虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)論文精品(七篇)

序論：寫(xiě)作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來(lái)了七篇虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)論文范文，愿它們成為您寫(xiě)作過(guò)程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

概念設(shè)計(jì)是工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的一個(gè)重要方面。國(guó)外大公司的產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門(mén)包括:

1)(Conceptdesign)概念設(shè)計(jì);2)(Detaildesign)詳細(xì)設(shè)計(jì);3)(Manufacturingdesign)制造設(shè)計(jì)。由此可見(jiàn)，產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)的主導(dǎo)地位和重要性。

1概念設(shè)計(jì)的內(nèi)涵

概念的設(shè)想是創(chuàng)造性思維的一種體現(xiàn)，概念產(chǎn)品是一種理想化的物質(zhì)形式。下面以概念設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)例之一來(lái)說(shuō)明其涵義:給出一個(gè)概念“斷藥”，讓學(xué)生進(jìn)行座椅的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。步驟是，首先向?qū)W生講述心理學(xué)中的一個(gè)名詞———暗示心理，并分別舉出一個(gè)“安樂(lè)死”實(shí)驗(yàn)和一個(gè)“挽救少女生命”的文學(xué)名著故事，從正反兩個(gè)方面說(shuō)明暗示對(duì)人的健康的影響;然后運(yùn)用一個(gè)“民間故事”闡述如何將“斷藥”的概念物化到具體的產(chǎn)品上。因?yàn)?，在民間曾有這樣一個(gè)說(shuō)法，就是將一把斷了的鑰匙用紅線穿上掛在小孩的脖子上，取“斷鑰”的諧音“斷藥”暗示常生病的孩子掛上“斷鑰”這掛項(xiàng)鏈之后，就斷了藥，從此不再吃藥，這也意味著孩子走向健康。所以，將一把斷了的鑰匙(斷藥)的概念物化到具體的產(chǎn)品上來(lái)為健康做設(shè)計(jì)時(shí)，用折斷了的鑰匙做椅架為主題，由學(xué)生創(chuàng)意出現(xiàn)了形形的座椅開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)方案(其草圖、效果圖、視圖等技術(shù)說(shuō)明從略)，于是就有了一種新型的專用座椅的概念設(shè)計(jì)。其應(yīng)用場(chǎng)合為療養(yǎng)院、醫(yī)院、不能自理的老人家庭等。

這是傳統(tǒng)的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)。當(dāng)然，產(chǎn)品的類型不止是這種無(wú)障礙設(shè)計(jì)思想指導(dǎo)下的專用座椅。產(chǎn)品即人之觀念的物化，設(shè)計(jì)是一種思維行為。在這種思維創(chuàng)造活動(dòng)中，產(chǎn)品概念的構(gòu)思是豐富的，人的創(chuàng)作智慧是無(wú)窮的。概念產(chǎn)品的類型更是多種多樣。

2概念設(shè)計(jì)與產(chǎn)品市場(chǎng)

概念設(shè)計(jì)只是第一步，能不能進(jìn)行第二步Detaildesign，第三步Manufacturingdesign，甚至投放市場(chǎng)為開(kāi)發(fā)商或企業(yè)帶來(lái)效益等，這是個(gè)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。設(shè)計(jì)師的概念設(shè)計(jì)畢竟與難以預(yù)料市場(chǎng)變化有著許多差距。如何縮短這一差距，是以往概念設(shè)計(jì)者的難題。在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的許許多多產(chǎn)品中，只要一百件產(chǎn)品中有幾件能夠投放市場(chǎng)見(jiàn)效益就是成功。在追求“百分之幾”的見(jiàn)效益成功的過(guò)程中，如何減少做“分母”的被動(dòng)，擴(kuò)大見(jiàn)效益的百分比，仍是最關(guān)鍵的，是公司管理決策人士和設(shè)計(jì)師共同努力的方向。

3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)促使概念設(shè)計(jì)的市場(chǎng)化

為了更好地接近產(chǎn)品的市場(chǎng)需求，目前國(guó)際上流行的一種“故事版情景預(yù)言法”的概念設(shè)計(jì)，就是將所要開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品置于一定的人、時(shí)、地、事和物中進(jìn)行觀察、預(yù)測(cè)、想象和情景分析，其形式是以故事版的平面設(shè)計(jì)表達(dá)展示給人們。于是，產(chǎn)品在設(shè)計(jì)的開(kāi)始便多了一份生命和靈氣。然而，設(shè)計(jì)表達(dá)在信息時(shí)代已是多元化的展示形式，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展，尤其是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，已使設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)表達(dá)如虎添翼;可以想象面對(duì)一種虛擬的“故事版情景預(yù)言法”設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品，讓人更多了一種直觀的、親切的及交互的感受，這樣開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品與傳統(tǒng)相比，就大大減少了投放市場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)性，也為企業(yè)決策人尋找商機(jī)、判斷概念產(chǎn)品能否進(jìn)一步開(kāi)發(fā)生產(chǎn)，提供更好的依據(jù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能模擬整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程，保證產(chǎn)品開(kāi)發(fā)一次性成功，加快開(kāi)發(fā)進(jìn)程，甚至使設(shè)計(jì)者和用戶融為一體，設(shè)計(jì)出滿足市場(chǎng)需要的產(chǎn)品。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與虛擬產(chǎn)品

1虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)(VirtualReality，VR)

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)又稱為虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，是指計(jì)算機(jī)生成的一個(gè)實(shí)時(shí)三維環(huán)境。使用者可以在這環(huán)境中“自由地”運(yùn)動(dòng)，觀察周圍的景物，還可通過(guò)各種專用的傳感交互設(shè)備與虛擬物體進(jìn)行交互操作。用戶看到的是全彩色景象，聽(tīng)到的是虛擬環(huán)境中的音響，感覺(jué)(手、腳或皮膚等)到的是虛擬環(huán)境所反饋的作用力，從而讓使用者產(chǎn)生一種身臨其境的感覺(jué)。產(chǎn)生虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的方法有:

1)基于模型的方法(ModelbasedMethod，MM)這種方法產(chǎn)生虛擬環(huán)境的步驟為:

①用放置在不同地點(diǎn)的多個(gè)攝像機(jī)將某環(huán)境或事物記錄下來(lái);

②利用計(jì)算機(jī)的視頻技術(shù)抽取出環(huán)境或事物的三維模型;

③從虛擬攝像頭的視角展示獲得模型。具體的做法是:獲得數(shù)據(jù)標(biāo)度攝像頭分離對(duì)象建立模型嵌入顏色交互回放。

2)基于圖像的方法(ImagebasedMethod，IM)一般做法是:

用攝像頭連續(xù)掃描周圍空間來(lái)獲取某一區(qū)域完整的景物圖像，將獲取的景物圖像，通過(guò)圖像處理技術(shù)，按坐標(biāo)映射到圖形工作站的虛擬全景屏上，用戶載上頭盔顯示器就可以看到所攝周圍景物環(huán)境。

2虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的常用設(shè)備及要求

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)常用設(shè)備有:三維鼠標(biāo)(也稱鳥(niǎo)標(biāo))、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣、頭盔顯示器、立體聲耳機(jī)等。對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的要求除了應(yīng)具有高性能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(包括軟、硬件)外，還必須有下列關(guān)鍵技術(shù)提供強(qiáng)有力的支持:(1)能以實(shí)時(shí)的速度生成具有三維全色彩的、有明暗、有陰影、有紋理的、逼真感強(qiáng)的景物圖像;(2)頭盔顯示器能產(chǎn)生高分辨率圖像和較大的視角;(3)能高精度地實(shí)時(shí)跟蹤用戶的頭和手;(4)能對(duì)用戶的動(dòng)作產(chǎn)生力學(xué)反饋。

3虛擬產(chǎn)品(VirtualProduct，VP)

虛擬產(chǎn)品是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的產(chǎn)物，是一個(gè)數(shù)字化的產(chǎn)品。它具有真實(shí)產(chǎn)品所必須具有的特征。通過(guò)對(duì)產(chǎn)品實(shí)時(shí)的仿真，設(shè)計(jì)人員或用戶就能夠像使用真實(shí)產(chǎn)品一樣使用虛擬產(chǎn)品。由于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程是數(shù)字化的，因此節(jié)省了傳統(tǒng)方法中需要制造的物理模型(包括概念模型、模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、外觀模型和生產(chǎn)模型等)的時(shí)間和物質(zhì)。在計(jì)算機(jī)中由于對(duì)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行反復(fù)設(shè)計(jì)、分析、干涉檢查、模具設(shè)計(jì)等過(guò)程，使設(shè)計(jì)繪圖的工作量比傳統(tǒng)的繪圖工作量大大減少。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在概念設(shè)計(jì)中應(yīng)用前景

在概念設(shè)計(jì)中，如采用頭腦風(fēng)暴法進(jìn)行方案創(chuàng)意時(shí)，可以將體驗(yàn)設(shè)計(jì)思想更好地融于其中，也就是更多地關(guān)注產(chǎn)品使用者的感受，而非產(chǎn)品本身。比如，針對(duì)不同用戶及愛(ài)好者的要求，在不同的虛擬環(huán)境中，讓他們親自體驗(yàn)修改模型的感受;利用觸摸屏來(lái)選擇產(chǎn)品的造型、色彩、裝飾風(fēng)格等許多可選部件。在渲染和生成十分逼真的三維模型時(shí)，充分感受了自己所喜愛(ài)的產(chǎn)品在虛擬環(huán)境中的“真實(shí)”情況。甚至還可根據(jù)用戶的建議，邀請(qǐng)部分用戶直接與設(shè)計(jì)者一起對(duì)模型提出修改意見(jiàn)，觀察設(shè)計(jì)和修改過(guò)程，直至大多數(shù)人滿意為止。

為了適應(yīng)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，設(shè)計(jì)廠家不能坐等用戶找上門(mén)訂購(gòu)產(chǎn)品，而應(yīng)該主動(dòng)把自己廠家的產(chǎn)品推向市場(chǎng)。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)做出虛擬產(chǎn)品的動(dòng)畫(huà)廣告，再與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，使用戶能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)游覽設(shè)計(jì)廠家的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，并能直接在虛擬環(huán)境中對(duì)產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、外形、色彩等方面進(jìn)行實(shí)時(shí)交互、了解、觀察;同時(shí)，還可以通過(guò)Email對(duì)產(chǎn)品提出意見(jiàn)和建議，讓廠家參照各方面的意見(jiàn)修改和完善所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。這樣可提高設(shè)計(jì)廠家的競(jìng)爭(zhēng)力，為設(shè)計(jì)廠家謀得更多的市場(chǎng)份額。

