虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點(diǎn)精選(九篇)

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第1篇：虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點(diǎn)范文

[關(guān)鍵詞]虛擬現(xiàn)實 工業(yè)旅游

隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,涉及計算機(jī)圖形技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)等領(lǐng)域的虛擬現(xiàn)實技術(shù)在近階段同樣高速發(fā)展。虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過計算機(jī)模擬出一個三維的虛擬世界,為用戶提供視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬,令用戶如同身臨其境。由于虛擬現(xiàn)實技術(shù)所具有的突出特性,目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)已廣泛應(yīng)用在軍事、醫(yī)療、教育、文化、航天、水利、城市規(guī)劃等方面,無形中改變著我們的工作、學(xué)習(xí)、生活的方式,因此也成為學(xué)者們當(dāng)前關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。

工業(yè)旅游是伴隨城市化和工業(yè)化高速發(fā)展而產(chǎn)生的,是融合知識、觀光、休閑的一種旅游項目。工業(yè)旅游在滿足大眾好奇心的同時,也可以宣傳企業(yè)文化、提升企業(yè)形象,隨著工業(yè)旅游的深入發(fā)展,將來也可以成為企業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。工業(yè)旅游最早出現(xiàn)在西方,人們把倒閉、廢棄的工礦企業(yè)重新進(jìn)行改造,轉(zhuǎn)變成為工業(yè)博物館、景觀公園、藝術(shù)表演場地、設(shè)計公司的辦公場所等現(xiàn)代實用場所,逐漸發(fā)展成為工業(yè)遺產(chǎn)旅游。隨著工業(yè)遺產(chǎn)旅游的發(fā)展,旅游開始進(jìn)入生產(chǎn)經(jīng)營中的工業(yè)企業(yè),從而形成現(xiàn)在完整的工業(yè)旅游概念。我國在經(jīng)歷了幾十年的工業(yè)高速發(fā)展后,工業(yè)企業(yè)逐步成熟,對于工業(yè)旅游的認(rèn)識不斷深入,近年來越來越多的工業(yè)企業(yè)開始加入到工業(yè)旅游中,并呈現(xiàn)出一種快速增長的趨勢。

一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)涉及了多種學(xué)科的技術(shù),綜合利用了多種先進(jìn)技術(shù)裝備,具有如下三個主要的特點(diǎn)

1. 沉浸性。指用戶感覺完全置身于虛擬世界中,被虛擬世界所包圍。由于虛擬現(xiàn)實技術(shù)提供的多感知性,用戶不僅具有常見的視覺、聽覺感知,還具有觸覺感知、嗅覺感知、運(yùn)動感知等。通過多感知性,使用戶沉浸于虛擬世界中,由被動的觀察者成為主動的參與者,參與虛擬世界的活動。

2. 交互性。在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中,交互性的實現(xiàn)相比以往的人機(jī)交互方式有了巨大的改變,不再像以往那樣完全依賴于鍵盤、鼠標(biāo),借助于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)殊的硬件設(shè)備,人與虛擬現(xiàn)實世界可以通過自然的方式進(jìn)行交互,例如人的走動、頭的轉(zhuǎn)動、手的移動等等。

3. 想象性。虛擬現(xiàn)實技術(shù)不僅可以虛擬構(gòu)建真實存在的環(huán)境,還可以構(gòu)建人們的想象空間,從而去體現(xiàn)設(shè)計者的思想,實現(xiàn)一定的目標(biāo)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)為人類認(rèn)識世界提供了一種全新的方法和手段,為人類去探索和研究已知以及未知的問題提供了新的方法及思路。

充分利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)所具有的鮮明特點(diǎn),在工業(yè)旅游中發(fā)揮虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢,從而完善、促進(jìn)工業(yè)旅游。

二、增強(qiáng)工業(yè)旅游中知識的傳播與普及

在工業(yè)旅游過程中,工業(yè)企業(yè)或多或少都會對工業(yè)企業(yè)的制造流程、制造工藝進(jìn)行一定的介紹,但是由于制造流程、制造工藝涉及的知識專業(yè)性、理論性較強(qiáng),有些很難通過講解員的講解完全說明,并且很多機(jī)器設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)也是無法直接觀察到的,因此目前的講解方式還不能十分有效的進(jìn)行知識傳播。但是通過虛擬現(xiàn)實技術(shù),就可以完全解決這些問題,通過對廠房、機(jī)器設(shè)備的虛擬構(gòu)建,在計算機(jī)的虛擬平臺上就可以構(gòu)建任何我們需要的部件,不僅可以渲染動畫進(jìn)行工作原理、工作流程的介紹,還可以提供計算機(jī)終端設(shè)備供參觀者模擬操作,從而極大提高知識的普及和傳播。

三、增強(qiáng)工業(yè)旅游中的沖擊力、感染力

由于虛擬現(xiàn)實技術(shù)是以計算機(jī)平臺為基礎(chǔ)的,因此通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)生成的虛擬環(huán)境、虛擬模型都可以利用計算機(jī)的圖形技術(shù)進(jìn)行畫面的優(yōu)化,從而為參觀者呈現(xiàn)出精美絢麗的畫面。在擁有了優(yōu)質(zhì)畫面的前提下,充分發(fā)揮計算機(jī)多媒體技術(shù)的優(yōu)勢,聲覺、觸覺等設(shè)備營造出完整地虛擬現(xiàn)實環(huán)境將給予參觀者多感官的刺激,帶給參觀者強(qiáng)勁的沖擊力、感染力。

四、增強(qiáng)工業(yè)旅游過程中的安全性

在工業(yè)企業(yè)中,總是有些區(qū)域是具有一定危險性的。在參觀過程中,由于人員數(shù)量多,人員的組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜,增加了工業(yè)企業(yè)管理上的難度。而利用虛擬現(xiàn)實技術(shù),可以在實地參觀中避開潛在危險區(qū),通過在虛擬廠區(qū)系統(tǒng)中模擬游覽來替代實地參觀,從而徹底避免危險情況的發(fā)生,增強(qiáng)工業(yè)旅游的安全性。

五、增強(qiáng)工業(yè)旅游企業(yè)的宣傳方式

通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)完成了虛擬廠區(qū)的整個系統(tǒng)之后,可以利用系統(tǒng)在多種途徑進(jìn)行知識傳播和企業(yè)宣傳。例如:在多媒體放映廳進(jìn)行大屏幕播放、裝載在單機(jī)上供使用者單機(jī)操作、還可以通過互聯(lián)網(wǎng)使普通民眾在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行瀏覽操作、通過系統(tǒng)導(dǎo)出數(shù)據(jù)刻錄在光盤等媒介后,用戶可以在個人電腦上進(jìn)行瀏覽?？偠灾?虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以極大豐富工業(yè)企業(yè)現(xiàn)有的宣傳方式。

六、增強(qiáng)工業(yè)旅游企業(yè)的規(guī)劃管理能力

通過擴(kuò)展系統(tǒng)功能,可以為工業(yè)企業(yè)提供一個全三維可視化的規(guī)劃管理系統(tǒng)平臺,在管理系統(tǒng)中工業(yè)企業(yè)可以對廠區(qū)的改建、擴(kuò)建規(guī)劃方案進(jìn)行可視化的評估論證,為規(guī)劃方案的修改完善提供有力的支持。同時對于廠區(qū)中的地下管線等隱蔽設(shè)備,通過系統(tǒng)可以進(jìn)行可視化的管理,從而極大提高地下管線等隱蔽設(shè)備的管理、維護(hù)水平。

本文從虛擬現(xiàn)實技術(shù)入手,對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在工業(yè)旅游方面的應(yīng)用進(jìn)行了闡述,結(jié)合虛擬現(xiàn)實的技術(shù)特點(diǎn)對它在工業(yè)旅游應(yīng)用中的優(yōu)勢進(jìn)行了初步的介紹,對于虛擬現(xiàn)實技術(shù)在工業(yè)旅游中更深入的應(yīng)用,有待于以后的研究。隨著工業(yè)旅游的不斷發(fā)展,虛擬現(xiàn)實技術(shù)的進(jìn)步,虛擬現(xiàn)實技術(shù)與工業(yè)旅游的結(jié)合必將更加緊密,推動工業(yè)旅游更加蓬勃的發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

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第2篇：虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點(diǎn)范文

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù)；建筑景觀設(shè)計；應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是當(dāng)今世界使用范圍非常廣的一門高科技技術(shù)，它是一種利用計算機(jī)生成虛擬世界，并使人們進(jìn)行虛擬體驗沉浸到虛擬環(huán)境中的計算機(jī)仿真系統(tǒng)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是仿真技術(shù)與計算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)接口技術(shù)、多媒體傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的幾何。它能夠通過視覺、聽覺、嗅覺、味覺以及觸覺等多種感覺進(jìn)行實時模擬和交互，并在多個方面都有應(yīng)用，例如醫(yī)療、航空、交通、教育、文化、城市設(shè)計及建筑等，對社會進(jìn)步和人們生活質(zhì)量的提高起到很大的促進(jìn)作用。它具有沉浸性、交互性和想象性三個特點(diǎn)。

1虛擬現(xiàn)實技術(shù)的分類

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一項劃時代的技術(shù)。根據(jù)其“沉浸”程度和交互程度的差異，可以分為四種類型。

1.1沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)

該系統(tǒng)是一種比較高級的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，它能夠為用戶帶來置身于真實世界的體驗，使用戶沉浸其中。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是沉浸性高，缺點(diǎn)是價格昂貴。

1.2桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)

該系統(tǒng)將計算機(jī)屏幕作為用戶與虛擬世界產(chǎn)生交集的工具。它的設(shè)備是初級圖形工作站或個人計算機(jī)，采用自然交互技術(shù)、立體圖形等，產(chǎn)生三維立體空間的交互場景。該系統(tǒng)技術(shù)簡單、實用性強(qiáng)、成本低，因此應(yīng)用較為廣泛。

1.3增強(qiáng)式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)

該系統(tǒng)能使用戶既可以看到真實的世界，也可以看到疊加在真實世界上的虛幻因素。也就是說同時將真實與虛幻結(jié)合起來，創(chuàng)造出似真似幻、亦真亦幻的世界。

1.4分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)

該系統(tǒng)是將在不同位置的用戶或?qū)⒍鄠€虛擬世界通過網(wǎng)絡(luò)連接起來，實現(xiàn)資源和信息共享的系統(tǒng)。它是虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用的新境界。

2虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑景觀設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢

虛擬現(xiàn)實技術(shù)這一概念從提出到現(xiàn)在，雖然只有短短的不到二十年時間，但卻為人類各個領(lǐng)域的發(fā)展開辟了廣闊的天地。其中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑景觀設(shè)計中有著非常明顯的優(yōu)勢。

2.1能夠創(chuàng)造虛擬世界

虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠創(chuàng)造和體現(xiàn)虛擬世界。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于建筑景觀設(shè)計中，能夠使設(shè)計過程可視化，建筑師能夠產(chǎn)生一種正在身處設(shè)計場地的感覺，并對建筑物的布局、功能、優(yōu)缺點(diǎn)等有詳細(xì)的了解，從而設(shè)計出更加科學(xué)的圖紙。

