費(fèi)正濤

摘要：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)操作全面仿真現(xiàn)實(shí)世界的技術(shù)，其主要是計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)進(jìn)行整合，在計(jì)算機(jī)中對(duì)現(xiàn)實(shí)進(jìn)行模擬，以滿(mǎn)足一種人們一種內(nèi)心需求。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以應(yīng)用在很多方面，對(duì)人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ鳟a(chǎn)生很重大的影響。本文介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本概念和特點(diǎn)，針對(duì)國(guó)內(nèi)外對(duì)于該技術(shù)的研究進(jìn)行分析，并對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在商業(yè)產(chǎn)品中的運(yùn)用做出簡(jiǎn)要探討和研究。以期通過(guò)本文的分析能對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有更加深入的了解，能盡早實(shí)現(xiàn)其在商業(yè)產(chǎn)品中的應(yīng)用，推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；技術(shù)；商業(yè)產(chǎn)品；研究

中圖分類(lèi)號(hào)： G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）01（c）-0000-00

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家在八十年代末期發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新技術(shù)，到九十年代初期，人們才開(kāi)始關(guān)注虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)早期主要運(yùn)用于電視、游戲等娛樂(lè)項(xiàng)目中。目前正在向工業(yè)、商業(yè)、教育和醫(yī)學(xué)行業(yè)等擴(kuò)展應(yīng)用，在當(dāng)前屬于一項(xiàng)非常活躍的研究領(lǐng)域。

1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)

通常情況下，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有以下三個(gè)特點(diǎn)[1-2]：①沉浸性：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是結(jié)合人類(lèi)的感官特點(diǎn)和心理特點(diǎn)通過(guò)計(jì)算機(jī)生成三維立體圖像，體驗(yàn)著可以戴上具有顯示器的頭盔和能顯示數(shù)據(jù)的手套等設(shè)備，通過(guò)這些交互設(shè)備親身體驗(yàn)虛擬環(huán)境，將自己融入到虛擬環(huán)境中，體驗(yàn)一種身臨其境的感覺(jué)。②交互性：即人機(jī)交換，體驗(yàn)者可以通過(guò)操作電腦鍵盤(pán)和鼠標(biāo)進(jìn)行交互，也能通過(guò)傳感設(shè)備進(jìn)行交互，如頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套。計(jì)算機(jī)能感應(yīng)到體驗(yàn)者的手、眼、語(yǔ)言的運(yùn)動(dòng)，來(lái)調(diào)整系統(tǒng)屏幕上的聲音和圖像。在這里，體驗(yàn)者同樣具有高度的自主性。③多感知性：因?yàn)橛?jì)算機(jī)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中具有多種感官設(shè)備和反應(yīng)裝置，所以，體驗(yàn)者通過(guò)計(jì)算機(jī)在虛擬的環(huán)境中可以感受視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等多種感知來(lái)達(dá)到一種身臨其境的逼真效果。

2國(guó)內(nèi)外對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究現(xiàn)況

2.1美國(guó)主要在用戶(hù)界面、感知、后臺(tái)軟件和硬件等四個(gè)方面進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究。美國(guó)宇航局有一項(xiàng)著名的創(chuàng)作就是對(duì)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的仿真，還通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立了訓(xùn)練系統(tǒng)和空間站VR維護(hù)。2010年墨西哥和海底發(fā)生了大地震，美國(guó)科學(xué)家們利用虛擬現(xiàn)實(shí)分析系統(tǒng)，時(shí)刻關(guān)注受災(zāi)地區(qū)的情況，同時(shí)預(yù)報(bào)該地是否有斷層移動(dòng)的現(xiàn)象。美國(guó)在建筑虛擬動(dòng)畫(huà)方面也做了深入研究，目前已經(jīng)建立了不少虛擬建筑場(chǎng)景。

2.2在歐洲，英國(guó)在觸覺(jué)設(shè)計(jì)和應(yīng)用研究方面領(lǐng)先于其他很多國(guó)家。2011年4月，英國(guó)威廉王子大婚。英國(guó)一家公司通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬了大教堂和周?chē)ㄖ海褂脩?hù)仿佛身臨其境。

2.3日本對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究處于領(lǐng)先地位，特別是對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)游戲的研究。日本東京大學(xué)科研院主要研究遠(yuǎn)程控制方面；東京大學(xué)廣瀨研究室主要研究虛擬現(xiàn)實(shí)的可視化問(wèn)題；筑波大學(xué)開(kāi)發(fā)了虛擬行走原型系統(tǒng)。

我國(guó)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家起步晚、有一定差距。不過(guò)近幾年來(lái)，在我國(guó)一些科研機(jī)構(gòu)和高校中，北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)系是我國(guó)最早研究VR的單位之一，該校在2000年8月成立了實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)門(mén)研究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；浙大CAD&CG國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研發(fā)了虛擬建筑環(huán)境的漫畫(huà)系統(tǒng)；哈爾濱工業(yè)大學(xué)對(duì)人類(lèi)的表情做出了重點(diǎn)研究。目前，國(guó)內(nèi)很多大學(xué)生都在研究虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)景漫游，并且有些研究成果已經(jīng)被應(yīng)用到城市建設(shè)和規(guī)劃中。

