虛擬現(xiàn)實技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)范文

最近，我爬了珠穆朗瑪峰，在顫顫巍巍地過一條晃晃悠悠的危橋時，我盡量克制自己，不去看腳下冰凍的大峽谷。

然后，我又觀看了18歲的海倫娜接受系列治療的過程，心理學家嘗試了采用其中一個系列治療她的電梯恐懼癥。

最后，我看到一群孩子參觀了達利奇美術(shù)館，而整個過程他們都沒有離開過國王學院醫(yī)院，因為他們是那里的長期患者。

說到這里你應該已經(jīng)猜到了，這些都是使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的案例，很可能成為2016年的一大技術(shù)潮流。

鑒于像臉譜網(wǎng)、索尼和HTC這類公司的巨額投資，如果虛擬現(xiàn)實技術(shù)最終沒有在今年走向百姓家中，人們未免會很失望。

比如說，我能有登上珠峰的體驗，就得益于HTC？Vive？虛擬現(xiàn)實的頭戴式視圖器以及一家冰島公司Solfar？工作室開發(fā)的一個虛擬現(xiàn)實游戲。？

在大多數(shù)看來，HTC？Vive提供的虛擬現(xiàn)實體驗是很好的。像珠峰這類游戲為玩家提供了身臨其境的絕佳體驗。

現(xiàn)在，HTC？在接下來的幾個月中可能會與索尼的虛擬現(xiàn)實游戲機和臉譜網(wǎng)的虛擬現(xiàn)實頭戴頭戴式視圖器合作，一同走向市場。

剛接觸虛擬現(xiàn)實技術(shù)的人可能會有“哇，好棒啊”的驚嘆，但是想要將這種一時的新奇游戲變?yōu)殚L年累月的娛樂項目并非易事。

但是就像大家發(fā)現(xiàn)Kinect技術(shù)在游戲以外的應用價值一樣，虛擬現(xiàn)實技術(shù)也可能為生活的各個領域帶來突破性進展。

顯然，兩位來自倫敦的心理學家――阿什利?康威醫(yī)生和凡妮莎?魯斯帕麗醫(yī)生也這樣認為。他們已經(jīng)開發(fā)了一套系統(tǒng)，通過Oculus的Rift頭戴式視圖器來治療患有各種恐懼癥的人。

他們公司的虛擬暴露療法旨在通過讓患者在虛擬世界中與恐懼的東西直接接觸來進行治療。

我們拍攝了海倫娜，由于她一直都很害怕坐電梯，我們就將她指引到越來越小的空間里。

每當她進入電梯，魯斯帕麗醫(yī)生就會觀察她的焦慮程度，過了一段時間之后，焦慮程度就下降了。

“盡管這不是真實的世界，但是身體的體驗卻是身臨其境的。”康韋醫(yī)生解釋道。

“你也會有正常的生理反應。這項技術(shù)真的非常有利于將人們從不能在現(xiàn)實世界做某件事過渡到可以在現(xiàn)實世界做某件事?！?/p>

心理學家們希望使用這一系統(tǒng)來治療從飛行恐懼癥到陌生環(huán)境恐懼癥等各種恐懼癥，因為這種有一半接觸恐懼環(huán)境的方法很可能奏效。

海倫娜接受治療之后，我們又勸她乘坐吵鬧的老式電梯。

她告訴我虛擬現(xiàn)實真的對她產(chǎn)生了很大影響，僅僅幾周之前，她還會在電梯和樓梯之間選擇爬樓梯。

許多公司和公共機構(gòu)也許很快就會采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來與消費者互動。

房地產(chǎn)經(jīng)銷商將可以讓顧客在虛擬世界中體驗中意的房屋、廚房，設計者可以讓消費者更好地體驗產(chǎn)品的設計理念。

對于谷歌Cardboard虛擬現(xiàn)實頭戴式視圖器，你只需要連接在手機上就可以使用，這種價格更低廉、操作更簡單的系統(tǒng)也許為大多數(shù)人第一次虛擬現(xiàn)實體驗提供機會。

已有眾多機構(gòu)正在嘗試用谷歌的頭戴式視圖器來實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實，達利奇美術(shù)館就是其中的一員。

它可以實現(xiàn)簡單的美術(shù)館虛擬之旅，并且讓附近的國王學院醫(yī)院的一些年輕病人進行了嘗試。他們的反應非常讓人高興。

“你會感覺就在那里，可以看到里面的畫作，真的很棒，”露西說。

“當然，你可以判斷出周圍的一切不是真實的，”瑪雅補充道，“但是對于小孩子來說，他們可能認為這是世界上最令人吃驚的事情了?！?/p>

但是愛德華指出：“虛擬世界并不像真實世界一樣好，它不像一個真實的博物館?！?/p>

第2篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)范文

1.虛擬現(xiàn)實技術(shù)的定義

虛擬現(xiàn)實技術(shù)又稱為靈境技術(shù)或人工環(huán)境，它是近年出現(xiàn)的一項高新技術(shù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)利用計算機模擬所產(chǎn)生的擁有三維空間的虛擬世界為使用者提供視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者通過一些裝置進入特定環(huán)境。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點主要有以下幾點。

（1）構(gòu)想性

構(gòu)想性又稱自主性，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以通過豐富的想象拓展人類的認知范圍，使得人類的認知范圍突破真實環(huán)境的局限，進而使人們能夠“到達”一些現(xiàn)實中所沒有的環(huán)境。

（2）多感知性

傳統(tǒng)的計算機技術(shù)只有視覺感知，而虛擬現(xiàn)實技術(shù)不僅包括傳統(tǒng)的視覺感知，同時還擁有聽覺感知、觸覺感知等。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的理想狀態(tài)便是各種感知功能的共存，但是由于當前技術(shù)的局限性，目前的虛擬現(xiàn)實技術(shù)僅具有聽覺感知、觸覺感知、視覺感知等部分功能。

（3）交互性

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的交互性使使用者不再像旁觀者一樣被動接受計算機所帶來的信息，它能夠讓使用者通過與虛擬環(huán)境中的事物進行互動從而得到環(huán)境的反饋。用戶在虛擬環(huán)境中可以用手抓住其中的事物，環(huán)境會反饋給用戶手抓物體的真實感覺，同時，使物體能夠隨著人的手的移動而運動。

2.虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)

（1）廣角立體顯示技術(shù)

以往的計算機圖形技術(shù)如果具有足夠準確的模型也可以精確產(chǎn)生不同事物的形象，但是對于一些特殊情況，圖像的刷新就相當重要，同時也要求較高的圖像質(zhì)量。實時三維計算機圖形技術(shù)可以做到實時、快速刷新圖像，圖像質(zhì)量也較高，這項技術(shù)在模擬飛行系統(tǒng)中運用較為廣泛。

（2）觸覺與力覺反饋技術(shù)