若用戶對(duì)廠家設(shè)計(jì)的產(chǎn)品引起購(gòu)買(mǎi)的欲望，通過(guò)網(wǎng)上游覽，將信息反饋到各商家，商家則會(huì)主動(dòng)爭(zhēng)先與廠家聯(lián)系，網(wǎng)上定貨，使廠家的產(chǎn)品提前占領(lǐng)市場(chǎng)。由于激烈的全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，各國(guó)都投入了大量的資金對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行深入地研究。將研究的成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，這是產(chǎn)品迅速占領(lǐng)市場(chǎng)的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)

1陳軍等虛擬現(xiàn)實(shí)中虛擬景象產(chǎn)生的技術(shù)初探計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，1999，6

2熊曼辰等數(shù)字化與概念化工業(yè)設(shè)計(jì)ICME2000論文集

篇(2)

1.1體育教學(xué)訓(xùn)練中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在體育授課教學(xué)中的應(yīng)用多限于理論方面的探討，但在某些高等院校的訓(xùn)練中有了一些嘗試.比如：尚曉軍虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高等學(xué)?！吧鋼簟庇?xùn)練、趙克寧虛擬技術(shù)輔助籃球教育、朱曉蘭虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的體育場(chǎng)景虛擬系統(tǒng)、李峰虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬乒乓球系統(tǒng)等等.但教學(xué)訓(xùn)練研究多處于視聽(tīng)感知階段的研究，學(xué)生沉浸不夠，缺乏深沉次的交流與互動(dòng)，模具的構(gòu)建單一.

1.2制作體育教學(xué)課件的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)根據(jù)體育教學(xué)課件自身的需求構(gòu)建全面的虛擬教學(xué)環(huán)境，使學(xué)生能夠在創(chuàng)建的環(huán)境中學(xué)習(xí)訓(xùn)練.但需要把體育課程上所有的知識(shí)都創(chuàng)編到虛擬的環(huán)境中，是需要有海量的工作要做的，所以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作相應(yīng)的文件嵌入到體育課件中，配合使用，是目前這個(gè)階段制作體育教學(xué)課件行之有效的措施.

1.3網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育

諸多高校校園網(wǎng)建成，且通過(guò)“中國(guó)教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)”連在了一起，這是實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ).在學(xué)校體育網(wǎng)頁(yè)的基礎(chǔ)上拓展了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的課件以及成立數(shù)據(jù)庫(kù)，使其可以覆蓋學(xué)校體育教學(xué)中的每個(gè)方面，包括授課體育教師的個(gè)人資料、校內(nèi)體育競(jìng)賽群體活動(dòng)開(kāi)展簡(jiǎn)介、體育專項(xiàng)課開(kāi)課時(shí)網(wǎng)上的選課、體育鍛煉的知識(shí)內(nèi)容和方法、校內(nèi)外競(jìng)賽情況、學(xué)生對(duì)教學(xué)的反饋意見(jiàn)以及國(guó)內(nèi)外實(shí)時(shí)體育信息等等，促進(jìn)培養(yǎng)學(xué)生的“終身體育”意識(shí)，以及可以更好地宣傳和實(shí)施“健康第一”的體育教育思想，使網(wǎng)頁(yè)充分地發(fā)揮了信息傳播和教育的作用.

2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在體育教學(xué)中的展望

2.1可以避免體育教學(xué)中的傷害事故

體育是以身體練習(xí)為手段增強(qiáng)體質(zhì)增進(jìn)健康的活動(dòng)過(guò)程.身體練習(xí)的過(guò)程是會(huì)痛苦的、難受的、是要體會(huì)“極點(diǎn)”的，甚至?xí)霈F(xiàn)生命危險(xiǎn)的.如今學(xué)生體質(zhì)健康逐年下降，別說(shuō)高難度、高危險(xiǎn)的體育技術(shù)技能的教學(xué)，就連簡(jiǎn)單的中長(zhǎng)跑也慢慢將要在學(xué)校體育中消失.傳統(tǒng)的體操課、田徑課（鉛球、跨欄等）很難再體育課中看見(jiàn).教師、學(xué)生畏手畏腳，其嚴(yán)重影響了傳統(tǒng)體育技能的傳承，體育文化的繼承.然而在虛擬現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)景中，脫離了真實(shí)的危險(xiǎn)器械、場(chǎng)地等因素，又能還原其真實(shí)的感受，教與學(xué)將都在一種安全模式下經(jīng)行，體育教師和學(xué)生將能放心的體會(huì)高難的、高危險(xiǎn)的技術(shù)動(dòng)作.

2.2彌補(bǔ)教學(xué)條件的不足

雖說(shuō)近年來(lái)學(xué)校引來(lái)了高速發(fā)展的時(shí)機(jī)，諸多大中型體育場(chǎng)（館）落成，解決了學(xué)校體育中體育場(chǎng)館缺乏的一些問(wèn)題.然而諸多體育場(chǎng)（館）的經(jīng)營(yíng)管理維修落后，不能完全對(duì)外開(kāi)放，不能充分發(fā)揮它的功效.何況還有一部分體育場(chǎng)（館）不足的區(qū)域，教學(xué)條件有限的學(xué)校.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬場(chǎng)景的功能可以彌補(bǔ)一些場(chǎng)（館）不足造成的影響.

2.3可以虛擬人物形象

榜樣的力量是無(wú)窮大的.學(xué)生對(duì)某個(gè)體育項(xiàng)目感興趣，很多時(shí)候是因?yàn)橄矚g某個(gè)體育明星.虛擬現(xiàn)實(shí)能從強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)中提取某個(gè)明星的數(shù)據(jù)虛擬出明星的場(chǎng)景，由虛擬的明星去教學(xué)，去陪練.能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性.

2.4徹底打破空間、時(shí)間的限制

篇(3)

關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實(shí);技能培訓(xùn);虛擬培訓(xùn);模式

中圖分類號(hào):TP3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2009)31-

Explore the Training System Development Model Based on Virtual Reality Technology

GAO Ben-cai, LIU Guang-ran

(Tianjin University of Technology and Education, School of Information Technology and Engineering, Tianjin 300222, China)

Abstract: Compared to formerly any time,Nowadays,China all needs the high quality technical worker who grasps each skill. Compared with the developed country The Chinese mechanic population as well as the intermediate and senior mechanic's proportion has already a very big disparity, this does not tally extremely with the Chinese high speed development financial circumstance, The traditional mechanic education has not been able to complete the such huge education project. This article will discusses the new training pattern based on the virtual reality technology --- Virtual Training, Analyzes the sole superiority which the virtual reality technology has and pour it into the mechanic development as formidable propelling force, elaborated the virtual training system performance history and attempts to summarize the development pattern. Hoping this article can provide the model for the correlation personnel, provide the powerful talented person safeguard to maintains the high speed development for the Chinese economy.

Key words: virtual Reality; skills training; virtual training; mechanic

在當(dāng)今中國(guó),技工教育受到全社會(huì)的高度重視,知識(shí)、技能和創(chuàng)造得到了充分的尊重和發(fā)揮,一個(gè)有利于技工教育發(fā)展的良好氛圍正在形成。

隨著經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的加快,21世紀(jì)的中國(guó)已經(jīng)成為全世界的制造中心,我國(guó)要想扮演好這個(gè)世界制造中心的角色,一大批高素質(zhì)技術(shù)工人必不可少?，F(xiàn)代產(chǎn)品的更新?lián)Q代的周期已經(jīng)完全的顛覆了一些人所能夠承受時(shí)間概念高科技產(chǎn)品更是源源不斷的推陳出新。傳統(tǒng)的技工培訓(xùn)模式已經(jīng)不能挑起這么艱巨的任務(wù),亟待開(kāi)發(fā)新的培訓(xùn)模式。

諸多難題阻礙著現(xiàn)代技工教育的發(fā)展,至今技工學(xué)校還沒(méi)有走出一條適合中國(guó)國(guó)情的發(fā)展道路。我想基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬培訓(xùn)或許可以解決難題實(shí)現(xiàn)破冰,推動(dòng)技工教育的良好的發(fā)展。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)概念及特征

虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality,簡(jiǎn)稱VR)是1989年美國(guó)的J.Lanier(后來(lái)曾是專做VR產(chǎn)品的VPL公司董事長(zhǎng))提出的,國(guó)內(nèi)也有人譯為“靈境”,國(guó)外與虛擬現(xiàn)實(shí)同類的術(shù)語(yǔ),還有虛擬環(huán)境、人工現(xiàn)實(shí)及電腦空間等。

虛擬現(xiàn)實(shí)有三個(gè)突出的特征:沉浸性、交互性、構(gòu)想性。

2 桌面虛擬現(xiàn)實(shí)與虛擬培訓(xùn)

桌面虛擬現(xiàn)實(shí)(Desktop Virtual Reality,DVR)主要是在個(gè)人計(jì)算機(jī)和低級(jí)別的工作站上進(jìn)行環(huán)境仿真,依靠計(jì)算機(jī)的屏幕提供給用戶一個(gè)虛擬的平臺(tái),運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)的輸入設(shè)備實(shí)現(xiàn)與虛擬世界場(chǎng)景之間的交互。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)生成極為逼真的環(huán)境,通過(guò)生動(dòng)的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等效果以及隨參與者的動(dòng)作而變化的場(chǎng)景使人獲得身臨其境的感覺(jué)。現(xiàn)階段由于完全的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)價(jià)格昂貴目前只用于科學(xué)研究,其中基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的培訓(xùn)(簡(jiǎn)稱虛擬培訓(xùn))采用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)(也稱桌面虛擬現(xiàn)實(shí))改變了原有的培訓(xùn)方式,為用戶提供一個(gè)直觀、友好的圖形化培訓(xùn)環(huán)境,適應(yīng)社會(huì)需求。使得用戶在計(jì)算機(jī)提供的逼真的三維虛擬環(huán)境中熟練掌握某一裝置或某一系統(tǒng)的操作使用方法。大大減少了技工培訓(xùn)中的各種資源的消耗提高了培訓(xùn)質(zhì)量和培訓(xùn)效率,有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)于危險(xiǎn)作業(yè)或不具備試驗(yàn)條件的高級(jí)培訓(xùn)。

3 職業(yè)技能培訓(xùn)

