導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念，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

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；概念設(shè)計(jì)；產(chǎn)品開發(fā)

中圖分類號(hào)：U662.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2009）01-0114-02

目前國(guó)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(cè)、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(chǎng)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(guò)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(duì)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(duì)介入者產(chǎn)生各種感官刺激，如聽覺(jué)、視覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)，給人身臨其境的感覺(jué)，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(duì)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(guò)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(shí)，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(guò)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(lái)，人們對(duì)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(guò)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(guó)內(nèi)的學(xué)者也對(duì)概念設(shè)計(jì)進(jìn)行了大量的研究，其中鄧家|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(guò)程?！?/p>

在幾十年的時(shí)間里，人們對(duì)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(chǎng)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?？梢?jiàn)，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(guò)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(duì)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(wú)法精確得到或者根本沒(méi)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(guò)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(wèn)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(guò)畫面或者模型，將市場(chǎng)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(jiàn)為實(shí)”的圖面或者模型是最具有說(shuō)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(wèn)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(shuō)，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(jué)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(duì)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(duì)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(jué)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(duì)原型的各方面包括視覺(jué)效果、部件間比率進(jìn)行評(píng)價(jià)。針對(duì)不同用戶的愛(ài)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(guò)程。

概念設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)過(guò)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(guò)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(duì)日益加劇的產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的挑戰(zhàn)，可以預(yù)見(jiàn)，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(zhǎng)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(wú)縫集成。激烈的全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，各國(guó)投入大量的資金對(duì)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(chǎng)的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)

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[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

    虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中裝載有觸、聽、視、動(dòng)等多種傳感及反應(yīng)裝載,使用戶能感受到觸覺(jué)、聽覺(jué)、視覺(jué)以及嗅覺(jué)等多種信息,從而充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的多種感知性,加強(qiáng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的成功性。

    虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)的與用戶進(jìn)行交互、參與以及顯示,將用戶的設(shè)計(jì)與制造活動(dòng)提升為人機(jī)一體的主動(dòng)活動(dòng),從而構(gòu)成融入性的智能開發(fā)系統(tǒng)。

    2.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中主要應(yīng)用領(lǐng)域

    2.1虛擬產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)

    概念設(shè)計(jì)作為機(jī)械產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過(guò)程中的一個(gè)重要階段,其產(chǎn)品最終成本約有60%~70%受到概念設(shè)計(jì)的影響。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在概念設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:(1)在機(jī)械產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)過(guò)程中,采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),不僅能夠便于為設(shè)計(jì)者提供手勢(shì)跟蹤以及語(yǔ)音識(shí)別的輸入方式,而且設(shè)計(jì)者也可隨時(shí)方便的在三維虛擬環(huán)境中,對(duì)產(chǎn)品和零件的各類形態(tài)的模型進(jìn)行修正與改變,同時(shí)還能通過(guò)三維空間對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象進(jìn)行觀察與操作,從而獲取更多關(guān)于產(chǎn)品及零件在形狀和式樣方面的信息,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上得到較為滿意的效果。(2)在概念設(shè)計(jì)中通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用,還能夠使設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)表達(dá)以及設(shè)計(jì)思路更加形象與清晰,讓人能得到充分、直觀的交互感受,從而保證產(chǎn)品開發(fā)的成功率,并極大降低了設(shè)計(jì)產(chǎn)品在投放市場(chǎng)時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)性。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),還可以使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更多的關(guān)注產(chǎn)品使用者的感受,例如在開發(fā)設(shè)計(jì)某健身器械時(shí),可以通過(guò)虛擬的健身器械環(huán)境讓消費(fèi)者在購(gòu)買前能夠?qū)υO(shè)備的功能進(jìn)行提前體驗(yàn),并根據(jù)市場(chǎng)的反饋和用戶的喜好,對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)行的選擇和重組。

    2.2虛擬設(shè)計(jì)

    虛擬設(shè)計(jì)即虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì),也就是設(shè)計(jì)人員首先設(shè)計(jì)出一個(gè)虛擬的機(jī)械產(chǎn)品,然后再系統(tǒng)的對(duì)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行研究、檢查以及分析,以檢驗(yàn)產(chǎn)品是否滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求,并對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題及缺陷進(jìn)行及時(shí)修改,從而使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更為完善。應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)的虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng),主要包括了兩個(gè)部分,一個(gè)部分是虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)的主體,即虛擬環(huán)境生成器;另一個(gè)部分則是外圍的設(shè)備,主要包括數(shù)據(jù)傳輸裝置、信號(hào)控制裝置以及人機(jī)交互工具等等。當(dāng)前虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)的應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)方面的主要有兩種設(shè)計(jì)方法,一種是采用VR-CAD系統(tǒng),使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能充入引入到CAD環(huán)境,這種機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)境中的對(duì)象不僅能有豐富的外形,而且還具備材料特性、表面硬度、重量等一系列物理及功能作用等方面的信息;另一種則是利用現(xiàn)有的CAD系統(tǒng)直接產(chǎn)生模型,然后再將模型轉(zhuǎn)換成能夠得到虛擬現(xiàn)實(shí)軟件支持的各類格式,從而方便將模型輸入到虛擬現(xiàn)實(shí)軟件的環(huán)境中,并實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)的完成,并使用戶能充分得到各類增強(qiáng)效果設(shè)備的應(yīng)用。

    2.3虛擬制造

    虛擬制造是指通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),并在現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支撐下,利用計(jì)算機(jī)群組進(jìn)行協(xié)同作業(yè),從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品在工藝規(guī)劃、加工制造、質(zhì)量檢驗(yàn)以及產(chǎn)品管理等一系列產(chǎn)品制造的過(guò)程,實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品制造過(guò)程在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的映射,也進(jìn)一步加強(qiáng)了機(jī)械制造過(guò)程中各級(jí)的控制與決策能力。當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造中,主要有三種方式,即分為以設(shè)計(jì)為中心的虛擬制造、以控制為中心的虛擬制造以及以生產(chǎn)為中心的虛擬制造。例如:通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在設(shè)計(jì)階段即對(duì)軸類不僅進(jìn)行虛擬裝配,并對(duì)可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤與缺陷進(jìn)行隨時(shí)修改,確保裝配流程的順暢;在對(duì)齒輪、軸類等兩家的加工過(guò)程中,采用虛擬制造技術(shù),選擇出最極愛(ài)的機(jī)床加工參數(shù)以及刀具的路徑,并對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可加工性、完善性以及合理性進(jìn)行分析與評(píng)定,從而有效避免加工過(guò)程中可能出現(xiàn)的一系列加工缺陷等等。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用,不僅提高了產(chǎn)品一次成功率,而且極大降低了原有的設(shè)計(jì)制造費(fèi)用,優(yōu)化了產(chǎn)品設(shè)計(jì),避免的設(shè)計(jì)中存在的缺陷與問(wèn)題,確保了產(chǎn)品質(zhì)量。

篇3

1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的定義和主要內(nèi)涵

那么虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是什么樣的呢？正如其字面所示的那樣,就是用現(xiàn)在先進(jìn)的硬件技術(shù)和軟件技術(shù)來(lái)虛擬現(xiàn)實(shí)中的事或者物以達(dá)到人們能夠輕易地對(duì)其進(jìn)行操作與處理的目的。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所包含的內(nèi)涵主要有如下幾個(gè):(1)首先虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)當(dāng)是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠創(chuàng)造虛擬世界并且允許人們進(jìn)行體驗(yàn)。(2)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種以用戶為核心的、足夠先進(jìn)的計(jì)算機(jī)接口。(3)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠讓人把自己所熟知的空間與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理信號(hào)時(shí)的處理空間保持一致。(4)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是可以讓人通過(guò)計(jì)算機(jī)看見(jiàn)并且能夠操作比較復(fù)雜的數(shù)據(jù),且能夠和其交互的一種操作方式。(5)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種具有三維的合成環(huán)境的媒介,人們能夠按照自己的愿望從任何一個(gè)視點(diǎn)自由且實(shí)時(shí)地完成設(shè)計(jì)、探測(cè)和模擬。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種應(yīng)運(yùn)而生的技術(shù),然而在早期的應(yīng)用之中主要是用在互動(dòng)娛樂(lè)上面。隨著硬件條件不斷地升級(jí)、軟件技術(shù)不斷地得以提高,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)才能夠在工程設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)制造、醫(yī)療、電子商務(wù)、教育和軍事等方面進(jìn)行較為成熟的應(yīng)用。由于現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)趨于日漸成熟,所以其在各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中發(fā)揮的作用不可忽視,對(duì)此要跟上技術(shù)前沿發(fā)展的腳步,關(guān)注虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展。