觸覺與力覺反饋技術(shù)通過在手套中安裝一些可以振動的觸點來模擬觸覺，使人們能夠在虛擬世界中直接對見到的事物進行操作，從而能夠感受到物體對人體所產(chǎn)生的反作用力。該技術(shù)使虛擬環(huán)境更加逼真，使人們產(chǎn)生身臨其境的感覺，從而更為準確地反映出虛擬環(huán)境狀況。

二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在展示設計中的應用

1.打破了展示設計中時間與空間所帶來的局限性

在展示設計中利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以打破時間與空間所帶來的局限性，無論是宇宙天體，還是原子粒子，展示設計人員都可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)自由進入物體內(nèi)部，通過對各環(huán)節(jié)的工作情況和各環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系進行考察，從而對物體進行全方位的細致研究和分析。同時，虛擬現(xiàn)實技術(shù)也能打破時間所帶來的局限性，它能夠展示一些需要經(jīng)過很長時間產(chǎn)生的變化，這對展示設計具有重要的意義。

2.可以彌補展示設計中的不足

將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用于展示設計中，可以彌補在設計過程中由于場地、設備以及經(jīng)費的局限而導致的一些設計工作無法順利開展的不足，使環(huán)境設計的實際效果能夠得到保證。由于在展示設計中引入虛擬現(xiàn)實技術(shù)，設計人員不需要實地考察，只需要電腦便可以了解到具體的場景，從而減少了展示設計成本的支出，也可增加人們對設計的感性認識，便于人們準確理解和掌握展示設計的內(nèi)容，進而使得展示設計的質(zhì)量得到提升。

三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在展示設計中的應用前景

1.圖形、輸入輸出、處理能力等方面的突破

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一個較為全面的設計表達系統(tǒng)，它能夠突破以往電腦效果圖的維度限制，將各種類型的環(huán)境數(shù)據(jù)體現(xiàn)在展示設計中。這些方面的完善和改進帶動了展示設計的革新，使得展示設計師的地位也獲得了提高。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，參觀者能更加深入地感受參觀經(jīng)歷的微妙性、復雜性、趣味性，從而使展示設計的質(zhì)量得到提高。

2.虛擬現(xiàn)實技術(shù)應該注重與其他技術(shù)的結(jié)合

如今，計算機技術(shù)快速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在展示設計中的應用應該越來越注重與其他技術(shù)的結(jié)合，使設計人員能夠從不同角度對設計對象進行直觀的展示，從而設計出更加人性化的作品。在展示設計中引入虛擬現(xiàn)實技術(shù)是設計領域的一種新穎的方式，在未來會有很大的發(fā)展前景。虛擬現(xiàn)實技術(shù)將會在展示設計中得到更為廣泛的應用，其作用也將越來越受到人們的關(guān)注。

第3篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實　科技開發(fā)　電子娛樂教育游戲

虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的“現(xiàn)實”是泛指在物理意義上與功能意義上，存在于世界上的任何事物或環(huán)境。該虛擬程序可以是實際上可實現(xiàn)的環(huán)境，也可以是實際上難以實現(xiàn)的或根本無法實現(xiàn)的環(huán)境。而“虛擬”是指用電腦生成的意思，因此，虛擬現(xiàn)實是指用電腦生成的一種特殊環(huán)境，人們可以通過使用各種特殊裝置將自己“投射”到這個環(huán)境中，并操作、控制環(huán)境，實現(xiàn)某種特殊的目的，即人是虛擬環(huán)境的主宰。

虛擬現(xiàn)實的特征：1、多感知性一所謂多感知是指除了一般計算機技術(shù)所具有的視覺感知之外，還有聽覺感知、力覺感知、觸覺感知、運動感知，甚至包括味覺感知、嗅覺感知等。2、浸沒感—又稱臨場感或存在感，指用戶感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實程度，好像在現(xiàn)實世界中的感覺一樣!3、構(gòu)想性一強調(diào)虛擬現(xiàn)實技術(shù)有廣闊的可想象空間，可拓寬人類認知范圍，不僅可再現(xiàn)真實存在的環(huán)境，也可以隨意構(gòu)想客觀不存在的甚至是不可能發(fā)生的環(huán)境。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用在科技開發(fā)上，用它來設計新材料，可以預先了解改變成份對材料性能的影響。在材料還沒有制造出來之前就可以知道用這種材料制造出來的零件在不同受力情況下是如何損壞的。虛擬現(xiàn)實在商業(yè)上的應用主要體現(xiàn)在對產(chǎn)品的展示。例如，在展示一些高科技產(chǎn)品時，為了讓用戶能了解到這種技術(shù)的功能，內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，銷售商就會運用虛擬技術(shù)來模擬商品，像一個真實的物品展現(xiàn)在消費者面前，給消費者一種身臨其境的體驗，如：樓房銷售，旅游景點，汽車銷售等都利用這項技術(shù)。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用在電子娛樂上，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)在娛樂領域的運用，英國科學家研制出現(xiàn)的利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬的滑雪器通過操控者利用模擬的一些設備如：頭盔、顯示裝置、身穿的滑雪服裝、腳上穿著雪橇板、通過手中的滑雪棒，在室內(nèi)通過觀察顯示器的過程中出現(xiàn)的畫面，可以模擬出滑雪場現(xiàn)場的情況，跟真的在滑雪過程是一樣的感受。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用在教育上：1、虛擬校園，虛擬校園是把一個真實的學校，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)活生生的展現(xiàn)在計算機上或是在你的面前，突破了傳統(tǒng)單一的瀏覽方式，讓自己能真的身臨其境的去觀察物體的每一個角度，靈活的瀏覽校園情境。在1996年時，天津大學就嘗試著虛擬校園，讓很多沒有去過天津大學的人，也可以身臨其境的去領略這所知名的大學。伴隨著科技網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在很多大學也在開始逐步的使用這樣的技術(shù)來推廣自己的學校。2、虛擬教學為現(xiàn)代教學帶來了很多便利，運用這種虛擬技術(shù)，我們可以模擬出我們無法直接觀察出來的，或是無法在現(xiàn)實中真實體驗測試的，如一些復雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和動態(tài)，給學生一種更直觀的感受。3、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在培訓上的貢獻是非常卓越的，由于這項技術(shù)有沉浸性的特點，這樣就能夠給參與培訓的人有一個虛擬現(xiàn)實的空間，讓其在這個虛擬的空間中扮演一個角色，能讓他進人狀態(tài)，身臨其境的去學習。這樣對學生的學習訓練非常有利，能夠幫助學生去感受和理解教學的內(nèi)容，切身去解決問題。很早以前，西南交通大學做過這樣一個虛擬教學實例，他們開發(fā)的機車駕駛模擬裝置，就可以真實的模擬出列車運行的各種狀態(tài)，讓學生有一個真實的感受。通過對這個模擬裝置的各種設置，真實模擬出各種事故應急情況，不斷的給學生做訓練，操作熟練后能馬上參與到相應的工作。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在互動游戲領域的運用。三維技術(shù)，不僅是虛擬現(xiàn)實技術(shù)重要的應用方向，而且牽引著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展。虛擬現(xiàn)實的全部技術(shù)在三維游戲里面都能找出。創(chuàng)造一個逼真的虛擬世界來滿足真實感游戲，一般需要三維軟件，創(chuàng)建出的模型、三維人物動畫、立體的聲音和其他資源等。為了能逼真且實時地實現(xiàn)圖像信息，模擬復雜的虛擬世界，就必須設計合理的模型組織結(jié)構(gòu)，并對虛擬世界中的每個對象“精雕細琢”地搭建三維模型，這是在三維虛擬系統(tǒng)里構(gòu)建過程的重要工作。只有逼真的、實時的、高成像的三維場景和一套復雜的交互感應設備，才能滿足虛擬現(xiàn)實的搭建，達到人和環(huán)境的現(xiàn)實融合，并且利用操縱鍵盤來輸入與輸出。也就是說，我們利用三維技術(shù)生成的三維場景。通過一些特殊的顯示設備來模擬現(xiàn)實世界里你所能看到，然后將利用環(huán)境產(chǎn)生的互動，獲得最接近真實的體驗過程。虛擬現(xiàn)實技術(shù)，為互動娛樂方式的突破提供新的機遇。在科技發(fā)展的今天，有著先進強大的虛擬現(xiàn)實硬件支持下，加之真實，互動，情節(jié)化，多人參與等特點，新一代的互動傳播方式，將把人們體驗虛擬世界的經(jīng)驗，帶到一個嶄新的，人類從未觸及的世界當中。

