虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用范文
時(shí)間:2023-11-10 18:15:47
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篇1
關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);特征;虛擬現(xiàn)實(shí)的分類;關(guān)鍵技術(shù);室內(nèi)設(shè)計(jì)
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是多種技術(shù)的共同運(yùn)用,借助了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、模擬現(xiàn)實(shí)、多感知和自然技能;使用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與仿真技術(shù)結(jié)合模擬真實(shí)的環(huán)境;使用傳感器技術(shù)將模擬的環(huán)境與人的感知相連接,實(shí)現(xiàn)包括視覺感知還有觸覺、聽覺、力覺、味覺和嗅覺等感知的模擬。使用戶能夠使用自然技能包括用戶自身的眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)、手部動(dòng)作或者其他的行為動(dòng)作,通過計(jì)算機(jī)識(shí)別這些動(dòng)作并實(shí)時(shí)地反饋到人的五官,完成用戶與虛擬空間的互動(dòng)。[1]虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中所需要研究的是利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)來建立實(shí)時(shí)的三維視覺效果,運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)來增強(qiáng)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的研究和開發(fā),建立對(duì)虛擬世界的觀察界面。
一虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
1什么是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality,VR)1989年由美國(guó)的JarnLanier正式提出。最初運(yùn)用在20世紀(jì)60年代的美國(guó),主要集中在美國(guó)軍方對(duì)宇航員和飛機(jī)駕駛員的模擬訓(xùn)練。后來美國(guó)軍隊(duì)費(fèi)用減少,這個(gè)技術(shù)逐漸在民間傳開。虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展到現(xiàn)在為人熟知,受很多體驗(yàn)者的喜愛,很大一部分原因是由于它可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)造出一個(gè)與現(xiàn)實(shí)環(huán)境相仿的模擬環(huán)境,并且用戶可以親身體驗(yàn)。比如美國(guó)開發(fā)了一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)的游戲系統(tǒng),這個(gè)游戲系統(tǒng)利用了人工智能技術(shù),有效地增加了娛樂性、挑戰(zhàn)性和真實(shí)性。VR技術(shù)運(yùn)用非常廣泛,其發(fā)揮的作用也不容忽視。比如虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)療方面的教學(xué)上可以建立虛擬的人體模型,這有利于學(xué)生了解學(xué)習(xí)人體的結(jié)構(gòu),從而提高今后的實(shí)踐能力。虛擬現(xiàn)實(shí)在娛樂方面的運(yùn)用也很廣泛,芝加哥開放了世界上第一臺(tái)大型的,可以供多人使用的VR娛樂系統(tǒng)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的作用也很大,虛擬現(xiàn)實(shí)有利于提高設(shè)計(jì)和規(guī)劃的效率和質(zhì)量,因?yàn)槔锰摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù),設(shè)計(jì)師可以把自己的設(shè)計(jì)變成看得見的虛擬物體和環(huán)境,設(shè)計(jì)師還可以任意變換自己在房間的位置來全方位觀察設(shè)計(jì)的效果,這不僅為設(shè)計(jì)師節(jié)約了時(shí)間還節(jié)省了做模型的費(fèi)用。
2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)按其特點(diǎn)可以概括地分為多感知性、沉浸性、交互性和構(gòu)想性。虛擬現(xiàn)實(shí)模擬了人的聽覺、視覺、觸覺等感官器官,用戶沉浸在虛擬環(huán)境中,并且運(yùn)用這些感官在虛擬的環(huán)境中進(jìn)行溝通和交流。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)造了一個(gè)虛擬的、真實(shí)的環(huán)境。(1)虛擬現(xiàn)實(shí)的首要特性是多感知性,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的成長(zhǎng)最終應(yīng)到達(dá)一切人類所擁有的感知功能;這種多感知性包含了計(jì)算機(jī)自己的視覺感覺屬性之外,還有人在現(xiàn)實(shí)生活中所具有的聽覺、味覺和嗅覺等。(2)虛擬現(xiàn)實(shí)的主要特征是沉浸性。是指用戶存在于計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境中的真實(shí)程度,它致力于在三維的虛擬環(huán)境中創(chuàng)造出一種身臨其境的感覺,使人難以分辨真假。這可以通過逼真的照明、變換場(chǎng)景中的視點(diǎn)以及虛擬環(huán)境中的音響效果來達(dá)到。使用戶在虛擬環(huán)境中觸摸到的、看到的、聽到的、感覺到的與真實(shí)環(huán)境感知到的完全一樣。(3)虛擬現(xiàn)實(shí)所具有的特征其次是交互性。是指用戶能與虛擬環(huán)境中的物體相互作用,用戶可以操作這些物體。比如當(dāng)用戶操作環(huán)境中的任何物體時(shí),用戶會(huì)直接感受到觸摸感,能夠感受到物體的大小、重量、體積,這種“互動(dòng)”與真實(shí)世界的交戶一模一樣。(4)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還具有構(gòu)想性。構(gòu)想性是指用戶融入到虛擬環(huán)境并依靠自己的認(rèn)知和感知能力來獲取新的知識(shí),虛擬技術(shù)具有廣闊的想象空間,可以構(gòu)想不存在的環(huán)境,能夠提高感性和理性的思維。用戶在虛擬環(huán)境中可以根據(jù)自己的認(rèn)知發(fā)揮人本身的想象力和創(chuàng)造力,學(xué)會(huì)新的理論和知識(shí)。所以說虛擬現(xiàn)實(shí)具有啟示和再創(chuàng)造的作用,是一個(gè)學(xué)習(xí)——?jiǎng)?chuàng)造——再學(xué)習(xí)——再創(chuàng)造的過程。
3虛擬技術(shù)的分類
由于VR所傾向的特征的存在差別,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又細(xì)分為桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、沉浸的虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性的虛擬現(xiàn)實(shí)和分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。(1)桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)成本相對(duì)較低,但是也有其缺點(diǎn),因受到身邊真實(shí)環(huán)境的影響,它的沉浸性比較差,但是在這幾個(gè)系統(tǒng)中是普及最廣的。它需要一個(gè)虛擬環(huán)境產(chǎn)生器,用戶通過計(jì)算機(jī)的屏幕或者投影器來觀察。我們常見的桌面虛擬現(xiàn)實(shí)有:桌面游戲、虛擬現(xiàn)實(shí)造型語言VRML等。(2)沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)需要用到高技術(shù)的設(shè)備,包括數(shù)據(jù)手套、跟蹤器、頭盔等。這些設(shè)備有利于用戶完全沉浸在虛擬的世界。沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)所運(yùn)用的軟件、硬件體系結(jié)構(gòu)也比桌面級(jí)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)更加靈活。我們常見的沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)有:遠(yuǎn)程存在系統(tǒng)、基于頭盔顯示器的系統(tǒng)。(3)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)還有另外一個(gè)稱呼,叫作混合虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng),用戶體驗(yàn)的時(shí)候呈現(xiàn)在眼前的是現(xiàn)實(shí)中的物體與虛擬環(huán)境中的物體的疊加和重合,在技術(shù)上為了達(dá)到精準(zhǔn)的重疊需要利用虛擬現(xiàn)實(shí)位置跟蹤技術(shù)。(4)分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)提升到了一個(gè)更高的境界,它是由以上幾種類型結(jié)合而成的大型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),用于更復(fù)雜任務(wù)的研究。它的基礎(chǔ)是分布交互模擬。由坦克仿真器通過網(wǎng)絡(luò)連接而成的SIMNET系統(tǒng)是目前最典型的例子。
4關(guān)鍵技術(shù)
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是由多領(lǐng)域多方面技術(shù)綜合而成的一項(xiàng)高科技領(lǐng)域技術(shù),其關(guān)鍵技術(shù)主要分為以下幾個(gè):(1)系統(tǒng)開發(fā)工具應(yīng)用技術(shù),技術(shù)的開發(fā)和利用需要發(fā)揮人的主觀能動(dòng)性;如:分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、VR開發(fā)平臺(tái)。(2)動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù),是利用軟件建立模型來建造虛擬環(huán)境,并對(duì)實(shí)際環(huán)境獲取三維的數(shù)據(jù)。需要研究在真實(shí)的環(huán)境中獲取三維數(shù)據(jù)的方法和虛擬的視覺建模技術(shù)等。(3)系統(tǒng)集成技術(shù)是由語音識(shí)別、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)與合成技術(shù)組合而成。它在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)里面發(fā)揮著不可替代的作用。(4)快速、高精度的三維跟蹤技術(shù),其主要是在不影響圖形的質(zhì)量和復(fù)雜的前提下實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的三維效果。(5)立體顯示和傳感技術(shù),致力于提供給用戶沉浸感、真實(shí)感和清晰感,如精確的跟蹤技術(shù)、數(shù)據(jù)手套、頭盔式三維立體顯示器、力覺以及觸覺傳感器技術(shù)。[2]5虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用有什么作用與意義虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為人類的文明與發(fā)展帶來了一個(gè)新的時(shí)代,VR通過一種先進(jìn)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)逼真的遙控現(xiàn)場(chǎng)效果,利用用戶的身體感知進(jìn)行實(shí)時(shí)交互,便于用戶操作和感受。虛擬現(xiàn)實(shí)的具體意義和作用表現(xiàn)在教育領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、娛樂領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實(shí)在教育上為增強(qiáng)人的認(rèn)識(shí)本領(lǐng)和學(xué)習(xí)能力提供了新的工具,虛擬現(xiàn)實(shí)可以建立一個(gè)大型的模擬圖書館,這個(gè)模擬的圖書館可以對(duì)之前消失的知識(shí)進(jìn)行復(fù)原,可以提供更加豐富的教學(xué)資源。醫(yī)學(xué)上的運(yùn)用包括解剖教學(xué)、模擬復(fù)雜的手術(shù),VR在手術(shù)過程中提供了預(yù)測(cè)結(jié)果和相關(guān)信息;VR在遠(yuǎn)程醫(yī)療上也很有潛力,比如在偏遠(yuǎn)山區(qū),醫(yī)生可以對(duì)患者進(jìn)行遠(yuǎn)程治療。娛樂方面虛擬現(xiàn)實(shí)提供了顯示環(huán)境和多感知功能,是理想的視頻游戲工具;軍事上提供了模擬訓(xùn)練,模擬戰(zhàn)場(chǎng);模擬真實(shí)的作戰(zhàn)環(huán)境對(duì)軍隊(duì)進(jìn)行訓(xùn)練,有利于提高士兵的戰(zhàn)斗能力。正如其他的新興技術(shù)一樣,虛擬現(xiàn)實(shí)也是許多相關(guān)領(lǐng)域的綜合運(yùn)用和相互交叉的產(chǎn)物。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用的對(duì)象不一,它所發(fā)揮的作用也不一樣。比如將概念或者構(gòu)思變得可以操作和直視,或者在各種復(fù)雜的虛擬環(huán)境中用戶可以自我感受各種各樣的環(huán)境和效果;所以我們可以了解到虛擬現(xiàn)實(shí)的運(yùn)用能夠?yàn)槿藗兊纳顜肀憷淖饔檬遣豢商娲摹?/p>
二虛擬現(xiàn)實(shí)在室內(nèi)設(shè)計(jì)的運(yùn)用
