虛擬現(xiàn)實技術(shù)綜述精選(九篇)

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第1篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)綜述范文

>> 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類 基于虛擬現(xiàn)實的協(xié)同訓(xùn)練系統(tǒng)研究與實現(xiàn) 基于虛擬現(xiàn)實的測控通信系統(tǒng)訓(xùn)練模式探討 基于虛擬現(xiàn)實的軍用后勤裝備維修訓(xùn)練系統(tǒng)模型設(shè)計 虛擬現(xiàn)實在體育仿真中的應(yīng)用綜述 虛擬現(xiàn)實的黎明 虛擬現(xiàn)實的恐慌 虛擬現(xiàn)實的救贖 身邊的虛擬現(xiàn)實 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在銀行系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展 虛擬現(xiàn)實導(dǎo)游系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用 助力導(dǎo)游專業(yè)實訓(xùn)的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng) 基于全景視圖的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)研究 基于Virtools軌道客車虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的研究 虛擬現(xiàn)實漫游系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 基于虛擬現(xiàn)實的建筑火災(zāi)模擬系統(tǒng)

">虛擬現(xiàn)實技術(shù)在培訓(xùn)系統(tǒng)中的應(yīng)用

對虛擬現(xiàn)實發(fā)展及現(xiàn)狀的探析 淺談虛擬現(xiàn)實的發(fā)展與展望 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用 常見問題解答 當(dāng)前所在位置：l

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第2篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)綜述范文

關(guān)鍵詞：人機交互；虛擬現(xiàn)實技術(shù)；3D技術(shù)；攝像機

中圖分類號：TP316 文獻標識碼：A 文章編號文章編號：16727800（2014）001009603

作者簡介作者簡介：楊芳（1974-），女，碩士，天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)信息技術(shù)工程學(xué)院高級講師，研究方向為職業(yè)教育信息化。

0 引言

虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtual Reality，簡稱VR）又稱靈境技術(shù)，是20世紀末興起的一門嶄新的綜合性信息技術(shù)，其融合了數(shù)字圖形圖像處理技術(shù)、實時三維計算機圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、廣角（寬視野）立體顯示技術(shù)、傳感器技術(shù)等多個信息技術(shù)分支。虛擬現(xiàn)實技術(shù)為使用者提供了一個全方位、多感官、浸入式體驗虛擬世界的機會。

教育技術(shù)學(xué)專業(yè)的教學(xué)中，有些課程需要利用攝像機進行教學(xué)和學(xué)習(xí)，然而專業(yè)攝像機的價格比較昂貴，可供實驗的臺數(shù)較少，往往十幾個學(xué)生共用一臺進行練習(xí)，不能做到人手一臺，同時也不能對攝像機進行必要的拆裝，因此對學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生了一定的影響。利用3D建模技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)制作出關(guān)于攝像機虛擬操作的軟件，將為教師的教與學(xué)生的學(xué)帶來極大方便，從而提高教學(xué)效率，實現(xiàn)教學(xué)效果最優(yōu)化。

1 關(guān)鍵技術(shù)

虛擬現(xiàn)實軟件開發(fā)過程中使用到的主要技術(shù)有3D建模技術(shù)、VRay渲染技術(shù)、虛擬交互控制技術(shù)。

1.1 3D建模技術(shù)

3D建模技術(shù)是利用3D建模軟件及相關(guān)插件制作出效果逼真的實物模型的一種技術(shù)。本課題中所用到的3D建模軟件是3D Studio Max，常簡稱為3D Max，它是Autodesk公司開發(fā)的基于PC系統(tǒng)的三維動畫渲染和制作軟件。其廣泛應(yīng)用于廣告、影視、工業(yè)設(shè)計、多媒體制作、游戲、輔助教學(xué)以及工程可視化等領(lǐng)域。

1.2 VRay渲染技術(shù)

VRay是由Chaosgroup和Asgvis公司出品的一款高質(zhì)量渲染軟件，是目前業(yè)界最受歡迎的渲染引擎。Vray渲染器提供了一種特殊的材質(zhì)——VrayMtl。在場景中使用該材質(zhì)能夠獲得更加準確的物理照明、更快的渲染，且反射和折射參數(shù)調(diào)節(jié)更加方便。

1.3 虛擬現(xiàn)實交互控制技術(shù)

虛擬現(xiàn)實交互控制技術(shù)可以將現(xiàn)有常用的3D模型、2D圖形或是音效等進行整合，構(gòu)建虛擬現(xiàn)實場景，并可以由用戶對場景中的3D對象進行交互控制。本課題使用Virtools Dev完成交互控制功能，它是一套具備豐富互動行為模組的即時3D環(huán)境虛擬實境編輯軟體，可以制作出許多不同用途的3D產(chǎn)品，如網(wǎng)際網(wǎng)路、電腦游戲、多媒體、建筑設(shè)計、互動式電視、教育訓(xùn)練、模擬與產(chǎn)品展示等。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)

2.1 軟件功能需求設(shè)計

本課題制作的虛擬攝像機型號為SONY DSR-250P，考慮實際教學(xué)中的需要，3D虛擬攝像機應(yīng)具備以下功能：①通過使用這款軟件，能夠了解攝像機的相關(guān)配置信息；②能對虛擬攝像機進行任意放大、縮小、旋轉(zhuǎn)等操作；③可以從多個視角觀察攝像機的基本構(gòu)造；④以自動、手動、快速、慢速拆裝攝像機零部件；⑤對攝像機上的主要按鈕進行操作，同時觀察各按鈕的相應(yīng)功能；⑥根據(jù)語音提示了解攝像機的基本使用方法并做相應(yīng)的練習(xí)。

2.2 3D虛擬攝像機模型制作

2.2.1 3D建模過程

本課題中采用的3D建模軟件是3D Studio Max，3D虛擬攝像機的三維模型建立主要分為攝像機機身模型的建立，包括鏡頭、話筒模型、屏幕模型、電池模型的建立，以及其它零部件和按鈕模型的建立。

（1）攝像機模型建立。限于篇幅，本文只對機身建模過程作簡要介紹：①參照攝像機的實物照片，用3D max中的樣條線按比例制作出攝像機的機身輪廓，調(diào)整角點的圓滑程度，使其看上去更為美觀；②使用修改器面板中的擠出命令，根據(jù)需要調(diào)整擠出數(shù)量為50mm，制作攝像機機身模型；③點擊鼠標右鍵，將其轉(zhuǎn)化成可編輯多邊形，便于以后操作，如圖1所示；④由于機身上有許多凹凸和按鈕等細節(jié)部分，選擇可編輯多邊形中的多邊形，利用修改器面板中的擠出和倒角命令，為所選多邊形制作凸凹等細節(jié)效果，如圖2所示。

圖1 機身模型

圖2 機身模型細節(jié)部分

（2）攝像機各部件整合與整體模型優(yōu)化。攝像機各部分模型制作好后，需要將這些小模型根據(jù)實物進行組合，這一部分需要充分利用3D Max的4個界面視口切換使用以及平滑、高光和線框之間的切換。主要利用到了對齊、均勻縮放、移動等操作命令，再通過視角的轉(zhuǎn)換進行細節(jié)調(diào)整，確保整個模型合為一體。

當(dāng)攝像機模型整合好之后，需要對其進一步調(diào)整，使其整體效果更為真實。這部分主要運用邊和面的倒角擠出命令和多邊形的網(wǎng)格平滑命令。通過適當(dāng)調(diào)整各個命令的相應(yīng)參數(shù)，使攝像機整體模型的最終效果達到最優(yōu)化。

（3）攝像機貼圖與材質(zhì)制作。3D中的貼圖與材質(zhì)主要用于描述對象表面的物質(zhì)狀態(tài)，構(gòu)造真實世界中自然物質(zhì)表面的視覺表象，能夠給場景中的對象創(chuàng)建五彩繽紛的顏色和紋理表面屬性。攝像機的材質(zhì)制作主要針對攝像機各個部分固有色的改變，相應(yīng)調(diào)整高光級別等參數(shù)就可制作出逼真的效果。

攝像機的貼圖制作主要針對完整平面的操作，利用這種方法可以省去繁瑣的建模過程，直接賦予物體圖片，使物體顯現(xiàn)出真實的效果，這是減少建模復(fù)雜程度的有效手段之一?？梢岳眠@種辦法進行操作的部分有：屏幕蓋、控制面板上的按鈕、電池正面。

（4）燈光設(shè)置。雖然在進行建模和材質(zhì)、貼圖工作時視圖窗口顯示是有光的，但是渲染出來的場景卻一片漆黑，這主要是因為在視圖場景中沒有加任何燈光。在此部分中，主要工作是給場景加燈光并使其真實化。

選擇創(chuàng)建面板，點擊燈光，在下拉菜單中選擇標準，選擇目標平行光。點擊修改器，在修改器面板中調(diào)整燈光的參數(shù)。調(diào)整強度倍增器的數(shù)值為0.1，尺寸倍增器的數(shù)值為1.0，陰影細分數(shù)值為3，陰影偏移數(shù)值為0.2，光子發(fā)射半徑數(shù)值為173.43。勾選不可見選項，使得燈光在渲染時不可見，避免對特殊效果發(fā)生器的反射產(chǎn)生影響，移動燈光位置，使得物體得到比較好的反射效果和高光效果。

（5）渲染。當(dāng)攝像機的所有部分材質(zhì)和貼圖都添加設(shè)置完畢后，為了滿足成圖的精確需要，提高畫面品質(zhì)，需要進行最終的渲染。這里使用了由chaosgroup和asgvis公司出品的VRay渲染插件。

渲染時將背景顏色設(shè)置為白色，在【VRay：間接照明】控制面板中設(shè)置飽和度為1.2以提高最終圖像的飽和度；在【VRay：燈光緩存】控制面板中設(shè)置燈光的細分為1 000以提高燈光細分的精度。設(shè)置完畢后對產(chǎn)品進行渲染，通過對渲染出的圖片進行觀察，再進行相應(yīng)調(diào)整使得模型效果更加逼真。

2.2.2 交互控制功能實現(xiàn)

（1）導(dǎo)出3D虛擬攝像機模型。因為交互控制功能使用Virtools5.0軟件制作，需要從3D Max中導(dǎo)出Virtools支持的模型文件“shexiangji.NMO”。

（2）對象建立與燈光創(chuàng)建。導(dǎo)入“shexiangji.NMO”文件后就完成了攝像機各個對象的建立，此外還需要在Virtools中添加燈光效果才能正常觀看模型。一共需要添加3個點光源，它們的空間位置坐標為分別為“75.590 0，31.225 8，-62.708 9”、 “-8.633 2，62.722 2，-78.804 5”、“-114.037 7，120.000 0，-0.053 9”。

（3）行為模塊設(shè)定。Virtools中通過行為模塊的設(shè)定實現(xiàn)各種交互控制，在虛擬攝像機的制作中，設(shè)計了大量的行為模塊，包括旋轉(zhuǎn)攝影機行為模塊、切換攝影機行為模塊、恢復(fù)初始狀態(tài)行為模塊、裝配演示行為模塊等。