2機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的主要特征以及關(guān)鍵技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)同樣也在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中有所應(yīng)用,由于機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域當(dāng)中涉及到機(jī)械模型設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì),而這些用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠方便快速地設(shè)計(jì)機(jī)械模型、對(duì)機(jī)械模型進(jìn)行仿真,并且能夠快速地對(duì)不滿意的地方進(jìn)行修改。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種集計(jì)算機(jī)技術(shù)、仿真技術(shù)、傳感與測(cè)量技術(shù)以及微電子技術(shù)等為一體的新型技術(shù)。它的學(xué)術(shù)特點(diǎn)體現(xiàn)在各個(gè)學(xué)科間的相互交錯(cuò),因而其應(yīng)該具備以下幾個(gè)主要特征。

(1)多感知性。因?yàn)橐筇摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠虛擬出現(xiàn)實(shí)世界,并讓我們?nèi)祟惛玫剡M(jìn)行體驗(yàn),其就必須具備多感知的特性:這不僅僅包括視覺(jué)、觸覺(jué)、聽覺(jué),還應(yīng)當(dāng)包含有嗅覺(jué)和味覺(jué)。

(2)存在感。要求讓用戶有種在現(xiàn)實(shí)世界中的存在感。虛擬世界中的所有的一切,用戶都能明確的感覺(jué)到,并且能夠觸摸得到、看得見(jiàn)、聞得到以及感覺(jué)得到。

(3)自主性。用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)造出來(lái)的虛擬世界中的物體必須按照物理學(xué)規(guī)律進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。實(shí)時(shí)地顯示、交互和參與,把人的主要活動(dòng)提升成人機(jī)合一的活動(dòng),完成了自主性的職能開發(fā)系統(tǒng)。

(4)交互性。這是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的重要特性,是指用戶能夠?qū)μ摂M環(huán)境中的各個(gè)物體進(jìn)行操作并且能從物體中得到某些反饋信息。人機(jī)交互是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的一種近乎自然的交互,使用者能夠利用多種交互手段例如電腦鍵盤、鼠標(biāo)進(jìn)行交互,并且支持更多的設(shè)計(jì)行為。

(5)沉浸性。對(duì)于虛擬世界,觀察者的情感反映就是沉浸性,由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠虛擬出非常逼真的現(xiàn)實(shí)世界,用戶利用觸覺(jué)、聽覺(jué)、視覺(jué)來(lái)感受發(fā)生在虛擬世界中的一切,可以虛擬出機(jī)械創(chuàng)新的設(shè)計(jì)環(huán)境,并且產(chǎn)生一種身臨其境的感覺(jué)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中關(guān)鍵技術(shù)主要有動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)、實(shí)時(shí)三維圖像生成技術(shù)、立體展示和傳感技術(shù)、應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)。而在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中用的最多的技術(shù)就是動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)、實(shí)時(shí)三維圖向生成技術(shù)以及立體展示和傳感技術(shù)。這些技術(shù)在實(shí)際工程運(yùn)用當(dāng)中是相當(dāng)重要的,用得好就能事半功倍,能夠設(shè)計(jì)出更好的產(chǎn)品、制作出出色的產(chǎn)品。

3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制作中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制作中的應(yīng)用應(yīng)當(dāng)包括前期的概念設(shè)計(jì)、中期的產(chǎn)品虛擬設(shè)計(jì)以及后期的虛擬制作。下面對(duì)各個(gè)時(shí)期虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用給予一些簡(jiǎn)要說(shuō)明。

(1)前期虛擬概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)是指一個(gè)產(chǎn)品該如何設(shè)計(jì),需要考慮到那些方面的因素、問(wèn)題以及所花的時(shí)間、資金等很多綜合情況,屬于創(chuàng)造性思維的體現(xiàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在這個(gè)階段中為設(shè)計(jì)者提供一定的語(yǔ)言識(shí)別錄入和手勢(shì)跟蹤的輸入,使設(shè)計(jì)者更為方便有效地完成產(chǎn)品各個(gè)模塊的建模工作。

(2)中期虛擬設(shè)計(jì)。是指設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)一個(gè)虛擬的產(chǎn)品,然后對(duì)其進(jìn)行相關(guān)測(cè)試來(lái)判定是否滿足設(shè)計(jì)的需要。

(3)后期虛擬制造。就是用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬產(chǎn)品的制作過(guò)程,能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)制作過(guò)程中的錯(cuò)誤,避免實(shí)際生產(chǎn)制造中的損失。

在制造業(yè)中已經(jīng)成功地推廣應(yīng)用虛擬制造技術(shù),尤其是在汽車、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用特別典型。虛擬制造能夠在汽車生產(chǎn)模具、工裝與設(shè)備,甚至是設(shè)計(jì)校車之前,就很容易地在工藝過(guò)程與生產(chǎn)系統(tǒng)時(shí)進(jìn)行分析、修改、建模及優(yōu)化。例如,早在1997年通用電動(dòng)車部就利用UGII軟件,建成了世界上第一個(gè)完全數(shù)字化的機(jī)車樣機(jī)模型,并圍繞這個(gè)數(shù)字模型并行地進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、分析、制造夾模具工裝設(shè)計(jì)和可維修性設(shè)計(jì)。例如,波音飛機(jī)公司設(shè)計(jì)777飛機(jī)的時(shí)候,就是使用了虛擬制造技術(shù),從設(shè)計(jì)、裝機(jī)、測(cè)試都是在計(jì)算機(jī)中完成模擬的,分散在全球各地的波音公司的技術(shù)人員能夠從777客機(jī)難以數(shù)清的零部件中,隨意調(diào)出其中任何一種在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行討論、研究、觀察,所有的零部件都是三維實(shí)體模型。

4結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)在,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中獲得較為成熟的運(yùn)用,但仍是初級(jí)階段?？梢灶A(yù)見(jiàn)得到,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將逐漸應(yīng)用到設(shè)計(jì)制作的各個(gè)環(huán)節(jié)中,為設(shè)計(jì)制造業(yè)的蓬勃發(fā)展提供無(wú)限動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)

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篇4

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(lái)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(guò)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(wèn)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(guò)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(duì)象,達(dá)到理解和掌握知識(shí)、為生產(chǎn)生活服務(wù)的目的。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡(jiǎn)介

虛擬現(xiàn)實(shí)(簡(jiǎn)稱vr),又稱靈境技術(shù), 是以浸沒(méi)感、交互性和構(gòu)想為基本特征的計(jì)算機(jī)高級(jí)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(jué)、聽覺(jué)、觸覺(jué)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(guò)語(yǔ)言、手勢(shì)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(guò)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(wú)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(wèn)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(jué)效果、構(gòu)建對(duì)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(shuō),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(guò)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(jué)感知外, 還包括聽覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)和運(yùn)動(dòng)感知、甚至包括味覺(jué)感知、嗅覺(jué)感知等。

（二）存在感

又稱臨場(chǎng)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(duì)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(jué)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(lè)、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?jiǎn)要介紹其部分應(yīng)用。

（一）娛樂(lè)、藝術(shù)與教育領(lǐng)域

豐富的感覺(jué)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(chǎng)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的世界上第一臺(tái)大型可供多人使用的vr娛樂(lè)系統(tǒng);1992年的一臺(tái)稱為“l(fā)egealqust”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(chǎng)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(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局darpa自80年代起一直致力于研究稱為sim net的虛擬戰(zhàn)場(chǎng)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(tái)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(jué)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(tái)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(jué)手套,使用者可以對(duì)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(guò)程的信息指導(dǎo),手術(shù)后果預(yù)測(cè)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(wú)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(duì)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(jiàn),在不久的將來(lái),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將會(huì)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。

五、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的進(jìn)一步展望

虛擬現(xiàn)實(shí)從其萌芽到今天的日漸成熟已經(jīng)走過(guò)了相當(dāng)長(zhǎng)的一段風(fēng)雨歷程。目前它的研究?jī)?nèi)容涉及到多項(xiàng)學(xué)科領(lǐng)域。我們同時(shí)也認(rèn)識(shí)到,這個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)具有巨大的潛力和廣闊的應(yīng)用前景。

篇5

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);工業(yè)設(shè)計(jì);應(yīng)用分析

中圖分類號(hào)：TB47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1005-5312（2015）35-0059-01

21世紀(jì)隨著信息化時(shí)代到來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)得到了較大的發(fā)展，其在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，對(duì)于促進(jìn)工業(yè)發(fā)展來(lái)說(shuō)，起到了巨大推動(dòng)作用?，F(xiàn)代工業(yè)化發(fā)展過(guò)程中，對(duì)工業(yè)進(jìn)行有效設(shè)計(jì)，將直接影響到工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，加強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用和發(fā)展，是當(dāng)下工業(yè)發(fā)展的必然選擇。本文對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的研究，注重于現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)更加趨向于高科技信息技術(shù)發(fā)展這一方向，就新興產(chǎn)業(yè)應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自身發(fā)展的相關(guān)情況，進(jìn)行了研究和分析。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)生于上個(gè)世紀(jì)80年代，是由美國(guó)人拉尼爾提出來(lái)的，這一技術(shù)一經(jīng)提出，就在工業(yè)設(shè)計(jì)中得到了探索和應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種三維環(huán)境技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、人工智能技術(shù)、遙感技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等現(xiàn)代最新技術(shù)，并結(jié)合了計(jì)算機(jī)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等學(xué)科知識(shí)，讓人能夠?qū)崿F(xiàn)一種視覺(jué)、聽覺(jué)以及嗅覺(jué)的感官體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是人們利用計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理，實(shí)現(xiàn)可視化操作目標(biāo)。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)，可以更好地對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真處理，有利于解決工業(yè)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的相關(guān)難題①。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用