(1)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和室內(nèi)設(shè)計(jì)的關(guān)系隨著近年來虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的快速發(fā)展,這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)逐漸運(yùn)用在各個(gè)領(lǐng)域,包括室內(nèi)虛擬設(shè)計(jì)的運(yùn)用。室內(nèi)設(shè)計(jì)以創(chuàng)造功能合理、舒適優(yōu)美、滿足人們物質(zhì)精神的室內(nèi)環(huán)境為目的,能反映項(xiàng)目所承載的歷史文脈、建筑風(fēng)格、環(huán)境氣氛。室內(nèi)設(shè)計(jì)的過程包括前期的設(shè)計(jì)制圖、設(shè)計(jì)效果圖、設(shè)計(jì)模型、電腦三維設(shè)計(jì),[3]主要是為了給委托方展現(xiàn)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)方案。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用集中體現(xiàn)在其浸入感和交互性的特點(diǎn),有利于將室內(nèi)設(shè)計(jì)的潛能充分發(fā)揮出來。現(xiàn)在,很多設(shè)計(jì)師嘗試將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種表現(xiàn)手法納入室內(nèi)設(shè)計(jì),這一趨勢(shì)反過來也有利于促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展。(2)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是有其必要性的A傳統(tǒng)的室內(nèi)設(shè)計(jì)有其不足和弊端傳統(tǒng)的室內(nèi)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)師按照委托方的意愿設(shè)計(jì)出個(gè)人喜愛的風(fēng)格特點(diǎn),室內(nèi)設(shè)計(jì)的過程中設(shè)計(jì)師通過在紙上展示自己的構(gòu)思和設(shè)計(jì)風(fēng)格和詳細(xì)的裝飾風(fēng)格,再根據(jù)委托方的要求進(jìn)行改進(jìn)和修改設(shè)計(jì),最終是在紙上實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)方案。這種方式也有其優(yōu)勢(shì)的,可以培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)師的思維邏輯性、手繪能力。但是也是有其局限性的,由于空間的限制,設(shè)計(jì)師并不能全面的細(xì)微的對(duì)每個(gè)地方進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì),紙上表現(xiàn)的意圖和風(fēng)格也不能完全地傳達(dá)給委托方,這就形成了委托方對(duì)設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)能力的落差,設(shè)計(jì)師不能全面直觀的向委托方傳達(dá)自己的想法和創(chuàng)新。這種修改再修改的循環(huán)也增長(zhǎng)了設(shè)計(jì)的成本和周期時(shí)長(zhǎng)。B虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用有很大的優(yōu)勢(shì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過展示一個(gè)三維的、互動(dòng)的、沉浸的、虛擬的室內(nèi)空間,傳達(dá)自己的創(chuàng)意設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)師在這個(gè)虛擬的空間里面可以和委托方全面的介紹所有的設(shè)計(jì)意圖和設(shè)計(jì)構(gòu)思,委托方通過設(shè)計(jì)師展現(xiàn)的這個(gè)虛擬室內(nèi)空間,可以跟設(shè)計(jì)師交流,進(jìn)行各方面的修改。這有利于提高設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)本領(lǐng),有利于委托方直觀的了解設(shè)計(jì)師的想法和設(shè)計(jì),能更好地與設(shè)計(jì)師進(jìn)行設(shè)計(jì)上的交流和溝通。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用已經(jīng)成為時(shí)代的趨勢(shì),如今三維立體互動(dòng)的室內(nèi)虛擬空間和傳統(tǒng)的室內(nèi)設(shè)計(jì)圖紙相比較,其主要優(yōu)勢(shì)在于虛擬室內(nèi)是實(shí)際設(shè)計(jì)空間的全尺寸三維模型,它可以運(yùn)用鼠標(biāo)和其他交互設(shè)備進(jìn)行室內(nèi)的漫游,通過直觀的視覺力對(duì)設(shè)計(jì)提出修改建議。這個(gè)室內(nèi)虛擬空間具有人性化,有直觀視覺效果,能提高設(shè)計(jì)的效率,降低成本。設(shè)計(jì)師通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能更好地展示一個(gè)直觀的、逼真的、美觀的室內(nèi)空間。(3)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的作用室內(nèi)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要素主要包括空間要素、色彩要求、光影要求、千變?nèi)f化要素、綠化要素,室內(nèi)設(shè)計(jì)還需要考慮裝修的風(fēng)格設(shè)計(jì)、室內(nèi)裝飾設(shè)計(jì)、室內(nèi)家具的擺放和搭配。室內(nèi)裝飾設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)師按照委托方的要求對(duì)室內(nèi)的各種裝飾進(jìn)行前期的設(shè)計(jì),再通過把二維的裝飾設(shè)計(jì)用三維立體的模型展示出來。室內(nèi)家具的擺放和搭配主要考慮人性化、空間感、色彩感。底特律的設(shè)計(jì)師Ignatius就嘗試將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融入到他的設(shè)計(jì)流程中。他表示,在設(shè)計(jì)前期,使用Google公司開發(fā)的產(chǎn)品,在虛擬現(xiàn)實(shí)中進(jìn)行創(chuàng)作,除了更易于修改和嘗試自己的創(chuàng)意以外,還能借助虛擬現(xiàn)實(shí)無法比擬的臨場(chǎng)感,調(diào)動(dòng)自己的創(chuàng)作靈感。并且,在向客戶展示他創(chuàng)作構(gòu)想以及進(jìn)行溝通時(shí),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使客戶能夠更直觀地感受到設(shè)計(jì)師的創(chuàng)作想法,溝通的難度大大降低了。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)的運(yùn)用可以很直觀地向委托方反映這些要素,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的作用主要有以下幾點(diǎn):a虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用彌補(bǔ)了室內(nèi)設(shè)計(jì)中的不足,有利于增強(qiáng)設(shè)計(jì)雙方的互動(dòng),能與客戶全方位地進(jìn)行交流有利于促進(jìn)方案的實(shí)施。b打破了時(shí)間和空間的限制,能夠使客戶直觀地貼近設(shè)計(jì)方案,相對(duì)于平面的設(shè)計(jì)方案來說有很大的優(yōu)勢(shì),同時(shí)設(shè)計(jì)師身臨其境,極大地提高了設(shè)計(jì)師的創(chuàng)新能力,能夠完整的表達(dá)設(shè)計(jì)的意圖。c提高了項(xiàng)目成本預(yù)算的精確度,避免了在設(shè)計(jì)過程中的不必要損失。由于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)具有真實(shí)性,和實(shí)施后的真實(shí)效果幾乎沒有偏差,因此幾乎能保證客戶的滿意,從而解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的不全面不準(zhǔn)確的問題。在一個(gè)地中海風(fēng)格的室內(nèi)設(shè)計(jì)案例中,設(shè)計(jì)師向客戶介紹了經(jīng)典地中海風(fēng)格的配色特點(diǎn)。客戶通過效果圖大致了解了藍(lán)白色調(diào)的配色方案,但是還是無法想象施工后的居住感受。此時(shí),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的介入就很好的填補(bǔ)了這個(gè)缺口。Ignatius使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),讓客戶在項(xiàng)目尚未動(dòng)工前,就在虛擬三維空間中體驗(yàn)了他的設(shè)計(jì)意圖。最后項(xiàng)目施工一步到位,客戶沒有提出任何修改(圖1-5)。
三總結(jié)
綜上所述,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)各個(gè)方面的研究還有很大的空間。比如我們提到的室內(nèi)設(shè)計(jì)上的運(yùn)用,有其顯著的優(yōu)勢(shì)。虛擬現(xiàn)實(shí)所具有的特征決定了它本身獨(dú)特的作用,它在技術(shù)上的運(yùn)用包括醫(yī)學(xué)技術(shù)、房產(chǎn)開發(fā)項(xiàng)目、娛樂游戲、軍事航天演習(xí)、建筑規(guī)劃等。但是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還是一項(xiàng)新興產(chǎn)業(yè),它對(duì)軟件、硬件的要求比較高,需要專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)其開發(fā)和開拓。[4]堅(jiān)信虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在未來的很多領(lǐng)域上都會(huì)有技術(shù)上的重大突破。并在我們的生活和學(xué)習(xí)中能發(fā)揮重要的作用。
作者:蔣小汀 吳美玲 單位:沈陽建筑大學(xué)
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篇2
關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);媒體;運(yùn)用
1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述
20世紀(jì)80年代,美國(guó)VPL公司創(chuàng)辦人拉尼耳提出了“虛擬現(xiàn)實(shí)”這一個(gè)詞,所謂“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)”指的是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心,融合計(jì)算機(jī)仿真、圖形、傳感、人工智能、顯示、網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù),同時(shí)借助傳感頭盔、數(shù)據(jù)手套等設(shè)備,讓用戶在虛擬構(gòu)造的三維動(dòng)態(tài)環(huán)境中體會(huì)實(shí)體行為的仿真性技術(shù)。該技術(shù)突破了原有的視覺和聽覺感知系統(tǒng),使得人們能夠產(chǎn)生味覺、觸覺等感官體驗(yàn),這也正是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠被廣泛應(yīng)用的原因所在。通常,虛擬現(xiàn)實(shí)具有以下基本特征:
首先,多感知性,通過視、力、觸、味、嗅等感官系統(tǒng)進(jìn)行體會(huì)。當(dāng)前由于受技術(shù)的限制,只能模擬出視、力、觸、運(yùn)動(dòng)、味、嗅等感知系統(tǒng),而完全模擬現(xiàn)實(shí)中所有的感官,是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。
其次,沉浸性,指用戶以第一人稱存在于虛擬世界中的真實(shí)體驗(yàn)。當(dāng)前,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還沒有發(fā)展到這一領(lǐng)域。
再次,交互性,指讓用戶在虛擬世界中如同在現(xiàn)實(shí)世界一樣,通過對(duì)物體的觸摸和使用等情景,感受到物體的形體、重量、顏色等互動(dòng)信息。
最后,構(gòu)想性,指在虛擬世界當(dāng)中,呈現(xiàn)出所有需要表達(dá)的信息,讓用戶能夠通過虛擬世界感知到現(xiàn)實(shí)生活中無法表現(xiàn)的事和物。
2 虛擬現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵技術(shù)
在虛擬現(xiàn)實(shí)中要模擬視覺、聽覺、觸覺等讓用戶體驗(yàn),因此要依托于計(jì)算機(jī)科學(xué)、力學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、機(jī)械學(xué)、生物學(xué)等眾多學(xué)科。虛擬現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵技術(shù)主要有以下幾個(gè)方面:
2.1 實(shí)物虛化
實(shí)物虛化主要是把現(xiàn)實(shí)當(dāng)中的物體或構(gòu)想的事物通過虛擬世界呈現(xiàn)出來,主要包括構(gòu)建模型、空間跟蹤、聲音定位、視覺跟蹤等關(guān)鍵技術(shù),這些技術(shù)的應(yīng)用使得虛擬世界更加真實(shí)。其中,通過三維制作軟件來進(jìn)行模型的構(gòu)建,通過硬件設(shè)備進(jìn)行空間、視覺和聲音跟蹤的制作。
2.2 高性能計(jì)算處理技術(shù)
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代高新技術(shù),高性能計(jì)算技術(shù)是系統(tǒng)性能的關(guān)鍵,具有運(yùn)算速度快、處理能力強(qiáng)、存儲(chǔ)容量大、組網(wǎng)特性強(qiáng)等特點(diǎn)。
2.3 虛物實(shí)化
