發(fā)布時(shí)間：2022-03-17 19:15:28
序言：寫作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本特征
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有沉浸感、交互性、想象力等三大基本特征。
(1)沉浸感:沉浸感可理解為浸入性，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)可以使人“沉浸”在計(jì)算機(jī)模擬出來(lái)的虛擬環(huán)境中而不分真假，讓使用者感覺(jué)已經(jīng)成為了虛擬世界中的一部分，從而使用者從被動(dòng)的觀察者成為主動(dòng)的參與者。理想的虛擬環(huán)境是可以達(dá)到讓使用者難分真假的程度，由于目前科學(xué)技術(shù)發(fā)展的局限性，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)研究與應(yīng)用比較成熟的只有視覺(jué)沉浸、聽(tīng)覺(jué)沉浸、觸覺(jué)沉浸和嗅覺(jué)沉浸。
(2)交互性:交互性主要指使用者操作虛擬物體和從虛擬環(huán)境中得到反饋信息的程度。交互性是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)同傳統(tǒng)多媒體技術(shù)差別最大的地方，強(qiáng)調(diào)人機(jī)交互的自然性，如植物的搖動(dòng)、水系的流動(dòng)、鳥(niǎo)蟲的鳴叫等。當(dāng)學(xué)生在虛擬環(huán)境中抓住一個(gè)實(shí)體，其感受都與自然環(huán)境中一致或者極為相似。但交互性的有效性和實(shí)時(shí)性就需要回饋設(shè)備等強(qiáng)大的硬件系統(tǒng)和特殊設(shè)備支持了。
(3)想象力:虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有十分開(kāi)放的構(gòu)想性。使用者沉浸在虛擬的環(huán)境中，除了體驗(yàn)真實(shí)的自然感覺(jué)，還可以想象一些客觀不存在的超越自然的環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以提供這種豐富想象空間的特點(diǎn)，能夠使學(xué)習(xí)者增加興趣，提高學(xué)習(xí)效率。
2.虛擬現(xiàn)實(shí)的軟件系統(tǒng)
想要實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)必須硬件和軟件相互配合，軟件系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)VR技術(shù)的關(guān)鍵。
(1)Virtools:是一款功能強(qiáng)大，整合豐富的產(chǎn)品，它能將各種復(fù)雜的3D模型，2D圖片及聲音文字很好地整合在一起，開(kāi)發(fā)具備豐富行為模塊的3D虛擬環(huán)境，已經(jīng)運(yùn)用于多種3D產(chǎn)品當(dāng)中。
(2)VR－Platform:這款軟件比較方便，可以在配置不是特別高的計(jì)算機(jī)上使用，運(yùn)行流暢，但同時(shí)效果也有一定的損失，能夠滿足基本的3D浸入和360度視角觀察。
(3)Quest3D:該款極具實(shí)用性的產(chǎn)品，有著良好的交互性，支持導(dǎo)入文件的格式非常多，音頻視頻都可以靈活方便的加載，Quest3D可以滿足大多數(shù)編輯者的應(yīng)用需求，利用它可以比較方便地創(chuàng)建出復(fù)雜的圖形程序。
(4)EONStudio:在處理已經(jīng)建模的3D模型時(shí)這款軟件較為方便，可輕易在導(dǎo)入的模型上加入設(shè)計(jì)的動(dòng)作。
(5)Converse3D:是一款比較成熟的整合軟件，在兼容性方面比較突出，運(yùn)用起來(lái)高效并穩(wěn)定。
(6)WireFusion:這款軟件在web3D中應(yīng)用較多，不需要用戶獨(dú)立的編程，而采用簡(jiǎn)單的拖放式操作，就可以輕松地建立動(dòng)態(tài)的web3D網(wǎng)頁(yè)。
(7)CityMaker:是國(guó)內(nèi)自主研發(fā)軟件，很有專業(yè)的針對(duì)性，在建立虛擬建筑和虛擬城市方面有很強(qiáng)的應(yīng)用能力，是一款面向規(guī)劃與建筑行業(yè)的專用軟件。當(dāng)然，各種軟件復(fù)雜多樣，設(shè)計(jì)目的不同所以傾向性也各有不同。當(dāng)前，適合園林植物景觀設(shè)計(jì)教學(xué)的有Virtools、EONStudio、WireFusion軟件。但是，大多數(shù)軟件使用費(fèi)用較高，并且專業(yè)方向不明顯，與行業(yè)的結(jié)合不夠緊密，使用時(shí)經(jīng)常需要二次開(kāi)發(fā)(如天正CAD、中望CAD)。
二、VR技術(shù)在“園林植物景觀設(shè)計(jì)”教學(xué)中的應(yīng)用
