軍事、電子儀器檢測、遠(yuǎn)程高等教育、模具制作、新產(chǎn)品開發(fā)等方面，對人類的生產(chǎn)、生活產(chǎn)生了巨大的影響。

2優(yōu)點(diǎn)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種綜合了眾多優(yōu)點(diǎn)的新技術(shù)，在其應(yīng)用的過程中，自身所具有的優(yōu)勢得到了充分的顯示。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的主要優(yōu)勢為：①實(shí)時(shí)表達(dá)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最大的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是可以在不同的時(shí)間、不同的地點(diǎn)進(jìn)行環(huán)境變化的虛擬，可以隨時(shí)反應(yīng)事物的動(dòng)態(tài)變化過程，從而提供有效的數(shù)據(jù)信息。②三維立體表達(dá)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)由于較多的與計(jì)算機(jī)技術(shù)連接，將計(jì)算機(jī)的立體表達(dá)優(yōu)勢充分顯現(xiàn)出來，可以實(shí)現(xiàn)對所要表達(dá)內(nèi)容從不同的角度進(jìn)行展現(xiàn)和研究。③反映細(xì)致，對于研究物體，即使是再細(xì)小的差別，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也可以將其充分的反應(yīng)出來，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對研究物體全貌的綜合研究。④實(shí)現(xiàn)對事物發(fā)展的預(yù)測，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用不僅可以實(shí)現(xiàn)對已存在事物的細(xì)致表達(dá)，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)對尚未存在但可能發(fā)生的事物變化進(jìn)行虛擬反映。⑤反映結(jié)果全面，建立虛擬的現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，不僅可以實(shí)現(xiàn)對事物發(fā)展過程的虛擬，還可以根據(jù)不同的條件，虛擬出不同的結(jié)果。⑥為研究發(fā)展提供了新的方向，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用為對各種未知環(huán)境的探究提供了新的研究放向和研究方法。

3應(yīng)用條件

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有較強(qiáng)的實(shí)現(xiàn)事物三維可視化的功能，但需要用海量的數(shù)據(jù)資料作為支持?；A(chǔ)資料越是全面、豐富，虛擬出來的結(jié)果就越貼近現(xiàn)實(shí)。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在水文地質(zhì)中的應(yīng)用

1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對地下水流的表達(dá)

在水文地質(zhì)研究中，地下水流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是其研究的重要組成部分，地下水流的運(yùn)動(dòng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過程，也是目前水文地質(zhì)研究中最活躍的研究因素。在研究地下水流時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)不僅可以利用自身實(shí)時(shí)變化的功能對地下水流的運(yùn)動(dòng)變化進(jìn)行虛擬的表達(dá)，以充分的表現(xiàn)出地下水流的特點(diǎn)，還可以對地下水開采后對地下水的變化情況進(jìn)行虛擬，使人們充分了解在開采利用地下水后對含水系統(tǒng)造成的影響，從而使人們采取相應(yīng)的措施或者是減少對地下水的開采。在對地下水流研究的虛擬過程中，不僅可以實(shí)現(xiàn)對地下水的可視化管理，還可以由此虛擬出相應(yīng)的開采方式和管理方案，并利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對其進(jìn)行不斷的完善和表達(dá)，從而實(shí)現(xiàn)對地下水流研究的可靠性和科學(xué)性。

2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對含水層的表達(dá)

在以往的研究工作中，只能夠通過剖面圖來展示隔水層和含水層的分布特點(diǎn)，在平面圖中則通過含水層厚度的等值線來表現(xiàn)含水層的空間分布特點(diǎn)，這樣進(jìn)行研究分析，既不夠直觀，也不夠全面，對于含水層和隔水層的變化狀況研究起到的作用不大。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的三維可視化功能能夠?qū)⒌叵潞畬优c隔水層的分布、空間的變化情況及含水層的厚度很好的進(jìn)行真實(shí)再現(xiàn)，對于深入研究隔水層和含水層有很大的幫助，同時(shí)，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中資料的不斷完善，人們對地下含水系統(tǒng)的研究也更加深入、全面。

