浅谈虚拟现实技术
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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。
虚拟现实技术简称VR,起源于1965年,又被称为虚拟环境、灵境或人工环境。
通过计算机生成一种模拟环境,同时发出电子信号,使参与者沉浸其中并被施加视觉、听觉和触觉等感知感受,且支持人机交互的技术。
简单说,就是虚拟和现实通过技术相互结合,形成一种可以体验虚拟世界的计算机仿真系统,具有多感知性、存在感、交互性、自主性四大特征。
虚拟现实技术作为一门崭新的集成型技术,涵盖了计算机软硬件、传感器技术、立体显示技术、仿真技术与计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、传感技术、网络技术等,目前已被广泛应用于医学、游戏娱乐、军事航天、室内设计、房产开发、工业仿真、应急推演、文物古迹、web3d、道路桥梁、地理监测、教育、演播室、水文地质、虚拟维修、船舶制造、汽车仿真、轨道交通、生物力学、康复训练、数字地球等领域。
未来,虚拟现实技术仍将遵循“低成本、高性能”这一基本原则,在以下五个方向蓬勃发展:
1. 动态环境建模技术:目的是获取实际环境的三维数据,并根据需要建立相应的虚拟环境模型。
2. 实时三维图形生成和显示技术:在不降低图形质量和复杂程度的前提下提高刷新频率将是今后的重要研究内容。
3. 新型交互设备的研制:VR技术能够让参与者与虚拟世界中的对象自由进行交互。
4. 智能化语音虚拟现实建模:通过语音识别技术,能将对模型的描述转化成建模所需要的数据,然后利用计算机的图形处理技术和人工智能技术进行设计,将基本模型用对象表示出来,最终形成一个完整的系统模型。
5. 网络分布式虚拟现实应用:这一应用能将零散的VR系统或仿真器借由网络联系组合到一起,并采用符合要求的标准、结构、协议以及数据库构成在空间和时间上能够互相耦合的虚拟合成环境,使参与者可以自由进行交互。
虚拟现实技术的论文虚拟现实技术的论文(精选6篇)虚拟现实技术,又称灵境技术,是90年代为科学界和工程界所关注的技术。
下面时刻小编给大家搜集的关于虚拟现实技术的科技论文,希望大家喜欢!虚拟现实技术的论文篇1摘要:虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机技术,它利用计算机生成一种模拟环境,是一种多源信息融合交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真,可借助传感头盔、数据手套等专业设备,让用户进入虚拟空间,实时感知和操作虚拟世界中的各种对象,从而通过视觉、触觉和听觉等获得身临其境的真实感受。
虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向,是一门富有挑战性的交叉技术。
关键词:虚拟现实技术虚拟环境计算机发展新型计算机计算机技术的不断发展与应用方面的不断提高使得虚拟现实技术也相应同步地快速发展。
尤其是计算机的发展将趋向超高速、超小型、平行处理和智能化,量子、光子、分子和纳米计算机将具有感知、思考、判断、学习及一定的自然语言能力,使计算机进入人工智能时代。
这种新型计算机将推动新一轮计算技术革命,更加带动虚拟现实技术的快速发展,对人类社会的发展产生深远的影响。
1、虚拟现实技术概述虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)是近年来出现的高新技术,也称灵境技术或人工环境。
