虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實現(xiàn)精選(九篇)
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第1篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實現(xiàn)范文
關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實；湖湘文化景區(qū)；3ds Max；Zbrush；
中圖分類號：TP319
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
文章編號：16727800（2017）004008603
1虛擬景區(qū)與旅游
虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，簡稱 VR）也稱靈境技術(shù)或人工環(huán)境，是一種可創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機系統(tǒng)，這種系統(tǒng)生成各種虛擬環(huán)境，作用于用戶的視覺、聽覺、觸覺，使用戶產(chǎn)生身臨其境的感覺，沉浸其中[1] 。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，目前主要應(yīng)用于旅游、娛樂、教育、藝術(shù)以及軍工等方面。 虛擬景區(qū)與虛擬旅游是在現(xiàn)實旅游景觀造型的基礎(chǔ)上，通過模擬仿真來構(gòu)建一個能使用戶產(chǎn)生沉浸感，并具有交互性的虛擬環(huán)境[2]。我國虛擬旅游景區(qū)表現(xiàn)形式有3種，分別是二維虛擬旅游景區(qū)、三維虛擬旅游景區(qū)和 360°全景漫游虛擬旅游景區(qū)。與旅游發(fā)達(dá)國家相比，我國虛擬景區(qū)起步較晚，雖然發(fā)展速度較快，但整體水平不高，交互性不強，吸引力不夠。目前國內(nèi)虛擬旅游系統(tǒng)由于在景點還原表現(xiàn)形式上的缺陷，導(dǎo)致旅游系統(tǒng)交互性不強，用戶只能被動接受景點圖片，無法主動對景區(qū)進行深入的交互和探索，導(dǎo)致旅游系統(tǒng)對用戶的吸引力大打折扣。
2虛擬旅游系統(tǒng)設(shè)計思路 地處衡陽的石鼓書院是湖湘文化的重要發(fā)源地，本文以石鼓書院為藍(lán)本，設(shè)計開發(fā)一個虛擬旅游系統(tǒng)，實現(xiàn)傳播湖湘文化的目的。 所謂虛擬旅游系統(tǒng)就是用戶與虛擬旅游景區(qū)的交互平臺，除了構(gòu)建虛擬景區(qū)環(huán)境外，還需要一個角色在虛擬環(huán)境中被用戶控制，通過鼠鍵控制人物視角，遍歷整個旅游景區(qū)。本例以3ds MAX軟件構(gòu)建三維虛擬旅游景區(qū)，再加以Unity3D等游戲引擎在電腦中再現(xiàn)現(xiàn)實世界。湖湘文化虛擬旅游系統(tǒng)三維模型設(shè)計與實現(xiàn)過程如圖1所示。湖湘文化虛擬旅游系統(tǒng)的實現(xiàn)包括虛擬旅游環(huán)境的開發(fā)和虛擬交互平臺設(shè)計。虛擬旅游環(huán)境開發(fā)包括模型和三維場景構(gòu)建；漫游平臺設(shè)計包括三維圖形顯示和輸入命令控制。
3虛擬旅游系統(tǒng)模型構(gòu)建
3.1系統(tǒng)模型構(gòu)建
3.1.1現(xiàn)場數(shù)據(jù)資料采集 為了能準(zhǔn)確直觀地進行景區(qū)建模設(shè)計，需要到石鼓書院景區(qū)進行實地考察，并對景區(qū)重點建筑進行測量，得到場景建筑與建筑之間的距離，建筑的長寬高數(shù)據(jù)，然后根據(jù)采集數(shù)據(jù)和地圖以一定比例進行縮放，形成一個固定的比例尺，使模型各部分比例縮放相同，模型更逼真。同時對石鼓書院景區(qū)建筑細(xì)節(jié)進行拍照，利用3ds MAX中的網(wǎng)格進行建模以增加模型的精確度。3.1.2地形模型建造 虛擬旅游區(qū)場景最基本模型是地形，地形的比例直接影響各建筑之間的位置，所以地形模型與現(xiàn)實地形比例應(yīng)與建筑模型比例盡可能一致，這樣才能把地形對建筑的影響控制到最小，從而達(dá)到更逼真的效果。 本例中利用百度地圖的準(zhǔn)確性，把石鼓書院整個平面圖導(dǎo)入3ds MAX中，將整個地形勾勒出來，然后確定各建筑的位置，再根據(jù)各建筑所處地形，在3ds MAX中采用多邊形拉伸、擠壓、衰減等命令完成地形模型的構(gòu)建。地形包括平坦地形如道路、臺階等，凹凸不規(guī)則的自然景觀地形可采用層疊法得到。3.1.3植物模型建造 植物屬于自然景觀，是虛擬旅游區(qū)景觀中不可或缺的部分，在現(xiàn)實景區(qū)中扮演著重要角色，能多樣化點綴人文景觀，襯托出生機勃勃的景象。 由于植物在景區(qū)中分布廣泛，場景范圍較大，而且植物多樣化，考慮到實時漫游需求，在虛擬場景中應(yīng)減少真正的植物模型，以植物貼圖辦法來顯示效果。同時為減少工作量和資源消耗，在自然景觀中擬采用相同的植物模型，采用層疊法達(dá)到效果。 在 3ds MAX中使用多邊形擠出工具做出樹干，然后用若干平面交叉在一起形成樹葉，得到一個植物模型，在虛擬場景中同類樹可共用一個模型，以節(jié)約系統(tǒng)資源。3.1.4水體模型建造 石鼓書院位于湘江和蒸水河的交匯處，水體為動態(tài)水體，需要表現(xiàn)出波紋、漣漪以及倒影等效果，在3ds MAX中運用噪波衰減配合關(guān)鍵幀實現(xiàn)波紋運動，產(chǎn)生水面漣漪的效果，在Unity3D中直接創(chuàng)建，再根據(jù)需求分別進行渲染3.1.5建筑模型建造 石鼓書院是個古人文景區(qū)，建筑皆為古建筑，雕梁繡柱、殿堂樓閣、高臺厚榭、朱甍碧瓦，一些細(xì)節(jié)如建筑檐角、雕紋等很難在虛擬系統(tǒng)中刻畫還原。 石鼓書院旅游區(qū)建筑平面圖采用 AutoCAD完成，然后導(dǎo)入到 3ds MAX 中建模。閣樓內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用粗略建模。根據(jù)閣樓對稱特點，得到閣樓內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)采集的景區(qū)照片分別對建筑的屋頂、外側(cè)門窗、四周屋檐采用精細(xì)建模、次精細(xì)建模方式。外側(cè)面大部分采用精細(xì)建模，再在Unity3D中整合。建模過程中模型面數(shù)要盡可能精簡，以保證系統(tǒng)流暢運行。3.1.6人物雕像模型建造 人文景區(qū)大多有許多雕像，石鼓書院也不例外，像石鼓書院的石鼓、大觀樓前的先賢孔子都是雕像，在3ds MAX中建模需要花很多時間。本例運用ZBrush 軟件，采用雕刻方法刻畫人物雕像，得到次模型后再導(dǎo)入3ds MAX中對雕像細(xì)節(jié)進行調(diào)整，使其與現(xiàn)實更逼真。
3.2系統(tǒng)模型優(yōu)化
由于虛擬旅游系統(tǒng)資源有限，為了能蛟謨邢拮試聰率鉤絳蛟誦辛鞒，在模型建完后需要對模型進行優(yōu)化。在3ds MAX中，模型的面數(shù)對系統(tǒng)流暢程度影響最大，模型的面數(shù)越多，系統(tǒng)消耗資源就越大，從而導(dǎo)致游戲流暢度降低，所以模型優(yōu)化工作之一就是減少模型的面數(shù)[3]。 減少面數(shù)并不是對模型面數(shù)隨意減少，只有那些直接添加材質(zhì)而沒有貼圖并且看不到的面才能優(yōu)化，否則會導(dǎo)致模型或貼圖變形而影響模型外觀。 因為沒有參照物，初步建立的模型一般存在數(shù)據(jù)量大、比例不協(xié)調(diào)等問題。比例協(xié)調(diào)物體的建模效果能增加三維場景的真實感，這需要在建模時注意協(xié)調(diào)模型間的比例，并適當(dāng)降低模型的面數(shù)。場景三維模型初步建成后，在3ds MAX環(huán)境中除去冗余的多邊形，同時調(diào)整貼圖模式，減少Vary燈光使用等，通過這些措施優(yōu)化模型，以達(dá)到提高系統(tǒng)運行速度的目的。
4材質(zhì)及貼圖制作與優(yōu)化
材質(zhì)及貼圖是三維建模完成后在物體著色方面最引人注目、也是最擬真的方法，能使整個虛擬旅游系統(tǒng)真實感更加強烈，本例貼圖和材質(zhì)制作過程包括現(xiàn)場照片采集、處理圖片、貼圖渲染。 石鼓書院屬于古式閣樓建筑，大部分是木質(zhì)結(jié)構(gòu)，材質(zhì)相似，而且建筑的部件都是單一材質(zhì)，無需UVW貼圖。為了減少工作量和系統(tǒng)資源消耗，模型大部分多邊形直接賦予材質(zhì)球即可。本例先采集建筑物材質(zhì)照片，然后通過3ds MAX軟件進行材質(zhì)模擬，得到接近最真實的材質(zhì)后導(dǎo)出材質(zhì)球，最后在模型完成后直接賦予材質(zhì)。小部分使用貼圖方式，如門上的對聯(lián)、石碑上的碑文等。 對三維模型賦予材質(zhì)和貼圖后，需要對模型賦予塌陷命令，將模型轉(zhuǎn)化為可編輯多邊形，目的是減少建模過程中出現(xiàn)多余的命令，降低內(nèi)存和CPU的占用率，提高電腦運行速度。對模型使用塌陷后會把所有附加在三維模型上的修改器、材質(zhì)貼圖等固定在模型上，此步驟在模型完成建模與材質(zhì)賦予之后進行，否則塌陷后模型將不能進行修改。
5引擎設(shè)計與實現(xiàn)
模型設(shè)計完成后，將其導(dǎo)入Unity3D中實現(xiàn)交互功能。Unity3D是由Unity Technologies開發(fā)的可創(chuàng)建互動內(nèi)容的多平臺綜合游戲開發(fā)工具[4]，如三維視頻游戲、建筑可視化、實時三維動畫等類型創(chuàng)建。
5.1模型導(dǎo)入準(zhǔn)備工作
由于Unity3D與3ds MAX兩個軟件的開發(fā)商不同，模型不能直接從3ds MAX導(dǎo)入到Unity3D中，需要在3ds MAX中進行一些設(shè)置，使模型在導(dǎo)入Unity3D后不會出現(xiàn)錯誤。 在軟件3ds MAX導(dǎo)出模型前，需先在3ds MAX中將系統(tǒng)默認(rèn)單位設(shè)置進行修改。3ds MAX中，默認(rèn)的單位是毫米（mm），而在Unity3D中默認(rèn)的單位是米（m），兩者相差百倍，如果不進行相應(yīng)處理，會出現(xiàn)unity中模型非常小的情況。 另外在三維模型導(dǎo)出前，必須在 3ds MAX 中把模型的方向軸 y 軸設(shè)置為向上。因為在3ds MAX中，模型的z軸是向上的，而Unity3D中是y軸向上。導(dǎo)出模型前必須確認(rèn)所有多邊形整合好且方向軸Y向上，如果部分多邊形方向軸y軸沒有向上，則這個多邊形在Unity3D中將會與模型脫離，形成模型散架。 在3ds MAX中處理完后，將模型以.maxl文件格式導(dǎo)出，然后導(dǎo)入到Unity 3D軟件中形成虛擬旅游系統(tǒng)場景。
5.2功能實現(xiàn)
虛擬旅游系統(tǒng)包括人機交互、碰撞檢測等功能。人機交互功能是實現(xiàn)漫游的重點，本文使用第一人稱控制角色遍歷虛擬場景，從而實現(xiàn)人機交互。碰撞檢測是控制角色與模型間的物理反應(yīng)，在Unity3D中，對物體分別添加相應(yīng)的碰撞器，設(shè)置障礙物，當(dāng)角色遇到障礙物時，不會出現(xiàn)穿插、陷落等bug現(xiàn)象。模擬物體遇到障礙物時的物理反應(yīng)，如當(dāng)角色遇到墻壁時不能繼續(xù)前進等。 添加碰撞器后，需要對模型添加場景光照（Lightmapping），以增強場景立體感，使場景看起來更加真實。在Unity3D中，先選定模型然后在Inspector視圖勾選Static復(fù)選框，使得模型標(biāo)記為Static，Unity3D會默認(rèn)這些物體為不移動的靜態(tài)物體，然后這些標(biāo)記為Static的模型會受到場景燈光的影響。接下來修改燈光參數(shù)，如光源方向、Bounces 數(shù)值、Resolution數(shù)值等，最后生成Lightmaps。 Unity3D自帶人物插件，下載安裝即可，只需要修改一些參數(shù)即可控制角色動作，如前進、跑步、跳躍等，用戶可通過鼠鍵來控制角色漫游，實現(xiàn)人機交互。
6結(jié)語
本虛擬旅游系統(tǒng)借助3ds MAX建模還原虛擬場景，結(jié)合Unity3D的虛擬現(xiàn)實交互技術(shù)，設(shè)計制作了石鼓書院虛擬旅游系統(tǒng)，使景區(qū)具有更強的展示效果和視覺表現(xiàn)力，促進公眾關(guān)注和了解湖湘文化，實現(xiàn)便捷的互動旅游。
參考文獻(xiàn)：[1]張占龍， 羅辭， 何為，等. 虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述[J]. 算機仿真， 2005， 22（3）：13.