2.2擁有強(qiáng)大的圖形處理能力

虛擬現(xiàn)實技術(shù)擁有強(qiáng)大的計算與圖形處理能力。它最大的特點(diǎn)是能夠脫離原物體而對其視覺、嗅覺、聽覺等進(jìn)行具體表現(xiàn)。例如在對已經(jīng)被毀壞的建筑群進(jìn)行復(fù)原設(shè)計時，就可以利用該技術(shù)對這些已經(jīng)不存在的建筑進(jìn)行復(fù)原。

2.3能夠?qū)?fù)雜的施工方案進(jìn)行計算

利用該技術(shù)能夠在虛擬環(huán)境下對待建場地、周圍場景、機(jī)械設(shè)備、結(jié)構(gòu)構(gòu)件等進(jìn)行創(chuàng)造，形成三維模型，并且模型具有動態(tài)性能。然后使模型進(jìn)行虛擬的模擬操作，如此即可對復(fù)雜的施工方案中的具體情況進(jìn)行觀察，并對不合理的地方進(jìn)行修改。

3虛擬現(xiàn)實技術(shù)中制約其在建筑景觀設(shè)計中的應(yīng)用因素

1）在目前的技術(shù)條件下，所使用設(shè)備的性能及種類等都遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到虛擬現(xiàn)實技術(shù)所定義的標(biāo)準(zhǔn)，使得虛擬現(xiàn)實技術(shù)的許多功能都無法實現(xiàn)。而且所使用的設(shè)備及軟件等價格昂貴，在許多建筑院校都經(jīng)費(fèi)缺乏的情況下，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用受到了限制。2）虛擬現(xiàn)實技術(shù)是與計算機(jī)緊密相連的，因此在進(jìn)行應(yīng)用時，會涉及到一些非常專業(yè)的計算編程方面的知識。但絕大部分建筑設(shè)計人員并沒有計算機(jī)編程的基礎(chǔ)，而專業(yè)的編程人員又對建筑方面的知識一知半解，限制了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用。3）虛擬現(xiàn)實技術(shù)的一部分理論的算法并不是很成熟及完善，阻礙了它的應(yīng)用。例如快速生成立體圖的技巧、虛擬圖像生成的算法等。而且一部分實時效果的實現(xiàn)并不理想，例如對光照的模擬。此外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的專業(yè)性過強(qiáng)，與傳統(tǒng)的計算機(jī)輔助建筑設(shè)計工具并沒有實現(xiàn)很好的連接。4）雖然現(xiàn)階段提倡建設(shè)信息化和數(shù)字化社會，但建筑學(xué)院的教學(xué)中對數(shù)字建筑和信息建筑的教學(xué)水平較低，大部分都停留在傳統(tǒng)繪圖或CAAD制圖階段，相應(yīng)的使用虛擬技術(shù)進(jìn)行繪圖及設(shè)計的課程并不多見，并且對相關(guān)的計算機(jī)技術(shù)等也沒有系統(tǒng)的介紹。

4虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑景觀設(shè)計中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑景觀設(shè)計中的應(yīng)用是多方面的，例如文化遺產(chǎn)的復(fù)原、新型建筑物的設(shè)計、城市規(guī)劃、建筑教育以及其他方面的使用。

4.1文化遺產(chǎn)的復(fù)原

文化遺產(chǎn)一般由于經(jīng)歷了漫長的歷史的風(fēng)霜雨雪，因此變得殘破甚至消失。虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上對文化遺產(chǎn)的原貌進(jìn)行修復(fù)，或?qū)σ呀?jīng)消失的文化遺產(chǎn)進(jìn)行創(chuàng)造，使人們能夠看到它們當(dāng)時的風(fēng)貌。例如在對殘破的古村落進(jìn)行修復(fù)時，可按照以下流程進(jìn)行。

4.2新型建筑物的設(shè)計

新型建筑物設(shè)計是相對于建筑復(fù)原而言的。新型建筑物的設(shè)計既要進(jìn)行形象的空間思維，又要將用戶的感受考慮進(jìn)去。而且一旦開始施工所產(chǎn)生的成本都是不可逆轉(zhuǎn)的，因此對設(shè)計的準(zhǔn)確性提出了很高的要求。虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠創(chuàng)造出一個真實的場景，使設(shè)計師產(chǎn)生一種身在待建場地的感覺，極大的增加了設(shè)計的準(zhǔn)確性、科學(xué)性及可行性，同時節(jié)省了時間及設(shè)計成本，并提高了設(shè)計質(zhì)量。

4.3城市規(guī)劃

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用非常廣泛，例如制作大比例尺的城市模型、對城市的環(huán)境及規(guī)劃進(jìn)行考慮等。在城市規(guī)劃中使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，能夠?qū)⒏鞣N設(shè)計方案與現(xiàn)實環(huán)境融入起來，且能夠觀察出設(shè)計方案對現(xiàn)實環(huán)境的影響，從而對方案的合理性及科學(xué)性進(jìn)行評估，最終縮短設(shè)計時間、節(jié)約設(shè)計成本，同時提高設(shè)計的可行性及建成之后的美觀度。此外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)還在建筑教育以及其他領(lǐng)域都有較為廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)了這些領(lǐng)域的發(fā)展。

5結(jié)語

綜上所述，虛擬現(xiàn)實技術(shù)對各個行業(yè)的發(fā)展都起著重要的推動作用。但目前該技術(shù)受自身一些缺陷及技術(shù)方面的制約，使其作用的發(fā)揮受到阻礙。因此要加大對相關(guān)技術(shù)及設(shè)備的研究力度，使虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠更好的為社會進(jìn)步和人們生活質(zhì)量的提高做出自己的貢獻(xiàn)。

作者:曹曉麗 潘穎 單位:蘭州文理學(xué)院數(shù)字媒體學(xué)院

參考文獻(xiàn)

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第3篇：虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點(diǎn)范文

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

中圖分類號：P64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

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

一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述

1概念

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

2優(yōu)點(diǎn)

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

3應(yīng)用條件

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

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

1虛擬現(xiàn)實技術(shù)對地下水流的表達(dá)

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

2虛擬現(xiàn)實技術(shù)對含水層的表達(dá)

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

3水文地質(zhì)環(huán)境問題

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

4地下水水質(zhì)的虛擬表現(xiàn)

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

第4篇：虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點(diǎn)范文

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù) 教育 虛擬實驗 三維

中圖分類號：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2012）10-0108-03

虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，簡稱VR，又譯作靈境、幻真）是近年來出現(xiàn)的高新技術(shù)，也稱靈境技術(shù)或人工環(huán)境。虛擬現(xiàn)實是利用電腦模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世界，提供使用者關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般，可以及時、沒有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在很多方面都可以應(yīng)用，但是其在教育領(lǐng)域的應(yīng)用和研究尤其為人們所關(guān)注。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，必將帶來教育教學(xué)方式、方法乃至理念的變化。誠如教育界一位專家所言：“嶄新的技術(shù)，必將帶給我們嶄新的教育思維，解決我們以往所無法解決的問題。一些新技術(shù)的應(yīng)用，必將給教育帶來一系列的重大變革。這種變革不僅僅體現(xiàn)在教育方式、方法的多樣化，更體現(xiàn)在教育理念的更新上”。[1]如今，虛擬現(xiàn)實技術(shù)就充當(dāng)了這一嶄新技術(shù)的角色。在教育領(lǐng)域，特別是在科學(xué)研究、虛擬仿真校園、虛擬教學(xué)、虛擬實驗、教育娛樂等許多方面虛擬現(xiàn)實技術(shù)都有著廣泛應(yīng)用。

1、虛擬現(xiàn)實的組成和特點(diǎn)

1.1 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的組成和功能

一個典型的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)主要包括以下五大組成部分：虛擬世界、計算機(jī)、虛擬現(xiàn)實軟件、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備（如圖1所示）。與虛擬世界交互的過程大致是：參與者首先激活頭盔、手套和話筒等輸入設(shè)備為計算機(jī)提供輸入信號，虛擬現(xiàn)實軟件收到由跟蹤器和傳感器送來的輸入信號后加以解釋，然后對虛擬環(huán)境數(shù)據(jù)庫作必要的更新，調(diào)整當(dāng)前的虛擬環(huán)境場景，并將這一新視點(diǎn)下的三維視覺圖像以及其他（如聲音、觸覺、力反饋等）信息立即傳送給相應(yīng)的輸出設(shè)備（頭盔顯示器、耳機(jī)、數(shù)據(jù)手套等），以便參與者及時獲得多種感官上的虛擬效果（如圖2所示）。

1.2 虛擬現(xiàn)實的特點(diǎn)

多感知性（Multi-Sensory）是指除了一般計算機(jī)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(yùn)動感知，甚至包括味覺感知、嗅覺感知等。理想的虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)該具有一切人所具有的感知功能。由于相關(guān)技術(shù)，特別是傳感技術(shù)的限制，目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)所具有的感知功能僅限于視覺、聽覺、力覺、觸覺、運(yùn)動等幾種。

浸沒感（Immersion）又稱臨場感，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(yīng)該使用戶難以分辨真假，使用戶全身心地投入到計算機(jī)創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境中，該環(huán)境中的一切看上去是真的，聽上去是真的，動起來是真的，甚至聞起來、嘗起來等一切感覺都是真的，如同在現(xiàn)實世界中的感覺一樣。

交互性（Interactivity）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）。例如，用戶可以用手去直接抓取模擬環(huán)境中虛擬的物體，這時手有握著東西的感覺，并可以感覺物體的重量，視野中被抓的物體也能立刻隨著手的移動而移動。

構(gòu)想性（Imagination）強(qiáng)調(diào)虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)具有廣闊的可想象空間，可拓寬人類認(rèn)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。

由于浸沒感、交互性和構(gòu)想性三個特性的英文單詞的第一個字母均為I，所以這三個特性又通常被統(tǒng)稱為3I特性。[2]一般來說，一個完整的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)由虛擬環(huán)境、以高性能計算機(jī)為核心的虛擬環(huán)境處理器、以頭盔顯示器為核心的視覺系統(tǒng)、以語音識別、聲音合成與聲音定位為核心的聽覺系統(tǒng)、以方位跟蹤器、數(shù)據(jù)手套和數(shù)據(jù)衣為主體的身體方位姿態(tài)跟蹤設(shè)備，以及味覺、嗅覺、觸覺與力覺反饋系統(tǒng)等功能單元構(gòu)成。

2、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，尤其在科技研究、虛擬校園、虛擬教學(xué)（實驗）、教育娛樂等方面。[3]