（一）現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析

要想弄清虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用問(wèn)題，就必須對(duì)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行了解。就當(dāng)下工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展情況來(lái)看，現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)主要表現(xiàn)在以下幾方面特征：（1）現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)融合了科學(xué)、文化、藝術(shù)等學(xué)科，注重于產(chǎn)品造型設(shè)計(jì);（2）現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)更加注重于綠色化生產(chǎn)，設(shè)計(jì)的工業(yè)產(chǎn)品能夠進(jìn)行有效地回收利用，實(shí)現(xiàn)能源、資源的節(jié)約，并且設(shè)計(jì)過(guò)程中，還要兼顧地方、國(guó)家的文化特色;（3）注重于產(chǎn)品品牌以及產(chǎn)品的功能、性能和質(zhì)量，確保工業(yè)產(chǎn)品在日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，能夠占據(jù)有利的地位，獲取較大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)注重于當(dāng)下市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展一般規(guī)律進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，牢牢把握市場(chǎng)發(fā)展情況，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行有效設(shè)計(jì)和規(guī)劃，確保產(chǎn)品能夠符合供需規(guī)律，以期獲得更好地經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)注重結(jié)合市場(chǎng)發(fā)展規(guī)律，產(chǎn)品設(shè)計(jì)更加專業(yè)化、效率化②。

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用分析

1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)影響現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)方法。工業(yè)制造過(guò)程中，前提是必須進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)，一個(gè)在市場(chǎng)中占有率較大的工業(yè)產(chǎn)品，在其生產(chǎn)前期，必然要經(jīng)過(guò)詳細(xì)的設(shè)計(jì)，才能獲取人們的認(rèn)可，擴(kuò)大市場(chǎng)占有額。傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，采取了二維設(shè)計(jì)方法，這種設(shè)計(jì)方法對(duì)工業(yè)產(chǎn)品造型把握較為困難，缺乏立體感，工業(yè)造型整體的性能也較難把握。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)后，解決了二維設(shè)計(jì)中存在的難題，可以讓人們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的造型、功能以及性能進(jìn)行有效把握。

2.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在當(dāng)下工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的重要性?，F(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，使設(shè)計(jì)者在進(jìn)行工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，能夠更好地對(duì)產(chǎn)品的性能進(jìn)行有效把握，對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中可能存在的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)更改，提升工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)性能。除此之外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，能夠縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，提升產(chǎn)品制造效率，更好地促進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。當(dāng)工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成后，設(shè)計(jì)者可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行使用，在很大程度上降低了市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。

三、我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)與西方發(fā)達(dá)國(guó)家有著較大的差距，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，尚處于發(fā)展階段，相關(guān)技術(shù)手段并不成熟。加強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在我國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，改變我國(guó)工業(yè)發(fā)展不平衡、發(fā)展過(guò)程中污染較為嚴(yán)重的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，是當(dāng)下虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用必須要考慮的一個(gè)重要議題③。

我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中，將得到較為廣泛的應(yīng)用，加大對(duì)這一技術(shù)的資金、技術(shù)投入，使其能夠在工業(yè)設(shè)計(jì)中發(fā)揮應(yīng)有作用，是當(dāng)下該技術(shù)應(yīng)用必須考慮的一個(gè)課題。近年來(lái)，我國(guó)國(guó)內(nèi)很多企業(yè)在進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)中將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，并對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)，使之更好地符合于當(dāng)下工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。隨著經(jīng)濟(jì)全球化趨勢(shì)進(jìn)一步加強(qiáng)，工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇，我國(guó)加工制造業(yè)更加注重對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用工作，并注重這一技術(shù)在工業(yè)發(fā)展領(lǐng)域的作用，相信不久的將來(lái)，這一技術(shù)將會(huì)得到更大的發(fā)展和進(jìn)步。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念的分析以及當(dāng)下我國(guó)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，我們不難看出，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代化工業(yè)設(shè)計(jì)中，發(fā)揮著極為重要的作用。因此，為了更好地實(shí)現(xiàn)我國(guó)工業(yè)化發(fā)展，必須要加強(qiáng)對(duì)這一技術(shù)的研究和應(yīng)用，使之能夠更好地服務(wù)于我國(guó)工業(yè)化發(fā)展，提升工業(yè)設(shè)計(jì)效率，改善工業(yè)設(shè)計(jì)中的不足。

注釋：

①冉洋，朱飛，陳康.虛擬現(xiàn)實(shí)及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].激光雜志，2010（01）：04-06.

篇6

關(guān)鍵詞 建筑漫游動(dòng)畫 制作 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

近年來(lái)隨著網(wǎng)絡(luò)在全球范圍內(nèi)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑漫游動(dòng)畫制作中的應(yīng)用日趨廣泛。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和傳統(tǒng)技術(shù)相比，使用建筑漫游動(dòng)畫進(jìn)行設(shè)計(jì)可以使設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行施工之前就對(duì)設(shè)計(jì)方案瀏覽，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并且進(jìn)行研究，為滿足業(yè)主要求奠定基礎(chǔ)。同時(shí)使用建筑漫游動(dòng)作制作虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以向業(yè)主將規(guī)劃區(qū)完整的展示，將公司競(jìng)標(biāo)實(shí)力增加。目前建筑漫游系統(tǒng)是多種多樣的，真正到達(dá)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還需要進(jìn)一步提高制作能力。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

1.1 概念

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR，又被稱為幻真、靈境）是近年來(lái)出現(xiàn)的高新技術(shù)，也稱人工環(huán)境或靈境技術(shù)，是可以最大限度逼真模擬自然中的動(dòng)作、聽以及視等行為的技術(shù)。

1.2 特征

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的主要特點(diǎn)為感知性、交互性以及沉浸性。感知性的意思是引導(dǎo)用戶在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)中依靠自己的認(rèn)知能力和感知能力將知識(shí)全方位的獲取，將用戶的主觀能動(dòng)性發(fā)揮，尋找科學(xué)的解答方式。交互性是指用戶可以在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)環(huán)境中的操作能力在自然中進(jìn)行反饋。沉浸性是指用戶為主體在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中存在。

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

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法主要有交互技術(shù)、數(shù)據(jù)收集、場(chǎng)景構(gòu)建以及三維建模等新式。其中三維建模技術(shù)是實(shí)現(xiàn)虛擬技術(shù)的重要前提，場(chǎng)景構(gòu)建是進(jìn)一步完善虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；而交互技術(shù)是實(shí)現(xiàn)虛擬技術(shù)的核心和關(guān)鍵環(huán)境，交互技術(shù)主要分為傳統(tǒng)幾何建模交互技術(shù)和圖像交互技術(shù)；收集數(shù)據(jù)主要是指收集和虛擬技術(shù)有關(guān)的照片、地圖和數(shù)據(jù)等。

2 虛擬技術(shù)在建筑漫游動(dòng)畫制作中的應(yīng)用

2.1 建筑建模

為將視覺(jué)效果良好的實(shí)現(xiàn)，可以使用圖像數(shù)據(jù)的方式以及圖形建立模型的方式進(jìn)行建模。圖形建立模型的前提是按照業(yè)主的要求將建模大小的場(chǎng)景和建模工具確定。目前建筑漫游動(dòng)畫制作中普遍使用的建模工具是使用對(duì)象技術(shù)將模型建立的更加容易并且直觀，但是目前許多建模工具要考慮到細(xì)節(jié)場(chǎng)景問(wèn)題，要考慮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的實(shí)效性。

建筑建模主要分為幾何建模、物理建模。其中幾何建模在建立模型前要考慮到各方面的細(xì)節(jié)問(wèn)題，第一點(diǎn)是建立模型的形狀、輪廓和屬性；第二點(diǎn)是分析各個(gè)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系特征；第三點(diǎn)是分析各個(gè)對(duì)象之間的說(shuō)明信息和數(shù)值。物理建模主要是對(duì)光照、顏色、紋理以及材質(zhì)等進(jìn)行處理。物理建模中好的紋理可以將大量的細(xì)節(jié)建模代替。獲取材質(zhì)時(shí)應(yīng)該首先想到可以應(yīng)用到的材質(zhì)，比如視點(diǎn)距離，針對(duì)不同用戶的要求，建模材料有不同的來(lái)源。在建模中為節(jié)約時(shí)間可以將用戶的圖片掃描之后經(jīng)過(guò)圖片處理軟件進(jìn)行處理。