[2]蔡翊. 基于Unity3d的金絲峽地質(zhì)公園虛擬旅游系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 西安：西安科技大學(xué)， 2012.
第2篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實現(xiàn)范文
【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實技術(shù);虛擬校園;應(yīng)用
前言
隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，我們進入到了一個信息和技術(shù)多元化的時代，對于21世紀(jì)來說，在科學(xué)技術(shù)界，最具有發(fā)展?jié)摿Φ挠嬎銠C應(yīng)用技術(shù)要堪稱網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)以及本文中要探究的虛擬現(xiàn)實技術(shù)。虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality），其英文簡稱為VR，最早是在1989年由美國VPL公司創(chuàng)造的一個新詞。虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要是利用計算機生成的虛擬環(huán)境進行仿真和交互，因此在當(dāng)今社會，人們對虛擬現(xiàn)實技術(shù)給予了高度的重視，并把其成為改變世界未來的重要技術(shù)，其地位僅次于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。近年來隨著人們對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的深入研究，其已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到多種領(lǐng)域，如教育、軍事、建筑設(shè)計漫游、醫(yī)療以及產(chǎn)品設(shè)計等，并且為這些行業(yè)的發(fā)展帶來了豐厚的經(jīng)濟效益和社會效益。
對于虛擬現(xiàn)實技術(shù)在虛擬校園中的應(yīng)用也是近幾年來的一個研究熱點。眾所周知，校園文化、學(xué)習(xí)氛圍對教育的巨大影響及其作用。老師、同學(xué)、學(xué)友，教室、課堂，實驗樓等等，校園的一草一木，每一次活動無不潛移默化地影響著我們每一個人，伴隨我們健康、快樂的成長。從某種程度上來說，我們從校園中得到的收益遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出書本所給予我們的。因此在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展推動下，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)仿真我們的校園環(huán)境是社會發(fā)展一大亮點。
一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)
（一）虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述
虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtual Reality）是一種綜合性的技術(shù)，在計算機領(lǐng)域來說，虛擬現(xiàn)實技術(shù)稱得上是一項新技術(shù)，它是建立在多種科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上，例如計算機圖形技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、立體顯示技術(shù)、傳感與測量技術(shù)、微電子技術(shù)、人機交互技術(shù)以及仿真技術(shù)等多種技術(shù)，同時虛擬現(xiàn)實技術(shù)也包綜合運用了如光學(xué)、數(shù)學(xué)、力學(xué)、機構(gòu)運動學(xué)等各種學(xué)科。在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實際應(yīng)用中，人們是利用電腦模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世界，從而為使用者提供關(guān)于觸覺、視覺、聽覺等多種感官的模擬，讓使用者產(chǎn)生如同身歷其境一般的感覺，可以及時、沒有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。因此虛擬現(xiàn)實技術(shù)的興起，不僅為智能工程的發(fā)展提供了新的界面工具，加強了人機交互界面的發(fā)展速度，同時還提供了新的描述方法用于各類工程的大規(guī)模數(shù)據(jù)可視化方面?？偟恼f來虛擬實現(xiàn)技術(shù)不僅已經(jīng)對人們的生活產(chǎn)生極大影響，還是21世紀(jì)重要的發(fā)展學(xué)科。
（二）虛擬現(xiàn)實技術(shù)的三個主要特征
1.浸沒感（Immersion）
浸沒感又可以稱為臨場感，它是指當(dāng)使用者身處在模擬環(huán)境中時，用戶有一種主人翁的感覺，有真實的存在性。真正理想的虛擬環(huán)境，應(yīng)該達(dá)到使用者無法分辨現(xiàn)實與虛擬的目標(biāo)，用戶在虛擬環(huán)境中不會有雜亂的思想，而能夠全身心的投入到計算機技術(shù)創(chuàng)建的虛擬世界中去，要讓使用者感覺到周圍的一切都是真實的，要保證虛擬環(huán)境中所聽到的、看到的、聞到的以及嘗到的都感覺起來和真的一樣，不會出現(xiàn)與現(xiàn)實生活中的差別。
2.交互性（Interactivity）
交互性是指使用者身處模擬環(huán)境時，其對環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度以及觸摸這些物體時得到的自然反應(yīng)程度。例如，當(dāng)使用者去品嘗模擬環(huán)境中的虛擬飯菜時，鼻子可以聞到飯菜的香味，嘴巴可以品嘗到飯菜的味道。當(dāng)使用者用手去直接抓模擬環(huán)境中虛擬的物體時，手會產(chǎn)生卻是有握著東西的感覺，并且還可以明顯感覺處物體的重量，當(dāng)使用者手握東西而在空中移動時，被抓的物體也能立刻隨之移動。
3.想象力（Imagination）
虛擬現(xiàn)實技術(shù)依據(jù)計算機三維建模技術(shù)，不僅可以真實再現(xiàn)我們生活中的場景，還可以具有廣闊的可想象空間，能夠不斷拓寬人類的認(rèn)知范圍，可以隨人們的意愿而構(gòu)造出客觀不存在環(huán)境，甚至是一些現(xiàn)實生活中根本不可能發(fā)生的環(huán)境，也就是說虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有較強的想象力。
二、虛擬校園
虛擬現(xiàn)實技術(shù)利用計算機生成的三維空間，為人們建造一種虛擬環(huán)境，提供人與計算機進行交互的機會，這對于世界的未來發(fā)展來說，虛擬現(xiàn)實技術(shù)必然會給社會帶來重大變革。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，極大改變了人們以前的慣，近年來將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用在虛擬校園中更是受到眾多人的青睞，尤其是虛擬校園在現(xiàn)在很多高校的使用，例如北京大學(xué)、浙江大學(xué)、西北大學(xué)、上海交通大學(xué)、中國人民大學(xué)、西南交通大學(xué)等高校，都采用VR技術(shù)建設(shè)了虛擬校園，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)成為高校發(fā)展的一種趨勢。
（一）虛擬校園概述
隨著我國教育體制的不斷改革，我國各大學(xué)校紛紛進行調(diào)整，尤其是當(dāng)前的各大高校，出現(xiàn)了多校區(qū)模式，而這種模式會給學(xué)校的日常管理與規(guī)劃帶來很多的不便，再加上我國加大對高校的建設(shè)力度，高校的規(guī)模也在不斷擴大，這導(dǎo)致其發(fā)展建設(shè)任務(wù)非常巨大，高校的管理迫切需要現(xiàn)代化。隨著信息時代的到來，我們可以利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)和三維地理信息系統(tǒng)技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò)上建構(gòu)虛擬校園，以三維可視化的界面和虛擬現(xiàn)實場景界面使得虛擬校園中的各種設(shè)施和服務(wù)都是給人一種身臨其境的感覺，從而對學(xué)校的教學(xué)、管理、科研以及生活服務(wù)等有關(guān)信息資源進行統(tǒng)一整合和集成，從而建立一個統(tǒng)一用戶管理、統(tǒng)一權(quán)限控制和統(tǒng)一資源管理的現(xiàn)代化校園。這種超越時間、超越空間的虛擬校園可以極大提高高校校園的管理水平，同時這種虛擬現(xiàn)實技術(shù)還可以極大促進遠(yuǎn)程教育的發(fā)展，最終為數(shù)字大學(xué)的建設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)。
（二）虛擬校園建設(shè)方案
1.三維場景建模
三維場景建模就是指依靠計算機，將真實環(huán)境中的主要建筑物，例如建筑物、路燈、人工湖模型、樹木、規(guī)劃綠地等都按照物體的實際尺寸構(gòu)成一個虛擬環(huán)境。常用的三維場景建模軟件有3DS MAX、Auto CAD、Pro/E、Solid Edge、Solid Works等。其中3DS MAX 是一種非常優(yōu)秀的三維動畫造型軟件，目前被廣泛用于建筑、游戲、廣告等多個領(lǐng)域;Auto CAD是一個功能齊全、應(yīng)用廣泛的圖形軟件包。一方面它具有豐富的繪圖和繪圖輔助功能，而且操作簡單，可視化強，另一方面Auto CAD不僅能夠熟練處理二維繪圖，其三維空間內(nèi)的建模和渲染功能也日益完善。
2.實時漫游系統(tǒng)設(shè)計
實時漫游系統(tǒng)設(shè)計就是要對三維場景中實時漫游控制，這個實現(xiàn)過程主要是利用視景開發(fā)庫和程序開發(fā)語言來完成的。在實時漫游時，我們可以借助虛擬現(xiàn)實建模語言（VRML語言）并結(jié)合Java語言、或通過Vega、Virtools等實現(xiàn)。其中虛擬現(xiàn)實建模語言（Virtual Reality Modeling Language，VRML）是虛擬現(xiàn)實技術(shù)、Internet技術(shù)和多媒體技術(shù)這三種新技術(shù)的綜合點。虛擬現(xiàn)實建模語言主要由Vega庫和Lynx圖形化用戶接口組成，是一種可以開發(fā)的平臺。在運用過程中時，通過Lynx的圖形界面我們可以建立實時驅(qū)動中所必需的對象，例如：通道、場景、窗口等，還可以設(shè)定我們實時驅(qū)動時的對象初始化參數(shù)以及它們之間的相互關(guān)系。在程序運行過程中，我們可以利用Vega類函數(shù)來實現(xiàn)計算機與用戶交互中的選擇功能以及其他方面的特殊要求等。Virtools軟件的功能非常多，而且很強大，首先其是一套整合軟件，可以將現(xiàn)有常用的檔案格式例如2D圖形或是音效、3D的模型等板塊整合在一起;其次Virtools含有豐富的互動行為模塊，可以對3D環(huán)境實現(xiàn)虛擬實景進行編輯，從而可以根據(jù)需要制作出許多具有不同用途的3D產(chǎn)品，例如我們常見的網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)、建筑設(shè)計、教育訓(xùn)練、計算機游戲、交互式電視等。
三、結(jié)語
綜上所述，如今虛擬現(xiàn)實技術(shù)依靠其巨大優(yōu)勢受到了我們?nèi)祟惖膹V泛認(rèn)可與高度評價，在未來的發(fā)展中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)還將會繼續(xù)影響我們的生活，改變我們的思維方式，讓我們對自己喜歡的現(xiàn)實生活場景可以長久的保留下來，并可以主動參與其中去構(gòu)建心中所想的事物。因此虛擬現(xiàn)實技術(shù)必然會成為改變未來社會發(fā)展的一大科學(xué)技術(shù)。
參考文獻(xiàn)
[1]張志安.基于VR技術(shù)的虛擬校園系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].光子學(xué)報.2011（05）.