（4）界面及菜單制作。好的界面與菜單可以幫助用戶使用軟件，本軟件中的主界面及各次界面與菜單都在Virtools5.0中制作，主界面效果如圖9所示。主次界面間的切換也通過行為模塊實現(xiàn)，如圖10所示。

圖9 主界面效果

圖10 主次界面間切換行為模塊

3 結(jié)語

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一種新媒體技術(shù)，使用這種技術(shù)開發(fā)的教學(xué)軟件，可以實現(xiàn)虛擬操作、虛擬拆裝、在線操作考核等功能，能夠以較低的成本投入解決教學(xué)中以前難以解決的問題，對提高實訓(xùn)教學(xué)效果具有重要作用。

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第3篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)綜述范文

[關(guān)鍵詞]虛擬現(xiàn)實技術(shù) 教學(xué)效果 評價

中圖分類號：F590-4 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）36-0285-01

自20世紀90年代以來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)一直是信息領(lǐng)域研究、開發(fā)和應(yīng)用的熱點方向之一。其實時的三維空間表現(xiàn)能力、人機交互的操作環(huán)境以及給人帶來的“身臨其境”的感覺，為人類探索和研究宏觀世界與微觀世界提供了極大的便利。虛擬現(xiàn)實技術(shù)與多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教育并成為教學(xué)領(lǐng)域的三大創(chuàng)新技術(shù)?？晒┤珖褂玫奶摂M現(xiàn)實技術(shù)教育系統(tǒng)隨著網(wǎng)絡(luò)通信速度的提高和帶寬的擴展，信息社會對教育提出了新的需求，國內(nèi)外都在加緊進行如何在教育領(lǐng)域使用虛擬現(xiàn)實的研究。虛擬現(xiàn)實技術(shù)涉及高等教育的各個學(xué)科，由于多維信息系統(tǒng)具有親臨其境的真實感和超越現(xiàn)實的虛擬性，使用者能夠沉浸其中、超越其上、交時交互，已顯示其實用性和先進性 技術(shù)潛力巨大，應(yīng)用前景廣闊。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，然而在普通學(xué)校教育教學(xué)中還應(yīng)用的很少，由于虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以彌補傳統(tǒng)教學(xué)的不足，所以其在教學(xué)中存在很大的應(yīng)用空間。新的信息技術(shù)，帶給了我們新的教育思維，為傳統(tǒng)的教育觀念和教育模式的轉(zhuǎn)變提供了更大的可能性，對提高教學(xué)質(zhì)量有著重要意義。如何通過對虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學(xué)效果評價提升虛擬現(xiàn)實的教學(xué)效果一直是應(yīng)用者們努力的重要方面。

一、從虛擬現(xiàn)實技術(shù)與旅游管理專業(yè)知識的結(jié)合及應(yīng)用角度確定的評價準則和評價指標

基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實驗教學(xué)中的優(yōu)勢，它已經(jīng)被應(yīng)用于許多個專業(yè)的教學(xué)過程中。由于虛擬現(xiàn)實技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計人員具備旅游管理專業(yè)知識限制以及實際授課教師開發(fā)更新系統(tǒng)的能力限制，會直接影響虛擬現(xiàn)實技術(shù)在旅游管理專業(yè)教學(xué)中的使用效果。虛擬現(xiàn)實技術(shù)系統(tǒng)能否根據(jù)教學(xué)對象特點，明確教學(xué)任務(wù)與目的、完整體現(xiàn)旅游管理教學(xué)內(nèi)容、提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，是影響教學(xué)效果的重要方面。上述內(nèi)容均屬于虛擬現(xiàn)實技術(shù)與專業(yè)知識結(jié)合范疇，專業(yè)度處于評價準則層次，而虛擬現(xiàn)實技術(shù)體現(xiàn)的教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容和實訓(xùn)環(huán)節(jié)、授課教師素質(zhì)是其評價指標。

于年輕教師而言，較易掌握虛擬現(xiàn)實技術(shù)。各種虛擬現(xiàn)實技術(shù)軟件的開放程度（指軟件后續(xù)開發(fā)的能力和利用其他軟件資源的能力）是不同的，有些方法可支持多種格式的輸出，輸出的文件可在其他操作環(huán)境中無損地打開，加上軟件或插件的更新?lián)Q代日益加快，故具有開放的接口、實時的更新能力也是軟件所必需的評價指標之一。對一些已經(jīng)停止開發(fā)的實現(xiàn)方法就沒有研究的必要了。此外，每種虛擬現(xiàn)實技術(shù)擁有的制成模型的豐度和制作虛擬現(xiàn)實場景的快慢也有所不同。上述內(nèi)容均屬于使用范疇，使用度處于評價準則層次，而每種方法掌握難易程度、開放程度和制作虛擬現(xiàn)實場景的快慢是其評價指標。根據(jù)上述分析構(gòu)建虛擬現(xiàn)實技術(shù)在旅游管理專業(yè)教學(xué)中效果評價指標體系如下：目標層為虛擬現(xiàn)實技術(shù)在旅游管理專業(yè)教學(xué)中效果A；準則層為交互度B1、真實度B2、功能度B3、專業(yè)度B4、使用度B5。另外，快速C1與準確C2是交互度B1的措施層；視覺質(zhì)量C3、光學(xué)質(zhì)量C4與聲學(xué)質(zhì)量C5為真實度B2的措施層；教學(xué)要素的類型C6、教學(xué)要素的物理表達C7與模擬人的運動屬性C8為功能度B3的措施層；教學(xué)目標C9、教學(xué)內(nèi)容C10、實訓(xùn)環(huán)節(jié)C11與授課教師素質(zhì)C12為專業(yè)度B43的措施層；掌握難易程度 C13、更新?lián)Q代能力C14與制作虛擬場景的快慢C15為使用度B5的措施層。

構(gòu)建了虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學(xué)效果評價指標體系之后，可以采用層次分析法（AHP）來確定每項評價指標的權(quán)重，即得到每項指標對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在旅游管理專業(yè)教學(xué)中效果各自的影響程度值，從而可以對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在旅游管理專業(yè)教學(xué)中效果進行綜合評價。

二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在旅游管理專業(yè)教學(xué)中效果評價指標權(quán)重計算與比較

采用1～9標度類型，對照重要性標度含義表，采用專家評議法（Delphi），經(jīng)過我們與旅游管理專業(yè)一線教師復(fù)研討，構(gòu)造判斷矩陣，利用層次分析法軟件yaahp Version 0.4.1計算評價指標的權(quán)重。各項指標對于虛擬現(xiàn)實技術(shù)在旅游管理專業(yè)教學(xué)中效果的權(quán)重如下：B1對于A的權(quán)重為0.2106、B2對于A的權(quán)重為0.3834、B3對于A的權(quán)重為0.1181、B4對于A的權(quán)重為0.2230、B5對于A的權(quán)重為0.0649；C層對于A的權(quán)重的總排序為： C1：0.0702、C2：0.1404、C3：0.2069、C4：0.1138、C5：0.0627、C6：0.0193、C7：0.0637、C8：0.0351、C9：0..0614、C10：0.0392、C11：0.1033、C12：0.0207、C13：0.0207、C14：0.0362、C15：0.0079。

三、總結(jié)與展望

根據(jù)上述層次排序權(quán)重的確定，可以得出在游管理專業(yè)教學(xué)中影響現(xiàn)實技術(shù)使用效果維度由弱到強依次是真實度、專業(yè)度、交互度、功能度、使用度。對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在旅游管理專業(yè)教學(xué)中效果影響最強的五項指標是分別是準確、視覺質(zhì)量和光學(xué)質(zhì)量、實訓(xùn)環(huán)節(jié)、快速?？偨Y(jié)如下：

第一、突出對虛擬現(xiàn)實技術(shù)開發(fā)研究

利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行開發(fā)的先進教學(xué)形式，現(xiàn)今的研究和開發(fā)水平還遠遠未達到根據(jù)教師和學(xué)生的實際需求進行的程度。而要充分發(fā)揮虛擬現(xiàn)實技術(shù)的巨大優(yōu)勢，就要整合多種資源，利用好該技術(shù)本身交互性、沉浸性的優(yōu)勢，開發(fā)可對學(xué)習(xí)者進行智能化指導(dǎo)的實時教學(xué)系統(tǒng)和評價系統(tǒng)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)和實驗過程形成良好的反饋，提升整個虛擬教學(xué)的智能化和系統(tǒng)化水平。

由于一個完全沉浸式的虛擬環(huán)境的構(gòu)造需要比較昂貴的設(shè)備，所以目前大多虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實驗教學(xué)中的應(yīng)用還停留在桌面型的虛擬現(xiàn)實階段，和真正的虛擬現(xiàn)實還有很大距離?？梢圆扇⊙驖u進的方法，先在軟件環(huán)境打好基礎(chǔ)，積累經(jīng)驗，隨著技術(shù)的發(fā)展和硬件設(shè)備價格的降低，逐漸完善虛擬實驗室環(huán)境，使學(xué)生真正走進虛擬教學(xué)環(huán)境。

第二、深入對虛擬現(xiàn)實技術(shù)與旅游管理專業(yè)知識結(jié)合運用的研究

虛擬現(xiàn)實技術(shù)從技術(shù)上化解了目前旅游管理專面臨的實驗設(shè)備缺乏，跟不上旅游業(yè)快速發(fā)展的現(xiàn)實與師生要求先進設(shè)備用于教學(xué)的矛盾。但虛擬現(xiàn)實技術(shù)要充分發(fā)揮它的教學(xué)職能，不僅需要高科技的支持，而且更需要相應(yīng)的專業(yè)教學(xué)知識作內(nèi)涵。在應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行教學(xué)的過程中，要牢牢抓住旅游管理專業(yè)人才培養(yǎng)目標和課程教學(xué)的客觀要求，既發(fā)揮虛擬技術(shù)在教學(xué)中的巨大技術(shù)優(yōu)勢，又體現(xiàn)先進旅游業(yè)界的最新成果；既培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，又深化學(xué)生對于理論知識的理解與應(yīng)用。

第三、增強運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行教學(xué)的協(xié)作性研究

在運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行教學(xué)過程中因為較大地借助了計算機網(wǎng)絡(luò)化平臺進行教學(xué)，從一定程度上讓師生、生生交互受到影響和削弱。因此，在研究和開發(fā)虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學(xué)平臺的過程中，要注重師生、生生、人機的可交互性，保證教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與機器實現(xiàn)良好的人互，增強虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學(xué)的協(xié)作性，發(fā)揮教師、學(xué)生和技術(shù)的綜合優(yōu)勢，探索全方位的多交互協(xié)作化虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學(xué)平臺。

本研究只是對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在旅游管理專業(yè)教學(xué)中的教學(xué)效果做了理論上的宏觀探索和在教學(xué)實例中的簡單應(yīng)用，離真正的提升虛擬教學(xué)效果的總體目標要求還有一定的差距。要形成一套完整有效的評價體系需要未來利用現(xiàn)有研究成果，還要進一步充分與專家共同合作、共同分析，進行系統(tǒng)化的研究。