2.2 環(huán)境集成

在完成建筑物之后，可以將模型和環(huán)境結(jié)合形成有機(jī)整體。環(huán)境主要包括水、天空以及地面等。在建筑漫游動(dòng)畫制作的過(guò)程中可以根據(jù)用戶所提供的地形圖形成完整的建筑模型，用貼圖的方式給建筑模型加入草地、公路以及泥土等。同時(shí)創(chuàng)建天空時(shí)可以根據(jù)建筑模型的背景圖像或者位圖等建立真實(shí)的天空，建立水可以創(chuàng)建簡(jiǎn)單水的材質(zhì)使用同名貼圖以及反射等材料形成。

2.3 實(shí)現(xiàn)程序

在所有的建模工作完成之后，可以使用合理的軟件對(duì)建筑動(dòng)畫模型進(jìn)行收集，在集成的過(guò)程中根據(jù)用戶的不同需求有不同程序的實(shí)現(xiàn)程度。最簡(jiǎn)便的做法是生成視差的圖像，設(shè)置出不同的路徑，使用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)建筑模型進(jìn)行編輯，同時(shí)用戶可以在指定的程序中進(jìn)行瀏覽。這種系統(tǒng)將觸覺(jué)省略，主要優(yōu)勢(shì)是對(duì)計(jì)算機(jī)硬件沒(méi)有過(guò)高要求，在計(jì)算機(jī)上就可以實(shí)現(xiàn)。除此之外，還有一些模型更接近于真正的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，用戶可以在模型的場(chǎng)景中自由瀏覽，在瀏覽的過(guò)程中用戶可以使用數(shù)據(jù)手套以及頭盔等增加對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸感。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，建筑漫游動(dòng)畫制作的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域都得到應(yīng)用，其有著極大的技術(shù)潛力，有廣泛引用前景。但是在制作過(guò)程中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還存在著一定的技術(shù)問(wèn)題，為提高建筑漫游動(dòng)畫制作的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展，還需要對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行研究，以提高系統(tǒng)的逼真性、沉浸性、想象性以及交互性等內(nèi)容，最終促進(jìn)我國(guó)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 姚嘉毅.解讀建筑漫游動(dòng)畫――以廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例[J].廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009（02）：73-77.

[2] 米銳.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在校園景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用――以長(zhǎng)江職業(yè)學(xué)院校園景觀設(shè)計(jì)為例[J].湖北成人教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2012（02）：122-123.

篇7

Virtual Reality即為虛擬現(xiàn)實(shí), 它又叫作真實(shí)虛擬環(huán)境或者虛擬環(huán)境, 其利用電子計(jì)算機(jī)的電子三維空間現(xiàn)實(shí)化合成技術(shù)為基礎(chǔ)。運(yùn)用聽覺(jué)、觸覺(jué)和視覺(jué), 用動(dòng)畫和圖表的形式綜合展現(xiàn)虛擬的建筑空間, 使觀看的人們可以達(dá)到對(duì)建筑眼見(jiàn)為實(shí)。虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫不僅能夠?qū)Πl(fā)生的現(xiàn)實(shí)時(shí)間進(jìn)行再現(xiàn)和預(yù)演, 而且還能對(duì)建筑的虛擬空間進(jìn)行制作, 因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫具有強(qiáng)大的場(chǎng)景再現(xiàn)性, 而廣泛地在建筑設(shè)計(jì)、軍事預(yù)演、娛樂(lè)、醫(yī)學(xué)和教育等領(lǐng)域應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫的預(yù)演和再現(xiàn)的功能讓其得到了大量建筑設(shè)計(jì)師的使用與熱愛(ài), 在建筑的設(shè)計(jì)與建造過(guò)程中都有著很重要的作用。虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫與現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用相輔相成緊密聯(lián)系不可分割。建筑的基本設(shè)計(jì)是建筑的核心靈魂, 而虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫則是展現(xiàn)建筑概念的手段及方法。只有將二者完美地聯(lián)合在一起, 才能完成實(shí)用且富有創(chuàng)造力的作品, 例如芝加哥非洲歷史博物館虛擬交互應(yīng)用 (如圖1) , 以滿足人們對(duì)于建筑的物質(zhì)審美與實(shí)際使用的雙重標(biāo)準(zhǔn)追求 (如圖2) 。因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫技術(shù)的不斷升級(jí)進(jìn)步, 只有將優(yōu)秀的虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫技術(shù)與建筑設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)理念相互結(jié)合才能完成最優(yōu)秀的建筑設(shè)計(jì), 更好地為客戶和社會(huì)服務(wù)。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫在建筑展示中的意義研究

在建筑設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)方式之中, 建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程往往有較長(zhǎng)的設(shè)計(jì)周期和大量的設(shè)計(jì)費(fèi)用, 并且很難對(duì)建筑的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改, 所以對(duì)建筑的前期設(shè)計(jì)預(yù)覽十分重要。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)過(guò)程就是包括設(shè)計(jì)草圖、建模、建筑效果圖等, 只夠?yàn)榻ㄖ淖罱K效果提供簡(jiǎn)單的方案, 而不便對(duì)建筑進(jìn)行多視角全方位的立體高精度分析。而虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫技術(shù)則通過(guò)綜合運(yùn)用人機(jī)交換技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能技術(shù)和圖像計(jì)算機(jī)技術(shù), 綜合運(yùn)用電子計(jì)算機(jī)來(lái)制作出三維的虛擬空間, 讓建筑設(shè)計(jì)者和施工者能夠更加直觀性地體驗(yàn)建筑空間, 通過(guò)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫的了解來(lái)體驗(yàn)建筑的設(shè)計(jì)方案, 建筑的虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫是立足于虛擬與現(xiàn)實(shí)的實(shí)際關(guān)系之上的, 精確地透過(guò)人對(duì)于虛擬動(dòng)畫的用戶需求以及對(duì)虛擬世界的綜合感知進(jìn)行全方位分析, 已達(dá)到現(xiàn)實(shí)建筑和虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫的完美契合, 從而全方位地提升虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫的展現(xiàn)效果。它的意義有以下的幾個(gè)方面。

(一) 提供更完善的設(shè)計(jì):

首先在建筑設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)過(guò)程中, 大部分設(shè)計(jì)師都是通過(guò)文字資料、設(shè)計(jì)草圖和建筑設(shè)計(jì)者自身的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與藝術(shù)思維來(lái)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的。但是對(duì)于設(shè)計(jì)建造難度較高或者全新的建筑形態(tài)或者建筑領(lǐng)域來(lái)說(shuō), 設(shè)計(jì)師很難在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于建筑進(jìn)行有效定位, 設(shè)計(jì)者十分依賴個(gè)人對(duì)建筑的經(jīng)驗(yàn), 往往還會(huì)導(dǎo)致建筑的實(shí)際情況與預(yù)定的建筑設(shè)計(jì)方案有很大差別。同時(shí)因?yàn)閭鹘y(tǒng)建筑設(shè)計(jì)的局限性, 很多設(shè)計(jì)問(wèn)題只有在實(shí)際的施工過(guò)程中才會(huì)被發(fā)現(xiàn), 然后再由施工方對(duì)建筑問(wèn)題進(jìn)行歸納、整理、分析, 再將問(wèn)題給施工方進(jìn)行反饋。而這一過(guò)程浪費(fèi)了大量的時(shí)間、人力和物力, 致使建筑施工效率低下。而如果運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的話, 設(shè)計(jì)者就能夠在建筑施工前全方位地觀察建筑的整體情況, 從多個(gè)角度全方位了解設(shè)計(jì)方案中的不足, 更加直觀地對(duì)建筑的空間、結(jié)構(gòu)、光影乃至音效不斷變化進(jìn)行詳盡了解 (如圖3) , 并對(duì)方案加以調(diào)整。

(二) 加強(qiáng)設(shè)計(jì)師與客戶之間的溝通能力:

通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫所建造的虛擬三維空間, 可以讓簡(jiǎn)述的設(shè)計(jì)者與建筑用戶在項(xiàng)目規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)等方面用動(dòng)態(tài)三維的方式對(duì)建筑的空間概念進(jìn)行詳盡認(rèn)知。而在建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程中, 設(shè)計(jì)師根據(jù)建筑用戶提供的需求及建筑場(chǎng)地等情況設(shè)計(jì)出建筑方案, 將完整的建筑設(shè)計(jì)方案以及建筑設(shè)計(jì)理念交予用戶, 并對(duì)其進(jìn)行相關(guān)交流。而在傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中的模型、草圖與文案只能夠讓客戶大致地對(duì)建筑的相關(guān)信息進(jìn)行了解, 客戶往往專業(yè)能力不足, 不能夠完全了解建筑師的設(shè)計(jì)方案, 而草草對(duì)方案進(jìn)行決定, 雙方的交流也會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。而用虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫的方式能夠更加直觀地對(duì)建筑概念進(jìn)行展示, 為客戶提供一個(gè)完整的建筑流程, 詳盡地描述建筑過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié), 及可能出現(xiàn)的問(wèn)題。例如建筑的空間和建筑的周圍環(huán)境等, 客戶介意更加直觀且全面地對(duì)建筑空間進(jìn)行了解。通過(guò)建筑的虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫展示, 為客戶提供更加直觀的認(rèn)知平臺(tái), 充分地對(duì)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行審批, 使其能夠更好地理解設(shè)計(jì)并參與到設(shè)計(jì)的過(guò)程中去, 也能夠讓設(shè)計(jì)師更加了解客戶需求, 并了解到自身的設(shè)計(jì)不足, 對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的修改與完善。

(三) 給予用戶更加直觀的建筑體驗(yàn):

當(dāng)今人們了解世界的主要方式之一就是互聯(lián)網(wǎng), 而通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫設(shè)計(jì), 客戶能夠更加直觀地上網(wǎng)預(yù)覽建筑模型。在互聯(lián)網(wǎng)上隨時(shí)隨地觀察虛擬的建筑設(shè)計(jì)。通過(guò)設(shè)計(jì)者在電腦中對(duì)建筑進(jìn)行的模型搭建與細(xì)節(jié)處理, 觀察建筑結(jié)構(gòu), 并對(duì)周圍環(huán)境及建筑中可能出現(xiàn)的狀況進(jìn)行有效分析。通過(guò)在電子計(jì)算機(jī)中對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫進(jìn)行建筑的景觀搭建與制作視頻, 將音頻、影像與圖像相結(jié)合, 并添加一定的環(huán)境渲染特效和后期合成, 最后將虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫展示給受眾。在現(xiàn)今的房地產(chǎn)發(fā)展中, 投資人和設(shè)計(jì)者都充分地利用虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫的各項(xiàng)優(yōu)勢(shì), 制造建筑的三位圖像世界。因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫技術(shù)綜合運(yùn)用了人體的聽覺(jué)、視覺(jué)、觸覺(jué)等感知特點(diǎn), 這樣能夠更用戶加直接地體驗(yàn)到建筑在三維虛擬環(huán)境中的變化, 身歷其境。在現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)之中, 因?yàn)楝F(xiàn)今有很大一部分客戶對(duì)于所購(gòu)買或投資的建筑只有一個(gè)內(nèi)心的概念, 而傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)非專業(yè)人員也不能完全了解到, 這就像在設(shè)計(jì)師與客戶之間施加了一層隔膜, 而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就可以讓他們更加直觀地對(duì)建筑進(jìn)行了解。還可以根據(jù)客戶所提出的需求對(duì)建筑進(jìn)行一定的整改, 再為客戶展現(xiàn)更新的建筑產(chǎn)品效果, 也方便了客戶與設(shè)計(jì)師的溝通, 增強(qiáng)了客戶對(duì)于建筑物的深切體驗(yàn)與審視, 加深了客戶對(duì)于建筑的內(nèi)部了解, 而剛能刺激消費(fèi)者對(duì)于建筑本身的購(gòu)買欲望與建筑價(jià)值。

(四) 虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫具有真實(shí)性:

虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫最重要的特性就是真實(shí)性, 其具有傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)所不具備的真實(shí)感官體驗(yàn)。真實(shí)的感官體驗(yàn)是指在三維的虛擬環(huán)境之中, 虛擬環(huán)境的所有信息均被大眾所廣泛接受的廣度和寬度。在虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫中不僅能夠?qū)ㄖ旧碇黧w進(jìn)行展示, 而且還可以展現(xiàn)出建筑的周圍環(huán)境與建筑完工后整體的建筑形態(tài)與使用價(jià)值。我們還可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫來(lái)還原一些古建筑和自然景觀, 這樣對(duì)于古建筑和自然景觀的保護(hù)和研究都具有十分重要的意義。

(五) 有助于文物的研究與保護(hù):

我們還可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫來(lái)還原一些古建筑, 這樣對(duì)于古建筑的保護(hù)和研究都具有十分重要的意義。在很多的博物館中, 都有一些異常珍貴或者極易氧化、損壞的歷史文物或者殘舊的古建筑并不能展出, 而虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫技術(shù)就可以完美地解決這一問(wèn)題?？梢栽诓┪镳^中設(shè)立虛擬展示廳, 現(xiàn)場(chǎng)的所有文物都由虛擬三維的計(jì)算機(jī)屏幕展現(xiàn), 這樣不但能夠完整地展出相應(yīng)的文物, 而且還不會(huì)對(duì)文物產(chǎn)生一絲一毫的破壞。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)漫的展示同樣可以提高珍貴文物的保護(hù)效率, 為文物編檔便于日后對(duì)文物進(jìn)行相應(yīng)的維修保護(hù)與研究, 同時(shí)也為廣大人民群眾提供了更多參觀文物的途徑。將一些無(wú)法移動(dòng)甚至已經(jīng)消散無(wú)法修復(fù)的古建筑, 進(jìn)行復(fù)原在一定程度上也能夠?yàn)楣沤ㄖ峁┫鄳?yīng)的保護(hù)。舉個(gè)例子, 綜合運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以對(duì)發(fā)掘出的建筑物進(jìn)行全方位綜合展示, 放入還原的虛擬歷史場(chǎng)景當(dāng)中, 可以讓觀眾在三維虛擬的環(huán)境中進(jìn)行全方位的觀察, 可以更加直觀地對(duì)建筑物所處的歷史時(shí)代及環(huán)境進(jìn)行全面的認(rèn)識(shí)。這樣不但提高了群眾對(duì)于歷史文物的參觀熱情, 還提升了景觀的綜合參觀效益。而且在建設(shè)虛擬動(dòng)畫場(chǎng)景的過(guò)程中, 在計(jì)算機(jī)生成虛擬三維的過(guò)程中, 即便是已經(jīng)不存在或者破損的建筑物依然可以重現(xiàn)。一個(gè)很好的例子就是我國(guó)對(duì)于故宮虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫的作品天子的宮殿, 通過(guò)計(jì)算機(jī)生成的虛擬動(dòng)畫, 就可以讓觀眾利用計(jì)算機(jī)更加深入地對(duì)建筑物進(jìn)行了解。

三、總結(jié)

對(duì)建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作, 一個(gè)地方的建筑物往往承載著一定的文化品味、歷史傳統(tǒng)、人文精神與其獨(dú)特的地域文化。這樣就會(huì)在建筑的過(guò)程中遇到很多的問(wèn)題, 而虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展就在一定程度上減輕了很多的技術(shù)復(fù)雜性。而且伴隨著虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展, 虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫技術(shù)在審批、施工和設(shè)計(jì)建筑等多個(gè)建筑環(huán)節(jié)中都發(fā)揮著越來(lái)越重要的功效, 要怎樣將虛擬現(xiàn)實(shí)更多運(yùn)用在實(shí)際的建筑中, 要不斷探尋其特有的能力而且要發(fā)揮其應(yīng)有的功效。伴隨著科學(xué)技術(shù)日趨成熟, 虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫技術(shù)必將在未來(lái)的建筑設(shè)計(jì)與建造過(guò)程中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

參考文獻(xiàn)

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篇8

【關(guān)鍵詞】建筑表現(xiàn);虛擬現(xiàn)實(shí);三維設(shè)計(jì)

1.虛擬現(xiàn)實(shí)的概念及運(yùn)用領(lǐng)域

虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality)也稱虛擬環(huán)境或虛擬真實(shí)環(huán)境,它利用計(jì)算機(jī)生成的三維空間形象實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)合成技術(shù),通過(guò)視、聽、觸覺(jué),以圖表及動(dòng)畫方式呈現(xiàn),讓觀看者“眼見(jiàn)為明”。

虛擬現(xiàn)實(shí)的概念在計(jì)算機(jī)發(fā)展的早期就被提出了,但當(dāng)時(shí)的運(yùn)用并不算廣泛,那個(gè)時(shí)候構(gòu)建一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng),需要昂貴的外部設(shè)備。除了在一些專用領(lǐng)域使用以外,普通用戶只能望而卻步。

隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的飛速發(fā)展,讓普通計(jì)算機(jī)上運(yùn)行和顯示復(fù)雜場(chǎng)景有了可能。以前高不可攀的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)也就可以在隨處可見(jiàn)的普通計(jì)算機(jī)上構(gòu)建起來(lái)了。