3水文地質(zhì)環(huán)境問題

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人口不斷增長，人們對地下水的開采利用也不斷的增長，導(dǎo)致過分開采，從而引發(fā)了地下水位持續(xù)下降、地面沉降、水資源枯竭、土壤沙漠化等環(huán)境地質(zhì)問題，對人類的居住環(huán)境形成了巨大的威脅，嚴(yán)重影響了人們生活質(zhì)量的提高。由于虛擬技術(shù)既可以對存在的事物發(fā)展過程進(jìn)行虛擬，也可以對尚未存在但可能發(fā)生的事物進(jìn)行虛擬，將其利用在水文地質(zhì)環(huán)境的監(jiān)測上，則可以實(shí)現(xiàn)對開采地下水可能引發(fā)的各種環(huán)境問題進(jìn)行虛擬分析，從而制定出相應(yīng)的對策或減少對水資源的開發(fā)，以減少環(huán)境問題給人類帶來的災(zāi)害。

4地下水水質(zhì)的虛擬表現(xiàn)

當(dāng)前，由于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，造成環(huán)境污染嚴(yán)重，影響到了地下水的水質(zhì)，也影響到了人們對地下水的開采使用。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以對地下水在自然狀態(tài)下的變化進(jìn)行虛擬，從而找出對地下水水質(zhì)影響較大的因素，以實(shí)現(xiàn)對水質(zhì)變化更深刻的理解，為人們提供有效的控制水質(zhì)惡化的方法，使地下水質(zhì)逐步轉(zhuǎn)為良性循環(huán)，水質(zhì)恢復(fù)正常。在研究地下水質(zhì)時(shí)，可以建立相應(yīng)的水質(zhì)虛擬實(shí)驗(yàn)室，將可能影響地下水質(zhì)的因素都虛擬出來，并對這些影響因素進(jìn)行分析研究，找出相應(yīng)的解決方案，以實(shí)現(xiàn)對影響因素的良好控制，從而改變地下水的水質(zhì)，以保證人類的生活質(zhì)量。

篇9

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí);環(huán)境設(shè)計(jì);空間;交互性

1、對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本認(rèn)識

（1）虛擬現(xiàn)實(shí)的概念

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，簡稱VR，）也稱靈境技術(shù)或人工環(huán)境。①虛擬現(xiàn)實(shí)是能夠建立和體驗(yàn)一定范圍的虛擬真實(shí)世界的計(jì)算機(jī)技術(shù)，利用電腦模擬產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬環(huán)境，借助傳感頭盔、數(shù)據(jù)手套等專業(yè)交互設(shè)備，提供使用者關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬體驗(yàn)，讓使用者猶如身臨其境一般，可以實(shí)時(shí)感知到虛擬世界中的各種對象并能夠與之互動(dòng)。

（2）虛擬現(xiàn)實(shí)的基本特征

虛擬現(xiàn)實(shí)是依靠現(xiàn)代高科技信息技術(shù)設(shè)備的多維交互空間，使用者在其中能像在真實(shí)自然環(huán)境下一樣，感知到環(huán)境中的多種特征，其中最主要的特征是“浸入感”（Immersion），也稱之為沉浸感、存在感等。

在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中，設(shè)備的使用者對設(shè)備所傳達(dá)的信息做出接收、認(rèn)知、反應(yīng)和反饋等動(dòng)作，且設(shè)備能根據(jù)使用者的動(dòng)作、語言等命令做出圖像或聲音的調(diào)整，這體現(xiàn)的是虛擬現(xiàn)實(shí)的“交互性”（Interaction），這一特征讓使用者占據(jù)了積極主動(dòng)的地位，可以自然地與身邊的事物交流互動(dòng)，而不是被動(dòng)地適應(yīng)設(shè)備。