職業(yè)技能培訓(xùn)是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的不竭動(dòng)力。著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家舒爾茨在考察經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的主要原因時(shí)指出:對(duì)人力資本的投資是最重要的生產(chǎn)性投資,也是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)不竭的動(dòng)力。根據(jù)人力資本理論,人力資本比物質(zhì)、貨幣等資本要素具有更大的增值空間,因?yàn)樽鳛椤盎钯Y本”的人力資本,具有創(chuàng)新性、創(chuàng)造性,具有有效配置資源、調(diào)整企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略等市場(chǎng)應(yīng)變能力。因此,職業(yè)技能培訓(xùn)是人力資本投資的一個(gè)組成部分,而且職業(yè)技能培訓(xùn)是實(shí)現(xiàn)終身教育,建設(shè)學(xué)習(xí)型組織的主要教育形式,其良性發(fā)展能滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)高素質(zhì)、技能型人才的需要,必然對(duì)GDP增長(zhǎng)帶來(lái)更高的貢獻(xiàn)率。

4 虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程模式探究與設(shè)計(jì)實(shí)例

虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)生成的一類適于進(jìn)行教育培訓(xùn)的虛擬環(huán)境,它可以是某一現(xiàn)實(shí)世界培訓(xùn)基地或設(shè)施的真實(shí)再現(xiàn),也可以是虛擬構(gòu)想的世界。受訓(xùn)人員通過(guò)與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互獲得經(jīng)驗(yàn)達(dá)到學(xué)習(xí)和培訓(xùn)的目的。

4.1 虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)模式

在中國(guó)知網(wǎng)上以虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)模式為檢索詞分別以題名和全文項(xiàng)進(jìn)行精確查找,查找結(jié)果都是沒(méi)有相關(guān)的文獻(xiàn)資料,通過(guò)閱讀虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)的相關(guān)論文資料后也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)關(guān)于虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)模式的有關(guān)論述。通過(guò)閱讀虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)的相關(guān)文獻(xiàn),比較各種虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程,結(jié)合本人實(shí)際的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)歸納出虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)模式。如圖1所示。

虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程大致分為四個(gè)階段:首先,對(duì)將要開(kāi)發(fā)的課程進(jìn)行系統(tǒng)分析,其中包括對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的分析判斷虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)是不是內(nèi)容表現(xiàn)的最佳選擇。如果可行就要繼續(xù)將學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行必要的分解分成若干的模塊和單元,這樣有利于將復(fù)雜的任務(wù)簡(jiǎn)單化使整個(gè)任務(wù)比較容易的得以實(shí)現(xiàn);另外要對(duì)學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)行分析即通過(guò)培訓(xùn)要求學(xué)習(xí)者掌握的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的總和并為接下來(lái)的教學(xué)策略的選擇提供支持,在這項(xiàng)工作中還需要明確學(xué)習(xí)者要掌握預(yù)期的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)需要學(xué)習(xí)的各種理論知識(shí)、動(dòng)作要領(lǐng)、技能流程以及必須完成的操作練習(xí)。其次,同時(shí)進(jìn)行3D圖像建模與交互的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)兩個(gè)階段的工作。這兩個(gè)階段也是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的兩條主線,在3D圖像建模階段依據(jù)前期的素材的準(zhǔn)備運(yùn)用3D建模工具開(kāi)發(fā)虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境。這個(gè)階段是整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中工作量最繁重的一個(gè)階段,需要開(kāi)發(fā)人員熟練掌握3D建模工具,通過(guò)反復(fù)細(xì)致的設(shè)計(jì)修改才能開(kāi)發(fā)出逼真的虛擬環(huán)境。要根據(jù)學(xué)習(xí)者的特征(不同群體適應(yīng)不同的交互方式)依據(jù)相關(guān)的交互理論運(yùn)用恰當(dāng)?shù)慕换スぞ呖茖W(xué)合理的進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。交互的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)階段要特別的引起重視,因?yàn)榇蟛糠謱W(xué)習(xí)任務(wù)的完成都有賴于系統(tǒng)的交互功能,交互設(shè)計(jì)的好壞與最終的學(xué)習(xí)效果有著直接的聯(lián)系。最后,是系統(tǒng)的合成與調(diào)試,這一階段能夠保證系統(tǒng)順利的得以實(shí)現(xiàn)并應(yīng)用在教學(xué)中。在該階段中包括了將必要的教學(xué)策略、理論知識(shí)以及一些必要的文字說(shuō)明嵌入到系統(tǒng)中使它真正成為一個(gè)用于教學(xué)的工具。在調(diào)試是比較繁雜的工作,需要我們有足夠的耐心和精益求精的精神通過(guò)不斷的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題使系統(tǒng)不斷的得到完善保證系統(tǒng)發(fā)揮最大的作用。

4.2 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)例

4.2.1 案例簡(jiǎn)介

數(shù)控機(jī)床是技工培訓(xùn)中的重要課程,由于數(shù)控技術(shù)較為復(fù)雜所以學(xué)習(xí)難度比較大,學(xué)員往往要用很長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)了解數(shù)控機(jī)床的工作原理之后才能夠進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操練或是根本找不到相應(yīng)的設(shè)備操練。我們?cè)O(shè)想開(kāi)發(fā)這樣一個(gè)虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)使學(xué)員能夠利用電腦實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合,通過(guò)使用這么一個(gè)系統(tǒng)學(xué)員能夠掌握數(shù)控技術(shù)的基本理論知識(shí)、數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理、基本的操作練習(xí)。讓學(xué)員在進(jìn)入實(shí)訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)之前形成必要的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的準(zhǔn)備,增強(qiáng)訓(xùn)練的針對(duì)性提高培訓(xùn)效率。

4.2.2 設(shè)計(jì)構(gòu)想

該虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)首先呈現(xiàn)出的是數(shù)控技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)和數(shù)控機(jī)床的工作原理,此處用帶有碰撞的行走動(dòng)畫(huà)來(lái)表現(xiàn)。圍繞數(shù)控機(jī)床的工作程序來(lái)設(shè)計(jì)活動(dòng)和交互,在給出零件的所有運(yùn)動(dòng)、尺寸、工藝參數(shù)等加工信息后學(xué)員被要求編制出零件加工的數(shù)控程序單。對(duì)于形狀復(fù)雜的零件,學(xué)員可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行自動(dòng)編程(APT)或CAD/CAM設(shè)計(jì);編好的數(shù)控程序?qū)W員會(huì)被要求輸入到數(shù)控裝置的一種存儲(chǔ)載體上,用動(dòng)畫(huà)形式抽象表現(xiàn)數(shù)控裝置從內(nèi)部存儲(chǔ)器中取出或接受輸入裝置送來(lái)的一段或幾段數(shù)控加工程序,經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置的邏輯電路或系統(tǒng)軟件進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理,輸出各種控制信息和指令給驅(qū)動(dòng)裝置,經(jīng)功率放大后按照指令信息的要求驅(qū)動(dòng)機(jī)床移動(dòng)部件,以加工出符合圖樣要求的零件;再用動(dòng)畫(huà)顯示位置檢測(cè)裝置將數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的實(shí)際位移量檢測(cè)出來(lái),經(jīng)反饋系統(tǒng)輸入到機(jī)床的數(shù)控裝置之后,數(shù)控裝置將反饋回來(lái)的實(shí)際位移量值與設(shè)定值進(jìn)行比較,控制驅(qū)動(dòng)裝置按照指令設(shè)定值運(yùn)動(dòng);學(xué)員在呈現(xiàn)的輔助控制操縱界面中按下按鈕后隨之會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化比如刀具的轉(zhuǎn)換、指令交換工件和機(jī)床部件的松開(kāi)、夾緊等動(dòng)作。在以上幾個(gè)步驟中適時(shí)現(xiàn)實(shí)必要的文字補(bǔ)充材料以便于學(xué)員理解。

4.2.3 技術(shù)實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工作主要集中在虛擬場(chǎng)景建模、虛擬動(dòng)畫(huà)的制作以及交互的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)三個(gè)環(huán)節(jié)。

在建模方面,3DSMAX的建模功能是非常強(qiáng)大的完全能夠滿足桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的建模需求。在虛擬動(dòng)畫(huà)的制作方面,可以用普通的動(dòng)畫(huà)制作軟件如flash等。但是這樣就存在一個(gè)不同格式文件相融合的問(wèn)題,如果直接用3DSMAX制作的話相對(duì)來(lái)說(shuō)會(huì)比較容易。在交互方面,較為簡(jiǎn)單的交互可以將MAX格式轉(zhuǎn)換成VRML格式通過(guò)VRML內(nèi)部的交互傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)。在一些較為復(fù)雜的交互實(shí)現(xiàn)上編程語(yǔ)言更具優(yōu)勢(shì),但是難度也是很大的。有很多交互我們根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)要進(jìn)行設(shè)計(jì)的但是實(shí)現(xiàn)起來(lái)難度很大,我們就要靈活掌握通過(guò)對(duì)能夠?qū)崿F(xiàn)的交互功能進(jìn)行有限的組合達(dá)到預(yù)期的效果。在交互的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中還要重點(diǎn)關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題就是有效的教學(xué)設(shè)計(jì)的使用。

5 結(jié)束語(yǔ)

全文主要探討了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于技工技能培訓(xùn)的新模式,介紹了虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程,至于具體的應(yīng)用于技工教育的虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)(軟件)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)我們正在進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

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篇(4)

一、網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室的建立

1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)VR( Virtual Reality) 是近幾年來(lái)信息技術(shù)迅速發(fā)展的產(chǎn)物， 畢業(yè)論文是一門(mén)在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)、多媒體技術(shù)和傳感技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的交叉學(xué)科。其基本方法和目標(biāo)是集成并利用高性能的計(jì)算機(jī)軟硬件及各類傳感器創(chuàng)建一個(gè)使參與者處于身臨其境的、具有完善的交互能力、能幫助和啟發(fā)構(gòu)思的信息環(huán)境， 即讓用戶在人工合成的環(huán)境里獲得角色的體驗(yàn)。

