虛擬現實技術的實現精選(九篇)

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第1篇：虛擬現實技術的實現范文

關鍵詞：虛擬現實；湖湘文化景區；3ds Max；Zbrush；

中圖分類號：TP319

文獻標識碼：A

文章編號：16727800（2017）004008603

1虛擬景區與旅游

虛擬現實（Virtual Reality，簡稱 VR）也稱靈境技術或人工環境，是一種可創建和體驗虛擬世界的計算機系統，這種系統生成各種虛擬環境，作用于用戶的視覺、聽覺、觸覺，使用戶產生身臨其境的感覺，沉浸其中[1] 。虛擬現實技術的應用領域相當廣泛，目前主要應用于旅游、娛樂、教育、藝術以及軍工等方面。 虛擬景區與虛擬旅游是在現實旅游景觀造型的基礎上，通過模擬仿真來構建一個能使用戶產生沉浸感，并具有交互性的虛擬環境[2]。我國虛擬旅游景區表現形式有3種，分別是二維虛擬旅游景區、三維虛擬旅游景區和 360°全景漫游虛擬旅游景區。與旅游發達國家相比，我國虛擬景區起步較晚，雖然發展速度較快，但整體水平不高，交互性不強，吸引力不夠。目前國內虛擬旅游系統由于在景點還原表現形式上的缺陷，導致旅游系統交互性不強，用戶只能被動接受景點圖片，無法主動對景區進行深入的交互和探索，導致旅游系統對用戶的吸引力大打折扣。

2虛擬旅游系統設計思路 地處衡陽的石鼓書院是湖湘文化的重要發源地，本文以石鼓書院為藍本，設計開發一個虛擬旅游系統，實現傳播湖湘文化的目的。 所謂虛擬旅游系統就是用戶與虛擬旅游景區的交互平臺，除了構建虛擬景區環境外，還需要一個角色在虛擬環境中被用戶控制，通過鼠鍵控制人物視角，遍歷整個旅游景區。本例以3ds MAX軟件構建三維虛擬旅游景區，再加以Unity3D等游戲引擎在電腦中再現現實世界。湖湘文化虛擬旅游系統三維模型設計與實現過程如圖1所示。湖湘文化虛擬旅游系統的實現包括虛擬旅游環境的開發和虛擬交互平臺設計。虛擬旅游環境開發包括模型和三維場景構建；漫游平臺設計包括三維圖形顯示和輸入命令控制。

3虛擬旅游系統模型構建

3.1系統模型構建

3.1.1現場數據資料采集 為了能準確直觀地進行景區建模設計，需要到石鼓書院景區進行實地考察，并對景區重點建筑進行測量，得到場景建筑與建筑之間的距離，建筑的長寬高數據，然后根據采集數據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建筑細節進行拍照，利用3ds MAX中的網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，所以地形模型與現實地形比例應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，從而達到更逼真的效果。 本例中利用百度地圖的準確性，把石鼓書院整個平面圖導入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建。地形包括平坦地形如道路、臺階等，凹凸不規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，是虛擬旅游區景觀中不可或缺的部分，在現實景區中扮演著重要角色，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，以節約系統資源。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，水體為動態水體，需要表現出波紋、漣漪以及倒影等效果，在3ds MAX中運用噪波衰減配合關鍵幀實現波紋運動，產生水面漣漪的效果，在Unity3D中直接創建，再根據需求分別進行渲染3.1.5建筑模型建造 石鼓書院是個古人文景區，建筑皆為古建筑，雕梁繡柱、殿堂樓閣、高臺厚榭、朱甍碧瓦，一些細節如建筑檐角、雕紋等很難在虛擬系統中刻畫還原。 石鼓書院旅游區建筑平面圖采用 AutoCAD完成，然后導入到 3ds MAX 中建模。閣樓內部結構復雜，采用粗略建模。根據閣樓對稱特點，得到閣樓內部基本結構，然后根據采集的景區照片分別對建筑的屋頂、外側門窗、四周屋檐采用精細建模、次精細建模方式。外側面大部分采用精細建模，再在Unity3D中整合。建模過程中模型面數要盡可能精簡，以保證系統流暢運行。3.1.6人物雕像模型建造 人文景區大多有許多雕像，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，得到次模型后再導入3ds MAX中對雕像細節進行調整，使其與現實更逼真。

3.2系統模型優化

由于虛擬旅游系統資源有限，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化。在3ds MAX中，模型的面數對系統流暢程度影響最大，模型的面數越多，系統消耗資源就越大，從而導致游戲流暢度降低，所以模型優化工作之一就是減少模型的面數[3]。 減少面數并不是對模型面數隨意減少，只有那些直接添加材質而沒有貼圖并且看不到的面才能優化，否則會導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據量大、比例不協調等問題。比例協調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調模型間的比例，并適當降低模型的面數。場景三維模型初步建成后，在3ds MAX環境中除去冗余的多邊形，同時調整貼圖模式，減少Vary燈光使用等，通過這些措施優化模型，以達到提高系統運行速度的目的。

4材質及貼圖制作與優化

材質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真實感更加強烈，本例貼圖和材質制作過程包括現場照片采集、處理圖片、貼圖渲染。 石鼓書院屬于古式閣樓建筑，大部分是木質結構，材質相似，而且建筑的部件都是單一材質，無需UVW貼圖。為了減少工作量和系統資源消耗，模型大部分多邊形直接賦予材質球即可。本例先采集建筑物材質照片，然后通過3ds MAX軟件進行材質模擬，得到接近最真實的材質后導出材質球，最后在模型完成后直接賦予材質。小部分使用貼圖方式，如門上的對聯、石碑上的碑文等。 對三維模型賦予材質和貼圖后，需要對模型賦予塌陷命令，將模型轉化為可編輯多邊形，目的是減少建模過程中出現多余的命令，降低內存和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、材質貼圖等固定在模型上，此步驟在模型完成建模與材質賦予之后進行，否則塌陷后模型將不能進行修改。

5引擎設計與實現

模型設計完成后，將其導入Unity3D中實現交互功能。Unity3D是由Unity Technologies開發的可創建互動內容的多平臺綜合游戲開發工具[4]，如三維視頻游戲、建筑可視化、實時三維動畫等類型創建。

5.1模型導入準備工作

由于Unity3D與3ds MAX兩個軟件的開發商不同，模型不能直接從3ds MAX導入到Unity3D中，需要在3ds MAX中進行一些設置，使模型在導入Unity3D后不會出現錯誤。 在軟件3ds MAX導出模型前，需先在3ds MAX中將系統默認單位設置進行修改。3ds MAX中，默認的單位是毫米（mm），而在Unity3D中默認的單位是米（m），兩者相差百倍，如果不進行相應處理，會出現unity中模型非常小的情況。 另外在三維模型導出前，必須在 3ds MAX 中把模型的方向軸 y 軸設置為向上。因為在3ds MAX中，模型的z軸是向上的，而Unity3D中是y軸向上。導出模型前必須確認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文件格式導出，然后導入到Unity 3D軟件中形成虛擬旅游系統場景。

5.2功能實現

虛擬旅游系統包括人機交互、碰撞檢測等功能。人機交互功能是實現漫游的重點，本文使用第一人稱控制角色遍歷虛擬場景，從而實現人機交互。碰撞檢測是控制角色與模型間的物理反應，在Unity3D中，對物體分別添加相應的碰撞器，設置障礙物，當角色遇到障礙物時，不會出現穿插、陷落等bug現象。模擬物體遇到障礙物時的物理反應，如當角色遇到墻壁時不能繼續前進等。 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復選框，使得模型標記為Static，Unity3D會默認這些物體為不移動的靜態物體，然后這些標記為Static的模型會受到場景燈光的影響。接下來修改燈光參數，如光源方向、Bounces 數值、Resolution數值等，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，實現人機交互。

6結語

本虛擬旅游系統借助3ds MAX建模還原虛擬場景，結合Unity3D的虛擬現實交互技術，設計制作了石鼓書院虛擬旅游系統，使景區具有更強的展示效果和視覺表現力，促進公眾關注和了解湖湘文化，實現便捷的互動旅游。

參考文獻：[1]張占龍， 羅辭， 何為，等. 虛擬現實技術概述[J]. 算機仿真， 2005， 22（3）：13.