2.1 科技研究應(yīng)用

當(dāng)前許多高校都在積極研究虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其應(yīng)用，并相繼建起了虛擬現(xiàn)實與系統(tǒng)仿真的研究室，將科研成果迅速轉(zhuǎn)化實用技術(shù)，如北京航天航空大學(xué)在分布式飛行模擬方面的應(yīng)用；浙江大學(xué)在建筑方面進(jìn)行虛擬規(guī)劃、虛擬設(shè)計的應(yīng)用；哈爾濱工業(yè)大學(xué)在人機(jī)交互方面的應(yīng)用；清華大學(xué)對臨場感的研究等都頗具特色。有的研究室甚至已經(jīng)具備獨(dú)立承接大型虛擬現(xiàn)實項目的實力。 虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠為學(xué)生提供生動、逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，如建造人體模型、電腦太空旅行、化合物分子結(jié)構(gòu)顯示等，在廣泛的科目領(lǐng)域提供無限的虛擬體驗，從而加速和鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)知識的過程。親身去經(jīng)歷、親身去感受比空洞抽象的說教更具說服力，主動地去交互與被動的灌輸，有本質(zhì)的差別。 虛擬實驗利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以建立各種虛擬實驗室，如地理、物理、化學(xué)、生物實驗室等等，擁有傳統(tǒng)實驗室難以比擬的優(yōu)勢。

2.2 虛擬實訓(xùn)應(yīng)用

利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)建立起來的虛擬實訓(xùn)基地，其“設(shè)備”與“部件”多是虛擬的，可以根據(jù)隨時生成新的設(shè)備。教學(xué)內(nèi)容可以不斷更新，使實踐訓(xùn)練及時跟上技術(shù)的發(fā)展。同時，虛擬現(xiàn)實的沉浸性和交互性，使學(xué)生能夠在虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境中扮演一個角色，全身心地投入到學(xué)習(xí)環(huán)境中去，這非常有利于學(xué)生的技能訓(xùn)練。包括軍事作戰(zhàn)技能、外科手術(shù)技能、教學(xué)技能、體育技能、汽車駕駛技能、果樹栽培技、電器維修技能等各種職業(yè)技能的訓(xùn)練，由于虛擬的訓(xùn)練系統(tǒng)無任何危險，學(xué)生可以不厭其煩地反復(fù)練習(xí)，直至掌握操作技能為止。例如：在虛擬的飛機(jī)駕駛訓(xùn)練系統(tǒng)中，學(xué)員可以反復(fù)操作控制設(shè)備，學(xué)習(xí)在各種天氣情況下駕駛飛機(jī)起飛、降落，通過反復(fù)訓(xùn)練，達(dá)到熟練掌握駕駛技術(shù)的目的。

2.3 虛擬仿真校園應(yīng)用

虛擬校園是虛擬現(xiàn)實技術(shù)最早的具體應(yīng)用。如天津大學(xué)早在1996年，就基于國際標(biāo)準(zhǔn)在SGI硬件平臺上最早開發(fā)了虛擬校園。那時國際互聯(lián)網(wǎng)剛剛進(jìn)入中國，網(wǎng)絡(luò)教育還未開始，己有如此的杰作，實在難得。隨著網(wǎng)絡(luò)時代的來臨，網(wǎng)絡(luò)教育迅猛發(fā)展，先后有浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京大學(xué)、西南交通大學(xué)等著名高校，采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)建成了虛擬校園。虛擬校園對虛擬現(xiàn)實技術(shù)與教育的結(jié)合，起到了很好的推廣、促進(jìn)作用，基于教學(xué)、教務(wù)、校園生活的三維可視化虛擬校園是下一個發(fā)展方向。虛擬現(xiàn)實為高校擴(kuò)大招生后設(shè)置的分校區(qū)和遠(yuǎn)程教育教學(xué)點(diǎn)提供可移動的電子教學(xué)場所，使資源由一校"獨(dú)占"變?yōu)槎嘈^(qū)"共享"。解決因為實驗設(shè)備、實驗場地、教學(xué)經(jīng)費(fèi)等方面的原因，而使一些應(yīng)該開設(shè)的教學(xué)實驗無法進(jìn)行的問題。利用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，使學(xué)生通過校園網(wǎng)絡(luò)便可以做各種各樣的實驗，獲得與真實實驗一樣的體會，從而豐富感性認(rèn)識，加深對教學(xué)內(nèi)容的理解，提高教學(xué)效果。

3、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在汽車專業(yè)實踐教學(xué)中的應(yīng)用

3.1 虛擬實驗室的優(yōu)勢

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以使枯燥的實踐教學(xué)內(nèi)容變得生動而有趣，而且虛擬實驗?zāi)軐⑷舾芍R點(diǎn)串聯(lián)起來，起到匯總和系統(tǒng)化的作用。虛擬實驗一般是通過虛擬實驗室而進(jìn)行的。與現(xiàn)實的實驗室相比，虛擬實驗室有以下優(yōu)勢：（1）教學(xué)內(nèi)容視覺化，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)數(shù)控教學(xué)儀器、設(shè)備、加工產(chǎn)品的立體展示。傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)生都是通過書本來察看各種教學(xué)儀器設(shè)備的平面圖形，或在現(xiàn)場觀察實際的教學(xué)設(shè)備外形來獲得各種感性認(rèn)識。平面的圖形限制了學(xué)生的空間想象能力，實際現(xiàn)場教學(xué)又增加了學(xué)校的投入。采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以構(gòu)建一個與實物同樣的三維物體，將各種教學(xué)儀器、設(shè)備和產(chǎn)品進(jìn)行實物虛化，將這些物體以立體形式存放在虛擬教室中，只要進(jìn)入這個虛擬空間，就可隨時隨地地認(rèn)識這些儀器設(shè)備，而且可觀察到設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，可輔助數(shù)控技術(shù)教學(xué)的學(xué)習(xí)過程，增強(qiáng)理解能力，提高學(xué)習(xí)效果。[4]（2）學(xué)習(xí)中的交互性好，系統(tǒng)可以根據(jù)學(xué)習(xí)者的情況，提供選擇菜單和按鈕，確保學(xué)習(xí)互動性；沉浸感真實感強(qiáng)，系統(tǒng)提供高逼真模擬環(huán)境，讓學(xué)習(xí)者能夠感受真實環(huán)境，沉迷學(xué)習(xí)環(huán)境。（3）提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，減輕教師教學(xué)負(fù)擔(dān)。采用各種平臺開發(fā)的虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以使枯燥表格、數(shù)字和程序、實驗實習(xí)、安裝流程等變得生動而有趣；（4）節(jié)省教學(xué)成本，提高教學(xué)效率。由于設(shè)備、場地、經(jīng)費(fèi)等硬件的限制，導(dǎo)致一些實訓(xùn)項目無法進(jìn)行。而利用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，學(xué)生在實訓(xùn)室可以進(jìn)行虛擬仿真，獲得與真實實踐一樣的體驗。在保證教學(xué)效果的前提下，極大的節(jié)省了成本。（5）效果好。由于有豐富的虛擬電子元器件和虛擬儀器儀表，從根本上克服了出于實驗室的儀器儀表在品種、規(guī)格、數(shù)量上的限制，可以在虛擬實驗室實現(xiàn)驗證型、測試型、設(shè)計型、糾錯型、創(chuàng)新型等多種實驗和實踐。有條件的學(xué)生，只要擁有一臺計算機(jī)，就擁有了一個虛擬實驗室。（6）降低教學(xué)風(fēng)險，確保人身和設(shè)備安全。教學(xué)中許多昂貴的實驗、培訓(xùn)器材，由于受價格的限制而無法普及或有許多實驗是根本不可能做的，但是利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，建立虛擬實驗室，學(xué)習(xí)者便可以走進(jìn)這個虛擬實驗室，身臨其境般的操作虛擬儀器，如進(jìn)行各種虛擬的數(shù)控系統(tǒng)的連接與組裝。這種實驗既不消耗器材，也不受場地等外界條件限制，可重復(fù)操作，直至得出滿意結(jié)果。虛擬實驗室的另一優(yōu)點(diǎn)還在于其絕對的安全性，不會因操作失誤而造成機(jī)器磨損及人身傷害。（7）打破空間、時間的限制。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，學(xué)生可以在在單機(jī)操作實訓(xùn)項目，甚至可以徹底打破時間與空間的限制；此外，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)同時還可為遠(yuǎn)程教育教學(xué)點(diǎn)提供可移動的電子教學(xué)場所，由局域網(wǎng)或英特網(wǎng)作虛擬實驗室或校園的鏈接，可對各個終端提供開放性的、遠(yuǎn)距離的持續(xù)教育，還可為社會提供新技術(shù)和高等職業(yè)培訓(xùn)的機(jī)會，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。[5]

3.2 汽車專業(yè)實踐教學(xué)虛擬技術(shù)的實現(xiàn)

采用虛擬仿真技術(shù)后，改變了傳統(tǒng)汽車教學(xué)現(xiàn)場作業(yè)的方式?！皩Ｓ密囂摂M仿真系統(tǒng)”就是在計算機(jī)上提供一個實時的三維的虛擬環(huán)境，通過生動的視覺、聽覺等效果，使人獲得身臨其境的感覺，用虛擬的方法來實施汽車的構(gòu)造教學(xué)、模擬分解、模擬裝配、模擬調(diào)整等教學(xué)。

基于VR/UG虛擬仿真技術(shù)的“專用車虛擬仿真系統(tǒng)”主要實現(xiàn)以下功能，第一可以動態(tài)、實時展示三維虛擬總部件，學(xué)生通過將觀察視角切換至動力裝置、底盤（傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)）、液壓系統(tǒng)等部位，采用透視和剖分等效果，將操作動作和零部件內(nèi)部動作緊密的聯(lián)系在一起，在操作的過程中對零部件內(nèi)部工作過程有一個直觀形象的理解。（如圖3所示）。[6]

第二，對整車及各部件進(jìn)行逐步分解和裝配調(diào)整對專用車拆裝維修和調(diào)整過程進(jìn)行虛擬模擬，學(xué)生可以按照技術(shù)規(guī)范和步驟要求將整車或部件成一步步地分解開，或按照技術(shù)規(guī)范和步驟要求將分散的零件組裝成一輛整車（如圖4所示）。通過拆卸與裝配操作，熟練掌握重要零部件的組成結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)以及拆卸裝配順序和注意事項，通過反復(fù)訓(xùn)練提高學(xué)生組裝能力。

第三，自動演示整車及各總成部件的分解和裝配過程，可以先觀看整車、各部件的模擬分解和裝配過程的演示（如圖5所示），使用者可以選擇不同的視角、不同的部位，并可以不同的速度來學(xué)習(xí)。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實現(xiàn)過程整體上是按照三維模擬造型、虛擬場景建造、建立數(shù)據(jù)庫、編寫應(yīng)用程序這四個步驟進(jìn)行。首先是實施全車的三維模擬造型，可以采用的造型軟件有3D MAX、UG和PROE 等專業(yè)三維造型軟件。造型完畢后，采用先進(jìn)的VIRTOOLS虛擬引擎，利用3D MAX構(gòu)建三維場景，實現(xiàn)模擬交互。采用SQL SERVER和ACCESS建立網(wǎng)絡(luò)和單機(jī)版數(shù)據(jù)庫。最后，編寫各項管理控制，該程序涉及3D文件的管理、虛擬場景的管理、數(shù)據(jù)庫的調(diào)用等等，使該項目成為一個完整的系統(tǒng)體系。系統(tǒng)采用高性能計算機(jī)處理大規(guī)模虛擬場景和復(fù)雜裝備三維模型，保證虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。