第4篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)范文

關(guān)鍵詞 分形 虛擬現(xiàn)實 應用發(fā)展

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A

1什么是分形技術(shù)

分形（Fractal）一詞，是芒德布羅創(chuàng)造出來的，其原意具有不規(guī)則、支離破碎等意義。分形幾何是一門以不規(guī)則幾何形態(tài)為研究對象的幾何學，由于不規(guī)則現(xiàn)象在自然界普遍存在，因此分形幾何學又被稱為描述大自然的幾何學。

人類在認識世界和改造世界的活動中離不開幾何學。在經(jīng)典幾何學中，可以用直線、圓錐、球等一類規(guī)則的形狀去描述諸如車輪、道路、建筑物等人造物體。然而，在自然界中卻存在這許許多多極其復雜、極不規(guī)則的形狀，如海岸線、山川、河流、巖石、森林、閃電等，它們都是不規(guī)則的形狀，無法用歐幾里得幾何來描述。因此可以運用分形技術(shù)來描述這類看似不規(guī)則的物體。

2什么是虛擬現(xiàn)實

所謂虛擬現(xiàn)實（VR，Virtual Reality）是利用計算機生成一種模擬環(huán)境，通過各種傳感設備使用戶直接投身于該環(huán)境之中，使用戶可以用自然方式與虛擬環(huán)境進行交互操作，改變了過去人類除了親身經(jīng)歷，就只能間接了解環(huán)境的模式，從而有效的擴展了自己的認知手段和領域。它是在計算機圖形學，計算機仿真技術(shù)，多媒體技術(shù)以及傳感技術(shù)的基礎上發(fā)展起來的一門交叉技術(shù)。

由于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實時三維空間表現(xiàn)能力、人機交互式的操作環(huán)境以及給人帶來的身臨其境的感受。近年來，隨著計算機硬件軟件技術(shù)的發(fā)展，人們越來越認識到它的重要作用，因此虛擬現(xiàn)實技術(shù)在各行各業(yè)都得到了不同程度的發(fā)展。目前，虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要應用于工業(yè)生產(chǎn)、影視娛樂、科學探索、醫(yī)療、教育培訓、戰(zhàn)爭模擬、景觀模擬等領域，并且會顯現(xiàn)出越來越廣闊的應用前景。

3分形的特點及在虛擬現(xiàn)實中的應用

分形的一大特點是自相似性，一種跨越不同尺度的對稱，意味著圖案的遞歸：圖案之中套圖案，在越來越小的尺度上產(chǎn)生細節(jié)，形成無窮無盡的精致結(jié)構(gòu)。因此，分形圖案不論在深度還是廣度上都是無限的。另一方面，分形藝術(shù)借助計算機來進行創(chuàng)作，一定程度上超越了人腦的思維。因此其作品有很大的隨機性和任意性，但又往往出人意料地新穎別致，奇特和多變，令人耳目一新，具有強烈的時代感。分形圖形神奇美麗，變幻莫測，蘊含著科學之美。

運用分形技術(shù)，能用簡單的規(guī)則實現(xiàn)對許多形狀復雜且看似無規(guī)律的物體的模擬繪制，以便于虛擬現(xiàn)實中物體的構(gòu)建。例如現(xiàn)實中的樹木山川等復雜度極高的景物，如果采用以往的“暴力”構(gòu)建方法，對樹木的每一根樹枝、每一片樹葉，山川的每一處高聳、每一處低凹都進行人為手動式的繪制，不僅費時費力，而且自由度變化度極其有限，不能做到最大化的模擬現(xiàn)實。而運用分形技術(shù)則只需要人工構(gòu)造幾個規(guī)則，然后計算機會自動幫助你完成圖形的繪制工作，且相比人工繪制的圖形更符合現(xiàn)實中的景物，更具變化感和美感。

4分形技術(shù)的意義和發(fā)展空間

分形是一類形狀，更是一類方法。分形理論至少可以從3個方面改變?nèi)藗儗κ澜绲恼J識：

首先，自然界中許多不規(guī)則的形狀其背后都有規(guī)則，比如山地、云層、樹木和河流分布等，都可以用分形的方法建立模型，并在計算機上構(gòu)建出以假亂真的景象來。顯然利用這套辦法，人們可以把世界壓縮到幾個分形規(guī)則中，以便于攜帶和傳播。

其次，許多以前被認為是隨機的現(xiàn)象，從分形理論的角度看并不是隨機的，比如布朗運動、股票價格的波動以及傳染病的流行傳播等，這為人們控制這些貌似隨機的現(xiàn)象奠定了理論基礎。

最后，分形理論中的分維概念為人們認識世界中的復雜形態(tài)提供了一個新的尺度。復雜性科學是線代科學的前沿，在這門科學的研究過程中，發(fā)現(xiàn)了許多符合分形規(guī)則的復雜形態(tài)，而分維是測量這些形態(tài)復雜程度的一種度量，也就是說，人們找到了對復雜性做出定量分析的工具。

雖然分形技術(shù)在這些新領域的應用目前還停留在理論研究階段，但是隨著計算機科學技術(shù)的發(fā)展和完善以及人們對分形技術(shù)研究的不斷深入，分形技術(shù)定會成為人類探索和認知世界中不為人知的秘密的重要手段之一，而且對人們的日常生活也將造成難以想象的影響。

參考文獻

[1] 孫洪泉.分形幾何及其分形插值研究[J].河北工業(yè)大學學報，2002（1）.