虛擬現(xiàn)實(shí)具有三個(gè)基本特征。沉浸性， 是指觀察者對(duì)虛擬世界的情感反映， 這種感覺(jué)能使用戶全方位地投入這個(gè)虛擬世界， 這是虛擬現(xiàn)實(shí)的首要特征。交互性， 是指虛擬現(xiàn)實(shí)是一個(gè)開(kāi)放的環(huán)境， 能對(duì)用戶的輸入作出響應(yīng)， 并能通過(guò)監(jiān)控裝置來(lái)影響用戶和被用戶影響。想象性， 是指虛擬現(xiàn)實(shí)不僅是一個(gè)媒體、一個(gè)高級(jí)用戶界面， 還是一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)， 它以生動(dòng)形象的形式反映設(shè)計(jì)者的思想。虛擬現(xiàn)實(shí)的三個(gè)基本特征強(qiáng)調(diào)了人在這個(gè)系統(tǒng)中的主導(dǎo)作用。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)按其功能不同， 可以分為三種類型: 沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)和分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。其中，桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是運(yùn)用軟件編程方法在顯示器上顯示三維場(chǎng)景， 用戶通過(guò)鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等設(shè)備與虛擬場(chǎng)景交互， 它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低， 易于推廣。

2.網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室

所謂網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室， 是指利用區(qū)域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)， 由虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)生成的一類適于進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)， 包括相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、有關(guān)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)對(duì)象及實(shí)驗(yàn)信息資源等。虛擬實(shí)驗(yàn)室可以是某一現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室的真實(shí)實(shí)現(xiàn)， 也可以是虛擬構(gòu)想的實(shí)驗(yàn)室， 虛擬實(shí)驗(yàn)通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。在虛擬實(shí)驗(yàn)中， 實(shí)驗(yàn)者有逼真的感覺(jué)， 有身臨其境的感受， 好像是真正在現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室里近距離進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作。在虛擬實(shí)驗(yàn)中， 沒(méi)有一個(gè)有形的實(shí)驗(yàn)室， 也沒(méi)有以實(shí)物形態(tài)存在的實(shí)驗(yàn)工具與實(shí)驗(yàn)對(duì)象， 實(shí)驗(yàn)過(guò)程主要是對(duì)虛擬物的操作。

3.計(jì)算機(jī)專業(yè)虛擬實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)建

構(gòu)建專業(yè)虛擬實(shí)驗(yàn)室， 其實(shí)就是搭建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)系統(tǒng)， 包括硬件、軟件及管理三個(gè)方面。在硬件上，

目前各校都建立了校園網(wǎng)絡(luò)并接入了互聯(lián)網(wǎng)， 這些基礎(chǔ)設(shè)施基本可以滿足需求， 不需要太多的投入。在軟件方面， 一個(gè)是實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)， 它與網(wǎng)站建設(shè)相聯(lián)系; 另一個(gè)是網(wǎng)站的內(nèi)容( 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容) 建設(shè)， 這是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的關(guān)鍵。虛擬實(shí)驗(yàn)室應(yīng)有可以做的實(shí)驗(yàn)來(lái)支撐， 不然軟件平臺(tái)就是一個(gè)空架子， 形同虛設(shè)。同時(shí)， 該平臺(tái)上還應(yīng)有實(shí)驗(yàn)管理的支持， 對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)及網(wǎng)上答疑等進(jìn)行有效管理， 并對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行監(jiān)控， 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)各模塊的主要功能如下。

( 1) 實(shí)驗(yàn)管理模塊， 由學(xué)生管理、教師管理、儀器管理和學(xué)生成績(jī)管理等組成。碩士論文在學(xué)生管理方面， 學(xué)生通過(guò)瀏覽器進(jìn)行注冊(cè)登錄， 登陸成功后可瀏覽實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目， 查看實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)資料， 預(yù)約實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間， 在線發(fā)送和接受消息， 進(jìn)行問(wèn)題討論， 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)登記， 實(shí)驗(yàn)完成后可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告并提交報(bào)告。教師管理方面， 可對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容添加、修改、整理、刪除， 對(duì)學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告列表， 批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告， 填寫(xiě)評(píng)語(yǔ)和成績(jī)， 提交批改結(jié)果， 與學(xué)生進(jìn)行討論。儀器管理方面， 對(duì)新設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的虛擬儀器上傳并進(jìn)行分類整理， 以便實(shí)驗(yàn)使用。成績(jī)管理方面對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況( 實(shí)驗(yàn)次數(shù)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及完成情況) 給出成績(jī)， 并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及提供查詢等。

( 2) 儀器展示模塊， 對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)室可用虛擬元器件、虛擬儀器設(shè)備分門(mén)別類地進(jìn)行管理， 以圖形的方式直觀呈現(xiàn)出來(lái)， 供學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行選擇。

( 3) 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)模塊， 包括實(shí)驗(yàn)介紹、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的重點(diǎn)及難點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)任務(wù)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求及實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的事項(xiàng)等。

( 4) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告模塊， 主要對(duì)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后， 提供相關(guān)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板， 供學(xué)生下載， 由學(xué)生填寫(xiě)相關(guān)內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)的結(jié)果， 完成后上傳電子版實(shí)驗(yàn)報(bào)告， 由教師進(jìn)行批閱， 并進(jìn)行記載。

( 5) 實(shí)驗(yàn)答疑模塊， 由專業(yè)教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的疑難問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)解答， 幫助學(xué)生順利通過(guò)實(shí)驗(yàn)。同時(shí)了解學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的掌握程度， 并及時(shí)反饋、調(diào)整教學(xué)。

( 6) 論壇交流模塊， 教師和學(xué)生可以通過(guò)論壇進(jìn)行充分的交流， 學(xué)生可以將實(shí)驗(yàn)中的收獲、經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)及問(wèn)題到論壇上， 教師可以將一些典型的問(wèn)題提出來(lái)， 供大家探討。學(xué)生在這樣寬松的環(huán)境下發(fā)表自己的見(jiàn)解， 教師從中可以得到及時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)反饋信息， 以便整改。

( 7) 虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)K， 是虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重要部分。學(xué)生通過(guò)該模塊進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)， 醫(yī)學(xué)論文以達(dá)到鞏固強(qiáng)化知識(shí)的目的。該模塊內(nèi)容根據(jù)專業(yè)學(xué)習(xí)的具體情況及實(shí)驗(yàn)建設(shè)條件， 可不斷增加。計(jì)算機(jī)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的建設(shè)， 可以引入其他學(xué)校的虛擬實(shí)驗(yàn)室中。這種方式比較簡(jiǎn)單， 容易實(shí)現(xiàn)， 見(jiàn)效較快。但需要投入較多的軟件購(gòu)置費(fèi)用，同時(shí)也需要結(jié)合本校的實(shí)際情況進(jìn)行一些調(diào)整， 有一個(gè)磨合期。另一種是因地制宜， 自主開(kāi)發(fā)。根據(jù)本校的實(shí)際教學(xué)和實(shí)驗(yàn)情況， 結(jié)合學(xué)生的實(shí)際水平， 由任課教師或聘請(qǐng)部分專家組成開(kāi)發(fā)小組， 進(jìn)行一系列的虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)研究， 并將研究的成果連接到虛擬實(shí)驗(yàn)室中， 逐漸擴(kuò)充直至完善。這種方式比較靈活， 能充分發(fā)揮教師的積極性， 能有針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)， 適合學(xué)生的實(shí)際情況， 學(xué)生容易接受， 并且經(jīng)費(fèi)投入較少。缺點(diǎn)是開(kāi)發(fā)周期較長(zhǎng)， 系統(tǒng)性不夠， 水平有限。也可以將上述兩種方式結(jié)合起來(lái)， 一是引入、購(gòu)置部分自己不宜開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目， 二是結(jié)合自身的優(yōu)勢(shì)和長(zhǎng)處開(kāi)發(fā)一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目， 如非交互性的、演示性的虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等。

二、加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室的管理

1.加強(qiáng)用戶管理， 為每個(gè)學(xué)生分配賬號(hào)。對(duì)學(xué)生進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)室， 使用實(shí)驗(yàn)室做虛擬實(shí)驗(yàn)等進(jìn)行登記保存。鼓勵(lì)學(xué)生經(jīng)常訪問(wèn)虛擬實(shí)驗(yàn)室， 在上面提出問(wèn)題、發(fā)表見(jiàn)解， 做好實(shí)驗(yàn)， 努力提高虛擬實(shí)驗(yàn)室的人氣。

2.全天候開(kāi)放虛擬實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生可以隨時(shí)進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)實(shí)自己動(dòng)手組織實(shí)驗(yàn)， 自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案， 動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)， 整理和總結(jié)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)， 職稱論文提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告， 培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和創(chuàng)新能力， 逐步向以“學(xué)生為中心”的自主個(gè)性發(fā)展模式轉(zhuǎn)變。

3.組織專業(yè)教師網(wǎng)上指導(dǎo)與答疑， 參與論壇討論交流， 及時(shí)批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告， 為學(xué)生順利完成實(shí)驗(yàn)提供服務(wù)。在虛擬實(shí)驗(yàn)室中， 教師應(yīng)對(duì)學(xué)生提出的疑問(wèn)盡快給出幫助和解答， 并進(jìn)行必要的指導(dǎo)。在實(shí)驗(yàn)室論壇上發(fā)表觀點(diǎn)， 提出問(wèn)題讓學(xué)生思考， 使師生在虛擬實(shí)驗(yàn)室中有較強(qiáng)的互動(dòng)性， 教師應(yīng)充當(dāng)好學(xué)生實(shí)驗(yàn)的合作者和知識(shí)的建構(gòu)者的角色。

4. 對(duì)學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)室的表現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行

評(píng)價(jià)。針對(duì)學(xué)生每一門(mén)課程的虛擬實(shí)驗(yàn)完成情況、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、網(wǎng)上提問(wèn)、論壇發(fā)帖的情況， 給學(xué)生一個(gè)成績(jī)和評(píng)價(jià)， 反饋給學(xué)生， 英語(yǔ)論文并與該課程的正常實(shí)物實(shí)驗(yàn)一起記入實(shí)驗(yàn)總分。教師也要在對(duì)學(xué)生評(píng)價(jià)的同時(shí)， 征求學(xué)生對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)室的意見(jiàn)， 對(duì)學(xué)生反饋的信息進(jìn)行整改。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室的建立， 可以很好地解決目前硬件設(shè)備跟不上實(shí)驗(yàn)的要求、學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)間不夠用等問(wèn)題， 對(duì)于提高學(xué)生的動(dòng)手能力、分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力具有非常重要的意義。但在具體應(yīng)用中還要注意處理好“虛擬實(shí)驗(yàn)”和“實(shí)物實(shí)驗(yàn)”的關(guān)系， 不能一味地強(qiáng)調(diào)虛擬實(shí)驗(yàn)， 要“虛實(shí)”結(jié)合， 既相互補(bǔ)充， 又各有側(cè)重， 這樣才能取得很好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。同時(shí)， 在虛擬實(shí)驗(yàn)中要注意培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹⒁唤z不茍的科學(xué)實(shí)驗(yàn)作風(fēng)。 參考文獻(xiàn)

[ 1] 王嗣源.虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的初步探討.西安郵電學(xué)院學(xué)報(bào)， 2005( 4) .