该技术集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果,是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。
虚拟现实技术的发展与应用离不开计算机技术的发展,两者是相辅相成的关系,如果要正确认识和剖析并把握虚拟现实技术的应用与发展,就必须深入研究计算机技术的变化与发展趋势,这样才能有利于我们未来更好的掌握与应用虚拟现实技术。
2、计算机技术在虚拟现实技术的应用自从1944年世界上第一台电子计算机诞生以来,计算机技术迅猛发展,传统计算机的性能受到挑战,开始从基本原理上寻找计算机发展的突破口,新型计算机的研发应运而生,计算机技术的发展将趋向超高速、超小型、并行处理和智能化。
浅谈3D虚拟试衣的现状及问题分析3D虚拟试衣是一种利用虚拟现实技术为消费者提供线上试衣体验的新型应用。
随着科技的进步,3D虚拟试衣已经在电商行业得到了广泛的应用,帮助消费者更直观地了解衣服的效果,节省了试衣的时间和精力。
与此3D虚拟试衣也面临着一些问题和挑战,比如真实性、用户体验和普及度等方面存在一定的困难。
本文将针对3D虚拟试衣的现状及问题进行分析,探讨其未来的发展方向。
一、3D虚拟试衣的现状1. 技术发展3D虚拟试衣技术首先由国外公司开发,随后逐渐被引入国内,目前已经有部分电商平台采用了3D虚拟试衣技术,比如淘宝、天猫等。
通过3D虚拟试衣技术,消费者可以在线上选择服装款式、颜色和尺码,然后通过虚拟形象进行试穿,观察不同角度下的效果,帮助消费者更好地了解服装的效果,并提高购物的满意度。
2. 体验优化随着技术的不断发展,3D虚拟试衣的体验也在不断优化。
比如利用人体扫描技术,可以更精细地还原消费者的体型,使消费者在试穿时看到更真实的效果。
一些3D虚拟试衣平台还结合了虚拟现实技术,使消费者可以通过VR设备来进行试穿,提升了试衣的沉浸感和真实感。
3. 创新营销除了提供基本的试穿功能,一些电商平台还通过3D虚拟试衣技术进行创新营销。
比如在服装定制领域,消费者可以通过3D虚拟试衣来进行个性化定制,选择款式、面料和尺码等,满足消费者个性化的需求,为企业带来了更多的商机。
二、3D虚拟试衣的问题分析1. 真实性问题尽管3D虚拟试衣技术可以模拟消费者在不同角度下的试穿效果,但其真实性仍然存在一定争议。
由于消费者的体型、肤色、甚至体态都可能会影响试穿效果,因此如何更真实地还原消费者的形象成为了一个技术难题。
2. 用户体验问题虽然3D虚拟试衣可以为消费者提供更直观的试穿体验,但其操作过程仍然相对复杂,需要一定的学习成本。
一些消费者可能对虚拟试穿的效果感到不满意,导致体验不佳,使得一些消费者仍然更倾向于线下实体试衣。
3. 普及度问题目前,3D虚拟试衣技术的普及度还不高,大部分的电商平台尚未采用这一技术,导致消费者在进行线上购物时无法享受到这一便利。
浅谈VR技术在古文和古诗教学中的实际运用众所周知,语文课堂教学常常会受时间和空间的局限,尤其是古文和古诗的教学及运用。
在我们的日常生活中,基本不会使用古文说话的方式,这就意味着学生的学习缺少了很多语境和实践。
所以大多学生在完成对某文章的学习之后并没有把它内化为自己的东西。
这是一种浅层次的学习,非常容易遗忘。
如何更好地去理解和记忆这些不常使用的古文和古诗,就成为了我们师生都十分头疼的难题。
那么有没有什么方法可以帮助老师更好地施教、学生更快地理解和记忆我们的古文和古诗呢?今天,我们就来浅谈一下VR技术(虚拟现实技术)在古文和古诗教学中的实际运用。