VR技術(shù)應(yīng)用于“園林植物景觀設(shè)計(jì)”教學(xué)是科學(xué)技術(shù)發(fā)展所產(chǎn)生的新形式。區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)，VR技術(shù)的優(yōu)勢(shì)非常明顯。在VR技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，按照項(xiàng)目分析、方案設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)等教學(xué)流程完成“園林植物景觀設(shè)計(jì)”課程作業(yè)。
1.項(xiàng)目分析階段
在“園林植物景觀設(shè)計(jì)”虛擬項(xiàng)目教學(xué)中，許多學(xué)生常常無(wú)法親臨項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地考察，可以采用VR技術(shù)進(jìn)行場(chǎng)地分析、環(huán)境評(píng)判，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，進(jìn)入到虛擬項(xiàng)目的場(chǎng)地內(nèi)部，全面了解項(xiàng)目的周邊環(huán)境，包括氣候條件、地質(zhì)條件、交通狀況、人流分布、水系分布、土壤條件、植物資源、歷史文化等現(xiàn)狀特征。
2.方案設(shè)計(jì)階段
在方案設(shè)計(jì)階段，學(xué)生需要將一些景觀節(jié)點(diǎn)定位定量地表達(dá)出來(lái)，包括植物配置平面圖、立面圖、剖面圖及局部效果圖。采用VR技術(shù)使學(xué)生能夠進(jìn)入虛擬的場(chǎng)地空間中，直接擺放、移動(dòng)、組合各種園林植物，反復(fù)調(diào)整植物種類、位置、數(shù)量，綜合對(duì)比不同植物組合的景觀效果和空間形態(tài)，較大程度彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生對(duì)植物空間與環(huán)境無(wú)法進(jìn)行綜合感知的缺陷，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)作靈感。
3.施工圖設(shè)計(jì)階段
在該階段，可采用VR技術(shù)對(duì)植物種植模式和植物空間組合進(jìn)行高度仿真，模擬植物的栽植位置、植株大小及材料種類，最終完成植物種植總平面、體現(xiàn)高程和剖面的豎向組合圖、植物與各種景觀要素搭配立面圖等，其間反復(fù)調(diào)整植株數(shù)量和樹(shù)木株行距獲取最佳的生態(tài)效益和景觀效果，可以直觀地展示出植物群落的景觀特征和空間形態(tài)。
三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在“園林植物景觀設(shè)計(jì)”教學(xué)中應(yīng)用的難點(diǎn)
1.程序設(shè)計(jì)難點(diǎn)
園林植物景觀設(shè)計(jì)是風(fēng)景園林本科生的重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容。隨著季節(jié)的變化，四季中同一地點(diǎn)植物也會(huì)有著完全不同的景觀效果，所以如何編寫基于VR技術(shù)的程序，體現(xiàn)出植物景觀的時(shí)效性，也就成為VR技術(shù)應(yīng)用的難點(diǎn)。
(1)將植物群落四季交替的數(shù)據(jù)信息輸入VRML的場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)中，當(dāng)學(xué)生需要觀察不同季節(jié)植物景觀特征時(shí)，實(shí)時(shí)改變場(chǎng)景信息即可。但數(shù)據(jù)的獲取較難，可以在教學(xué)中利用OnyxComputing公司的TreeProfessional，這款插件有一定的樹(shù)木參數(shù)庫(kù)可以利用。
(2)動(dòng)畫技術(shù)比較成熟，四季的情景很容易模擬，但運(yùn)用在VR技術(shù)時(shí)缺點(diǎn)極為明顯。動(dòng)畫每幀的順序都是固定的，編輯好的，這樣就大大降低了VR技術(shù)實(shí)時(shí)調(diào)整的交互性，同時(shí)動(dòng)畫無(wú)法提供操作人自然的物理互動(dòng)，所以浸入性也大打折扣。
2.硬件支持難點(diǎn)
各種植物三維模型是由許多面組成的，達(dá)到理想的虛擬效果需要計(jì)算機(jī)有很強(qiáng)的運(yùn)算能力。一株枝葉豐富的景觀樹(shù)模型大概需要幾千個(gè)面，如果仿真一個(gè)很大的植物種植場(chǎng)景，可能產(chǎn)生上千萬(wàn)，上億的面，對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件的壓力是十分巨大的。
3.教學(xué)推廣難點(diǎn)