[2]蔡翊. 基于Unity3d的金絲峽地質公園虛擬旅游系統的研究與實現[D]. 西安：西安科技大學， 2012.

第2篇：虛擬現實技術的實現范文

【關鍵詞】虛擬現實技術;虛擬校園;應用

前言

隨著科學技術的迅猛發展，我們進入到了一個信息和技術多元化的時代，對于21世紀來說，在科學技術界，最具有發展潛力的計算機應用技術要堪稱網絡技術、多媒體技術以及本文中要探究的虛擬現實技術。虛擬現實（Virtual Reality），其英文簡稱為VR，最早是在1989年由美國VPL公司創造的一個新詞。虛擬現實技術主要是利用計算機生成的虛擬環境進行仿真和交互，因此在當今社會，人們對虛擬現實技術給予了高度的重視，并把其成為改變世界未來的重要技術，其地位僅次于互聯網技術。近年來隨著人們對虛擬現實技術的深入研究，其已經被廣泛應用到多種領域，如教育、軍事、建筑設計漫游、醫療以及產品設計等，并且為這些行業的發展帶來了豐厚的經濟效益和社會效益。

對于虛擬現實技術在虛擬校園中的應用也是近幾年來的一個研究熱點。眾所周知，校園文化、學習氛圍對教育的巨大影響及其作用。老師、同學、學友，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遠超出書本所給予我們的。因此在網絡技術的發展推動下，利用虛擬現實技術仿真我們的校園環境是社會發展一大亮點。

一、虛擬現實技術

（一）虛擬現實技術概述

虛擬現實技術（Virtual Reality）是一種綜合性的技術，在計算機領域來說，虛擬現實技術稱得上是一項新技術，它是建立在多種科學技術的基礎上，例如計算機圖形技術、網絡技術、多媒體技術、立體顯示技術、傳感與測量技術、微電子技術、人機交互技術以及仿真技術等多種技術，同時虛擬現實技術也包綜合運用了如光學、數學、力學、機構運動學等各種學科。在虛擬現實技術的實際應用中，人們是利用電腦模擬產生一個三維空間的虛擬世界，從而為使用者提供關于觸覺、視覺、聽覺等多種感官的模擬，讓使用者產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的事物。因此虛擬現實技術的興起，不僅為智能工程的發展提供了新的界面工具，加強了人機交互界面的發展速度，同時還提供了新的描述方法用于各類工程的大規模數據可視化方面。總的說來虛擬實現技術不僅已經對人們的生活產生極大影響，還是21世紀重要的發展學科。

（二）虛擬現實技術的三個主要特征

1.浸沒感（Immersion）

浸沒感又可以稱為臨場感，它是指當使用者身處在模擬環境中時，用戶有一種主人翁的感覺，有真實的存在性。真正理想的虛擬環境，應該達到使用者無法分辨現實與虛擬的目標，用戶在虛擬環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創建的虛擬世界中去，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，不會出現與現實生活中的差別。

2.交互性（Interactivity）

交互性是指使用者身處模擬環境時，其對環境內物體的可操作程度以及觸摸這些物體時得到的自然反應程度。例如，當使用者去品嘗模擬環境中的虛擬飯菜時，鼻子可以聞到飯菜的香味，嘴巴可以品嘗到飯菜的味道。當使用者用手去直接抓模擬環境中虛擬的物體時，手會產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）

虛擬現實技術依據計算機三維建模技術，不僅可以真實再現我們生活中的場景，還可以具有廣闊的可想象空間，能夠不斷拓寬人類的認知范圍，可以隨人們的意愿而構造出客觀不存在環境，甚至是一些現實生活中根本不可能發生的環境，也就是說虛擬現實技術具有較強的想象力。

二、虛擬校園

虛擬現實技術利用計算機生成的三維空間，為人們建造一種虛擬環境，提供人與計算機進行交互的機會，這對于世界的未來發展來說，虛擬現實技術必然會給社會帶來重大變革。隨著虛擬現實技術被廣泛應用于各個領域，極大改變了人們以前的慣，近年來將虛擬現實技術應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在很多高校的使用，例如北京大學、浙江大學、西北大學、上海交通大學、中國人民大學、西南交通大學等高校，都采用VR技術建設了虛擬校園，利用虛擬現實技術已經成為高校發展的一種趨勢。

（一）虛擬校園概述

隨著我國教育體制的不斷改革，我國各大學校紛紛進行調整，尤其是當前的各大高校，出現了多校區模式，而這種模式會給學校的日常管理與規劃帶來很多的不便，再加上我國加大對高校的建設力度，高校的規模也在不斷擴大，這導致其發展建設任務非常巨大，高校的管理迫切需要現代化。隨著信息時代的到來，我們可以利用計算機網絡技術、虛擬現實技術和三維地理信息系統技術在計算機網絡上建構虛擬校園，以三維可視化的界面和虛擬現實場景界面使得虛擬校園中的各種設施和服務都是給人一種身臨其境的感覺，從而對學校的教學、管理、科研以及生活服務等有關信息資源進行統一整合和集成，從而建立一個統一用戶管理、統一權限控制和統一資源管理的現代化校園。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，同時這種虛擬現實技術還可以極大促進遠程教育的發展，最終為數字大學的建設奠定良好的基礎。

（二）虛擬校園建設方案

1.三維場景建模

三維場景建模就是指依靠計算機，將真實環境中的主要建筑物，例如建筑物、路燈、人工湖模型、樹木、規劃綠地等都按照物體的實際尺寸構成一個虛擬環境。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、廣告等多個領域;Auto CAD是一個功能齊全、應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，其三維空間內的建模和渲染功能也日益完善。

2.實時漫游系統設計

實時漫游系統設計就是要對三維場景中實時漫游控制，這個實現過程主要是利用視景開發庫和程序開發語言來完成的。在實時漫游時，我們可以借助虛擬現實建模語言（VRML語言）并結合Java語言、或通過Vega、Virtools等實現。其中虛擬現實建模語言（Virtual Reality Modeling Language，VRML）是虛擬現實技術、Internet技術和多媒體技術這三種新技術的綜合點。虛擬現實建模語言主要由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動中所必需的對象，例如：通道、場景、窗口等，還可以設定我們實時驅動時的對象初始化參數以及它們之間的相互關系。在程序運行過程中，我們可以利用Vega類函數來實現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環境實現虛擬實景進行編輯，從而可以根據需要制作出許多具有不同用途的3D產品，例如我們常見的網際網絡、建筑設計、教育訓練、計算機游戲、交互式電視等。

三、結語

綜上所述，如今虛擬現實技術依靠其巨大優勢受到了我們人類的廣泛認可與高度評價，在未來的發展中，虛擬現實技術還將會繼續影響我們的生活，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建心中所想的事物。因此虛擬現實技術必然會成為改變未來社會發展的一大科學技術。

參考文獻

[1]張志安.基于VR技術的虛擬校園系統的設計與實現[J].光子學報.2011（05）.