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作者簡介

第4篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)綜述范文

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實；實體會展；行業(yè)變革

1 概述

1.1 展會虛實耦合發(fā)展背景

虛擬會展是指利用三維虛擬技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)的虛擬空間進行的展覽及貿(mào)易活動的一種多維立體展示。他可以是人機實現(xiàn)立體互動，強調(diào)用戶體驗[1]。本文研究對象為基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的虛擬會展。該類型的展會不受傳統(tǒng)實體展會時間性、空間性的局限，同時具有易于組織與管理、性價比高、便于參展者了解展品、低碳環(huán)保等特點[3]。傳統(tǒng)實體會展也有著創(chuàng)意虛擬會展所不具有的一些重要優(yōu)勢，目前創(chuàng)意虛擬會展無法完全脫離傳統(tǒng)實體會展而獨立出現(xiàn)，普通大眾對于虛擬會展的了解和使用也剛剛起步。

“VR”①在2016年強勢崛起成為繼O2O后又一熱詞。各種關(guān)于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的科技展和高峰論壇在國內(nèi)外輪番上演。虛擬現(xiàn)實掀起對實體經(jīng)濟新一輪的沖擊。虛擬現(xiàn)實在B端有廣泛應(yīng)用，隨著2C產(chǎn)品的出現(xiàn)而進入全新發(fā)展階段，2016年國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先者陸續(xù)推出消費級新產(chǎn)品，同時大量資本涌入，虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)發(fā)展將迎來爆發(fā)點[6]?；诖?，會展行業(yè)應(yīng)對技術(shù)革新在傳統(tǒng)實體展會加入虛擬技術(shù)的元素逐漸成為常態(tài)。到2030年虛擬和現(xiàn)實之間的界限將明顯弱化[7]，我國現(xiàn)有虛擬展會多是將虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為吸引觀眾的元素并未形成獨立存在的虛擬展。國內(nèi)虛擬會展處于發(fā)展階段：基本屬于界面包裝，主要通過二維平面靜態(tài)的網(wǎng)頁展示[2]。在展會中加入虛擬現(xiàn)實元素能強化會展行業(yè)的紐帶作用和產(chǎn)業(yè)聯(lián)動性。我國會展業(yè)在虛擬展與實體展耦合的發(fā)展之路上與以德國為代表的展覽業(yè)發(fā)達的西方國家存在一定差距但是虛擬展作為一個新的起點，抓住這個機遇可以使我國展覽業(yè)也能站在國際前端。

1.2 展會虛實耦合發(fā)展的趨勢

在我國新常態(tài)的經(jīng)濟模式下，會展的虛實耦合主要帶來外部經(jīng)濟趨勢、協(xié)同發(fā)展趨勢和創(chuàng)新趨勢三大趨勢。外部經(jīng)濟的發(fā)展給會展業(yè)注入生機，自廣交會帶給中國會展業(yè)飛躍式發(fā)展后，此次高新技術(shù)對整體經(jīng)濟新一輪沖擊的同時也給會展業(yè)帶來發(fā)展的機遇。會展行業(yè)具有高度產(chǎn)業(yè)聯(lián)動性，會展產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢必在給所鏈接的產(chǎn)業(yè)帶來發(fā)展的機遇同時促進會展產(chǎn)業(yè)再次發(fā)展，兩者相輔相成、協(xié)同發(fā)展。技術(shù)紅利之下的會展行業(yè)在實體展會虛擬化、會展虛實耦合等方面進入高速發(fā)展階段。三維重建、3D打印以及虛擬現(xiàn)實技術(shù)都為會展業(yè)在展會的設(shè)計、運營中有所體現(xiàn)，在技術(shù)沖擊下會展產(chǎn)業(yè)勢必開展新一輪的創(chuàng)新。

2 市場調(diào)研與市場接受程度

針對會展虛實耦合采取線上問卷和現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集相結(jié)合的方式。在正式開展大樣本調(diào)查前進行預(yù)調(diào)研。在對滬、杭高校的25名會展專業(yè)及計算機專業(yè)學(xué)生的問卷調(diào)查后作數(shù)據(jù)分析，對問卷作進一步修改。正式調(diào)查共發(fā)放問卷494份?；厥沼行柧砉?62份，有效問卷回收率為53%。

本次問卷調(diào)研受眾群體的主體是25歲以下的年輕人：25歲以下的回答者占比91.99%。對于VR技術(shù)的了解程度基本符合正態(tài)分布，但作為最能接受變革性事物的年輕人，對于VR也止于基本了解。這導(dǎo)致該類人群對于VR設(shè)備的購買意愿并不強烈，66.03%的人持中立態(tài)度。同時在設(shè)備價格的接受程度上92.75%的人更傾向于3000元及以下的設(shè)備。

門票是虛擬展的盈利重點之一。本文創(chuàng)造性提出“買斷制”：一次付費獲得相應(yīng)虛擬展一定時限內(nèi)重復(fù)觀展權(quán)限。63.36%的人認可新穎的買斷制，加之與實體會展票價的對比，從中進一步窺探虛擬會展在調(diào)查群體中的可接受性。設(shè)實體會展門票基數(shù)為5，得出虛擬展會門票價格均值為4.75，略低于實體展會。觀眾考慮到虛擬展會在時空的機動性、布展成本的環(huán)保型，對于虛擬展會的價格預(yù)估基本是低于實體展會的。另一方面，調(diào)查群體基于虛擬展會的技術(shù)因素、設(shè)計效果、實時互動性與現(xiàn)場感等基本屬性的理性考慮，其預(yù)估的門票價位不會過低。虛擬展會相對實體展會更加強調(diào)表現(xiàn)性、交互性，在表現(xiàn)內(nèi)容豐富性的同時滿足技術(shù)的即時性。這無疑擴大了虛擬展會的受眾人數(shù)并優(yōu)化了觀展群體的范圍。

虛擬展要能夠在市場中占得一定份額，對展會自身也有所要求。觀展人群與展會之間的連接并非單向，觀展人群更注重與展會間的雙向聯(lián)系。參展觀眾對于展會的場景設(shè)計（44.66%）、互動性（48.47%）、專業(yè)性（51.91%）有較高要求，能與觀眾產(chǎn)生共鳴的展會才能吸引人群并擴大其影響力。

3 分析結(jié)果與討論

在對滬、杭兩地多個展會、展館的實地調(diào)研之后發(fā)現(xiàn)展會中對于高新技術(shù)的運用處于發(fā)展階段。展會更傾向于將VR作為吸引觀眾的輔助手段而非利用VR將體展會虛擬化使之成為在時空上獨立實體展會而存在的虛擬展。

現(xiàn)代創(chuàng)意虛擬會展構(gòu)建在VR技術(shù)之上而市場上的VR設(shè)備良莠不齊。想要獲得良好的用戶體驗對設(shè)備有較高要求，在價格上受眾的心理價位和市場實際價格有所出入，這將成為虛擬會展發(fā)展的制約因素之一。同時這對制造商有導(dǎo)向作用，搶占中低價位市場將對企業(yè)發(fā)展有重要作用。虛擬展會門票的定價可與實體展會相持平。展會應(yīng)關(guān)注其主題的新穎性，同時在展臺設(shè)計、展會專業(yè)性上有更多考量。滿足展會的基本屬性之后提高展會的藝術(shù)性、互動性將使展會在同類型展會中脫穎而出。

虛擬會展會帶給傳統(tǒng)實體會展重大影響和一定沖擊，但同時也促進會展行業(yè)在深度和廣度上的發(fā)展，在綜合已有基礎(chǔ)上考慮創(chuàng)意虛擬會展和傳統(tǒng)實體會展的信息耦合，包括現(xiàn)階段的實體會展+網(wǎng)絡(luò)會展+電子商務(wù)模式和未來的實體會展+網(wǎng)絡(luò)會展模式[2]。我國會展業(yè)對于虛擬展的拓展可以分三步循序漸進以達到對兩者耦合之平衡點的獲得：設(shè)立VR展區(qū)、建立附屬于實體展會的虛擬展、建立獨立存在的虛擬展會。無論是傳統(tǒng)實體展會還是新興虛擬展會，兩者都不會完全取代對方地位。對于會展行業(yè)來說，實體展和虛擬展合則兩利分則兩傷，只有兩者相輔相成才能使會展行業(yè)在深度和廣度上有長足的發(fā)展。

注釋

① VR：virtual reality 虛擬現(xiàn)實技術(shù).

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第5篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)綜述范文

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第6篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)綜述范文

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實電子商務(wù)網(wǎng)絡(luò)

1引言

虛擬現(xiàn)實(VirtualReality)是通過多媒體技術(shù)與仿真技術(shù)相結(jié)合，生成逼真的視、聽、觸覺一體化的虛擬環(huán)境，用戶以自然的方式對虛擬環(huán)境中的對象進行體驗和交互。然而當(dāng)前的電子商務(wù)大多是基于Web的，要在其中普及由視覺頭盔和數(shù)字手套等設(shè)備構(gòu)成的力反饋式交互虛擬現(xiàn)0實是極其困難的(一是技術(shù)原因，二是資金原因)。但是以鍵盤、鼠標和顯示器等常規(guī)輸入輸出設(shè)備在客戶機瀏覽器中構(gòu)成交互環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實技術(shù)卻日趨成熟和完善，這些以Web3D技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實技術(shù)同樣以模擬自然、體驗逼真和交互極強為目標，在相當(dāng)程度上高效、經(jīng)濟地實現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的目標。

由于網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的出現(xiàn)，不僅促進了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的普及應(yīng)用，而且也給電子商務(wù)帶來了新的應(yīng)用空間，有效地提高了電子商務(wù)的質(zhì)量。因此，充分認識虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子商務(wù)中的重要性、研究網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點及其應(yīng)用規(guī)律，從而進一步促進電子商務(wù)的發(fā)展，已成為當(dāng)前電子商務(wù)中的一個重要課題。

2虛擬現(xiàn)實在電子商務(wù)中的作用

2.1虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點。

臨場感:用戶感覺到沉浸于在瀏覽器中所呈現(xiàn)的虛擬環(huán)境中。

多感知性:用戶能以視覺、聽覺等多種形式感知信息。

交互性:用戶能以接近自然的習(xí)慣，用常規(guī)的輸入、輸出設(shè)備對虛擬環(huán)境中的物體或場景進行操作和得到反饋。

真實性:虛擬環(huán)境中的物體運動接近符合物理定律。

高效率:虛擬環(huán)境中三維空間的建立和顯示不過分依賴客戶機的硬件性能并可實時渲染，所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量小且可流式傳輸。

2.2虛擬現(xiàn)實在電子商務(wù)中的作用。由于網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的上述特點，它在電子商務(wù)中正起著獨特的作用:

真實感強:縮小網(wǎng)上購物與真實購物環(huán)境間的差別，是一個接近現(xiàn)實場景的虛擬智能購物商城。

激發(fā)購買熱情:網(wǎng)上產(chǎn)品展示的目的不僅僅是展示產(chǎn)品，而更重要的是通過讓客戶更多地了解產(chǎn)品而提高產(chǎn)品的購買率。通過網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實技術(shù)可將用戶在購買過程中產(chǎn)生的假設(shè)進行虛擬，呈現(xiàn)相應(yīng)的結(jié)果或效果。這樣有利于激發(fā)用戶的購買熱情。