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用需要較高專業(yè)水平和較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用能力，而目前一些高校同時(shí)具備專業(yè)能力和計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的教師較少，嚴(yán)重制約了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在“園林植物景觀設(shè)計(jì)”教學(xué)中的應(yīng)用與發(fā)展步伐。
四、討論與建議
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的成本較低，學(xué)生利用這一技術(shù)，能夠隨時(shí)隨地的將建筑設(shè)計(jì)中的不同階段和過(guò)程投入到計(jì)算機(jī)當(dāng)中，生成虛擬場(chǎng)景，以便直接對(duì)建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程進(jìn)行觀察和參與。同時(shí)，學(xué)生還可以利用這項(xiàng)技術(shù)將自己的想法付諸實(shí)踐，來(lái)進(jìn)行測(cè)試。這樣，能夠讓學(xué)生更加直觀的理解建筑設(shè)計(jì)方面的知識(shí)點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)，同時(shí)提高學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。
二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在中職院校建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中的運(yùn)用
(一)立體物體的展示
在教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，為了能夠加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，經(jīng)常要用到實(shí)物展示。在進(jìn)行三維物體展示的時(shí)候，為了達(dá)到更好的效果，中職教師主要采取以下幾種方式:第一種是用投影儀展示圖片。這種方法的弊端是只能對(duì)物體的某些視角進(jìn)行展示，學(xué)生無(wú)法進(jìn)行全面、自主的觀察。第二種是實(shí)物展示。這種方法比較實(shí)用，但是其缺點(diǎn)也十分明顯。在課堂上學(xué)生所處的位置都不同，因而觀察實(shí)物的角度也不同，難免會(huì)產(chǎn)生不正確的理解。第三種是利用計(jì)算機(jī)的三維造型和動(dòng)畫制作軟件，建立一個(gè)與事物相同的三維模型，然后通過(guò)旋轉(zhuǎn)展示其各個(gè)角度。這種方法相對(duì)更為理想，但是其最大的問(wèn)題就是整個(gè)展示過(guò)程都是預(yù)先設(shè)定的動(dòng)畫過(guò)程，學(xué)生只能進(jìn)行暫停或繼續(xù)的操作，卻不能根據(jù)自己的需求改變視角。而通過(guò)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用，教師可以建立與實(shí)物相同的三維物體，然后再利用3DSMAX建立模型，再通過(guò)VRML語(yǔ)言來(lái)建立虛擬境界。學(xué)生可以根據(jù)自己對(duì)知識(shí)的理解，對(duì)梁、柱、墻的數(shù)量、比例、排列方式、截面形式等各種因素進(jìn)行調(diào)整。這樣，就可以使枯燥的結(jié)構(gòu)體展示出豐富的表現(xiàn)力。這對(duì)中職院校建筑設(shè)計(jì)教學(xué)的效率和效果具有極大的幫助。
(二)立體空間的展示
立體空間，包括了在現(xiàn)實(shí)世界中真實(shí)存在，或者在歷史中曾經(jīng)存在的空間。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)，有時(shí)需要向?qū)W生展示這些空間。但是，由于條件上的限制，使得學(xué)生無(wú)法親自進(jìn)入這些空間當(dāng)中，通過(guò)教師的描述和學(xué)生的想象，在學(xué)生的頭腦中對(duì)立體空間進(jìn)行虛擬。而利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，不但能在學(xué)生腦中建立這些立體空間，還能夠讓學(xué)生看見(jiàn)、聽(tīng)見(jiàn)這些立體空間，從而進(jìn)行切身的感受和體會(huì)。因此，相比于傳統(tǒng)的中職院校建筑設(shè)計(jì)教學(xué)來(lái)說(shuō)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠讓學(xué)生更加直觀、真實(shí)、深刻的對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行理解和掌握。在充分理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，也能夠提高學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，以及對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力。