3.3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于實驗教學(xué)中的幾點(diǎn)不足

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實驗教學(xué)中的實現(xiàn)快速、方便、簡潔，非常逼真地模擬了整個實驗的過程。但是與實際實驗手段相比存在一些不足之處。[7]虛擬現(xiàn)實技術(shù)的缺陷如下：（1）缺少“實物感”。例如學(xué)生在實驗中，通常用的實驗器具、實驗設(shè)備等只是一個虛幻的東西，只能看到，并不能摸到，從而缺少一種實物感。（2）虛擬技術(shù)很難完全反映現(xiàn)實實驗教學(xué)的復(fù)雜性。如在化學(xué)實驗中遇到的一些特殊的現(xiàn)象、反應(yīng)的一系列變化等，學(xué)生難以真正學(xué)到其中的復(fù)雜變化及積累這方面的知識。（3）學(xué)生在實際的實驗中，即便操作正確，也有可能存在一些其他的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象在虛擬教學(xué)實驗中絕對不會出現(xiàn)。實際實驗過程中問題的出現(xiàn)可以鍛煉學(xué)生自己分析問題、解決問題的能力，從而明顯提高學(xué)生的動手實踐能力。

4、結(jié)語

虛擬現(xiàn)實實驗教學(xué)可以彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實驗教學(xué)的一些不足，學(xué)生處于三維立體的虛擬實驗環(huán)境中，體驗真實實驗環(huán)境中的感覺，促進(jìn)學(xué)生自主思考、主動參與程度較高，與傳統(tǒng)實驗教學(xué)手段相比具有新穎性。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于汽車類課程的教學(xué)具有傳統(tǒng)教學(xué)方式無可比擬的優(yōu)勢，但是，虛擬現(xiàn)實技術(shù)也存在一些不足。虛擬環(huán)境是一個理想化的環(huán)境，它沒有也不可能充分考慮到汽車實際運(yùn)行時所碰到的所有問題。因此，虛擬技術(shù)還必須與實物實驗、制作及調(diào)試傳統(tǒng)的教學(xué)方式相結(jié)合，通過優(yōu)勢互補(bǔ)，才能達(dá)到完美的教學(xué)效果。

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第5篇：虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點(diǎn)范文

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是使用計算機(jī)對現(xiàn)實世界進(jìn)行逼真模擬的技術(shù)，是近年來研究的熱點(diǎn)具有廣闊的應(yīng)用前景。文章主要介紹了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展歷程以及應(yīng)用現(xiàn)狀。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實 計算機(jī)仿真 發(fā)展 應(yīng)用

1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基本概念

虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality）技術(shù)是計算機(jī)仿真技術(shù)與計算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)交互技術(shù)、多媒體傳感技術(shù)以及移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)的集合。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以對計算機(jī)虛擬環(huán)境下的感知行為進(jìn)行高度逼真的模擬，使人有身臨其境的感覺。近年來結(jié)合移動互聯(lián)技術(shù)，移動智能終端、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)的應(yīng)用，虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景，是當(dāng)前研究與應(yīng)用的熱點(diǎn)。

2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基本特點(diǎn)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是多種技術(shù)的綜合，包括實時三維計算機(jī)圖形技術(shù)，立體顯示技術(shù)，對使用者的肢體跟蹤技術(shù)，以及聲光電的觸覺反饋、移動數(shù)據(jù)傳輸、多種形式的數(shù)據(jù)交互等技術(shù)。作為近幾年應(yīng)用的熱點(diǎn)的技術(shù)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有以下幾點(diǎn)顯著的特點(diǎn)。

2.1 逼真性

虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過對物體的幾何形態(tài)進(jìn)行處理，使計算機(jī)呈現(xiàn)的物體具有更加逼真的形象。使用計算機(jī)三維成像技術(shù)，就像處于真的世界一樣可以對虛擬環(huán)境進(jìn)行控制和操作。

2.2 可模擬性

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的可模擬性主要體現(xiàn)在它可以對物體的的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行模擬，可以形象的模擬物體的運(yùn)動狀態(tài)和運(yùn)動形態(tài)。

2.3 可操作性

虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠按照操控者的意愿控制虛擬世界的物體進(jìn)行移動，從而實現(xiàn)操控者控制虛擬世界。

2.4 可通信性

虛擬現(xiàn)實技術(shù)還可以進(jìn)行遠(yuǎn)程交互，不同地方的人可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)如同面對面的進(jìn)行會談。

3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展

虛擬現(xiàn)實技術(shù)技術(shù)的發(fā)展主要有以下三個階段：

3.1 探索階段

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在20世紀(jì)50到70年代起源于美國。1962年由美國人Morton Heiling設(shè)計的“全傳感仿真器”問世，同年Like Lider教授首次提出了交互計算的思想，并得到了應(yīng)用。而虛擬現(xiàn)實的思想是Ivan E.Sutherland在1965年的終極現(xiàn)實的文章中首次提出。

3.2 實用階段

這一階段主要是虛擬現(xiàn)實技術(shù)從實驗室和理論走向?qū)嵱玫倪^程。先是“媒體研究室”的創(chuàng)建，這個研究室開發(fā)了一種集成的媒體技術(shù)，即計算機(jī)和聽覺、視覺、廣播與網(wǎng)絡(luò)的一體化。然后是虛擬可視環(huán)境頭盔系統(tǒng)（VIVEDHMD）的開發(fā)，至此虛擬現(xiàn)實技術(shù)系統(tǒng)開始逐漸的被呈現(xiàn)出來。

3.3 快速發(fā)展階段

這一時期主要是20世紀(jì)80年代到21世紀(jì)初這一階段。在航天領(lǐng)域，宇航員利用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)模擬太空中從運(yùn)輸艙取出望遠(yuǎn)鏡等物品的空間操作；在飛機(jī)制造領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在波音777飛機(jī)設(shè)計過程中發(fā)揮了重要作用。特別是英國超景公司，該公司開發(fā)了在電腦屏幕可以游覽的“超級城市”立體圖像，這個系統(tǒng)可以真實模擬生活環(huán)境和場景。到目前，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在醫(yī)藥、工業(yè)、設(shè)計等領(lǐng)域都有廣泛而深入的應(yīng)用。

4 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用

4.1 工業(yè)應(yīng)用

在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用主要是將虛擬現(xiàn)實技術(shù)與概念設(shè)計結(jié)合起來，簡稱為虛擬概念技術(shù)。傳統(tǒng)的概念設(shè)計需要花費(fèi)大量的人力和物力，嚴(yán)重影響了企業(yè)的競爭力。現(xiàn)在國外很多公司已經(jīng)開始在產(chǎn)品的設(shè)計作過程中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)產(chǎn)品的成本、性能和質(zhì)量主要是在概念設(shè)計方面就被確定下來，從而大幅節(jié)省設(shè)計成本。

4.2 軍事應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實技術(shù)近幾年在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以讓士兵在虛擬環(huán)境中進(jìn)行訓(xùn)練，這種虛擬環(huán)境類似于真實的戰(zhàn)場；戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練模擬器能夠為士兵提供真實的戰(zhàn)場戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練；利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)還可以模擬真實的軍事演練，提高士兵的協(xié)同作戰(zhàn)能力。

4.3 航空應(yīng)用

航空應(yīng)用領(lǐng)域主要是提供逼真的模擬訓(xùn)練環(huán)境。飛行員可以利用飛行仿真器進(jìn)行飛行控制訓(xùn)練，宇航員可以進(jìn)行太空行走訓(xùn)練。這種環(huán)境無疑要比真實的訓(xùn)練環(huán)境安全很多，同時還兼?zhèn)湔鎸嵏小?/p>

4.4 通信應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的可通信性決定了它在通信行業(yè)也有十分廣泛的應(yīng)用。利用這一技術(shù)處于不同環(huán)境和空間的辦公人員可以實現(xiàn)逼真的交流和指揮?！疤摂M會議室”系統(tǒng)就是一個典型的應(yīng)用，與會人員不受地點(diǎn)限制的同時，遠(yuǎn)程逼真交流還可以提高會議效率。

4.5 醫(yī)學(xué)教學(xué)應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在醫(yī)學(xué)教學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。在醫(yī)學(xué)教學(xué)和訓(xùn)練中，研究人員和學(xué)生能夠使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對虛擬人體模型來進(jìn)行操作。在虛擬環(huán)境下，學(xué)生可以對虛擬人體模型的組織器官和結(jié)構(gòu)進(jìn)行實時三維觀察，甚至可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)建立虛擬手術(shù)室，學(xué)生可以對虛擬人體組織進(jìn)行逼真手術(shù)操作。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用能夠使操作者體驗真實的人體結(jié)構(gòu)，預(yù)測手術(shù)結(jié)果。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)還可以實現(xiàn)專家遠(yuǎn)程實時會診和手術(shù)。所以，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在醫(yī)學(xué)及教學(xué)中具有重要的現(xiàn)實意義。

4.6 教育和娛樂應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在人們?nèi)粘Ｉ畹膴蕵泛徒逃矫嫱瑯討?yīng)用廣泛。這些領(lǐng)域與人們的生活息息相關(guān)，人們可以觀賞虛擬現(xiàn)實電影，或者去看場虛擬舞臺??；還可以在虛擬教室里聽老師講課，模擬真實的物理實驗室等等。有些游戲公司還推出了虛擬現(xiàn)實游戲。這種游戲可以讓人在虛擬環(huán)境下直接與對手對決，真實感與刺激性兼?zhèn)浞浅Ｊ芡婕覛g迎，收到非常好的經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié)束語

總而言之，虛擬現(xiàn)實技術(shù)近年來的快速發(fā)展，在許多領(lǐng)域都有十分廣泛的應(yīng)用且前景廣闊。我們相信在不久的將來，隨著技術(shù)的進(jìn)步和研究的深入虛擬現(xiàn)實技術(shù)會為人們帶來更加震撼的體驗，甚至改變?nèi)藗兊纳罘绞?，為生產(chǎn)生活創(chuàng)造更大的社會價值。

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第6篇：虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點(diǎn)范文

虛擬技術(shù)慨述

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是將現(xiàn)實世界映射到虛擬世界的技術(shù)，隨著人類對客觀世界認(rèn)識的不斷加深和新技術(shù)的不斷產(chǎn)生，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的內(nèi)涵在不斷擴(kuò)展。目前，常用的又包括計算機(jī)圖形(CG：Computer Graphic J技術(shù)、計算機(jī)仿真技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)在內(nèi)的最新發(fā)展成果。事實上，虛擬現(xiàn)實技術(shù)是以計算機(jī)技術(shù)為核心的一系列新技術(shù)的集成。