拓展電子商務(wù)的內(nèi)涵:INTERNET作為有效的商業(yè)信息的交通通道被廣為接受，網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用使電子商務(wù)的內(nèi)涵被大大地拓寬和延伸了。

3網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實技術(shù)

目前網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實技術(shù)大多是基于Web3D[1][2][3]技術(shù)的，而Web3D技術(shù)主要由實時3D建模和動態(tài)顯示兩部分組成。通常實時3D建模和動態(tài)顯示分為兩種類型，一種是基于幾何模型，另一種是基于圖像。這兩種技術(shù)方案各有其特點，前者可方便地建立以任意角度進行觀察的3D空間，但計算量大，因而對硬件要求較高，對復(fù)雜模型的建模過程較為困難;后者采用圖像鑲嵌方式實現(xiàn)實時建模，開發(fā)成本低，計算量小且效果逼真，但數(shù)據(jù)量較大。

各種網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實技術(shù)為了能在網(wǎng)絡(luò)這一特殊環(huán)境下不斷發(fā)展，都不僅具有鮮明的技術(shù)特點，而且也都盡量揚長避短，形成了各自的技術(shù)風(fēng)格，這也為我們在電子商務(wù)中針對不同展示內(nèi)容選用最為合適的網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實技術(shù)打下了良好的基礎(chǔ)。有鑒于此，研究和對比分析各種主流網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實技術(shù)是十分必要的。

3.1VRML(VirtualRealityModelingLanguage——虛擬現(xiàn)實建模語言)[4]是專門用于在網(wǎng)上建立虛擬現(xiàn)實的設(shè)計語言，它采用基于幾何模型的實時建模和動態(tài)顯示方法。VRML可以用于建立真實世界的場景模型，也可建立虛構(gòu)的三維空間。VRML提供了所謂的6+1度瀏覽，即沿三軸方向移動場景和旋轉(zhuǎn)場景，同時還可以建立與其他3D空間的超鏈接。

VRML文件是文本文件，它可以用文本編輯器編寫生成，其文件擴展名是.wrl。由于VRML語言語法規(guī)則較為復(fù)雜和嚴格，靠人工編寫VRML文件工作量極大，因此一些三維建模工具(如3DSMAX)以可視化方式建立3D空間并自動生成VRML文件，提高了開發(fā)效率，但這樣生成的VRML文件數(shù)據(jù)量比人工編寫的文件大得多。

VRML適用于構(gòu)造虛擬三維環(huán)境，而對于表達現(xiàn)實世界的真實場景和物體則略感不足。

3.2QuickTimeVR。QuickTime是Apple公司開發(fā)的數(shù)字圖像影視技術(shù)規(guī)范，它包含多種媒體數(shù)據(jù)的壓縮/解壓縮技術(shù)。QuickTimeVR是其中一種新的媒體數(shù)據(jù)格式。它包含了對象影視(ObjectMovie)、全景影視(PanoramicMovie)和多節(jié)點影像(Multi-NodeScene)等幾種形式，其文件擴展名是.mov。

由于過去QuickTime是Mac系列機上的數(shù)字視頻規(guī)范，因而制作QuickTimeVR的開發(fā)工具大多在Mac機上運行，缺少PC機Windows上的開發(fā)工具，而現(xiàn)在已出現(xiàn)了許多Windows上的QuickTimeVR的專業(yè)開發(fā)工具，如VRToolBox等，使得開發(fā)用于電子商務(wù)的QuickTimeVR影視更為便捷和高效。

3.3Cult3D是Cycore公司基于Java開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實技術(shù)，它具有獨特的渲染方式，可動態(tài)顯示極高質(zhì)量的圖像且不依賴3D加速卡等硬件，所產(chǎn)生的文件(.co)數(shù)據(jù)量小且可保留建模工具中所建立的貼圖，并可以在3D物體上設(shè)計各種交互和添加聲音，特別適合于在網(wǎng)絡(luò)上表達3D對象。

Cult3D技術(shù)本身并無創(chuàng)建3D模型的能力，它依靠專門的3D建模工具軟件來建立3D模型，并通過安裝在這些軟件中的插件導(dǎo)出所需的3D模型。支持這一功能的3D建模軟件有3DSMAX和Maya。在Cult3D的交互功能設(shè)計軟件Cult3DDesigner中為3D對象設(shè)計動作和交互并輸出用于網(wǎng)絡(luò)的壓縮文件。

Cult3D技術(shù)的弱點是不易表達360°的全景虛擬環(huán)境。3.4Viewpoint是Viewpoint公司的網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實技術(shù)，其正式名稱是VET(ViewpointExperienceTechnology)，它的前身是著名的MetaStream技術(shù)。由于Viewpoint開發(fā)的虛擬現(xiàn)實文件數(shù)據(jù)量小、可流式下載、動態(tài)顯示圖像質(zhì)量好以及可實時交互控制改變紋理貼圖，因此被廣泛用于在網(wǎng)上表達3D對象。Viewpoint技術(shù)可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)條件狀況自動調(diào)整顯示3D對象的細節(jié)和播放幀率，因此它對網(wǎng)絡(luò)帶寬適應(yīng)能力較強。

通常開發(fā)Viewpoint的虛擬現(xiàn)實文件是從3DSMAX中導(dǎo)出ASE文件，在Viewpoint的核心應(yīng)用程序ViewpointSceneBuilder中導(dǎo)入ASE文件，并對相應(yīng)3D場景的有關(guān)元素(如:材質(zhì)、動畫、交互動作和場景定義信息)進行編輯和設(shè)計，最終輸出可在瀏覽器中播放的Viewpoint數(shù)據(jù)文件(.mts和.mtx)。

3.5Flash是Macromedia公司開發(fā)的矢量動畫技術(shù)。Flas采用網(wǎng)上流式播放技術(shù)，在安裝了Flash播放器的瀏覽器中可以流暢地播放Flas。在Flash中制作動畫時，不僅可在開發(fā)環(huán)境中繪制矢量對象，而且還可以導(dǎo)入外部矢量圖形文件、位圖圖像文件、多種格式的聲音文件甚至還可編輯視頻文件。Flash現(xiàn)在被廣泛用于開發(fā)網(wǎng)絡(luò)交互矢量動畫，然而用它也可進行網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實的開發(fā)。

用Flash開發(fā)虛擬現(xiàn)實數(shù)據(jù)文件，主要是采用其腳本語言ActionScript控制交互，進而控制通過導(dǎo)入序列圖像或已拼接的360°全景圖像而形成的3D對象或全景虛擬環(huán)境。由于用ActionScript進行虛擬現(xiàn)實交互控制的靈活性較大，因此所開發(fā)的虛擬現(xiàn)實數(shù)據(jù)文件也具有較強的個性，同時因為Flash并非專門用于開發(fā)虛擬現(xiàn)實的，所以開發(fā)時的步驟較為復(fù)雜些。

4虛擬現(xiàn)實在電子商務(wù)應(yīng)用的實例分析

4.1電子商務(wù)模型的建立。網(wǎng)絡(luò)虛擬場景的建立和圖形工作站中的場景的建立有著很大的區(qū)別，它首先強調(diào)的是模型的簡單化，這是由虛擬現(xiàn)實的實時性要求決定的。在響應(yīng)速度和場景的真實性發(fā)生沖突時，應(yīng)犧牲一定的真實性，只要能在視覺上達到基本真實即可。因此，常用一些簡單的框架來代替復(fù)雜模型，但為了保證一定的真實性，可采用貼圖的方式來彌補視覺上的不足。貼圖有以下兩種制作方法:一種是使用繪畫軟件進行手工繪制、另一種是對建筑物的各個觀察面進行拍照，然后用掃描儀掃描成相關(guān)貼圖材質(zhì)。第一種方法的顏色可限定在256色內(nèi)，其壓縮的比例較大，貼圖文件較小，生成的場景文件也較小，適合網(wǎng)上傳遞和實時性的要求。后一種方法視覺效果好，但文件的壓縮比例較小，貼圖文件較大，生成的場景大，在網(wǎng)上傳遞和實時性方面不如前一種方法好。無論用哪一種方法都需考慮貼圖的分辨率和尺寸，為了便于下載和渲染，在質(zhì)量和大小允許的情況下，一幅貼圖限為320×240(或240×320)像素、分辨率為72dpi，用JPEG壓縮(采用最高壓縮比)后約為20K字節(jié)。

根據(jù)以上所述的貼圖制作方法，虛擬場景中的對象模型可分為以下幾類:①由簡單幾何體組成的簡單模型:該類模型常用作遠處物品的替身，在LOD方法中采用;②賦予手繪貼圖的模型;③賦予照片材質(zhì)的模型;④賦予手繪和照片混合材質(zhì)的模型;⑤具有全部細節(jié)的精致模型。

4.2電子商務(wù)交互查詢功能的建立。為電子商務(wù)模型加入交互和查詢功能可采用兩種方法:通過編程加入相應(yīng)的交互和查詢功能，利用VRML的輔助工具來完成交互和查詢功能的加入[5]。后一種方法比較適合普通的用戶。

Kinetix制作了特殊的VRML輸出嵌入程序，可以輸出場景，包括幾何、材質(zhì)、動畫制作等，嵌入程序也可制作特殊的VRML輔助工具來規(guī)定場景的交互元素。運行VRML嵌入程序VRMLOUT.EXE即可安裝VRML嵌入程序。

通過VRML嵌入程序，可設(shè)置以下輔助工具:

Anchor:可將某一實體作為熱點，當(dāng)被點擊時取出網(wǎng)上所指定的文件。若為VRML場景文件，則該場景被下載顯示。若為其他類型文件，由瀏覽器決定如何處理;

TouchSensor:對從指定設(shè)備的輸入產(chǎn)生相應(yīng)的事件，這些事件表示用戶是否指向特定幾何體，同時也表示用戶何時何處按下定位設(shè)備的按鈕;

ProxSensor:接近感知器，指定當(dāng)用戶進入、離開或在立方體的區(qū)域內(nèi)移動時產(chǎn)生的事件;

TimeSensor:在時間變化是發(fā)出事件，可用來控制動畫，也可用于某一時刻進行某項活動，或于某一時間間隔中產(chǎn)生事件;

NavInfo:描述有關(guān)觀察者和觀察模式的物理特性;

Background:設(shè)定場景的背景;

Fog:設(shè)置霧化的效果;

Sound:設(shè)定聲音片段的有效范圍，以產(chǎn)生隨距離改變的音響效果;

Billboard:是某一對象隨用戶一起旋轉(zhuǎn)，以使之始終面向用戶;

LOD:允許瀏覽器在物體表示的不同層次細節(jié)間自動切換;

Inline:可在文件中引入外部文件的場景，避免重復(fù)制作。

通過以上輔助工具，就可制作出電子商務(wù)場景及其交互和查詢功能。

4.3多分辨率漸進傳輸。服務(wù)器接收了用戶端的請求后，通過網(wǎng)絡(luò)把三維幾何數(shù)據(jù)傳送到瀏覽器進行顯示，最理想的方式是漸進式傳輸[7][8]，這樣客戶端在下載完最簡單的一級模型數(shù)據(jù)后就可以進行顯示與交互，而不用整個模型傳輸完畢。漸進式幾何傳輸要求模型具有多分辨率表示形式，這對網(wǎng)絡(luò)的傳輸和客戶端的繪制都有很多好處。