[ 2] 蔣光明.基于互聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)放式虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ脱芯?西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)( 自然科學(xué)版) ， 2002( 3) .

[ 3] 易小琳， 王鑫等.網(wǎng)上計(jì)算機(jī)系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)室的研究.計(jì)算機(jī)工程， 2002( 1) .

篇(5)

關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);虛擬實(shí)驗(yàn);VRML;計(jì)算機(jī)專業(yè)

隨著我國(guó)教育的不斷改革和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,論文 網(wǎng)絡(luò)教育的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式。尤其是計(jì)算機(jī)更新速度非?？斓奶攸c(diǎn)使得傳統(tǒng)的教學(xué)方式難以滿足學(xué)習(xí)的需要。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一門(mén)新的技術(shù),它在教育領(lǐng)域的發(fā)展將為教育提供新的活力。本文主要從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特征和VRML語(yǔ)言的角度探討其在計(jì)算機(jī)專業(yè)教育中的應(yīng)用。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為現(xiàn)代教育手段的現(xiàn)代化帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用已不再是停留在音像技術(shù)課堂中應(yīng)用的常規(guī)模式層次上.而是朝著多媒體化、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(shì)發(fā)展,特別是基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬教學(xué)形式,是一種最新出現(xiàn)的教學(xué)模式,具有廣闊的發(fā)展前景,代表了教育的未來(lái)和發(fā)展的方向。

1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念

虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality,簡(jiǎn)稱VR),又稱為靈境技術(shù),畢業(yè)論文 它匯集了數(shù)字圖象處理、計(jì)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)、傳感器技術(shù),以及人體行為學(xué)等多項(xiàng)天技術(shù).是計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合應(yīng)用。具體地說(shuō),就是采川以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技生成逼真的視、聽(tīng)、觸覺(jué)一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境,用戶借助必要的設(shè)備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行交互作用,相互影響,從而產(chǎn)生如同真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn)。盡管該環(huán)境并不真實(shí)存在,但它作為一個(gè)逼真的三維環(huán)境.仿佛就在我們周圍。由于用戶對(duì)計(jì)算機(jī)環(huán)境中的虛擬物體產(chǎn)生了類似于對(duì)現(xiàn)實(shí)物體的存存意識(shí)或幻覺(jué),從而使得用戶在計(jì)算機(jī)所創(chuàng)建的維虛擬環(huán)境中處于一種全身心投入的狀態(tài)。

1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的構(gòu)成

由圖1可以看出。一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)由以下幾部分組成:

(1)虛擬環(huán)境。它由虛擬環(huán)境發(fā)生器所產(chǎn)生,且可讓使用者通過(guò)傳感器件和作用器件與之交互,這種交互的結(jié)果是使用者有全身心進(jìn)入這一環(huán)境的感覺(jué)。

(2)傳感器件。它將虛擬環(huán)境中的物體的形、動(dòng)作、聲音等進(jìn)行轉(zhuǎn)換,使人能獲得視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等多方面的感覺(jué)。這些感覺(jué)與他以往在實(shí)際環(huán)境中的感覺(jué)一致。

(3)作用器件。它將人的一些約定動(dòng)作(如行走、手勢(shì)等)變成作用的信息,讓虛擬環(huán)境有所察覺(jué)。

(4)人。虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)質(zhì)上是一內(nèi)含反饋的閉環(huán)系統(tǒng),只有人的存在才能使這一反饋環(huán)路有效成立。碩士論文所以人是VR系統(tǒng)中不可缺少的成分。人通過(guò)傳感器件感受虛擬環(huán)境的存在.又通過(guò)作用器件去影響虛擬環(huán)境,使其作出相應(yīng)的變化。

(5)虛擬環(huán)境發(fā)生器。它能產(chǎn)生使用者所需要的虛擬環(huán)境,且能通過(guò)作用器件傳來(lái)的作用信息。了解使用者的位置和動(dòng)作。并對(duì)已產(chǎn)生的虛擬環(huán)境作出相應(yīng)的修改。

1.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基本特征

(1)沉浸性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是根據(jù)人類的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)的生理心理特點(diǎn),由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生逼真的三維立體圖像。使用者戴上頭盔顯示器和數(shù)據(jù)手套等交互設(shè)備,便可將自己置身于虛擬環(huán)境中,成為虛擬環(huán)境中的一員。使用者與虛擬環(huán)境中的各種對(duì)象的相互作用,就如同在現(xiàn)實(shí)世界中的一樣。當(dāng)使用者移動(dòng)頭部時(shí)。虛擬環(huán)境中的圖像也實(shí)時(shí)地跟隨變化,拿起物體可使物體隨著手的移動(dòng)而運(yùn)動(dòng),而且還可以聽(tīng)到三維仿真聲音。使用者在虛擬環(huán)境中,一切感覺(jué)都是那么逼真,有一種身臨其境的感覺(jué)。

(2)交互性。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的人機(jī)交互是一種近乎自然的交互.使用者不僅可以利用電腦鍵盤(pán)、鼠標(biāo)進(jìn)行交互,而且能夠通過(guò)特殊頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備進(jìn)行交互。計(jì)算機(jī)能根據(jù)使用者的頭、手、眼、語(yǔ)言及身體的運(yùn)動(dòng),來(lái)調(diào)整系統(tǒng)呈現(xiàn)的圖像及聲音。使用者通過(guò)自身的語(yǔ)言、身體運(yùn)動(dòng)或動(dòng)作等自然技能.就能對(duì)虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行考察或操作。

(3)多感知性。由于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中裝有視、聽(tīng)、觸、動(dòng)覺(jué)的傳感及反應(yīng)裝置,因此,使用者在虛擬環(huán)境中可獲得視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、動(dòng)覺(jué)等多種感知,從而達(dá)到身臨其境的感受。

1.4 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的類型

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)按其功能,可分為以下幾種類型:

(1)沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是利用頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套、三維鼠標(biāo)等傳感跟蹤裝置與虛擬世界進(jìn)行交互。由于這種系統(tǒng)把人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和其它感覺(jué)封閉在虛擬的感覺(jué)空間,能使人全身心投入并沉浸其中。不足之處在于專用設(shè)備復(fù)雜而且昂貴,難以在教育行業(yè)普及推廣。

(2)桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是運(yùn)用軟件編程的方法在顯示器上顯示三維場(chǎng)景.用戶通過(guò)鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等簡(jiǎn)單的設(shè)備與虛擬場(chǎng)景進(jìn)行交互。這種系統(tǒng)由于用戶坐在顯示器前,通過(guò)屏幕觀察虛擬世界并與之交互,往往會(huì)受到周圍環(huán)境的影響,難以做到完全投入.但是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低,易于普及推廣。

(3)分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

分布式虛擬系統(tǒng)是多個(gè)用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享一個(gè)虛擬空間,共同參與虛擬活動(dòng)。

(4)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)不僅是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)模擬現(xiàn)實(shí)世界、仿真現(xiàn)實(shí)世界,而且要利用它來(lái)增強(qiáng)參與者對(duì)真實(shí)環(huán)境的感受,也就是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中無(wú)法感知的感受。

1.5 虛擬現(xiàn)實(shí)造型語(yǔ)言VRML

VRML(Virtual Reality Modeling Language1即虛擬現(xiàn)實(shí)建

模語(yǔ)言,是一項(xiàng)和多媒體通訊、因特網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域相關(guān)的,在Intemet上營(yíng)造虛擬環(huán)境的技術(shù)。它用來(lái)在網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)建可導(dǎo)航的、超鏈接的三維虛擬場(chǎng)景。

VRML的基本工作原理可概括為:文本描述、遠(yuǎn)程傳輸和本地計(jì)算生成。所謂文本描述,是指VRML并不是用三維坐標(biāo)點(diǎn)的數(shù)據(jù)來(lái)描述三維物體的,因?yàn)檫@樣會(huì)有很大的數(shù)據(jù)量.在Intemet上傳輸會(huì)遇到很多困難.VRML是用類似HTML的標(biāo)記文本語(yǔ)言來(lái)描述三維場(chǎng)景.就像我們的編程語(yǔ)言。比如,一個(gè)立方體的描述文本是:Box(size 3.0 3.0 3.0)。VRML就是一種描述語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了用來(lái)描述三維場(chǎng)景的文本描述語(yǔ)言。遠(yuǎn)程傳輸是指用

戶瀏覽VRML描述的虛擬場(chǎng)景時(shí),需要通過(guò)Intemet將描述場(chǎng)景的文本傳送到本地。一般來(lái)說(shuō),文本描述是嵌在WEB頁(yè)面中,在瀏覽器請(qǐng)求相應(yīng)頁(yè)面時(shí)與頁(yè)面描述文本一起傳送本地。本地計(jì)算生成是指描述虛擬場(chǎng)景的數(shù)據(jù)傳送到本地后,瀏覽器對(duì)它進(jìn)行解釋計(jì)算,動(dòng)態(tài)地生成虛擬場(chǎng)景。比如,描述球形的文本,瀏覽器會(huì)在屏幕上繪制一個(gè)立體的球形。概括地說(shuō),就是用文本信息描述三維場(chǎng)景.在Intemet網(wǎng)上傳輸,在本地機(jī)上由VRML的瀏覽器解釋生成三維場(chǎng)景.解釋生成的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范即是VRML規(guī)范。