第5篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)范文

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

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、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有效的進行理解吸收,解決這一問題人們只能借助于實物模型,但隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展,使得人與計算機的交互成為可能,虛擬現(xiàn)實(VR)技術(shù)就是借助于這個基礎上實現(xiàn)了人機交互,操作者可以通過鍵盤、鼠標、頭盔、數(shù)據(jù)手套等工具與計算機間的交互,真正成為虛擬環(huán)境中的一員,較真實的感知和操作虛擬世界中的各種對象,達到理解和掌握知識、為生產(chǎn)生活服務的目的。

二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)簡介

虛擬現(xiàn)實(簡稱VR),又稱靈境技術(shù), 是以浸沒感、交互性和構(gòu)想為基本特征的計算機高級人機界面,是迅速發(fā)展的一項綜合性計算機、圖形交互技術(shù)。它綜合利用了計算機圖形學、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)、計算機網(wǎng)絡技術(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,使人能夠沉浸在計算機生成的虛擬境界中,并能夠通過語言、手勢等自然的方式與之進行實時交互,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、時間以及其他客觀限制,感受到在真實世界中無法親身經(jīng)歷的體驗。

計算機技術(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)實技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展也同樣如此,目前虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀主要涉及到三個研究領域:依靠計算機圖形方式建立實時的三維視覺效果、構(gòu)建對虛擬世界的觀察界面和使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)加強其在現(xiàn)實世界中的應用。

三、虛擬現(xiàn)實技術(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)實就是一種先進的計算機用戶接口,它通過給用戶同時提供諸如視、聽、觸等各種直觀而又自然的實時感知交互手段、最大限度地方便用戶的操作,從而減輕用戶的負擔、提高整個系統(tǒng)的工作效率。因此虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有以下四個重要特征。

（一）多感知性

所謂多感知性就是指導包括視覺感知外, 還包括聽覺、力覺、觸覺和運動感知、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)境中的真實程度。理想的模擬環(huán)境應該達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(包括實時性)。我們借助與我們8的感覺器官,在虛擬的環(huán)境中體驗真實的環(huán)境。

（四）自主性

是指虛擬環(huán)境中物體依據(jù)物理定律進行動作的程度。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)主要由動態(tài)環(huán)境建模技術(shù)、實時三維圖形生成技術(shù)、立體顯示和傳感器技術(shù)、應用系統(tǒng)開發(fā)工具和系統(tǒng)集成技術(shù)等五個方面組成。其中動態(tài)環(huán)境建模技術(shù)的目的是根據(jù)應用的需要獲取實際環(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)鍵是如何實現(xiàn)“實時”生成。立體顯示和傳感器技術(shù)是虛擬現(xiàn)實中實施交互能力的關(guān)鍵。

四、當今虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用領域

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用前景十分廣闊。目前在娛樂、教育及藝術(shù)領域的應用占據(jù)主流,其次是軍事與航空、醫(yī)學領域,機器人和商業(yè)領域都占有一定比例,另外在可視化計算、制造業(yè)等領域也有相當?shù)谋戎亍Ｏ旅婧喴榻B其部分應用。

（一）娛樂、藝術(shù)與教育領域

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,使計算機具備了自學習功能,大大增強了趣味性及難度,使該系統(tǒng)獲該年度VR 產(chǎn)品獎。

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)領域

模擬與練一直是軍事與航天工業(yè)中的一個重要課題,這為VR提供了廣闊的應用前景。美國國防部高級研究計劃局DARPA自80年代起一直致力于研究稱為SIM NET的虛擬戰(zhàn)場系統(tǒng),以提供坦克協(xié)同訓練,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)在非標準的水下訓練宇航員的方法。

（三） 醫(yī)學領域

VR在醫(yī)學方面的應用具有十分重要的現(xiàn)實意義。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SGI工作站建立了一個虛擬外科手術(shù)訓練器,用于腿部及腹部外科手術(shù)模擬。這個虛擬的環(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行手術(shù)。

另外,在遠距離遙控外科手術(shù),復雜手術(shù)的計劃安排,手術(shù)過程的信息指導,手術(shù)后果預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。如設計一新型建筑物時,可以在建筑物動工之前用VR技術(shù)顯示一下;當財政發(fā)生危機時,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)實的部分應用前景,可以預見,在不久的將來,虛擬現(xiàn)實技術(shù)將會影響甚至改變我們的觀念與習慣, 并將深入到人們的日常工作與生活。

五、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的進一步展望

虛擬現(xiàn)實從其萌芽到今天的日漸成熟已經(jīng)走過了相當長的一段風雨歷程。目前它的研究內(nèi)容涉及到多項學科領域。我們同時也認識到,這個領域的技術(shù)具有巨大的潛力和廣闊的應用前景。

第6篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：實驗教學；危險性；觀摩；虛擬實驗

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）28-0185-02

一、引言

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的展示手段通過創(chuàng)建和表現(xiàn)虛擬物體與虛擬空間，使信息的展示方式有了新的途徑和形式，使信息更直觀、高效的傳遞。隨著人們對這種展示技術(shù)的逐漸了解和關(guān)注，它的應用與發(fā)展也愈加廣泛和迅速?！疤摂M現(xiàn)實”概念來自英文“Virtual Reality”，簡稱VR技術(shù)。它的沉浸感、多方式的交互性讓受教育者感覺十分有趣。通過VR的交互式環(huán)境、再現(xiàn)的能力以及一對一的實踐，可大大提高學習者的記憶力和學習興趣；具有逼真的可視化能力，非常適于表達那些難以理解的抽象概念；通過對機械裝配、機械切削加工等實驗的模擬，學習者不需要冒著真實實驗中可能存在的安全風險，就可很好地學習到相關(guān)的基礎和專業(yè)知識。

二、機械拆裝實驗實訓現(xiàn)狀

機械拆裝實驗受到產(chǎn)品成本、拆裝場所等條件的限制，很難展開。為了解決這一問題，研究采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行產(chǎn)品拆裝訓練方法。通過對虛擬拆裝過程和關(guān)鍵技術(shù)的分析，提出在虛擬環(huán)境中實現(xiàn)虛擬拆裝的方法，并根據(jù)這些方法實現(xiàn)了機械機構(gòu)的虛擬拆裝系統(tǒng)。此系統(tǒng)使得學習人員可以通過平臺進入虛擬環(huán)境中，對機械產(chǎn)品進行拆裝模擬，掌握機械產(chǎn)品的構(gòu)造、拆裝順序，從而解決了拆裝培訓中的各種制約因素。