雖然人們對于什么是虛擬現(xiàn)實并無統(tǒng)一的認(rèn)識，但是諸多學(xué)者卻公認(rèn)虛擬現(xiàn)實具有浸沒感 (Immersion)、交互性(Interactivity)和構(gòu)想性(Imagination)的特點(diǎn)，簡稱為所謂浸沒感，又稱臨場感 ，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)境能夠使用戶全身心地投入到由計算機(jī)所創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境中，如同在現(xiàn)實世界中的感覺～樣：交互性指用戶對模擬環(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 )；而構(gòu)想性則強(qiáng)調(diào)虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)具有廣闊的可想象空間，可拓寬人類認(rèn)知范圍，不僅可再現(xiàn)真實存在的環(huán)境，也可以構(gòu)想客觀不存在的甚至是不可能發(fā)生的情境。

由于虛擬現(xiàn)實具有的以上特點(diǎn)，而虛擬現(xiàn)實技術(shù)是利用計算機(jī)技術(shù)對現(xiàn)實世界中已知的客觀規(guī)律進(jìn)行模擬，因而在各種領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，最常見的應(yīng)用莫過于各種場景逼真的游戲，玩家在虛擬的環(huán)境中可以過著現(xiàn)實生活中向往卻無法實現(xiàn)的生活，身心得到一種接近現(xiàn)實又超越現(xiàn)實的體驗。除了用于娛樂之外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在規(guī)劃、設(shè)計和人員培訓(xùn)方面也有著突出的表現(xiàn)，在民航安全管理中也有不少應(yīng)用。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在民航安全管理中的應(yīng)用

安全是民航運(yùn)輸業(yè)的生命線。虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于民航行業(yè)，從航空器設(shè)計、機(jī)場應(yīng)急救援演練、事故模擬再現(xiàn)、事故征候調(diào)查仿真、到各類行業(yè)運(yùn)行人員(飛行人員、機(jī)務(wù)維修人員及空中交通管制人員 )的教育培訓(xùn)與訓(xùn)練，不僅在很大程度上提高技術(shù)水平，而且將節(jié)約資金、大大提高運(yùn)行安全水平。從國內(nèi)外參考文獻(xiàn)看，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在民航行業(yè)的應(yīng)用主要包括以下幾個方面：

(一)人員培訓(xùn)

空中交通管制人員、飛行人員和機(jī)務(wù)維修人員的培訓(xùn)中廣泛應(yīng)用了虛擬現(xiàn)實技術(shù)。以我國某軟件股份有限公司開發(fā)的CDZS機(jī)場塔臺視景模擬機(jī)、DRS航管雷達(dá)模擬機(jī)和 DPS程序管制模擬機(jī)為例，這些系統(tǒng)是為訓(xùn){練機(jī)場塔臺管制員而設(shè)計的大型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，能真實再現(xiàn)塔臺管制工作環(huán)境，以 360。開闊的機(jī)場和近空視景 ，逼真的飛機(jī)滑行、起飛、降落 ，各種天氣如雨、雪、霧以及夜航等，通過預(yù)先設(shè)計出的各種繁忙和危險情況用以對塔臺管制員進(jìn)行系統(tǒng)訓(xùn)練，并可以對訓(xùn)練結(jié)果進(jìn)行評估，同時支持多種訓(xùn)練組合方式，是培訓(xùn)空中交通管制人員的主要手段和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用更加真實地模擬機(jī)場復(fù)雜、大流量的運(yùn)營環(huán)境提供高畫質(zhì)、高清晰度視景，具有很好的沉浸感，因而具有較好的訓(xùn)l練效果。

模擬機(jī)是各種虛擬現(xiàn)實技術(shù)的綜合應(yīng)用，在高性能計算機(jī)為核心的虛擬環(huán)境處理器的支持下，利用二維或者三維的顯示技術(shù)創(chuàng)造逼真的虛擬環(huán)境，使用各種傳感器感受用戶操縱動作或者身體方位作為輸入，計算出相應(yīng)的響應(yīng)并輸出反饋給用戶。使用模擬機(jī)可以將現(xiàn)實中較少發(fā)生的危險狀況模擬出來，使受訓(xùn)l者短期內(nèi)反復(fù)操作以至熟練掌握卻不面臨任何實際的危險，避免了訓(xùn)練事故，提高了訓(xùn)練水平，在飛行員、機(jī)務(wù)維修人員和管制員的訓(xùn)練中占有極其重要的地位。自2006年以來，隨著具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的飛行訓(xùn)練器的出現(xiàn)，攻克了原來由空客、波音壟斷的盲點(diǎn)和局面。

對于機(jī)務(wù)維修人員的培訓(xùn)，亦可應(yīng)用模擬機(jī)。如飛機(jī)試車是項高技術(shù)、高風(fēng)險的工作，用飛行模擬機(jī)替代飛機(jī)進(jìn)行試車培訓(xùn)，機(jī)務(wù)人員一方面可以熟悉試車的相關(guān)規(guī)程和工作步驟 ，另一方面也可以有效地降低飛機(jī)成本，更為重要的是規(guī)避了因誤操作帶來的一切風(fēng)險。

(二)計算機(jī)輔助設(shè)計

航空器設(shè)計耗資巨大而且時間漫長。采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，將設(shè)計圖紙轉(zhuǎn)變成三維模型，并可與實物一樣進(jìn)行裝配 ，使設(shè)計人員有如身臨其境觀察航空器及其部件的外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及布局效果，甚至可以進(jìn)行計算機(jī)模擬的強(qiáng)度、剛度、振動、風(fēng)洞等試驗，及時發(fā)現(xiàn)問題并可以隨時修改設(shè)計，避免了生產(chǎn)試件所需的大量時間和資金浪費(fèi)，提高了安全性。

(三)安全管理

美國國家航空和宇宙航行局 (NASA，National AviationSpace agency)啟 動 了航 空 安全計 劃(ASP：Aviation SafetyProgram)，廣泛使用了虛擬現(xiàn)實技術(shù)。該計劃通過對航空系統(tǒng)建模和監(jiān)控，向管理者提供實時詳盡的數(shù)據(jù)以支持決策，進(jìn)行事故預(yù)警，從而達(dá)到避免事故發(fā)生的效果，具體措施包括：通過虛擬現(xiàn)實的訓(xùn)I練設(shè)備，加強(qiáng)訓(xùn)練 ，避免人為因素造成的事故 ：通過探測惡劣天氣，并向飛行員提供及時、準(zhǔn)確的天氣信息 ，增強(qiáng)低能見度下的情境意識從而避免事故；向飛行員提供合成的視景，顯示地面地形及目標(biāo)、空中交通管制狀態(tài)、著陸進(jìn)近模式以及跑道表面狀況等信息，提高著陸安全性。

利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，搭建數(shù)字化得的民航運(yùn)行系統(tǒng)

隨著我國民航行業(yè)的迅速發(fā)展，各種先進(jìn)技術(shù)陸續(xù)被引進(jìn)，上文提到的各種訓(xùn)練設(shè)備在我國都有應(yīng)用，也有了很好的效果，但是從應(yīng)用領(lǐng)域來看都是單項局部的應(yīng)用，未能體現(xiàn)民航運(yùn)行高度系統(tǒng)性的特點(diǎn)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在我國民航運(yùn)行安全管理方面的應(yīng)用還不充分，還有較大的擴(kuò)展空間。從民航運(yùn)行的系統(tǒng)性出發(fā)，本文提出利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)搭建數(shù)字化的民航運(yùn)行系統(tǒng)的觀點(diǎn)。

物質(zhì)世界的發(fā)展變化規(guī)律是可以被認(rèn)識的，虛擬現(xiàn)實技術(shù)是將現(xiàn)實世界的物質(zhì)及其演變規(guī)律映射到數(shù)字空間，從而更加有利于人們認(rèn)識客觀世界。虛擬的“現(xiàn)實”空間有多大內(nèi)涵有多豐富，取決于人們對客觀世界的認(rèn)識程度。民航運(yùn)行系統(tǒng)是完全“人造”的系統(tǒng)，理論上說，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以制造出一個與實際完全相同的“數(shù)字化”的運(yùn)行系統(tǒng)，人們可以利用這個系統(tǒng)對民航運(yùn)行進(jìn)行更加深入的研究，解決民航運(yùn)行中存在的難點(diǎn)和熱點(diǎn)問題，尤其是由于種種人為原因、組織失效造成的“系統(tǒng)性”問題。下面對當(dāng)前民航運(yùn)行安全管理中存在的幾個方面問題進(jìn)行探討，用以說明數(shù)字化民航運(yùn)行系統(tǒng)的應(yīng)用。

(一)機(jī)場設(shè)計安全問題

機(jī)場運(yùn)行安全在很大程度上受設(shè)計水平影響。由于目前我國在機(jī)場布局規(guī)劃和設(shè)計中主要還是靠經(jīng)驗和參考同等級別機(jī)場的布局規(guī)劃，許多機(jī)場都存在由于先天缺陷而造成的對運(yùn)行的困擾，甚至造成各類不安全事件的發(fā)生。例如跑道滑行道系統(tǒng)設(shè)計的不合理可能導(dǎo)致跑道侵入事件，停機(jī)坪滑行路線和停機(jī)位設(shè)計缺陷則可能導(dǎo)致車輛與航空器搶道、車輛刮蹭甚至航空器與航空器刮蹭的事件，而候機(jī)樓通道設(shè)計缺陷則可能造成樓內(nèi)控制區(qū)邊界上的薄弱點(diǎn)，形成空防安全的隱患與威脅。另一種情況是在更改設(shè)計時，由于缺乏科學(xué)的評估手段，對更改設(shè)計的影響估計不足，破壞了原有設(shè)計的完整性和系統(tǒng)性，從而引發(fā)運(yùn)行中的問題，這種情況更為常見。

機(jī)場運(yùn)行涉及眾多航空器、保障車輛和人員，要在圖紙上預(yù)見并避免未來運(yùn)行中的問題的確不是一件容易的事情。因此，雖然機(jī)場立項、設(shè)計、施工、竣工驗收到最后投入運(yùn)行，中間經(jīng)過多次專家評審，但是仍然難以避免有考慮不周而遺留下的問題。

如果采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在機(jī)場初始設(shè)計結(jié)束之后利用圖紙進(jìn)行建模，根據(jù)預(yù)期的吞吐量設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，配置相應(yīng)數(shù)量的運(yùn)行車輛和運(yùn)行人員，使機(jī)場在計算機(jī)中先行“運(yùn)行”起來，統(tǒng)計模擬運(yùn)行中的不安全事件，分析引發(fā)原因中的設(shè)計因素，修改設(shè)計以避免“木已成舟”后再發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的缺陷，實現(xiàn)機(jī)場的設(shè)計安全。