VRML文件主要包括四個(gè)主要成分:VRML文件頭、原型、造型節(jié)點(diǎn)、腳本和路由。在這四個(gè)要素中.醫(yī)學(xué)論文只有文件頭部分是必須的,它用來(lái)告訴瀏覽器該文件符合的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及使用的字符集等信息。原型定義了創(chuàng)建帶有指定名稱、接口和整體的新節(jié)點(diǎn)類型。一旦成功地定義了原型,它就可以在VRML文件的其他地方隨意使用。造型節(jié)點(diǎn)是VRML中的基本建造模塊.它構(gòu)成了VRML文件的主體部分,正是由于造型節(jié)點(diǎn)定義而產(chǎn)生了虛擬的VRML空間。腳本可以看作是一個(gè)節(jié)點(diǎn)的外殼,它有域、eventIn事件和eventOut事件。其本身沒(méi)有任何動(dòng)作.然而你可以通過(guò)程序腳本來(lái)賦予你腳本節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作。程序腳本實(shí)際上是一種簡(jiǎn)化了的應(yīng)用程序,一個(gè)典型的腳本是由Java或JavaScript編程語(yǔ)言寫(xiě)成的程序。路由是一種文本描述的消息.一旦在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間創(chuàng)建了一個(gè)路由.第一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以順著路由傳遞消息給第二個(gè)節(jié)點(diǎn),這樣的消息被稱為事件。VRML還可以包含下列條目:注釋、節(jié)點(diǎn)和域值、定義的節(jié)點(diǎn)名、使用的節(jié)點(diǎn)名等。

設(shè)計(jì)VRML虛擬場(chǎng)景時(shí)。最簡(jiǎn)單的方法是直接使用文本編輯器來(lái)編輯描述文本,它類似于程序設(shè)計(jì),這種方法簡(jiǎn)單方便.但不是很直觀.對(duì)設(shè)計(jì)者的空間想象能力要求也較高,設(shè)計(jì)的效率不高?，F(xiàn)在有很多的可視化的VRML設(shè)計(jì)工具,如CosmoWorld和WebWorld等.這些工具將VRML的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)都做成可視的組件,用戶設(shè)計(jì)時(shí),只需要將這些組件組全自己需要的虛擬場(chǎng)景就可以了.而且設(shè)計(jì)的效果在設(shè)計(jì)時(shí)就可以看到。設(shè)計(jì)完畢后,系統(tǒng)自動(dòng)將這些可視的虛擬場(chǎng)景生成標(biāo)準(zhǔn)的VRML描述文本,這樣,這些文本傳送到用戶的瀏覽器后.便會(huì)在用戶的屏幕上重現(xiàn)這個(gè)虛擬場(chǎng)景。

VRML使得Intemet的平面世界出現(xiàn)了三維場(chǎng)景。它的問(wèn)世在世界上引起了極大的反響.得到眾多的軟硬件廠商的支持,成為了Intemet上最有發(fā)展前景的新興技術(shù)。VRML在各方面都展現(xiàn)出了強(qiáng)大的應(yīng)用可能性。蘊(yùn)藏了無(wú)限生機(jī)。在教育領(lǐng)域的WEB站點(diǎn)中,它可廣泛用于學(xué)習(xí)情景創(chuàng)設(shè)上,以增加學(xué)習(xí)內(nèi)容的形象性和趣味性。例如:創(chuàng)建網(wǎng)上三維圖書(shū)館,它的好處就在于書(shū)籍歸類整理更接近真實(shí)并將高于真實(shí),匯編或查閱時(shí)書(shū)籍只需要鼠標(biāo)輕輕地點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的虛擬圖書(shū)。另外,使用VRML做模擬訓(xùn)練是一種可行性極高的措施,它不僅可以減少某些情況下現(xiàn)實(shí)空間中操作的難度和危險(xiǎn).

更為重要的是它可以使訓(xùn)練造價(jià)得到大幅度降低,這樣就使得在教育方面的應(yīng)用成為可能。由于這種模擬系統(tǒng)具有高度的真實(shí)性,所以并不會(huì)因?yàn)闆](méi)有真實(shí)系統(tǒng)介入而造成較差的訓(xùn)練效果?，F(xiàn)在虛擬校園、虛擬考場(chǎng)也已經(jīng)陸續(xù)地出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中,這些新興的教育形式必將因其優(yōu)越的一面而在未來(lái)教育領(lǐng)域中占有一席之地。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)專業(yè)教育中的應(yīng)用

2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在輔助課堂教學(xué)中的應(yīng)用

眾所周知,計(jì)算機(jī)課程實(shí)踐性很強(qiáng),在書(shū)本上體現(xiàn)難免會(huì)給人們的理解帶來(lái)困難。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作的課件能夠很好地解決這一問(wèn)題。例如,在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中介紹計(jì)算機(jī)中各個(gè)組件的結(jié)構(gòu)和講解計(jì)算機(jī)組裝的過(guò)程時(shí),書(shū)本的文字難以讓學(xué)習(xí)者了解組件結(jié)構(gòu)和組裝的過(guò)程。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將文字、聲音、圖片、動(dòng)畫(huà)等幾種媒體表現(xiàn)形式有機(jī)地結(jié)合,設(shè)計(jì)出生動(dòng)活潑的界面。制作出一些三維的、交式的、具有沉浸感的內(nèi)容,滿足學(xué)習(xí)者從各個(gè)角度觀察和學(xué)習(xí),仿佛身臨其境,更好地理解學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

制作VRML課件的基本思路是:

(1)制作一系列空間形體的三維造型和動(dòng)畫(huà).并且為這些造型指定所需要的顏色、大小等。

(2)引入VRML的相關(guān)節(jié)點(diǎn),建立虛擬運(yùn)動(dòng)空間。實(shí)現(xiàn)課件多媒體功能。

(3)優(yōu)化VRML場(chǎng)景,即在構(gòu)建場(chǎng)景的過(guò)程中,利用VRML提供的高級(jí)造型技術(shù)適當(dāng)優(yōu)化程序。

(4)VRML文件的輸出,將已創(chuàng)建的空間場(chǎng)景輸出為.wrl形式的文件。

例如,設(shè)計(jì)VRML課件來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上虛擬計(jì)算機(jī)組件結(jié)構(gòu)和組裝的輔助教學(xué)。

首先,在介紹計(jì)算機(jī)組件選擇知識(shí)同時(shí)?？梢栽诰W(wǎng)上從各個(gè)角度來(lái)觀察VRML制作的計(jì)算機(jī)組件的造型.增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí),并使學(xué)習(xí)者對(duì)怎樣組裝計(jì)算機(jī)有個(gè)初步的了解。利用VRML的造型設(shè)計(jì)和VRML Script的動(dòng)畫(huà)鏈接.虛擬出組裝計(jì)算機(jī)過(guò)程中所需的主要硬件,再通過(guò)把VRML文件嵌入到網(wǎng)頁(yè)的方法,使學(xué)習(xí)者既能在網(wǎng)頁(yè)中看到二維不同型號(hào)硬件的圖片和一些描述硬件的文字.又能看到三維的虛擬制作出來(lái)的硬件模型。這樣使學(xué)習(xí)者能真切地、直觀地感受到二維和三維的不同.感受到虛擬世界的美妙。然后,通過(guò)文字和圖片向?qū)W習(xí)者介紹如何將各計(jì)算機(jī)組件組裝到一起。接著,通過(guò)VRML的動(dòng)畫(huà)節(jié)點(diǎn)控制和VRML Script的結(jié)合。制作出安裝、注釋和視點(diǎn)切換的效果,然后按照六個(gè)安裝步驟:第一,機(jī)箱、主板的安裝;第二,風(fēng)扇、內(nèi)存的安裝;第三,光驅(qū)、軟驅(qū)、硬盤(pán)的安裝;第四,聲卡、顯卡的安裝;第五,電源的安裝;

第六。顯示器、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)的安裝,組合完成整個(gè)在虛擬三維世界中組裝計(jì)算機(jī)的過(guò)程。

在學(xué)習(xí)的過(guò)程中,只要點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕,就可以按相應(yīng)的步驟進(jìn)行安裝。拖動(dòng)鼠標(biāo)或按鈕可以隨意地移動(dòng)計(jì)算機(jī)組件到指定的位置進(jìn)行安裝。在安裝完光驅(qū)和軟驅(qū)后,點(diǎn)擊光驅(qū)的開(kāi)、關(guān)鍵,光盤(pán)托會(huì)自動(dòng)拖出和送入,點(diǎn)擊軟驅(qū)的按鈕,

軟盤(pán)會(huì)自動(dòng)取出.使學(xué)習(xí)者能動(dòng)態(tài)地觀看到效果。有一種身臨其境的感覺(jué)來(lái)完成學(xué)習(xí)的過(guò)程。

通過(guò)VRML Script語(yǔ)言的鏈接。制作出生動(dòng)有趣的動(dòng)畫(huà)效果和逼真的聲音效果。例如.當(dāng)你點(diǎn)擊軟驅(qū)上的按鈕,會(huì)發(fā)出聲音并彈出一張軟盤(pán);當(dāng)你點(diǎn)擊光驅(qū)按鈕時(shí),盤(pán)盒會(huì)自動(dòng)地彈縮并發(fā)出逼真的聲音。為了方便學(xué)習(xí)。還可以實(shí)現(xiàn)注釋信息,當(dāng)學(xué)習(xí)者的鼠標(biāo)碰到硬件設(shè)備時(shí)。在對(duì)象的旁邊會(huì)出現(xiàn)一個(gè)注釋信息,說(shuō)明該對(duì)象名稱。

又如,在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中,對(duì)于常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的算法思想.由于其抽象程度高。使得學(xué)生很難理解。我們也可以通過(guò)虛擬技術(shù)將其制作成課件進(jìn)行教學(xué)。將抽象的算法過(guò)程以淺顯易懂、形象直觀的形式展現(xiàn)出來(lái)。例如,遞歸算法是學(xué)生比較難理解的,因?yàn)槠渌惴ㄊ强侩[形調(diào)用堆棧來(lái)實(shí)現(xiàn),而通過(guò)虛擬技術(shù)可以將堆棧內(nèi)部情況的變化動(dòng)態(tài)、直觀、形象地表現(xiàn)出來(lái),這樣學(xué)生就很容易理解。同樣在講解樹(shù)和圖的遍歷時(shí),可以從可視化的角度觀察遍歷的順序。二叉樹(shù)與樹(shù)的概念的區(qū)別、Hanoi塔等問(wèn)題都可以直觀地表現(xiàn)。方便教師的教學(xué)和學(xué)生的理解。

總之,通過(guò)制作課件來(lái)輔助課堂的教學(xué),能為學(xué)習(xí)者提供生動(dòng)、逼真的感性學(xué)習(xí)材料,使抽象的學(xué)習(xí)直觀化、形象化,幫助學(xué)習(xí)者解決學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)和難點(diǎn),提高學(xué)習(xí)者的積極性。