第3篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實現(xiàn)范文
關(guān)鍵詞：現(xiàn)代教育技術(shù)；虛擬現(xiàn)實；教學(xué)模式；教育應(yīng)用
引言
新一輪的信息革命將深刻地改變傳統(tǒng)行業(yè)，逐漸克服技術(shù)難題之后，5G通信技術(shù)、人工智能技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)都得到了長足的發(fā)展，研究者們開始關(guān)注虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，它在現(xiàn)代教育領(lǐng)域的運用成了矚目的焦點。
1現(xiàn)代教育技術(shù)的特點和發(fā)展趨勢
現(xiàn)代教育技術(shù)是把現(xiàn)代教育理論應(yīng)用于教育、教學(xué)實踐的現(xiàn)代教育手段和方法的體系。它以實現(xiàn)教學(xué)過程、教學(xué)資源、教學(xué)效果、教學(xué)效率的最優(yōu)化為目的[1]。它的現(xiàn)代化體現(xiàn)在教學(xué)設(shè)計現(xiàn)代化、教學(xué)手段現(xiàn)代化、教學(xué)媒體現(xiàn)代化。隨著現(xiàn)代教育科學(xué)和現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代教育技術(shù)和教育聯(lián)系緊密，它增加了信息傳遞的方式與方法，提升了教學(xué)效果與效率?，F(xiàn)代教育技術(shù)與普通教育技術(shù)沒有本質(zhì)區(qū)別，突出”現(xiàn)代”一詞的目的是要更多地關(guān)注現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的相關(guān)問題，吸納新的科學(xué)技術(shù)成果和思維方式，凸顯教育技術(shù)的時代特色。目前，教育技術(shù)在教育中的應(yīng)用可以按照技術(shù)特點大致分為以下5類：（1）基于傳統(tǒng)媒介（如書本、圖片、畫冊、黑板、模型、實物、小型展覽）的常規(guī)教學(xué)模式；（2）基于視聽技術(shù)（計算機技術(shù)）的多媒體教學(xué)模式；（3）基于衛(wèi)星通信技術(shù)的遠(yuǎn)距離教學(xué)模式；（4）基于因特網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)模式；（5）基于三維仿真技術(shù)的“虛擬現(xiàn)實”的教學(xué)模式。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展，許多新技術(shù)被用到教育教學(xué)實踐中，豐富了現(xiàn)代教育技術(shù)的內(nèi)涵?，F(xiàn)代教育技術(shù)突破了傳統(tǒng)教育方式，正朝著多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、教育技術(shù)應(yīng)用模式多樣化和遠(yuǎn)程教育普及化的趨勢發(fā)展[2]。而“虛擬現(xiàn)實”的教學(xué)模式，具有多種教學(xué)模式的優(yōu)勢，試想一個場景——分散在世界各地學(xué)習(xí)者穿戴著虛擬現(xiàn)實設(shè)備，匯集到一個共同的虛擬社區(qū)，在這里自由交流與學(xué)習(xí)——這種美好的愿景并不遙遠(yuǎn)。
2虛擬現(xiàn)實的概念及特征
虛擬現(xiàn)實是一項融合了計算機圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)、人機交互技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、立體顯示技術(shù)、心理學(xué)及仿真技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù)發(fā)展起來的計算機綜合技術(shù)[3]。虛擬現(xiàn)實技術(shù)有三大基本特征：沉浸感、交互性和想象力，它強調(diào)人在虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的主導(dǎo)作用[4]。交互性是指用戶與虛擬空間中的虛擬物體的互動能力；沉浸性是指用戶在計算機生成的虛擬環(huán)境中，通過模擬視覺、聽覺等感官，給人以真實感覺；想象性是指用戶在虛擬環(huán)境中，根據(jù)環(huán)境傳遞的信息以及自身沉浸在系統(tǒng)的行為，通過自己的邏輯判斷、聯(lián)想等思維過程，想象虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中并未直接呈現(xiàn)的畫面和信息。近年來，科技不斷發(fā)展，信息量呈爆炸式增長，虛擬現(xiàn)實技術(shù)能有效地提高信息傳播和教學(xué)效率。虛擬實現(xiàn)的特性符合現(xiàn)代教育技術(shù)對提高教學(xué)水平的要求。
3虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學(xué)中的運用途徑
3.1自主學(xué)習(xí)
虛擬現(xiàn)實提供了一種嶄新的交互方式，學(xué)生可以通過眼睛、耳朵等多種感覺器官與它進行實時互動。學(xué)生憑借自然語言交互，以觸覺、視覺、聽覺作為媒介，和計算機進行交流溝通。這種嶄新的人機交互方式，給與學(xué)習(xí)者全新的體驗：在這個虛構(gòu)的學(xué)習(xí)場景中，真實與虛擬模糊了邊界，理論知識和實踐操作同時進步。虛擬現(xiàn)實模擬的環(huán)境大體可以分為三個層次：（1）“顯示現(xiàn)實”，還原真實的環(huán)境，但是一般人不容易直接接觸，如火山口的場景、銀河中的場景、危險的化學(xué)實驗室等；（2）“模擬現(xiàn)實”，模擬現(xiàn)實中不存在的環(huán)境、特殊條件下才會產(chǎn)生的事物，如仿真訓(xùn)練、模擬訓(xùn)練等；（3）“創(chuàng)造現(xiàn)實”，突破現(xiàn)實的制約，想象力有多大，創(chuàng)造力就有多大，一切現(xiàn)實法則都可以在虛擬空間中被顛覆，給學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造力的機會，把好的創(chuàng)想在虛擬空間中盡情展現(xiàn)。
3.2虛擬實驗室
虛擬實驗室是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的一大創(chuàng)新，學(xué)生可以在其中自由實驗，動手操作，觀察各種實驗反應(yīng)，擺脫常規(guī)實驗室的局限。在虛擬物理實驗室中，學(xué)生可以虛擬出各種物理現(xiàn)象，實驗效果直觀可見；可以看見現(xiàn)實中看不到的磁場，理解磁場變化的原理；可以感受橋梁大廈的建造與崩塌，分析其中的力學(xué)原理。身處虛擬生物實驗室內(nèi)，可以仔細(xì)觀察人體組織的切片結(jié)構(gòu)，各種骨骼結(jié)構(gòu)也變得清晰透明。在虛擬化學(xué)實驗室中，學(xué)生可以遠(yuǎn)離現(xiàn)實實驗室的各種危險，安全地操作天平、砝碼，觀察燃燒、爆炸等反應(yīng)現(xiàn)象；在虛擬地理實驗室中，學(xué)生可以進行地震和火山爆發(fā)等實驗，瞬間遨游太空，瞬間又深潛入海底，盡情體驗地理科學(xué)的魅力。想象力的邊界才是虛擬實驗室的邊界，虛擬實驗室將成為學(xué)生們最喜愛的場所。
3.3技能訓(xùn)練
虛擬現(xiàn)實沉浸感和互動性的特性，可以使學(xué)習(xí)者全身心進入學(xué)習(xí)狀態(tài)，在安全的虛擬環(huán)境中反復(fù)練習(xí)，不斷試錯，直到熟練掌握技能。例如，在虛擬射擊培養(yǎng)體系中，學(xué)生可以重復(fù)射擊，提高反應(yīng)能力，學(xué)習(xí)不同的掩體情況下的射擊方法，直到熟練掌握。運用VR技術(shù)可以使醫(yī)務(wù)工作者反復(fù)操練，保障手術(shù)訓(xùn)練的實效。在教學(xué)技能訓(xùn)練方面，與傳統(tǒng)微格教室相比，在虛擬教室中，師范生可以自由選擇面對的學(xué)生人數(shù)，克服上臺教學(xué)的畏懼心理。但是值得注意的是，真實的情景也是技能訓(xùn)練不可或缺的內(nèi)容，需要合理安排虛擬現(xiàn)實學(xué)習(xí)和真實情景練習(xí)，找到它們之間的平衡點，最大化利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢。
4虛擬現(xiàn)實教育應(yīng)用的展望
虛擬現(xiàn)實技術(shù)正處于高速發(fā)展階段，它會給教育帶來巨大的變革，未來的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)能夠與通信技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)等前沿科技緊密結(jié)合。在虛擬教育社區(qū)，每個學(xué)習(xí)者都有自己唯一的虛擬身份，能夠在虛擬的空間中與他人的虛擬角色互動交流，也能與人工智能的虛擬角色交流。人工智能虛擬學(xué)伴可以為學(xué)習(xí)者提供全程的學(xué)習(xí)規(guī)劃指導(dǎo)，制定個性化的培養(yǎng)方案；學(xué)習(xí)者的成長軌跡全程被記錄在虛擬世界之中，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)制作的可穿戴設(shè)備，學(xué)習(xí)者的身體健康狀況也可以被詳實記錄。數(shù)字虛擬世界和真實世界共同培養(yǎng)人才，這正是未來智慧教育的圖景
第4篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實現(xiàn)范文
關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實；環(huán)境藝術(shù)設(shè)計
在人類文明的歷程里，展示藝術(shù)在社會中有著非常重要的作用，它作為人類溝通和傳遞信息的橋梁，具有極高的價值。由于社會信息時代的到來，計算機行業(yè)發(fā)展迅速，多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)得到了大量的應(yīng)用。展示方式也產(chǎn)生了天翻地覆的變化，它已經(jīng)從傳統(tǒng)單一的形式轉(zhuǎn)向成一種綜合性設(shè)計。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的高速發(fā)展，它已經(jīng)逐漸地接近我們。2003年世界各地受到非典疫情的影響，使得多個實物展被取消。此時，網(wǎng)絡(luò)會展的出現(xiàn)受到了人們的歡迎，它彌補了實物會展的不足，發(fā)揮了非常大的作用。如今許多景點都做了這樣的系統(tǒng)，給人們更好的體驗。
1 虛擬技術(shù)的概述
虛擬現(xiàn)實技術(shù)是跨越多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和建筑動畫及技術(shù)的一門綜合性非常強的技術(shù)。從某種程度上來看，他繼承了網(wǎng)絡(luò)、多媒體、人工智能、圖形學(xué)進等最新技術(shù)的發(fā)展成果。中國對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究早在20世紀(jì)90年代就開始了，較早開展此項技術(shù)試驗的研究中心等在虛擬現(xiàn)實技術(shù)視覺接口方面取得了突飛猛進的成果，虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)設(shè)計出了以電腦為基礎(chǔ)的虛擬顯示系統(tǒng)，實現(xiàn)了先進的演示方式。開設(shè)了虛擬建筑環(huán)境實時漫游系統(tǒng)，與此同時，除場景演示外，這項技術(shù)還成功地擺脫了人的高級行為中人臉識別和表情識別等問題，完成了虛擬現(xiàn)實中的軟件接口及體視圖。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有構(gòu)想性、交互性和沉浸性的特征。首先，他能讓使用者融入情景，具有非常強大的吸引力。其次，它能夠形成具有多維化的信息環(huán)境，從而在最高程度上達(dá)到使用者和展示品的最好交流。
近幾年來，展示藝術(shù)設(shè)計在中國發(fā)展迅速，人們的需求隨著物質(zhì)生活水平的提升進一步提高。人們在建立物質(zhì)生活中更能代表自己的精神家園。藝術(shù)是將公眾和提高城市文化品位聯(lián)系在一起的關(guān)鍵。展示藝術(shù)的界限是建筑的內(nèi)外空間，它涉及的學(xué)科非常廣泛，涉及范圍也大，涵蓋了室內(nèi)和室外兩種空間組合設(shè)計。展示藝術(shù)涉及是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它和一般的藝術(shù)創(chuàng)作不同，是在尊重現(xiàn)實條件和自然環(huán)境的基礎(chǔ)智商，運用科學(xué)合理的方法，對環(huán)境進行創(chuàng)造和改善，使之更加接近人們的日常生活和交流。[1]
1.1 全景圖像技術(shù)
全景圖像技術(shù)是目前發(fā)展最快且最流行的新視覺藝術(shù)，它將圖像處理全景攝影技術(shù)作為基礎(chǔ)，通過相機環(huán)繞進行360°的四周拍攝，拍攝一組照片或利用魚眼鏡頭將拍攝的所有方位拼接為全景圖像，再通過計算機技術(shù)實現(xiàn)全方位互動式觀察，將真實場景還原后展示給觀眾。全景圖像技術(shù)從嚴(yán)格意義上說并不屬于三維技術(shù)，也不算真正的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，但是通過全景圖像技術(shù)帶給人們真實的現(xiàn)場感與交互感是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)之一，因此它常被稱作是準(zhǔn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)。由于全景圖像技術(shù)較為簡單，耗費成本也較低，目前被廣泛地應(yīng)用在場景展示中。
1.2 三維顯示技術(shù)
立體三維顯示技術(shù)的目標(biāo)是使人具有身臨其境的逼真感，這也是虛擬技術(shù)的核心技術(shù)之一。想要逼真的模擬視覺功能，主要依賴于三維顯示技術(shù)的圖像處理能力與理解能力。三維顯示技術(shù)主要有兩種，一種是通過軟件三維制作，現(xiàn)實與平面顯示器中的三維圖像，另一種是基于硬件技術(shù)在空間中展示出來的三維圖像。第一種技術(shù)實際上就是軟件技術(shù)，如Maya、3dsmax等三維建模軟件制造出的三維圖像，硬件顯示平臺為平面顯示器，另一種是平面視覺上的三維顯示；第二種技術(shù)實質(zhì)上是硬件技術(shù)，如空氣成像技術(shù)、多通道投影技術(shù)?？諝獬上窦夹g(shù)是最近研發(fā)出的相對高端的硬件技術(shù)，可以實現(xiàn)空氣中呈現(xiàn)立體影像，同時具有觸控感應(yīng)交互性。多通道投影技術(shù)可是實現(xiàn)放映環(huán)幕影像放映。[2]
2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在現(xiàn)代展示藝術(shù)中的藝術(shù)表現(xiàn)
虛擬現(xiàn)實藝術(shù)是典型的藝術(shù)和科學(xué)的結(jié)合，是一種新媒體表現(xiàn)形式。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的相關(guān)手段強有效地彌補了傳統(tǒng)二維展示設(shè)計而被動觀察的缺點，展示了視覺語言有一個縱深的擴展。虛擬現(xiàn)實展示的最大優(yōu)點就是交互性和實時性。實時性可以讓參觀者從任一個角度欣賞，增強產(chǎn)品的表現(xiàn)力，讓參觀者更加有效理解參觀品的性質(zhì)。在展示藝術(shù)中，在很大程度上幫助了設(shè)計者，從而給藝術(shù)領(lǐng)域帶來新的表現(xiàn)手法。[3]
虛擬現(xiàn)實技術(shù)所體現(xiàn)出的藝術(shù)性一方面應(yīng)用于數(shù)字影像。影像是一種非物質(zhì)話的圖像，但同時這種影像又在模擬顯示物質(zhì)環(huán)境，甚至已經(jīng)超越現(xiàn)實構(gòu)建新物質(zhì)環(huán)境，這種現(xiàn)實與虛擬的變換常常引發(fā)人們的思考，這本身就是一種藝術(shù)。另一方面，通過基于現(xiàn)實又超過顯示的表現(xiàn)，能夠表現(xiàn)出一種讓人沉浸在其中的非常真實的三維效果。與傳統(tǒng)技術(shù)對比完全不同。虛擬的顯示技術(shù)更加側(cè)重于感官的真實性，通過模擬真實性對整體色彩對比與光影再次進行統(tǒng)一，加深氣氛的渲染和情感的宣泄，增強其藝術(shù)特點。[4]
3 現(xiàn)代展示藝術(shù)的虛擬現(xiàn)實化發(fā)展趨勢
基于目前的科學(xué)技術(shù)水平而言，虛擬現(xiàn)實技術(shù)還是一項新興的技術(shù)，此項技術(shù)在現(xiàn)代展示藝術(shù)中的應(yīng)用也處于初步階段。盡管虛擬現(xiàn)實技術(shù)在現(xiàn)代展示藝術(shù)中的應(yīng)用尚未成熟，但是從現(xiàn)階段看，其應(yīng)用水平已經(jīng)表現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢與發(fā)展前景。它所帶來的不僅是展示藝術(shù)視覺效果的革命，更是前所未有的全新交換式體驗。[4]
虛擬現(xiàn)實技術(shù)與展示設(shè)計的結(jié)合，不僅實現(xiàn)了展示對象表達(dá)方式的動態(tài)化與多元化，讓觀眾能夠身臨其境地感受展品，可以讓觀眾親自設(shè)計與操作，增強其對展品的理解。虛擬現(xiàn)實化在現(xiàn)代展示藝術(shù)中的應(yīng)用是科技與藝術(shù)的完美融合，它擁有著前所未有的創(chuàng)造性，使人與機器、人與人之間的交互更加合理。
4 結(jié)語
人的認(rèn)識活動以感覺為起點，不但能夠認(rèn)識客觀事物的各種性質(zhì)，而且感覺也是心理活動和意識的主要依據(jù)，人腦通過這種方式直接與外界相聯(lián)系，而虛擬現(xiàn)實技術(shù)正是運用這一原理來滿足人類需求的。作為目前網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)應(yīng)用的熱點之一，虛擬展示形式在一些發(fā)達(dá)國家的諸多行業(yè)里面得到大量的應(yīng)用，并且已經(jīng)產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益。虛擬展示在各大領(lǐng)域都扮演著重要的角色，而在當(dāng)今的產(chǎn)品展示以及各種商業(yè)設(shè)計展示中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)則發(fā)揮著強大而獨特的作用。
參考文獻(xiàn)：
[1] 趙明，李明璐.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在現(xiàn)代展示藝術(shù)方面的運用[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2014（15）：39.