(二)航班延誤的評估與應(yīng)對

航班延誤是一個長期存在而又令人無可奈何的情況。造成航班延誤的原因很多，可能是航路上的天氣原因，也可能是流量控制原因，也可能是由于航空公司飛機(jī)調(diào)配造成的，還有一種可能是航空公司為了提高飛機(jī)利用率而安排了實際上難以準(zhǔn)確執(zhí)行的航班計劃，造成航班延誤。

航班延誤具有累加效應(yīng)和擴(kuò)散效應(yīng)，一個航段的延誤極可能導(dǎo)致該飛機(jī)執(zhí)行的后續(xù)航段繼續(xù)延誤，甚至由于打亂原有的時刻表占用跑道、滑行道和停機(jī)位而使正點(diǎn)到達(dá)的其他飛機(jī)無法落地或者出發(fā)航班無法正點(diǎn)起飛，造成更多的航班延誤和機(jī)場保障的混亂，航班密度大的繁忙機(jī)場受到的影響更大。準(zhǔn)確的預(yù)測航班延誤 的后果 ，及 時采取 應(yīng)對措施 ，可以最大程度地降低航班延誤造成的影響。

采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)計算航班延誤的后果，可以對延誤的后續(xù)影響和擴(kuò)散影響得到直觀的評估結(jié)果，航空公司可以根據(jù)評估結(jié)果靈活調(diào)整飛機(jī)派遣計劃，機(jī)場也可及時調(diào)整跑道、滑行道以及機(jī)位和登機(jī) 口的分配 ，而 民航主管機(jī)關(guān)也可根據(jù)評估結(jié)果及時發(fā)現(xiàn)航空公司虛占航線的情況。

(三)機(jī)場容量評估和擴(kuò)容

機(jī)場容量同樣是一個系統(tǒng)性的問題。影響機(jī)場容量的因素很多，包括空域容量、跑道滑行道容量、機(jī)位數(shù)、貨運(yùn)能力和候機(jī)樓布局乃至地面交通限制等。一個機(jī)場的容量符合“木桶效應(yīng)”規(guī)律，即取決于航空器運(yùn)行流程、行李和貨物流程及旅客流程中的“瓶頸”環(huán)節(jié)，對機(jī)場容量進(jìn)行評估，或者要采取恰當(dāng)?shù)拇胧崿F(xiàn)機(jī)場擴(kuò)容，本質(zhì)上是要找到這個“瓶頸”。實際生產(chǎn)運(yùn)行中，由于以上眾多因素相互交織，相互影響，很難準(zhǔn)確找到影響機(jī)場容量的根本原因。

采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以將這些因素統(tǒng)統(tǒng)視為變量，調(diào)整某一個變量數(shù)值，而保持其余變量不變并觀察容量的變化，依次類推得到機(jī)場容量對各個變量的經(jīng)驗公式，從而方便地找到不同運(yùn)行條件下的容量“瓶頸”，使得評估結(jié)果和擴(kuò)容措施有了科學(xué)的依據(jù)。

第7篇：虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點(diǎn)范文

中圖分類號：TU831；TU201.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）08-0230-01

1.前言

虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，簡稱VR）是一個新興的計算機(jī)圖像學(xué)領(lǐng)域[1]，同時它集合了許多其他領(lǐng)域的最新科研成果，比如需要計算機(jī)圖形學(xué)的圖形學(xué)知識、人機(jī)交互技術(shù)的達(dá)到接近現(xiàn)實交流體驗，以及傳感技術(shù)來探測用戶的個人狀態(tài)數(shù)據(jù)等諸多領(lǐng)域。目前的虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要被應(yīng)用于景點(diǎn)展示、觀光旅游、廣告展示和房地產(chǎn)以及城市規(guī)劃等行業(yè)中。本文首先對傳統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實技術(shù)做了概要性的簡述，同時提出基于游戲引擎的虛擬現(xiàn)實開發(fā)的特點(diǎn)進(jìn)行描述，之后具體介紹如何實現(xiàn)基于UE4引擎的虛擬現(xiàn)實開發(fā)技術(shù)，最后是對本文的總結(jié)和未來工作的展望。

2.虛擬現(xiàn)實的實現(xiàn)方法

2.1 傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實開發(fā)方法

傳統(tǒng)意義上的虛擬現(xiàn)實實現(xiàn)方法主要可以分為兩大類：

第一類是固定虛擬現(xiàn)實動畫，它是采用三維動畫軟件，首先設(shè)定好虛擬的場景和環(huán)境之后，確定具體的拍攝要求和細(xì)節(jié)，然后利用攝像器材按照固定的路徑和角度，進(jìn)行實地拍攝，并將拍攝的視頻放入三維動畫軟件中，從而生成可以觀看的虛擬顯示的動畫短片。其特點(diǎn)是制作難度低，迅速快捷。同時這類方法的缺點(diǎn)是，所有的路線和效果都是固定的，最終的體驗用戶只可以按照預(yù)設(shè)的路線進(jìn)行觀看和瀏覽，而無法按照自己的意愿，和視角去選擇和體驗，這大大降低了真實感。

第二類是利用專業(yè)的三維GIS仿真平臺或者其他專業(yè)的三維仿真平臺來開發(fā)虛擬現(xiàn)實場景。這類方法可以生成高真實感的虛擬現(xiàn)實環(huán)境，用戶在佩戴專業(yè)虛擬現(xiàn)實眼鏡或者其它設(shè)備后，可以產(chǎn)生身臨其境的感覺。但是這類方法的投入往往非常高，需要高度真實的建筑、環(huán)境皮膚數(shù)據(jù)，以及大量的各個角度的視頻數(shù)據(jù)，而且開發(fā)難度也非常高，需要專業(yè)的團(tuán)隊支持去進(jìn)行開發(fā)。

2.2 基于游戲引擎的虛擬現(xiàn)實開發(fā)

游戲引擎是一些已經(jīng)編寫好的軟件和實時圖像處理模塊的集合，主要用于方便程序員在游戲開發(fā)中可以快速利用這些模塊來開發(fā)出新的應(yīng)用或者游戲，可以分為二維和三維游戲引擎。隨著引擎技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，目前已經(jīng)包含很多不同功能的組件，例如物理引擎、音效引擎、碰撞檢測引擎以及場景管理引擎等等，甚至目前一些高級的游戲引擎已經(jīng)開發(fā)出人工智能類的技術(shù)，從而大幅地提高了游戲開發(fā)速度和游戲體驗效果。

虛擬現(xiàn)實中，現(xiàn)實感是最大的要求，所以對視頻渲染的速度提出了非常高的要求。針對人類視覺的特性，每秒20幀是一個肉眼可以觀察的界限，低于它則會明顯的降低用戶的真實體驗感。這對傳統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實方法提出了很大的挑戰(zhàn)，而由于游戲引擎從設(shè)計之初，就是基于用戶體驗而設(shè)計的，所以它能很好的滿足這方面的要求，以UE4引擎為例，目前已經(jīng)支持64位色動態(tài)高精度渲染，同時支持DX11，APEX和NVIDIA 3D技術(shù)，可以打造出非常逼真的效果。并且支持物理引擎PhysX和碰撞引擎，以及3維聲源位置設(shè)置、多普勒效應(yīng)，可以打造出高真實感的觸碰和聲音效果。從而給用戶帶來高度逼真的現(xiàn)實體驗感。

游戲引擎自生的這些優(yōu)勢，可以為其在虛擬現(xiàn)實開發(fā)中謀得越來越重要的地位。本文以UE4引擎為例，基于此開發(fā)校園的虛擬現(xiàn)實環(huán)境[2]。

3.基于UE4實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實

本節(jié)將詳述基于虛擬開發(fā)工具包（Unreal Development Kit，簡稱UDK）來制作一個虛擬的學(xué)校場景，通過建筑、植被、地形以及噴泉水池這些元素塑造一個虛擬現(xiàn)實的校園，基本流程如圖1所示。

最開始的在Auto CAD和3D MAX中的設(shè)計流程，由于篇幅所限，在本文中不做介紹，主要對UDK中的設(shè)計和虛擬現(xiàn)實場景渲染技術(shù)做簡要描述。

首先地形模塊的編輯和渲染，需要用到terrain editor mode工具，它是UDK中的一個專業(yè)地形編輯工具，比如可以選擇筆刷把地形抬高壓低，抹的均勻一點(diǎn)，增加一點(diǎn)地形噪聲等等，還可利用灰度的位圖自動生成三維地形。當(dāng)?shù)匦尉庉嫼煤?，需要給地形添加材質(zhì)， 比如編輯某一塊為沙地、或者草地等等。同時在地形上可以添加不同的多個材質(zhì)，并且支持添加裝飾物，例如在草地上的石頭小路等等，這極大的方便了后期的開發(fā)步驟。

在地形編輯完成后，需要進(jìn)行建筑物的編輯和渲染，在此處本文采用了多邊形的建模手段，同時在具體的建模細(xì)節(jié)上，需要盡量刪除多于的多邊形，因為這樣可以加快整個系統(tǒng)的渲染速度，減少系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。在建模完成后，需要采用置換貼圖、法線貼圖、烘培貼圖等紋理映射方法。其中烘培貼圖方法是一種把MAX光照信息渲染成貼圖的方式，之后將烘培后的圖像貼回場景中；置換貼圖方法則是使用一個高度貼圖制造出幾何物體表面上點(diǎn)的位置被替換到另一位置的效果；法線貼圖使用中XYZ軸和每一個物理位置上的分量來表示其RGB值，從而實現(xiàn)圖像渲染。在我們的實際虛擬現(xiàn)實場景中，怎樣靈活地使用各種貼圖方法很大程度上，將決定最終的渲染效果和用戶體驗感，一般而言建議多使用法線貼圖，應(yīng)為該方法可以有效的降低模型的面數(shù)，從而提高系統(tǒng)渲染速度。

在建筑的渲染結(jié)束后，需要利用UDK中的Unreal Lightmass（簡稱UL）光照系統(tǒng)，來進(jìn)行光照的渲染。UL可以結(jié)合區(qū)域陰影和漫射效果來模擬一系列真實環(huán)境下的復(fù)雜光源交互作用。同時在光照系統(tǒng)渲染時，需要注意避免使用天空光源，并注意增加光照的區(qū)域和間接光照區(qū)域的對比，從而使得系統(tǒng)的真實感更好，提高用戶體驗。

當(dāng)光照渲染設(shè)計完成后，需要設(shè)計第一人稱的觀看視角。這需要結(jié)合人體工程學(xué)，合理地設(shè)置第一視角。同時由于在虛擬環(huán)境中，用戶需要能夠與虛擬顯示中的物理產(chǎn)生交互，這就需要系統(tǒng)能夠模擬碰撞反應(yīng)，在游戲引擎中，已經(jīng)有了專業(yè)的碰撞測試模塊，便于開發(fā)。這些物理引擎可以及時檢測到用戶與環(huán)境中的碰撞，并計算相應(yīng)的碰撞反應(yīng)。比如低矮的，或者斜坡，在用戶經(jīng)過的時候，會改變視角，從而模擬用戶經(jīng)過時候的視角的變化，增強(qiáng)真實感。