除了以前的軍事、航空航天領(lǐng)域之外,在娛樂(lè)、教育、醫(yī)學(xué)、商業(yè)、制造業(yè)等都有不同程度的運(yùn)用。

2.虛擬現(xiàn)實(shí)在建筑行業(yè)中的運(yùn)用范圍

虛擬現(xiàn)實(shí)在建筑行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域可包括:建筑物模擬、室內(nèi)設(shè)計(jì)模擬、城市景觀模擬、施工過(guò)程模擬、物理環(huán)境模擬、防災(zāi)模擬、歷史性建筑模擬等。

在建筑和規(guī)劃領(lǐng)域,使用虛擬現(xiàn)實(shí)演示單體建筑、居住小區(qū)乃至城市空間,可以讓人以不同的俯仰角度去審視或欣賞其外部空間的動(dòng)感形象及其平面布局特點(diǎn)。

設(shè)計(jì)者可將自己的設(shè)計(jì)方案動(dòng)態(tài)形象地展示,以充分表達(dá)自己的方案,提高中標(biāo)率。中標(biāo)后對(duì)甲方、乙方而言,可通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)方式審視。雙方可逼真快捷地進(jìn)行設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的修改,使設(shè)計(jì)臻于完善,直至滿意。

在商品房交易中,消費(fèi)者可以親身體驗(yàn)小區(qū)建成后的三維虛擬環(huán)境,了解室內(nèi)空間、周邊環(huán)境、固定設(shè)施的配套情況。動(dòng)感十足的虛擬現(xiàn)實(shí)可刺激用戶的購(gòu)買欲,有助于銷售,縮短售房周期。

3.虛擬現(xiàn)實(shí)在建筑表現(xiàn)領(lǐng)域中的運(yùn)用現(xiàn)狀

當(dāng)然,技術(shù)的運(yùn)用是需要跟市場(chǎng)需求緊密相關(guān)的。一個(gè)功能完善,交互性強(qiáng),設(shè)計(jì)合理的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)由于涉及的技術(shù)較廣,需要專門的開發(fā)平臺(tái),如Multigen Vega、Virtools、Quest 3D等軟件,需要輔助建模的工具如3dmax、maya等,需要較多人員分工協(xié)作,開發(fā)周期較長(zhǎng),從而成本也比較高,很難符合更廣泛的市場(chǎng)需求。所以為了順應(yīng)市場(chǎng)的需求,在運(yùn)用的初級(jí)階段,建筑表現(xiàn)領(lǐng)域更多的采用以下幾種更便捷,更容易實(shí)現(xiàn),成本更低的方式來(lái)達(dá)到比較簡(jiǎn)單的虛擬現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)。

1)模型瀏覽器

比較有代表性的是中視典公司(省略)開發(fā)的VR-Platform、創(chuàng)圖科技(省略)開發(fā)的WEBMAX。這些軟件適用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、可視化程度較高、所見(jiàn)即所得,所有操作都是用設(shè)計(jì)師可以理解的方式(不需要程序員的參與),可以讓設(shè)計(jì)師將所有精力投入到效果制作中來(lái),從而有效降低制作成本,提高成果質(zhì)量。比較適合建筑行業(yè)設(shè)計(jì)人員使用。而它們能實(shí)現(xiàn)的功能也比較簡(jiǎn)單,僅僅是把現(xiàn)成的三維模型場(chǎng)景打包,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的路徑瀏覽或行走瀏覽功能。對(duì)于一般的需求,比如樓盤展示、單體建筑展示已經(jīng)基本夠用了。但如果客戶提出更多要求,比如樣板房展示當(dāng)中經(jīng)常需要體現(xiàn)出來(lái)的更換家具、更換材質(zhì)等功能就難以實(shí)現(xiàn)了。

2)360全景

當(dāng)我們希望簡(jiǎn)單方便的重現(xiàn)某一場(chǎng)景,基于圖像的360全景技術(shù)就成為最好的選擇。360全景技術(shù)雖然在交互性和多感知性上并不能與三維建模技術(shù)相提并論,但是由于是基于圖像,使用者看到的是真實(shí)場(chǎng)景,視覺(jué)沉浸感要比三維建模的方式強(qiáng)。在并不要求很強(qiáng)的交互性和多感知性時(shí),360全景實(shí)現(xiàn)的虛擬現(xiàn)實(shí)是完全足夠的,而且隨著技術(shù)的發(fā)展,360全景的交互性和多感知性只會(huì)越來(lái)越強(qiáng)。更重要的是,360全景虛擬漫游實(shí)現(xiàn)起來(lái)不但非常方便,而且技術(shù)門檻和成本都很低。

目前,業(yè)界對(duì)全景圖的基本制作方法是:在固定的視點(diǎn)用照相機(jī)或者攝像機(jī)按照一定的方式(通常是按照均勻角度繞軸旋轉(zhuǎn)360度)采集圖像,采集之后的圖像輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像拼接、整合等處理,生成無(wú)縫全景圖像,最后再用計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)投影展示出來(lái),并且提供局部的有限的漫游功能。雖然全景視圖有其自身的局限性,比如視點(diǎn)單一,只能在場(chǎng)景內(nèi)部實(shí)現(xiàn)漫游等,但是由于該技術(shù)具有極強(qiáng)的可操作性,而且技術(shù)也相對(duì)成熟,已經(jīng)成為應(yīng)用最為普遍的基于圖形繪制技術(shù)之一。目前全景視圖主要應(yīng)用在:虛擬環(huán)境、游戲設(shè)計(jì)、電影特技效果、虛擬博物館等等。在商用領(lǐng)域比較著名的有Apple的QuickTime VR、IPIX Viewer、Live Picture、IBM的Hot Media等系統(tǒng)。

4.虛擬現(xiàn)實(shí)在建表現(xiàn)領(lǐng)域中的發(fā)展方向

當(dāng)然,隨著技術(shù)的不斷成熟和普及、硬件的日益發(fā)展,隨著客戶要求的越來(lái)越精益求精,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)當(dāng)中更加豐富的功能也必將越來(lái)越多地投入到市場(chǎng)化運(yùn)用當(dāng)中。

比如筆者曾和我市一家地理信息技術(shù)公司合作,在某個(gè)規(guī)劃項(xiàng)目里,將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與地理信息數(shù)據(jù)的運(yùn)用結(jié)合起來(lái)。我們采用現(xiàn)有的衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)產(chǎn)生的三維地形,將其運(yùn)用地理信息處理軟件ArcGIS輸出為3dmax軟件支持的網(wǎng)格模型,并在其基礎(chǔ)上創(chuàng)建規(guī)劃項(xiàng)目當(dāng)中的建筑群、道路、橋梁等三維模型,從而實(shí)現(xiàn)了更加接近真實(shí)環(huán)境的規(guī)劃方案表現(xiàn)。

在建筑規(guī)劃以及市政建設(shè)的領(lǐng)域,對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的高層次要求也比較突出,在這樣的項(xiàng)目里,對(duì)于場(chǎng)景的細(xì)節(jié)真實(shí)感程度并無(wú)過(guò)高要求,而是需要具有輔助市政規(guī)劃、幫助政策決策、信息查詢的功能,所以需要實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)和隱藏及信息檢索,比如新舊建筑、水電煤氣管線、交通樞紐、通訊網(wǎng)絡(luò)等。這樣全方面的運(yùn)用和實(shí)現(xiàn)就不再是簡(jiǎn)單的模型瀏覽器或全景技術(shù)能夠勝任的了,這方面的運(yùn)用也有所發(fā)展,但真正投入市場(chǎng)化也還需要一定時(shí)間的研究和優(yōu)化。

5.結(jié)語(yǔ)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)本身就是一個(gè)正在不斷發(fā)展的新興技術(shù),而怎樣將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用在建筑表現(xiàn)領(lǐng)域中也將是一個(gè)不斷深入的課題,雖然在現(xiàn)階段還不能非常完善地將最新技術(shù)運(yùn)用到市場(chǎng)當(dāng)中,但隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,市場(chǎng)的不斷成熟,我們相信虛擬現(xiàn)實(shí)在建筑表現(xiàn)當(dāng)中將會(huì)成為更重要的表現(xiàn)手段。

參考文獻(xiàn)

篇9

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí);虛擬儀器;電子教學(xué)