在此之前,我们必须要清楚的是“学生为什么无法理解古文古诗中的很多内容呢?”据调查发现,大多数学生认为古文或古诗中所描述的内容距离感太强,无法重现于日常,也就没有相关的经历或者经验去支撑想象,这使得他们在文章的理解环节显得十分的空洞和无力。
总的来说就是由于时间和空间的差异性及局限性,导致学生不能真切地去感受到作者的体验,无法与之产生生理或者心理上的共鸣。
他们更多的时候是作为一个旁观者而非参与者,所以根本无法更加深刻和细致地去理解和记忆文章内容。
然而,VR技术的快速发展为打破这种尴尬的局面,提供了全新的可能。
让我们以杜甫的《望岳》这首诗为例。
“岱宗夫如何,齐鲁青未了。
造化钟神秀,阴阳割昏晓。
荡胸生层云,决眦入归鸟。
会当临绝顶,一览众山小。
”这首诗以杜甫在去看望父亲的路上,途经山东,登上泰山的经过为主线。
就单单凭借寥寥数语,很难让学生准确地去理解“移步换景”的写作手法。
如果这时候我们能够运用VR技术,导入杜甫旅途经历的影像,让学生跟随他的视角,从远到近、从下到上的一起去感受泰山的高大、壮丽,并且适时的加入一些风景元素去唤起学生对自然环境的观察和感知,必然是利于学生理解和记忆作者当时的所思、所想和所感的。
站在泰山顶,俯瞰脚下群山万物,不正是感受“会当临绝顶,一览众山小”的豪迈气概的最佳方法吗?再比如陶渊明的《桃花源记》。
虚拟现实的知识点虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)是一种通过计算机技术构建虚拟环境,使用户能够身临其境地感受和体验虚拟世界的技术手段。
它包括了三个主要方面:虚拟感知、交互和模拟。
一、虚拟感知虚拟感知是指通过计算机生成的图像和声音等感官输入,让用户进入虚拟环境中感受到真实的触感、视觉、听觉等感知体验。
这是实现虚拟现实的基本方法。
虚拟现实设备通常包括头戴式显示器、手柄或手套以及其他传感器,通过这些设备可以模拟出各种感官体验。
1. 视觉感知:虚拟现实技术可以通过立体显示和追踪技术使用户感受到逼真的视觉效果。
用户戴上VR头显后,屏幕上会呈现出虚拟环境的图像,用户可以360度无死角地观察到周围的一切。
2. 听觉感知:虚拟现实技术通过音频设备模拟真实的声音效果,让用户产生身临其境的感觉。
例如,在虚拟现实游戏中,用户可以听到远处传来的声音,增加了游戏的真实感。
3. 触觉感知:虚拟现实设备可以通过触觉反馈技术模拟不同物体的触感。
例如,用户触摸到一个虚拟物体时,设备会给予相应的力度和震动反馈,使虚拟物体的触感更真实。
二、交互交互是指用户与虚拟环境之间的双向沟通和互动。
虚拟现实技术通过各种输入设备,使用户能够在虚拟环境中进行自由的探索、操作和互动。
1. 手柄或手套:用户可以通过手柄或手套来进行虚拟环境中的交互操作,例如抓取物体、击打怪物等。
2. 语音识别:虚拟现实技术可以利用语音识别技术,让用户通过语音指令与虚拟环境进行交互。
用户可以通过语音来控制角色移动、选择菜单等。
3. 动作捕捉:虚拟现实技术可以通过动作捕捉设备记录用户的动作行为,并将其实时反馈到虚拟环境中。
用户可以通过简单的身体动作来控制虚拟角色的行为。
三、模拟虚拟现实技术可以通过计算机模拟真实世界中的各种情境和场景,让用户在虚拟环境中进行模拟体验和训练。
这对于各种实践场景的模拟和训练具有重要意义。
1. 游戏和娱乐:虚拟现实技术广泛应用于游戏和娱乐领域,为用户提供高度沉浸式的游戏体验。
浅谈虚拟现实技术在风景园林设计中的具体应用发布时间:2022-11-21T07:44:32.748Z 来源:《建筑实践》2022年第7月第14期作者:谢锦翔[导读] 在现代化信息技术高速发展与广泛应用中谢锦翔身份证号:44022919931108**** 广东省广州市 510220摘要:在现代化信息技术高速发展与广泛应用中,有效推动了各个行业与领域的发展,提高了各项生产工作的质量。