(三)虛擬場(chǎng)景的構(gòu)造
虛擬場(chǎng)景指的是在現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中，可能出現(xiàn)或是曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)的一些具體場(chǎng)景。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠隨時(shí)隨地的將這些場(chǎng)景展示出來(lái)。在傳統(tǒng)的中職傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)教學(xué)當(dāng)中，教師只能通過(guò)語(yǔ)言的描述、圖片的展示、或者視頻的播放來(lái)創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景，而學(xué)生也只能被動(dòng)的接受，無(wú)法進(jìn)行直觀的理解。例如，在進(jìn)行圓明園的介紹與講解的時(shí)候，雖然教師對(duì)圓明園當(dāng)中包含的眾多中外建筑形式的介紹和講解，同時(shí)也向?qū)W生展示了大量的圖片和視頻，但學(xué)生仍然無(wú)法做到完全的認(rèn)識(shí)和理解。而運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)圓明園進(jìn)行模擬，就可以讓學(xué)生親自走進(jìn)圓明園，親身游覽，面對(duì)面的觀察圓明園當(dāng)中的亭臺(tái)樓閣。學(xué)生通過(guò)近距離觀察圓明園當(dāng)中的各種建筑形式，然后再與教科書當(dāng)中的內(nèi)容進(jìn)行對(duì)照，可以大大提高學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的認(rèn)知，從而提高教學(xué)效果。如果學(xué)校的條件允許，還可以利用沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，讓學(xué)生帶聲頭盔顯示器，使學(xué)生能夠在身臨其境中理解園林建造的理論知識(shí)，從而進(jìn)行更加深刻的體會(huì)和感受，就能夠取得更為理想的教學(xué)效果。
三、結(jié)論
[關(guān)鍵詞]虛擬現(xiàn)實(shí) 工業(yè)旅游
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,涉及計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)等領(lǐng)域的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在近階段同樣高速發(fā)展。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬出一個(gè)三維的虛擬世界,為用戶提供視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感官的模擬,令用戶如同身臨其境。由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所具有的突出特性,目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已廣泛應(yīng)用在軍事、醫(yī)療、教育、文化、航天、水利、城市規(guī)劃等方面,無(wú)形中改變著我們的工作、學(xué)習(xí)、生活的方式,因此也成為學(xué)者們當(dāng)前關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。
工業(yè)旅游是伴隨城市化和工業(yè)化高速發(fā)展而產(chǎn)生的,是融合知識(shí)、觀光、休閑的一種旅游項(xiàng)目。工業(yè)旅游在滿足大眾好奇心的同時(shí),也可以宣傳企業(yè)文化、提升企業(yè)形象,隨著工業(yè)旅游的深入發(fā)展,將來(lái)也可以成為企業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。工業(yè)旅游最早出現(xiàn)在西方,人們把倒閉、廢棄的工礦企業(yè)重新進(jìn)行改造,轉(zhuǎn)變成為工業(yè)博物館、景觀公園、藝術(shù)表演場(chǎng)地、設(shè)計(jì)公司的辦公場(chǎng)所等現(xiàn)代實(shí)用場(chǎng)所,逐漸發(fā)展成為工業(yè)遺產(chǎn)旅游。隨著工業(yè)遺產(chǎn)旅游的發(fā)展,旅游開(kāi)始進(jìn)入生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中的工業(yè)企業(yè),從而形成現(xiàn)在完整的工業(yè)旅游概念。我國(guó)在經(jīng)歷了幾十年的工業(yè)高速發(fā)展后,工業(yè)企業(yè)逐步成熟,對(duì)于工業(yè)旅游的認(rèn)識(shí)不斷深入,近年來(lái)越來(lái)越多的工業(yè)企業(yè)開(kāi)始加入到工業(yè)旅游中,并呈現(xiàn)出一種快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。