實(shí)現(xiàn)虛物實(shí)化主要是通過視覺、觸覺、聽覺和力學(xué)等各種傳感器的共同作用,比如數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣、頭盔顯示器等。但現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)依然無法滿足虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的要求,存在許多缺點(diǎn),例如,數(shù)據(jù)手套存在分辨率低、延時(shí)長(zhǎng)、使用范圍小等。因此,要研發(fā)更先進(jìn)的傳感器。
2.4 應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工具
虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的關(guān)鍵是找到合適的場(chǎng)合和對(duì)象。選擇合適的應(yīng)用對(duì)象可以大大提高效率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,提高產(chǎn)品質(zhì)量。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),有必要進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)工具的研究。
3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在媒體中的應(yīng)用
3.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用
目前,網(wǎng)絡(luò)空間虛擬現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、嚴(yán)格意義上的空間距離和走的距離。由于物質(zhì)和動(dòng)力系統(tǒng)是由Internet技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字控制系統(tǒng)組成的數(shù)學(xué)思維,人類將現(xiàn)實(shí)引入空間,從而為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展提供了一個(gè)潛在的平臺(tái)。
(1)網(wǎng)絡(luò)游戲。網(wǎng)絡(luò)游戲包含了所有虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),它采用三維模型、立體聲音、人物形象等資源,實(shí)時(shí)實(shí)地構(gòu)建了一個(gè)復(fù)雜的虛擬世界。
(2)虛擬旅游。隨著三維網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,越來越多的旅游景點(diǎn)設(shè)置景點(diǎn)虛擬網(wǎng)絡(luò),通過這些生動(dòng)的三維圖像顯示點(diǎn),滿足一些人對(duì)旅游目的地的了解需求,或者供沒有去旅游景點(diǎn)的游客享受虛擬旅游、異國(guó)旅游。同時(shí),也可以超越現(xiàn)實(shí)的虛擬旅游景觀,再現(xiàn)已經(jīng)不存在或?qū)⒉粡?fù)存在的旅游景觀。
(3)遠(yuǎn)程教育。網(wǎng)絡(luò)虛擬教室以及虛擬實(shí)驗(yàn)室的產(chǎn)生開拓了傳統(tǒng)教學(xué)無法達(dá)到的區(qū)域,給學(xué)生提供了更多知識(shí)、學(xué)習(xí)和實(shí)踐的機(jī)會(huì)。同時(shí),在表現(xiàn)三維空間的一些知識(shí),如分子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)合過程等方面,與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比,三維交互的獨(dú)特表現(xiàn)出更強(qiáng)的生命力。
3.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電影技術(shù)中的應(yīng)用
(1)4D電影:是一個(gè)新的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),它是由周圍的環(huán)境形成一個(gè)四維空間的三維仿真電影。總的來說,4D影院座椅具有噴氣、噴水、振動(dòng)、掃腿等功能,劇院還配備了雨、雪、閃電、煙霧等特效設(shè)備,進(jìn)而創(chuàng)建一個(gè)與電影的實(shí)際內(nèi)容相符的環(huán)境。
(2)球幕電影:該電影拍攝使用65毫米膠片橫向傳輸膜,而在投影時(shí)使用的是一個(gè)70毫米的副本的特殊滾動(dòng)環(huán)氣動(dòng)機(jī)械橫向膜。這種膠片的屏幕是普通屏幕的10倍,膠片的效果非常清晰。在一般情況下,圓頂結(jié)構(gòu)用于電影,和電影屏幕一樣也是一個(gè)半球形。投影使用魚眼鏡頭的攝影,可以顯示半球圖像,使觀眾在劇場(chǎng)身臨其境,效果非常震撼。
(3)環(huán)幕電影:是一種借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)而產(chǎn)生的新型的電影形式。它最大特點(diǎn)是屏幕特別大,屏幕一般會(huì)圍繞觀眾,觀眾可以在屏幕中間隨意觀看屏幕的一部分。通常,這類電影技術(shù)采用九臺(tái)攝像機(jī)的同步全景角度拍攝,并在播放時(shí)九臺(tái)攝像機(jī)同時(shí)顯示,實(shí)現(xiàn)360°的全景模式,能給觀眾一種強(qiáng)烈的、異常的感覺。
3.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電視中的應(yīng)用
(1)電視虛擬場(chǎng)景的建模。所謂“虛擬場(chǎng)景”,指的是通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)中的各種對(duì)象進(jìn)行虛擬建模,以達(dá)到虛擬現(xiàn)實(shí)的效果。虛擬三維背景圖像生成前,使用該軟件來模擬三維場(chǎng)景中的虛擬對(duì)象。通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件,生產(chǎn)人員可以對(duì)象建模,并通過該軟件采用渲染技術(shù)對(duì)物體進(jìn)行準(zhǔn)確的幾何描述,不僅具有真實(shí)的物體形態(tài),而且在光線、形狀、紋理等方面都非常逼真。
(2)跟蹤電視攝像機(jī)的機(jī)位。當(dāng)前主要采用機(jī)械傳感器法和圖形識(shí)別法兩種方法處理攝像機(jī)的跟蹤技術(shù)。圖形模式識(shí)別系統(tǒng)主要對(duì)來自攝像機(jī)的視頻信號(hào)進(jìn)行圖形識(shí)別處理,通過圖像變化對(duì)攝像機(jī)的位置進(jìn)行判斷,并通過超聲波、紅外等信號(hào)裝置準(zhǔn)確地測(cè)量攝像機(jī)的精確位置和位移。而機(jī)械傳感方法是獲取機(jī)械系統(tǒng)相關(guān)的成像系統(tǒng),利用鞲釁鰲⒌繾踴械傳感器在本系統(tǒng)中通過攝像機(jī)對(duì)攝像機(jī)參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)得到設(shè)備。
(3)虛擬背景生成。一個(gè)三維虛擬場(chǎng)景,如果處理和再生背景圖像序列的話,需要大量的計(jì)算工作。所以利用虛擬背景下的廣播,無論是圖像合成還是彩色鍵控都可以在實(shí)時(shí)跟蹤中完成,而且能夠保證廣播的圖像質(zhì)量。
(4)虛擬圖像的合成。在合成之前,首先要提取人物圖像的前景圖像,可以利用傳統(tǒng)的圖像檢索技術(shù)提取出藍(lán)色背景和圖像。因?yàn)樽罱K的3D背景要結(jié)合前景圖像,所以必須考慮到前景圖像的深度信息。深度是指每個(gè)像素的背景和前景表現(xiàn)的相機(jī)。因此,合成也可以成為一種深合成(Z混合)。當(dāng)場(chǎng)景的深度值小于背景的深度值時(shí),前景圖像被輸出。
4 結(jié)語
虛擬現(xiàn)實(shí)是現(xiàn)階段多媒體技術(shù)應(yīng)用中的一項(xiàng)新型技術(shù),同時(shí)也是多媒體的發(fā)展趨勢(shì),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用也是多媒體技術(shù)發(fā)展的里程碑。當(dāng)前,我國(guó)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)依然處于初級(jí)階段,盡管其具有巨大的應(yīng)用前景,但是依然受到諸多問題的影響,難以進(jìn)一步發(fā)展。因此,加強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展是我們以后需要共同研討的主題。
參考文獻(xiàn):
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目的 了解虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)康復(fù)對(duì)由腦血管疾病所致運(yùn)動(dòng)功能障礙的康復(fù)效果。方法 對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組利用VR康復(fù)、傳統(tǒng)康復(fù)對(duì)急性腦梗死患者進(jìn)行對(duì)照康復(fù)治療。 結(jié)果 在康復(fù)治療4 w、康復(fù)治療12 w后,實(shí)驗(yàn)組在肢體運(yùn)動(dòng)FurgMeyer量表評(píng)分、FurgMeyer軀體平衡功能評(píng)分、日常生活能力Barthel指數(shù)方面均顯著優(yōu)于對(duì)照組。結(jié)論 VR康復(fù)治療可有效改善由腦血管疾病造成的軀體、肢體運(yùn)動(dòng)功能障礙,提高患者日常生活活動(dòng)能力。
【關(guān)鍵詞】 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);運(yùn)動(dòng)康復(fù);運(yùn)動(dòng)障礙;運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練
在運(yùn)動(dòng)康復(fù)領(lǐng)域,虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)最重要的用途在于對(duì)受損的運(yùn)動(dòng)功能進(jìn)行康復(fù)性訓(xùn)練。康復(fù)訓(xùn)練的目的是使機(jī)體在最短的時(shí)間里通過針對(duì)性的練習(xí)消除由于損傷造成的功能障礙。決定康復(fù)訓(xùn)練效果的關(guān)鍵因素包括康復(fù)訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷是否適度,運(yùn)動(dòng)范圍是否全面,運(yùn)動(dòng)方式是否符合日常的生活習(xí)慣等。VR可以提供精確的測(cè)評(píng)、輔助、監(jiān)控、訓(xùn)練等技術(shù),從而充分保證運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練的有效性。目前,國(guó)內(nèi)尚未看到將VR技術(shù)應(yīng)用于腦梗死后遺癥運(yùn)動(dòng)康復(fù)治療研究的相關(guān)報(bào)道。本研究旨在探討運(yùn)用VR技術(shù)對(duì)由腦血管疾病所致運(yùn)動(dòng)功能障礙的康復(fù)治療效果。
1 對(duì)象與方法
1.1 研究對(duì)象
被試為2008年4月至2009年1月在鄭州市第二人民醫(yī)院、鄭州大學(xué)第五附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科及康復(fù)科住院治療的腦血管疾病人員。入組標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)1995年第四屆腦血管病學(xué)術(shù)會(huì)議通過的診斷標(biāo)準(zhǔn),需經(jīng)顱腦CT或核磁共振確診的初發(fā)腦梗死患者,患者遺留有肢體運(yùn)動(dòng)功能障礙,但沒有嚴(yán)重認(rèn)知障礙及精神疾患,病程在3 w內(nèi),格拉斯哥昏迷計(jì)分(GCS)≥8分,生命體征穩(wěn)定。排除標(biāo)準(zhǔn)為腦血管病發(fā)病前已有癡呆表現(xiàn)及精神疾病,認(rèn)知障礙較嚴(yán)重及語言不能者,重要器官如心、肺、肝、腎等有嚴(yán)重疾患,有神經(jīng)肌肉骨骼病變可能干擾功能恢復(fù)且無法堅(jiān)持治療的患者。隨機(jī)抽取符合入組標(biāo)準(zhǔn)的被試患者60例,年齡44~67〔平均(54.9±9.6)〕歲,隨機(jī)分為對(duì)照組30例,其中男17例,女13例,平均年齡(56.23±10)歲;實(shí)驗(yàn)組30例,其中男16例,女14例,平均年齡(55.98±8.43)歲。被試兩組成員在年齡、性別、疾患、患肢肌力、運(yùn)動(dòng)功能障礙上差異無顯著性。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
兩組的基礎(chǔ)治療均為神經(jīng)科的藥物治療。對(duì)照組采用傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)康復(fù)療法,治療措施包括:①肢體在床上功能位擺放;②按時(shí)變換;③功能障礙肢體各關(guān)節(jié)的被動(dòng)運(yùn)動(dòng)和主動(dòng)運(yùn)動(dòng);④上肢的輔助功能(坐起)訓(xùn)練;⑤腰背肌功能訓(xùn)練;⑥重心的坐位及站立平衡訓(xùn)練;⑦步行訓(xùn)練;⑧自主生活能力訓(xùn)練。運(yùn)動(dòng)功能的康復(fù)訓(xùn)練根據(jù)不同階段采取的不盡相同,治療師采取一對(duì)一方式。治療時(shí)間是每日兩次,每次45 min,每周5 d,持續(xù)12 w。對(duì)實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行VR康復(fù)療法,其VR技術(shù)的生物反饋系統(tǒng)為桌面式。康復(fù)儀器包括MyoTrac Train治療儀、Sunlight Tetrax平衡儀,MyoTrac Train軟件支持是MyoTrac Clinical治療儀的工作基礎(chǔ),SunlightTetrax平衡儀原理與MyoTrac Train治療儀相同,均需要根據(jù)患者不同的狀態(tài)階段選取相應(yīng)的康復(fù)方案。治療時(shí)間是每日兩次,每次45 min,每周5 d,持續(xù)12 w。
1.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
判定偏癱患肢康復(fù)前后運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)情況采用FurgMeyer肢體運(yùn)動(dòng)功能積分量表;采用Barthel指數(shù)(BI)作為日常生活活動(dòng)能力(ADL)評(píng)分法:總分100分,得分越高,ADL越好。評(píng)分60分以上的,基本上能完成ADL;60~40分需要幫助;40~20分需要很大幫助;20分以下完全需要幫助。兩組分別于康復(fù)治療前、康復(fù)治療4 w后、康復(fù)治療12 w后采集數(shù)據(jù)。