在风景园林设计工作中,也可以借助现代化信息技术,实现设计工作的信息化与数字化,提高设计水平与效率。
而虚拟现实技术,就是一种高效、先进的现代化技术,为设计工作带来了很大的便利,可以应用到风景园林设计中,从而让设计工作更加便捷、真实,加快风景园林的建设步伐。
关键词:虚拟现实技术;风景园林;设计引言:风景园林的修建,为人们提供了放松身心、娱乐休闲的场所,提高了人们的生活生产质量。
而要想保障风景园林的整体质量,就需要做好设计工作,保障设计方案的合理性、艺术性。
那么在实际设计中,就需要将虚拟现实技术应用其中,实现人与环境的交互,设计人员与用户的交互,进行设计方案的虚拟仿真呈现,逼真动画演示,提高设计工作的水平与效率。
一、虚拟现实技术在风景园林设计中的应用优势虚拟现实技术,是基于各种现代化信息技术之上,研发出来的一种功能强大的技术,且可以借助计算机、智能手机、穿戴设备等实现。
该技术可以将现实世界中的图片、场景等,真实传输到计算机系统中,然后在模拟仿真下,最后将模拟图形直观呈现出来,让人们犹如身临其境。
虚拟现实技术在风景园林设计中的应用优势,具体表现在:第一,该技术具有着交互性、感知性、直观性,能够实现外部环境与虚拟环境的相互交互,能够让人们真实感知到外界情况,能够将模拟环境直观呈现出来。
因此在实际设计中,就节省了很多时间与资金,降低了设计人员的工作难度与强度,保障了设计方案的合理性、经济性,提高了风景园林设计的水平与效率。
第二,在风景园林设计中,会涉及到很多项目与细节。
虚拟现实技术的原理及其应用案例展示随着科技的不断发展,虚拟现实技术也逐渐进入了人们的视野。
虚拟现实技术是通过计算机等设备模拟出真实世界的场景和感官体验,让人们可以身临其境地体验各种场景,比如游戏、电影、教育等领域。
本文将从虚拟现实技术的原理、应用案例等方面进行探讨。
一、虚拟现实技术的原理虚拟现实技术的原理可以分为三个方面:显示技术、感应技术和交互技术。
1. 显示技术虚拟现实技术的显示技术一般采用头戴式显示器或者立体显示器。
头戴式显示器通过头戴式设备将图像投射到人们的眼睛中,让人们感觉自己身处于场景中。
而立体显示器则是将图像进行分层显示,然后分别投射到左右眼中,让人们产生深度感和立体感。
2. 感应技术虚拟现实技术所用的感应技术也较为广泛,包括摄像头、红外线、超声波、光学跟踪器和加速度计等等。
摄像头通过拍摄用户的动作并对其进行解析,然后通过计算机将解析后的动作转化为图像来进行场景渲染。
红外线、超声波等技术则通过反射、回声等来对环境进行感应。
3. 交互技术交互技术包括手柄、头戴设备、全身动作捕捉等等。
手柄一般被用来代表手的位置和动作,头戴设备则是用来捕捉头部的运动和方向,全身动作捕捉则可以实现真实的动作反馈,能够让用户体验到真正的身临其境。
二、虚拟现实技术的应用案例虚拟现实技术的应用案例也非常广泛,涵盖游戏、电影、教育等多个领域。
1. 游戏游戏是虚拟现实技术最为常见的应用场景之一。
通过虚拟现实技术,游戏的场景可以变得非常真实,配合手柄等设备能够让用户感受到身临其境的游戏体验,如《Beat Saber》、《Half-Life: Alyx》等。
2. 电影虚拟现实技术也可以用在电影中,提高观众的观影体验。
以2018年上映的电影《头号玩家》为例,该电影采用虚拟现实技术,让观众能够身临其境地进入游戏世界。
这种观影体验是传统电影所不能提供的。
3. 教育虚拟现实技术的应用在教育中也越来越普及。
通过虚拟现实技术,学生可以亲身体验一些难以到达的地方,例如植物园、博物馆等。
什么是虚拟现实?