一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)涉及了多種學(xué)科的技術(shù),綜合利用了多種先進(jìn)技術(shù)裝備,具有如下三個(gè)主要的特點(diǎn)
1. 沉浸性。指用戶感覺(jué)完全置身于虛擬世界中,被虛擬世界所包圍。由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供的多感知性,用戶不僅具有常見(jiàn)的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)感知,還具有觸覺(jué)感知、嗅覺(jué)感知、運(yùn)動(dòng)感知等。通過(guò)多感知性,使用戶沉浸于虛擬世界中,由被動(dòng)的觀察者成為主動(dòng)的參與者,參與虛擬世界的活動(dòng)。
2. 交互性。在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中,交互性的實(shí)現(xiàn)相比以往的人機(jī)交互方式有了巨大的改變,不再像以往那樣完全依賴于鍵盤、鼠標(biāo),借助于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)殊的硬件設(shè)備,人與虛擬現(xiàn)實(shí)世界可以通過(guò)自然的方式進(jìn)行交互,例如人的走動(dòng)、頭的轉(zhuǎn)動(dòng)、手的移動(dòng)等等。
3. 想象性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅可以虛擬構(gòu)建真實(shí)存在的環(huán)境,還可以構(gòu)建人們的想象空間,從而去體現(xiàn)設(shè)計(jì)者的思想,實(shí)現(xiàn)一定的目標(biāo)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為人類認(rèn)識(shí)世界提供了一種全新的方法和手段,為人類去探索和研究已知以及未知的問(wèn)題提供了新的方法及思路。
充分利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所具有的鮮明特點(diǎn),在工業(yè)旅游中發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢(shì),從而完善、促進(jìn)工業(yè)旅游。
二、增強(qiáng)工業(yè)旅游中知識(shí)的傳播與普及
在工業(yè)旅游過(guò)程中,工業(yè)企業(yè)或多或少都會(huì)對(duì)工業(yè)企業(yè)的制造流程、制造工藝進(jìn)行一定的介紹,但是由于制造流程、制造工藝涉及的知識(shí)專業(yè)性、理論性較強(qiáng),有些很難通過(guò)講解員的講解完全說(shuō)明,并且很多機(jī)器設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)也是無(wú)法直接觀察到的,因此目前的講解方式還不能十分有效的進(jìn)行知識(shí)傳播。但是通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),就可以完全解決這些問(wèn)題,通過(guò)對(duì)廠房、機(jī)器設(shè)備的虛擬構(gòu)建,在計(jì)算機(jī)的虛擬平臺(tái)上就可以構(gòu)建任何我們需要的部件,不僅可以渲染動(dòng)畫進(jìn)行工作原理、工作流程的介紹,還可以提供計(jì)算機(jī)終端設(shè)備供參觀者模擬操作,從而極大提高知識(shí)的普及和傳播。
三、增強(qiáng)工業(yè)旅游中的沖擊力、感染力
由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是以計(jì)算機(jī)平臺(tái)為基礎(chǔ)的,因此通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)生成的虛擬環(huán)境、虛擬模型都可以利用計(jì)算機(jī)的圖形技術(shù)進(jìn)行畫面的優(yōu)化,從而為參觀者呈現(xiàn)出精美絢麗的畫面。在擁有了優(yōu)質(zhì)畫面的前提下,充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的優(yōu)勢(shì),聲覺(jué)、觸覺(jué)等設(shè)備營(yíng)造出完整地虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境將給予參觀者多感官的刺激,帶給參觀者強(qiáng)勁的沖擊力、感染力。