[2] 龔麗婷.淺談高新科技在現(xiàn)代展示設(shè)計中的應(yīng)用――以虛擬現(xiàn)實技術(shù)為例[J].科教導(dǎo)刊（電子版?下），2015（3）：149+174.
[3] 孟凡超.淺析虛擬現(xiàn)實技術(shù)在現(xiàn)代展示藝術(shù)中的應(yīng)用[J].天津美術(shù)學(xué)院學(xué)報，2012（2）：76.
第5篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實現(xiàn)范文
關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實；VRML；網(wǎng)站
中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-2851（2011）09-0-01
虛擬現(xiàn)實技術(shù)(簡稱VR)，它融合了計算機圖形學(xué)、數(shù)字圖像處理、傳感器技術(shù)、多媒體技術(shù)等多個學(xué)科的知識。它的出現(xiàn)，實現(xiàn)了人機的三維交互，目前廣泛的應(yīng)用航天、物理實驗和建筑等領(lǐng)域。
一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特征
虛擬現(xiàn)實技術(shù)特征有：1、多感知性；2、交互性；3、沉浸性；4、和想象性。
（一）多感知性。就是讓計算機具有視覺、聽覺、味覺、力覺、觸覺、運動感知、嗅覺等，但由于目前傳感器技術(shù)的現(xiàn)在，有些技術(shù)還達(dá)不到。
（二）交互性。就是可以身臨其境和虛擬世界進行交互，如控制生產(chǎn)過程和實驗過程等等，從而發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。
（三）沉浸性。就是仿佛自己置身其中，身臨其境，對虛擬場景進行觀賞，通過傳感器，可以讓人感覺到一切都是真的，如看到飯菜，就能聞到香味，倒地的時候能感覺到疼痛等，一切的感覺和現(xiàn)實沒有區(qū)別。
（四）想象性。因為虛擬現(xiàn)實本身就是做虛擬場景的，當(dāng)然可以做出自然界中我們做不到或者不存在的場景，如在宇宙中飛行，血管中漫游等。有很廣闊的想象空間。
二、VR技術(shù)的組成
VR技術(shù)由軟件和硬件組成。
（一）VR技術(shù)的軟件方面。VR技術(shù)應(yīng)用到的軟件技術(shù)有：建模軟件、模型驅(qū)動和編程軟件。
（二）VR技術(shù)的硬件方面。VR技術(shù)因為要和虛擬場景進行交互，所以硬件方面包括計算機、頭盔式顯示器、跟蹤器、傳感手套、屏幕式、房式立體顯示系統(tǒng)、三維立體聲音生成裝置等。
三、VRML與開發(fā)工具
VRML(Virtual Reality Modeling Language)是一交互式三維空間的虛擬現(xiàn)實建模語言。通過VRML編程可以實現(xiàn)和虛擬場景的交互，如漫游虛擬的建筑物和園林等；VRML編制的程序是以文本的格式進行保存的，由能解析VRML語言的插件的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器進行解析。精簡的文本格式的程序文件，在網(wǎng)上傳送非常快捷，搭建網(wǎng)絡(luò)虛擬校園網(wǎng)站就是其應(yīng)用之一。
VRML編程時，節(jié)點Node technology用于定義虛擬場景中三維模型，其它節(jié)點可以定義場景中對象的顏色、光照、動畫、造型等，另外還可以定義動畫中的定時器、內(nèi)插器和傳感器的定位和朝向等。編程可以用文本，或者用VRML PAD都可以。
VRML Pad是一種功能強大且簡單好用的VRML開發(fā)設(shè)計專業(yè)軟件，支持VRML97標(biāo)準(zhǔn)。通過VRML Pad可以對VRML文件進行瀏覽編輯，對資源文件進行有效的管理，并且
提供了VRML文件向?qū)В梢詭椭_發(fā)人員編寫和自己的VRML虛擬現(xiàn)實作品。另外，它提供的插件功能也能方便地完成VRML模型創(chuàng)建。
四、虛擬校園網(wǎng)站實現(xiàn)
（一）設(shè)計
把校園里的各種模型，利用MAX軟件進行建模，模型建好后，利用VRML進行編程，實現(xiàn)校園的交互性、沉浸感和構(gòu)想性。要實現(xiàn)的目標(biāo)是：訪問者通過鼠標(biāo)或者鍵盤的操作，在校園里進行漫游，并可以實現(xiàn)仰視、俯視和改變視點的效果，可實現(xiàn)推門、移動物品等行為。
（二）程序編制
1、鏈接子場景文件。我們知道，場景過大時會導(dǎo)致系統(tǒng)速度變慢，所以，我們通常用內(nèi)聯(lián)節(jié)點（inline）來實現(xiàn)子場景之間的鏈接。程序代碼如下：
DEF NOI Inline{
BboxSize 15 15 26
BboxCenter -233 -28 198
url“N02.wrl”}
2、場景中動畫的實現(xiàn)。場景要實現(xiàn)動畫的功能，就需要創(chuàng)建內(nèi)外部場景。如訪問者到門口的時候，要實現(xiàn)打開的效果，而且還要實現(xiàn)進門后關(guān)門的效果，這就需要創(chuàng)建一個觸發(fā)器的節(jié)點，由rount(路由節(jié)點)來鏈接開門和關(guān)門的動作。
3、重復(fù)場景解決。場景中有重復(fù)場景時，可以使用DEF和USE節(jié)點來復(fù)制場景。程序代碼如下：
DEF N01 Transform{
translation 0 13 2
scale 0.5 0.5 0.5
children shape{
}
Transform{
translation 0 25 0
rotation 0 1 0 3.141
children USE NOl
}
4、實現(xiàn)VRML頁面和HTML網(wǎng)頁的鏈接。
程序代碼如下：
進入VRML場景
第6篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實現(xiàn)范文
關(guān)鍵詞：城市規(guī)劃；虛擬現(xiàn)實技術(shù)；應(yīng)用
中圖分類號：G710 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-2851（2012）04-0236-03
一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的介紹
1.什么是虛擬現(xiàn)實技術(shù)
隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)成為近年來計算機軟件技術(shù)的一項新興技術(shù)。由于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的直觀性很強，能在電腦上進行模擬仿真，比平面圖像更能說明問題，并且更具有經(jīng)濟性，即省時間由省人力，能夠廣泛的為各個領(lǐng)域所運用?？梢哉f虛擬現(xiàn)實技術(shù)給社會發(fā)展帶來的便捷將使其能夠大顯其道，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用也是近年來的發(fā)展方向。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)按照維度虛擬程度的不同分為三維虛擬技術(shù)和全維度虛擬技術(shù)。全維度虛擬技術(shù)是目前國外在虛擬仿真領(lǐng)域的研究，其研究內(nèi)容是使虛擬技術(shù)完全脫離三位維度而向一個全立體虛擬環(huán)境發(fā)展。中國目前運用最為廣泛的是三維虛擬技術(shù)。而三維虛擬技術(shù)的運用正是本文重點論述的內(nèi)容。
三維虛擬技術(shù)屬于三維圖形技術(shù)行列。三維圖形技術(shù)分為兩大類，一是三維虛擬技術(shù)；二是三維動畫技術(shù)，兩者都用于模擬真實世界和想象世界。由于兩者的應(yīng)用原理不同，其應(yīng)用領(lǐng)域也大不相同。
三維動畫技術(shù)采用的是傳統(tǒng)的計算機動畫，采用關(guān)鍵幀的方式制作，先進行三維預(yù)渲染，得到了完整的三維動畫視頻之后利用播放器將動畫播放出來，所以三維動畫技術(shù)被廣泛運用于電影、廣告等預(yù)先設(shè)計好的演示。
在此我將重點論述三維虛擬技術(shù)在城市規(guī)劃領(lǐng)域的應(yīng)用和研究，之所以以此作為論題是由于三維虛擬技術(shù)在城市規(guī)劃上的應(yīng)用最為廣泛，隨著時代的不斷進步，社會對城市建設(shè)、城市規(guī)劃的要求越來越高。網(wǎng)絡(luò)社會的概念不斷加強，三維虛擬技術(shù)能夠更好更便捷的為我們城市規(guī)劃建設(shè)服務(wù)。這種技術(shù)適應(yīng)了社會現(xiàn)代化的要求，使虛擬仿真技術(shù)很好地運用在城市規(guī)劃設(shè)計上，為我們的城市建設(shè)工作更加省時省力并且能更加全方位思考。在計算機平臺上進行虛擬操作可以從各個方位多個角度思考規(guī)劃方案，能從早期發(fā)現(xiàn)問題解決問題。
由于三維虛擬技術(shù)的虛擬仿真性，使其更多運用在城市規(guī)劃建設(shè)的工作中。這一技術(shù)的擴充性和延展性很強，通過我們的不斷研究能使其在城市建設(shè)領(lǐng)域以及城市建設(shè)的其他領(lǐng)域起到的作用不斷加大，為城市建設(shè)事業(yè)帶來更多收獲。
2.三維虛擬技術(shù)的發(fā)展歷程
三維虛擬技術(shù)屬三維行業(yè)領(lǐng)域。三維行業(yè)在中國的起步時間是上世紀(jì)九十年代。自98年看是到現(xiàn)今其經(jīng)歷了一個擴張時期，這是三維行業(yè)在中國市場大放異彩。目前在中國的三維行業(yè)可以分為以下幾個分支：1、電影、廣告；2、游戲；3、電視包裝；4、城市建筑，其中以城市建筑領(lǐng)域的運用最早也最為廣泛。
最早的三維技術(shù)實現(xiàn)平臺是由美國的Autodesk公司開發(fā)的3d Studio Max軟件。此軟件是一款基于PC系統(tǒng)的三維動畫渲染和制作軟件。早期的三維技術(shù)在中國建筑領(lǐng)域的運用由于技術(shù)原因有很大的局限性，三維技術(shù)只能實現(xiàn)建筑效果圖的繪制以及部分簡單的跑相機似的建筑動畫。隨著3D技術(shù)的不斷完善以及日益多元化的創(chuàng)作手段的出現(xiàn)，三維技術(shù)在建筑業(yè)所起的作用也日益增強。目前實現(xiàn)三維技術(shù)的主流軟件主要有：3ds Max、Maya、Softimage/XSI、Lightwave3D、Cinema4D、PRO-E、Rhino（Rhinoceros犀牛）等。由于三維技術(shù)的日益完善以及它所帶來的強大的經(jīng)濟效應(yīng)，三維虛擬技術(shù)的概念也日漸成熟。
三維虛擬技術(shù)是三維動畫技術(shù)的一種，與三維動畫技術(shù)的區(qū)別在于三維虛擬技術(shù)還具備三維動畫技術(shù)所沒有的實時性和交互性。三維虛擬技術(shù)是虛擬仿真技術(shù)的一種，是局限在三維空間之下的一種虛擬仿真，而虛擬仿真技術(shù)的另一種全維度虛擬仿真也被稱之為虛擬現(xiàn)實技術(shù)。這種技術(shù)出現(xiàn)在20世紀(jì)末期，它的出現(xiàn)引起了人們的廣泛關(guān)注。目前國外正在對此領(lǐng)域進行深入研究，我將在國外研究部分做出論述。
3.國內(nèi)在虛擬仿真領(lǐng)域的研究以及存在問題
三維虛擬技術(shù)目前在建筑領(lǐng)域的運用有城市漫游動畫、建筑漫游動畫、房地產(chǎn)漫游動畫、小區(qū)瀏覽動畫、樓盤漫游動畫、三維虛擬樣板房、樓盤3D動畫宣傳片、地產(chǎn)工程投標(biāo)動畫、建筑概念動畫、房地產(chǎn)電子樓書、房地產(chǎn)虛擬現(xiàn)實等動畫制作。
三維虛擬技術(shù)在我國城市規(guī)劃、城市建設(shè)的發(fā)展前景是不可估量的。由于三維虛擬技術(shù)的不斷發(fā)展，它既能帶給觀賞者身臨其境的感覺；又能模擬尚未實現(xiàn)或準(zhǔn)備實施的項目的完成效果。從單一的幾何模型到復(fù)雜的動態(tài)形象，不論是道路、橋梁、隧道、立交橋、街景、夜景、景點、市政規(guī)劃、鄉(xiāng)村規(guī)劃、鄉(xiāng)村形象展示、數(shù)字化鄉(xiāng)村、虛擬鄉(xiāng)村、鄉(xiāng)村數(shù)字化工程、園區(qū)規(guī)劃、場館建設(shè)、機場、車站、公園、廣場、報亭、郵局、銀行、醫(yī)院、數(shù)字校園建設(shè)等都可以通過三維虛擬技術(shù)得以實現(xiàn)。
由三維虛擬技術(shù)和現(xiàn)代信息科學(xué)技術(shù)帶給中國經(jīng)濟的發(fā)展空間正在不斷壯大；由它們所帶來的科技化、信息化、智能化的城市虛擬空間將成為21世紀(jì)的信息主流源。