随着科技的不断发展,虚拟现实这个词语越来越多地进入人们的视野。
那么,到底什么是虚拟现实呢?本文将从定义、技术原理和应用领域
三个方面进行科普解答,让您对虚拟现实有更深入的认识。
一、定义
虚拟现实是一种利用计算机生成的三维视景,通过头戴式显示器进行
观看,并结合运动追踪等技术,让用户能够沉浸于虚拟环境中,体验
真实的感觉。
二、技术原理
虚拟现实的技术原理主要包括计算机模型、交互技术、显示技术和运
动追踪技术。
具体来说,计算机模型是指利用计算机生成的三维图像
模型,交互技术则是指用户能够在虚拟环境中通过手柄或其他手段对
环境进行操控,显示技术则涉及到头戴式显示器、投影墙等显示设备,而运动追踪技术则是通过传感器捕捉用户的运动轨迹,从而实现与虚
拟环境的交互。
三、应用领域
虚拟现实的应用领域非常广泛,涉及到游戏、教育、医疗等多个领域。
在游戏领域,虚拟现实可以带给玩家更真实的游戏体验;在教育领域,虚拟现实可以帮助学生更好地了解科学知识;在医疗领域,虚拟现实
可以辅助手术、康复等方面的治疗。
总之,虚拟现实是一种非常先进、前瞻性的技术,将会在未来拥有广
泛的应用市场和发展前景。
浅谈虚拟现实技术在历史教学中的优势人类社会已进入信息时代,信息技术的飞速发展,已经向教育提出了挑战。
“全国中小学信息技术教育工作会议”就曾明确提出教育要跟上科学和社会现代化发展的步伐,就必须加快教育的信息化。
虚拟技术是信息技术领域的一项高新技术,它被广泛地运用于各行各业,如艺术、教育、娱乐、医学等许多领域。
在国外,虚拟现实技术已应用于课堂教学。
虚拟现实技术作为新的教学媒体,它的优越性是显而易见的,在教育领域内具有广泛的前景。
一、虚拟现实技术的种类及基本特征虚拟现实技术(virtual reality)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。
(一)虚拟现实技术具有以下三个基本特征1.沉浸性。
虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特点,由计算机产生逼真的三维立体图像。
使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备,便可将自己置身于虚拟环境中,成为虚拟环境中的一员。
使用者与虚拟环境中的各种对象的相互作用,就如同在现实世界中的一样。
当使用者移动头部时,虚拟环境中的图像也实时地跟随变化,拿起物体可使物体随着手的移动而运动,而且还可以听到三维仿真声音。
使用者在虚拟环境中,一切感觉都是那么逼真,有一种身临其境的感觉。
2.交互性。
虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互,使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互,而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。
计算机能根据使用者的头、手、眼、语言及身体的运动,来调整系统呈现的图像及声音。
使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能,就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。
3.多感知性。
由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置,因此,使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知,从而达到身临其境的感受。
第一章虚拟现实技术概述1.什么是虚拟现实技术虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)技术是20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术,它与多媒体、网络技术并称为三大前景最好的计算机技术。
它以计算机技术为主,利用并综合三维图形动技术、多媒体技术、仿真技术、传感技术、显示技术、伺服技术等多种高科技的最新发展成果,利用计算机等设备来产生一个逼真的三维视觉、触觉、嗅觉等多种感官体验的虚拟世界,从而使处于虚拟世界中的人产生一种身临其境的感觉。