2.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

由虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)生成的適用于進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),包括相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、有關(guān)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)對(duì)象。以及實(shí)驗(yàn)信息資源等。虛擬實(shí)驗(yàn)室可以是某一現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室的真實(shí)再現(xiàn)。也可以是虛擬構(gòu)想的實(shí)驗(yàn)室。 例如,在城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中,不必真正把網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建起來(lái)就可以親身體驗(yàn),猶如進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的操作。在數(shù)字電路的課程實(shí)驗(yàn)中,可以通過(guò)虛擬的電路器件來(lái)達(dá)到電路設(shè)計(jì)的目的,而沒(méi)有購(gòu)買(mǎi)器件問(wèn)題所帶來(lái)的麻煩。在電子商務(wù)課程實(shí)驗(yàn)中,可以虛擬商務(wù)環(huán)境,讓學(xué)生進(jìn)入這個(gè)虛擬環(huán)境。身臨其境地體驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)交易的氣氛和參與交易的過(guò)程。計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的安裝是比較基礎(chǔ)但又是難做好的一個(gè)實(shí)驗(yàn)。由于在計(jì)算機(jī)上安裝新的操作系統(tǒng)不可避免地會(huì)對(duì)原有的操作系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

使用虛擬計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行操作系統(tǒng)的安裝試驗(yàn)就十分的方便了。工作總結(jié)使用虛擬機(jī)的軟件VMware可以創(chuàng)建與真實(shí)計(jì)算機(jī)一模一樣的虛擬機(jī)。創(chuàng)建的虛擬機(jī)有自己的CPU、內(nèi)存、硬盤(pán)、光驅(qū),在這個(gè)虛擬機(jī)上,可以安裝Windows、Linux等真實(shí)的操作系統(tǒng)以及各種應(yīng)用程序。通過(guò)在虛擬的操作系統(tǒng)環(huán)境中進(jìn)行操作,熟悉操作和新技術(shù),達(dá)到事半功倍的效果。VMware只是一個(gè)軟件?？梢詭椭阍谝粋€(gè)操作系統(tǒng)的環(huán)境下安裝另一個(gè)操作系統(tǒng),而不會(huì)對(duì)當(dāng)前的操作系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還可以對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中所提出的各種假設(shè)模型進(jìn)行虛擬.通過(guò)虛擬系統(tǒng)便可以直接地觀察到這一假設(shè)所產(chǎn)生的結(jié)果或效果。利用虛擬技術(shù)。學(xué)生還可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)等方面的學(xué)習(xí)探索,設(shè)計(jì)出新型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和電子器件.從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。

通過(guò)虛擬的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn),既可以縮短實(shí)驗(yàn)的時(shí)間,又可以獲得直觀、真實(shí)的效果,還能對(duì)那些不可見(jiàn)的結(jié)構(gòu)原理和不可重組的精密設(shè)備進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn),避免真實(shí)實(shí)驗(yàn)操作帶來(lái)的各種危險(xiǎn)。并且,虛擬實(shí)驗(yàn)具有先進(jìn)性和共享性,易擴(kuò)充.易于改變教學(xué)項(xiàng)目,減少設(shè)備投入經(jīng)費(fèi),使教學(xué)內(nèi)容在虛擬的環(huán)境中不斷更新.使實(shí)驗(yàn)實(shí)踐及時(shí)跟上技術(shù)的發(fā)展。但是在采用虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中,并不能完全代替真實(shí)實(shí)驗(yàn)。虛擬實(shí)驗(yàn)是虛擬的實(shí)驗(yàn),缺少“實(shí)物感”,正如在網(wǎng)上看書(shū)與拿真實(shí)的書(shū)看時(shí),會(huì)覺(jué)得真實(shí)的書(shū)更實(shí)在。在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)中,用到的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備像路由器、交換機(jī)等種類、型號(hào)都很多,在虛擬實(shí)驗(yàn)中.學(xué)生很難見(jiàn)到這些設(shè)備,如果在真正的實(shí)踐中可能會(huì)無(wú)從下手。因此,在具體實(shí)施中,應(yīng)該虛實(shí)進(jìn)行結(jié)合。有目的地安排一些實(shí)驗(yàn)在真實(shí)環(huán)境中操作,這樣,他們會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)備有親身的體會(huì),更能加深實(shí)驗(yàn)的印象,提高實(shí)驗(yàn)的效果。

3 結(jié)束語(yǔ)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)教育領(lǐng)域發(fā)展的潛力是巨大的,只有親身去經(jīng)歷、親身去體驗(yàn)去感受,比空洞抽象的說(shuō)教更具說(shuō)服力,主動(dòng)地去交互與被動(dòng)地觀看有質(zhì)的不同。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能形象、生動(dòng)、逼真地表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容,有效地營(yíng)造一個(gè)發(fā)展的教學(xué)環(huán)境。提高學(xué)生掌握知識(shí)和技能的效率和積極性,達(dá)到優(yōu)化教學(xué)過(guò)程、提高教學(xué)質(zhì)量的目的,從而解決傳統(tǒng)教學(xué)方式無(wú)法解決的問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,基于WEB的虛擬現(xiàn)實(shí)遠(yuǎn)程教育具有廣泛的應(yīng)用前景,必將成為21世紀(jì)教育的主流。

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篇(6)

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；校園環(huán)境設(shè)計(jì)；分析

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.108

0 前言

隨著社會(huì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，基于圖像繪制的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)視覺(jué)，圖像處理，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，人工智能研究的熱點(diǎn)。雖然虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)目前在很多領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用已有很大進(jìn)展，例如虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)己經(jīng)廣泛地應(yīng)用于軍事、醫(yī)學(xué)、建筑、商業(yè)等領(lǐng)域。

伴隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR技術(shù)）的日益成熟和飛速發(fā)展，在園林景觀設(shè)計(jì)中，對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用也不斷加強(qiáng)。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的簡(jiǎn)介

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又稱VR技術(shù)，是20世紀(jì)90年代伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)而興起的新興技術(shù)，主要特點(diǎn)是可沉浸式的與虛擬場(chǎng)景進(jìn)行交流互動(dòng)，它的基礎(chǔ)媒介和載體是計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)，利用計(jì)算機(jī)生成一種仿真系統(tǒng)來(lái)模擬真實(shí)環(huán)境，利用互聯(lián)網(wǎng)充分傳播虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)被應(yīng)用在軍事、醫(yī)學(xué)、商業(yè)、建筑規(guī)劃等多個(gè)領(lǐng)域，具有廣泛的發(fā)展前景。

而近幾年隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展，人機(jī)交互技術(shù)成為了虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要研究方向，由此而引發(fā)了一系列的交互性硬件載體的出現(xiàn)，如3D虛擬眼鏡、浮動(dòng)鼠標(biāo)器、頭盔式虛擬顯示器、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣、語(yǔ)音識(shí)別器等，通過(guò)這些傳感設(shè)備，體驗(yàn)者可以對(duì)虛擬世界中的物體進(jìn)行觀察和操作，使體驗(yàn)者擁有沉浸式的體驗(yàn)感受，融入五感體驗(yàn)（視覺(jué)、嗅覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、味覺(jué)、觸覺(jué)）的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與以前的單純通過(guò)視覺(jué)來(lái)刺激體驗(yàn)者的模式發(fā)生了質(zhì)的變化。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在校園環(huán)境設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)軟件

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所應(yīng)用的軟件主要分為前期建模階段的軟件和后期渲染的軟件，前期建模階段的主流軟件有：MAYA、3Dsmax、犀牛、Google Sketchup，后期渲染的軟件主要有l(wèi)umion、unity3D、C4D、Vray、光輝城市、酷家樂(lè)。

2.2 應(yīng)用特點(diǎn)介紹

（1）準(zhǔn)確性：利用計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)下的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在虛擬場(chǎng)景建立方面具有很強(qiáng)的精準(zhǔn)度，根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)中的真實(shí)尺寸可以創(chuàng)造出真實(shí)建立之后的效果感受，供使用者觀察。（2）實(shí)時(shí)渲染：利用虛擬現(xiàn)實(shí)軟件生成的實(shí)時(shí)渲染場(chǎng)景，具有良好的可視化效果，通過(guò)實(shí)時(shí)渲染技術(shù)，生成真實(shí)的陽(yáng)光、風(fēng)向、天氣、季節(jié)，模擬大自然的真實(shí)光照，使體驗(yàn)者沉浸于場(chǎng)景的游覽交互中，而且無(wú)需像傳統(tǒng)渲染那樣耗費(fèi)大量時(shí)間。（3）想象力：除了虛擬現(xiàn)實(shí)校園環(huán)境具有模擬真實(shí)場(chǎng)景外，還可以進(jìn)行模擬某些不可能發(fā)生的場(chǎng)景環(huán)境，使得游覽體驗(yàn)過(guò)程中的趣味性得到極大的提高，超越體驗(yàn)者的想象。

2.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與3D動(dòng)畫(huà)的區(qū)別

傳統(tǒng)的3D動(dòng)畫(huà)與虛擬現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)技術(shù)表面上看起來(lái)都具有動(dòng)態(tài)效果，但實(shí)質(zhì)卻完全不同。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以進(jìn)行人機(jī)交互，由人控制虛擬場(chǎng)景的鏡頭，具有實(shí)時(shí)渲染的效果，而3D動(dòng)畫(huà)雖然也是動(dòng)態(tài)效果，卻是不可操控的，由設(shè)計(jì)師事先做好播放的，更不能進(jìn)行場(chǎng)景切換和鏡頭操控等動(dòng)作。在虛擬場(chǎng)景下操控者可以對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行創(chuàng)作、修改和優(yōu)化，而3D動(dòng)畫(huà)無(wú)法進(jìn)行二次修改，只能重新制作而耗費(fèi)了大量人力物力和時(shí)間成本。

2.4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用特色

傳統(tǒng)校園景觀設(shè)計(jì)的表現(xiàn)多側(cè)重于手繪圖和平面CAD圖和PS效果圖，在對(duì)外宣傳過(guò)程中，CAD圖和PS效果圖這些表現(xiàn)方法，無(wú)法提供給體驗(yàn)者沉浸感和真實(shí)的3維感受，也無(wú)法根據(jù)意愿自由旋轉(zhuǎn)視角，通過(guò)平面圖推敲想象方案，無(wú)法以人的視角進(jìn)行活動(dòng)。而在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的校園景觀，我們利用計(jì)算機(jī)可以對(duì)不同人物的視線高度進(jìn)行設(shè)置調(diào)整，體驗(yàn)者可以隨意觀察場(chǎng)景內(nèi)的任意角度，讓體驗(yàn)者有親臨現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)感受。