本文將3D場景數(shù)據(jù)組織成一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)遞進的傳輸不同類型的模型表示。本文利用分布式虛擬環(huán)境中通用的遞推算法(DR)來預(yù)測視點的運動算法[6]來預(yù)測用戶的位置，該方法簡單而通用，并且能有效的減少網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)流量，結(jié)合Benefit累積和方法，實現(xiàn)了有限的網(wǎng)絡(luò)帶寬下的優(yōu)化3D場景傳輸?shù)囊粋€有效的策略?？紤]到網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性和網(wǎng)絡(luò)的傳輸質(zhì)量，作者采用了自適應(yīng)流控技術(shù)，以保證不同質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)連接下不同場景繪制質(zhì)量的仿真的順利進行。另外本文考慮了傳輸動態(tài)物體和不同表示形態(tài)的靜態(tài)物體到多個用戶的問題。本文的內(nèi)容集中在3D數(shù)據(jù)組織管理和優(yōu)先傳輸排序策略以及3D圖形傳輸協(xié)議上，目的在于實現(xiàn)服務(wù)器和客戶端之間高效的3D場景傳輸。

4總結(jié)

本文介紹了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子商務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用。相關(guān)技術(shù)包括虛擬場景的構(gòu)造、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)格數(shù)據(jù)的傳輸以及客戶端的交互查詢方式。與傳統(tǒng)的電子商務(wù)系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)具有更好的沉浸感和交互性，雖然目前離理想的虛擬現(xiàn)實境界仍有較大差距，但交互性強、觸發(fā)事件種類多、動態(tài)渲染及顯示質(zhì)量高、可任意鏈接URL或其他3D空間、適宜網(wǎng)上應(yīng)用、虛擬現(xiàn)實數(shù)據(jù)文件共享性強以及開發(fā)效率高等技術(shù)特征，現(xiàn)已成為網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展的趨勢。隨著網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷發(fā)展，將為系統(tǒng)的開發(fā)提供更大的空間和更完善的功能。

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第7篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)綜述范文

[關(guān)鍵詞]PE管焊接；技能培訓(xùn)；虛擬仿真；PE管焊接技能培訓(xùn)虛擬仿真

中圖分類號：TG457.6 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）25-0231-02

PE管是目前國際上應(yīng)用最為成熟的塑料壓力管道之一。PE管的應(yīng)用發(fā)展在歐美能夠保持長期穩(wěn)定的高速發(fā)展，而據(jù)分析，我國PE管應(yīng)用有十分廣闊的前景，在塑料管應(yīng)用的各個領(lǐng)域，PE管材管件都將得到廣泛應(yīng)用。并且隨著一系列相關(guān)技術(shù)性能的國家標準陸續(xù)頒布， 其生產(chǎn)規(guī)模更是不斷擴大。原料國產(chǎn)化的發(fā)展，使得PE管材價格將逐漸降低，其經(jīng)濟性也大大提高。對于焊接技術(shù)，許多公司機構(gòu)都設(shè)有專門的設(shè)備場地進行培訓(xùn)訓(xùn)練，不僅國家有關(guān)部門專門為此設(shè)立焊接工技術(shù)考試，設(shè)置專門的技術(shù)證明，而且在一些高校更是讓同學(xué)在實習(xí)期間接觸學(xué)習(xí)焊接技術(shù)，進而培養(yǎng)具備多種高素質(zhì)技能人才。

一、虛擬仿真技術(shù)與PE管焊接技能培訓(xùn)結(jié)合的必要性

《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》內(nèi)容提及教育信息化改革的具體措施及發(fā)展規(guī)劃，著重強調(diào)了關(guān)于增強開發(fā)虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)軟件、虛擬仿真實訓(xùn)實驗系統(tǒng)以及建立虛擬仿真實訓(xùn)基地的力度。虛擬現(xiàn)實，是近年來興起的技術(shù)，通過對現(xiàn)實環(huán)境的虛擬數(shù)字化，給人一種身臨其境的感覺。虛擬現(xiàn)實是多種技術(shù)的融合，包括計算機圖形學(xué)技術(shù)、視覺反饋技術(shù)、廣角立體顯示技術(shù)等。虛擬仿真是基于虛擬現(xiàn)實發(fā)展起來的，在傳統(tǒng)的計算機圖形技術(shù)中，主要是通過對真實環(huán)境的三維建模，操作鼠標和鍵盤來實現(xiàn)與虛擬場景的交互，從而給使用者一種完全的沉浸式體驗。

將這種體驗與技能培訓(xùn)相結(jié)合，可以解決現(xiàn)在實際技能培訓(xùn)的多種問題，具體問題如下：（1）實際焊接培訓(xùn)成本較高，虛擬仿真軟件則不需原材料和機器進行操作訓(xùn)練；（2）實際焊接技能學(xué)習(xí)效率較低，學(xué)生完成一次焊接操作花費時間較長，用虛擬仿真軟件則可以短時間多次重復(fù)操作，提高焊接學(xué)習(xí)效率；（3）實際焊接具有一定的安全問題，使用虛擬軟件則學(xué)習(xí)人員無需承擔(dān)任何安全風(fēng)險。

二、虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用

1.虛擬仿真技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)能逼真地模擬人在自然環(huán)境中視覺、聽覺的感受，并做出對應(yīng)的交互行為。虛擬現(xiàn)實技術(shù)有以下三個特征：沉浸性：通過虛擬設(shè)備進入到虛擬環(huán)境之后，原有的視覺和聽覺感受被虛擬環(huán)境中的感受所替代，所做出的反應(yīng)也能被檢測裝置檢測到，虛擬環(huán)境給人一種完全真實的感覺。交互性：虛擬環(huán)境并不是一個封閉靜止的世界，用戶進入虛擬環(huán)境后，不僅可以通過傳感器得到周圍的信息，還能對虛擬的物體做出操作，在操作的過程中獲得“真實”的體驗。比如搬動虛擬環(huán)境中的一個虛擬椅子，甚至還可以在搬動過程中感受到椅子的重量。構(gòu)想性。虛擬環(huán)境的沉浸性和可交互性，使用戶產(chǎn)生豐富的聯(lián)想。構(gòu)想性是虛擬現(xiàn)實的高級表現(xiàn)形式，是基于沉浸性和交互性而得到的抽象性思維。虛擬現(xiàn)實的實現(xiàn)形式多種多樣，只要符合上述三個特征，都可以稱之為虛擬現(xiàn)實。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在視覺感受和操作體驗上提供了新思路，因而在不同行業(yè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）娛樂方面；（2）軍事航天領(lǐng)域；（3）室內(nèi)設(shè)計領(lǐng)域；（4）工業(yè)仿真領(lǐng)域。

2.PE管焊接仿真系統(tǒng)的技能培訓(xùn)

（1）軟件介紹

PE管焊接仿真培訓(xùn)軟件主要采用3DSMax軟件進行建模，Microsoft Visual Studio 2010開發(fā)平臺下的C++開發(fā)語言進行腳本編輯，Unity3D平臺進行開發(fā)。3DSMax功能強大，在建筑設(shè)計和游戲模型制作方面應(yīng)用廣泛。本文選擇，主要考慮該軟件成熟，軟件有中文版和英文版，操作簡單，是國內(nèi)使用最廣的三維建模平臺。Unity3D具有高度優(yōu)化的圖形渲染管道，展示形式無論是2D還是3D，都可達到美輪美奐的畫面效果。它操作簡單，移植性好，插件豐富，實現(xiàn)的功能強大。它內(nèi)建NVIDIA Physx物理引擎，能夠輕松的實現(xiàn)現(xiàn)實中生動的互動效果。

通過虛擬仿真系統(tǒng)，可以創(chuàng)建一個與施工現(xiàn)場相似的虛擬場景，通過鼠標、鍵盤等能查看或操作各種設(shè)備。軟件分別幾個模塊，主要設(shè)備、操作流程等，通過這些模塊的學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)習(xí)人員有充分的理論知識基礎(chǔ)，以及對操作流程較好的掌握。虛擬仿真系統(tǒng)中，通過點擊鼠標實現(xiàn)設(shè)備的開啟、夾取、信息的錄入情況等?？稍O(shè)置不同的工藝流程參數(shù)，準確地模擬出現(xiàn)場不同的管材設(shè)備，可能出現(xiàn)的不同施工環(huán)境，清晰地顯示出實地操作中會出現(xiàn)的各種狀況。因此，學(xué)習(xí)人員不僅會輕松掌握一般PE管焊接的相關(guān)操作步驟，更會全面的讓學(xué)習(xí)人員處理各種不同條件狀況下的實際情況。

（2）焊接操作培訓(xùn)

對學(xué)習(xí)人員進行操作培訓(xùn)時，首先是根據(jù)焊接方法的不同，設(shè)置了電熔焊接和熱熔焊接不同的工藝流程。在應(yīng)用之前，先讓學(xué)習(xí)人員首先大致了解不同焊接方法的步驟。例如電源電壓的范圍，機架管材的放置，銑刀夾具的開啟取下等。其后就是針對各個小步驟的工藝，如拖動壓力等進行更為詳細的講解。

工藝流程基本熟悉之后，學(xué)習(xí)人員需要對各種工具設(shè)備進行熟悉。進入PE管仿真實訓(xùn)系統(tǒng)，點擊主要設(shè)備菜單，學(xué)習(xí)人員可以看到各種焊接設(shè)備的簡介、內(nèi)部結(jié)構(gòu)詳解以及工作原理模擬。通過全方位無死角瀏覽各個單體設(shè)備結(jié)構(gòu)以及詳細學(xué)習(xí)設(shè)備工作原理，提高了學(xué)習(xí)人員對設(shè)備構(gòu)造、工作原理的認知度，為學(xué)習(xí)人員將來實際操作工藝設(shè)備奠定了扎實的理論基礎(chǔ)。

培訓(xùn)方可以利用PE管虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)中的各工藝單元操作流程進行具體的操作培訓(xùn)。例如，PE管熱熔焊接的焊接單元操作流程，可以分為以下幾個部分介紹：檢查管材并清理管端操作流程、緊固管材、銑刀銑削管端操作流程、檢查管端錯位和間隙、加熱管材并觀察卷邊操作流程、管材熔接和冷卻操作流程、取出管材操作流程。學(xué)習(xí)人員進入模擬操作流程后，系統(tǒng)會依據(jù)操作規(guī)范給出詳細的操作步驟，學(xué)習(xí)人員再根據(jù)當(dāng)前提示（設(shè)備編號、操作類型等）進行反復(fù)的模擬操作練習(xí)。

在PE管焊接虛擬仿真軟件中有題庫和成績評判模塊，以便培訓(xùn)方對學(xué)習(xí)人員的學(xué)習(xí)效果進行檢驗或者學(xué)習(xí)人員的自我檢測。當(dāng)進入考試模式時，電腦被鎖定，只能在考試系統(tǒng)里進行操作，沒有任何操作提示，同時會計時，隨機生成施工環(huán)境?？荚嚾藛T需要根據(jù)具體情況具體操作，不能生搬硬套。當(dāng)考試人員操作有誤時，系統(tǒng)根據(jù)相應(yīng)標準自動扣分。同時還配有錯題庫，方便學(xué)習(xí)人員糾正錯誤。