四、增強(qiáng)工業(yè)旅游過(guò)程中的安全性
在工業(yè)企業(yè)中,總是有些區(qū)域是具有一定危險(xiǎn)性的。在參觀過(guò)程中,由于人員數(shù)量多,人員的組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜,增加了工業(yè)企業(yè)管理上的難度。而利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),可以在實(shí)地參觀中避開(kāi)潛在危險(xiǎn)區(qū),通過(guò)在虛擬廠區(qū)系統(tǒng)中模擬游覽來(lái)替代實(shí)地參觀,從而徹底避免危險(xiǎn)情況的發(fā)生,增強(qiáng)工業(yè)旅游的安全性。
五、增強(qiáng)工業(yè)旅游企業(yè)的宣傳方式
通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)完成了虛擬廠區(qū)的整個(gè)系統(tǒng)之后,可以利用系統(tǒng)在多種途徑進(jìn)行知識(shí)傳播和企業(yè)宣傳。例如:在多媒體放映廳進(jìn)行大屏幕播放、裝載在單機(jī)上供使用者單機(jī)操作、還可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)使普通民眾在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行瀏覽操作、通過(guò)系統(tǒng)導(dǎo)出數(shù)據(jù)刻錄在光盤等媒介后,用戶可以在個(gè)人電腦上進(jìn)行瀏覽。總而言之,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以極大豐富工業(yè)企業(yè)現(xiàn)有的宣傳方式。
六、增強(qiáng)工業(yè)旅游企業(yè)的規(guī)劃管理能力
通過(guò)擴(kuò)展系統(tǒng)功能,可以為工業(yè)企業(yè)提供一個(gè)全三維可視化的規(guī)劃管理系統(tǒng)平臺(tái),在管理系統(tǒng)中工業(yè)企業(yè)可以對(duì)廠區(qū)的改建、擴(kuò)建規(guī)劃方案進(jìn)行可視化的評(píng)估論證,為規(guī)劃方案的修改完善提供有力的支持。同時(shí)對(duì)于廠區(qū)中的地下管線等隱蔽設(shè)備,通過(guò)系統(tǒng)可以進(jìn)行可視化的管理,從而極大提高地下管線等隱蔽設(shè)備的管理、維護(hù)水平。
本文從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)入手,對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工業(yè)旅游方面的應(yīng)用進(jìn)行了闡述,結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)特點(diǎn)對(duì)它在工業(yè)旅游應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了初步的介紹,對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工業(yè)旅游中更深入的應(yīng)用,有待于以后的研究。隨著工業(yè)旅游的不斷發(fā)展,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的進(jìn)步,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與工業(yè)旅游的結(jié)合必將更加緊密,推動(dòng)工業(yè)旅游更加蓬勃的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1] 張 潔 李同升:我國(guó)工業(yè)旅游發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].西北大學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007年6月,第37卷第3期.
[2] 莫毅華:基于VRML的可視化技術(shù)在科普展教中的應(yīng)用[D]:(碩士學(xué)位論文).華中科技大學(xué),2006.
[3] 黃心淵:虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:北京科學(xué)出版社,1999.
[4] 方 麗:虛擬校園的研究與實(shí)現(xiàn)[M].西安科技大學(xué),碩士學(xué)位論文,2007.4.
[5] 丁愛(ài)玲 周琳等.計(jì)算機(jī)圖形學(xué).西安電子科技大學(xué)出版社,2005.7.