第3篇：虛擬現實技術的實現范文

關鍵詞：現代教育技術；虛擬現實；教學模式；教育應用

引言

新一輪的信息革命將深刻地改變傳統行業，逐漸克服技術難題之后，5G通信技術、人工智能技術、虛擬現實技術都得到了長足的發展，研究者們開始關注虛擬現實技術的應用，它在現代教育領域的運用成了矚目的焦點。

1現代教育技術的特點和發展趨勢

現代教育技術是把現代教育理論應用于教育、教學實踐的現代教育手段和方法的體系。它以實現教學過程、教學資源、教學效果、教學效率的最優化為目的[1]。它的現代化體現在教學設計現代化、教學手段現代化、教學媒體現代化。隨著現代教育科學和現代信息技術的飛速發展，現代教育技術和教育聯系緊密，它增加了信息傳遞的方式與方法，提升了教學效果與效率。現代教育技術與普通教育技術沒有本質區別，突出”現代”一詞的目的是要更多地關注現代科學技術的相關問題，吸納新的科學技術成果和思維方式，凸顯教育技術的時代特色。目前，教育技術在教育中的應用可以按照技術特點大致分為以下5類：（1）基于傳統媒介（如書本、圖片、畫冊、黑板、模型、實物、小型展覽）的常規教學模式；（2）基于視聽技術（計算機技術）的多媒體教學模式；（3）基于衛星通信技術的遠距離教學模式；（4）基于因特網等網絡技術的網絡直播教學模式；（5）基于三維仿真技術的“虛擬現實”的教學模式。隨著現代信息技術的快速發展，許多新技術被用到教育教學實踐中，豐富了現代教育技術的內涵。現代教育技術突破了傳統教育方式，正朝著多媒體化、網絡化、信息化、教育技術應用模式多樣化和遠程教育普及化的趨勢發展[2]。而“虛擬現實”的教學模式，具有多種教學模式的優勢，試想一個場景——分散在世界各地學習者穿戴著虛擬現實設備，匯集到一個共同的虛擬社區，在這里自由交流與學習——這種美好的愿景并不遙遠。

2虛擬現實的概念及特征

虛擬現實是一項融合了計算機圖形技術、多媒體技術、傳感器技術、人機交互技術、網絡技術、立體顯示技術、心理學及仿真技術等多種科學技術發展起來的計算機綜合技術[3]。虛擬現實技術有三大基本特征：沉浸感、交互性和想象力，它強調人在虛擬現實技術中的主導作用[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境中，根據環境傳遞的信息以及自身沉浸在系統的行為，通過自己的邏輯判斷、聯想等思維過程，想象虛擬現實系統中并未直接呈現的畫面和信息。近年來，科技不斷發展，信息量呈爆炸式增長，虛擬現實技術能有效地提高信息傳播和教學效率。虛擬實現的特性符合現代教育技術對提高教學水平的要求。

3虛擬現實技術在教學中的運用途徑

3.1自主學習

虛擬現實提供了一種嶄新的交互方式，學生可以通過眼睛、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，給與學習者全新的體驗：在這個虛構的學習場景中，真實與虛擬模糊了邊界，理論知識和實踐操作同時進步。虛擬現實模擬的環境大體可以分為三個層次：（1）“顯示現實”，還原真實的環境，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、危險的化學實驗室等；（2）“模擬現實”，模擬現實中不存在的環境、特殊條件下才會產生的事物，如仿真訓練、模擬訓練等；（3）“創造現實”，突破現實的制約，想象力有多大，創造力就有多大，一切現實法則都可以在虛擬空間中被顛覆，給學生發揮創造力的機會，把好的創想在虛擬空間中盡情展現。

3.2虛擬實驗室

虛擬實驗室是虛擬現實技術的一大創新，學生可以在其中自由實驗，動手操作，觀察各種實驗反應，擺脫常規實驗室的局限。在虛擬物理實驗室中，學生可以虛擬出各種物理現象，實驗效果直觀可見；可以看見現實中看不到的磁場，理解磁場變化的原理；可以感受橋梁大廈的建造與崩塌，分析其中的力學原理。身處虛擬生物實驗室內，可以仔細觀察人體組織的切片結構，各種骨骼結構也變得清晰透明。在虛擬化學實驗室中，學生可以遠離現實實驗室的各種危險，安全地操作天平、砝碼，觀察燃燒、爆炸等反應現象；在虛擬地理實驗室中，學生可以進行地震和火山爆發等實驗，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生們最喜愛的場所。

3.3技能訓練

虛擬現實沉浸感和互動性的特性，可以使學習者全身心進入學習狀態，在安全的虛擬環境中反復練習，不斷試錯，直到熟練掌握技能。例如，在虛擬射擊培養體系中，學生可以重復射擊，提高反應能力，學習不同的掩體情況下的射擊方法，直到熟練掌握。運用VR技術可以使醫務工作者反復操練，保障手術訓練的實效。在教學技能訓練方面，與傳統微格教室相比，在虛擬教室中，師范生可以自由選擇面對的學生人數，克服上臺教學的畏懼心理。但是值得注意的是，真實的情景也是技能訓練不可或缺的內容，需要合理安排虛擬現實學習和真實情景練習，找到它們之間的平衡點，最大化利用虛擬現實技術的優勢。

4虛擬現實教育應用的展望

虛擬現實技術正處于高速發展階段，它會給教育帶來巨大的變革，未來的虛擬現實系統能夠與通信技術、大數據技術、人工智能技術等前沿科技緊密結合。在虛擬教育社區，每個學習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。人工智能虛擬學伴可以為學習者提供全程的學習規劃指導，制定個性化的培養方案；學習者的成長軌跡全程被記錄在虛擬世界之中，通過物聯網技術制作的可穿戴設備，學習者的身體健康狀況也可以被詳實記錄。數字虛擬世界和真實世界共同培養人才，這正是未來智慧教育的圖景

第4篇：虛擬現實技術的實現范文

關鍵詞：虛擬現實；環境藝術設計

在人類文明的歷程里，展示藝術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，計算機行業發展迅速，多媒體技術、虛擬現實技術和網絡技術已經得到了大量的應用。展示方式也產生了天翻地覆的變化，它已經從傳統單一的形式轉向成一種綜合性設計。隨著虛擬現實技術的高速發展，它已經逐漸地接近我們。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，網絡會展的出現受到了人們的歡迎，它彌補了實物會展的不足，發揮了非常大的作用。如今許多景點都做了這樣的系統，給人們更好的體驗。

1 虛擬技術的概述

虛擬現實技術是跨越多媒體技術、網絡技術和建筑動畫及技術的一門綜合性非常強的技術。從某種程度上來看，他繼承了網絡、多媒體、人工智能、圖形學進等最新技術的發展成果。中國對虛擬現實技術的研究早在20世紀90年代就開始了，較早開展此項技術試驗的研究中心等在虛擬現實技術視覺接口方面取得了突飛猛進的成果，虛擬現實技術已經設計出了以電腦為基礎的虛擬顯示系統，實現了先進的演示方式。開設了虛擬建筑環境實時漫游系統，與此同時，除場景演示外，這項技術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，完成了虛擬現實中的軟件接口及體視圖。

虛擬現實技術具有構想性、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境，從而在最高程度上達到使用者和展示品的最好交流。

近幾年來，展示藝術設計在中國發展迅速，人們的需求隨著物質生活水平的提升進一步提高。人們在建立物質生活中更能代表自己的精神家園。藝術是將公眾和提高城市文化品位聯系在一起的關鍵。展示藝術的界限是建筑的內外空間，它涉及的學科非常廣泛，涉及范圍也大，涵蓋了室內和室外兩種空間組合設計。展示藝術涉及是一個非常復雜的系統工程，它和一般的藝術創作不同，是在尊重現實條件和自然環境的基礎智商，運用科學合理的方法，對環境進行創造和改善，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

全景圖像技術是目前發展最快且最流行的新視覺藝術，它將圖像處理全景攝影技術作為基礎，通過相機環繞進行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，再通過計算機技術實現全方位互動式觀察，將真實場景還原后展示給觀眾。全景圖像技術從嚴格意義上說并不屬于三維技術，也不算真正的虛擬現實技術，但是通過全景圖像技術帶給人們真實的現場感與交互感是虛擬現實技術的標準之一，因此它常被稱作是準虛擬現實技術。由于全景圖像技術較為簡單，耗費成本也較低，目前被廣泛地應用在場景展示中。

