虚拟现实技术及其应用

略述虚拟现实技术的应用

虚拟现实技术是一项以计算机技术为基础的高新技术，具有交互性、想象性和沉浸性的特性，强调更多的是人在虚拟现实中的主导作用。建筑设计是一个技术、艺术和创新相结合的领域，虚拟现实技术的出现为建筑设计开辟了新思路，将其应用于建筑设计中能够打破传统建筑设计表现模式，通过虚拟现实技术和计算机技术的结合，能够大大提高设计人员的工作效率和设计质量，缩短设计周期，减少投资成本。可见，虚拟现实技术应用于建筑设计中具有重要的现实意义。

一、虚拟现实技术对建筑设计的影响

当今，建筑学已形成一套完整的理论体系，设计人员在进行建筑设计的时候需要充分利用建筑学理论来设计好的建筑方案。在计算机技术还没有出现之前，建筑设计主要是将图纸作为设计平台，对于三维平面图也只能通过二维草图来描绘，建筑的立体结构不能完全在图纸上反映出来，在对设计进行评定和审核的时候也只能通过图纸来进行。随着科学技术和计算机技术的发展，建筑学领域传统的设计理念和手法、建筑技能都发生了较大的变化，在建筑设计方面，传统的图纸、三角板、绘图笔等建筑设计工具逐渐被以计算机为主的设计软件取代，大大提高了建筑设计工作效率，降低了设计人员的工作强度。AutoCAD、3DSMAX、Sketchup等三维建模软件在建筑设计中的广泛应用使建筑设计行业完全摆脱了二维时代而进入三维时代。目前，在建筑设计领域中，以计算机为主的技术手段和设计软件设计出的效果图、建筑模型、动画漫游等不仅能够为建筑工程施工提供更加完整、生动、丰富的信息，方便设计人员、技术人员、施工人员之间的交流，还能够为客户或外行人提供精确的演示和说明，加深专业团队和大众对城市建筑规划的理解和认识。

二、虚拟现实在建筑设计中的作用

2.1展示建筑物的整体信息

现阶段的二维、三维的表达方式，只能传递建筑物部分属性的信息，并且只能提供单一尺度的建筑物信息，而使用虚拟现实技术可以展示一栋活生生的虚拟建筑物，并且可以在里面漫游，体验身临其境之感。建筑设计不仅仅是设计者的事，住户、管理部门都可起到辅助决策的作用，而虚拟现实技术在设计者和用户之间能起到一种沟通的桥梁作用。 2.2远距离浏览