二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在城市規(guī)劃領(lǐng)域的應(yīng)用
1.城市規(guī)劃簡述
城市規(guī)劃指的是一個城市在一段時期內(nèi)的發(fā)展計劃的設(shè)定，它研究的是一個城市在未來的一個發(fā)展動向，這其中包含了對城市地區(qū)的合理布局、城市的各項工程建設(shè)的合理部署。它是城市建設(shè)和城市管理的重要組成部分，也是城市建設(shè)和城市管理的重要依據(jù)。一個城市的三個重要管理階段是:城市規(guī)劃、城市建設(shè)和城市運行，而城市規(guī)劃則是三個管理階段中的龍頭。
2.城市規(guī)劃領(lǐng)域使用三維虛擬技術(shù)的必要性
在這個以知識經(jīng)濟為核心的信息時代，計算機科學(xué)技術(shù)已成為全世界公認(rèn)的本世紀(jì)最主要和最核心的科學(xué)技術(shù)，它已滲透到社會生活的各個方面，影響和改變著人類的思維模式和行為模式。它在城市規(guī)劃和城市建筑領(lǐng)域的作用更是不容小覷，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，計算機輔助設(shè)計技術(shù)在建筑行業(yè)中的應(yīng)用得到了進一步普及。
在城市規(guī)劃領(lǐng)域使用三維虛擬技術(shù)的必要性將從兩個方面進行：①是從城市規(guī)劃建設(shè)方面來看對三維虛擬術(shù)應(yīng)用的必要；②是從城市規(guī)劃管理方面來看對三維虛擬技術(shù)應(yīng)用的必要。
①是從城市規(guī)劃建設(shè)方面來看對三維虛擬技術(shù)應(yīng)用的必要首先，我們必須要了解城市規(guī)劃建設(shè)在設(shè)計上的設(shè)計內(nèi)容。城市建設(shè)設(shè)計內(nèi)容主要有：城市宏觀設(shè)計、城市中觀設(shè)計、城市微觀設(shè)計三個層次。
城市的宏觀設(shè)計指的是對城市的格局和形態(tài)的設(shè)計，具體為城市的整體分布、城市的功能組團、環(huán)境保護、土地利用等。在設(shè)計上更加注重城市的關(guān)鍵性特征和自然景觀構(gòu)成。在進行城市宏觀設(shè)計時，評估的重點是看能否創(chuàng)造高素質(zhì)城市環(huán)境和優(yōu)美的城市視野，以此來鑒定城市宏觀設(shè)計的成功與否。
城市中觀設(shè)計是指設(shè)計城市空間與城市建筑之間的關(guān)系；具體內(nèi)容有：用地布局、建筑設(shè)計、地標(biāo)物建設(shè)、街道分等等，也就是城市的連接度與整體性、城市的體量與高度的設(shè)計。城市中觀設(shè)計的內(nèi)容與宏觀設(shè)計的內(nèi)容相輔相成，是中觀設(shè)計更加注重城市的視覺質(zhì)量、人工建造物的城市角度和適宜度、城市整體輪廓與體量的協(xié)調(diào)、具體環(huán)境的設(shè)計與美化等。
在計算機運用上要解決城市建設(shè)視景的要求就必須要能再計算機上感官看見以上所說的宏觀、中觀、微觀三個層次的內(nèi)容，具體而言就是：一是三維地形的顯現(xiàn)；二是城市密度、容積率的顯現(xiàn)；三是大面積三維建筑的顯現(xiàn)。四是能速重繪畫面進行實時仿真。而針對以上的要求，三維虛擬仿真技術(shù)都能夠一一實現(xiàn)，文章在前面具體分析了三維虛擬技術(shù)的技術(shù)性能。并且可以看出，目前來看運用三維虛擬技術(shù)進行城市規(guī)劃設(shè)計適應(yīng)了時代性和科技性的趨勢。
下面我們看看三維虛擬技術(shù)在城市規(guī)劃建設(shè)上的具體應(yīng)用。
三維虛擬技術(shù)在城市規(guī)劃建設(shè)上的具體應(yīng)用按地形而分可以歸為三類：一是局部地區(qū)城市設(shè)計研究；二是大范圍城市問題研究；三是區(qū)域規(guī)劃研究。
一是局部地區(qū)城市設(shè)計研究
城市設(shè)計的核心是研究建筑形體和空間要素之間的關(guān)系協(xié)調(diào)，從對城市的環(huán)境表現(xiàn)、具體建筑形體刻畫、整體模型處理和后續(xù)功能研發(fā)等方面來看運用三維虛擬仿真技術(shù)在制作時再合適不過了。
我們針對城市商務(wù)中心區(qū)的設(shè)計研究來具體說明問題，城市商務(wù)中心區(qū)設(shè)計是屬于典型的城市局部地區(qū)設(shè)計，由于范圍不大，我們在選擇計算機種類時可以選擇中高檔PC機進行制作。
然后，我們再根據(jù)現(xiàn)有照片、地形原有的平面、立面等圖紙資料進行交通設(shè)施、環(huán)境小品的建模，在三維虛擬技術(shù)環(huán)境下能夠高仿真建模，并且設(shè)置VEGA的漫游環(huán)境、添加動態(tài)模型等工作，最后將制作出的模型文件調(diào)入VEGA完成漫游。
二是大范圍城市問題研究
以新城區(qū)建設(shè)為例，新城區(qū)的建設(shè)規(guī)劃范圍更加廣泛，在建立三維仿真時重點應(yīng)在規(guī)劃功能的設(shè)計開發(fā)上。
針對新城區(qū)三維仿真的主要功能應(yīng)該有：方案替換、模型修改（ 高度修改、位置調(diào)整等）、矢量規(guī)劃數(shù)據(jù)疊加分析、日照陰影分析。其中還包括目前的仿真軟件無法實現(xiàn)在漫游過程中的動態(tài)陰影的實現(xiàn)。
值得慶幸的是目前國內(nèi)的以遙感為基礎(chǔ)的仿真軟件彌補了技術(shù)上的不足，運用此軟件不僅可以實現(xiàn)在固定觀測點上表現(xiàn)建筑在不同時間陰影變化的功能，而且也能夠?qū)崿F(xiàn)地理屬性查詢。
三是區(qū)域規(guī)劃研究
在進行區(qū)域規(guī)劃的仿真時我們將遙感應(yīng)用和三維仿真技術(shù)結(jié)合運用，這樣我們就可以實現(xiàn)建立以衛(wèi)星影像為數(shù)據(jù)的城區(qū)漫游，在數(shù)字高程模型的基礎(chǔ)上進行區(qū)域地區(qū)漫游的制作，這樣既不影響對區(qū)域原有面貌的觀看，又能再此基礎(chǔ)上進行區(qū)域建設(shè)和改造，并且能實時對比，運作時即高效又準(zhǔn)確，這樣的技術(shù)結(jié)合給我們的城市規(guī)劃提供了直觀而又客觀的分析手段。
②是從城市規(guī)劃管理方面來看對三維虛擬技術(shù)應(yīng)用的必要
三維虛擬技術(shù)已經(jīng)運用到城市建設(shè)的方方面面，城市規(guī)劃作為可視化技術(shù)需求最為迫切的領(lǐng)域之一,虛擬現(xiàn)實技術(shù)在其諸多方面有著廣泛的應(yīng)用和發(fā)展前景，三維虛擬技術(shù)提供了非常直觀、準(zhǔn)確、現(xiàn)時性強的城市規(guī)劃資料，這為城市建設(shè)發(fā)展、提高城市管理水平、提升城市規(guī)劃設(shè)計提供了強而有力的依據(jù)。
可以說，在城市規(guī)劃領(lǐng)域?qū)θS虛擬技術(shù)的應(yīng)用是時代的召喚、是技術(shù)的支持，三維虛擬技術(shù)是城市建設(shè)所必不可少的關(guān)鍵性技術(shù)。
三、從上海世博會對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用來看未來虛擬現(xiàn)實技術(shù)在城市規(guī)劃領(lǐng)域的發(fā)展
1.上海世博會網(wǎng)上世博簡介
2010年的上海世博會區(qū)別于往屆世博會的最大不同就是此次上海世博會運用了虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)同步的網(wǎng)上世博會。通過2008年中國北京奧運會場館的建設(shè)，中國的建筑漫游動畫創(chuàng)作的發(fā)展速度越來越快，并且在國內(nèi)得到了廣泛的傳播。2010年上海世博會再次使中國的建筑漫游動畫得到發(fā)展和創(chuàng)新的機會。世博會的主題是：“城市，讓生活更美好”，伴著世博會的推廣，中國的建筑漫游動畫引起了社會各界的廣泛重視，使其得到飛速發(fā)展。更由于此次世博會的一大亮點是首次舉辦網(wǎng)上世博會，通過網(wǎng)上媒介，全面引入互聯(lián)網(wǎng)的傳播方式，采用交互設(shè)計和多媒體技術(shù)等手段，這更加體現(xiàn)出當(dāng)下互聯(lián)網(wǎng)的強大以及建筑動畫漫游的進步神速。
2.網(wǎng)上世博會的緣起與構(gòu)架
網(wǎng)上世博會，全稱網(wǎng)上中國2010年上海世博會，它是指通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、三維技術(shù)、多媒體技術(shù)，通過虛擬和現(xiàn)實相結(jié)合的方式把上海世博會上展示的內(nèi)容呈現(xiàn)于互聯(lián)網(wǎng)上，搭建出一個能夠進行網(wǎng)絡(luò)體驗和實時互動的世博會網(wǎng)絡(luò)平臺。網(wǎng)上世博會是上海世博會的重要組成部分，是實體世博會的導(dǎo)引、補充與延伸，是上海世博會的兩大亮點之一。
能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)上世博會這樣的創(chuàng)舉是由于網(wǎng)絡(luò)科技時代的蓬勃發(fā)展以及三維數(shù)字技術(shù)的不斷進步。網(wǎng)絡(luò)和三位數(shù)字技術(shù)的完美結(jié)合給予上海世博會全新的展現(xiàn)舞臺，使全球公眾突破了時空界限，使他們能夠全面參與世博，使我們中國的上海世博會實現(xiàn)了真正意義上的全球化。
首屆網(wǎng)絡(luò)世博會的三大主要特色是：三維展示、互動體驗以及全球共建。通過網(wǎng)上平臺吸引全球公眾參與世博會，使無法親臨食博會現(xiàn)場的觀眾借由網(wǎng)上平臺體驗世博會的精彩以及希望將上海世博會的盛舉作為非物質(zhì)文化遺產(chǎn)長期保留，是舉辦此界網(wǎng)上世博會的三大原因。
網(wǎng)上世博會的架構(gòu)由基礎(chǔ)平臺和網(wǎng)上展館兩部分構(gòu)成?；A(chǔ)平臺由組織者搭建，內(nèi)容包括門戶網(wǎng)站、網(wǎng)上園區(qū)、基本功能等，網(wǎng)上展館則分為瀏覽型和體驗型兩類展館。瀏覽館具備基本瀏覽和展示的功能，它是以實體展館為原型，通過文字、圖片、音頻、視頻、動畫等方式進行三維展示，瀏覽型展館由組織者為需要援助的參展方免費開發(fā)。體驗館是瀏覽館的增強版，瀏覽型展館在以瀏覽和展示為基本功能的基礎(chǔ)上，可實現(xiàn)其它更加豐富的功能和特效，網(wǎng)上參觀者可以得到更生動的互動和體驗。參展者還可以建設(shè)實體世博會中不具有的虛擬拓展空間和展項，利用更豐富的虛擬技術(shù)及手段延伸和拓展參展方網(wǎng)上展館所希望表達(dá)的意境和理念。二者相輔相成，完美呈現(xiàn)網(wǎng)上的世博會。
與普通網(wǎng)站相比，網(wǎng)上世博會的區(qū)別在于它能夠提供給觀眾全面的三維視覺體驗，網(wǎng)頁游客能夠主動操控三維圖像的角度。網(wǎng)上世博會的整個展示內(nèi)容其中包括，世博園區(qū)、世博園片區(qū)、展館外觀、展館內(nèi)景以及主要展項等都將進行三維數(shù)字化的制作。
與普通網(wǎng)站的最大區(qū)別在于網(wǎng)上世博會可以將組織者的建設(shè)內(nèi)容和參展者的建設(shè)內(nèi)容二者共存于一個平臺之上。也就是說網(wǎng)上世博會具有“全球共建”的特點。
3.三維數(shù)字化技術(shù)實現(xiàn)了網(wǎng)上世博
由于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的先進性，使實體世博園區(qū)中的建筑、道路、綠化、設(shè)施等通過三維虛擬技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)了虛擬再現(xiàn)。在網(wǎng)上模擬的天空、云彩、太陽、燈光、裝飾、材質(zhì)等效果通過CG技術(shù)在制作，使模擬效果很好地接近真實場館的場景。展現(xiàn)在網(wǎng)上游客眼中的每一個場景都是一個三維的空間，參觀者只需要通過鼠標(biāo)和鍵盤操作就能夠輕松實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、升高降低的操作，在進行鳥瞰時也也可以通過放大、縮小來調(diào)整的場景范圍，獲得全方位的空間體驗。展項展示是網(wǎng)上世博會的有一大亮點，通過網(wǎng)絡(luò)，游客能夠進入場館和展項發(fā)生近距離的互動，游客可以多角度觀察或“觸摸”展項，特別是一些實體世博會現(xiàn)場不能觸碰的展項，在網(wǎng)絡(luò)上可以實現(xiàn)參觀者的觸碰愿望。參觀者還可以自由的旋轉(zhuǎn)縮放感興趣的物品，同時還可以通過圖片文字、動畫、FLASH等多種數(shù)字媒體形式了解到對展項的知識性介紹。不僅如此，游客可以在C/S上通過系統(tǒng)提供的部件，組裝個性化的展項，讓其它游客看到自己的作品，并且發(fā)表點評。