1.2 三維顯示技術

立體三維顯示技術的目標是使人具有身臨其境的逼真感，這也是虛擬技術的核心技術之一。想要逼真的模擬視覺功能，主要依賴于三維顯示技術的圖像處理能力與理解能力。三維顯示技術主要有兩種，一種是通過軟件三維制作，現實與平面顯示器中的三維圖像，另一種是基于硬件技術在空間中展示出來的三維圖像。第一種技術實際上就是軟件技術，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；第二種技術實質上是硬件技術，如空氣成像技術、多通道投影技術。空氣成像技術是最近研發出的相對高端的硬件技術，可以實現空氣中呈現立體影像，同時具有觸控感應交互性。多通道投影技術可是實現放映環幕影像放映。[2]

2 虛擬現實技術在現代展示藝術中的藝術表現

虛擬現實藝術是典型的藝術和科學的結合，是一種新媒體表現形式。虛擬現實技術的相關手段強有效地彌補了傳統二維展示設計而被動觀察的缺點，展示了視覺語言有一個縱深的擴展。虛擬現實展示的最大優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，增強產品的表現力，讓參觀者更加有效理解參觀品的性質。在展示藝術中，在很大程度上幫助了設計者，從而給藝術領域帶來新的表現手法。[3]

虛擬現實技術所體現出的藝術性一方面應用于數字影像。影像是一種非物質話的圖像，但同時這種影像又在模擬顯示物質環境，甚至已經超越現實構建新物質環境，這種現實與虛擬的變換常常引發人們的思考，這本身就是一種藝術。另一方面，通過基于現實又超過顯示的表現，能夠表現出一種讓人沉浸在其中的非常真實的三維效果。與傳統技術對比完全不同。虛擬的顯示技術更加側重于感官的真實性，通過模擬真實性對整體色彩對比與光影再次進行統一，加深氣氛的渲染和情感的宣泄，增強其藝術特點。[4]

3 現代展示藝術的虛擬現實化發展趨勢

基于目前的科學技術水平而言，虛擬現實技術還是一項新興的技術，此項技術在現代展示藝術中的應用也處于初步階段。盡管虛擬現實技術在現代展示藝術中的應用尚未成熟，但是從現階段看，其應用水平已經表現出獨特的優勢與發展前景。它所帶來的不僅是展示藝術視覺效果的革命，更是前所未有的全新交換式體驗。[4]

虛擬現實技術與展示設計的結合，不僅實現了展示對象表達方式的動態化與多元化，讓觀眾能夠身臨其境地感受展品，可以讓觀眾親自設計與操作，增強其對展品的理解。虛擬現實化在現代展示藝術中的應用是科技與藝術的完美融合，它擁有著前所未有的創造性，使人與機器、人與人之間的交互更加合理。

4 結語

人的認識活動以感覺為起點，不但能夠認識客觀事物的各種性質，而且感覺也是心理活動和意識的主要依據，人腦通過這種方式直接與外界相聯系，而虛擬現實技術正是運用這一原理來滿足人類需求的。作為目前網絡多媒體技術應用的熱點之一，虛擬展示形式在一些發達國家的諸多行業里面得到大量的應用，并且已經產生了巨大的經濟效益。虛擬展示在各大領域都扮演著重要的角色，而在當今的產品展示以及各種商業設計展示中，虛擬現實技術則發揮著強大而獨特的作用。

參考文獻：

[1] 趙明，李明璐.虛擬現實技術在現代展示藝術方面的運用[J].房地產導刊，2014（15）：39.

[2] 龔麗婷.淺談高新科技在現代展示設計中的應用――以虛擬現實技術為例[J].科教導刊（電子版?下），2015（3）：149+174.

[3] 孟凡超.淺析虛擬現實技術在現代展示藝術中的應用[J].天津美術學院學報，2012（2）：76.

第5篇：虛擬現實技術的實現范文

關鍵詞：虛擬現實；VRML；網站

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1003-2851（2011）09-0-01

虛擬現實技術(簡稱VR)，它融合了計算機圖形學、數字圖像處理、傳感器技術、多媒體技術等多個學科的知識。它的出現，實現了人機的三維交互，目前廣泛的應用航天、物理實驗和建筑等領域。

一、虛擬現實技術的特征

虛擬現實技術特征有：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的現在，有些技術還達不到。

（二）交互性。就是可以身臨其境和虛擬世界進行交互，如控制生產過程和實驗過程等等，從而發現問題，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，一切的感覺和現實沒有區別。

（四）想象性。因為虛擬現實本身就是做虛擬場景的，當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技術的組成

VR技術由軟件和硬件組成。

（一）VR技術的軟件方面。VR技術應用到的軟件技術有：建模軟件、模型驅動和編程軟件。

（二）VR技術的硬件方面。VR技術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、三維立體聲音生成裝置等。

三、VRML與開發工具

VRML(Virtual Reality Modeling Language)是一交互式三維空間的虛擬現實建模語言。通過VRML編程可以實現和虛擬場景的交互，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語言的插件的網絡瀏覽器進行解析。精簡的文本格式的程序文件，在網上傳送非常快捷，搭建網絡虛擬校園網站就是其應用之一。

VRML編程時，節點Node technology用于定義虛擬場景中三維模型，其它節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開發設計專業軟件，支持VRML97標準。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文件向導，可以幫助開發人員編寫和自己的VRML虛擬現實作品。另外，它提供的插件功能也能方便地完成VRML模型創建。

四、虛擬校園網站實現

（一）設計

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，實現校園的交互性、沉浸感和構想性。要實現的目標是：訪問者通過鼠標或者鍵盤的操作，在校園里進行漫游，并可以實現仰視、俯視和改變視點的效果，可實現推門、移動物品等行為。

（二）程序編制

1、鏈接子場景文件。我們知道，場景過大時會導致系統速度變慢，所以，我們通常用內聯節點（inline）來實現子場景之間的鏈接。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。場景要實現動畫的功能，就需要創建內外部場景。如訪問者到門口的時候，要實現打開的效果，而且還要實現進門后關門的效果，這就需要創建一個觸發器的節點，由rount(路由節點)來鏈接開門和關門的動作。

3、重復場景解決。場景中有重復場景時，可以使用DEF和USE節點來復制場景。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VRML頁面和HTML網頁的鏈接。

程序代碼如下：

進入VRML場景

第6篇：虛擬現實技術的實現范文

關鍵詞：城市規劃；虛擬現實技術；應用

中圖分類號：G710 文獻標識碼：A 文章編號：1003-2851（2012）04-0236-03

一、虛擬現實技術的介紹

1.什么是虛擬現實技術

隨著計算機技術的不斷發展，虛擬現實技術成為近年來計算機軟件技術的一項新興技術。由于虛擬現實技術的直觀性很強，能在電腦上進行模擬仿真，比平面圖像更能說明問題，并且更具有經濟性，即省時間由省人力，能夠廣泛的為各個領域所運用。可以說虛擬現實技術給社會發展帶來的便捷將使其能夠大顯其道，虛擬現實技術的運用也是近年來的發展方向。

虛擬現實技術按照維度虛擬程度的不同分為三維虛擬技術和全維度虛擬技術。全維度虛擬技術是目前國外在虛擬仿真領域的研究，其研究內容是使虛擬技術完全脫離三位維度而向一個全立體虛擬環境發展。中國目前運用最為廣泛的是三維虛擬技術。而三維虛擬技術的運用正是本文重點論述的內容。

三維虛擬技術屬于三維圖形技術行列。三維圖形技術分為兩大類，一是三維虛擬技術；二是三維動畫技術，兩者都用于模擬真實世界和想象世界。由于兩者的應用原理不同，其應用領域也大不相同。

三維動畫技術采用的是傳統的計算機動畫，采用關鍵幀的方式制作，先進行三維預渲染，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，所以三維動畫技術被廣泛運用于電影、廣告等預先設計好的演示。