當(dāng)設(shè)計完成所有以上步驟后，UDK提供了專業(yè)的打包和工具，可以將整個的設(shè)計打包為一個類似于游戲的程序，用戶執(zhí)行程序，就可以進(jìn)入虛擬顯示的體驗中。

4.總結(jié)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實際的生活和商業(yè)應(yīng)用中，扮演著越來越重要的角色，并且有著十分廣闊的前景。但是長期以來，由于開發(fā)成本過高，復(fù)雜度大等等不利因素，大大阻礙了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實際應(yīng)用。本文結(jié)合UE4的游戲引擎技術(shù)實現(xiàn)了簡單的虛擬現(xiàn)實校園場景的設(shè)計，并且驗證了利用游戲引擎開發(fā)具有開發(fā)快速、體驗感真實、未來擴(kuò)充能力強(qiáng)等等諸多優(yōu)點(diǎn)，希望對未來開發(fā)人員在虛擬現(xiàn)實的應(yīng)用開發(fā)中，起到拋磚引玉的作用。

參考文獻(xiàn)

第8篇：虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點(diǎn)范文

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù) 廣西高職教育 應(yīng)用 探討

一、引言

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》提及“大力發(fā)展職業(yè)教育。發(fā)展職業(yè)教育是推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展、促進(jìn)就業(yè)、改善民生、解決“三農(nóng)”問題的重要途徑，職業(yè)教育要面向人人、面向社會，著力培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)道德、職業(yè)技能和就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力。”職業(yè)教育課程具有操作性、實踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)理論和實踐訓(xùn)練并重，強(qiáng)調(diào)實訓(xùn)教學(xué)，突出學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，以適應(yīng)將來的工作崗位需要。在當(dāng)下的職業(yè)教育中，最大的問題就是實驗設(shè)備昂貴、損耗比較嚴(yán)重、型號落后、更新?lián)Q代難以中上科技發(fā)展的步伐，再加上教學(xué)模式單一，造成學(xué)生缺乏興趣，積極性不高，動手實踐能力差等，違背職業(yè)教育的初衷。而廣西地處中國西部不發(fā)達(dá)地區(qū)，其高職教育有著和東部發(fā)達(dá)地區(qū)不一樣的特點(diǎn)，例如：教育經(jīng)費(fèi)不多，教學(xué)實驗設(shè)備缺乏，其中嚴(yán)重缺乏高精尖的教學(xué)實驗設(shè)備，教學(xué)設(shè)備更新?lián)Q代的周期過長等。要解決廣西高職教育中出現(xiàn)的以上問題，近年來隨著多媒體計算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、人工智能技術(shù)、場景生成技術(shù)、仿真技術(shù)等的飛速發(fā)展，通過計算機(jī)軟件來創(chuàng)設(shè)虛擬現(xiàn)實已經(jīng)成為可能，可引入虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)教育內(nèi)容、教學(xué)手段和方法現(xiàn)代化，對廣西高職教育的發(fā)展具有革命性的意義。本文就虛擬現(xiàn)實技術(shù)的定義、特征和分類進(jìn)行概述，闡述虛擬現(xiàn)實技術(shù)在廣西高職教育中的作用，對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在廣西高職教育課堂和實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是（Virtual Reality，簡稱VR）又稱靈境技術(shù)，是20世紀(jì)末才興起的一門嶄新的綜合性信息技術(shù)，它融合了數(shù)字圖像處理、計算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、人工智能、人機(jī)接口技術(shù)、多傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多個信息技術(shù)分支，是計算機(jī)技術(shù)的綜合應(yīng)用。具體而言，虛擬現(xiàn)實技術(shù)就是打勝以計算機(jī)為核心的現(xiàn)代高科技生成逼真的視、聽、觸覺等一體化的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設(shè)備以自然的方式與虛擬世界中的物體進(jìn)行交互，相互影響，從而產(chǎn)生身臨其境的感受和體驗。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣闊。一般虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)包括五個組成部分：計算機(jī)、輸入輸出設(shè)備、軟件應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和用戶。虛擬現(xiàn)實技術(shù)有三個“I”特征：沉浸性（Immersion）、交互性（Interactivity）、構(gòu)想性（Imagination），即所謂的虛擬三角形。虛擬現(xiàn)實技術(shù)系統(tǒng)的分類有以下四類：桌面虛擬式現(xiàn)實系統(tǒng)、沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、增強(qiáng)式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)和分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。在國外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)已應(yīng)用于課堂教學(xué)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為新的教學(xué)媒體，它的出現(xiàn)無疑對職業(yè)教育的發(fā)展具有革命性影響。

三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在廣西高職教育中的作用

國家近年來著重發(fā)展職業(yè)教育，職業(yè)教育課程具有操作性、、實踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)理論和實踐訓(xùn)練并重，強(qiáng)調(diào)實訓(xùn)教學(xué)，突出學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，以適應(yīng)將來的工作崗位需要。在當(dāng)下的職業(yè)教育中，最大的問題就是實驗設(shè)備昂貴、損耗比較嚴(yán)重、型號落后、更新?lián)Q代難以中上科技發(fā)展的步伐，再加上教學(xué)模式單一，造成學(xué)生缺乏興趣，積極性不高，動手實踐能力差等，違背職業(yè)教育的初衷。廣西地處中國西部不發(fā)達(dá)地區(qū)，其高職教育有著和東部發(fā)達(dá)地區(qū)不一樣的特點(diǎn)，例如：教育經(jīng)費(fèi)不多，教學(xué)實驗設(shè)備缺乏，其中嚴(yán)重缺乏高精尖的教學(xué)實驗設(shè)備，教學(xué)設(shè)備更新?lián)Q代的周期過長等。要解決廣西高職教育中出現(xiàn)的以上問題，可引入虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)教育內(nèi)容、教學(xué)手段和方法現(xiàn)代化，對廣西高職教育的發(fā)展具有革命性的意義。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育中的應(yīng)用是教育技術(shù)發(fā)展的一個飛躍，虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)人的臨場化，參與者與虛擬環(huán)境是相互作用、相互影響的整個系統(tǒng)的兩個方面。它營造了自主學(xué)習(xí)的環(huán)境氛圍，將傳統(tǒng)的“以教促學(xué)”方式變革為學(xué)習(xí)者與信息及環(huán)境的交互作用的新型學(xué)習(xí)方式。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在廣西高職教育中的作用體現(xiàn)如下：

1.創(chuàng)設(shè)虛擬情景突破傳統(tǒng)的教學(xué)模式

將虛擬現(xiàn)實技術(shù)運(yùn)用于教學(xué)，可以將以教師為中心的專家傳授式教學(xué)模式變?yōu)橐詫W(xué)生為主體的合作型和探索型的教學(xué)模式。通過對教師指導(dǎo)性活動的設(shè)計和學(xué)生自主學(xué)習(xí)活動的設(shè)計，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用。

2.徹底打破空間和時間的限制

采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以構(gòu)成開放性的教學(xué)環(huán)境，它能夠創(chuàng)造一個民主、平等、和諧的氛圍，師生間、學(xué)生之間可以自由地發(fā)表見解，大膽進(jìn)行各種嘗試；它可以實現(xiàn)教材、方法、時間和空間等方面的開放性，使學(xué)生可以自行設(shè)計和選擇實驗方式，給學(xué)生充分發(fā)揮想象力的空間；它可以設(shè)計以學(xué)生探索為主的模式，允許學(xué)生探索和建構(gòu)虛擬環(huán)境，充分發(fā)揮學(xué)生的直覺思維能力、創(chuàng)造思維能力和實際的創(chuàng)造力；它可以采取實驗研究小組的組織形式，讓學(xué)生以小組為單位，自由探索，熱烈討論，開展學(xué)生組與組之間的交流，實現(xiàn)教師與學(xué)生之間的多向交流與合作。

3.激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣

廣西高職院校的學(xué)生也普遍存在學(xué)習(xí)目的迷茫、學(xué)習(xí)動力不足的現(xiàn)象，虛擬技術(shù)在職業(yè)教育應(yīng)用中具有職業(yè)性、實踐性、情境性、過程性和開放性等特性，可以給學(xué)生全新的學(xué)習(xí)體驗，能夠極大地激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

4.降低實操實訓(xùn)成本

職業(yè)教育中實操實訓(xùn)材料費(fèi)用昂貴，消耗很大，很少有學(xué)校有足夠的財力多次進(jìn)行投資，實操實訓(xùn)十分困難甚至不可能實現(xiàn)，因此在職業(yè)教育中也同普通教育一樣大力提倡多媒體教學(xué)，教師借助電腦、投影儀等多種媒體來輔助教學(xué)，而利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可彌補(bǔ)實操實訓(xùn)條件不足，給學(xué)生提供真實實訓(xùn)機(jī)會，也能達(dá)到實操實訓(xùn)效果，而且虛擬現(xiàn)實技術(shù)建立起來的虛擬實訓(xùn)場所的“設(shè)備”和“部件”都是虛擬的，可以根據(jù)教學(xué)的需要進(jìn)行隨時更新，從而降低實操實訓(xùn)成本。

四、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在廣西高職教育課堂中的應(yīng)用

目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)在廣西高職教育課堂中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在實物展示、虛擬教學(xué)、虛擬實驗、技能訓(xùn)練等方面：

1.課堂教學(xué)演示工具

在職業(yè)教育課堂教學(xué)過程中，學(xué)生主要通過書本、掛圖、多媒體課件查看設(shè)備或元件的圖形，或在現(xiàn)場觀察實際的教學(xué)設(shè)備外形來獲得各種感性認(rèn)識。虛擬現(xiàn)實技術(shù)制作課件來輔助課堂教學(xué)，實現(xiàn)教學(xué)儀器、設(shè)備、加工產(chǎn)品的立體展示，便于學(xué)生觀察實物的結(jié)構(gòu)，有助于學(xué)生了解所學(xué)知識。

2.創(chuàng)設(shè)虛擬教學(xué)情境

虛擬教學(xué)主要利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，讓學(xué)生模擬崗位角色，通過對每個角色的工作內(nèi)容深入分析，將多種需要傳達(dá)的知識集中到角色身上，在短時間內(nèi)即可讓學(xué)生完成零距離的實操體驗。應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以豐富教學(xué)內(nèi)容，可以突破時空限制，恰如其分地演示一些復(fù)雜的、抽象的、遠(yuǎn)離人們?nèi)粘Ｉ罱?jīng)驗的、不便直接觀察的自然過程和現(xiàn)象，全方位、多角度地展示科學(xué)內(nèi)涵。這將導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容形式的變化和教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)的變化。

3.構(gòu)建虛擬實驗空間

利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，建設(shè)信息化的實驗室，其中許多“設(shè)備”與“儀器”是“虛擬”的，可根據(jù)需要重新“虛擬”出新設(shè)備和新儀器，并及時跟上技術(shù)的發(fā)展。虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建的實驗系統(tǒng)逼真、生動，給學(xué)習(xí)者提供了一個身臨其境的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生可以將虛擬實驗和真實實驗的過程和結(jié)果進(jìn)行比較，促進(jìn)學(xué)生虛實結(jié)合。

