張若洲

[摘 要]虛擬的環(huán)境主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)生產(chǎn)的，在視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等方面作用于用戶(hù)，從而產(chǎn)生身臨其境般的感覺(jué)。這是一門(mén)和計(jì)算機(jī)、圖像處理和模式識(shí)別、語(yǔ)音及音響處理、人工智能技術(shù)、傳感和測(cè)量以及反正等技術(shù)有機(jī)結(jié)合的技術(shù)。借助計(jì)算機(jī)，我們便能過(guò)進(jìn)入該虛擬環(huán)境中，對(duì)其中的對(duì)象進(jìn)行操控，從而實(shí)現(xiàn)交互?；诖耍疚脑敿?xì)探討了vr技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域。

[關(guān)鍵詞]vr技術(shù) 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TU741.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）25-0366-01

Vr技術(shù)即虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，這是一種通過(guò)對(duì)人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)以及觸覺(jué)等行為進(jìn)行模擬的高度仿真人機(jī)交互技術(shù)。這是一門(mén)交叉性的學(xué)科，涉及到了包括計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、人工智能技術(shù)、多媒體技術(shù)以及傳感技術(shù)等領(lǐng)域的學(xué)科。無(wú)論是其生成的視覺(jué)環(huán)境，還是音效，都是立體的，所以這種技術(shù)改善了人和計(jì)算機(jī)之間原本單調(diào)、生硬以及被動(dòng)的狀態(tài)，讓人在身臨其境般的感受中戀戀不舍。

一、vr技術(shù)簡(jiǎn)介

（一）vr技術(shù)的概念及分類(lèi)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也叫做vr技術(shù)，它所指的是借助于三維圖形生成技術(shù)、多傳感交互技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)以及人機(jī)接口技術(shù)等新興技術(shù)，營(yíng)造成三維逼真的虛擬環(huán)境。該技術(shù)是通過(guò)創(chuàng)設(shè)文字圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、聲音以及視頻等各種信息為一體的人機(jī)交互環(huán)境，建設(shè)內(nèi)容豐富、圖文并茂且動(dòng)靜結(jié)合的虛擬環(huán)境。置于此環(huán)境中，能夠極大的刺激著人們的大腦、眼睛、手、口等器官，讓人在身臨其境中體會(huì)到近乎真實(shí)的感受。

按照支持設(shè)備來(lái)分類(lèi)，可以分成沉浸式和非沉浸式。沉浸式主要是除了計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備以外，還應(yīng)該加入那些比較特殊的外部設(shè)備，從而為體驗(yàn)者提供更多可以感知的視覺(jué)、觸覺(jué)以及嗅覺(jué)等信息。這些外部設(shè)備可以是三維立體顯示器，也可以是數(shù)字手套等。非沉浸式主要指除了計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備以外，不加入其他的外部設(shè)備，只為用戶(hù)提供視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)的感受，盡可能的通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件，為用戶(hù)營(yíng)造出虛擬現(xiàn)實(shí)的環(huán)境。

按照漫游的方式來(lái)進(jìn)行分類(lèi)，可以分成自動(dòng)漫游以及交互式漫游。自動(dòng)漫游主要指制作者需要先將漫游的路徑設(shè)定好，再由計(jì)算機(jī)按照預(yù)先設(shè)定好的路徑將虛擬的場(chǎng)景展現(xiàn)出來(lái)。交互式漫游和自動(dòng)漫游存在的一個(gè)最大不同之處便是其漫游路徑，前者是由體驗(yàn)者借助于鼠標(biāo)、鍵盤(pán)以及其他的特殊設(shè)備來(lái)進(jìn)行操作的，不會(huì)受到角度和方位的限制便能夠看到虛擬的場(chǎng)景。

（二）vr技術(shù)的特征

第一，沉浸感。主要指vr技術(shù)能夠使得使用者和計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)完全的自然交互，從而陶醉于所創(chuàng)設(shè)的虛擬環(huán)境中。

第二，交互性。主要指vr技術(shù)能夠使得使用者不再被動(dòng)的接受信息，而是借助于交互輸入設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬物體的操作，從而將虛擬的環(huán)境改變。

第三，想象。主要指vr技術(shù)能夠使得使用者站在定性和定量有機(jī)結(jié)合的環(huán)境里，實(shí)現(xiàn)理性和感性的雙重認(rèn)知，從而更深入的了解，并產(chǎn)生新的創(chuàng)意。

二、vr技術(shù)的應(yīng)用

（一）教育培訓(xùn)中的應(yīng)用

首先，通過(guò)vr技術(shù)可以用來(lái)演示設(shè)備的工作過(guò)程。我們知道不管是機(jī)械設(shè)備，還是電子設(shè)備，或者是其他的很多設(shè)備，其工作的過(guò)程我們是無(wú)法看到的。如果借助于掛圖教學(xué)，必然是無(wú)法將其立體且連續(xù)的展現(xiàn)在我們眼前，但是，如果通過(guò)vr技術(shù)，則可以將設(shè)備的工作過(guò)程展現(xiàn)在我們眼前，使學(xué)生能夠更加直觀的看到設(shè)備的工作過(guò)程，從而明白工作原理，提升教學(xué)效果。