網(wǎng)上世博會的虛擬拓展空間可以由參展者根據(jù)自己的意念記性無限制的設(shè)計開發(fā)，由于不受現(xiàn)實空間的限制，參觀者可以延伸和拓展實體展館所希望表達(dá)的理念和意境，虛擬展項為參展者的主題演繹提供了進一步發(fā)揮的空間。
網(wǎng)上世博會由于運用了數(shù)字化技術(shù)作為包裝，它展示了數(shù)字化技術(shù)神奇的魅力，也使我們的實體世博會區(qū)別以往世博會的不同，使其大放異彩，網(wǎng)上世博會成為上海世博會乃至世博會歷史上的一個至高點。
四、結(jié)論和展望
從2000年的悉尼奧運會場館設(shè)計到2008年北京奧運會的成功舉辦再到2010年上海世博會的網(wǎng)上世博會亮點的產(chǎn)生，三維仿真虛擬現(xiàn)實技術(shù)正在朝向越來越先進的領(lǐng)域發(fā)展，特別是它在城市建設(shè)及城市規(guī)劃上的運用可以說是越來越廣泛，所起作用也是越來越突出。以2000年悉尼舉辦奧運會為例，悉尼在2000年時為了奧運會的順利召開以及加強對城市的推廣，悉尼市建立了全市三維仿真平臺，目的用于城市的信息服務(wù)、交通分析指揮、城市建設(shè)管理等方面，由此取得了巨大的成功。為了能夠順利申辦2008年的奧運會，加拿大的多倫多城市也使用了虛擬現(xiàn)實技術(shù)對城市進行管理和規(guī)劃。
在我國，北京、上海、深圳等大型城市在利用三維虛擬仿真技術(shù)運用于城市建設(shè)方面也已經(jīng)取得了一定的研究成果，而利用三維虛擬仿真技術(shù)的方面是輔助城市重要地段的建設(shè)以及大范圍的城市設(shè)計研究。例如在北京商務(wù)中心區(qū)、上海浦東開發(fā)區(qū)、深圳福田中心區(qū)的規(guī)劃中均進行了城市三維仿真技術(shù)的初步嘗試，并取得了較好的效果。
三維虛擬仿真技術(shù)的主要作用在于以城市現(xiàn)貌為基點，融合規(guī)劃方案后模擬項目實現(xiàn)后的城市景觀，并且能夠進行多角度動態(tài)審視，全面評估城市設(shè)計的規(guī)劃方案，這為城市規(guī)劃建設(shè)和領(lǐng)導(dǎo)決策提供了更為直觀、可靠、科學(xué)的技術(shù)手段。
將三維虛擬仿真技術(shù)運用于城市規(guī)劃建設(shè)的優(yōu)點與好處在于：
①提高了城市設(shè)計規(guī)劃方案的設(shè)計和修正效率；
②豐富了城市問題的研究角度；
③提高了城市建設(shè)項目的評估質(zhì)量；
④提高了城市建設(shè)項目的管理能力及效率；
⑤提高了為市民公開展示宣傳城市形象的效果。
目前，國外虛擬仿真技術(shù)顯出其極大的優(yōu)勢，國內(nèi)正在迎頭趕上。從目前我國對三維虛擬仿真技術(shù)的運用而言，可以看出我國的三維仿真技術(shù)發(fā)展水平已經(jīng)有相當(dāng)不錯的程度。從三維仿真技術(shù)在我國城市規(guī)劃上的運用的效果來看，三維仿真技術(shù)在我國城市規(guī)劃中的應(yīng)用前景是非常廣闊的，而且我們相信，三維仿真技術(shù)會使城市規(guī)劃產(chǎn)生技術(shù)性的革新，會極大地拓展和豐富城市規(guī)劃的工作思路。
參考文獻(xiàn)
[1]張建偉，陸亨立.虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其應(yīng)用[J].電子科技導(dǎo)報，1999.
[2]陳友華，城市規(guī)劃概論[M].上海：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2000
[3]楊保民，分布式虛擬現(xiàn)實技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2000.
[4]申蔚，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的理論、實現(xiàn)及應(yīng)用[J].首都經(jīng)濟貿(mào)易大學(xué)學(xué)報,2001.
第7篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實現(xiàn)范文
關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù)；房地產(chǎn)；展示
一、 引言
虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR），是模擬人類視覺、聽覺、力覺、觸覺等感知行為的高度逼真的人機交互技術(shù)。它具有沉浸感、交互性、構(gòu)想性，可以把抽象、復(fù)雜的計算機數(shù)據(jù)空間表示為直觀的、用戶熟悉的實物。利用這種計算機生成的交互式三維環(huán)境，不僅使參與者能夠感到景物或模型十分逼真地存在，而且能對參與者的運動和操作做出實時準(zhǔn)確的響應(yīng)。
二、虛擬現(xiàn)實房地產(chǎn)展示系統(tǒng)的特點
近年來，房地產(chǎn)業(yè)競爭的愈演愈烈，沙盤、模型、表現(xiàn)圖、樣板房等做為房地產(chǎn)展示的傳統(tǒng)手段，已經(jīng)無法滿足消費者和行業(yè)的需要。由于沙盤要經(jīng)過比例縮小，無法以正常人的視角來看到小區(qū)的建筑空間，更無法獲得人身臨其境的感覺。樣板房雖然能給顧客提供真實的房屋空間結(jié)構(gòu)，但是成本太高，造成很大的資源浪費。效果圖它只能提供靜態(tài)局部的視覺體驗。三維動畫雖有較強的三維效果，但觀察者只能按事先規(guī)定好的路線和角度瀏覽固定的內(nèi)容，很被動，信息很不全面。
虛擬現(xiàn)實作為全新的房地產(chǎn)營銷方式已成為房地產(chǎn)企業(yè)節(jié)約宣傳費用，提高宣傳效果的首選途徑，使電子商務(wù)網(wǎng)上售房成為現(xiàn)實，適合大型城市多點銷售甚至改變了現(xiàn)有銷售模式。銷售人員可帶購房者在電腦上的樣板房間虛擬房產(chǎn)展示系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)中漫游，并同時進行有關(guān)戶型相關(guān)信息的實時查詢，使購房者坐在家中能細(xì)細(xì)觀看小區(qū)全貌、房型結(jié)構(gòu)空間布局或者直接從網(wǎng)絡(luò)上進行觀看。
三、虛擬房地產(chǎn)展示系統(tǒng)中的虛擬場景設(shè)計
首先是對整個小區(qū)所處地理環(huán)境進行地形建模，然后在地形上鋪設(shè)道路，利用主干道路將小區(qū)劃分成若干區(qū)塊，確定各片分區(qū)中的主要建筑與景觀，對各區(qū)塊中的主要建筑分別進行三維建模。要選擇有代表性的建筑建模，利用它進行改造可得到其他建筑的模型，然后進行修改即可獲得其他樓的模型。
模型建好之后，需要對各組模型進行有效組織，然后按照平面規(guī)劃圖的位置將其集成到房間模型上，組成總體場景模型。進行場景建模時要充分利用建模技術(shù)，在不大幅削弱場景的逼真性，又降低場景復(fù)雜度，有效減輕場景實時渲染的負(fù)擔(dān)。
虛擬場景模型的優(yōu)化對演示速度影響很大，合理的模型優(yōu)化是虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的實時性的保證。前期如果不對場景的模型進行很好的優(yōu)化，到了制作后期再對模型進一行優(yōu)化時就需要重新回到3DMAX中里重新修改模型，并進行重新烘焙后再導(dǎo)入到VRP場景里，就出現(xiàn)了重復(fù)工作情況，大大降低了工作效率。
通過三維建模得到場景數(shù)據(jù)模型后，需要導(dǎo)入虛擬現(xiàn)實制作軟件中進行互動等設(shè)計。這些工作可以通過漫游引擎來完成，首先要能夠?qū)?shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換到漫游引擎中，然后利用相機控制，使得場景隨用戶視點轉(zhuǎn)移進行變換，還要實現(xiàn)碰撞檢測及時響應(yīng)等，保證系統(tǒng)在虛擬空間漫游時的交互性和真實感。
四、虛擬房產(chǎn)展示系統(tǒng)的主要功能
虛擬房產(chǎn)展示系統(tǒng)主要功能及實現(xiàn)的功能有：
（1）交互式漫游?？梢酝ㄟ^鍵盤控制視點移動和漫游狀態(tài)切換，用戶在漫游時可用鍵盤來控制視點的移動，上下左右鍵或者利用W、S、A、D鍵可控制視點的前進、后退、左平行、右平行。
（2）路徑漫游。系統(tǒng)可以按照指定路徑進行漫游，不加人為干預(yù)，自動對整個場景進行漫游。
（3）多媒體信息功能，包括文字介紹。為了豐富房展的展現(xiàn)手法，可對每一個房間都做了交互功能，當(dāng)瀏覽者進入該房間時，就可以看到與之對應(yīng)的解說，這樣就較好地模擬來一種導(dǎo)游效果，使得該系統(tǒng)更加接近于真實，可用性也更強。文字介紹主要是對房間等做一些簡要的說明，來彌補聲音、圖片等信息表達(dá)的不足。
（4）碰撞檢測功能。碰撞檢測對增強虛擬場景漫游的真實感和逼真感有重要作用。在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，由于用戶的交互和物體的運動，物體間經(jīng)常可能發(fā)生碰撞，此時為保持環(huán)境的真實性，需要及時檢測到這些碰撞，并計算相應(yīng)的碰撞反映，更新繪制結(jié)果，否則物體間會發(fā)生穿透現(xiàn)象，破壞虛擬環(huán)境的真實感和用戶的沉浸感。當(dāng)碰撞發(fā)生時，進行碰撞避免處理。
五、總結(jié)
虛擬現(xiàn)實房地產(chǎn)展示系統(tǒng)與傳統(tǒng)的售樓推介方式相比較，具有明顯優(yōu)勢。它將大大提高項目規(guī)劃設(shè)計的質(zhì)量，降低成本，減少風(fēng)險，加快項目進度，加強各相關(guān)部門的協(xié)調(diào)，極大的提升房地產(chǎn)項目的品質(zhì)，帶來更多的效益。相信隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷發(fā)展，在未來的建筑領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實技術(shù)將有著極其廣泛的前景。
參考文獻(xiàn)：
【1】王龍江 基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的校園漫游系統(tǒng) 山東理工大學(xué)學(xué)報 2007.7
【2】曹彤 虛擬博物館的三維場景構(gòu)造及交互漫游實現(xiàn) 計算機工程與設(shè)計 2007.12
【3】王瑞玲 陳振明等 基于場景建模的虛擬漫游系統(tǒng) 計算機應(yīng)用于軟件 2007.7
第8篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實現(xiàn)范文
關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實 退役方案 優(yōu)化和驗證
中圖分類號：TP312 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（b）-00-02
對核設(shè)施的拆除和清理污染場址是世界各核設(shè)施運營單位面臨的最大難題。應(yīng)對這一全球性的挑戰(zhàn)，各國退役工作者既要制定安全、可靠的退役計劃，又必須兼顧提高效率、降低費用等問題。退役計劃是一項系統(tǒng)工程，需要對各環(huán)節(jié)、技術(shù)方案的個體、整體及相互關(guān)聯(lián)進行反復(fù)對比和推敲，既要利用現(xiàn)有科學(xué)技術(shù)手段，又要創(chuàng)新以達(dá)到最優(yōu)化的退役過程的最優(yōu)化和確保萬無一失。近年來，國外發(fā)達(dá)國家核燃料循環(huán)應(yīng)用研發(fā)中心（如法國CEA、德國Karlsruhe、美國Hanford、英國BNFL等）不斷開展了大量的先進退役應(yīng)用研究工作，無論是從退役方案的性能指標(biāo)，還是從項目經(jīng)濟性角度，借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行退役方案可行性的驗證和優(yōu)化已經(jīng)成為解決復(fù)雜退役難點和退役難題不可或缺的重要手段。法國退役的同行介紹，在各種退役項目中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的認(rèn)可并且被大量的運用。對于核設(shè)施的退役項目，常規(guī)的做法是在二維圖紙基礎(chǔ)上進行退役方案設(shè)計，但針對某些較復(fù)雜的退役項目，采用繪制三維模型在此基礎(chǔ)上再進行方案設(shè)計。但是，借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)解決復(fù)雜的退役項目和退役難點中的關(guān)鍵技術(shù)方案，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在我國目前退役中的使用依然處于較為落后的狀態(tài)。該文將就虛擬現(xiàn)實技術(shù)在退役應(yīng)用中的優(yōu)勢進行淺顯的論述，重點介紹了法國馬庫爾APM軍用生產(chǎn)堆乏燃料后處理中試廠退役項目中的一個高放熱室的退役，借用虛擬現(xiàn)實技術(shù)優(yōu)化退役操作方案和優(yōu)化退役機具方案。