２００７．２

73应　用　安　全虚拟现实技术及其在教学中的应用李科峰湖南省第一师范学校 湖南 ４１０００２摘要：将虚拟现实技术应用到教学中，能够更好地满足教学中情景化及自然交互性的要求，学生可以亲身探索不能到达的环境，观察现实中难以观测的现象，更重要的是教师可以简化现实世界中过于复杂的细节，从而可以更好的突出事物的特点，随着该技术在教学应用中的不断研究开发，它在教育领域内将有着极其巨大的应用前景。关键词：虚拟现实；教学；应用０ 引言虚拟现实技术是二十世纪末才兴起的一门崭新的综合性信息技术，它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支。它生成的视觉环境是立体的、音效是立体的，人机交互是和谐友好的。可以预言，虚拟现实技术将是继多媒体、计算机网络之后，在教育领域内最具有应用前景的“明星”技术。虚拟现实（Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｒｅａｌｉｔｙ）又称灵境技术是利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨显示技术，生成三维逼真的虚拟环境，使用者戴上特殊的头盔、数据手套等传感设备，或利用键盘、鼠标等输入设备，便可以进入虚拟空间，成为虚拟环境的一员，进行实时交互，感知和操作虚拟世界中的各种对象，从而获得身临其境的感受和体会。虚拟现实技术的出现实际是计算机图形学、人机接口技术、传感器技术以及人工智能技术等交叉与综合的结果。以虚拟现实技术为代表的新型人机交互技术旨在探索自然和谐的人机关系，使人机界面从以视觉感知为主发展到包括视觉、听觉、触觉、力觉、嗅觉和动觉等多种感觉通道感知；从以手动输入为主发展到包括语音、手势、姿势和视线等多种效应通道输入。１ 虚拟现实技术的基本特征及类型１．１ 虚拟现实技术具有以下五个主要特征（１）沉浸性　使之所创造的虚拟环境能使学生产生“身临其境”　感觉，使其相信在虚拟环境中人也是确实存在的，而且在操作过程中它可以自始至终的发挥作用，就像真正的客观世界一样。（２）交互性　是在虚拟环境中，学生如同在真实的环境中一样与虚拟环境中的任务、事物发生交互关系，其中学生是交互的主体，虚拟对象是交互的客体，主体和客体之间的交互是全方位的。（３）构想性　是虚拟现实是要能启发人的创造性的活动，不仅要能使沉浸于此环境中的学生获取新的指示，提高感性和理性认识，而且要能使学生产生新的构思。（４）动作性　是指学生能以客观世界的实际动作或以人类实际的方式来操作虚拟系统，让学生感觉到他面对的是一个真实的环境。（５）自主性　是虚拟世界中物体可按各自的模型和规则自主运动。１．２ 虚拟现实系统按其功能可分成三种类型（１）桌面三位虚拟现实这由一台普通的计算机系统组成，计算机屏幕作为用户观察虚拟环境的窗口，通过各种输入设备与虚拟现实世界充分交互。系统的特点是结构简单，价格低廉，经济使用，易于普及推广，但缺乏真实的现实体验。（２）　沉浸的虚拟现实　它是一套比较复杂的系统，使用者通过头盔、数据手套等其他设备与虚拟环境进行交流。该系统虽然可让使用这完全沉浸到虚拟世界中去，由于其价格昂贵，所以难以推广。（３） 共享性虚拟现实　它是由多个用户通过计算机网络连接在一起，同时参加一个虚拟空间，共同体验虚拟经历，达到协同工作的目的。２ 虚拟现实技术在教学中的应用虚拟现实技术能够为学生提供生动、逼真的学习环境，学生能够成为虚拟环境的一名参与者，在虚拟环境中扮演一个角色，这对调动学生的学习积极性，培养学生的技能都将起到积极的作用。经过初步调查，１００％的学生表示对此软件很有兴趣，比课件更直观，并愿意使用它来进行学习　；９５％的学生认为它能够较好地解决教学中的难点，对于理解所学知识内容有很大的帮助 ；１００％的学生认为它是一种很丰富的教学资源。（１）化学和物理实验的应用化学、物理学科昂贵实验仪器的介绍与展示、参观那些不可能进入的实验空间，如核反应堆、粒子对撞空间等等，对基金项目：　湖南省教育厅优秀青年科研项目，课题号：ＮＯ．０４Ｂ０１５和湖南省“十一五”规划重点资助课题项目，课题号：ＸＪＫ０６ＡＺＣ０１０。作者简介：李科峰（１９８２－），男，助理实验师，研究方向：虚拟现实技术与校园网应用。应　用　安　全

虚拟现实技术及其应用前景

随着科技的不断发展，虚拟现实技术逐渐成为大众关注的热点之一。虚拟现实技术是指利用计算机等技术模拟出人类感官能够体验的视觉、听觉、触觉、嗅觉等。它是一种高度技术化的交互式数字媒介，通过特殊的硬件设备和软件系统，将用户放入虚拟现实世界中。虚拟现实技术已经在游戏、影视、旅游、教育等方面得到广泛应用，其应用前景也越来越广阔。

一、虚拟现实技术的应用

1.游戏领域

虚拟现实技术在游戏领域得到了广泛运用，可以制作出逼真的场景、角色和物品。例如《神秘海域》系列游戏中的古代地图、宝藏和古城堡，以及《侠盗猎车手》系列游戏中的城市环境和人物形象，都利用了虚拟现实技术。这些游戏让玩家感觉就像置身于游戏中的城市、丛林和海洋中，享受到了前所未有的游戏体验。