其次，通過(guò)vr技術(shù)能夠?qū)⒐こ讨须y以展示的損壞現(xiàn)象展現(xiàn)出來(lái)。它主要應(yīng)用于施工工程教學(xué)，由于這些教學(xué)中會(huì)涉及到設(shè)計(jì)以及施工不當(dāng)而造成的事故現(xiàn)象，但是這些現(xiàn)象要想在現(xiàn)實(shí)中模擬出來(lái)，肯定是不太可能的，而借助于vr技術(shù)，則可以把各種不同事故的原因，以及各種事故形象的展現(xiàn)給我們。

當(dāng)然，在教育領(lǐng)域中，vr技術(shù)的也應(yīng)用還有很多，比如醫(yī)學(xué)教學(xué)，可以通過(guò)構(gòu)建虛擬人體，使學(xué)生能夠更清楚的知道人體的構(gòu)造和功能?？偟膩?lái)講，vr技術(shù)通過(guò)生動(dòng)且逼真的將教學(xué)內(nèi)容展現(xiàn)在學(xué)生的面前，來(lái)促使學(xué)生更好地掌握知識(shí)，提升學(xué)生的積極性，最終提升教學(xué)效果。

（二）在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

Vr技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用也是極富意義的。具體來(lái)講，通過(guò)對(duì)vr技術(shù)的應(yīng)用，能夠幫助我們?cè)谔摂M的環(huán)境當(dāng)中，構(gòu)建虛擬的人體模型，并結(jié)合跟蹤球以及感覺(jué)手套等，又能夠幫助學(xué)生更好的了解和明白人體的結(jié)構(gòu)，這種方式顯然要比教科書(shū)來(lái)的有效。另外，借助于vr技術(shù)，能夠更好地為醫(yī)療手術(shù)訓(xùn)練服務(wù)，比如可以通過(guò)CT以及MRI數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)中建立人體的模型，或者專(zhuān)門(mén)建立某一個(gè)器官的模型，通過(guò)為其賦予物理特征，加之?dāng)?shù)據(jù)手套等高精度交互工具，便能夠?yàn)閷W(xué)生模擬一個(gè)手術(shù)過(guò)程，從而更深刻的幫助學(xué)生記憶。此外，vr技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用還能夠應(yīng)用于解剖教學(xué)以及復(fù)雜手術(shù)過(guò)程的規(guī)劃等等，還可以在手術(shù)中，給予操作上的輔助，并對(duì)手術(shù)的結(jié)果做出預(yù)測(cè)。

（三）在建筑中的應(yīng)用

和上面兩種應(yīng)用不同的是，在建筑處理上的應(yīng)用，主要可以分為兩個(gè)方面，第一，建筑物面很多的處理中；第二，建筑每一個(gè)面材質(zhì)比較復(fù)雜的處理中。具體來(lái)講：

Vr技術(shù)在規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，主要是通過(guò)構(gòu)建建筑動(dòng)畫(huà)的方式，來(lái)把規(guī)劃的區(qū)域展示出來(lái)，從而可以站在各個(gè)角度上全方位的進(jìn)行審視，并站在更高決策層進(jìn)行完善。

Vr技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，主要是通過(guò)構(gòu)建建筑動(dòng)畫(huà)的方式，不但能夠?qū)ㄖ锏耐庥^進(jìn)行觀察，從而判斷其有沒(méi)有滿(mǎn)足業(yè)主要求。而其還能夠判斷建筑和周?chē)h(huán)境的和諧與否，避免了建造完成之后才發(fā)現(xiàn)和所在區(qū)域原本風(fēng)格不協(xié)調(diào)的問(wèn)題。

Vr技術(shù)在裝飾設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，通過(guò)構(gòu)建建筑動(dòng)畫(huà)的方式，設(shè)計(jì)師可以把設(shè)計(jì)的方案展現(xiàn)給客戶(hù)，客戶(hù)能夠從中觀察，從而發(fā)現(xiàn)問(wèn)題提出要求，和設(shè)計(jì)師進(jìn)行交流，表達(dá)他們的想法，更好地完善方案，從而更符合客戶(hù)要求。

當(dāng)然，除了上述所說(shuō)的應(yīng)用領(lǐng)域，vr技術(shù)還被廣泛的應(yīng)用于制造業(yè)、軍事等多種領(lǐng)域，總的來(lái)說(shuō)，vr技術(shù)下?tīng)I(yíng)造的虛擬現(xiàn)實(shí)是極富活力且有著廣闊應(yīng)用前景的，它的發(fā)展是傳統(tǒng)交流方式的革命性飛躍，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)的更人性化交互，是一種值得推廣和使用的技術(shù)。

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