“構(gòu)想性”（Imagination）是虛擬現(xiàn)實(shí)中的第三大特征，或稱之為“自主性”，它是環(huán)境設(shè)計(jì)人員最為青睞的特征，無論是多么不可思議的建筑、街道、城市乃至世界，都可以在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下一一實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以將未來的真實(shí)環(huán)境先行建構(gòu)起來，其可支配的優(yōu)點(diǎn)和開闊的想象空間，有利于人類打破傳統(tǒng)的思想局限，提升認(rèn)知境界。

除以上三大特征外，虛擬現(xiàn)實(shí)中另有“多感知性”（Multi-Sensory），它是使用者在通過虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中感知到視、聽、觸、嗅、動(dòng)等信息，以此獲得真實(shí)環(huán)境一般的體驗(yàn)和感受。

2、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與環(huán)境設(shè)計(jì)結(jié)合運(yùn)用的必要性

（1）彌補(bǔ)了環(huán)境設(shè)計(jì)中的不足

在對環(huán)境設(shè)計(jì)的過程中，可能常常出現(xiàn)由于物資短缺、經(jīng)費(fèi)拮據(jù)等方面的問題沒有解決而使設(shè)計(jì)工作無法順利進(jìn)行，造成設(shè)計(jì)方案無法達(dá)到預(yù)期的效果。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則恰好彌補(bǔ)了這一漏缺，設(shè)計(jì)人員可以僅僅依靠計(jì)算機(jī)設(shè)備來完成具體場景的展現(xiàn)，獲得真實(shí)場景一樣的體會，從而不僅減少了成本開支，同時(shí)還豐富了感性知識，提升了對設(shè)計(jì)場景內(nèi)容的理解和掌握。

（2）避免了實(shí)際操作帶來的潛在威脅

在對環(huán)境設(shè)計(jì)的過程中，有些設(shè)計(jì)工作執(zhí)行起來可能會成為對設(shè)計(jì)人員的潛在危險(xiǎn)，常規(guī)的方式是通過電視錄像來代替實(shí)際操作，雖然避免了對人體造成的傷害，但是將設(shè)計(jì)人員獲得感性知識的機(jī)會也同樣“避免”了。如果通過對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用，可以使設(shè)計(jì)人員在虛擬環(huán)境中自由地進(jìn)行各項(xiàng)操作和試驗(yàn)，既可以避免人身受到傷害，同時(shí)也通過虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)備獲得了感性知識，進(jìn)而可以提高現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的安全性。

（3）打破了時(shí)間和空間的限制

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以不受時(shí)間和空間的限制，設(shè)計(jì)人員可以從內(nèi)部到外部進(jìn)行全面細(xì)致的觀察和研究，分析各個(gè)區(qū)域的情況和各個(gè)區(qū)域之間的聯(lián)系，從而了解整個(gè)設(shè)計(jì)功能的使用效果，方便發(fā)現(xiàn)問題并采取合適有效的措施加以改進(jìn)和解決。設(shè)計(jì)人員還可以根據(jù)季節(jié)或一天中時(shí)間的變化切換相應(yīng)的場景，顯示夏天或秋天、白天或黑夜的效果。點(diǎn)擊某個(gè)建筑或室內(nèi)，可以觀察它的整個(gè)建造過程，以及建造后幾年甚至幾十年才能觀察到的變化，從而可以促進(jìn)環(huán)境設(shè)計(jì)質(zhì)量上的革新。

（4）提高了項(xiàng)目成本預(yù)算的精確度

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以提高項(xiàng)目成本預(yù)算的精確度，它能夠?qū)⒋笮统鞘幸?guī)劃、室內(nèi)外裝修以及復(fù)雜的房屋建筑做成虛擬環(huán)境，設(shè)計(jì)人員能在虛擬環(huán)境中對項(xiàng)目成本進(jìn)行估算，可以避免一些不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