（3）結(jié)合施工環(huán)境因素進行軟件焊接操作

在風(fēng)雨和寒冷天氣進行焊接時，防護措施不到位，施工工藝沒有作相應(yīng)的調(diào)整，造成焊接質(zhì)量不穩(wěn)定；PE管材和管件存放場地環(huán)境溫度和現(xiàn)場環(huán)境溫度不一致，而不注意把管材和管件在施工現(xiàn)場放置一段時間，待其溫度接近施工現(xiàn)場溫度，而直接進行施焊連接，這樣也會影響焊接質(zhì)量。

本系統(tǒng)內(nèi)建了影響PE管焊接質(zhì)量的外部環(huán)境因素，可以最大程度模擬實際施工中的環(huán)境，使學(xué)員在不同的溫度，濕度的環(huán)境因素中練習(xí)調(diào)整不同的焊接參數(shù)，達到最佳的練習(xí)效果。

（4）焊接操作規(guī)范

熱熔焊接時的溫度、時間、壓力三個重要因素要嚴格控制，認真做好焊口端面的銑削、端口的清潔、最終焊口的冷卻等方面細節(jié)工作；嚴格執(zhí)行PE管焊接質(zhì)量檢查制度，通過對PE管的焊接外觀成型檢查，可以及時發(fā)現(xiàn)問題，有助操作人員及時調(diào)整焊接工藝；對焊縫的縫隙、錯邊、翻邊寬度和單邊寬度的檢查，可及時發(fā)現(xiàn)管材軸線是否與機架軸線保持在同一條直接上，發(fā)現(xiàn)焊接設(shè)備運行是否正常，工人操作是否熟練，焊接設(shè)備開閉時間是否超標；在熱熔焊接之后，冷卻期間要注意切忌移動焊接件或?qū)附蛹┘油饬?。因為焊接壓力稍高于?guī)定值時，會造成熔融區(qū)高溫材質(zhì)被擠出，形成低溫結(jié)合，接頭強度明顯下降。

三、虛擬仿真技能培訓(xùn)系統(tǒng)的意義

虛擬仿真焊接訓(xùn)練系統(tǒng)是提高PE管焊工技能水平的有效途徑，能夠促進PE焊工培訓(xùn)質(zhì)量的不斷提高，以更好的適應(yīng)我國逐漸大規(guī)模使用PE管材的新形式。利用虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)，可以改變傳統(tǒng)的教育格局?，F(xiàn)在的傳統(tǒng)教學(xué)只是把知識從教師的頭腦中落實到學(xué)生的筆記本中，如果充分利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，就可以利用建構(gòu)主義來構(gòu)建情境化教學(xué)，所謂的建構(gòu)主義內(nèi)容很豐富，但其核心用一句話概述就是：以學(xué)生為中心，強調(diào)學(xué)生對知識的主動探索、主動發(fā)現(xiàn)和對所學(xué)知識的主動建構(gòu)。基于Unity3D的液壓傳動虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)就是該思想的完美體現(xiàn)，是真正實現(xiàn)集“教”、“學(xué)”、“練”、“考”于一身的教學(xué)系統(tǒng)。虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)具有開發(fā)靈活、可無限復(fù)制、擺脫時間與空間的各種限制及價格低、易開發(fā)等優(yōu)點。利用基于Unity3D的液壓傳動虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)，不僅可以實現(xiàn)學(xué)生自主搭建實驗環(huán)境，還可自主控制學(xué)習(xí)進度。在實驗過程中不僅可以直觀地觀察液壓油真實的流動效果及方向，還可實現(xiàn)真實實驗中無法實現(xiàn)的觀察內(nèi)部元件的工作原理的功能，將被動的課堂教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥淖灾鲗W(xué)習(xí)、探索學(xué)習(xí)。虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)能夠全面提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、探索精神和實踐動手能力，能夠做到共享優(yōu)質(zhì)實驗教學(xué)資源，建立信息化實驗教學(xué)資源，推進實驗教學(xué)信息化建設(shè)和實驗教學(xué)資源的開放共享，進而推動高等學(xué)校實驗教學(xué)改革與創(chuàng)新，形成在虛擬仿真教學(xué)領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代服務(wù)業(yè)支撐體系，解決我國教育面臨的規(guī)模與質(zhì)量之間的矛盾，克服實驗資源不均衡、創(chuàng)新能力不足的問題，有效的提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

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第8篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)綜述范文

關(guān)鍵詞：輸電線路；運行與檢修；虛擬現(xiàn)實；仿真培訓(xùn)

輸電線路運檢工作的業(yè)務(wù)范圍涵蓋了超特高壓交、直流所有電網(wǎng)的運行維護和檢修，具有高智力、高技能、高風(fēng)險等特點，對工作人員的理論素質(zhì)和操作技能都有很高的要求，但是目前針對運檢工作的各種培訓(xùn)方式都存在一定的缺陷，極大地限制了培訓(xùn)效果。為彌補傳統(tǒng)培訓(xùn)的不足，本文提出了基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的輸電線路運檢的三維仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。

近年來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)逐步應(yīng)用在電力培訓(xùn)中，如文獻[1]提出了一種變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，文獻[2]設(shè)計開發(fā)了有關(guān)電力安全的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，但是這些系統(tǒng)僅限于仿真軟件的開發(fā)，交互性不強且培訓(xùn)模式單一，使得培訓(xùn)效果沒有得到較大的提升。本文提出的培訓(xùn)系統(tǒng)既具有虛擬現(xiàn)實技術(shù)的全部特點，又提出了完整的培訓(xùn)模式。在實際培訓(xùn)中由理論知識到實際操作，由學(xué)習(xí)到考核，建立了完整的培訓(xùn)體系。培訓(xùn)人員可在循序漸進的學(xué)習(xí)過程中全面提升自身的理論素質(zhì)和技能水平，大大增強了培訓(xùn)的效果。

一、系統(tǒng)特征及功能

1.系統(tǒng)特征

虛擬現(xiàn)實的應(yīng)用范圍非常廣泛，包括科學(xué)可視化、設(shè)計與規(guī)劃、教育與培訓(xùn)、遙感操作、藝術(shù)與娛樂等領(lǐng)域。[3]在輸電線路運行與檢修的培訓(xùn)中采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)能為培訓(xùn)人員提供的視覺、聽覺和觸覺反饋，得到幾近真實的感受，與現(xiàn)實教育培訓(xùn)基地或設(shè)施相比，輸電線路運檢三維仿真培訓(xùn)系統(tǒng)具有仿真性、可操作性、對應(yīng)性的特征，能夠在保證培訓(xùn)人員安全的前提下提升培訓(xùn)效果。具體特征如下：

（1）仿真性。仿真性是指培訓(xùn)系統(tǒng)實現(xiàn)了對輸電線路運檢的工作現(xiàn)場、工作流程及操作動作的全仿真。受訓(xùn)者在構(gòu)造的輸電線路虛擬場景中，通過自由變換虛擬場景的視角，可以瀏覽到輸電線路的所有元件以及虛擬人物的動作細節(jié)，仿真了整個作業(yè)現(xiàn)場；通過體感設(shè)備，培訓(xùn)者可以做出動作與虛擬設(shè)備發(fā)生交互，從而仿真了作業(yè)中的實際操作。系統(tǒng)的培訓(xùn)效果與仿真性有直接關(guān)系，只有在如同真實的環(huán)境中進行實際操作才會使培訓(xùn)人員盡可能學(xué)習(xí)到作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)、危險點等。

（2）可操作性?？刹僮餍允侵阜抡媾嘤?xùn)系統(tǒng)采用與實際工作中相對應(yīng)的操作設(shè)備，這些設(shè)備為培訓(xùn)人員提供了接近真實的操作方式。[4]如受訓(xùn)者在培訓(xùn)系統(tǒng)中正在進行某項停電檢修作業(yè)，作業(yè)中需要工器具時培訓(xùn)人員能夠抓取虛擬的工器具，并使用工器具對虛擬設(shè)備進行操作。可操作性是虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)實際運用的必備特性，培訓(xùn)人員可以主動地在虛擬的輸電線路工作環(huán)境中進行作業(yè)，通過對感受到的信息進行思考和分析，形成自己想要的動作或策略，通過操作設(shè)備反饋給系統(tǒng)，實現(xiàn)與系統(tǒng)的交互和控制。[5]

（3）對應(yīng)性。對應(yīng)性是指培訓(xùn)系統(tǒng)是有針對性的培訓(xùn)：一是培訓(xùn)方式對應(yīng)實際工作，現(xiàn)在輸電線路運檢三維仿真培訓(xùn)系統(tǒng)中按照不同的電壓等級、不同的作業(yè)項目進行輸電線路運檢工作的講解，具體作業(yè)項目如運行工作中的線路定期巡視、測量工作中接地電阻測量、停電檢修工作中500kV停電清掃污穢絕緣子、帶電作業(yè)中500kV帶電更換單片絕緣子。二是培訓(xùn)對象對應(yīng)不同人員的自身狀況，對不同基礎(chǔ)、能力和培訓(xùn)狀況的學(xué)員開展針對性的培訓(xùn)。

2.系統(tǒng)功能

輸電線路運行與檢修三維仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的主要功能模塊的劃分如圖1所示。主要包括基礎(chǔ)分析、仿真訓(xùn)練、考核評價、培訓(xùn)管理。培訓(xùn)是一種由理論知識到實際操作、從學(xué)習(xí)到考核的循序漸進的過程。

（1）基礎(chǔ)分析?；A(chǔ)分析借助輸電線路的三維仿真場景，將典型500kV線路的組成包括導(dǎo)地線、絕緣子、金具、桿塔、基礎(chǔ)、接地裝置等進行一一展現(xiàn)及介紹，讓學(xué)員在進實操培訓(xùn)前，學(xué)習(xí)掌握到輸電線路基礎(chǔ)知識。

（2）仿真訓(xùn)練。仿真訓(xùn)練主要幫助培訓(xùn)人員提升操作技能，是通過具體的作業(yè)項目進行培訓(xùn)的，如測量工作中接地電阻測量。培訓(xùn)人員通過控制設(shè)備與虛擬場景進行交互，掌握作業(yè)流程、作業(yè)關(guān)鍵點以及危險點等。此時可進行單人操作練習(xí)，也可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行多人的協(xié)同作業(yè)，在仿真作業(yè)的同時，培訓(xùn)人員可以隨時進行資料查詢，包含作業(yè)指導(dǎo)書、各項規(guī)程標準等資料。

（3）考核評價?？己嗽u價的目的是在階段性培訓(xùn)后對學(xué)員的學(xué)習(xí)情況進行評定，包括理論考試和實操考試。理論考試主要包含作業(yè)指導(dǎo)書、電力安全作業(yè)規(guī)程、工器具使用等基本內(nèi)容；實操考試是在仿真訓(xùn)練的基礎(chǔ)上開發(fā)的考試模式，對學(xué)員的各項操作進行考核，評估學(xué)員的實操水平。