國內(nèi)在VR方面的研究起步較晚，和西方發(fā)達國家還是有一定的差距。到90年代中期，國內(nèi)才開始對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育環(huán)境中的應用進行研究[1]，不過，近年來國內(nèi)一些重點院校和科研機構(gòu)積極投入虛擬現(xiàn)實領域，取得的一定的成果。在我國，越來越多高科技公司、科研機構(gòu)、綜合類院校開始研究虛擬現(xiàn)實技術(shù)。一些企業(yè)能按各行業(yè)的不同要求設計、搭配出成熟的虛擬現(xiàn)實實驗室。

虛擬實驗是由虛擬現(xiàn)實技術(shù)生成的一類適于進行虛擬實驗的實驗系統(tǒng)[2]，包括相應實驗室環(huán)境，有關(guān)的實驗儀器設備，實驗對象以及實驗信息資源等，是某一現(xiàn)實實驗室的真實實現(xiàn)。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)和三維交互技術(shù)應用于數(shù)字化拆裝領域中。在虛擬環(huán)境下，操作人員使用各種交互設備像在真實環(huán)境中一樣對產(chǎn)品的零部件進行各類裝配操作，模擬產(chǎn)品的裝配過程。從而使得學生能夠?qū)Ξa(chǎn)品的可裝配性進行分析、對產(chǎn)品零部件裝配序列進行驗證和規(guī)劃、培訓等。在裝配（或拆卸）結(jié)束以后，記錄裝配過程的所有信息，并生成評審報告、視頻錄像等供隨后的分析使用。

三、擬場景的設計和開發(fā)

虛擬拆裝訓練是指根據(jù)產(chǎn)品的裝配工藝規(guī)劃，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)在虛擬的環(huán)境里完全按照產(chǎn)品的真實性模擬產(chǎn)品的實際裝配過程，包括產(chǎn)品的外觀、組成結(jié)構(gòu)、物理碰撞、運作原理、拆裝順序、工具選擇、零部件空間位置。并在虛擬的三維環(huán)境下對零部件進行放大、縮小、平移、旋轉(zhuǎn)等活動。并使這個過程達到可控（可以在老師的指導下完成），可記錄（考試、維修中所有操作步驟都將被記錄下來），可參考（虛擬拆裝系統(tǒng)提供各種典型設備的影像資料及零部件機構(gòu)與原理資料、教學教案、維修手冊等），可輸出（打印輸出，供實訓教師查看和評估）。

虛擬拆裝考試系統(tǒng)是根據(jù)產(chǎn)品的裝配工藝規(guī)劃，完全按照產(chǎn)品的真實性在虛擬環(huán)境下進行模擬，包括產(chǎn)品的外觀、組成結(jié)構(gòu)、物理碰撞、運作原理、拆裝順序、工具選擇、零部件空間位置。進入系統(tǒng)，作為虛擬現(xiàn)實最基本的一項功能就是三維虛擬展示[3]，在這里可以在一個虛擬的三維環(huán)境下對零部件進行放大、縮小、平移、旋轉(zhuǎn)等活動。這些操作會讓學生對即將需要拆裝的零部件有個充分的了解，然后選擇相應的拆裝工具，如：扳手、螺絲刀等。按照產(chǎn)品裝配的工藝規(guī)劃的順序一步步進行拆卸、安裝。整個過程中學生可以實時地查看操作手冊、教學教案、維修手冊，甚至可以使用幫助系統(tǒng)以尋求幫助。待所有操作結(jié)束后，學生可以查看自己的操作記錄并了解自己在整個過程中有沒有錯誤的地方、有多少錯誤的地方。同時也可以將其操作記錄打印出來供學生、老師學習和評估。下頁圖1為電機的虛擬拆裝訓練考試系統(tǒng)。

通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在一定程度上解決了在拆裝教學中存在的問題，極大地降低了實訓成本、節(jié)約訓練費用；降低實訓危險性，也可模擬危險情況下的訓練、演示等。同時符合高等教育教學方案思想及理念，提高了職業(yè)教育教學的實訓效果，以滿足國家對緊缺人才培養(yǎng)的需要。在專業(yè)實訓教學當中以技能訓練模擬仿真為主，通過反復模擬訓練，以達到掌握實際操作的要領，兼顧學生自操自練的目的。

四、結(jié)論與展望

以電機的拆裝為研究對象，利用三維軟件建立三維數(shù)字化模型，采用虛擬現(xiàn)實軟件生成虛擬系統(tǒng)所需的模型，導入到虛擬系統(tǒng)里并輔以相對應的登陸環(huán)境、拆裝工具、錯誤提示、拆裝記錄和評分功能。記錄每位參加練習的學生對臺鉆拆裝的掌握程度。

參考文獻：

[1]張世懿.基于XNA的柴油發(fā)電機系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實的實現(xiàn)[D].大連海事大學，2011.

[2]周志國，曾祥軍.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在汽車拆裝實訓中的應用研究[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2011，（243）：47-48.

第7篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)范文

論文摘要：文章在介紹虛擬現(xiàn)實技術(shù)等相關(guān)概念的基礎上，探討虛擬技術(shù)的在產(chǎn)品概念設計中的應用，這項技術(shù)的使用讓設計思路和設計表達更上一個全新的臺階，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“故事版情景預言法”的概念設計，就是將要開發(fā)的產(chǎn)品置于一定的人、時、地、事和物中進行觀察、預測、想象和情景分析，其形式是以故事版的平面設計表達展示給人們。于是，產(chǎn)品在設計的開始便多了一份生命和靈氣。然而，設計表達在信息時代已是多元化的展示形式，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用，使設計思路和設計表達如虎添翼。讓人多了一種直觀的、親切的及交互的感受，這樣開發(fā)設計的產(chǎn)品與傳統(tǒng)相比，大大減少了投放市場的風險性，也為 企業(yè) 決策人尋找商機、判斷概念產(chǎn)品能否進一步開發(fā)生產(chǎn)，提供更好的依據(jù)。

一、虛擬現(xiàn)實與虛擬現(xiàn)實技術(shù)

（一）虛擬現(xiàn)實（virtual reality，vr）及虛擬設計（virtual design，vd）

虛擬現(xiàn)實（virtual reality，vr）是利用 計算 機省城一種模擬環(huán)境，通過多種傳感設備使用戶“沉浸”到該環(huán)境中，實現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進 自然 交互的技術(shù)。這里所謂模擬環(huán)境就是計算機生成的具有色彩的立體圖形，它可以是某特定現(xiàn)實世界的真實體現(xiàn)，也可以是純粹構(gòu)想的世界。傳感設備包括立體頭盔、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置現(xiàn)實環(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)的武體進行操作并得到實時立體反饋。虛擬現(xiàn)實是一種全新的人機交互系統(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算機生成的環(huán)境進行交互操作。