1.4 統(tǒng)計(jì)分析
采用SPSS13.0軟件包統(tǒng)計(jì)分析,數(shù)據(jù)資料以x±s表示。
2 結(jié) 果
被試兩組成員在年齡、性別、疾患、患肢肌力、運(yùn)動(dòng)功能障礙上經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,差異無顯著性。對(duì)照、實(shí)驗(yàn)兩組的FurgMeyer肢體運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分、ADLBI評(píng)分在康復(fù)治療前初次測(cè)次經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析無顯著性差異,表明兩組被試在肢體運(yùn)動(dòng)功能障礙程度、ADL級(jí)別上無差異,然而兩組被試治療后相同時(shí)間再次統(tǒng)計(jì)分析,其結(jié)果呈現(xiàn)顯著性差異(P
3 討 論
VR技術(shù)是一種利用計(jì)算機(jī)生成模擬環(huán)境,通過多種傳感設(shè)備使用戶“投入”到該環(huán)境中,實(shí)現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進(jìn)行自然交互的技術(shù)〔1〕。VR具有沉浸性、交互性、構(gòu)想性等特點(diǎn)〔2〕。按照沉浸度可分為非浸入式、部分浸入式和完全浸入式,按其實(shí)現(xiàn)虛擬環(huán)境功能的高低可分為:桌面式、浸入式、分布式和混合實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)〔3〕。
VR技術(shù)運(yùn)用于康復(fù)治療的科學(xué)原理及優(yōu)勢(shì)在于,它能為進(jìn)行運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練的患者提供每次練結(jié)果的實(shí)時(shí)反饋和每組練習(xí)后的成績(jī)反饋,這兩種形式的反饋有利于提高患者的結(jié)果知曉感〔4〕。VR技術(shù)不僅能夠通過編制虛擬環(huán)境提高運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練的趣味性,而且能夠以形式多樣的反饋不斷激發(fā)并維持患者重復(fù)練習(xí)的動(dòng)機(jī)。VR技術(shù)的發(fā)展,從根本上改變了傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)康復(fù)方式,將勞和逸真正結(jié)合起來。
偏癱是最常見的腦梗死后遺癥,是指一側(cè)肢體肌力減退、活動(dòng)不利或完全不能活動(dòng),還常伴有同側(cè)肢體的感覺障礙,如冷熱不知、疼痛不覺等,有時(shí)還可伴有同側(cè)的視野缺損。康復(fù)醫(yī)學(xué)是以運(yùn)動(dòng)學(xué)和神經(jīng)生理學(xué)為理論依據(jù),采取各種手段對(duì)患者進(jìn)行科學(xué)性、系統(tǒng)性、綜合性治療。運(yùn)動(dòng)療法是康復(fù)醫(yī)學(xué)中最基本的治療方法,運(yùn)動(dòng)療法對(duì)消除或減輕患者功能上的缺陷,控制病態(tài)的異常和幫助患者最大限度地恢復(fù)原有的運(yùn)動(dòng)能力,具有顯著作用。
VR技術(shù)在模擬真實(shí)生活場(chǎng)景,提供日常生活技能訓(xùn)練方面具有傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練不可比擬的優(yōu)越性。實(shí)驗(yàn)研究表明,基于VR技術(shù)的運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練具有以下的優(yōu)越性;第一,虛擬環(huán)境可以使患者產(chǎn)生一種身臨其境的感覺,以自然方式與虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行互動(dòng),從而提高患者主動(dòng)參與的積極性。由于VR技術(shù)可以使虛擬環(huán)境與真實(shí)環(huán)境非常相似,患者能夠?qū)⒃谔摂M環(huán)境中學(xué)到的運(yùn)動(dòng)技能很好的遷移到現(xiàn)實(shí)生活環(huán)境中。第二,VR技術(shù)不僅能夠簡(jiǎn)化患者的康復(fù)訓(xùn)練任務(wù),并且虛擬教練比人類教練的動(dòng)作更具有一致性。第三,VR技術(shù)能夠以多種形式提供反饋信息,給予患者相應(yīng)的鼓勵(lì)、暗示或建議等,從而使原本枯燥單調(diào)的運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練過程變得輕松、有趣。第四,VR技術(shù)允許用戶進(jìn)行個(gè)性化設(shè)置,可以針對(duì)患者個(gè)人的實(shí)際情況將運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、心理治療及功能測(cè)評(píng)有機(jī)地結(jié)合起來,制定適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練計(jì)劃〔5〕。
本研究顯示,基于VR技術(shù)的腦血管疾病運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)治療,對(duì)于最大限度的恢復(fù)患者的肢體運(yùn)動(dòng)功能、促進(jìn)日常生活活動(dòng)能力的提高,較之傳統(tǒng)康復(fù)治療,具有顯著療效。VR技術(shù)能夠?yàn)榛颊咛峁┥砼R其境的極富真實(shí)性感受的虛擬環(huán)境,從而積極促進(jìn)患者參與康復(fù)訓(xùn)練的積極性和主動(dòng)性,有效克服傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練的局限性,使患者最大限度地回歸家庭和社會(huì)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);高職計(jì)算機(jī)教學(xué);應(yīng)用與發(fā)展
一、前言
現(xiàn)如今用人單位對(duì)于工作者計(jì)算機(jī)水平的要求不斷提升,高職院校學(xué)生應(yīng)不斷提升自己的計(jì)算機(jī)水平,為今后的就業(yè)打好基礎(chǔ)。學(xué)校也應(yīng)該注重這方面的問題,采取各種各樣的措施來促進(jìn)計(jì)算機(jī)的教學(xué)。當(dāng)前我國(guó)進(jìn)行技術(shù)發(fā)展速度日益加快,傳統(tǒng)的教學(xué)模式并不能夠適應(yīng)新時(shí)期對(duì)計(jì)算機(jī)水平的要求,因而通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來進(jìn)行計(jì)算機(jī)教學(xué)是十分必要的。文章將會(huì)對(duì)此展開具體的研究與探討。
二、虛擬技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
(一)含義
首先,我們要了解何為虛擬技術(shù)。所謂的虛擬化技術(shù)是一個(gè)嶄新的概念,它的意蘊(yùn)是比較廣泛的。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展的背景之下,虛擬化技術(shù)的內(nèi)涵也不斷增加,總體上來說就是以邏輯思維的角度對(duì)資源進(jìn)行合理的分配,就是資源的分配。計(jì)算機(jī)可以比較便捷地截取相關(guān)的資源信息,進(jìn)行對(duì)比優(yōu)化。在具體的實(shí)踐應(yīng)用過程之中,計(jì)算機(jī)虛擬網(wǎng)化技術(shù)可以對(duì)它們進(jìn)行分析,找出其共同點(diǎn),然后對(duì)其資源進(jìn)行應(yīng)用與維護(hù)。虛擬化技術(shù)在日常生活中有著比較廣泛的應(yīng)用,包括平臺(tái)、存儲(chǔ)、應(yīng)用、服務(wù)器等的虛擬化。
(二)優(yōu)勢(shì)
1.維護(hù)操作十分簡(jiǎn)單
計(jì)算機(jī)專業(yè)要想進(jìn)行計(jì)算機(jī)教學(xué),必須配備每人一臺(tái)計(jì)算機(jī)。高職院校計(jì)算機(jī)教學(xué)過程之中,每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都是獨(dú)立運(yùn)行的,有著獨(dú)立的操作系統(tǒng),一般情況下不會(huì)受到外界因素的干擾。在每一臺(tái)計(jì)算機(jī)之中都有著獨(dú)立運(yùn)行的內(nèi)存軟件、硬件等等,在運(yùn)行過程之中借助虛擬化技術(shù)可以進(jìn)行全方位的掌控與管理。當(dāng)其中一臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)問題之時(shí),其他計(jì)算機(jī)可以正常運(yùn)營(yíng),不會(huì)受到這臺(tái)計(jì)算機(jī)的影響。這在計(jì)算機(jī)的維修與養(yǎng)護(hù)過程中是十分便捷的。現(xiàn)階段高校計(jì)算機(jī)之中有一部分計(jì)算機(jī)是相互影響的,這給學(xué)校計(jì)算機(jī)的維修養(yǎng)護(hù)工作帶來很大的不便。在今后的計(jì)算機(jī)教學(xué)過程之中,學(xué)校應(yīng)選購這樣的計(jì)算機(jī),或者設(shè)置相應(yīng)的虛擬技術(shù)來保證每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都能夠獨(dú)立運(yùn)營(yíng),減少不必要的操作。
2.降低成本
社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)人才的需求不斷增加,學(xué)校要想培養(yǎng)高素質(zhì)人才就必須不斷擴(kuò)大教學(xué)規(guī)模,改善計(jì)算機(jī)。但是,如果要對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行改善,這勢(shì)必要選購新的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),這增加了學(xué)校的支出。學(xué)校應(yīng)減少不必要的資金支出,應(yīng)用各種技術(shù),減少資金投入,為其他方面的發(fā)展做好的準(zhǔn)備。就比如說虛擬化技術(shù),應(yīng)用虛擬化技術(shù),利用相關(guān)的教學(xué)設(shè)備可以對(duì)虛擬化網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安全強(qiáng)化,應(yīng)用虛擬化技術(shù)之后所需的成本大幅降低,投入的資金減少,有利于學(xué)校研究最新的計(jì)算機(jī)教學(xué)模式。畢竟有著充足的資金支撐才能進(jìn)行新的研發(fā)活動(dòng)。如此看來,應(yīng)用信息化技術(shù)可以幫助學(xué)校解決資金緊張的問題。同時(shí)利用虛擬化教學(xué)技術(shù)可以為學(xué)生創(chuàng)造出一個(gè)更加良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。前面也提到過了,虛擬技術(shù)環(huán)境之下,計(jì)算機(jī)之間彼此沒有聯(lián)結(jié),一臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)問題也不會(huì)影響到其他的計(jì)算機(jī),這有利于學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí),有利于教師進(jìn)行管理。
三、應(yīng)用
(一)強(qiáng)化課堂互動(dòng)
計(jì)算機(jī)教學(xué)最重要的就是進(jìn)行具體的實(shí)踐,為了提升學(xué)習(xí)效果,要注重學(xué)生在課堂之中的練習(xí),發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用,保障學(xué)生的主體地位。具體的實(shí)踐過程之中,教師要相對(duì)效應(yīng)的理論知識(shí)進(jìn)行具體的講解,學(xué)生從旁仔細(xì)聆聽,掌握理論之后再進(jìn)行相關(guān)的實(shí)踐。教師在實(shí)踐過程中進(jìn)行指導(dǎo),帶領(lǐng)學(xué)生在虛擬技術(shù)營(yíng)造的虛擬環(huán)境之下進(jìn)行實(shí)踐與操作,在虛擬條件之下進(jìn)行操作并不會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)造成任何損害,這很大的方便了學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)。以往學(xué)校計(jì)算機(jī)都會(huì)出現(xiàn)損壞的狀況,則很大程度上打擊了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,現(xiàn)如今不會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)造成任何損害,更加有利于學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)。
(二)進(jìn)行教學(xué)總結(jié)
不管是哪一種教學(xué)都要進(jìn)行階段性的總結(jié)與歸納,在高職院校計(jì)算機(jī)教學(xué)之中也要注重對(duì)虛擬技術(shù)的設(shè)計(jì),這對(duì)提高教學(xué)效果有著良好的意義。在計(jì)算機(jī)教學(xué)過程之中對(duì)虛擬技術(shù)的設(shè)計(jì)要注重教學(xué)總結(jié),總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),避免再出現(xiàn)相應(yīng)的問題。教師在實(shí)際教學(xué)過程之中師應(yīng)該注重與學(xué)生的互動(dòng),與學(xué)生共同總結(jié),教師總結(jié)教學(xué)方面的問題,學(xué)生要總結(jié)在具體的學(xué)習(xí)過程中存在的問題,方便今后的學(xué)習(xí)。教師可以將學(xué)生劃分為幾個(gè)小組,進(jìn)行具體的研究與探討,互相解答存在的問題,共同進(jìn)步,共同發(fā)展。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)之下,讓學(xué)生進(jìn)一步了解相關(guān)內(nèi)容,提高學(xué)習(xí)效果。
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③資料來源:;杜江,杜偉庭.“VR+新聞”:虛擬現(xiàn)實(shí)報(bào)道的嘗試,[J]青年記者,2016.