3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1產(chǎn)品外形的設(shè)定

產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬出來(lái)圖像確定產(chǎn)品的外形，并且還能從各個(gè)角度觀(guān)察產(chǎn)品，幫助設(shè)計(jì)人員改進(jìn)產(chǎn)品中的不足之處，從而可以進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品。

3.2產(chǎn)品布局檢測(cè)

一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品需要合理、科學(xué)的布局，設(shè)計(jì)者可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)很直觀(guān)的看到整個(gè)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)人員可以參照計(jì)算機(jī)上的數(shù)據(jù)選擇最科學(xué)、合理的產(chǎn)品布局方式。同時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品整個(gè)具象進(jìn)行再現(xiàn)[3-4]，包括外形設(shè)計(jì)到內(nèi)部結(jié)構(gòu)都能呈現(xiàn)出來(lái)，通過(guò)人機(jī)交互的方式讓設(shè)計(jì)人員更為直觀(guān)的感受產(chǎn)品，方便找出設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)牡胤剑瑥亩M(jìn)一步完善產(chǎn)品，這樣一來(lái)，就能科學(xué)、高效的規(guī)劃產(chǎn)品的布局。

3.3產(chǎn)品的宣傳

宣傳產(chǎn)品是銷(xiāo)售產(chǎn)品的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠幫人們將虛擬的事物“真實(shí)化”，為觀(guān)眾提供更多的感知能力，更為生動(dòng)、直觀(guān)的將產(chǎn)品展示給觀(guān)眾。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)極大的吸引了觀(guān)眾的眼球。

4虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與上海世博會(huì)

2010年5月到10月，第41界世博會(huì)在我國(guó)上海舉行。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在這次世博會(huì)上得到多方面的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在世博館規(guī)劃設(shè)計(jì)、館內(nèi)虛擬展示和網(wǎng)上世博會(huì)三個(gè)方面。

1.世博會(huì)虛擬規(guī)劃設(shè)計(jì)

針對(duì)世博會(huì)場(chǎng)地和場(chǎng)館的規(guī)劃，設(shè)計(jì)者利用虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)大大提高了場(chǎng)地規(guī)劃的科學(xué)性的效率。設(shè)計(jì)中，世博局引入CityMaker系統(tǒng)對(duì)用地范圍的實(shí)際建筑進(jìn)行三維建模，將得到的現(xiàn)狀圖片、AutoCAD圖紙等數(shù)據(jù)資料進(jìn)行疊加。對(duì)于改造方案，也利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)比較選出最為合理的設(shè)計(jì)方案。

2.世博場(chǎng)館內(nèi)虛擬展示

上海世博會(huì)全面采用了虛擬展示系統(tǒng)。例如沙特360度環(huán)幕的珍寶劇院，在播放深海奇景、星級(jí)穿越等情景時(shí)，讓觀(guān)眾身臨其境、心潮澎湃，虛擬現(xiàn)場(chǎng)為觀(guān)眾帶來(lái)了非常強(qiáng)烈的視覺(jué)體驗(yàn)。世博會(huì)石油館也利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，石油館的影院中播放的4D電影《石油夢(mèng)想》，為觀(guān)眾展示了石油演變的整個(gè)過(guò)程，結(jié)合4D影片的效果和情節(jié)，設(shè)計(jì)放映廳的座椅可以前傾后仰，為觀(guān)眾帶來(lái)動(dòng)感體驗(yàn)，同時(shí)還能聽(tīng)到風(fēng)聲、聞到石油的氣味等，使觀(guān)眾對(duì)影片印象深刻。

3.網(wǎng)上世博會(huì)

網(wǎng)上世博會(huì)是實(shí)體世博會(huì)的擴(kuò)展和補(bǔ)充。網(wǎng)上世博會(huì)是中視典數(shù)字科技有限公司的VRP-museum系統(tǒng)和水晶石公司的N-city系統(tǒng)等共同制作完成。網(wǎng)上世博會(huì)通過(guò)交互的方式為場(chǎng)外人員介紹了世博會(huì)的大量背景，包括游線(xiàn)預(yù)覽、場(chǎng)館介紹等。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)成為各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展的突破手段，通過(guò)它向人們展示未來(lái)生活的片段。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅在商業(yè)展示中給人們帶來(lái)驚奇的體驗(yàn)，在其他建筑設(shè)計(jì)、數(shù)字化酒店、大型工程漫游和醫(yī)學(xué)研究等各方面都有廣泛應(yīng)用。由此可見(jiàn)，科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)我們生活的影響越來(lái)越大。

結(jié)束語(yǔ)：

作為一項(xiàng)新興技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)帶給人們大量的視覺(jué)體驗(yàn)，拉近了觀(guān)者與展示產(chǎn)品的距離，有效節(jié)約了設(shè)計(jì)成本，其應(yīng)用前景十分廣闊，但仍有許多問(wèn)題有待研究，只有真正找到這些問(wèn)題的技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑時(shí)，信息處理系統(tǒng)和人之間的隔閡才能完全被克服。

參考文獻(xiàn)：

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