虛擬設計是以“虛擬現(xiàn)實技術(shù)為基礎，以機械產(chǎn)品為對象的設計手段”，借助這樣的設計手段，設計人員可以通過多種傳感器與多維的信息環(huán)境進行自然地交互，實現(xiàn)從定性和定量綜合集成環(huán)境得到感性和理性的認識，從而幫助深化概念和萌發(fā)新意。

（二）虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是人的想象力和 電子 學等相結(jié)合而產(chǎn)生的一項綜合技術(shù)，它利用多媒體計算機仿真技術(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)境進行自然的交互，從而體驗比現(xiàn)實世界更加豐富的感受。

二、概念設計的定義及內(nèi)涵

pahl和beitz在《engineering design》一書中提出“概念設計”這一名詞以來，人們對概念設計進行了十幾年的研究。他們將其定義為：在確定任務之后，通過抽象化，擬定功能結(jié)構(gòu)，尋求適當?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，這部分設計工作叫做概念設計。

國內(nèi)的學者也對概念設計進行了大量的研究，其中鄧家褆在《產(chǎn)品概念設計》一書中將“產(chǎn)品概念設計”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，有目標的設計活動，它表現(xiàn)為一個由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具體、不斷進化的過程?！?/p>

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

概念設計是對產(chǎn)品或部件的構(gòu)思，目的是捕捉產(chǎn)品的基本形狀。這個階段，產(chǎn)品的形狀和精確尺寸尚未確定，設計人員有一定變更自由，所以盡可能考察設計方案，以便選出生產(chǎn)成本最低、創(chuàng)意良好的方案。利用傳統(tǒng)的計算機輔助設計，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，這樣必然導致人機交互效率低。現(xiàn)行的計算機輔助設計系統(tǒng)要求定義零件的尺寸，而在產(chǎn)品的概念設計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，這樣必然影響設計效率和周期。傳統(tǒng)的計算機輔助設計需要兩類人員配合，即產(chǎn)品的設計人員和電腦繪圖員，產(chǎn)品設計人員有關(guān)產(chǎn)品的概念信息通過草圖或者口述的方法傳達給電腦人員，這樣導致信息的丟失或者繪圖者的曲解，而如果設計者本人直接參與電腦輔助設計建模的話，由于現(xiàn)行的電腦輔助設計系統(tǒng)的操作復雜和交互能力若，大大分散了設計者的精力，限制了思路。為了克服這樣的限制，充分發(fā)揮設計人員的創(chuàng)造性，人們開始把虛擬現(xiàn)實技術(shù)引入計算機輔助設計系統(tǒng)進行概念設計，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)和概念設計有效結(jié)合，利用豐富直觀的交互手段，在虛擬環(huán)境中進行概念設計，從而節(jié)省產(chǎn)品精確描繪和尺寸定義的時間，這就是基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的計算機輔助概念設計，即虛擬概念設計。

三、虛擬概念設計的研究方向和應用前景

（一）概念設計中應注意的兩個問題

1.  虛擬現(xiàn)實環(huán)境下的概念可視化。概念可視化是指設計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)。概念設計是否能符合目標用戶的要求，“眼見為實”的圖面或者模型是最具有說服力的。

2.  虛擬現(xiàn)實環(huán)境下的人機交互界面。想實現(xiàn)人機互動，必須解決一系列技術(shù)問題，形成和諧的人機環(huán)境。虛擬現(xiàn)實就是一種基于可 計算 信息的沉浸式交互環(huán)境，具體地說，就是采用計算機技術(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，用戶借助必要的設備以 自然 的方式與虛擬環(huán)境中的對象進行交互作用、互相影響，從而產(chǎn)生“沉浸”于等同真環(huán)境的感受和體驗。

（二）虛擬現(xiàn)實技術(shù)在概念設計中的前景

在虛擬現(xiàn)實環(huán)境下，進行產(chǎn)品的概念設計是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基本內(nèi)容。在電腦虛擬現(xiàn)實提供的良好的可視化條件下，對電腦輔助設計建立的三維模型在幾何、功能、加工與裝配等方面進行交互性的修改，利用虛擬現(xiàn)實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，從而減輕用戶的負擔、提高整個系統(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、部件間比率進行評價。針對不同用戶的愛好要求，在不同的虛擬環(huán)境中，親自體驗修改模型；選擇產(chǎn)品的可選部件，觀察設計和修改過程。

概念設計是設計過程的初步階段，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，同時它又是設計過程中的重要階段，因為產(chǎn)品成本的60%～70%是由這個階段決定的。面對日益加劇的產(chǎn)品市場競爭的挑戰(zhàn)，可以預見，基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的計算機輔助概念設計必有長足 發(fā)展 ，最終將與現(xiàn)有計算機輔助設計系統(tǒng)實現(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)實技術(shù)及其在 工業(yè) 設計領域中的應用進行深入研究。將研究的成果及時轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，這是產(chǎn)品迅速占領市場的關(guān)鍵。 

參考 文獻

[1]周洪玉，王慧君，周巖．虛擬現(xiàn)實及應用的研究[j]．哈爾濱理工大學學報，2005，(5)．

[2]薄瑞峰，李戈．虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機輔助概念設計中的應用[j]．華北工學院學報，2004，(10)．

第8篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)范文

關(guān)鍵詞虛擬現(xiàn)實技術(shù)；舞臺機械控制；應用；功能

舞臺是在某個場地內(nèi)指利用相應的設施設備，為歌舞、戲曲的演出之類提供一個活動場所，在現(xiàn)代藝術(shù)表演中起著重要作用。而如今，人們越來越重視精神文化生活，舞臺表演藝術(shù)的內(nèi)容也就越加多樣化。因此，對于舞臺及舞臺設備的安全性也有了更高的要求。舞臺機械設備控制的復雜性、多樣性、安全性和精準性，要求在操作者在控制時要盡量保持無誤差，否則，可能會得不到想要的演出效果，甚至于出現(xiàn)安全事故。在今年，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用為舞臺機械控制提供了一個新的方向。比如說，在舞臺機械控制中，可以利用QpenGL和DirectX這兩種較為關(guān)鍵的技術(shù)。使得操作者能夠在計算機里去處理三維圖形圖像，從而模擬現(xiàn)實場景的實時動態(tài)以及更好地完成逼真的三維圖形，對舞臺機械進行有效的控制。