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關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實(shí);遠(yuǎn)程教育;應(yīng)用模式
中圖分類號(hào):G726 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
一、引言
教育技術(shù)的發(fā)展緊緊伴隨著技術(shù)進(jìn)步的步伐發(fā)展,隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展現(xiàn)代教育技術(shù)也呈現(xiàn)出日新月異的局面。有研究表明,隨著通信技術(shù)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展,有關(guān)教育技術(shù)特別是遠(yuǎn)程教育技術(shù)的研究呈現(xiàn)出由電視技術(shù)到計(jì)算機(jī)技術(shù)再到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展路徑。例如美國(guó)早期的教育技術(shù)研究集中在視聽教育方面,對(duì)電視媒體比較關(guān)注。90年代以后,計(jì)算機(jī)逐漸普及應(yīng)用,教育技術(shù)相關(guān)的新詞語,如“Courseware”“Hypermedia”和“ComputerSoftware”等大幅度出現(xiàn)。今天,隨著新教育理念和教育技術(shù)的發(fā)展,特別是虛擬現(xiàn)實(shí)和數(shù)字媒體技術(shù)的發(fā)展,“遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)”“MOOC課程”“虛擬教室”“虛擬實(shí)驗(yàn)”等新術(shù)語又不斷出現(xiàn)在現(xiàn)代教育技術(shù)研究的舞臺(tái)上,呈現(xiàn)出新的發(fā)展局面。我國(guó)是教育大國(guó),發(fā)展現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育已成為我國(guó)教育發(fā)展的一項(xiàng)戰(zhàn)略措施。近年來,在我國(guó)教育技術(shù)主要的研究刊物中,包括《電化教育研究》《中國(guó)電化教育》《中國(guó)遠(yuǎn)程教育》《開放教育研究》《現(xiàn)代教育技術(shù)》《現(xiàn)代遠(yuǎn)距離教育》,對(duì)包括虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在內(nèi)的新的信息技術(shù)應(yīng)用做了大量研究。本文在綜合分析相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,分別論述虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要的應(yīng)用特點(diǎn)、虛擬現(xiàn)實(shí)在教育技術(shù)中的應(yīng)用模式和關(guān)鍵技術(shù)。
二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育的主要優(yōu)勢(shì)
我國(guó)的遠(yuǎn)程教育經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段: 一是主要依靠郵政通訊手段進(jìn)行函授教育;二是利用廣播和電視開展廣播電視教育;三是以信息為基礎(chǔ)開展的現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育。特別是20世紀(jì)90年代以來,隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為代表的遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)和移動(dòng)計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,隨著多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)等新型媒體技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育成功突破了傳統(tǒng)面授教育的局限,提供了一種突破時(shí)空界限、資源共享、交互沉浸式的學(xué)習(xí)環(huán)境。其中,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)揮著重要的作用。
“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)”是一種利用計(jì)算機(jī)為用戶生成模擬人物和場(chǎng)景的技術(shù),該模擬的人物和場(chǎng)景非常相似于所對(duì)應(yīng)的現(xiàn)實(shí)世界人物和場(chǎng)景,使用戶能夠得到一種類似真實(shí)世界所能給與的感受和體驗(yàn)。所以又稱為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以虛擬出“一個(gè)真實(shí)的世界”。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)同時(shí)還具有鮮明的特色―3I特性:“沉浸(Immersion)”“交互(Interaction)”和“想象(Imagination)”。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)首先追求的是能夠達(dá)到沉浸的“真實(shí)”體驗(yàn),能夠提供有效的人機(jī)“交互”,能夠?yàn)橛脩籼峁┮环N甚至超越現(xiàn)實(shí)意境的“想象”空間。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一門綜合性的技術(shù),不僅包括圖形學(xué)、圖像處理、模式識(shí)別、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行計(jì)算技術(shù)、人工智能等特殊的信息技術(shù),而且涉及數(shù)學(xué)、物理、通信,甚至與氣象、地理、美學(xué)、心理學(xué)和社會(huì)學(xué)等相關(guān)知識(shí)。如果真的能夠方便地生成各種虛擬的現(xiàn)實(shí)世界,同時(shí)又具有3I特性,必將在遠(yuǎn)程教育中發(fā)揮重要的作用。
三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域的主要應(yīng)用模式
前一個(gè)時(shí)期,我國(guó)遠(yuǎn)程教育技術(shù)大多還是基于網(wǎng)頁的遠(yuǎn)程教育平臺(tái),依靠文字和平面動(dòng)畫提供在線的教育服務(wù)。由于教育者和學(xué)習(xí)者的時(shí)空相對(duì)分離而無法提供身臨其境的學(xué)習(xí)環(huán)境,也由于教育內(nèi)容更多屬于單向的線性播放模式而無法提供人機(jī)交互環(huán)境,還由于只是通過視頻進(jìn)行演示教學(xué)而無法提供真實(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境,大大降低了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,已無法激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的發(fā)展趨勢(shì)是網(wǎng)絡(luò)化、智能化、虛擬化。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)因其特有的多感知性、浸沒感、交互性和想象性等特點(diǎn),在遠(yuǎn)程教育中具有強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)和潛力。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)本身也在發(fā)展之中,基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用也在實(shí)踐探索之中。從目前情況看,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在遠(yuǎn)程教育中的主要應(yīng)用可以分為兩個(gè)層面:一是簡(jiǎn)單應(yīng)用,基本上是在教室教學(xué)資料中運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作課件,將抽象問題和復(fù)雜問題直觀化、可視化。例如醫(yī)學(xué)教育中的人體結(jié)構(gòu)和各類生命循環(huán)系統(tǒng)功能演示等。二是高級(jí)應(yīng)用,所謂高級(jí)是用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)專門制作特殊功能的系統(tǒng),并在遠(yuǎn)程教育平臺(tái)上使用。這類高級(jí)的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用主要包括三個(gè)方面:
一是虛擬訓(xùn)練場(chǎng)和虛擬實(shí)驗(yàn)室。專門提供規(guī)模較大的分布式專業(yè)訓(xùn)練和實(shí)驗(yàn)環(huán)境。例如軍事訓(xùn)練環(huán)境,運(yùn)用軍事仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和分布計(jì)算技術(shù),構(gòu)建真實(shí)的軍事對(duì)抗訓(xùn)練環(huán)境,這已經(jīng)是成功的應(yīng)用模式了。同樣,在一般的學(xué)科專業(yè)教學(xué)中,可以通過建構(gòu)虛擬實(shí)驗(yàn)室,使得許多現(xiàn)實(shí)的實(shí)驗(yàn)室功能可以虛擬化。
二是虛擬教室和學(xué)習(xí)環(huán)境。這類應(yīng)用主要是提供虛擬的數(shù)字校園,在網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)字校園里有著許多不同授課內(nèi)容的“教室”,有著虛擬化的校園、圖書館和學(xué)科專業(yè)網(wǎng)站,甚至有著同類學(xué)員的學(xué)習(xí)“社區(qū)”。
三是虛擬創(chuàng)新設(shè)計(jì)環(huán)境。現(xiàn)代教育提倡的創(chuàng)新學(xué)習(xí),隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用也逐漸成為了可能。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以建立實(shí)際動(dòng)手設(shè)計(jì)環(huán)境,學(xué)生可以開展近乎真實(shí)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。如服裝設(shè)計(jì)、藝術(shù)設(shè)計(jì)和科技產(chǎn)品設(shè)計(jì)。如果再能夠利用產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的機(jī)制,這樣的設(shè)計(jì)環(huán)境將會(huì)是非常有意義的。
總之,運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)人們可以虛擬出一個(gè)真實(shí)的校園環(huán)境或者構(gòu)建一個(gè)虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境,經(jīng)過實(shí)時(shí)渲染的分布式虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境將會(huì)讓學(xué)生在虛擬現(xiàn)實(shí)空間中學(xué)習(xí)的感受就如同在3D游戲中一樣,他們可以實(shí)時(shí)地進(jìn)行三維交互、實(shí)時(shí)地參與教學(xué)活動(dòng)、與教師進(jìn)行溝通。
四、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注的問題
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有非常理想的發(fā)展前景,但是仍處于快速發(fā)展的階段。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用于遠(yuǎn)程教育,應(yīng)該分別從技術(shù)和應(yīng)用兩個(gè)方面關(guān)注以下問題。
從技術(shù)的角度,要重點(diǎn)關(guān)注虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展的動(dòng)態(tài)。要想理想地用計(jì)算機(jī)生成真實(shí)感很強(qiáng)的虛擬世界,并且能夠在廣域網(wǎng)范圍內(nèi)交互使用,技術(shù)難度是很大的。目前大多數(shù)人認(rèn)為有五項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)正在積極突破。
(一)動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)
一般說環(huán)境建模比對(duì)象個(gè)體建模復(fù)雜,而動(dòng)態(tài)的環(huán)境建模更具有挑戰(zhàn)。動(dòng)態(tài)環(huán)境建模目的是獲取實(shí)際環(huán)境的三維數(shù)據(jù),并根據(jù)應(yīng)用的需要,利用獲取的三維數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的虛擬環(huán)境模型。
(二)實(shí)時(shí)三維圖形生成技術(shù)
目前三維圖形技術(shù)盡管已經(jīng)較為成熟,但是如何實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)”生成仍然是挑戰(zhàn)。
(三)立體顯示技術(shù)
目前虛擬現(xiàn)實(shí)的交互能力主要依賴于立體顯示和傳感器技術(shù)。但現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要,虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的跟蹤精度和跟蹤范圍也有待提高。
(四)系統(tǒng)開發(fā)工具和運(yùn)行平臺(tái)
虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的開發(fā)比較復(fù)雜,效率和質(zhì)量保證也很困難,網(wǎng)絡(luò)化的運(yùn)行平臺(tái)也很難滿足廣域網(wǎng)環(huán)境。目前還必須重點(diǎn)研究虛擬現(xiàn)實(shí)的有效開發(fā)工具和高效分布式運(yùn)行平臺(tái)。
(五)系統(tǒng)集成技術(shù)
集成技術(shù)包括信息的同步技術(shù)、模型的標(biāo)定技術(shù)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)、數(shù)據(jù)管理模型、識(shí)別和合成技術(shù)等等。由于虛擬現(xiàn)實(shí)中包括大量的感知信息和模型,因此系統(tǒng)的集成也非常復(fù)雜。
從應(yīng)用角度,要更新教育觀念并能夠有效運(yùn)用建模技術(shù)構(gòu)建學(xué)習(xí)環(huán)境。包括如何運(yùn)用建模技術(shù)構(gòu)建與教學(xué)相關(guān)的對(duì)象和場(chǎng)景,如何構(gòu)建以學(xué)生為主體的自主學(xué)習(xí)過程,如何設(shè)計(jì)人機(jī)交互環(huán)節(jié)等等。當(dāng)然熟練掌握虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和數(shù)字媒體技術(shù)是重要的應(yīng)用基礎(chǔ)。正像高質(zhì)量的動(dòng)漫游戲制作非常不易一樣,好的虛擬現(xiàn)實(shí)教育作品的研發(fā)也是具有挑戰(zhàn)性的。
五、Y語
現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用逐漸呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化、智能化和虛擬化的重要趨勢(shì)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域的主要應(yīng)用模式包括:虛擬訓(xùn)練場(chǎng)和虛擬實(shí)驗(yàn)室、虛擬教室和學(xué)習(xí)環(huán)境、虛擬創(chuàng)新設(shè)計(jì)環(huán)境。當(dāng)前相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)和新的應(yīng)用模式都還在積極的發(fā)展之中,有著良好的前景。
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篇7