1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)和實現(xiàn)途徑
CEA（法國原子能委員會）目前正在開展借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)對其馬庫爾核燃料循環(huán)研究中心內(nèi)后段的一些退役項目的拆除、清理以及整治改造等活動的操作方案驗證和優(yōu)化，目前開展采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的退役項目有UP1生產(chǎn)堆后處理廠、APM中試廠和PHENIX快堆。CEA于2008年底在馬庫爾創(chuàng)建了沉浸感虛擬現(xiàn)實實驗室（以下簡稱沉浸感實驗室），下屬于LSTD實驗室。通過情景模擬，目的是對退役操作方案和整治的可行性、可達(dá)性進行驗證。該實驗室將為十余個退役項目提供設(shè)計上的技術(shù)支持。
1.1 虛擬現(xiàn)實的建模技術(shù)
建模是對現(xiàn)實對象或環(huán)境的逼近真實的仿真模擬。一般情況下，對象具有靜態(tài)特征，包括位置、方向、材料和屬性等特征，還具有運動特征，它反映對象的運動、行為、約束條件（如碰撞檢測與響應(yīng)）以及力的作用等。虛擬對象的建模意味著對象的靜態(tài)特征和運動特征各個方面的建模，也就是對形狀、外觀、運動學(xué)約束、智能行為和物理特性等方面的建模。通過建模，既可以方便表達(dá)出復(fù)雜的、難以理解的運動學(xué)約束特征，又能夠“試驗”更多不同的退役方案，此外還可用于培訓(xùn)操作人員。
1.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實現(xiàn)方式
退役過程虛擬現(xiàn)實技術(shù)由搭建虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)和建模過程構(gòu)成。待退役設(shè)施的廠房建筑物的三維模型通過激光掃描或照相合成技術(shù)并輔以半自動的擬合軟件獲得，而退役機具的設(shè)備模型由三維造型軟件設(shè)計得到。劑量率的三維空間分布由專用的放射性仿真軟件計算得到。將設(shè)施的三維模型和退役機具的三維模型在虛擬現(xiàn)實平臺上相融合，然后對其進行建模，一方面使對象具有基本的物理特性，另一方面使其遵循特定規(guī)律的運動學(xué)特點。在完成了上述幾何建模、對象虛擬、物理建模和行為建模后，即創(chuàng)建出了退役方案可能的場景，然后通過虛擬現(xiàn)實交互性設(shè)備和立體顯示系統(tǒng)，即可進行操作演練，驗證各種操作過程的可達(dá)性、可行性，該操作方式與真實退役工控機端的操作方式完全一致。劑量率仿真用于優(yōu)化退役操作方式，空間劑量率的分布情況可伴隨上述退役操作方案而動態(tài)變化，以便及時調(diào)整退役方案。
2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在退役項目中的作用
2.1 個人劑量防護的最優(yōu)化
目前，劑量評估的常用方法主要是根據(jù)距離輻射源的遠(yuǎn)近來估算。但對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，輻射源較多的環(huán)境，難以準(zhǔn)確的估算出人員的所受劑量率，從而影響整個方案的工期和預(yù)算。從歐美發(fā)達(dá)國家的退役經(jīng)驗表明，將可視化的虛擬現(xiàn)實與仿真計算相結(jié)合，利用輻射防護計算功能模塊，可以快速計算作業(yè)現(xiàn)場空間任意位置、任意時刻的劑量
率[1-3]，對指導(dǎo)退役方案以及現(xiàn)場實施非常方便有效。
2.2 退役機具設(shè)計方案及操作方案驗證
各退役設(shè)施之間相互存在差異，即便同類型設(shè)施甚至同一設(shè)施內(nèi)的相似廠房環(huán)境也或多或少存在差異。退役方案力求盡可能結(jié)合這些現(xiàn)狀情況，使得退役機具（以下簡稱機具）在選用上要兼顧這些現(xiàn)狀情況，做到一機多用途。因此，借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)就可以在“虛擬機”上驗證機具的適用性，找出可滿足退役項目的現(xiàn)有機具或提出需要進行適應(yīng)性改進的具體技術(shù)要求。這樣可以及早發(fā)現(xiàn)問題，節(jié)省研發(fā)周期及費用。從法國退役項目經(jīng)驗看，機具在研發(fā)過程別是在方案設(shè)計階段，越早發(fā)現(xiàn)和暴露問題，越能夠簡化修改，而他們普遍采用的設(shè)計方法是借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)。借助虛擬現(xiàn)實平臺的沉浸感演示、動作捕捉和力反饋等功能，可以試驗和檢查虛擬機的操作路徑、可維護性和操作的可達(dá)性。通過力反饋設(shè)備的人-機交互碰撞干涉檢查功能，一方面通過定量比選不同拆除方案的拆除路徑的優(yōu)缺點，另一方面通過定量確定碰撞干涉點以確定操作路徑。并在此基礎(chǔ)上規(guī)劃并優(yōu)化拆除路徑、維修路徑，確定拆除范圍和相應(yīng)的拆除方式。
2.3 便于表達(dá)和溝通
通過虛擬現(xiàn)實平臺對退役機具方案及退役遙控操作技術(shù)方案進行情景模擬演示，能夠直觀的呈現(xiàn)方案的整體思路，便于使審管部門、業(yè)主、供貨商及設(shè)計人員之間的溝通和理解。此外，可視化的方式可以暴露“原設(shè)想”方案實施過程中存在的安全隱患和不合理之處。
2.4 制作用于現(xiàn)實遙控操作的控制和監(jiān)視系統(tǒng)的界面
借助VR系統(tǒng)建立的機具模型、環(huán)境幾何模型，和經(jīng)過驗證的操作路徑，在退役實施時還將用于制作機具遙控操作控制和監(jiān)視系統(tǒng)的界面。
3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在APM退役項目中高放熱室退役的應(yīng)用
3.1 414熱室介紹
APM是法國的乏燃料后處理中試廠。1962年開始調(diào)試運行，1997年結(jié)束生產(chǎn)活動關(guān)閉，目前該設(shè)施正在進行清理、去污和拆除工作。414熱室在APM后處理主工藝流程中的作用是化學(xué)首端的取樣、澄清、料液貯存和浸煮。其中主要設(shè)備有溶解器、離心分離機及戽斗流量計等，熱室尺寸為20 m×4 m×6 m，內(nèi)部工藝管線總長約5 km，受污染的設(shè)備管道總重約18 t。退役初態(tài)源項調(diào)查結(jié)果顯示，熱室內(nèi)熱點數(shù)量為16個、周圍劑量當(dāng)量率為20 mSv/h。由于殘留的輻射源活度很高相應(yīng)引起的劑量場水平不允許人工直接拆卸操作，所以退役方案設(shè)計采用偏安全的操作方式―采用遠(yuǎn)距離依靠遙控拆除整個設(shè)備室，但不排除調(diào)整操作方式、優(yōu)化操作方案的可能。對熱室內(nèi)設(shè)備、管道遠(yuǎn)距離遙控拆除機具選擇采用了Maestro―主-從操作方式的電隨動機械臂，需要依賴遠(yuǎn)距離遙控的方式進行。位于414熱室的一側(cè)在設(shè)計之初就預(yù)留有專用通道，頂部設(shè)置了沿水平方向吊車軌道，作為檢查、去污和退役拆除的進出路徑。
3.2 遠(yuǎn)距離遙控操作機具方案
3.2.1 Maestro機械手
遙控遠(yuǎn)距離操作系統(tǒng)由兩部分組成：主手和從手，見圖1（左）所示。Maestro為從動臂，是一種先進的核用遠(yuǎn)距離操作電隨動的主-從式操作的電隨動機械手[4-5]。該手用于完成人員無法進入惡劣環(huán)境下且具有完成一定負(fù)荷和完成精細(xì)化程度較高任務(wù)的操作能力，如核污染區(qū)調(diào)查、維護/整改、切割和去污、清理污染環(huán)境等。Maestro機械手可實現(xiàn)多任務(wù)操作，包括檢查、維護、拆除和清理等。該設(shè)備在復(fù)雜性、靈活性以及操作能力及操作方式方面，具有6個自由度、手臂伸直至2.0 m時可達(dá)105 kg，與同類型機械臂相比較具有突出優(yōu)勢，見圖2。此外，該機械手的控制模式，不僅可用在機器人控制模式（編程預(yù)教導(dǎo)―自動模式內(nèi)），還可由操作者用操縱桿人工控制，既可借助也可不借助力反饋的管理模塊實現(xiàn)。
主手由多關(guān)節(jié)的操作桿及控制系統(tǒng)組成。控制系統(tǒng)采用笛卡爾坐標(biāo)系，且該關(guān)節(jié)臂具有力反饋的功能。主-從操作的隨動控制系統(tǒng)采用TAO2000控制系統(tǒng)。
414熱室的拆除，將是Maestro型機械臂首次被用于從頭到尾拆除一個完整熱室的
案例。
3.2.2 機械手配套運載工裝
承載機械手進入414熱室的配套運載工裝是嚴(yán)格按照414熱室的廠房及工藝設(shè)備布置特點并結(jié)合拆除任務(wù)的要求而設(shè)計的，是非標(biāo)準(zhǔn)化的工裝設(shè)備[6]，設(shè)備方案三維模型簡圖見圖3。圖中箭頭顯示了該吊車式運載工裝的運動學(xué)特性―共有6個自由度，其中包括2個水平方向自由度、2個垂直方向自由度和2個旋轉(zhuǎn)自由度。該套工裝通過位于升降機構(gòu)上的托架承載Maestro從動臂和各種工具頭沿?zé)崾议L度方向上移動，其移動范圍可以覆蓋熱室的各個區(qū)域、角落，長度方向上為20 m，垂直方向上為3 m。運載工裝由水平方向行走機構(gòu)（以下簡稱：大車）、垂直升降機構(gòu)、和車載托架（以下簡稱：小車）組成，另外在大車車體上還有管理Maestro臍帶電纜格架和存放各種功能頭的工具格架。小車具有兩個功能：可以在其上安裝吊籃用于暫時存放拆卸、解體物，也可以安裝夾具用于機械臂切割時握緊被拆除
對象。
運載工裝由原熱室預(yù)留的吊車水平方向軌道由檢修廊Ⅱ區(qū)進入熱室Ⅰ區(qū)，檢修廊用于在此對成套遙控操作設(shè)備進行組裝、檢修和拆卸，遙控操作的控制間設(shè)置在相鄰區(qū)域的廠房Ⅲ區(qū)。目前整套系統(tǒng)已完成工廠驗收，待其在非放廠房內(nèi)進行設(shè)備聯(lián)動冷調(diào)試后，方可進入退役拆除工作（圖3）。
4 結(jié)語
本次采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行退役方案的驗證[7]，是CEA第一次采用該技術(shù)驗證退役方案，同時也是Maestro機械手第一次被應(yīng)用在全遙控拆除整個設(shè)備室的任務(wù)中。為了實現(xiàn)對拆除方案情景模擬，建立具有沉浸感效果并輔以力感、聲效等功能的虛擬現(xiàn)實實驗室，情景模擬使用了廠房、機具及工裝的三維模型、帶有力反饋功能的物理引擎、動作捕捉和具有沉浸感效果的可視化立體演示系統(tǒng)有機結(jié)合，最終實現(xiàn)驗證退役操作方案及機具設(shè)備方案的目的―可達(dá)性、可行性和可維護性。
方案驗證及早發(fā)現(xiàn)和充分暴露問題，并及時在設(shè)計階段做調(diào)整特別是設(shè)備方案，盡量減少制造后的修改工作量甚至翻車的風(fēng)險。通過這次嘗試，體會之一首先是模型的精度。如果模型的精度與現(xiàn)實情況有偏差，機器人或熱室模型的準(zhǔn)確度不足，將無法證實現(xiàn)場使用可否按照方案設(shè)計的步驟和方式實施。體會之二是物理引擎也受到限制，這是由計算機的運算能力決定的。就目前所使用的硬件配置條件看，還不能做到對機器人和整個熱室的物理化模擬如高精度的碰撞檢查和實時的仿真模擬。這也是只能對機器人和受關(guān)注的熱室區(qū)域進行動力學(xué)仿真的原因。體會之三是將輻射防護計算軟件作為插件嵌入虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，通過這種方式，使ALARA優(yōu)化與方案設(shè)計同步進行，大大提高設(shè)計效率和優(yōu)化的程度。體會之四是該系統(tǒng)最初建立的初衷是用于方案驗證和優(yōu)化，但由于模擬器的主-從操作方式與現(xiàn)實情況的主-從操作方式相似以及監(jiān)控界面相同，因此還可以為機具操作人員提供操控培訓(xùn)，訓(xùn)練退役操作人員，告知哪里有輻射源，采用何種操作方案更加安全、合理，盡量避免和降低人員受到輻射
照射。
參考文獻(xiàn)
[1] MERCURAD-3D Simulation Software for Dose Rate Calculation.Canberra Co，Ltd.Application Note.