1虛擬現(xiàn)實技術(shù)與舞臺機械控制

所謂虛擬現(xiàn)實技術(shù)是指一種能夠在計算機中創(chuàng)建和體驗虛擬世界的仿真系統(tǒng)，可以讓用戶沉浸在一種根據(jù)現(xiàn)實場景和多源信息融合的模擬壞境中。它起源于20世紀30年代，但由于當時的科學技術(shù)的限制，真正新興于20世紀80年代，到如今，已經(jīng)被采用在包括醫(yī)學、文化娛樂、軍事航天、室內(nèi)設計、房產(chǎn)開發(fā)等行業(yè)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要模擬的內(nèi)容有環(huán)境、自然、感知和傳感等多種方面，由計算機輔助生成的具有實時動態(tài)性的三維立體逼真圖像。虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有多感知性、存在感、交互性和自主性這4個特征。其中多感知性是指除了平時一般計算機所擁有的視覺感知外，甚至可以有聽覺、觸覺、嗅覺等其他感知。最為理想的虛擬現(xiàn)實技術(shù)是真正如同三維世界中一樣具有人類所具有的全部感知功能。而存在感是指用戶能夠在虛擬環(huán)境中發(fā)現(xiàn)自己的真實性，甚至有現(xiàn)實虛擬難以分辨的感覺。交互性是指用戶對于虛擬環(huán)境中的物體的可操作性以及從環(huán)境中獲得的反饋程度。自主性是指在虛擬環(huán)境中存在的物體能夠依據(jù)現(xiàn)實世界的物理運動規(guī)律的程度。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是多種技術(shù)的綜合體，它的關(guān)鍵技術(shù)包括有實時三維計算機圖形技術(shù)、廣角立體顯示技術(shù)、以及語音輸入輸出技術(shù)等等。但它在舞臺場景和機械的應用仍然處于初級應用當中，并沒有將光、聲、電燈在舞臺場景中所存在的真實效果還原到虛擬場景當中。隨著虛擬現(xiàn)實及時的不斷發(fā)展和進步，相信在今后的紀念，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在舞臺技術(shù)控制住會發(fā)展其更加強大的功能作用。

2舞臺機械控制中的虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點及功能應用

舞臺機械控制中的虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點主要表現(xiàn)在以下幾個方面：首先，在實時渲染部分，其技術(shù)運用為技術(shù)改進及升級提供了原始支持，并通過接口驅(qū)動設計，使實時渲染效果，更為靈動，更具專業(yè)性。目前，虛擬技術(shù)在舞臺機械控制運用中增加了物理引擎模塊部分。這樣有助于更為真實地實現(xiàn)虛擬場景各種物理現(xiàn)象，并能更方便、快捷地實現(xiàn)碰撞檢測。比如說，對Direct以及OpenGL進行的接口提供內(nèi)建支持。而在實時渲染這個部分中中，具體地說分為四個結(jié)構(gòu)：第一根節(jié)點模塊，第二場景管理模塊，第三資源管理模塊，第四渲染模塊。其中根節(jié)點模塊需要負責全部工作的組織和管理，場景管理模塊需要場景的負責人負責全部場景的細節(jié)布置，資源管理模塊需要對所有渲染要應用的資源進行管理和組，最后的渲染模塊則是需要將圖像投射到屏幕上面。其次，VR技術(shù)的特點也體現(xiàn)在它的超文本性以及交互性上。例如浙江“大豐公司”在將VR技術(shù)引入舞臺機械控制時，便針對它的特點進行了創(chuàng)新設計。VR技術(shù)是通過人機界面去對復雜數(shù)據(jù)進行一定程度的可視化操作和交互的形式，在建構(gòu)作品和與參與者對話中有著極大優(yōu)勢。最后，虛擬現(xiàn)實技術(shù)還注重對場景管理方法的運用。比如說“大豐公司”便創(chuàng)建了一種新型的場景管理的方法來解決場景管理所存在問題。這種場景管理方法的使用不僅有助于儲存成本下降，提高儲存容量，還能將實時計算去轉(zhuǎn)換為實時讀取，因此較為適合大量靜態(tài)模型中的場景。舞臺機械控制中的虛擬現(xiàn)實技術(shù)的功能有三維仿真、導演編輯預覽、增強型的監(jiān)視及控制界面這三種新的功能。虛擬現(xiàn)實技術(shù)利用這三種功能更好地對舞臺機械進行控制。其中三維仿真是指使用者能夠從多個視角以及多個層面去觀察舞臺單個設備、設備之間的位置關(guān)系等，使得在第一時間便得到足夠的數(shù)據(jù)。這是傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)無法實現(xiàn)的，操作人員不僅可以隨意移動轉(zhuǎn)換界面，更可以隨時觀察任意設備，從而有效的提高舞臺機械控制的靈活性、便捷性。導演編輯預覽是指在演出前，導演不必親自去舞臺現(xiàn)場考察場地、了解舞臺設施設備的情況，只需要通過虛擬現(xiàn)實設備的運行，便可以知曉舞臺場景中現(xiàn)場設備的布置情況、場地環(huán)境信息。從而較少人力資源、較少工作時間，提高效率。還能夠在現(xiàn)場排練不足的情況下，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)了解調(diào)整劇情，實現(xiàn)劇情與設備的完美配合，為演出團隊提供了相當大的便利。增強型的監(jiān)視以及控制界面是指在虛擬技術(shù)控制系統(tǒng)中，操作人員可以通過界面進行選擇，能夠隨意的查看相應的設施設備，同時根據(jù)客戶要求，可以為客戶提高設備參數(shù)等。這些虛擬技術(shù)舞臺設施設備的運行狀態(tài)都能夠以較為直觀的形式去展現(xiàn)給客戶，增加客戶信任度。

3虛擬舞臺機械控制的技術(shù)展望

舞臺機械實現(xiàn)三維可視化控制的重要組成部分之一便是虛擬舞臺機械模式動畫的實現(xiàn)。在一定程度上，只有實現(xiàn)舞臺機械與實際舞臺機械的同步運動，才能夠使操作者能夠隨時觀察實際舞臺在演出時的場景，從而有助于操作者進行相應的操作。同時，由于中國目前的技術(shù)限制，使得三維可視化控制系統(tǒng)在虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的運用讓人處于初期階段，其真實度還有待提高。但隨著我國科技水平的不斷提高，預計在未來幾年內(nèi)，新技術(shù)的引用會使得虛擬現(xiàn)實技術(shù)會在舞臺機械控制中產(chǎn)生更加靈活、復雜的功能。如此，不僅能夠?qū)⑽枧_機械的綜合不斷開發(fā)運用，還能夠在不使用任務實際設施設備的情況下去模擬現(xiàn)場演出的效果。因而，在未來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)將具有極大的應用前景，同時會在舞臺機械行業(yè)中發(fā)揮不可代替的重要作用。

4結(jié)論

隨著科技的快速發(fā)展，人們生活也逐漸多樣化，方便快捷實用的技術(shù)技能能夠幫助人們更好地生活。而在舞臺領域里，運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)去完全虛擬一個現(xiàn)實舞臺是非常復雜難辦的，需要對舞臺各個細節(jié)都進行虛擬。在這個要求下，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在舞臺機械控制的應用中還有著很大的提升空間，需要各種新的技術(shù)的引用，從而全面發(fā)揮虛擬現(xiàn)實技術(shù)的作用。在未來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)一定能夠在舞臺機械控制中大放光彩。最后，希望論文的研究可以為相關(guān)工作者和研究人員提高一定的研究與參考價值。

參考文獻

[1]李玉鵬.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在舞臺機械監(jiān)控系統(tǒng)中的應用[D].蘭州理工大學，2014.