2.影视领域

虚拟现实技术在电影和电视剧制作中也得到了广泛运用。它可以用来制作特效、场景和角色，让影片更具真实感和美观性。例如，电影《阿凡达》和《头号玩家》都运用了大量的虚拟现实技术，让观众感觉就像身临其境。这些电影受到了观众的高度赞扬，票房也非常高。

3.旅游领域

虚拟现实技术在旅游领域也有很大的应用前景。它可以用来制作虚拟游览的景点、城市和文化活动等，为游客提供身临其境的旅游体验。例如，日本的东京迪士尼乐园中运用了大量的虚拟现实技术，让游客可以沉浸在动画世界中，享受到前所未有的游乐体验。另外，一些旅游公司已经开始将虚拟现实技术应用于在线旅游平台中，满足客户在家中的虚拟旅游需求。

4.教育领域

虚拟现实技术在教育领域也具有很大的潜力。它可以用来制作各种课程和培训模拟，帮助学生更好地理解和记忆知识。例如美国的一所高中，通过虚拟现实技术开设了一门科技课程，学生可以使用虚拟现实设备进行实验、操作和模拟，提高了学生的学习兴趣和效率。虚拟现实技术还可以在医学和军事领域中得到应用，提升医生和士兵的训练效果。

二、虚拟现实技术的未来发展

虚拟现实技术在未来的发展前景可谓是无限的。随着科技的不断进步，虚拟现实设备的体积和重量将日益缩小，成本也将降低，大众将更容易地接触和使用虚拟现实技术。同时，虚拟现实技术还将与人工智能、物联网等技术结合，形成更加多样化和智能化的产品和服务。

虚拟现实技术及其应用案例

一、虚拟现实技术简介

虚拟现实（Virtual Reality）是一种通过计算机生成的、近乎真实的3D场景，同时让用户感性、直观地与之互动的技术系统。虚拟现实技术通过利用头戴式显示器、手部追踪、声音与触觉反馈等设备，模拟人类感知世界的方式，让用户沉浸在一个看似真实的场景中，以此感受到“真实”。

二、虚拟现实技术的应用场景

1. 游戏

虚拟现实技术是最早应用于游戏开发的领域。利用虚拟现实技术，游戏玩家可以身临其境地感受游戏场景，比如《植物大战僵尸》、《旅行青蛙》等游戏。

2. 解决方案

虚拟现实技术可以帮助企业更直观地展示自己的产品、服务，比如建筑业、汽车业等领域。它可以让用户在虚拟世界中，近距离观察产品，甚至在不同的场景下测试产品的各种性能。

3. 教育与培训

虚拟现实技术可以为学习者提供更丰富、直观的学习和培训体验。比如美国达拉斯天主教大学近日宣布通过虚拟现实技术共同打造VR培训课程，该课程主要应用于医学、保健、护理等专业领域。

4. 健康与医疗

虚拟现实技术也可以帮助医疗领域发展。比如利用虚拟现实技术，可以让医护人员更直观地了解患者的病情并且可以解决一些手术较为复杂的问题。比如，三藩市一家创新医疗技术公司正在开发一种可以帮助神经外科医生进行脑部手术的虚拟现实设备。

5. 娱乐

由于虚拟现实技术的独特性质，它的应用也不仅限于游戏领域。目前，越来越多的娱乐企业也开始利用虚拟现实技术为用户提供更直观、沉浸式的娱乐体验，例如Virtual Room等企业。

三、虚拟现实技术的案例

1. 医学虚拟现实平台

由北京市卫生计生委牵头开发、阿里等科技公司参与研发的“北京市医学虚拟现实平台”已在北京市20家医院投入使用，助力医生术前演示、术中导航和患者术后恢复等多个环节。使用这个平台，术前模拟手术成功率高达75%以上。

2. 萨克拉门托国王队主场VR全景漫游

谷歌和NBA多伦多猛龙队在2016年就已展开合作，推出了萨克拉门托国王队主场VR全景漫游。该项目需要玩家穿上VR头盔，便能在NBA赛场上尽情地欣赏比赛，不仅如此，玩家还可以自由选择想要的视角。