[論文摘要]虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種多維度模擬仿真的計(jì)算機(jī)技術(shù),在以多媒體技術(shù)為主要技術(shù)手段的現(xiàn)代展示藝術(shù)中,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用給其帶來了一種“身臨其境”的表現(xiàn)手法。本文通過分析虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)應(yīng)用與藝術(shù)表現(xiàn)力,凸顯此技術(shù)在現(xiàn)代展示藝術(shù)中的優(yōu)越性,虛擬現(xiàn)實(shí)將成為現(xiàn)代展示藝術(shù)的新的發(fā)展方向。
一、 現(xiàn)代展示藝術(shù)的發(fā)展概況
現(xiàn)代展示藝術(shù)是以科學(xué)技術(shù)和藝術(shù)為設(shè)計(jì)手段,并利用傳統(tǒng)的或現(xiàn)代的媒體對(duì)展示環(huán)境進(jìn)行系統(tǒng)的策劃、創(chuàng)意、設(shè)計(jì)及實(shí)施的過程。隨著社會(huì)不斷發(fā)展,現(xiàn)代展示藝術(shù)在經(jīng)濟(jì)與文化中的地位也越來越重要,它不僅僅是單純的產(chǎn)品宣傳推銷的窗口,同時(shí)還是國(guó)家或地區(qū)綜合經(jīng)濟(jì)與文化的宣傳窗口。它在當(dāng)今社會(huì)領(lǐng)域和信息領(lǐng)域、商業(yè)領(lǐng)域中充當(dāng)著其他行業(yè)或媒體不可替代的角色。
在現(xiàn)代展示藝術(shù)中,早已不再只是單純依靠展板或展柜這種純靜態(tài)的展示方式,而是運(yùn)用了大量的多媒體技術(shù),表現(xiàn)出一種動(dòng)態(tài)的、交互的展示方式。觀眾不但可以多維度的觀看展品,還可以對(duì)展品進(jìn)行操作,與展品產(chǎn)生互動(dòng),讓觀眾更加直接的了解產(chǎn)品的功能和特點(diǎn)。這種以多媒體技術(shù)為平臺(tái)的現(xiàn)代展示技術(shù)手段多種多樣,這些技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而不斷豐富的。近年來,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的興起,使現(xiàn)代展示藝術(shù)又有了新的創(chuàng)作手法,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所帶來的全新仿真交互體驗(yàn)將成為現(xiàn)代展示藝術(shù)新的發(fā)展方向。
二、現(xiàn)代展示藝術(shù)中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)平臺(tái)
虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality),簡(jiǎn)稱VR,是利用計(jì)算機(jī)模擬生成虛擬空間,提供使用者關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的仿真模擬,讓使用者如同身臨其境一般,可以實(shí)時(shí)的地觀察空間內(nèi)的事物,并產(chǎn)生各種交互行為。虛擬現(xiàn)實(shí)集成了計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)、立體顯示技術(shù)等技術(shù),是一項(xiàng)綜合的集成技術(shù)。它所具有的沉浸性(immersion)、交互性(interaction)和構(gòu)想性 (imagination),使人們能沉浸其中,形成具有交互功能的多維化的信息環(huán)境。現(xiàn)如今虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用在軍事、航天、醫(yī)療、教育、娛樂、文化藝術(shù)等諸多領(lǐng)域,在現(xiàn)代展示藝術(shù)中,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)才剛剛開始被使用。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要是由硬件與軟件兩大塊技術(shù)組成,這兩塊技術(shù)是相輔相成、互相關(guān)聯(lián)的。在現(xiàn)代展示藝術(shù)中,根據(jù)展示的特性,通常將其分為四種主要技術(shù),即全景圖像技術(shù)、三維顯示技術(shù)、立體聲效技術(shù)和交互技術(shù)。
1.全景圖像技術(shù)
全景圖像技術(shù)是目前迅速發(fā)展并逐步流行的一種新的視覺藝術(shù) ,它是一種基于圖像處理的全景攝影技術(shù),它是把相機(jī)環(huán)繞四周進(jìn)行360。拍攝的一組照片或利用魚眼鏡頭所拍攝的全方位照片拼接成一個(gè)全景圖像,通過計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)全方位互動(dòng)式觀看的真實(shí)場(chǎng)景還原展示方式雖然全景圖像技術(shù)從嚴(yán)格意義上來說并不是三維技術(shù),也并不算是完全的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),但它畢競(jìng)能給人帶來一種真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)感和交互感受,所以它也常被稱之為是一種準(zhǔn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。由于全景圖像技術(shù)相對(duì)較為簡(jiǎn)單,實(shí)現(xiàn)成本也相對(duì)較低,因此大量運(yùn)用于許多場(chǎng)景展示中。
2.三維顯示技術(shù)
立體三維顯示的臨場(chǎng)感是使人具有“身臨其境”逼真感之根本,也是虛擬現(xiàn)實(shí)的核心技術(shù)之一。為了要逼真地模擬視覺功能,在很大程度上是依賴于三維顯示技術(shù)的圖像處理及理解能力。這種三維顯示技術(shù),一種是在軟件三維制作基礎(chǔ)上的基于平面顯示器的三維圖像,一種是基于硬件技術(shù)在空間中所展現(xiàn)出來的三維圖像。第一種技術(shù)實(shí)質(zhì)就是軟件技術(shù),即運(yùn)用3dsmax、Maya等三維建模軟件制作出三維圖像,而顯示硬件平臺(tái)仍為平面顯示器,是一種平面視覺上的三維顯示 ;第二種技術(shù)則是硬件技術(shù),如多通道投影、空氣成像技術(shù)等。多通道投影技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)環(huán)幕影像的放映,再如立體眼鏡可以增強(qiáng)影像的立體感,而空氣成像技術(shù)則是近年來才研制出的相對(duì)高端的硬件技術(shù),它可以實(shí)現(xiàn)在空氣中呈現(xiàn)立體影像,并具備觸控感應(yīng)交互性。
3.立體聲效技術(shù)
為了追求虛擬現(xiàn)實(shí)的逼真程度,聲效的制作是至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。而虛擬現(xiàn)實(shí)的聲效不僅僅是普通的立體聲,而是比立體聲更為復(fù)雜3D聲音技術(shù),它是通過人頭錄音技術(shù)實(shí)現(xiàn)的,是一種在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中高度逼真的模擬真實(shí)世界中聲音的各種物理特征的技術(shù)。3D聲音可以使虛擬環(huán)境的用戶分辨出其遠(yuǎn)近,并判斷出音源所在的位置。在虛擬的三維空間中3D聲音可以在3D模型的表面發(fā)生反射,遇到障礙物還會(huì)被遮擋,模擬現(xiàn)實(shí)中聲音的各種特性 。
4.交互技術(shù)
現(xiàn)代展示藝術(shù)所追求的不再是單方面的視聽展示而更多地注重互動(dòng)性,因此虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中交互設(shè)計(jì)就顯得尤為重要,這也是它最吸引人的地方。目前,交互技術(shù)主要有空間定位的交互,環(huán)境變化的交互以及三維行為的交互這三種交互方式。如果說建模與貼圖給虛擬現(xiàn)實(shí)作品創(chuàng)造了世界和角色形象,那么交互技術(shù)的運(yùn)用就是給世界增加了生氣與靈魂。
三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代展示藝術(shù)中的應(yīng)用現(xiàn)狀
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷成熟使得現(xiàn)代展示藝術(shù)也從中找到新的突破口,逐漸開始在展示中運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)它所帶來的沉浸性、交互性與構(gòu)想性給現(xiàn)代展示藝術(shù)注入了新鮮的血液。
1.產(chǎn)品展示
在現(xiàn)代展示藝術(shù)中,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最早被應(yīng)用于產(chǎn)品展示。在信息時(shí)代的今天,商業(yè)產(chǎn)品的銷售與服務(wù)都逐漸走向數(shù)字化,數(shù)字媒介高效而又經(jīng)濟(jì)的信息傳播特點(diǎn)提高了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。而隨著計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展,計(jì)算機(jī)的3D運(yùn)算能力不斷提升,二維圖片的展示方式逐漸向三維虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展。產(chǎn)品的展示通過三維的方式能全方位的展現(xiàn)產(chǎn)品的外觀,同時(shí)也可通過交互功能來實(shí)時(shí)體驗(yàn)操作演示產(chǎn)品的各項(xiàng)功能,使顧客通過對(duì)之進(jìn)行的觀察與操作能夠?qū)Ξa(chǎn)品有更加全面的了解和認(rèn)識(shí),并有助于加深對(duì)產(chǎn)品特色的印象,從而吸引消費(fèi)者的購買欲望。目前許多知名的企業(yè)都開始運(yùn)用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來展示其商品。例如上海汽車工業(yè)總公司旗下的榮威(Roewe)品牌,在其官方網(wǎng)站上就采用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來展示榮威轎車。通過其展示界面,用戶可以拖動(dòng)鼠標(biāo)進(jìn)行任意角度的觀看轎車外形,同時(shí)也可以進(jìn)入轎車內(nèi)部,觀察內(nèi)飾,這樣的展示方式比傳統(tǒng)的圖片方式更具真實(shí)感,同時(shí)也增強(qiáng)了產(chǎn)品展示效果。
2.建筑展示
傳統(tǒng)的建筑展示 ,如商業(yè)領(lǐng)域的房地產(chǎn)展示以及文化領(lǐng)域的歷史建筑的展示往往都以等比例縮小的實(shí)體模型的方式展現(xiàn),這樣的方式雖然也能夠多角度的展示建筑 ,但由于是等比例縮小的模型,觀察者無法真正感受到建筑的體量大小,更無法體會(huì)到建筑融入現(xiàn)實(shí)環(huán)境后的感覺。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來展示建筑,可以使觀察者像現(xiàn)實(shí)一樣漫步于建筑環(huán)境中,是一種身臨其境的真切感受。這種虛擬現(xiàn)實(shí)的小區(qū)規(guī)劃以及樣板房的展現(xiàn)形式已經(jīng)在我國(guó)北京、上海、廣州等大城市逐漸熱門起來。同時(shí),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用于文化遺產(chǎn)領(lǐng)域的景觀建筑,并借助于網(wǎng)絡(luò)的傳播,可以使遠(yuǎn)在千里之外的游客可以足不出戶即可游覽名勝古跡,使其文化可以得到更快更好的傳播。目前,一些著名的文化景點(diǎn)如,故宮、敦煌、明孝陵等都已做了這樣的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。其中南京的明孝陵則運(yùn)用了網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化展示,并建立了虛擬明孝陵網(wǎng)站,游客不僅可以自由的游覽三維的明孝陵景點(diǎn)場(chǎng)景,還可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的文字對(duì)話交流。
3.環(huán)境模擬
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅可以對(duì)具體的物體進(jìn)行仿真模擬 還可以對(duì)環(huán)境進(jìn)行多維度的虛擬仿真,可以實(shí)現(xiàn)視覺、聽 覺、觸覺等多種感知的模擬。例如通過3D立體眼鏡、3D頭盔、多通道投影等實(shí)現(xiàn)多角度全方位的三維視覺模擬 通過人頭錄音技術(shù)展現(xiàn)具有更加真實(shí)感的3D聲音;通過數(shù)據(jù)手套可以實(shí)現(xiàn)隔空取物等。這種對(duì)環(huán)境模擬的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)在很多展覽館中得到應(yīng)用。上海科技館內(nèi)的全息音響就是一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)的三維聲音試聽體驗(yàn),游客進(jìn)入一 間封閉的房間內(nèi),四周通過古老的裝飾渲染古屋的氣氛游客帶上耳機(jī),屋內(nèi)燈光熄滅,耳機(jī)內(nèi)傳來具有位置感很強(qiáng)的立體聲音,讓人僅僅聽到聲音就仿佛置身于環(huán)境之中。
四、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代展示藝術(shù)中的藝術(shù)性表現(xiàn)
虛擬現(xiàn)實(shí)藝術(shù)是典型的科技與藝術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物,是 一種新媒體藝術(shù)形式。在很多人的認(rèn)識(shí)中,藝術(shù)是人的感知與表達(dá),科學(xué)是人的理性與探泰 如果將藝術(shù)視為人類永恒的精神家園,那么科學(xué)則是建立在經(jīng)驗(yàn)與邏輯上的極端晦澀的理論,那么這樣一來,科學(xué)與藝術(shù)往往會(huì)顯得“格格不入”。但事實(shí)上,藝術(shù)家正積極的嘗試將各種科技手段應(yīng)用于藝術(shù)的創(chuàng)作而許多科學(xué)家也希望借助高技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)著精彩的創(chuàng)意 ,跨入藝術(shù)家的行列。“每一種藝術(shù)形式的產(chǎn)生必然會(huì)經(jīng)歷一個(gè)由實(shí)用到審美,以勞動(dòng)為前提的發(fā)展過程,這似乎是每一種藝術(shù)形式的必由之路”。虛擬現(xiàn)實(shí)藝術(shù)亦是如此,從最初的在軍事航天醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用到現(xiàn)在越來越廣泛應(yīng)用范圍,隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展,也逐漸開始利用此技術(shù)探索新的藝術(shù)手段。現(xiàn)代展示藝術(shù)中,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)給予了設(shè)計(jì)者新的創(chuàng)意空間,從而給藝術(shù)領(lǐng)域帶來了新的表現(xiàn)手法。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所表現(xiàn)出的藝術(shù)性首先存在于數(shù)字影像的虛擬性、非物質(zhì)性。由于數(shù)字影像是一種真正的非物質(zhì)化的圖像,它并不是客觀存在,也不是用物質(zhì)顏料表現(xiàn)的想象性現(xiàn)實(shí),而是一種真正屬于電子視覺質(zhì)感的影像。但同時(shí)這種數(shù)字影像又在模擬現(xiàn)實(shí)物質(zhì)環(huán)境,甚至是超越現(xiàn)實(shí)的構(gòu)建新物質(zhì)新環(huán)境,這種亦幻亦真、現(xiàn)實(shí)與虛擬的糾纏常常引發(fā)人們無限的思考,這種源于現(xiàn)實(shí),又超越現(xiàn)實(shí)的表現(xiàn),本身就已經(jīng)成為了一種藝術(shù)。同時(shí) ,與傳統(tǒng)的平面多媒體展示相比,虛擬現(xiàn)實(shí)的數(shù)字影像從視覺上是一種三維立體的展示,是可以多角度的、非線性的呈現(xiàn)虛擬物體或虛擬環(huán)境。其次,通過基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的聲、光、電技術(shù)在現(xiàn)代展示藝術(shù)中的應(yīng)用,與傳統(tǒng)的聲、光、電技術(shù)所表現(xiàn)出的純粹電子視覺不同,虛擬現(xiàn)實(shí)的聲、光、電技術(shù)更加注重物理真實(shí)、感官真實(shí)性,同時(shí)通過立體顯示技術(shù)呈現(xiàn)出更為讓人沉浸其中的逼真三維視覺效果。真實(shí)世界的光影聲效是復(fù)雜的,但并不完美,而通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),在其模擬真實(shí)性的基礎(chǔ)上對(duì)整體的色彩對(duì)比與光影層次上進(jìn)行和諧統(tǒng)一,加強(qiáng)氣氛的渲染和情感的傳達(dá),以達(dá)到超越現(xiàn)實(shí)的完美程度,增加其藝術(shù)性。再次,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所帶來的沉浸式交互的特性也給現(xiàn)代展示藝術(shù)帶來了新的魅力。在虛擬的物品或空間里,用戶可以實(shí)時(shí)的、非線性的進(jìn)行人機(jī)交互,控制虛擬的物品,或在虛擬空間內(nèi)自由活動(dòng)。這種虛擬交互 ,最基本的方式是通過鼠標(biāo)或鍵盤的操作,對(duì)三維物體或場(chǎng)景進(jìn)行多角度瀏覽觀察,并實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的控制以及虛擬角色的行為控制。這種交互方式就類似于如今的3D游戲一樣,充滿互動(dòng)趣味性。而更高級(jí)的交互則是利用數(shù)據(jù)手套、多點(diǎn)觸摸屏等傳感硬件設(shè)備來實(shí)現(xiàn)更加具有沉浸感的交互體驗(yàn)。這種交互是讓人利用更加自然的行為來實(shí)現(xiàn)人機(jī)虛擬交互,使其降低人機(jī)交互那種純粹模擬感,而變得更加真實(shí),更為身臨其境。