在这个虚拟世界中,人们可直接观察周围世界及物体的内在变化,与其中的物体之间进行自然的交互,并能实时产生与真实世界相同的感觉,使人与计算机融为一体。
与传统的模拟技术相比,VR技术的主要特征是:用户能够进入到一个由计算机系统生成的交互式的三维虚拟环境中,可以与之进行交互。
通过参与者与仿真环境的相互作用,并利用人类本身对所接触事物的感知和认知能力,帮助启发参与者的思维,全方位地获取事物的各种空间信息和逻辑信息。
2.虚拟现实技术与三维动画技术的异同VR技术和三维动画技术有本质的区别:三维动画技术是依靠计算机预先处理好的路径上所能看见的静止照片连续播放而形成的,不具有任何交互性,即不是用户想看什么地方就能看到什么地方,用户只能按照设计师预先固定好的一条线路去看某些场景,它给用户提供的信息很少或不是所需的,用户是被动的;而VR技术则截然不同,它通过计算机实时计算场景,根据用户的需要把整个空间中所有的信息真实地提供给用户,用户可依自己的路线行走,计算机会产生相应的场景,真正做到“想得到,就看得到”。
所以说交互性是两者最大的不同。
下面来看一个应用的实例。
房地产展示是这两个技术最常用的领域。
在现在的应用中,很多房地产公司采用三维动画技术来展示楼盘,其设计周期长,模式固定,制作费用高;而同时在国内也已经有多家公司采用VR技术来进行设计,其展示效果好,设计周期短,更重要的是,它是基于真实数据的科学仿真,不仅可达到一般展示的功能,而且还可以把业主带入到未来的建筑物里参观,还可展示如门的高度、窗户朝向、某时间的日照、采光的多少、样板房的自我设计、与周围环境的相互影响等。
浅谈虚拟现实技术在教学中的应用作者:任卓来源:《职业·中旬》2013年第07期摘要:随着现代科技的进步,一个时代感鲜明的名词映入了我们的眼帘——虚拟现实技术。
虚拟现实技术自其出现之初,人们就发觉了其在教学领域能够起到的非凡作用。
可以说,在未来的教学环境下,我们将更多地把虚拟现实技术应用到教学过程中,虚拟现实技术将是一种非常行之有效的教学辅助手段,将给我们的教学过程带来划时代的变革。
关键词:虚拟现实技术计算机教学应用随着现代的科技进步,我们的教学手段从传统的一支粉笔、一块黑板和三尺讲台组合的旧模式,转变成以各种高科技手段辅助教学的新模式,计算机辅助教学技术就是其中的代表。
在这样的大环境下,一个时代感鲜明的名词映入了我们的眼帘——虚拟现实技术。
虚拟现实技术自其出现之初,人们就发觉了其在教学领域起到的非凡作用。
可以说,在未来的教学环境下,我们将把虚拟现实技术更多地应用到我们的教学中,虚拟现实技术是一种行之有效的教学辅助手段,将给我们的教学带来划时代的变革。
一、什么是虚拟现实技术虚拟现实技术是伴随多媒体技术发展起来的计算机新技术,是利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨率显示技术,生成三维逼真的虚拟环境,用户需要通过特殊的交互设备才能进入虚拟环境中。
这是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。
最早提出虚拟现实概念的学者J·Laniar 曾经说过:“虚拟现实,又称假想现实,意味着…用电子计算机合成的人工世界‟。
”虚拟现实的主要特征包括:多感知性(Multi-Sensory)、浸没感(Immersion)、交互性(Interactivity)、构想性(Imagination)等。
二、应用虚拟现实技术的意义作为一个教育者,我们都知道,教育过程是一个知识、技术传承的过程,也可以说是一种经验的传承过程。
作为一种经验的传承,受教育者却往往不具备这样的经验,甚至并没有亲身看到过经验中的场景。
计算机图形学在虚拟现实方面的应用与研究虚拟现实(virtual reality,VR)是一项崛起于二十世纪八十年代末九十年代初的高新技术、实用技术。
它是利用计算机软硬件以及各种传感器构成三维信息的人工环境——虚拟环境,从而真实地模拟现实世界中可以实现的甚至是不可实现的物理上的、功能上的事物和环境。
作为一项综合技术,虚拟现实技术主要涉及到计算机技术、传感器技术和人工智能等领域。
如前所述,虚拟现实的主要目的在于提供虚拟环境,并在虚拟环境中实现用户和环境的互动,从这个角度上说,虚拟现实主要有三个方面的含义:首先借助虚拟现实技术生成虚拟实体,虚拟实体主要是针对用户的生理感觉(视、听、触、嗅等)而言;其次,用户可以通过人的生理的自然技能同这个环境交互,人的生理的自然技能主要是头部、眼球的转动,身体四肢、躯干的运动等人体力学运动;最后虚拟现实技术主要利用传感器完成人和虚拟环境的交互。