在此我將重點論述三維虛擬技術在城市規劃領域的應用和研究，之所以以此作為論題是由于三維虛擬技術在城市規劃上的應用最為廣泛，隨著時代的不斷進步，社會對城市建設、城市規劃的要求越來越高。網絡社會的概念不斷加強，三維虛擬技術能夠更好更便捷的為我們城市規劃建設服務。這種技術適應了社會現代化的要求，使虛擬仿真技術很好地運用在城市規劃設計上，為我們的城市建設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劃方案，能從早期發現問題解決問題。

由于三維虛擬技術的虛擬仿真性，使其更多運用在城市規劃建設的工作中。這一技術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領域以及城市建設的其他領域起到的作用不斷加大，為城市建設事業帶來更多收獲。

2.三維虛擬技術的發展歷程

三維虛擬技術屬三維行業領域。三維行業在中國的起步時間是上世紀九十年代。自98年看是到現今其經歷了一個擴張時期，這是三維行業在中國市場大放異彩。目前在中國的三維行業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，其中以城市建筑領域的運用最早也最為廣泛。

最早的三維技術實現平臺是由美國的Autodesk公司開發的3d Studio Max軟件。此軟件是一款基于PC系統的三維動畫渲染和制作軟件。早期的三維技術在中國建筑領域的運用由于技術原因有很大的局限性，三維技術只能實現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技術的不斷完善以及日益多元化的創作手段的出現，三維技術在建筑業所起的作用也日益增強。目前實現三維技術的主流軟件主要有：3ds Max、Maya、Softimage/XSI、Lightwave3D、Cinema4D、PRO-E、Rhino（Rhinoceros犀牛）等。由于三維技術的日益完善以及它所帶來的強大的經濟效應，三維虛擬技術的概念也日漸成熟。

三維虛擬技術是三維動畫技術的一種，與三維動畫技術的區別在于三維虛擬技術還具備三維動畫技術所沒有的實時性和交互性。三維虛擬技術是虛擬仿真技術的一種，是局限在三維空間之下的一種虛擬仿真，而虛擬仿真技術的另一種全維度虛擬仿真也被稱之為虛擬現實技術。這種技術出現在20世紀末期，它的出現引起了人們的廣泛關注。目前國外正在對此領域進行深入研究，我將在國外研究部分做出論述。

3.國內在虛擬仿真領域的研究以及存在問題

三維虛擬技術目前在建筑領域的運用有城市漫游動畫、建筑漫游動畫、房地產漫游動畫、小區瀏覽動畫、樓盤漫游動畫、三維虛擬樣板房、樓盤3D動畫宣傳片、地產工程投標動畫、建筑概念動畫、房地產電子樓書、房地產虛擬現實等動畫制作。

三維虛擬技術在我國城市規劃、城市建設的發展前景是不可估量的。由于三維虛擬技術的不斷發展，它既能帶給觀賞者身臨其境的感覺；又能模擬尚未實現或準備實施的項目的完成效果。從單一的幾何模型到復雜的動態形象，不論是道路、橋梁、隧道、立交橋、街景、夜景、景點、市政規劃、鄉村規劃、鄉村形象展示、數字化鄉村、虛擬鄉村、鄉村數字化工程、園區規劃、場館建設、機場、車站、公園、廣場、報亭、郵局、銀行、醫院、數字校園建設等都可以通過三維虛擬技術得以實現。

由三維虛擬技術和現代信息科學技術帶給中國經濟的發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世紀的信息主流源。

二、虛擬現實技術在城市規劃領域的應用

1.城市規劃簡述

城市規劃指的是一個城市在一段時期內的發展計劃的設定，它研究的是一個城市在未來的一個發展動向，這其中包含了對城市地區的合理布局、城市的各項工程建設的合理部署。它是城市建設和城市管理的重要組成部分，也是城市建設和城市管理的重要依據。一個城市的三個重要管理階段是:城市規劃、城市建設和城市運行，而城市規劃則是三個管理階段中的龍頭。

2.城市規劃領域使用三維虛擬技術的必要性

在這個以知識經濟為核心的信息時代，計算機科學技術已成為全世界公認的本世紀最主要和最核心的科學技術，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。它在城市規劃和城市建筑領域的作用更是不容小覷，隨著網絡技術的不斷發展與成熟，計算機輔助設計技術在建筑行業中的應用得到了進一步普及。

在城市規劃領域使用三維虛擬技術的必要性將從兩個方面進行：①是從城市規劃建設方面來看對三維虛擬術應用的必要；②是從城市規劃管理方面來看對三維虛擬技術應用的必要。

①是從城市規劃建設方面來看對三維虛擬技術應用的必要首先，我們必須要了解城市規劃建設在設計上的設計內容。城市建設設計內容主要有：城市宏觀設計、城市中觀設計、城市微觀設計三個層次。

城市的宏觀設計指的是對城市的格局和形態的設計，具體為城市的整體分布、城市的功能組團、環境保護、土地利用等。在設計上更加注重城市的關鍵性特征和自然景觀構成。在進行城市宏觀設計時，評估的重點是看能否創造高素質城市環境和優美的城市視野，以此來鑒定城市宏觀設計的成功與否。

城市中觀設計是指設計城市空間與城市建筑之間的關系；具體內容有：用地布局、建筑設計、地標物建設、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計。城市中觀設計的內容與宏觀設計的內容相輔相成，是中觀設計更加注重城市的視覺質量、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調、具體環境的設計與美化等。

在計算機運用上要解決城市建設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、微觀三個層次的內容，具體而言就是：一是三維地形的顯現；二是城市密度、容積率的顯現；三是大面積三維建筑的顯現。四是能速重繪畫面進行實時仿真。而針對以上的要求，三維虛擬仿真技術都能夠一一實現，文章在前面具體分析了三維虛擬技術的技術性能。并且可以看出，目前來看運用三維虛擬技術進行城市規劃設計適應了時代性和科技性的趨勢。

下面我們看看三維虛擬技術在城市規劃建設上的具體應用。

三維虛擬技術在城市規劃建設上的具體應用按地形而分可以歸為三類：一是局部地區城市設計研究；二是大范圍城市問題研究；三是區域規劃研究。

一是局部地區城市設計研究

城市設計的核心是研究建筑形體和空間要素之間的關系協調，從對城市的環境表現、具體建筑形體刻畫、整體模型處理和后續功能研發等方面來看運用三維虛擬仿真技術在制作時再合適不過了。

我們針對城市商務中心區的設計研究來具體說明問題，城市商務中心區設計是屬于典型的城市局部地區設計，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，我們再根據現有照片、地形原有的平面、立面等圖紙資料進行交通設施、環境小品的建模，在三維虛擬技術環境下能夠高仿真建模，并且設置VEGA的漫游環境、添加動態模型等工作，最后將制作出的模型文件調入VEGA完成漫游。

二是大范圍城市問題研究

以新城區建設為例，新城區的建設規劃范圍更加廣泛，在建立三維仿真時重點應在規劃功能的設計開發上。

針對新城區三維仿真的主要功能應該有：方案替換、模型修改（ 高度修改、位置調整等）、矢量規劃數據疊加分析、日照陰影分析。其中還包括目前的仿真軟件無法實現在漫游過程中的動態陰影的實現。

值得慶幸的是目前國內的以遙感為基礎的仿真軟件彌補了技術上的不足，運用此軟件不僅可以實現在固定觀測點上表現建筑在不同時間陰影變化的功能，而且也能夠實現地理屬性查詢。

三是區域規劃研究

在進行區域規劃的仿真時我們將遙感應用和三維仿真技術結合運用，這樣我們就可以實現建立以衛星影像為數據的城區漫游，在數字高程模型的基礎上進行區域地區漫游的制作，這樣既不影響對區域原有面貌的觀看，又能再此基礎上進行區域建設和改造，并且能實時對比，運作時即高效又準確，這樣的技術結合給我們的城市規劃提供了直觀而又客觀的分析手段。

②是從城市規劃管理方面來看對三維虛擬技術應用的必要

三維虛擬技術已經運用到城市建設的方方面面，城市規劃作為可視化技術需求最為迫切的領域之一,虛擬現實技術在其諸多方面有著廣泛的應用和發展前景，三維虛擬技術提供了非常直觀、準確、現時性強的城市規劃資料，這為城市建設發展、提高城市管理水平、提升城市規劃設計提供了強而有力的依據。