由此我們不難看出,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸性、交互性與構(gòu)想性在現(xiàn)代展示藝術(shù)中有著其特有的優(yōu)勢(shì)與魅力,它的這些特性所帶來的全方位多維度的自由化的交互體驗(yàn)使得觀眾可以從一個(gè)傳統(tǒng)藝術(shù)的受眾者一躍成為藝術(shù)的參與者,而逼真的三維場(chǎng)景與視聽效果使觀眾沉浸其中,在這種積極的狀態(tài)下與所展示的作品進(jìn)行能動(dòng)的交流,從而可以分解或接受或改變作品原先的觀念。
五 現(xiàn)代展示藝術(shù)的虛擬現(xiàn)實(shí)化發(fā)展展望
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)于目前科學(xué)技術(shù)發(fā)展來說還是一項(xiàng)較為新興的技術(shù),屬于數(shù)字技術(shù)的一個(gè)分支,而此技術(shù)在現(xiàn)代展示藝術(shù)中的應(yīng)用才剛剛起步,就 已經(jīng)體現(xiàn)出其明顯的優(yōu)勢(shì)和魅力。它所帶來的不僅僅是展示藝術(shù)視覺效果上的革命,更帶來了與眾不同的全新交互體驗(yàn)。首先就是它的真實(shí)感,這種真實(shí)感是除實(shí)體仿真模型以外任何一種展示手段所不具備的,是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)的虛擬仿真以及對(duì)現(xiàn)實(shí)中所沒有的事物進(jìn)行虛構(gòu)。其次就是它的自然屬性的交互,這種交互不僅僅是傳統(tǒng)多媒體展示手段中的電腦的鼠標(biāo)鍵盤或觸摸屏的交互操作,而是利用人的自然行為屙眭,即現(xiàn)實(shí)生活中的行為習(xí)慣來與虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境進(jìn)行交互,這種交互拉近了觀眾與展示作品間的距離,甚至是一種零距離的交互。
由此可見,虛擬現(xiàn)實(shí)化的現(xiàn)代展示藝術(shù)作為科技與藝術(shù)的嶄新結(jié)合點(diǎn),擁有以前任何一個(gè)時(shí)代都無法比擬的創(chuàng)造性、想象性和身臨其境之感,更為合理的協(xié)調(diào)了人機(jī)之間、人與人之間的交互關(guān)系,開拓了現(xiàn)代展示藝術(shù)領(lǐng)域中的一個(gè)新的發(fā)展方向,其沉浸性、交互性和構(gòu)想性的特點(diǎn)也給展示藝術(shù)帶來了新的創(chuàng)作方式和藝術(shù)語言。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展,其在現(xiàn)代展示藝術(shù)中的應(yīng)用也會(huì)更加廣泛。
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篇8
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在制造業(yè)具有廣闊的應(yīng)用空間
隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的共同發(fā)展,制造業(yè)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用案例不斷涌現(xiàn),應(yīng)用模式和應(yīng)用路徑也在進(jìn)一步成熟。比如,在研發(fā)環(huán)節(jié),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以展現(xiàn)產(chǎn)品的立體面貌,使研發(fā)人員能夠全方位構(gòu)思產(chǎn)品的外形、結(jié)構(gòu)、模具及零部件使用方案。特別是在飛機(jī)、汽車等大型裝備產(chǎn)品的研制過程中,運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能大幅提升對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)的把握和產(chǎn)品性能的精準(zhǔn)度。波音公司將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于 777 型和 787 型飛機(jī)的設(shè)計(jì)上,通過虛擬現(xiàn)實(shí)的投射和動(dòng)作捕捉技術(shù),完成了對(duì)飛機(jī)外形、結(jié)構(gòu)、性能的設(shè)計(jì),所得到的方案與實(shí)際飛機(jī)的偏差小于千分之一英寸。據(jù)統(tǒng)計(jì),采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計(jì)的波音 777 飛機(jī),設(shè)計(jì)錯(cuò)誤修改量減少了 90%、研發(fā)周期縮短了 50%、成本降低了 60%。
在裝配環(huán)節(jié),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)目前主要應(yīng)用于精密加工和大型裝備產(chǎn)品制造領(lǐng)域,通過高精度設(shè)備、精密測(cè)量、精密伺服系統(tǒng)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的協(xié)同,能夠?qū)崿F(xiàn)細(xì)致均勻的工件材質(zhì)、恒溫恒濕潔凈防震的加工環(huán)境,以及系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差極低的加工系統(tǒng)間的精準(zhǔn)配合,從而提高裝備效率和質(zhì)量。一拖集團(tuán)應(yīng)用本土企業(yè)曼恒數(shù)字研發(fā)的“數(shù)字化虛擬現(xiàn)實(shí)顯示系統(tǒng)”,打造出虛擬裝配車間,可實(shí)現(xiàn) 360 度內(nèi)部全景漫游,既能多角度觀察每個(gè)裝配工位,又能精準(zhǔn)跟蹤裝配工件的生產(chǎn)工藝流程,為我國(guó)大型農(nóng)業(yè)裝備制造行業(yè)發(fā)展注入了新鮮血液和強(qiáng)大力量。
在檢修環(huán)節(jié),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于復(fù)雜系統(tǒng)的檢修工作中,能夠?qū)崿F(xiàn)從出廠前到銷售后的全流程檢測(cè),并突破空間限制、縮短時(shí)間需要,提高服務(wù)效率、拓展服務(wù)內(nèi)容、提升服務(wù)質(zhì)量,將制造業(yè)服務(wù)化推向新的階段。例如,美國(guó)福特公司聯(lián)合克萊斯勒公司與 IBM 合作開發(fā)了應(yīng)用于汽車制造的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境,在汽車出廠前就可檢驗(yàn)其存在的設(shè)計(jì)缺陷,并輔助修正,大大縮短了新車研發(fā)周期。未來,通過遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將幫助實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程、預(yù)判性的監(jiān)測(cè)維修服務(wù)。
此外,在復(fù)雜的、高精度的制造環(huán)境中采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)培訓(xùn),能夠立體展現(xiàn)制造場(chǎng)景,幫助學(xué)員通過全方位的感知體驗(yàn),獲取高仿真、可重復(fù)、低風(fēng)險(xiǎn)的制造工藝學(xué)習(xí)體驗(yàn)。與航空業(yè)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計(jì)模擬駕駛室訓(xùn)練宇航員的方式相似,利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立虛擬培訓(xùn)基地,有利于制造業(yè)從業(yè)人員提前熟悉制造場(chǎng)景、提升應(yīng)用技能。當(dāng)前,已有許多國(guó)內(nèi)外企業(yè)運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開展培訓(xùn)工作。例如,英國(guó)皇家裝甲公司采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),對(duì) 14.5 噸的新型車輛進(jìn)行車輛訓(xùn)練模擬,實(shí)現(xiàn)了對(duì)專用車型駕駛員的操作培訓(xùn)。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在我國(guó)制造業(yè)中的應(yīng)用
我國(guó)在虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域已經(jīng)形成一批科研成果。從應(yīng)用基礎(chǔ)看,北京航空航天大學(xué)和一汽公司合作開發(fā)的板料成形軟件,基本能夠模擬車門等復(fù)雜覆蓋件的沖壓成型過程;沈陽鑄造研究所開發(fā)的電渣熔鑄工藝模擬軟件已經(jīng)應(yīng)用在水輪機(jī)組葉片曲面造型中;合肥工業(yè)大學(xué)開發(fā)研制的雙刀架數(shù)控車加工模擬已應(yīng)用于馬鞍山鋼鐵車輪輪箍廠。
從應(yīng)用實(shí)踐看,航天、航空、汽車等高端制造領(lǐng)域初步應(yīng)用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。中國(guó)商飛研發(fā)出虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng),用于新型民機(jī)的預(yù)先研究評(píng)估和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān);一汽、二汽、上汽等汽車公司運(yùn)用 UG、CATIA、PRO-E 等三維軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)已積累多年的經(jīng)驗(yàn),具備了應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)所需的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與制造業(yè)融合面臨的問題
由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還處于發(fā)展與應(yīng)用的孕育期,我國(guó)在制造業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)尚不充足,二者融合發(fā)展還面臨一些問題。
一是應(yīng)用場(chǎng)景和應(yīng)用路徑尚不清晰。國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征、應(yīng)用方法等缺乏基本了解與整體把握,對(duì)制造業(yè)各環(huán)節(jié)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合點(diǎn)尚不清晰,加之應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)缺失,產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,難以對(duì)工業(yè)技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的融合應(yīng)用形成明確的產(chǎn)業(yè)化引導(dǎo),從而制約了應(yīng)用范圍的拓展。
二是我國(guó)制造業(yè)自身發(fā)展層級(jí)不高,致使新技術(shù)應(yīng)用的效率成本難以平衡。目前應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的企業(yè)主要集中于航空、汽車、儀器儀表等高端制造行業(yè),以及原型設(shè)計(jì)、精密加工等高端制造環(huán)節(jié)。我國(guó)的低端加工制造占比較大,進(jìn)入高端制造的行業(yè)和企業(yè)不多,涉及制造前端原型樣機(jī)設(shè)計(jì)、流程仿真的屈指可數(shù),導(dǎo)致企業(yè)的應(yīng)用能力不足、應(yīng)用意愿不強(qiáng)。
篇9
關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 高爾夫球運(yùn)動(dòng) 運(yùn)用
中圖分類號(hào):G819 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2015)05(a)-0010-01
1 研究對(duì)象與方法
運(yùn)用觀察法、文獻(xiàn)資料法和專家訪談法等方法,以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為研究對(duì)象,通過實(shí)地考察高爾夫運(yùn)動(dòng)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展,咨詢相關(guān)方面的專家和管理者提供實(shí)際工作原始數(shù)據(jù),通過邏輯分析整理數(shù)據(jù)。
2 研究結(jié)果與分析
2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality,簡(jiǎn)稱VR)是應(yīng)用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境,通過各種傳感設(shè)備使用戶“投入”到環(huán)境中,實(shí)現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進(jìn)行自然交互的技術(shù)[1]。
2.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高爾夫球運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀
由于高爾夫球運(yùn)動(dòng)的發(fā)展受到政治政策、場(chǎng)地、經(jīng)濟(jì)、觀念、氣候等因素的影響,高爾夫運(yùn)動(dòng)在中國(guó)發(fā)展不均衡,南方地區(qū)發(fā)展較快速,北方地區(qū)發(fā)展緩慢,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用解決了場(chǎng)地、技術(shù)等問題,為高爾夫球運(yùn)動(dòng)的發(fā)展提供了技術(shù)數(shù)據(jù)、物質(zhì)基礎(chǔ)的保障。該技術(shù)運(yùn)用學(xué)校體育、社會(huì)體育、競(jìng)技體育等領(lǐng)域中的高爾夫球運(yùn)動(dòng)方面。具體表現(xiàn)在高爾夫球運(yùn)動(dòng)教學(xué)、訓(xùn)練、競(jìng)賽、休閑娛樂和球桿測(cè)試和量身定制等。
2.2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高爾夫球運(yùn)動(dòng)教學(xué)中的應(yīng)用