我们可以说,虚拟现实的基础是对环境的虚拟,而对环境的虚拟又主要基于计算机图形学运用。
近年来计算机图形学的发展对虚拟现实技术极大的推动作用,也说明了计算机图形学在虚拟现实技术领域中的主要领导地位。
它主要具备四个重要特征:一、多感知性:即虚拟现实能多维感知,不仅包括视觉,还包括听觉、触觉和嗅觉等;二、存在感:即临场感,指用户感到存在于虚拟环境中的真实度;三、交互性:指用户和环境的双向交流;四、自主性:指虚拟环境中物体根据物理定律运动的程度。
虚拟现实的技术因素主要包括图形图像的处理、语音处理与音响、模式识别、人工智能、智能借口、传感器、实时分布系统和数据库技术等。
典型的虚拟现实系统的基本组成主要包括:一、效果产生器:完成人与虚拟环境交互的硬件接口装置;二、实景仿真器:系统的核心部分,由计算机软件系统、软件开发工具等组成;三、应用系统:面向具体问题的软件部分,描述仿真的具体内容;四、几何构造系统:提供描述仿真对象的物理特性的信息。
在这几个基本组成中,计算机图形学理论作为基础理论无疑都发挥着巨大的作用。
浅谈虚拟现实技术
发表时间:2018-10-09T11:25:10.320Z 来源:《防护工程》2018年第12期作者:袁野帅明方高子昂刘晓宇指导老师
[导读] 它和其它很多信息技术一样,当专家还未把它的理论和技术探讨得十分清楚时,它已渗透到科学、技术、工程、医学、文化、娱乐的各个领域,并受到极大的关注。
鉴于此,本文就虚拟现实技术展开探讨,以期为相关工作起到参考作用。
袁野帅明方高子昂刘晓宇指导老师
沈阳城市学院大学生创新创业训练项目辽宁沈阳 110000
摘要:作为尖端科技,虚拟现实集成计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果,是一种由计算机生成的高技术模拟系统。
因为虚拟现实技术的特点,它可以渗透到我们工作和生活的每个角落,所以虚拟现实技术对人类社会意义是非常大的。
正因如此,它和其它很多信息技术一样,当专家还未把它的理论和技术探讨得十分清楚时,它已渗透到科学、技术、工程、医学、文化、娱乐的各个领域,并受到极大的关注。
鉴于此,本文就虚拟现实技术展开探讨,以期为相关工作起到参考作用。
关键词:虚拟现实技术;特征;类型
1、虚拟现实的基本特征及类型
1.1、基本特征
虚拟现实的模拟具有“交互”和“沉浸”两种基本特征,它把视觉、听觉、动作等多维信息技术进行合成,是一种可以创建和体验虚拟环境的计算机系统技术.具体来说,虚拟现实有四种基本特征:
(1)多感知性
多感知性是指虚拟现实系统应该具有人所具有的多种感知功能,如视觉、听觉、力觉、触觉、味觉、运动感知等。
(2)临境或沉浸感.
临境是一种用户存在于虚拟环境中的临场感,是指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度.理想的虚拟环境应该达到使用户难以分辨真假的程度。
(3)自主性
自主性是指虚拟环境中某些对象依据物理定律运动的程度.例如当物体受到外力的作用时,物体的运动状态会发生改变等。
(4)实时交互性
实时交互性是指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境中得到反馈的自然程度及实时性。
2、虚拟现实系统的基本类型
按照所使用的软硬件设备,可以把虚拟现实的应用系统分为以下几类。
(1)最简单的是把个人计算机上的屏幕作为视窗的虚拟现实世界系统,这些系统都是用个人计算机的终端显示器来显示虚拟世界的,所以有时也称为桌上虚拟现实系统。
用户可佩戴立体眼镜观看立体图像,也可不佩戴立体眼镜而直接观看全景图像,或者是观看一种虽然不是标准的三维图像,但也有一定的层次效果的“准三维”的图像。
(2)具有沉浸感的沉浸系统。
在这些系统中,除了计算机外,还为用户配备了头盔显示器,或做成一个各个方向都安装有显示屏幕的虚拟空间显示器,当用户站在中间时就感受到置身以一个虚拟的空间了。
(3)遥视系统。
遥视系统也是一种由计算机生成的可视化世界,但这个可视化世界的图像是根据许多远程传感器所采集到的信息而形成的。
例如消防遥视系统就是利用安装在防火区内的各类传感器所采集和传送回来的信息,生成火区的图像和情景。