（4）培訓(xùn)管理。培訓(xùn)管理的目的是保證仿真培訓(xùn)工作的有序開展，貫穿于整個培訓(xùn)過程。培訓(xùn)管理主要功能包括：賬號管理、考核評定和資料管理。各項功能由管理員控制，主要用于建立學(xué)員學(xué)習(xí)檔案，管理學(xué)員信息和成績，方便教師設(shè)置考試科目、考試內(nèi)容，管理員也可以隨時編輯，補充資料查詢功能模塊的內(nèi)容。

二、系統(tǒng)開發(fā)與實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

虛擬場景是構(gòu)建輸電線路運檢三維仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，一個逼真的三維模型場景能對使用者構(gòu)成強大的視覺沖擊，所建立的場景越真實培訓(xùn)效果愈好。本系統(tǒng)利用 3ds MAX 平臺進行輸電線路各元件模型的構(gòu)造，主要采用層次建模法，即先設(shè)計出模型的各種零部件，然后進行整體裝配。同時，通過 3ds MAX 的材質(zhì)和貼圖系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)等提高三維模型的真實度。

虛擬場景要想引人注目，必須是動態(tài)可交互的。[6]本文基于Quest 3D搭建整個仿真系統(tǒng)的底層平臺，將所建立的三維模型導(dǎo)入到Quest 3D中，利用Quest 3D開發(fā)各項功能模塊實現(xiàn)培訓(xùn)系統(tǒng)的交互功能。在功能模塊的開發(fā)中需要解決各項具體問題，如碰撞檢測問題就是檢測不同模型是否發(fā)生了碰撞，就像現(xiàn)實中兩實體之間是不會發(fā)生交叉重疊的一樣，在虛擬場景中兩三維模型之間也不能發(fā)生穿透的現(xiàn)象。[7]在平臺中采用層次包圍盒方法進行實時碰撞檢測，其基本思想是通過建立對象的包圍盒層次來逐漸逼近對象的幾何模型，從而用體積略大而形狀簡單的包圍盒代替復(fù)雜的幾何對象參加碰撞檢測，通過包圍盒間的相交測試快速地排除不相交的基本幾何元素，以減少相交測試的次數(shù)。[8]利用Quest 3D進行實時檢測的精確性及響應(yīng)速度完全滿足于本系統(tǒng)。通過解決碰撞問題系統(tǒng)將大大增加真實感。最終表現(xiàn)如圖2所示，圖中展現(xiàn)的是在500kV帶電更換單片絕緣子的作業(yè)項目中，等電位電工進入等電位的動作。

三、結(jié)語

將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到輸電線路運檢的三維仿真培訓(xùn)方法突破了傳統(tǒng)教學(xué)方法的局限，具有實用性、互動性、娛樂性等特點，是虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電力培訓(xùn)上的具體應(yīng)用。通過完成對三維模型建模、場景搭建、碰撞檢測等等問題的處理，建立輸電線路運檢三維培訓(xùn)系統(tǒng)，其高度仿真性、操作性以及對應(yīng)性的特點提高了培訓(xùn)的效果，但是目前限于計算機軟、硬件技術(shù)水平，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)還只能達到部分真實感的程度。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展以及電力行業(yè)對安全的重視程度，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用會將更加深入，仿真培訓(xùn)方式也將逐步成為輸電線路運檢三維仿真培訓(xùn)的重要手段。

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第9篇：虛擬現(xiàn)實技術(shù)綜述范文

【關(guān)鍵詞】VR;教學(xué);虛擬現(xiàn)實;應(yīng)用;交互

1.引言

在信息傳播技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，當(dāng)前以信息技術(shù)為背景的現(xiàn)代教育教學(xué)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣較傳統(tǒng)教學(xué)有著較大的提高，學(xué)習(xí)主體性也得到了較大的發(fā)揮。同時也不可避免地暴露出大部分多媒體信息的局限性，它只能按照時間的流程，程序設(shè)計的流向有限制地瀏覽。隨著科技的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，簡稱 VR）技術(shù)應(yīng)運而生，它利用計算機發(fā)展中的高科技手段構(gòu)造出一個虛擬的境界，[1]使學(xué)習(xí)者獲得與現(xiàn)實一樣的感受?？梢灶A(yù)測，虛擬現(xiàn)實技術(shù)將是繼多媒體、計算機網(wǎng)絡(luò)之后，在教育教學(xué)領(lǐng)域內(nèi)最具有應(yīng)用前景的技術(shù)之一。

VR技術(shù)是20世紀末發(fā)展起來的一門涉及眾多學(xué)科的高新技術(shù)。它集計算機技術(shù)、傳感技術(shù)、仿真技術(shù)、微電子技術(shù)為一體，通過計算機創(chuàng)建一種虛擬環(huán)境，通過多感官作用，使參與者產(chǎn)生和現(xiàn)實中一樣的感覺。盡管該環(huán)境并不真實存在，但它作為一個逼真的三維環(huán)境，參與者就會產(chǎn)生身臨其境的感覺，并可實現(xiàn)參與者與該環(huán)境的直接交互。這種技術(shù)應(yīng)用于電工電子教學(xué)活動中，可以使學(xué)生不再是被動地看、聽和接受所提供的內(nèi)容，而是能夠以各種形式參與到事件中去，在事件的變化過程中扮演角色。[2]反之，學(xué)生的行為也將影響事件的發(fā)展方向，使學(xué)生的學(xué)習(xí)像生活，像游戲一樣輕松、活潑和積極有效。另一方面，教師也可以在虛擬環(huán)境中扮演一定的角色，與學(xué)生共同協(xié)調(diào)學(xué)習(xí)，形成和諧，互動合作的教學(xué)關(guān)系，從而使學(xué)生的學(xué)習(xí)效果獲得了空前的提高。因此，在教育領(lǐng)域中恰當(dāng)運用VR技術(shù)將是教育技術(shù)發(fā)展的一個飛躍。[3]

2.VR技術(shù)在電工電子教學(xué)中應(yīng)用的優(yōu)勢

2.1 發(fā)散思維能力培養(yǎng)與主動探索能力提高

VR技術(shù)與其他教學(xué)方式的根本區(qū)別在于：VR技術(shù)打破了傳統(tǒng)的單向傳授知識的教學(xué)模式，使學(xué)生可以最大限度地發(fā)揮其主動性和積極性，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力和主動探索能力。它將學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)、訓(xùn)練及自我檢測結(jié)合起來，形成一種積極、生動、活潑的教學(xué)方式。

具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）提供個性化的訂單式的教學(xué)手段

如計算機可以給出電工電子學(xué)的學(xué)習(xí)目標、內(nèi)容、重點和難點等教學(xué)信息，可針對學(xué)生的不同解答過程進行分析，同時評價學(xué)習(xí)效果，使每個學(xué)生都能處于有利于自身的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生可以用自己合適的速度和多條思路、多種途徑來解答問題。

（2）提供給學(xué)生更廣泛的有關(guān)電工電子課程的學(xué)習(xí)空間和選擇空間

通過多種感官的刺激形式，學(xué)習(xí)者根據(jù)自身的實際情況選擇適合自己難易程度的學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而達到因材施教的效果。這種學(xué)習(xí)方式增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)信心，提高了學(xué)生主動探索能力。

（3）提供靈活的人機對話模式

VR技術(shù)將教師的教和學(xué)生的學(xué)有機地融為一體，使學(xué)生和計算機始終處于一系列交替詢問和回答的過程，這種人機對話的過程中，學(xué)生選擇的教學(xué)模式可以多樣化、教學(xué)方法可以任意化、教學(xué)速度可以多方調(diào)節(jié)，學(xué)生可以一題多問、一題多練，計算機系統(tǒng)提供一題多解、一題多變的訓(xùn)練功能，這樣就最大限度的開闊了學(xué)生的思路。如利用計算機模擬電工實驗中的觸電和觸電現(xiàn)場急救這一堂課，強電操作危險性極大，不當(dāng)操作甚至危及生命，學(xué)生往往出現(xiàn)兩種情況，一種是縮頭縮腳啥都不動，一種就是勇往直前以身試電，這都不利于這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)，另外教師不能預(yù)設(shè)觸電情境或觸電狀態(tài)。因此，內(nèi)容非常抽象，教師難教、學(xué)生難學(xué)。傳統(tǒng)教學(xué)中一般是以大量的圖片或文字進行介紹或借助于投影儀進行介紹。這些方法雖然能夠幫助學(xué)生對于觸電的理解，但直觀性還是比較差，學(xué)生還要靠想象才能在頭腦中形成印象?，F(xiàn)借助計算機技術(shù)模擬顯示觸電狀態(tài)，從而使只能通過口頭語言描述的抽象問題變成了動態(tài)的直觀、形象化了的圖示，有效地加深了學(xué)生的理解和記憶。如心肺復(fù)蘇的實施，通過感官、語言、手勢等比較“自然”的方式與計算機進行交互，完全置身于一個“超越現(xiàn)實、身臨其境”的綜合學(xué)習(xí)環(huán)境中。學(xué)生親自的體驗，加上動態(tài)、直觀、形象化了的圖像，開闊了學(xué)生的思路，提高了觀察能力和理解能力和操作能力。只有VR技術(shù)這類智能型的教學(xué)方法，在思維方面才能滿足學(xué)生細致的觀察、聯(lián)想、跳躍式的方式，才能更增進想象力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，鍛煉學(xué)生的自律能力，增強學(xué)生的持久學(xué)習(xí)動機。[4]

2.2 個性化教學(xué)模式平臺整合

由于學(xué)生各自有不同的文化背景、知識結(jié)構(gòu)和個性特征，使得每個人的學(xué)習(xí)習(xí)慣、思維方式也有著顯著的差別。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，教師的教學(xué)計劃不可能為每一位學(xué)生進行私人定制，但VR技術(shù)所提供的人機交互的特點卻適用于個性化教學(xué)，因人施教、因材施教，培養(yǎng)出高素質(zhì)的綜合型人才。

VR技術(shù)是一種具有現(xiàn)實感、親臨感和多維感的高級人機界面模式，學(xué)生能夠通過多種感官渠道從虛擬的環(huán)境中與它進行實時交互。[5]在這個全新的環(huán)境模式中，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的空間更加廣闊，創(chuàng)造性的思維更加活躍，學(xué)習(xí)效果獲得了空前的提高。如在電工學(xué)中講到《三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場》時，如果老師一味地講有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場的理論就很難引起學(xué)生的注意，但利用虛擬實物的方法展現(xiàn)電機的轉(zhuǎn)動等生活中身邊的例子，就能充分調(diào)動學(xué)生的興趣，把學(xué)生引入磁場的世界中，進一步把電產(chǎn)生磁、磁產(chǎn)生電，通電導(dǎo)體在磁場中的運動，把這類抽象、難以描述的過程進行快慢、縮放、局部、全景的再現(xiàn)，使客觀事物的形、聲、色生動地作用于學(xué)生的多種感官，在情境中感知記憶，通過思維、想象等一系列內(nèi)隱的心理活動，從而把學(xué)生引入到磁場這種無形的場的學(xué)習(xí)中，在磁場的世界中學(xué)習(xí)相關(guān)知識。通過計算機提供的交互模式加快了學(xué)生的感知和理解事物的過程，有效地提高了學(xué)生的注意力和記憶力，優(yōu)化了教學(xué)效果。