2010年的年初，詹姆斯.卡梅隆的3D電影《阿凡達(dá)》席卷了全世界，這部電影完全顛覆了人們心目中傳統(tǒng)電影的概念，藝術(shù)表現(xiàn)技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的飛躍，為全世界展現(xiàn)出了宏偉壯觀的視覺(jué)效果，特別利用了三維立體的電影技術(shù)，現(xiàn)在的電影藝術(shù)里已經(jīng)把這項(xiàng)技術(shù)作為重要的賣點(diǎn)。電影不僅讓觀眾深深體驗(yàn)到前所未有的三維的視覺(jué)和心靈的沖擊，同時(shí)3D技術(shù)也成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的成熟，3D技術(shù)應(yīng)用于越來(lái)越多的領(lǐng)域，除了全國(guó)人民都比較熟悉的3D電影技術(shù)，電視與游戲的3D技術(shù)也正在興起，同時(shí)虛擬社區(qū)的3D商店和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也逐漸走進(jìn)了高校的電子教學(xué)中。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電子測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，其中也包括電子設(shè)計(jì)和虛擬實(shí)驗(yàn)等。虛擬系統(tǒng)中的編程語(yǔ)言LabVIEW等課程是高校理工科學(xué)生和必修課程。目前國(guó)內(nèi)的大學(xué)都配有虛擬電子實(shí)驗(yàn)室，其中大量應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件。為了方便教學(xué)，學(xué)校專門建立虛擬電子實(shí)驗(yàn)圖像的交互式的教學(xué)平臺(tái)，由電子計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，并且還可以對(duì)電路和虛擬實(shí)驗(yàn)的非損耗設(shè)備進(jìn)行定期檢測(cè)，教學(xué)設(shè)備的類型多樣，實(shí)驗(yàn)成本低且效率高。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

一般來(lái)說(shuō)，只要是通過(guò)三維模型實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的操作就都可以被稱為虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)的定義還可以用更為嚴(yán)格概念表述：就是指通過(guò)虛擬儀器的操作，然后應(yīng)用到相應(yīng)的實(shí)際場(chǎng)景中，并賦予這個(gè)場(chǎng)景一定的功能顯示。例如3D汽車模型，當(dāng)車輛的三維模型制作出來(lái)后，可以允許用戶選擇這個(gè)三維模型所處的背景，可以是運(yùn)行在城市或鄉(xiāng)村的路上，它允許用戶編寫動(dòng)作腳本為這個(gè)虛擬模型進(jìn)行定義，滿足各個(gè)要素后得到的才是最完整的“虛擬現(xiàn)實(shí)”。

虛擬現(xiàn)實(shí)還應(yīng)該具有以下的特點(diǎn)：

多感知性：這個(gè)特點(diǎn)是指虛擬現(xiàn)實(shí)不僅能夠表現(xiàn)出來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)賦予的特點(diǎn)，通常它還具有聽覺(jué)、觸覺(jué)、運(yùn)動(dòng)甚至包括味覺(jué)、嗅覺(jué)的感知功能。

浸沒(méi)感：又稱臨場(chǎng)感知，這個(gè)特點(diǎn)是指模擬環(huán)境的仿真度達(dá)到理想的狀態(tài)，使身臨其境的用戶難以分辨真假，用戶全身心投入到計(jì)算機(jī)創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境中，所有的環(huán)境是真實(shí)的，就像在現(xiàn)實(shí)世界中一樣。

互動(dòng)性：用戶在虛擬環(huán)境中的可操作程度以及反饋程度，具體的說(shuō)就是用戶可以通過(guò)直接接觸的方式來(lái)控制虛擬環(huán)境中的對(duì)象，并能感覺(jué)到物體的重量等具體信息，用戶也可以直接操控視覺(jué)對(duì)象。

構(gòu)想性：它是指虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以創(chuàng)造出一個(gè)廣泛的空間，可以通過(guò)想象擴(kuò)大用戶的認(rèn)知范圍，可以不受真實(shí)環(huán)境限制而隨意的想象，哪怕是現(xiàn)實(shí)環(huán)境中不可能發(fā)生的。

二、在電子教學(xué)中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

現(xiàn)在我們所說(shuō)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的本質(zhì)主要是指人與計(jì)算機(jī)之間信息交流的技術(shù)，針對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)，我們可以把這一技術(shù)應(yīng)用于電子教學(xué)過(guò)程中，提高教學(xué)質(zhì)量。

1.虛擬教學(xué)與虛擬實(shí)驗(yàn)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?yàn)闉閷W(xué)習(xí)者提供豐富的學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)材料，借助于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，教師和學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中觀察到一些關(guān)鍵問(wèn)題，讓學(xué)生在親身體驗(yàn)中獲得實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，大大提高了他們對(duì)抽象知識(shí)的理解能力和對(duì)所學(xué)內(nèi)容的控制能力。虛擬實(shí)驗(yàn)主要是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立各種虛擬實(shí)驗(yàn)室，根據(jù)教學(xué)的需要可以在任何時(shí)間內(nèi)，并以任何形式虛擬各種各樣的教學(xué)設(shè)備，教學(xué)內(nèi)容可以不斷更新，使教學(xué)訓(xùn)練能夠與科技的發(fā)展速度同步，為學(xué)生提供生動(dòng)逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境。

2.虛擬仿真校園

以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)建立遠(yuǎn)程教育平臺(tái)，為學(xué)生提供移動(dòng)學(xué)習(xí)空間，因?yàn)楦咝U(kuò)招，目前學(xué)校的學(xué)生人數(shù)已經(jīng)達(dá)到了一定的規(guī)模，相比而言學(xué)校的教學(xué)資源出現(xiàn)了緊張的現(xiàn)象，遠(yuǎn)程教育通過(guò)課程目錄和網(wǎng)站程序的交互式遠(yuǎn)程教學(xué)，為每個(gè)遠(yuǎn)程終端開放繼續(xù)教育，可以提供更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)和專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，也能為社會(huì)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

三、虛擬儀器在電子教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)

在教學(xué)過(guò)程中，完整的測(cè)試儀器會(huì)由許多不同的儀器組成， 這些虛擬儀器和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連，網(wǎng)絡(luò)模塊可以建立通信系統(tǒng)與遠(yuǎn)程應(yīng)用工具交流信息，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)電子郵件系統(tǒng)的功能為遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)造了有利條件。

虛擬儀器擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，它以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心技術(shù)，使用虛擬儀器可以很容易地測(cè)量變量，并且清晰的顯示測(cè)量分析的過(guò)程。而傳統(tǒng)儀器的測(cè)量存在一定誤差，虛擬儀器的測(cè)量速度快、精度高，優(yōu)勢(shì)比較明顯。

虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和測(cè)試是各種電子電路等電路虛擬實(shí)驗(yàn)的反饋，教師可以設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)“虛擬組件”和“虛擬測(cè)試儀”工作平臺(tái)，學(xué)生通過(guò)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)后訪問(wèn)學(xué)校的虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)，執(zhí)行應(yīng)用程序即可進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，測(cè)試的結(jié)果和模擬分析過(guò)程都會(huì)存儲(chǔ)在磁盤上，有且于學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)結(jié)果的鞏固。

虛擬電子實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生創(chuàng)建了一個(gè)理想的測(cè)試環(huán)境，構(gòu)建新的教學(xué)模式，促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新能力，教學(xué)結(jié)果的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案也可以選擇解決具體生活中的問(wèn)題，如數(shù)字電路課程結(jié)束后，學(xué)生可以把虛擬實(shí)驗(yàn)室中的操作用于聲控?zé)?、?bào)警電路、控制電路和控制電子交通燈的電路設(shè)計(jì)，不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，還有助于提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的動(dòng)手操作能力。教師還可以利用虛擬電子實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)一些高難度的綜合設(shè)計(jì)，例如數(shù)字鐘里的計(jì)數(shù)、譯碼和分頻電路對(duì)于鐘表數(shù)字顯示的控制，集成的組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路等，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的能力。

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篇10

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；電視節(jié)目；文化傳播

引言

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種通過(guò)計(jì)算機(jī)而生成的可讓人感覺(jué)身臨其境的三維立體型模擬環(huán)境，此環(huán)境與人類生活環(huán)境極為相似。相比于二維平面，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所創(chuàng)造的三維空間可讓人更加直觀地感受靜止空間和虛擬世界。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)打破了時(shí)間和空間的局限性，給傳統(tǒng)媒體的發(fā)展帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，同時(shí)也影響了現(xiàn)有媒體節(jié)目的制作方式，豐富了媒體節(jié)目創(chuàng)作者的思維，為我國(guó)影視業(yè)的發(fā)展提供了更加廣闊的空間。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概況

1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，簡(jiǎn)稱“VR”技術(shù)，即虛擬仿真技術(shù)，又叫“靈境”技術(shù)，是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合相關(guān)需求以創(chuàng)造一個(gè)虛擬的環(huán)境，人在這個(gè)虛擬的環(huán)境當(dāng)中可充分發(fā)揮五官功能，讓人感覺(jué)身臨其境，使人獲得一種非常真實(shí)的虛擬體驗(yàn)[1]。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)集計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖形學(xué)、實(shí)時(shí)跟蹤技術(shù)、立體顯示技術(shù)等于一體，是一種高度集成的新型科學(xué)技術(shù)。