外科医生则是根据安装在探测器上的窥视镜所采集的信息进行手术。
3、虚拟现实技术的应用
3.1、跟踪头部运动的虚拟现实头套
在传统的计算机图形技术中,视场的改变是通过鼠标或键盘来实现的,用户的视觉系统和运动感知系统是分离的,而利用头部跟踪来改变图像的视角,用户的视觉系统和运动感知系统之间就可以联系起来,感觉更逼真。
另一个优点是,用户不仅可以通过双目立体视觉去认识环境,而且可以通过头部的运动去观察环境。
在用户与计算机的交互中,键盘和鼠标是目前最常用的工具,但对于三维空间来说,它们都不太适合。
在三维空间中因为有六个自由度,我们很难找出比较直观的办法把鼠标的平面运动映射成三维空间的任意运动。
现在,已经有一些设备可以提供六个自由度,如3Space 数字化仪和SpaceBall空间球等。
另外一些性能比较优异的设备是数据手套和数据衣。
3.2、艺术教育中的应用
作为显示传输信息的媒体,虚拟现实在未来艺术领域所具有的潜在应用能力也是不可低估的。
VR所具有的临场参与感与交互能力可以将静态的艺术(如油画、雕刻等)转化为动态的,可以使观赏者更好地欣赏作者的思想艺术。
另外,VR提高了艺术表现能力,通过动作捕捉系统采集演员的舞蹈动作和表情,在电脑辅助编排下可以预演演出效果,提高编排效率。
对艺术的潜在应用价值同样适用于教育行业,如在解释一些复杂的系统抽象的概念如量子物理等方面,VR是非常有力的工具,如“虚拟的物理实验室”,用于解释某些物理概念,如位置与速度,力量与位移等。
3.3、生物力学方面的应用
生物力学仿真就是应用力学原理和方法并结合虚拟现实技术,实现对生物体中的力学原理进行虚拟分析与仿真研究。
利用虚拟仿真技术研究和表现生物力学,不但可以提高运动物体的真实感,满足运动生物力学专家的计算要求,还可以大大节约研发成本,降低数据分析难度,提高研发效率。
这一技术现已广泛应用于外科医学、运动医学、康复医学、人体工学、创伤与防护学等领域。
3.4、工业仿真中的应用
当今世界工业的发展非常迅速,已经发生了翻天覆地的变化,现阶段的工业发展不再是大规模的人海战术,需要的是先进的科学技
术,特别是虚拟现实技术的应用正对工业发展进行着一场前所未有的革命。
虚拟现实技术目前已经被世界上一些大型企业广泛地应用到工业的各个环节,对提高企业开发效率,加强数据采集、分析、处理能力,减少决策失误,降低风险起到了重要的作用。
4、虚拟现实技术的发展趋势
基于以上介绍,虚拟现实在很多领域和应用方向上解决了不少实际问题,取得了较好的应用效果。
但是随着应用的不断深入,在建模与绘制方法、交互方式和系统构建方法等方面,对虚拟现实技术都提出了更高的需求。
为了满足这些新需求,近年来,虚拟现实相关技术研究也取得了快速发展,表现出一些新的特点和发展趋势。
主要表现在以下方面:
4.1、计算平台的普适化
随着计算机制造技术的发展,计算平台已经发展为多种类型。
虚拟现实的研究工作主要集中在标准与产品、绘制体系结构和适合移动设备的模型表示和绘制方面;
4.2、虚实场景的融合化
在很多应用中,基于真实环境的模拟与训练仍然是不可缺少的手段。
将虚拟环境与真实环境有效地结合,使用人员就可以从视觉和触觉等多方位感受混合后的环境,更好地获得体验效果。
因此,构建一种虚实融合的混合环境是应用中的一个重要需求;
4.3、场景数据的规模化
在大型应用中,各种几何模型的数据量往往非常庞大。
针对包含这种大数据量三维模型复杂场景的实时与逼真表现,是目前研究绘制方法的一个热点;
4.4、环境信息的综合化
对于自然环境的建模,传统的虚拟现实系统往往仅考虑地形的几何数据,对大气和电磁等环境信息采,用简化方式处理,如纹理等表现方法。
为了更真实地表现环境效果,还需要考虑不同类型的数据,如地理、大气、海洋、空间电磁和生化等,并使用不同的方式进行表现。
结束语
虽然虚拟现实技术在应用中取得了一定的效果,在关键技术方面也取得了较大的进展,并且不断解决应用中新出现的实际问题,但是从国内外虚拟现实的研究现状和趋势上分析,该领域仍然存在一些亟待解决的研究问题,其中包括虚拟环境及对象建模、绘制方法、人机交互方式、虚拟现实应用系统构建方法等诸多方面。
参考文献:
[1]邰宇.虚拟现实技术交互设计方式的研究[J].中国高新区,2018(10):21.
[2]商云涛,郭慧,李晓蕾.基于虚拟现实技术的地质科普实现与应用[J].中国矿业,2018,27(04):67-70.。