可以說，在城市規劃領域對三維虛擬技術的應用是時代的召喚、是技術的支持，三維虛擬技術是城市建設所必不可少的關鍵性技術。

三、從上海世博會對虛擬現實技術的運用來看未來虛擬現實技術在城市規劃領域的發展

1.上海世博會網上世博簡介

2010年的上海世博會區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實技術實現了網絡同步的網上世博會。通過2008年中國北京奧運會場館的建設，中國的建筑漫游動畫創作的發展速度越來越快，并且在國內得到了廣泛的傳播。2010年上海世博會再次使中國的建筑漫游動畫得到發展和創新的機會。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，使其得到飛速發展。更由于此次世博會的一大亮點是首次舉辦網上世博會，通過網上媒介，全面引入互聯網的傳播方式，采用交互設計和多媒體技術等手段，這更加體現出當下互聯網的強大以及建筑動畫漫游的進步神速。

2.網上世博會的緣起與構架

網上世博會，全稱網上中國2010年上海世博會，它是指通過互聯網技術、三維技術、多媒體技術，通過虛擬和現實相結合的方式把上海世博會上展示的內容呈現于互聯網上，搭建出一個能夠進行網絡體驗和實時互動的世博會網絡平臺。網上世博會是上海世博會的重要組成部分，是實體世博會的導引、補充與延伸，是上海世博會的兩大亮點之一。

能夠實現網上世博會這樣的創舉是由于網絡科技時代的蓬勃發展以及三維數字技術的不斷進步。網絡和三位數字技術的完美結合給予上海世博會全新的展現舞臺，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了真正意義上的全球化。

首屆網絡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。通過網上平臺吸引全球公眾參與世博會，使無法親臨食博會現場的觀眾借由網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文化遺產長期保留，是舉辦此界網上世博會的三大原因。

網上世博會的架構由基礎平臺和網上展館兩部分構成。基礎平臺由組織者搭建，內容包括門戶網站、網上園區、基本功能等，網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。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上，可實現其它更加豐富的功能和特效，網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及手段延伸和拓展參展方網上展館所希望表達的意境和理念。二者相輔相成，完美呈現網上的世博會。

與普通網站相比，網上世博會的區別在于它能夠提供給觀眾全面的三維視覺體驗，網頁游客能夠主動操控三維圖像的角度。網上世博會的整個展示內容其中包括，世博園區、世博園片區、展館外觀、展館內景以及主要展項等都將進行三維數字化的制作。

與普通網站的最大區別在于網上世博會可以將組織者的建設內容和參展者的建設內容二者共存于一個平臺之上。也就是說網上世博會具有“全球共建”的特點。

3.三維數字化技術實現了網上世博

由于虛擬現實技術的先進性，使實體世博園區中的建筑、道路、綠化、設施等通過三維虛擬技術在網絡上實現了虛擬再現。在網上模擬的天空、云彩、太陽、燈光、裝飾、材質等效果通過CG技術在制作，使模擬效果很好地接近真實場館的場景。展現在網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和鍵盤操作就能夠輕松實現旋轉、升高降低的操作，在進行鳥瞰時也也可以通過放大、縮小來調整的場景范圍，獲得全方位的空間體驗。展項展示是網上世博會的有一大亮點，通過網絡，游客能夠進入場館和展項發生近距離的互動，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場不能觸碰的展項，在網絡上可以實現參觀者的觸碰愿望。參觀者還可以自由的旋轉縮放感興趣的物品，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，并且發表點評。

網上世博會的虛擬拓展空間可以由參展者根據自己的意念記性無限制的設計開發，由于不受現實空間的限制，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揮的空間。

網上世博會由于運用了數字化技術作為包裝，它展示了數字化技術神奇的魅力，也使我們的實體世博會區別以往世博會的不同，使其大放異彩，網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、結論和展望

從2000年的悉尼奧運會場館設計到2008年北京奧運會的成功舉辦再到2010年上海世博會的網上世博會亮點的產生，三維仿真虛擬現實技術正在朝向越來越先進的領域發展，特別是它在城市建設及城市規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、交通分析指揮、城市建設管理等方面，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實技術對城市進行管理和規劃。

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運用于城市建設方面也已經取得了一定的研究成果，而利用三維虛擬仿真技術的方面是輔助城市重要地段的建設以及大范圍的城市設計研究。例如在北京商務中心區、上海浦東開發區、深圳福田中心區的規劃中均進行了城市三維仿真技術的初步嘗試，并取得了較好的效果。

三維虛擬仿真技術的主要作用在于以城市現貌為基點，融合規劃方案后模擬項目實現后的城市景觀，并且能夠進行多角度動態審視，全面評估城市設計的規劃方案，這為城市規劃建設和領導決策提供了更為直觀、可靠、科學的技術手段。

將三維虛擬仿真技術運用于城市規劃建設的優點與好處在于：

①提高了城市設計規劃方案的設計和修正效率；

②豐富了城市問題的研究角度；

③提高了城市建設項目的評估質量；

④提高了城市建設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，國外虛擬仿真技術顯出其極大的優勢，國內正在迎頭趕上。從目前我國對三維虛擬仿真技術的運用而言，可以看出我國的三維仿真技術發展水平已經有相當不錯的程度。從三維仿真技術在我國城市規劃上的運用的效果來看，三維仿真技術在我國城市規劃中的應用前景是非常廣闊的，而且我們相信，三維仿真技術會使城市規劃產生技術性的革新，會極大地拓展和豐富城市規劃的工作思路。

參考文獻

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[4]申蔚，虛擬現實技術的理論、實現及應用[J].首都經濟貿易大學學報,2001.

第7篇：虛擬現實技術的實現范文

關鍵詞：虛擬現實技術；房地產；展示

一、 引言

虛擬現實技術（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。它具有沉浸感、交互性、構想性，可以把抽象、復雜的計算機數據空間表示為直觀的、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確的響應。

二、虛擬現實房地產展示系統的特點

近年來，房地產業競爭的愈演愈烈，沙盤、模型、表現圖、樣板房等做為房地產展示的傳統手段，已經無法滿足消費者和行業的需要。由于沙盤要經過比例縮小，無法以正常人的視角來看到小區的建筑空間，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構，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定好的路線和角度瀏覽固定的內容，很被動，信息很不全面。

虛擬現實作為全新的房地產營銷方式已成為房地產企業節約宣傳費用，提高宣傳效果的首選途徑，使電子商務網上售房成為現實，適合大型城市多點銷售甚至改變了現有銷售模式。銷售人員可帶購房者在電腦上的樣板房間虛擬房產展示系統的設計與實現中漫游，并同時進行有關戶型相關信息的實時查詢，使購房者坐在家中能細細觀看小區全貌、房型結構空間布局或者直接從網絡上進行觀看。

三、虛擬房地產展示系統中的虛擬場景設計

首先是對整個小區所處地理環境進行地形建模，然后在地形上鋪設道路，利用主干道路將小區劃分成若干區塊，確定各片分區中的主要建筑與景觀，對各區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，在不大幅削弱場景的逼真性，又降低場景復雜度，有效減輕場景實時渲染的負擔。

虛擬場景模型的優化對演示速度影響很大，合理的模型優化是虛擬現實系統的實時性的保證。前期如果不對場景的模型進行很好的優化，到了制作后期再對模型進一行優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入到VRP場景里，就出現了重復工作情況，大大降低了工作效率。

通過三維建模得到場景數據模型后，需要導入虛擬現實制作軟件中進行互動等設計。這些工作可以通過漫游引擎來完成，首先要能夠將數據模型轉換到漫游引擎中，然后利用相機控制，使得場景隨用戶視點轉移進行變換，還要實現碰撞檢測及時響應等，保證系統在虛擬空間漫游時的交互性和真實感。