第9篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實技術(shù) 3D建模 虛擬環(huán)境 房地產(chǎn)展示

1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實技術(shù)（virtual reality，簡稱vr）是一門以計算機技術(shù)為核心，結(jié)合了圖形學、人機交互、實時分布系統(tǒng)、控制學、多媒體技術(shù)和電子學等多個領域的學科。它在一定的范圍內(nèi)生成與真實環(huán)境高度相似的數(shù)字化環(huán)境，用戶借助相關(guān)設備，通過視覺、聽覺、觸覺等方面與數(shù)字環(huán)境中的對象，進行交流，實現(xiàn)交互作用，從而得到等同身受的真實感受和體驗。

2 房地產(chǎn)建模的實施過程

3D Studio Max，簡稱為3ds Max， 是一款由AUTODESK 公司開發(fā)的三維動畫渲染和制作軟件。它在建模、動畫和圖形制作方面功能強大，性價比高，易上手操作，極大的推進了建筑設計、動畫制作等領域的發(fā)展。我們在該房地產(chǎn)展示系統(tǒng)中就使用該軟件進行建筑模型的制作。

房地產(chǎn)展示系統(tǒng)建模的實施過程分為數(shù)據(jù)采集、三維實體建模兩個步驟進行。

2.1 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集的過程中，根據(jù)實際情況，選擇適用分辨率以及精確度比較高的圖片。包括 ：實體電子照片采集；向項目的施工和設計部門收集原始資料，例如地形圖、平面圖、建筑單體施工圖以及大比例尺效果圖等。獲得這些資料后，使用 Auto Cad 進行相關(guān)校正，從而得到區(qū)域平面圖。按照相關(guān)比例將獲取的圖片，制作成為模型貼圖。貼圖包括透明紋理以及不透明紋理，需要采用圖形處理軟件進行處理，形成.rgb格式文件，建立模型紋理庫。特別要注意的是貼圖的長度和寬度必須是 2 的冪次整數(shù)，否則不能夠獲得真實顯示。

2.2 三維實體建模

2.2.1 Polygon 建模法

Polygon 建模法既多邊形建模方法。房地產(chǎn)建筑物模型外觀往往都是比較規(guī)則的，因此很適合使用Polygon 建模法。3DS Max軟件本身帶有幾十種基本幾何體和擴展幾何體，用于建模時實際模型的外形制作。先使用基本的幾何體確定模型大概的輪廓和長寬高比例，再依照模型的具體細節(jié)來使用擴展幾何體進一步劃分并刻畫出模型形狀。

2.2.2 NURBS建模法

NURBS建模法既曲面建模方法。對于一些不是很規(guī)則的模型，我們先用曲線把物體的某個剖面、切面或者是其他能體現(xiàn)出物體外部特征的地方畫出來，再用修改器對曲線進行修改，最終形成物體模型，可是這樣生成的物體沒有厚度，所以叫做曲面模型，主要適用于棱角不是很分明和很規(guī)則的物體建模。

我們在3DS Max環(huán)境下，使用貼紋理命令在相應的建筑模型上貼上紋理，完成后經(jīng)過烘培處理，三維建筑模型建立完成。在三維建模中應遵循的三個原則 ：在保證建模的真實性以及可靠性的前提下，減少模型所含的面數(shù)，盡量使用簡模；盡量使用貼圖技術(shù)；最大限度壓縮紋理。只要堅持這三個原則，就能夠生成最小的數(shù)據(jù)文件，達到模型逼真效果。例如：電話亭、路燈以及樹木這些物體建模，重復性較高，因此在建模中，我們最大限度的減少面的使用，而采用貼圖技術(shù)來代替細節(jié)模型，模型屬性設置成實點旋轉(zhuǎn)，就可以達到形象逼真的效果。

3 房地產(chǎn)展示系統(tǒng)中的虛擬場景及互動設計

隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，其開發(fā)引擎也是層出不窮，從最開始的VRML虛擬現(xiàn)實建模語言到現(xiàn)在的CONVERSE3D、VR-Platform等平臺軟件，功能逐漸強大，具有更強的可操作性。我們在該房地產(chǎn)展示系統(tǒng)中采用了VR-Platform這款軟件，它是由北京中世典數(shù)字科技公司獨立開發(fā)的三維虛擬現(xiàn)實軟件。該軟件適用性強、操作簡單、功能強大，廣泛地應用于裝飾設計、工業(yè)仿真、城市規(guī)劃等各個行業(yè)。

三維模型建立完成之后，便將其導入虛擬現(xiàn)實開發(fā)軟件中進行虛擬場景設置和交互設置。我們使用VRP與3Ds max之間的架構(gòu)，可以方便的將3ds max中的模型，導入到VRP中，并進行以下操作：

3.1.1 打開碰撞檢測

為使虛擬場景符合物理客觀定律，必須將部分模型的碰撞檢測開啟，這樣才不會出現(xiàn)人物視角飛天入地或者穿墻而過的不正常現(xiàn)象出現(xiàn)。另外應該對場景邊界進行透明阻擋，避免用戶進入死角或者是走出虛擬場景之外；

3.1.2 添加相機

虛擬現(xiàn)實的場景漫游是通過相機移動實現(xiàn)的。VRP擁有飛行相機、行走相機和動畫相機，來滿足漫游的不同需要。虛擬漫游中，可以通過切換多個相機來快速變換漫游的地點；

3.1.3 設置“bill-board”物體

將3D max中用平面做成的樹木、樓房、山石等物體可以設置為“bill-board”類型，這樣物體將始終面對著用戶，減少3d建模工作量；

3.1.4 設置動畫貼面

噴泉、水體、移動車輛等物體需要在材質(zhì)上加設“ATX動畫貼圖編輯器”生成的ATX動畫貼圖，來模擬出動畫效果；

3.1.5 處理天空、背景

在vrp中使用天空盒的設置為虛擬場景添加背景；為了增強場景的感染力，設置霧和太陽光暈兩種實時的特效方式；

3.1.6 操控界面的設置

VRP 提供了靈活的操控界面編輯模式，用于創(chuàng)建包括導航圖、按鈕等在內(nèi)的虛擬漫游系統(tǒng)的操控界面；

3.2 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的互動設計