高爾夫球運(yùn)動(dòng)教學(xué)分為學(xué)校高爾夫球課教學(xué)、社會(huì)休閑娛樂教學(xué)、業(yè)余體校教學(xué)、職業(yè)技術(shù)學(xué)校高爾夫球技術(shù)教學(xué)。在學(xué)校場(chǎng)地器材建設(shè)中,學(xué)校管理者則會(huì)選擇高爾夫模擬器進(jìn)行教學(xué)模擬教學(xué)場(chǎng)地,提高學(xué)生的高爾夫球技術(shù)水平。高爾夫模擬器模仿了很多種類的教學(xué)練習(xí)場(chǎng)地,例如,瀑布練習(xí)場(chǎng)、目標(biāo)打位、不同種類球桿練習(xí)模式的場(chǎng)地;球場(chǎng)包括一些PGA球場(chǎng),包括世界知名球場(chǎng)。在一些院校經(jīng)濟(jì)條件的限制,采購的高爾夫模擬器數(shù)量較少,不能滿足上課學(xué)生的數(shù)量,采取的主要措施是安裝模擬的一塊抗擊打幕布,學(xué)生在平時(shí)練習(xí)中彌補(bǔ)高爾夫模擬器不足的情況。
2.2.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高爾夫球運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的應(yīng)用
高爾夫球訓(xùn)練主要包括技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)、心理、體能等方面。現(xiàn)今為止高爾夫球的訓(xùn)練目的包括學(xué)會(huì)高爾夫球技術(shù)作為職業(yè)教練員進(jìn)行高爾夫教學(xué)指導(dǎo),或者刻苦地訓(xùn)練成為終身職業(yè)球員進(jìn)行職業(yè)比賽。截止到現(xiàn)在,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用主要應(yīng)用在高爾夫球技術(shù)的訓(xùn)練中,特別是在東北地區(qū)的冬季期間,東北地區(qū)氣候嚴(yán)寒,在冬季不能下球場(chǎng)訓(xùn)練,在室內(nèi)進(jìn)行高爾夫技術(shù)訓(xùn)練保持高爾夫球感。技術(shù)訓(xùn)練主要是針對(duì)高爾夫球的擊球距離、擊球的穩(wěn)定性、固定難度球場(chǎng)降低差點(diǎn)等技術(shù)指標(biāo),在冬訓(xùn)期間利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)鞏固球員技術(shù)動(dòng)作。教練員根據(jù)球員的揮桿軌跡和在模擬球場(chǎng)中的成績(jī)給與技術(shù)指導(dǎo)。球員在虛擬模擬器中仿真球場(chǎng)中通過適應(yīng)不同的球場(chǎng)來調(diào)整自己在比賽中的戰(zhàn)術(shù)水平。
2.2.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高爾夫球運(yùn)動(dòng)競(jìng)賽中的應(yīng)用
高爾夫球比賽標(biāo)準(zhǔn)球場(chǎng)共18洞,標(biāo)準(zhǔn)桿是72桿,在比賽中,球員想要取得好的成績(jī)不僅要有很好的技術(shù)動(dòng)作,同時(shí)應(yīng)具有很好的體能和心理素質(zhì)。高爾夫球運(yùn)動(dòng)競(jìng)賽中運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要在競(jìng)賽中利用虛擬球場(chǎng)的險(xiǎn)地和水域、沙坑等對(duì)球員心理會(huì)產(chǎn)生影響的模擬,球員經(jīng)過模擬障礙的訓(xùn)練克服在比賽中的困難和適應(yīng)性訓(xùn)練。通過攝像機(jī)記錄下球員在日常的體能訓(xùn)練動(dòng)作,通過體能訓(xùn)練的模型建庫分析球員體能訓(xùn)練中動(dòng)作的有效程度。例如,從不同角度進(jìn)行視頻拍攝能夠獲取球員揮桿技術(shù)等數(shù)據(jù)信息,在職業(yè)高爾夫球球員揮桿技術(shù)診斷中,人們會(huì)利用攝像機(jī)和視頻回放軟件從不同的角度進(jìn)行動(dòng)作采集,并且科學(xué)的分析動(dòng)作技術(shù)通過視頻中錄入的動(dòng)作和標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作的對(duì)比,為球員的練習(xí)和教練制定訓(xùn)練方案提供參考。
2.2.4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高爾夫球運(yùn)動(dòng)商務(wù)休閑娛樂中的應(yīng)用
高爾夫球運(yùn)動(dòng)的成本投入較高,入會(huì)費(fèi)相對(duì)其他運(yùn)動(dòng)來說非常昂貴,在中國(guó)打高爾夫的人以富人居多,在打高爾夫球的過程中進(jìn)行商務(wù)洽談。高爾夫虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用以來帶動(dòng)了高爾夫產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。人們可以足不出戶暢打高爾夫球,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)被一些俱樂部和家庭所應(yīng)用,商務(wù)洽談中使用了高爾夫模擬器不僅享受到高爾夫球運(yùn)動(dòng)而且在舒適的環(huán)境中進(jìn)行交流,特別是東北地區(qū)的特殊環(huán)境,高爾夫模擬器的使用解決了這一問題,商務(wù)洽談的過程中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)同時(shí)也為異地洽談的商務(wù)人士提供了網(wǎng)絡(luò)高爾夫球賽,網(wǎng)絡(luò)高爾夫球賽以球會(huì)友的形式完成商務(wù)休閑。
2.2.5 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高爾夫球運(yùn)動(dòng)球桿測(cè)試和量身定制的應(yīng)用
高爾夫球球桿完成高爾夫球比賽的工具,球桿由桿身,桿頭,桿柄組成,全套球桿,一般包括3支木桿,9支鐵桿,和1支推桿。每支球桿的角度設(shè)計(jì)都不同,所以在盡量相同的條件下所擊球的距離及球落下后滾動(dòng)的距離也不同。一般情況,球桿號(hào)數(shù)越小,則擊球的距離越遠(yuǎn),其桿身也越長(zhǎng),桿面傾角越小,桿頭的重量較輕,球的飛行彈道較低,球落地后滾動(dòng)的距離也比較遠(yuǎn)。每名球手自己在比賽、訓(xùn)練中自己的球桿一般會(huì)根據(jù)自身的條件進(jìn)行量身定做。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高爾夫球球桿測(cè)試和量身定制球桿的過程中提供了科學(xué)的參考數(shù)據(jù),高爾夫模擬器能夠準(zhǔn)確測(cè)試出球桿的一些數(shù)據(jù)包括桿頭速度、垂直打擊力度、水平打擊力度、桿面角度等,球具工坊人員根據(jù)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行球員量身定做球桿。同時(shí),也可以根據(jù)球員的揮桿軌跡等一些數(shù)據(jù)調(diào)整球桿桿頭的配重,進(jìn)而改造更加適合球員的球桿。
3 結(jié)語與建議
3.1 結(jié)語
(1)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高爾夫球運(yùn)動(dòng)技術(shù)教學(xué)、訓(xùn)練、競(jìng)賽中更加科學(xué)準(zhǔn)確。
(2)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高爾夫球運(yùn)動(dòng)商務(wù)休閑中更加經(jīng)濟(jì)適用。
(3)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高爾夫球桿測(cè)試和量身定制中更加精準(zhǔn)高效。
3.2 建議
(1)學(xué)校、社會(huì)、家庭可運(yùn)用室內(nèi)高爾夫模擬設(shè)備推廣高爾夫球運(yùn)動(dòng)大眾化。政府在公共服務(wù)體系建立過程中,對(duì)學(xué)校、社會(huì)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、政策支持能夠加快高爾夫球運(yùn)動(dòng)的推廣和普及。
(2)在高爾夫競(jìng)賽中,通過物聯(lián)網(wǎng)高水平運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行遠(yuǎn)程比賽、訓(xùn)練進(jìn)一步交流球技,提高戰(zhàn)術(shù)水平。
(3)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高爾夫球運(yùn)動(dòng)應(yīng)用過程中存在一些維護(hù)管理方面的問題,建議相關(guān)部門提高管理和維護(hù)水平,進(jìn)一步降低運(yùn)營(yíng)成本。
參考文獻(xiàn)
篇10
關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì);發(fā)展
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是構(gòu)建虛擬世界并對(duì)自然行為加以模擬的一種技術(shù),這項(xiàng)技術(shù)具有構(gòu)想性、交互性、沉浸性以及多感知性等各種特征,這些特征讓該項(xiàng)技術(shù)滿足了很多學(xué)科的需求。如今,環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)不斷發(fā)展,其表達(dá)方式和設(shè)計(jì)手法從以前的圖紙畫畫到現(xiàn)在利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì),經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的時(shí)期,這些進(jìn)步源于人們對(duì)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)高效率、高品質(zhì)的追求。為了讓設(shè)計(jì)內(nèi)容得到完美展現(xiàn),人們對(duì)環(huán)境實(shí)現(xiàn)渲染和三維建模以后,對(duì)模擬方面提出了更高的要求,這里面就包括交互性、沉浸性以及感知性等。可以說,伴隨環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在該領(lǐng)域的運(yùn)用愈發(fā)重要。
一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)促進(jìn)環(huán)境技術(shù)設(shè)計(jì)多感知性的發(fā)展
在以往的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)過程中,人們非常重視內(nèi)容的豐富性,常利用各種各樣的方法提高作品的感知性,可是因?yàn)榧夹g(shù)方面的原因,始終沒有有效的辦法將作品蘊(yùn)含的感覺傳達(dá)出來。所以,在三維建模技術(shù)并不成熟的時(shí)候,人們通過單張效果圖加上相應(yīng)的音樂提高觀賞者對(duì)其設(shè)計(jì)的感知。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的誕生為環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的發(fā)展勾畫出了新的藍(lán)圖。利用計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于感知性的突破,這種感知性突破是多方面的。隨著技術(shù)的不斷完善和發(fā)展,環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)得到進(jìn)一步增強(qiáng),這是科技發(fā)展帶來的必然結(jié)果。這就需要設(shè)計(jì)師不斷了解、學(xué)習(xí)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),這樣才能夠在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中更好地運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),從而讓多感知性良好展現(xiàn)。
二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)沉浸性的發(fā)展
沉浸性指的是在虛擬現(xiàn)實(shí)中,人們有一種處在現(xiàn)實(shí)世界中的感覺,與周邊交流不會(huì)產(chǎn)生太多的違和感。在這之前,環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)雖然也有沉浸性方面的需求,但只是從效果圖方面下功夫,讓效果圖的真實(shí)感得到增強(qiáng)。雖然平面表達(dá)也有其表現(xiàn)力,但是其局限性也很強(qiáng)。在以前的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)作品的沉浸性主要體現(xiàn)在其代入感上,這種代入感一般會(huì)利用展示效果圖來體現(xiàn)。可是實(shí)際情況是人們對(duì)于效果圖的代入感是非常有限的,只會(huì)從一些固定的角度進(jìn)行欣賞。因此,在展示環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中,三維動(dòng)畫的運(yùn)用得到了人們的廣泛贊同,其實(shí)質(zhì)就是在代入感方面有所突破,使人們能夠欣賞到更多的內(nèi)容和角度。通過這樣的方式,人們可以感受設(shè)計(jì)的各個(gè)方面。當(dāng)然,在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中,這種程度的代入感還是不夠的。從目前漫游的發(fā)展來說,以真實(shí)的畫面感為突破口進(jìn)行發(fā)展的空間并不大,因?yàn)楝F(xiàn)在高科技已經(jīng)普及,只要硬件設(shè)備跟得上,利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行逼真場(chǎng)景的制作已經(jīng)是一件非常容易的事情。所以,要想讓環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的代入感得到大幅度提高,目前最好的方式就是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)沉浸性的突破。
三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠促進(jìn)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的交互性發(fā)展
環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的交互性是人們一直在研究和討論的問題。由于環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)自身所擁有的一些特點(diǎn),其沒有在表達(dá)方式和設(shè)計(jì)手法方面取得較大的突破。如今,利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以讓人們?cè)谔摂M世界中完成人機(jī)交流,簡(jiǎn)單來說,就是在計(jì)算機(jī)的模擬下進(jìn)行各種各樣的行為。這對(duì)于還沒有投入建造的景觀、建筑等設(shè)計(jì)而言具有重要的意義,人們可以提前看到作品完成之后的效果,還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并修改,這對(duì)于設(shè)計(jì)而言是非常重要的。結(jié)語虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種非常強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù),其對(duì)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的發(fā)展有著重要的影響。所以,在進(jìn)行環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)當(dāng)合理、科學(xué)地利用最新的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),這樣才能讓設(shè)計(jì)作品得到更好的展現(xiàn),讓其表達(dá)的內(nèi)涵得到良好的傳達(dá),給欣賞者帶來更多新的體驗(yàn),從而促進(jìn)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
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[2]劉怡涵.就虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中若干問題的分析.現(xiàn)代裝飾(理論),2013(8).
[3]劉丹.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008(4).
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