四、虛擬房產展示系統的主要功能

虛擬房產展示系統主要功能及實現的功能有：

（1）交互式漫游。可以通過鍵盤控制視點移動和漫游狀態切換，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。系統可以按照指定路徑進行漫游，不加人為干預，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手法，可對每一個房間都做了交互功能，當瀏覽者進入該房間時，就可以看到與之對應的解說，這樣就較好地模擬來一種導游效果，使得該系統更加接近于真實，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。在虛擬現實系統中，由于用戶的交互和物體的運動，物體間經常可能發生碰撞，此時為保持環境的真實性，需要及時檢測到這些碰撞，并計算相應的碰撞反映，更新繪制結果，否則物體間會發生穿透現象，破壞虛擬環境的真實感和用戶的沉浸感。當碰撞發生時，進行碰撞避免處理。

五、總結

虛擬現實房地產展示系統與傳統的售樓推介方式相比較，具有明顯優勢。它將大大提高項目規劃設計的質量，降低成本，減少風險，加快項目進度，加強各相關部門的協調，極大的提升房地產項目的品質，帶來更多的效益。相信隨著虛擬現實技術的不斷發展，在未來的建筑領域，虛擬現實技術將有著極其廣泛的前景。

參考文獻：

【1】王龍江  基于虛擬現實技術的校園漫游系統  山東理工大學學報  2007.7

【2】曹彤  虛擬博物館的三維場景構造及交互漫游實現    計算機工程與設計 2007.12

【3】王瑞玲  陳振明等  基于場景建模的虛擬漫游系統    計算機應用于軟件  2007.7

第8篇：虛擬現實技術的實現范文

關鍵詞：虛擬現實 退役方案 優化和驗證

中圖分類號：TP312 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（b）-00-02

對核設施的拆除和清理污染場址是世界各核設施運營單位面臨的最大難題。應對這一全球性的挑戰，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工程，需要對各環節、技術方案的個體、整體及相互關聯進行反復對比和推敲，既要利用現有科學技術手段，又要創新以達到最優化的退役過程的最優化和確保萬無一失。近年來，國外發達國家核燃料循環應用研發中心（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用研究工作，無論是從退役方案的性能指標，還是從項目經濟性角度，借助虛擬現實技術進行退役方案可行性的驗證和優化已經成為解決復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，虛擬現實技術已經得到了廣泛的認可并且被大量的運用。對于核設施的退役項目，常規的做法是在二維圖紙基礎上進行退役方案設計，但針對某些較復雜的退役項目，采用繪制三維模型在此基礎上再進行方案設計。但是，借助虛擬現實技術解決復雜的退役項目和退役難點中的關鍵技術方案，虛擬現實技術在我國目前退役中的使用依然處于較為落后的狀態。該文將就虛擬現實技術在退役應用中的優勢進行淺顯的論述，重點介紹了法國馬庫爾APM軍用生產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，借用虛擬現實技術優化退役操作方案和優化退役機具方案。

1 虛擬現實技術和實現途徑

CEA（法國原子能委員會）目前正在開展借助虛擬現實技術對其馬庫爾核燃料循環研究中心內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化，目前開展采用虛擬現實技術的退役項目有UP1生產堆后處理廠、APM中試廠和PHENIX快堆。CEA于2008年底在馬庫爾創建了沉浸感虛擬現實實驗室（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、可達性進行驗證。該實驗室將為十余個退役項目提供設計上的技術支持。

1.1 虛擬現實的建模技術

建模是對現實對象或環境的逼近真實的仿真模擬。一般情況下，對象具有靜態特征，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）以及力的作用等。虛擬對象的建模意味著對象的靜態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，既可以方便表達出復雜的、難以理解的運動學約束特征，又能夠“試驗”更多不同的退役方案，此外還可用于培訓操作人員。

1.2 虛擬現實技術的實現方式

退役過程虛擬現實技術由搭建虛擬現實系統和建模過程構成。待退役設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并輔以半自動的擬合軟件獲得，而退役機具的設備模型由三維造型軟件設計得到。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。將設施的三維模型和退役機具的三維模型在虛擬現實平臺上相融合，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律的運動學特點。在完成了上述幾何建模、對象虛擬、物理建模和行為建模后，即創建出了退役方案可能的場景，然后通過虛擬現實交互性設備和立體顯示系統，即可進行操作演練，驗證各種操作過程的可達性、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變化，以便及時調整退役方案。

2 虛擬現實技術在退役項目中的作用

2.1 個人劑量防護的最優化

目前，劑量評估的常用方法主要是根據距離輻射源的遠近來估算。但對于結構復雜，輻射源較多的環境，難以準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算。從歐美發達國家的退役經驗表明，將可視化的虛擬現實與仿真計算相結合，利用輻射防護計算功能模塊，可以快速計算作業現場空間任意位置、任意時刻的劑量

率[1-3]，對指導退役方案以及現場實施非常方便有效。

2.2 退役機具設計方案及操作方案驗證

各退役設施之間相互存在差異，即便同類型設施甚至同一設施內的相似廠房環境也或多或少存在差異。退役方案力求盡可能結合這些現狀情況，使得退役機具（以下簡稱機具）在選用上要兼顧這些現狀情況，做到一機多用途。因此，借助虛擬現實技術就可以在“虛擬機”上驗證機具的適用性，找出可滿足退役項目的現有機具或提出需要進行適應性改進的具體技術要求。這樣可以及早發現問題，節省研發周期及費用。從法國退役項目經驗看，機具在研發過程別是在方案設計階段，越早發現和暴露問題，越能夠簡化修改，而他們普遍采用的設計方法是借助虛擬現實技術。借助虛擬現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性。通過力反饋設備的人-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。并在此基礎上規劃并優化拆除路徑、維修路徑，確定拆除范圍和相應的拆除方式。

2.3 便于表達和溝通

通過虛擬現實平臺對退役機具方案及退役遙控操作技術方案進行情景模擬演示，能夠直觀的呈現方案的整體思路，便于使審管部門、業主、供貨商及設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 制作用于現實遙控操作的控制和監視系統的界面

借助VR系統建立的機具模型、環境幾何模型，和經過驗證的操作路徑，在退役實施時還將用于制作機具遙控操作控制和監視系統的界面。

3 虛擬現實技術在APM退役項目中高放熱室退役的應用

3.1 414熱室介紹

APM是法國的乏燃料后處理中試廠。1962年開始調試運行，1997年結束生產活動關閉，目前該設施正在進行清理、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首端的取樣、澄清、料液貯存和浸煮。其中主要設備有溶解器、離心分離機及戽斗流量計等，熱室尺寸為20 m×4 m×6 m，內部工藝管線總長約5 km，受污染的設備管道總重約18 t。退役初態源項調查結果顯示，熱室內熱點數量為16個、周圍劑量當量率為20 mSv/h。由于殘留的輻射源活度很高相應引起的劑量場水平不允許人工直接拆卸操作，所以退役方案設計采用偏安全的操作方式―采用遠距離依靠遙控拆除整個設備室，但不排除調整操作方式、優化操作方案的可能。對熱室內設備、管道遠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，需要依賴遠距離遙控的方式進行。位于414熱室的一側在設計之初就預留有專用通道，頂部設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 遠距離遙控操作機具方案

3.2.1 Maestro機械手

遙控遠距離操作系統由兩部分組成：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境下且具有完成一定負荷和完成精細化程度較高任務的操作能力，如核污染區調查、維護/整改、切割和去污、清理污染環境等。Maestro機械手可實現多任務操作，包括檢查、維護、拆除和清理等。該設備在復雜性、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105 kg，與同類型機械臂相比較具有突出優勢，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（編程預教導―自動模式內），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。