3、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

（1）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

虛擬現(xiàn)實(shí)作為一種新的室內(nèi)設(shè)計(jì)表現(xiàn)方式，它不僅僅是一種呈現(xiàn)效果圖的演示媒體，而且還是一個(gè)設(shè)計(jì)工具。設(shè)計(jì)師在與客戶溝通并確定方案之前，就可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立一個(gè)三維環(huán)境，設(shè)計(jì)師也可以將其設(shè)計(jì)思想完美的以視覺形式呈現(xiàn)在客戶面前，客戶也可以進(jìn)入其中，在設(shè)計(jì)師建立的設(shè)計(jì)材料資源庫里根據(jù)自身的想法和需求調(diào)整設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)人與空間的全方位交互體驗(yàn)，并且可以根據(jù)自身的需求與設(shè)計(jì)師探討交流設(shè)計(jì)方案的調(diào)整事宜，例如：家具的風(fēng)格擺放、墻紙的紋理花色、空間結(jié)構(gòu)的劃分、色彩搭配甚至室內(nèi)軟裝等諸多細(xì)節(jié)都可以借助虛擬現(xiàn)實(shí)來呈現(xiàn)客戶最滿意的效果。

（2）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

對于全新的可視化交互技術(shù)而言，城市規(guī)劃一直是最為迫切需求的領(lǐng)域之一，借助現(xiàn)代信息技術(shù)的支持，城市規(guī)劃方案的設(shè)計(jì)人員可以憑借計(jì)算機(jī)設(shè)備使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來構(gòu)建整體規(guī)劃的方案，包括對建筑單體、建筑專項(xiàng)（道路、橋梁、地形、工程設(shè)施等方面）最大可能地真實(shí)化表現(xiàn)出來，規(guī)劃方案的展現(xiàn)帶來了感官?zèng)_擊，使用戶得到強(qiáng)烈、逼真的親身體驗(yàn)，同時(shí)，通過數(shù)據(jù)接口可以在實(shí)時(shí)的虛擬環(huán)境下及時(shí)查詢并更新項(xiàng)目的數(shù)據(jù)資料，能為大型復(fù)雜工程項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理等流程提供便利。經(jīng)過嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的三維虛擬環(huán)境猶如真實(shí)的存在呈現(xiàn)在眼前時(shí)，用戶在其中隨心所欲地觀賞、活動(dòng)，完成人機(jī)交互，促使許多細(xì)小的設(shè)計(jì)漏洞也能夠輕易地被發(fā)現(xiàn)，從而減少實(shí)際操作中可能帶來的潛在危害和損失。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是達(dá)成設(shè)計(jì)師與設(shè)計(jì)方案的負(fù)責(zé)部門以及公眾之間的有效合作的理想橋梁，通過虛擬現(xiàn)實(shí)界面的動(dòng)態(tài)視頻合成環(huán)境和人機(jī)交互等綜合技術(shù)，設(shè)計(jì)師不僅能了解到城市規(guī)劃這一門復(fù)雜學(xué)科的許多感性知識，還能進(jìn)一步充分考慮社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面的客觀要求，切實(shí)為城市規(guī)劃方案和施工設(shè)計(jì)的最終方向提供了從理性到感性的可視化數(shù)據(jù)。

（3）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在展示空間中的運(yùn)用

展示空間的設(shè)立目的在于通過優(yōu)秀的展示設(shè)計(jì)來吸引用戶的注意力，傳統(tǒng)的展示模式是將展示產(chǎn)品的效果圖或模型，至多利用三維計(jì)算機(jī)軟件制作的三維效果圖或三維動(dòng)畫視頻展現(xiàn)在用戶眼前，借助展板、展柜、櫥窗等靜止的載體，最大限度地使用戶了解產(chǎn)品。虛擬現(xiàn)實(shí)在展示空間上的運(yùn)用，很大程度上滿足了現(xiàn)代信息社會的人類對多媒體信息展示和傳播的要求，例如，一款概念車型的展示，用戶不僅可以突破空間的局限性，坐在駕駛座親身體驗(yàn)，而且在虛擬環(huán)境中自由地操控產(chǎn)品，可以達(dá)到對產(chǎn)品使用的深度了解。