1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的分類

依虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所研究的內(nèi)容進(jìn)行分類，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)本身及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，而依虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征進(jìn)行分類，其可劃分為以下四大類：第一，沉浸式。沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)需借助部分外部設(shè)備，如頭盔顯示器、跟蹤設(shè)備等，然后結(jié)合利用計(jì)算機(jī)所生成的虛擬世界方能實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，使人類體驗(yàn)到真實(shí)的虛擬世界，感受虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所帶來(lái)的樂(lè)趣。第二，桌面式。桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，即利用顯示器將所生成的虛擬場(chǎng)景顯示出來(lái)，用戶借助部分輸入設(shè)備以對(duì)顯示器上的虛擬場(chǎng)景進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。第三，分布式。分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，即可實(shí)現(xiàn)共享的一種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，利用網(wǎng)絡(luò)連接可實(shí)現(xiàn)一個(gè)虛擬世界的多個(gè)體驗(yàn)者的共享。第四，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)式。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)三維技術(shù)將多個(gè)虛擬場(chǎng)景進(jìn)行疊加，使虛擬場(chǎng)景更加接近真實(shí)場(chǎng)景，用戶利用部分設(shè)備可自由欣賞進(jìn)行疊加后的場(chǎng)景?，F(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)式虛擬場(chǎng)景已廣泛應(yīng)用于旅游業(yè)、電影業(yè)、展覽館等方面。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電視節(jié)目當(dāng)中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅應(yīng)用于各類高科技行業(yè)，如軍事、航天等，而且在娛樂(lè)、游戲方面也發(fā)揮著非常重要的作用，尤其是在電視節(jié)目當(dāng)中的應(yīng)用，有效豐富了電視節(jié)目制作方式，促進(jìn)了傳統(tǒng)媒體行業(yè)的發(fā)展。

2.1 虛擬演播室

虛擬演播室就是利用計(jì)算機(jī)生成虛擬景象，然后再將虛擬景象與現(xiàn)實(shí)中利用電視攝像機(jī)所拍攝的道具、人物等真實(shí)畫面以數(shù)字化形式進(jìn)行合成，從而形成虛實(shí)結(jié)合的視覺(jué)效果。在整個(gè)過(guò)程當(dāng)中，攝像機(jī)所拍攝畫面經(jīng)計(jì)算機(jī)傳輸至圖形工作站，計(jì)算機(jī)根據(jù)畫面情況判斷前景物體與攝像機(jī)的相對(duì)位置及距離，從而得出虛擬場(chǎng)景的最佳大小和位置，并依相關(guān)要求生成三維模型的虛擬場(chǎng)景。而在現(xiàn)實(shí)拍攝過(guò)程當(dāng)中，主持人或是演員是先于藍(lán)色或綠色幕布前進(jìn)行表演，然后通過(guò)切換臺(tái)的色鍵功能分離出人物，并與利用計(jì)算機(jī)所生成的數(shù)字背景進(jìn)行合成，從而構(gòu)成一個(gè)虛實(shí)結(jié)合的“假”實(shí)景。虛擬演播室可利用相關(guān)軟件生成所需背景或道具，制造出現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中并不存在或是難以制造的場(chǎng)景，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的瞬間改變，制造出現(xiàn)實(shí)演播室難以或無(wú)法制造的效果，攝像機(jī)可隨意旋轉(zhuǎn)，所制造的空間不受物理空間的影響，還可添加各類虛擬環(huán)境、道具等。利用虛擬演播室，導(dǎo)演可打破現(xiàn)實(shí)生活中時(shí)間、空間和道具等方面的局限，獲取更多創(chuàng)造靈感，從而創(chuàng)作出更加震撼、新奇的視覺(jué)效果。此外，利用計(jì)算機(jī)可完成場(chǎng)景的自由更換、修改、制作、保存等，節(jié)約了大量人力、物力、財(cái)力，有效提高了節(jié)目制作的工作效率，同時(shí)也加強(qiáng)了演播室的利用效率。

2.2 新聞現(xiàn)場(chǎng)模擬

傳統(tǒng)電視節(jié)目當(dāng)中，新聞信息主要包括新聞畫面和新聞文本。若無(wú)新聞畫面而只依靠新聞文本會(huì)略顯單薄，很難吸引觀眾，也難以給予人們深刻的印象。隨著信息化技術(shù)的快速發(fā)展，新聞報(bào)道已逐步朝技術(shù)化道路前進(jìn)。新聞現(xiàn)場(chǎng)模擬是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)新聞事件進(jìn)行模擬，使觀眾能深入新聞現(xiàn)場(chǎng)，包括突發(fā)事件現(xiàn)場(chǎng)、事故現(xiàn)場(chǎng)、作案現(xiàn)場(chǎng)等，清晰還原新聞畫面和事實(shí)，特別是一些現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中很難拍攝到、無(wú)法展現(xiàn)或是難以還原的場(chǎng)景，讓觀眾通過(guò)“體驗(yàn)”了解事件發(fā)生的整個(gè)過(guò)程。另在進(jìn)行新聞播報(bào)的過(guò)程當(dāng)中，為能提高新聞的可視性，新聞制作過(guò)程還可利用數(shù)字虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)新聞的三維圖像模擬，將一些很難還原，或是難以說(shuō)明的新聞以模擬形式展現(xiàn)出來(lái)。

我國(guó)央視新聞?lì)l道的《朝聞天下》在對(duì)美國(guó)黃石超級(jí)火山爆發(fā)的新聞進(jìn)行報(bào)道時(shí)，為真實(shí)展現(xiàn)火山威力可能要比預(yù)計(jì)得更強(qiáng)時(shí)，就利用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，對(duì)超級(jí)火山爆發(fā)的畫面進(jìn)行了模擬，同時(shí)模擬了地震波和巖漿活動(dòng)，使觀眾能清晰地了解到火山爆發(fā)的原因及可能會(huì)受到影響的范圍[2]。此外，新聞播出當(dāng)中還有各類利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行模擬的表現(xiàn)，如交通事故現(xiàn)場(chǎng)模擬、犯人作案現(xiàn)場(chǎng)模擬、營(yíng)救人質(zhì)演示等。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使得新聞播出更加直觀、生動(dòng)，一方面有效吸引了觀眾眼球，另一方面也加深了觀眾對(duì)于新聞內(nèi)容的印象程度。

2.3 原理流程演示

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電視節(jié)目當(dāng)中的應(yīng)用還體現(xiàn)在對(duì)于一些科學(xué)技術(shù)的展示以及對(duì)于一些原理、流程的演示?，F(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中很多難以拍攝、拍攝成本較高或是無(wú)法還原的畫面，如發(fā)射運(yùn)載火箭的畫面、火箭發(fā)射后箭體脫落、分離的畫面、衛(wèi)星是如何被運(yùn)送至預(yù)定軌道的畫面等，都可利用三維技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化模擬。要注意的是，在實(shí)現(xiàn)這些畫面模擬之前需先建立可對(duì)真實(shí)外觀進(jìn)行虛擬實(shí)體反映的虛擬模型，模型建立之后方可對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)操作，從而實(shí)現(xiàn)虛擬運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)化。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可縮短試驗(yàn)及研發(fā)周期，降低其基本費(fèi)用，同時(shí)還可獲得較高品質(zhì)的試驗(yàn)結(jié)果。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還可模仿很多復(fù)雜的物理現(xiàn)象，如火箭的發(fā)射過(guò)程，先利用虛擬技術(shù)模擬三維動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，然后再利用三維動(dòng)畫和聲響使整個(gè)發(fā)射過(guò)程更加形象、直觀地展現(xiàn)出來(lái)。我國(guó)中央電視臺(tái)新聞?lì)l道和中文國(guó)際頻道就于2011年利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了神舟八號(hào)和天宮一號(hào)交會(huì)對(duì)接過(guò)程的三維模擬演示，另中文國(guó)際頻道在《神八飛天逐夢(mèng)天宮》的特別節(jié)目當(dāng)中利用三維模擬技術(shù)對(duì)神舟八號(hào)和天宮一號(hào)交會(huì)對(duì)接的原理和過(guò)程進(jìn)行了模擬，并創(chuàng)造出了非常逼真的虛擬環(huán)境[3]，使觀眾能直觀地看到神八與天宮的交會(huì)對(duì)接場(chǎng)景，同時(shí)增長(zhǎng)了很多新知識(shí)。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬技術(shù)在電視節(jié)目當(dāng)中的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越深入，使電視節(jié)目制作方法愈發(fā)豐富，制作效果更為優(yōu)秀。當(dāng)前我國(guó)電視節(jié)目當(dāng)中利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所制作出來(lái)的畫面已難以辨出其真實(shí)性，但人機(jī)交互系統(tǒng)方面尚存在欠缺，只能依準(zhǔn)備好的方式配合虛擬效果或虛擬場(chǎng)景。相信伴隨虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷成熟，在不久的將來(lái)，虛擬技術(shù)必將帶給電視節(jié)目一場(chǎng)技術(shù)性的革命。

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