主手由多關節的操作桿及控制系統組成。控制系統采用笛卡爾坐標系，且該關節臂具有力反饋的功能。主-從操作的隨動控制系統采用TAO2000控制系統。

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格按照414熱室的廠房及工藝設備布置特點并結合拆除任務的要求而設計的，是非標準化的工裝設備[6]，設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個旋轉自由度。該套工裝通過位于升降機構上的托架承載Maestro從動臂和各種工具頭沿熱室長度方向上移動，其移動范圍可以覆蓋熱室的各個區域、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（以下簡稱：大車）、垂直升降機構、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留的吊車水平方向軌道由檢修廊Ⅱ區進入熱室Ⅰ區，檢修廊用于在此對成套遙控操作設備進行組裝、檢修和拆卸，遙控操作的控制間設置在相鄰區域的廠房Ⅲ區。目前整套系統已完成工廠驗收，待其在非放廠房內進行設備聯動冷調試后，方可進入退役拆除工作（圖3）。

4 結語

本次采用虛擬現實技術進行退役方案的驗證[7]，是CEA第一次采用該技術驗證退役方案，同時也是Maestro機械手第一次被應用在全遙控拆除整個設備室的任務中。為了實現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有機結合，最終實現驗證退役操作方案及機具設備方案的目的―可達性、可行性和可維護性。

方案驗證及早發現和充分暴露問題，并及時在設計階段做調整特別是設備方案，盡量減少制造后的修改工作量甚至翻車的風險。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實情況有偏差，機器人或熱室模型的準確度不足，將無法證實現場使用可否按照方案設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注的熱室區域進行動力學仿真的原因。體會之三是將輻射防護計算軟件作為插件嵌入虛擬現實系統中，通過這種方式，使ALARA優化與方案設計同步進行，大大提高設計效率和優化的程度。體會之四是該系統最初建立的初衷是用于方案驗證和優化，但由于模擬器的主-從操作方式與現實情況的主-從操作方式相似以及監控界面相同，因此還可以為機具操作人員提供操控培訓，訓練退役操作人員，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

[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學習培訓工作匯報.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：虛擬現實技術的實現范文

關鍵詞：遠程教育；虛擬現實技術；技術運用；遠程教學技術；虛擬教育

虛擬現實技術又稱“VR技術”，即VIRTUALREALITY，它是通過利用計算機的相關軟硬件實現現實世界全真模擬的技術，同時也是我國遠程教育中繼計算機網絡、多媒體等技術之后被廣泛運用的技術之一。在虛擬現實技術中，人們可以通過技術的模擬，在遠程學習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知識的學習有更加深切的領悟，還能使得使用者對自然交互性的需求有更好的滿足。因此，虛擬現實技術在我國遠程教育領域中的運用與發展前景是非常廣闊的。根據較長時間的研究可以得知，目前虛擬現實技術已經在醫療教育、航天航空、體育訓練等多個領域的遠程教育中有較為廣泛的運用，而鑒于虛擬現實技術的特性，其未來運用到的領域只會不斷的拓展。因此，本文從虛擬現實技術的內涵與特征入手，對遠程教育中運用虛擬現實技術進行探討與研究是非常有必要的[1]。

1虛擬現實技術的內涵及其特點

1.1虛擬現實技術的內涵

虛擬現實技術實際上就是一種基于計算機技術和網絡技術的來營造虛擬實際的技術，這項技術能夠給使用者制造出非常逼真的模擬環境，在模擬環境之下，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備的支持下可以有效實現人機交互，因此，虛擬現實技術又可以稱之為“臨境”技術。目前，在虛擬現實技術中所使用的三維設備一般有傳感手套以及立體眼鏡，這些設備可以通過傳感的技術將使用者在現實生活中的各種動作傳輸給電腦，而電腦中的相關軟件可以對這些動作進行處理，從而轉換成觸覺、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實中可能無法觸及到的事物，而這樣就給遠程學習提供了更大的可能與更佳的體驗[2]。

1.2虛擬現實技術的特點

根據長時間的研究不難發現，和傳統多媒體技術相比，虛擬現實技術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，對虛擬現實技術營造下的虛擬環境進行操作，而這樣的操作可以實現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備與反應裝置的支持下，從動覺、聽覺、視覺以及觸覺等多個方面感知虛擬環境中的多項環境信息，從而實現讓使用者仿佛身處現實世界的目的。自主性表現在當使用者處于虛擬環境下，虛擬環境中人物的相關動作能夠自主的和現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則。臨場性則是讓使用在相關設備（數據衣、頭盔顯示器、數據手套傳感器等）的作用下處于一種隔離的臨界狀態，在這個隔離狀態下，使用者可以使得虛擬環境下自身的動作、聲音隨著現實世界里的變化而變化，而現實世界里的動作與虛擬環境下相關內容的配合作用，可以讓使用者有非常逼真仿佛身臨其境的感覺。以上4個特性能夠將虛擬現實技術和普通的多媒體技術很好的區分開來，與此同時，這4個特性也給使用者通過虛擬現實技術在遠程教育中獲得更好教育效果打下了堅實的基礎。

2遠程教育中虛擬現實技術的運用研究

2.1遠程教育中使用虛擬現實技術使得學習的條件與環境得到改善

在我國傳統的教育中，學習條件一般由教室中的硬件設施以及學校發放的數倍等組成，其中部分學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。而在我國傳統的遠程教育中，學習的條件基本由遠程教育中老師所提供的視頻決定，其中學生與老師之間、學生與學生之間的互動受到了來自環境的制約。與此同時，在我國傳統的遠程教育中，實驗與實踐等課程基本上是不能實現的。而在虛擬現實技術的支持下，傳統教育與傳統遠程教育中的弊端都可以得到較好的解決。例如，在化學遠程教學中，部分化學公式的學習如果使用實驗進行教學，那么會給學生更加直觀的印象，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，這些如果在現實的教學中進行很可能會給學生與老師的安全帶來隱患。而在虛擬現實技術的支持下，這些問題都不復存在。因為在虛擬現實技術下，學生觀看實驗是通過頭盔顯示器、數據衣等設備進行，這些設備能夠將實驗中的現象通過觸覺、聽覺、視覺等感官傳遞給學生，并且這些感官都是仿真模擬的，因此不會給學生的安全造成威脅，也不會受到來自外界環境的影響。與此同時，在使用相關設備是，學生可以實現對實驗的自主操作，這樣就可以提高學生遠程教育中的參與性與體驗性，因此，學生的學習條件與學習環境就得到了較好的改善[4]。

2.2遠程教育中使用虛擬現實技術使得學習的資源得到擴充

在我國傳統遠程教學中，學生與老師所使用的資源大部分都來自于課本，少部分來自于學生與老師的自主學習，而在虛擬現實技術的支持下，學生與老師的學習與教學資源能夠得到非常好的擴充。這是因為，目前遠程教育受到了網絡技術與數據庫的影響，許多學習資源能夠通過學生的自主查詢工作在學習資源庫中非常快捷的獲得，并且在虛擬現實技術的支持下，這些學習資源能夠在學生的眼前“活”起來，這樣就使得學生在學習過程中，不僅“知其然”還能“知其所以然”。

2.3遠程教育中使用虛擬現實技術使得學習者的技能得到更好的鍛煉

在上文的分析中可以得知，虛擬現實技術擁有交互性、多感知性、自主性以及臨場性四大特點，因此在遠程教育中，學習者可以利用這四大特點對自己的相關技能進行鍛煉。例如，在物理學習過程中，學生可以利用相關設備遠程的進行實驗操作，這樣能就給學生的實驗考試打下基礎。

3結論

虛擬現實技術對遠程教育的影響不言而喻，相關人員應該加快對相關技術的研究，使得虛擬現實技術能夠盡早的、普遍的運用到遠程教育之中。

作者:盛欣 王上上 單位:中國美術學院上海設計學院

參考文獻:

[1]亓傳偉，任艷斐.基于虛擬現實技術的遠程教育平臺設計與研究[J].濮陽職業技術學院學報，2013，26（2）：158-160.

[2]楊麗芳.云計算背景下的虛擬現實技術在遠程教育中的應用研究[J].才智，2015（20）：17.