3 交互性設(shè)備在校園環(huán)境設(shè)計(jì)中的應(yīng)用發(fā)展

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)經(jīng)過(guò)十幾年的快速發(fā)展，在傳統(tǒng)的建模方法、效果表現(xiàn)等方面，已經(jīng)有了較大的突破和發(fā)展，隨著交互性設(shè)備在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的應(yīng)用，校園環(huán)境設(shè)計(jì)領(lǐng)域的效果表現(xiàn)也迎來(lái)了新的改變。lumion6.3結(jié)合虛擬3D眼鏡，把lumion中的場(chǎng)景導(dǎo)出全景模式，將3D眼鏡與lumion連接，就可以進(jìn)行3維全景觀看效果圖，伴隨著頭部的晃動(dòng)，3D眼鏡內(nèi)的的場(chǎng)景也會(huì)隨之變化。利用3D眼鏡觀察虛擬校園場(chǎng)景方案，相比傳統(tǒng)2維效果圖和平面圖，有了質(zhì)的飛越，對(duì)于校園方案的效果感受將會(huì)更強(qiáng)烈。國(guó)內(nèi)新晉軟件光輝城市也在虛擬現(xiàn)實(shí)表達(dá)領(lǐng)域有所發(fā)展，可以通過(guò)該軟件進(jìn)行虛擬場(chǎng)景內(nèi)的互動(dòng)，漫游和修改場(chǎng)景，利用外接鼠標(biāo)可以對(duì)場(chǎng)景內(nèi)的鏡頭進(jìn)行控制，利用鍵盤(pán)可以實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景內(nèi)的移動(dòng)與行走，全方位觀察場(chǎng)景內(nèi)的物體?？峒覙?lè)作為新型互聯(lián)網(wǎng)+的設(shè)計(jì)軟件，在室內(nèi)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的虛擬場(chǎng)景表現(xiàn)上技術(shù)很成熟，通過(guò)該軟件制作的虛擬校園室內(nèi)實(shí)時(shí)渲染場(chǎng)景，體驗(yàn)用戶可以通過(guò)鼠標(biāo)進(jìn)行3維角度旋轉(zhuǎn)進(jìn)行瀏覽，比傳統(tǒng)3Dsmax渲染效果更直觀，最重要的是通過(guò)該軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)渲染效果好，速度快，節(jié)省了大量的渲染時(shí)間，從而節(jié)約了時(shí)間成本。

4 發(fā)展展望

伴隨著電腦和手機(jī)客戶端的日益強(qiáng)大、交互性硬件設(shè)施越來(lái)越完善，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也將會(huì)越來(lái)越成熟，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)未來(lái)的兩大發(fā)展方向便是手機(jī)客戶端和交互性硬件的應(yīng)用，伴隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，在校園景觀環(huán)境設(shè)計(jì)中，也將更多的被應(yīng)用于方案設(shè)計(jì)階段、方案表達(dá)階段、以及后期虛擬校園運(yùn)營(yíng)服務(wù)階段，在21世紀(jì)，可視化的表達(dá)已經(jīng)不僅限于傳統(tǒng)二維平面的形式。

參考文獻(xiàn)：

[1]李國(guó)松.虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)在風(fēng)景園林規(guī)劃與設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D].中南林業(yè)科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，2007.

[2]蘆建國(guó)，蘇同向.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與風(fēng)景園林設(shè)計(jì)[A].南京林業(yè)大學(xué)，2007.

篇(7)

論文摘要:本文分析了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用．井對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了研究，最大限度地實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑設(shè)計(jì)、施工、裝修等的現(xiàn)實(shí)可行性與指導(dǎo)性。

“虛擬現(xiàn)實(shí)”(簡(jiǎn)稱VR)，是一項(xiàng)綜合性計(jì)算機(jī)圖形交互技術(shù)，它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬的實(shí)物與環(huán)境，通過(guò)多種傳感器設(shè)備使用戶“投入”到該環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)用戶與該環(huán)境的直接交互。目前，VR技術(shù)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，如在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域、城市建設(shè)領(lǐng)域等等。

一、計(jì)算機(jī)技術(shù)的引入

計(jì)算機(jī)技術(shù)用于建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域已有多年，但最早的建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域是先模仿傳統(tǒng)工具的使用方式，表現(xiàn)為簡(jiǎn)單地模仿傳統(tǒng)的圖紙、圖板、針管筆等的使用方法。例如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)主要是幫助設(shè)計(jì)者把設(shè)計(jì)、計(jì)算、畫(huà)圖、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理等繁重工作交給計(jì)算機(jī)完成，而設(shè)計(jì)者把主要精力用于創(chuàng)造性構(gòu)思。計(jì)算機(jī)可通過(guò)圖形設(shè)備向設(shè)計(jì)者展示設(shè)計(jì)結(jié)果。之后發(fā)展起來(lái)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(簡(jiǎn)稱VR)能創(chuàng)造身臨其境的感覺(jué)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是迅速發(fā)展的一項(xiàng)綜合性計(jì)算機(jī)圖形交互技術(shù)。它集成了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體、人工智能、多傳感器、網(wǎng)絡(luò)并行處理，利用計(jì)算機(jī)生成的三維空間圖像實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)合成技術(shù)，通過(guò)視、聽(tīng)、觸覺(jué)，以圖表及動(dòng)畫(huà)方式呈現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)被動(dòng)靜態(tài)的信息傳遞方式。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，如在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域、建筑施工領(lǐng)域、建筑裝修領(lǐng)域等等。

二虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用

1．建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域

在建筑設(shè)計(jì)中既要進(jìn)行空間形象思維，又要考慮到以用戶的感受，是一系列的創(chuàng)新過(guò)程，包括規(guī)劃、設(shè)計(jì)等。建筑物的實(shí)際效果受設(shè)計(jì)者的藝術(shù)素養(yǎng)、生活閱歷、知識(shí)水平、設(shè)計(jì)水平、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)等主觀因素的影響和限制，不同的設(shè)計(jì)者對(duì)于同樣功能要求的建筑所設(shè)計(jì)的作品在外觀上、環(huán)境的協(xié)調(diào)上可能截然不同。然而，如果應(yīng)用基于真實(shí)感三維圖形的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則可以將設(shè)計(jì)者心目中的建筑方案以可視、可觸、可聽(tīng)的方式展現(xiàn)給專家、用戶，使他們能“身臨其境”，提出自己寶貴的意見(jiàn)，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。同時(shí)還能大大減輕設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，節(jié)省投資。

2．建筑施工領(lǐng)域

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑施工方面，也大有用武之地，可以進(jìn)行大量方案的比較和優(yōu)選。例如進(jìn)行大型土方工程挖運(yùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，最優(yōu)設(shè)計(jì)是在日挖土量一定的情況下，如何確定挖土機(jī)與運(yùn)土載重汽車的最優(yōu)匹配，使挖運(yùn)系統(tǒng)取得最好的整體效益。大型土方工程挖運(yùn)系統(tǒng)的挖土機(jī)與載重汽車的匹配有很多方案，若要把全部方案的效益都計(jì)算出來(lái)進(jìn)行比較，幾乎是不可能的。對(duì)這一類問(wèn)題采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)比較、優(yōu)選，則很容易實(shí)現(xiàn)。再如對(duì)于有風(fēng)險(xiǎn)的大型工程項(xiàng)目，投資一旦失敗，將會(huì)遭到巨大的經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)這一類問(wèn)題，可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)，進(jìn)行仿真試驗(yàn)和評(píng)估，然后做出決策。同時(shí)還可以對(duì)不確定因素進(jìn)行預(yù)先模擬。

3．建筑裝修領(lǐng)

建筑裝修設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的綜合過(guò)程。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，裝修設(shè)計(jì)師根據(jù)建筑圖紙構(gòu)造出虛擬的室內(nèi)模型，并將其設(shè)計(jì)理念應(yīng)用于室內(nèi)模型，最后以多面視圖、效果圖、家具圖、大樣圖和結(jié)構(gòu)圖等手段表達(dá)設(shè)計(jì)效果。然而，這種離散的平面表現(xiàn)模式使得客戶和施工方難以全面地了解裝修效果。另外，繁瑣的工程量和造價(jià)估算過(guò)程也使得客戶難以準(zhǔn)確快速地對(duì)裝修方案進(jìn)行評(píng)估平選。如果在計(jì)算機(jī)中輸入實(shí)際房間的模型，設(shè)計(jì)者身處所需裝飾的房間，按照自己的構(gòu)思去裝飾、修改，并且可以變換自己在房間中的位置，去觀察裝飾的效果，直到滿意為止，一切就將變得簡(jiǎn)單輕松?？梢栽O(shè)想，在未來(lái)的裝飾工程中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將會(huì)代替現(xiàn)有的實(shí)際模型而顯示出其強(qiáng)大的生命力。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有效地提高了裝修設(shè)計(jì)的效率，并且能夠增強(qiáng)設(shè)計(jì)師和客戶之間的溝通，增加客戶對(duì)設(shè)計(jì)方案的滿意程度。超級(jí)秘書(shū)網(wǎng)

三、虛擬現(xiàn)實(shí)的動(dòng)態(tài)漫游技術(shù)

利用VR技術(shù)在空間數(shù)據(jù)庫(kù)的支持下可以構(gòu)造三維虛擬環(huán)境，人在進(jìn)入這一環(huán)境后可以和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)以視覺(jué)為主體的全方位的動(dòng)態(tài)交互。一個(gè)建筑模型進(jìn)行可視化具有多角度觀察、放大、漫游、旋轉(zhuǎn)、任意選定路線的飛行或點(diǎn)面結(jié)合行駛效果的動(dòng)態(tài)顯示及可視點(diǎn)的判別等功能。虛擬現(xiàn)實(shí)建筑設(shè)計(jì)還可以讓人在虛擬的建筑環(huán)境甚至城市空間里，以不同的角度去窺視或欣賞其外部空間和內(nèi)部空間的動(dòng)感形象和平面布局特點(diǎn)。它所產(chǎn)生的融合性，要比模型或效果圖更形象、完整和生動(dòng)。

視景仿真和動(dòng)態(tài)漫游技術(shù)，同時(shí)也是進(jìn)行方案審察和評(píng)估的重要手段。利用VR技術(shù)在設(shè)計(jì)工程中可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)展示設(shè)計(jì)方案，可實(shí)時(shí)審視檢查規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)修改方案和細(xì)節(jié)。