結(jié)語：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，極大地深化人類對設(shè)計(jì)世界，特別是虛擬現(xiàn)實(shí)中將會獲得的對未來現(xiàn)實(shí)環(huán)境的感覺和認(rèn)識，將環(huán)境設(shè)計(jì)的潛能充分發(fā)揮出來，集中體現(xiàn)其浸入感和交互性的特點(diǎn)。雖然現(xiàn)在的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)由于硬件設(shè)備比較昂貴，還無法普及到市場當(dāng)中去，但是隨著時(shí)間的前進(jìn)，信息技術(shù)的不斷完善，市場物價(jià)的逐漸平衡，尤其虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)越來越強(qiáng)烈地吸引著人們的眼球，其自身強(qiáng)大的設(shè)計(jì)優(yōu)勢和潛力，最終將會使虛擬現(xiàn)實(shí)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域中得到廣泛運(yùn)用并扮演其不可或缺的重要角色。（作者單位：湖南工業(yè)大學(xué)）

注解：

①凌珀.虛擬現(xiàn)實(shí)――建筑設(shè)計(jì)的新思維[J].建筑學(xué)報(bào)，1998（12）：24.

參考文獻(xiàn)：

[1]陳浩磊.鄒湘軍，陳燕（1），陳燕（2），劉天湖.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的最新發(fā)展與展望[J].中國科技論文在線，2011（6）：2-4.

[2]劉丹.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008（34）：458-461.

篇10

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；職業(yè)教育；人才培養(yǎng)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VirtualReality)的概念是1989年美國VPLResearch公司創(chuàng)始人JaronLanier提出的，迄今已有二十年的歷史。虛擬現(xiàn)實(shí)是一項(xiàng)融合了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)接口技術(shù)、傳感技術(shù)、心理學(xué)、人類工程學(xué)及人工智能的綜合技術(shù)。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于教育教學(xué)中就能為學(xué)生提供生動(dòng)、逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生成為虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的一名參與者，這對調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，突破教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的技能都將起到積極的作用。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本特征

對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本特征，不同的文獻(xiàn)有不盡相同的看法，但概括起來主要有三個(gè)基本特征。沉浸性（IMMERSION）。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是根據(jù)人類的視覺、聽覺的生理、心理特點(diǎn)，通過計(jì)算機(jī)產(chǎn)生逼真的三維立體圖像，使用者通過各種交互設(shè)備，便可將自己置身于虛擬環(huán)境中，與各種對象相互作用，有一種身臨其境的感覺；交互性(INTERACTION)。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的人機(jī)交互是一種近乎自然的交互，使用者不僅可以利用電腦鍵盤、鼠標(biāo)進(jìn)行交互，而且能夠通過特殊頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備進(jìn)行交互。使用者通過自身的語言、身體運(yùn)動(dòng)或動(dòng)作等自然技能，就能對虛擬環(huán)境中的對象進(jìn)行考察或操作；構(gòu)想性(IMAGINATION)。虛擬現(xiàn)實(shí)不僅僅是一個(gè)演示媒體，而且還是一個(gè)設(shè)計(jì)工具，為使用者提供探索的空間。通過現(xiàn)有知識和相關(guān)提示讓使用者在環(huán)境中深化概念、萌生創(chuàng)意，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)更多的規(guī)律和有效的操作。

二、職業(yè)教育及其教學(xué)特點(diǎn)

我國是一個(gè)人力資源大國，但技師、高級技師僅占一4%，而企業(yè)需求不斷增大，一般發(fā)達(dá)國家技術(shù)工人的技術(shù)等級結(jié)構(gòu)為高級工占35%，中級工占50%，初級工占15%。以天津市技術(shù)工人的技術(shù)等級結(jié)構(gòu)為例，高級工占27%，中級工占39%，初級工占34%。因此，只有通過大力發(fā)展職業(yè)教育才是建設(shè)人力資源強(qiáng)國的重要手段。職業(yè)教育的教學(xué)特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)技能訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)教學(xué)和訓(xùn)練過程的全程指導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)培訓(xùn)技能的實(shí)用性等。