[2] NARVEOS-A New Tool Supporting ALARA Studies.Euriware Co，Ltd.IAEA Training Course on Decommissioning Dose Assessment & Dose Optimization.2011.
[3] 陳勇.赴法國CEA學(xué)習(xí)培訓(xùn)工作匯報.2006.
[4] Maestro- an Advanced Remote Manipulator System.Cybernetix Co，Ltd.
[5] Large Range of Tools for Remote Manipulator.Cybernetix Co，Ltd.
第9篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實現(xiàn)范文
關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程教育；虛擬現(xiàn)實技術(shù)；技術(shù)運用；遠(yuǎn)程教學(xué)技術(shù)；虛擬教育
虛擬現(xiàn)實技術(shù)又稱“VR技術(shù)”，即VIRTUALREALITY，它是通過利用計算機的相關(guān)軟硬件實現(xiàn)現(xiàn)實世界全真模擬的技術(shù)，同時也是我國遠(yuǎn)程教育中繼計算機網(wǎng)絡(luò)、多媒體等技術(shù)之后被廣泛運用的技術(shù)之一。在虛擬現(xiàn)實技術(shù)中，人們可以通過技術(shù)的模擬，在遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的過程中有更加身臨其境的體會，而這樣的“體會”不僅能夠使得使用者對相關(guān)知識的學(xué)習(xí)有更加深切的領(lǐng)悟，還能使得使用者對自然交互性的需求有更好的滿足。因此，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在我國遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域中的運用與發(fā)展前景是非常廣闊的。根據(jù)較長時間的研究可以得知，目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)療教育、航天航空、體育訓(xùn)練等多個領(lǐng)域的遠(yuǎn)程教育中有較為廣泛的運用，而鑒于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特性，其未來運用到的領(lǐng)域只會不斷的拓展。因此，本文從虛擬現(xiàn)實技術(shù)的內(nèi)涵與特征入手，對遠(yuǎn)程教育中運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行探討與研究是非常有必要的[1]。
1虛擬現(xiàn)實技術(shù)的內(nèi)涵及其特點
1.1虛擬現(xiàn)實技術(shù)的內(nèi)涵
虛擬現(xiàn)實技術(shù)實際上就是一種基于計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的來營造虛擬實際的技術(shù)，這項技術(shù)能夠給使用者制造出非常逼真的模擬環(huán)境，在模擬環(huán)境之下，使用者可以進行各種高級的感知行為，這些感知行為在三維設(shè)備的支持下可以有效實現(xiàn)人機交互，因此，虛擬現(xiàn)實技術(shù)又可以稱之為“臨境”技術(shù)。目前，在虛擬現(xiàn)實技術(shù)中所使用的三維設(shè)備一般有傳感手套以及立體眼鏡，這些設(shè)備可以通過傳感的技術(shù)將使用者在現(xiàn)實生活中的各種動作傳輸給電腦，而電腦中的相關(guān)軟件可以對這些動作進行處理，從而轉(zhuǎn)換成觸覺、聽覺以及視覺來給使用者提供反饋。在這個虛擬的世界中，使用者可以從任意一個喜歡的角度去觀察世界，也可以從任何一個方面去感知現(xiàn)實中可能無法觸及到的事物，而這樣就給遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)提供了更大的可能與更佳的體驗[2]。
1.2虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點
根據(jù)長時間的研究不難發(fā)現(xiàn)，和傳統(tǒng)多媒體技術(shù)相比，虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要有以下幾個特點，分別是交互性、多感知性、自主性以及臨場性[3]。在交互性中，使用者可以實時的通過自身肢體運動、語言甚至是微表情等自然的技能，對虛擬現(xiàn)實技術(shù)營造下的虛擬環(huán)境進行操作，而這樣的操作可以實現(xiàn)機器與人的自然互動，甚至是參與者之間的自然對話。多感知性則是可以使得使用者在傳感設(shè)備與反應(yīng)裝置的支持下，從動覺、聽覺、視覺以及觸覺等多個方面感知虛擬環(huán)境中的多項環(huán)境信息，從而實現(xiàn)讓使用者仿佛身處現(xiàn)實世界的目的。自主性表現(xiàn)在當(dāng)使用者處于虛擬環(huán)境下，虛擬環(huán)境中人物的相關(guān)動作能夠自主的和現(xiàn)實世界人物的動作相匹配且同步，使得虛擬世界中事物的真實性能夠符合一般準(zhǔn)則。臨場性則是讓使用在相關(guān)設(shè)備（數(shù)據(jù)衣、頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套傳感器等）的作用下處于一種隔離的臨界狀態(tài)，在這個隔離狀態(tài)下，使用者可以使得虛擬環(huán)境下自身的動作、聲音隨著現(xiàn)實世界里的變化而變化，而現(xiàn)實世界里的動作與虛擬環(huán)境下相關(guān)內(nèi)容的配合作用，可以讓使用者有非常逼真仿佛身臨其境的感覺。以上4個特性能夠?qū)⑻摂M現(xiàn)實技術(shù)和普通的多媒體技術(shù)很好的區(qū)分開來，與此同時，這4個特性也給使用者通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)在遠(yuǎn)程教育中獲得更好教育效果打下了堅實的基礎(chǔ)。
2遠(yuǎn)程教育中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用研究
2.1遠(yuǎn)程教育中使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)使得學(xué)習(xí)的條件與環(huán)境得到改善
在我國傳統(tǒng)的教育中，學(xué)習(xí)條件一般由教室中的硬件設(shè)施以及學(xué)校發(fā)放的數(shù)倍等組成，其中部分學(xué)科里的實驗與活動課程更是受到了來自場地、天氣、時間等的影響。而在我國傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程教育中，學(xué)習(xí)的條件基本由遠(yuǎn)程教育中老師所提供的視頻決定，其中學(xué)生與老師之間、學(xué)生與學(xué)生之間的互動受到了來自環(huán)境的制約。與此同時，在我國傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程教育中，實驗與實踐等課程基本上是不能實現(xiàn)的。而在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的支持下，傳統(tǒng)教育與傳統(tǒng)遠(yuǎn)程教育中的弊端都可以得到較好的解決。例如，在化學(xué)遠(yuǎn)程教學(xué)中，部分化學(xué)公式的學(xué)習(xí)如果使用實驗進行教學(xué)，那么會給學(xué)生更加直觀的印象，然而在這些實驗中，很大一部分實驗是具有危險性且會受到場地等因素的影響的，這些如果在現(xiàn)實的教學(xué)中進行很可能會給學(xué)生與老師的安全帶來隱患。而在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的支持下，這些問題都不復(fù)存在。因為在虛擬現(xiàn)實技術(shù)下，學(xué)生觀看實驗是通過頭盔顯示器、數(shù)據(jù)衣等設(shè)備進行，這些設(shè)備能夠?qū)嶒炛械默F(xiàn)象通過觸覺、聽覺、視覺等感官傳遞給學(xué)生，并且這些感官都是仿真模擬的，因此不會給學(xué)生的安全造成威脅，也不會受到來自外界環(huán)境的影響。與此同時，在使用相關(guān)設(shè)備是，學(xué)生可以實現(xiàn)對實驗的自主操作，這樣就可以提高學(xué)生遠(yuǎn)程教育中的參與性與體驗性，因此，學(xué)生的學(xué)習(xí)條件與學(xué)習(xí)環(huán)境就得到了較好的改善[4]。
2.2遠(yuǎn)程教育中使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)使得學(xué)習(xí)的資源得到擴充
在我國傳統(tǒng)遠(yuǎn)程教學(xué)中，學(xué)生與老師所使用的資源大部分都來自于課本，少部分來自于學(xué)生與老師的自主學(xué)習(xí)，而在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的支持下，學(xué)生與老師的學(xué)習(xí)與教學(xué)資源能夠得到非常好的擴充。這是因為，目前遠(yuǎn)程教育受到了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與數(shù)據(jù)庫的影響，許多學(xué)習(xí)資源能夠通過學(xué)生的自主查詢工作在學(xué)習(xí)資源庫中非?？旖莸墨@得，并且在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的支持下，這些學(xué)習(xí)資源能夠在學(xué)生的眼前“活”起來，這樣就使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，不僅“知其然”還能“知其所以然”。
2.3遠(yuǎn)程教育中使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)使得學(xué)習(xí)者的技能得到更好的鍛煉
在上文的分析中可以得知，虛擬現(xiàn)實技術(shù)擁有交互性、多感知性、自主性以及臨場性四大特點，因此在遠(yuǎn)程教育中，學(xué)習(xí)者可以利用這四大特點對自己的相關(guān)技能進行鍛煉。例如，在物理學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生可以利用相關(guān)設(shè)備遠(yuǎn)程的進行實驗操作，這樣能就給學(xué)生的實驗考試打下基礎(chǔ)。
3結(jié)論
虛擬現(xiàn)實技術(shù)對遠(yuǎn)程教育的影響不言而喻，相關(guān)人員應(yīng)該加快對相關(guān)技術(shù)的研究，使得虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠盡早的、普遍的運用到遠(yuǎn)程教育之中。
作者:盛欣 王上上 單位:中國美術(shù)學(xué)院上海設(shè)計學(xué)院
參考文獻(xiàn):
[1]亓傳偉，任艷斐.基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的遠(yuǎn)程教育平臺設(shè)計與研究[J].濮陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2013，26（2）：158-160.
[2]楊麗芳.云計算背景下的虛擬現(xiàn)實技術(shù)在遠(yuǎn)程教育中的應(yīng)用研究[J].才智，2015（20）：17.