4.創(chuàng)新職業(yè)教學(xué)模式

使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以改進(jìn)教學(xué)方式和手段。通過身臨其境的和自主控制的人機(jī)交互，由視、聽、觸覺獲取“外界”的反應(yīng)，開展啟發(fā)式教學(xué)；通過學(xué)生自我組織、制定并執(zhí)行實驗計劃，進(jìn)行自我評價，開展適應(yīng)式學(xué)習(xí)；通過小組或團(tuán)隊的形式，組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，成員間共享成果，開展協(xié)作式教學(xué)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用具有重要的作用，是教學(xué)發(fā)展的重要方向之一，可以幫助學(xué)生更快速、更有效、更準(zhǔn)確地揭示自然界的本質(zhì)和規(guī)律。職業(yè)教育可采用“虛擬實訓(xùn)+實操實訓(xùn)”相結(jié)合的教學(xué)方式，開創(chuàng)職業(yè)教學(xué)新模式。

五、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在廣西高職教育實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

實訓(xùn)教學(xué)是體現(xiàn)職業(yè)教育特色、促進(jìn)學(xué)生職業(yè)能力形成、實現(xiàn)職業(yè)教育培養(yǎng)目標(biāo)的主要途徑，目前的實訓(xùn)設(shè)備具有很強(qiáng)的專用性，即使學(xué)生掌握了某種設(shè)備，但對通用設(shè)備仍然不能應(yīng)用自如。隨著技術(shù)的高速發(fā)展，設(shè)備的更新永遠(yuǎn)趕不上實際需要，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬各種設(shè)備，提供虛擬實訓(xùn)是解決這一難題的重要手段。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用涉及各個學(xué)科，目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)在廣西高職教育實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用可有如下方面，例如虛擬導(dǎo)游實訓(xùn)、會計賬戶處理實訓(xùn)、數(shù)控實訓(xùn)、數(shù)字電路實訓(xùn)、模具實訓(xùn)、汽車結(jié)構(gòu)實訓(xùn)、摩托車維修實訓(xùn)、計算機(jī)硬件維修實訓(xùn)、網(wǎng)絡(luò)安裝實訓(xùn)、物流管理實訓(xùn)等，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在廣西高職教育實訓(xùn)教學(xué)中發(fā)揮了重要作用，尤其在學(xué)生技能訓(xùn)練中體現(xiàn)了超凡的魅力。以全面素質(zhì)發(fā)展為基礎(chǔ)，以職業(yè)能力為本位，以提高職業(yè)技能水平為核心的實踐實訓(xùn)教學(xué)，對虛擬現(xiàn)實教學(xué)提出了明確的要求。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在職業(yè)教育實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用，為實操實訓(xùn)做好了前期的預(yù)習(xí)準(zhǔn)備，實現(xiàn)了個性化導(dǎo)訓(xùn)，解決了實操實訓(xùn)過程中危險性大、實訓(xùn)費(fèi)用高、實訓(xùn)時間短等問題。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，虛擬實訓(xùn)教學(xué)將在實訓(xùn)教學(xué)中發(fā)揮更大的作用，推動傳統(tǒng)的實訓(xùn)手段向信息化、現(xiàn)代化發(fā)展，進(jìn)而促使實訓(xùn)手段、方興未艾、內(nèi)容、模式的變革。

六、結(jié)束語

目前國家大力發(fā)展職業(yè)教育，職業(yè)教育要面向人人、面向社會，著力培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)道德、職業(yè)技能和就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力。職業(yè)教育課程具有操作性、實踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)理論和實踐訓(xùn)練并重，強(qiáng)調(diào)實訓(xùn)教學(xué)，突出學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，以適應(yīng)將來的工作崗位需要。近年來在廣西高職教育中引入虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，可以在一定程度上解決諸如教育經(jīng)費(fèi)不多、教學(xué)實驗設(shè)備缺乏、教學(xué)設(shè)備更新?lián)Q代的周期過長等問題，可促進(jìn)教育內(nèi)容、教學(xué)手段和方法現(xiàn)代化，對廣西高職教育的發(fā)展具有革命性的意義，開創(chuàng)廣西高職教育發(fā)展的新未來。

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第9篇：虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的特點(diǎn)范文

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù)；中等職業(yè)學(xué)校；教學(xué)

近年來，科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，在教學(xué)中也出現(xiàn)了各種新的教學(xué)手段，諸如多媒體計算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)、仿真技術(shù)等。但繼這些新的教學(xué)手段之后虛擬現(xiàn)實技術(shù)憑借其獨(dú)特優(yōu)勢，為人機(jī)交互界面的發(fā)展開創(chuàng)了新的研究領(lǐng)域，已被越來越廣泛地應(yīng)用于教育教學(xué)中，不斷為學(xué)生創(chuàng)造更好的學(xué)習(xí)環(huán)境。中職教育也將虛擬現(xiàn)實技術(shù)引入自身教學(xué)中，并取得了很好的效果。

一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VirtualReality)的概念是1989年美國VPLResearch公司創(chuàng)始人JaronLanier提出的，迄今已有二十年的歷史。虛擬現(xiàn)實是一項融合了計算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)接口技術(shù)、傳感技術(shù)、心理學(xué)、人類工程學(xué)及人工智能的綜合技術(shù)。它的興起，為人機(jī)交互界面的發(fā)展開創(chuàng)了新的研究領(lǐng)域；為智能工程的應(yīng)用提供了新的界面工具；為各類工程的大規(guī)模的數(shù)據(jù)可視化提供了新的描述方法。

二、中等職業(yè)學(xué)校電類課程教學(xué)現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的電類課程的教學(xué)實習(xí)模式是學(xué)生先在教室中進(jìn)行理論知識的學(xué)習(xí)，然后再到實習(xí)車間進(jìn)行實習(xí)。這樣就出現(xiàn)了在理論學(xué)習(xí)與實踐練習(xí)相脫節(jié)從而影響學(xué)生對知識技能的掌握。而且中職學(xué)生必須通過反復(fù)練習(xí)來熟練掌握各種知識和操作技能，這樣就必然會帶來原材料和設(shè)備的損耗，而中職學(xué)校投入經(jīng)費(fèi)不足就導(dǎo)致電類實驗課少上和不上，這樣就不能培養(yǎng)合格的高技能人才。

三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學(xué)應(yīng)用中的優(yōu)勢

虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種新的媒體形式應(yīng)用于教學(xué)具有其它媒體形式無可比擬的優(yōu)勢，這主要表現(xiàn)在：

1．沉浸性。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是根據(jù)人類的視覺、聽覺的生理心理特點(diǎn)，由計算機(jī)產(chǎn)生逼真的三維立體圖象，學(xué)習(xí)者通過一定的虛擬現(xiàn)實設(shè)備，使學(xué)習(xí)者置身于虛擬境界中，體會到與現(xiàn)實世界及其接近的教學(xué)情景。

2．自主性。慮擬現(xiàn)實場景是一個三維立體的空間，學(xué)習(xí)者處于虛擬現(xiàn)實場景中具有時實任意活動的自由。因而，利用虛報現(xiàn)實技術(shù)來表現(xiàn)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)問題，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)個人特點(diǎn)選擇最佳認(rèn)知策略，迅速掌握所學(xué)知識的精華。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的這種自主性是其它媒體形式所無法比擬的。

3．交互性。交互性是虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)最顯著的特征。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的人機(jī)交互是一種近乎自然的交互，學(xué)習(xí)者可以利用電腦鍵盤、鼠標(biāo)及其他交互設(shè)備與虛擬境界中的物體進(jìn)行交互，使學(xué)習(xí)者如同在真實世界中一樣觀察和操作虛擬環(huán)境中的對象。

4．多感知性。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應(yīng)裝置，學(xué)習(xí)者在虛擬環(huán)境中可獲得視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知信息，因而可以充分調(diào)動各種感官的積極性，進(jìn)行實時的全方位的學(xué)習(xí)。

四、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電類課程中的應(yīng)用

1．彌補(bǔ)了教學(xué)條件的不足，節(jié)約了有限的教育成本

中等職業(yè)學(xué)校的電類實訓(xùn)課程教學(xué)大多按照“一對多”的形式進(jìn)行，即由于實訓(xùn)工具有限，所以多個學(xué)生共用一塊電路板。因為教師資源潰乏，所以一個教師管理多個學(xué)生。因此導(dǎo)致教學(xué)效果大大降低。而利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，則可彌補(bǔ)這些條件的不足，虛擬各種實驗設(shè)備、實習(xí)環(huán)境和操作過程，大多數(shù)的技能可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行訓(xùn)練，不僅學(xué)生可獲得與真實實訓(xùn)一樣的體會，而且節(jié)省了購置昂貴的實習(xí)設(shè)備的費(fèi)用。虛擬現(xiàn)實技術(shù)還可避免實驗實習(xí)設(shè)備的損壞、訓(xùn)練材料的消耗等問題，從而有效節(jié)約教育成本。

2．改變了傳統(tǒng)教學(xué)實習(xí)方式

傳統(tǒng)的電類課程的教學(xué)實習(xí)模式是學(xué)生先在教室中進(jìn)行理論知識的學(xué)習(xí)，然后再到實習(xí)車間進(jìn)行實習(xí)。這樣就出現(xiàn)了在理論學(xué)習(xí)時因沒有實物所以不能深刻理解的問題。而運(yùn)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，則突破傳統(tǒng)實驗室的限制，使每一位學(xué)習(xí)者都可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，在自己方便的時間通過計算機(jī)自由地選擇適合的學(xué)習(xí)訓(xùn)練內(nèi)容，按照適合自己的方式和速度進(jìn)行學(xué)習(xí)，可以有效的理論聯(lián)系實際。這種探索性的學(xué)習(xí)，模擬訓(xùn)練有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，使學(xué)習(xí)者在具體情境中通過主動的探索獲得知識，從而提高學(xué)習(xí)者的動力。虛擬實驗環(huán)境大大增加了實驗的時間和內(nèi)容，減少了實際實驗的耗材及實驗環(huán)節(jié)中的危險性。

3．虛擬現(xiàn)實技術(shù)豐富了課堂教學(xué)內(nèi)容

利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可豐富教學(xué)內(nèi)容，將技能訓(xùn)練搬到課堂中進(jìn)行，操作過程既無任何危險，學(xué)生還可以反復(fù)練習(xí)，直至掌握操作技能為止。應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，還可恰如其分地演示一些復(fù)雜的、抽象的、不宜直接觀察的自然過程和現(xiàn)象，全方位、多角度地展示教學(xué)內(nèi)容。利用計算機(jī)多媒體技術(shù)，制作各種仿真課件，創(chuàng)設(shè)所需要的某種虛擬情景，讓學(xué)生進(jìn)行模擬實驗，從而極大的豐富課堂教學(xué)內(nèi)容。