三、職業(yè)教育中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢

職業(yè)教育主要培養(yǎng)技術(shù)型和技能型人才?；谶@種定位，職業(yè)教育偏重實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)際的作能力，使他們能掌握一定的技能。然而在實(shí)際教學(xué)中，往往會因?yàn)閷?shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)場地、教學(xué)經(jīng)費(fèi)等方面的原因，而使一些必要的實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以彌補(bǔ)這些方面的不足。

1．教學(xué)手段先進(jìn)可重現(xiàn)操作過程

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以使學(xué)生直接進(jìn)入虛擬現(xiàn)實(shí)所生成的環(huán)境中，與計(jì)算機(jī)環(huán)境進(jìn)行直觀交流，從而豐富感性認(rèn)識，加深對教學(xué)內(nèi)容和操作技能的理解，提高感知水平和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。特別是對于操作過程，存在的問題和表現(xiàn)現(xiàn)象可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行重現(xiàn)，便于學(xué)生觀察理解和記憶。

2．降低教學(xué)成本避免真實(shí)操作帶來的危險(xiǎn)

以往對于危險(xiǎn)的或?qū)θ梭w健康有危害的實(shí)驗(yàn)，一般采用電視錄象的方式來取代實(shí)驗(yàn)，學(xué)生則無法直接參與實(shí)驗(yàn)，獲得感性認(rèn)識。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，則可以免除這種顧慮。學(xué)生在虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，可以放心的去做各種實(shí)驗(yàn)，不會出現(xiàn)意外。例如，虛擬的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以避免化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的燃燒、爆炸等危險(xiǎn)。虛擬的數(shù)控加工實(shí)驗(yàn)，可避免原材料損耗和由于學(xué)員失誤造成機(jī)床損壞和學(xué)員受傷。虛擬的汽車駕駛教學(xué)系統(tǒng)，可免除學(xué)生操作失誤而產(chǎn)生的意外事故。

3．實(shí)驗(yàn)可以反復(fù)進(jìn)行，從而提高技能水平

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以做各種各樣的技能訓(xùn)練，而且可以反復(fù)進(jìn)行。例如軍事作戰(zhàn)技能、外科手術(shù)技能、汽車駕駛技能、機(jī)械設(shè)備加工技能、電器維修技能等各種技能的訓(xùn)練。學(xué)生可以不厭其煩地反復(fù)練習(xí)，直至掌握操作技能為止。例如，在虛擬的飛機(jī)駕駛訓(xùn)練系統(tǒng)中，學(xué)生可以反復(fù)操作控制設(shè)備，學(xué)習(xí)在各種天氣情況下駕駛飛機(jī)起飛、降落，通過反復(fù)訓(xùn)練，達(dá)到熟練掌握駕駛技術(shù)的目的。

4．激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在職業(yè)教育中通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使學(xué)生在虛擬環(huán)境中與計(jì)算機(jī)環(huán)境進(jìn)行直觀交流，從而豐富感性認(rèn)識，加深對教學(xué)內(nèi)容的理解。而在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中進(jìn)行直觀交流，使教學(xué)過程變得生動(dòng)形象，能最大化的提高學(xué)生的感知水平和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，提高教學(xué)效果。

四、職業(yè)教育應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的前景

網(wǎng)上互動(dòng)虛擬世界是人類社會信息時(shí)代的發(fā)展方向， 是各個(gè)行業(yè)未來信息化的必然目標(biāo)。而職業(yè)院校應(yīng)充分發(fā)揮自身專業(yè)特長構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室，不僅能促進(jìn)校園信息化建設(shè)，而且能更好的挖掘職業(yè)院校潛能。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信以及多媒體技術(shù)的結(jié)合，是傳統(tǒng)信息技術(shù)的突破，使教學(xué)資源成倍增長。網(wǎng)上互動(dòng)虛擬世界是人類社會信息時(shí)代的發(fā)展方向，是各個(gè)行業(yè)未來信息化的必然目標(biāo)。