總之，在VR技術(shù)中，基于自然方式的交互作用和個性化學(xué)習(xí)環(huán)境，必然提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生不僅僅是一個觀察者，還是動作的積極參與者。因此大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動機、提高了學(xué)習(xí)效果。

2.3 虛擬勝實體、實踐出真知

經(jīng)驗主要通過實踐獲得，但是在傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)過程中，一般只強調(diào)對理論知識的掌握，沒有充分認識到經(jīng)驗的價值。在現(xiàn)代社會知識爆炸的壓力下，實踐活動越來越處于重要的地位。在虛擬環(huán)境中，學(xué)習(xí)者接觸的學(xué)習(xí)材料不再是純符號的知識，而是進行與實踐有本質(zhì)關(guān)聯(lián)的活動，因此在學(xué)習(xí)理論知識的同時，也學(xué)習(xí)了實踐知識。如在電工教學(xué)中，讓學(xué)生進入虛擬車間內(nèi)，熟悉機床每個部件的工作情況，觀察每個部件之間的相互聯(lián)系，了解整個電機拖動過程，這是用傳統(tǒng)電視錄像媒體和實物媒體作為教學(xué)手段所無法比擬的;再如學(xué)生用計算機提供的資源自己進行電路設(shè)計，從畫圖設(shè)計、研發(fā)、測試到實物的產(chǎn)生，這些VR技術(shù)所具有的特性使得學(xué)習(xí)活動更具實踐意義，它以抽象的信息符號化轉(zhuǎn)換成具象的物質(zhì)載體，從根本上脫離大腦對虛擬思維對象的空洞感和神秘感，一并根除了傳統(tǒng)實驗環(huán)境下對象創(chuàng)設(shè)的認知局限性。

在VR技術(shù)尊重客觀事實為前提的情況下，自參與者進入虛擬空間起，主體將不再受實體環(huán)境中的勞作經(jīng)驗束縛，而是把長期積累的生活經(jīng)驗和生產(chǎn)知識共融到預(yù)設(shè)對象的虛擬環(huán)境中，經(jīng)過綜合的技術(shù)處理，對大量現(xiàn)實素材進行可控的操作分析，展示其接近現(xiàn)實的真實環(huán)境。這樣，虛實兩種狀態(tài)就被有機統(tǒng)一在新的技術(shù)實踐中，現(xiàn)實性終于掙脫了單一發(fā)展的物質(zhì)束縛，進入一個新的創(chuàng)造空間。

2.4 補教學(xué)條件硬傷、促安全實驗開展

使用VR技術(shù)可給學(xué)習(xí)者提供機會去嘗試不同的選擇，但沒有做“真實事情”時所帶來的各種危險問題和費用損耗問題。學(xué)生甚至還可嘗試在現(xiàn)實世界里不可能做的各種方案，從而判定哪種方案是最佳的和可行的。這樣，既可使學(xué)習(xí)者免受傷害，也可使現(xiàn)實免遭損害。

另外，利用VR技術(shù)，可以解決學(xué)校普遍存在的實驗設(shè)備不足、型號落后，教學(xué)經(jīng)費場地缺乏等硬件建設(shè)方面條件的不足，并將有助于解決不能視、不能摸、不能入的多種危險性場合，也可以有效避免真實實驗操作過程中的危險因素，在安全穩(wěn)定的環(huán)境中完成預(yù)定實驗，得到真實有效數(shù)據(jù)，在愉悅的體驗過程中完成既定學(xué)習(xí)目標。[6]

VR技術(shù)讓實驗成本得到了大幅的降低，采用該技術(shù)教學(xué)相比傳統(tǒng)實驗教學(xué)更具形象性和交互性。以往對存在危險因素或?qū)θ梭w健康不利的實驗演示，常采用教師單獨實驗、助理協(xié)作拍攝、最終課題播放視頻的方式來替代學(xué)生參與實驗。實驗播放教學(xué)過程中，學(xué)生無法直接參與實驗，在感性認識上欠缺。

利用VR技術(shù)進行虛擬實驗，學(xué)生在可以放心地去操作原本存在危險因素的或?qū)θ梭w健康不利的實驗。如虛擬的電工實驗中的電流對熔斷絲粗細的影響對比試驗中，可以避免因為電流的熱效應(yīng)所產(chǎn)生的燃燒、爆炸所帶來的危險;虛擬的機器故障維修，可避免由于學(xué)生操作失誤，使人體與電的誤接觸而造成傷害或死亡的事故;虛擬的電路設(shè)計教學(xué)系統(tǒng)，可免除學(xué)員因操作失誤而造成設(shè)備損壞的嚴重事故等等。

綜上所述，在虛擬環(huán)境中，生動的各項實驗可以使教學(xué)過程變得生動活潑，大大提高學(xué)生的感知水平和學(xué)習(xí)興趣，特別是它的仿真模擬功能，可以使教學(xué)中一些難做或無法做的實驗可以通過計算機的動態(tài)模擬技術(shù)演示得清楚明白，避免真實實驗或操作所帶來的各種危險，更加安全可靠，從而彌補教學(xué)條件帶來的不足。

3.VR在電工電子教學(xué)中的應(yīng)用形式

3.1 VR實物展示

VR實物是指用虛擬現(xiàn)實的手法來展示教學(xué)中實際用到的物體，學(xué)生可以根據(jù)自己的想法對虛擬的實物進行設(shè)計，通過對VR實物的操作來完成目標知識結(jié)構(gòu)。如在電工教學(xué)中講到《三相異步電動機的結(jié)構(gòu)與原理》這一章時，如果教師一味地講有關(guān)的理論就很難引起學(xué)生的注意，但利用VR的方法虛擬三相異步電動機，讓學(xué)生自己拆分組裝電動機，就可能很容易地把學(xué)生引入所學(xué)的知識，讓學(xué)生在虛擬的世界中學(xué)習(xí)相關(guān)知識。

3.2 VR實驗室建設(shè)

VR實驗室是利用VR技術(shù)，建立各種VR實驗室，它可以根據(jù)需要隨時生成各種新的“虛擬”設(shè)備，教學(xué)內(nèi)容可以不斷更新，使實踐訓(xùn)練能夠及時跟上科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。另外一方面，VR實驗室能完成在現(xiàn)有條件下無法正常進行的實驗或?qū)θ说纳袊乐匚：Φ膶嶒灒锰摂M現(xiàn)實的手法按照科學(xué)理論設(shè)計一個VR實驗，學(xué)生通過VR實驗來觀察實驗過程和了解實驗結(jié)果，從而完成目標知識結(jié)構(gòu)。如電工教學(xué)中有關(guān)“觸電急救”的內(nèi)容中，可以采用人工智能技術(shù)在一個框架內(nèi)將具有現(xiàn)實感和可視化的詳細空間模型與人體的符號模型結(jié)合起來，通過感官、語言、手勢等比較“自然”的方式與計算機進行交互，完全置身于一個“超越現(xiàn)實、身臨其境”的綜合學(xué)習(xí)環(huán)境中，為學(xué)生提供了最方便有利的條件。另外利用VR技術(shù)，可以有效地解決實驗條件與實驗效果之間的矛盾。在教學(xué)中，有諸多造價高昂的教學(xué)實驗，一直受價格因素的影響而得不到有效開展，在VR環(huán)境下既可以彌補傳統(tǒng)實驗的損耗價值過高的不足之處，又可以模擬真實環(huán)境操作，從而避免了不當(dāng)操作的危險，同時也符合當(dāng)代綠色環(huán)保的理念。實驗參與者將可以自由地，毫無顧慮地隨時進入虛擬實驗室操作儀器，進行各種各樣的實驗。

3.3 VR角色扮演

VR角色扮演是指讓學(xué)生在虛擬的教學(xué)情境中充當(dāng)一個角色，可以虛擬歷史人物、名人、教師、學(xué)生等各種人物形象，創(chuàng)設(shè)一個人性化的學(xué)習(xí)環(huán)境，使參與者能夠在自然、親切的氣氛中進行學(xué)習(xí)。例如，在虛擬的電工電子課堂學(xué)習(xí)氣氛中，學(xué)生可以與虛報的教師、學(xué)生一起交流、討論，共同探討學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的各種問題，進行協(xié)作化學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力。虛擬的教師擔(dān)當(dāng)“導(dǎo)航”和“解惑”的重任，可以對所學(xué)的內(nèi)容進行項目式教學(xué)，指導(dǎo)和幫助學(xué)生獲取所需要的學(xué)習(xí)資源，根據(jù)系統(tǒng)教學(xué)資源對虛擬學(xué)生分組討論的結(jié)果及時進行評價和分析，回答虛擬學(xué)生討論中出現(xiàn)的問題，整個教學(xué)過程增加了教學(xué)的趣味性和濃濃的人性化色彩，從而改善教學(xué)效果，達到教學(xué)目的。

3.4 VR技能訓(xùn)練

VR技能訓(xùn)練是利用VR技術(shù)和計算機多媒體技術(shù)，創(chuàng)造一個接近事實的訓(xùn)練情境，使學(xué)生身處其中，自己動手操縱儀器，獲得經(jīng)驗，掌握工作能力。利用VR技術(shù)，學(xué)生在虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境中扮演一個VR角色，全身心地投入到學(xué)習(xí)環(huán)境中去，這非常有利于學(xué)生的技能訓(xùn)練。利用VR技術(shù)，可以做各種各樣的技能訓(xùn)練，如電子元器件的裝配，電子整機裝配，電器維修與維護等技能訓(xùn)練。這些訓(xùn)練的應(yīng)用不僅減少了費用，提高了安全可靠性，而且高效環(huán)保，能進一步拓寬學(xué)生電工電子技能訓(xùn)練的范圍，如一些昂貴的電工電子測量儀器設(shè)備的使用訓(xùn)練、危險性實驗的操作仿真等等。

4.結(jié)束語

VR技術(shù)作為一個新型的教學(xué)媒體，已引起教學(xué)領(lǐng)域的極大關(guān)注。因為VR技術(shù)將對探索、發(fā)展現(xiàn)代教學(xué)理念，提高教學(xué)水平，改善實驗環(huán)境，優(yōu)化教學(xué)過程，培養(yǎng)具有創(chuàng)新型技能人才產(chǎn)生深遠的影響，并將有助于解決不能視、不能摸、不能入危險性場所的實驗等問題，同時解決職業(yè)院校普遍存在的實驗設(shè)備不足、型號落后、難以更新?lián)Q代等困難。目前，盡管VR系統(tǒng)的硬件設(shè)備還比較昂貴，VR技術(shù)教學(xué)中尚未能普及。但是，隨著VR技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，以及硬件設(shè)備價格的不斷降低，相信VR技術(shù)作為一個新型的教學(xué)媒體，憑借自身強大的教學(xué)優(yōu)勢和潛力，將會逐漸受到教學(xué)工作者的重視和青睞，最終在教學(xué)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用并發(fā)揮其重要作用。

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