論文摘要：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行全面仿真的技術(shù)，能夠解決學(xué)習(xí)媒體的情景化及自然交互性的要求，從而在現(xiàn)代教育領(lǐng)域內(nèi)有著極其巨大的應(yīng)用前景。本文主要探討虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)類型的劃分，及其在現(xiàn)代教育領(lǐng)域中的應(yīng)用及優(yōu)勢(shì)。
隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，新的教學(xué)媒體不斷涌現(xiàn)，繼多媒體、仿真、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之后，教學(xué)技術(shù)領(lǐng)域又出現(xiàn)了一個(gè)新型教學(xué)媒體，它就是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(virtual Reality)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行全面仿真的技術(shù)，由于它能夠創(chuàng)建與現(xiàn)實(shí)社會(huì)類似的環(huán)境，使使用者獲得身臨其境的感覺(jué)和體會(huì)，從而能夠解決學(xué)習(xí)媒體的情景化及自然交互性的要求，因而，在教育領(lǐng)域內(nèi)有著極其巨大的應(yīng)用前景，可以預(yù)言，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將成為現(xiàn)代教育領(lǐng)域內(nèi)最具有應(yīng)用前景的 “明星” 技術(shù)。
目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已在航空航天、醫(yī)學(xué)實(shí)習(xí)、建筑設(shè)計(jì)、軍事訓(xùn)練、體育訓(xùn)練、娛樂(lè)游戲等許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用?！趪?guó)外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已應(yīng)用于課堂教學(xué)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為新的教學(xué)媒體，它的出現(xiàn)無(wú)疑將對(duì)現(xiàn)代教育教學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代教育中的具體應(yīng)用
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在各方面都展現(xiàn)出了強(qiáng)大的應(yīng)用可能性，蘊(yùn)藏了無(wú)限生機(jī)，它能夠?yàn)閷W(xué)生提供生動(dòng)、逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生能夠成為虛擬環(huán)境的一名參與者，在虛擬環(huán)境中扮演一個(gè)角色，這對(duì)調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，突破教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的技能都將起到積極的作用。新興的教育形式必將因其優(yōu)越的一面而在未來(lái)教育領(lǐng)域中占有一席之地。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代教育教學(xué)中的應(yīng)用主要有以下六個(gè)方面。
1、科技研究
當(dāng)前許多高校都在積極研究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其應(yīng)用，并相繼建起了虛擬現(xiàn)實(shí)與系統(tǒng)仿真的研究室，將科研成果迅速轉(zhuǎn)化實(shí)用技術(shù)，如北京航天航空大學(xué)在分布式飛行模擬方面的應(yīng)甩浙江大學(xué)在建筑方面進(jìn)行虛擬規(guī)劃、虛擬設(shè)計(jì)的應(yīng)用；哈爾濱工業(yè)大學(xué)在人機(jī)交互方面的應(yīng)用；清華大學(xué)對(duì)臨場(chǎng)感的研究等都頗具特色 。
2、虛擬學(xué) 習(xí)環(huán)境
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)生提供生動(dòng)、逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，如建造人體模型、電腦太空旅行、化合物分子結(jié)構(gòu)顯示等，在廣泛的科目領(lǐng)域提供無(wú)限的虛擬體驗(yàn)，從而加速和鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程。親身去經(jīng)歷、親身去感受比空洞抽象的說(shuō)教更具說(shuō)服力，主動(dòng)地去交互與被動(dòng)的灌輸，有本質(zhì)的差別。
3、虛擬實(shí)驗(yàn)
利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以建立各種虛擬實(shí)驗(yàn)室，如地理、物理、化學(xué)、生物實(shí)驗(yàn)室等等，擁有傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室難以比擬的優(yōu)勢(shì)，不僅可以節(jié)省成本，還可以規(guī)避真實(shí)實(shí)驗(yàn)或操作往往會(huì)帶來(lái)各種危險(xiǎn)。
4、虛擬 實(shí)訓(xùn)基地
利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立起來(lái)的虛擬實(shí)訓(xùn)基地，其 “設(shè)備”與 “部件”多是虛擬的，可以根據(jù)隨時(shí)生成新的設(shè)備。教學(xué)內(nèi)容可以不斷更新，使實(shí)踐訓(xùn)練及時(shí)跟上技術(shù)的發(fā)展。
5、虛擬仿真校 園
教育部在一系列相關(guān)的文件中，多次涉及到了虛擬校園，闡明了虛擬校園的地位和作用。虛擬校園也是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代教育中最早的具體應(yīng)用，它由淺至深有三個(gè)應(yīng)用層面，分別適應(yīng)學(xué)校不同程度的需求：
(1)、簡(jiǎn)單的虛擬我們的校園環(huán)境供游客瀏覽。
(2)、基于教學(xué)、教務(wù)、校園生活，功能相對(duì)完整的三維可視化虛擬校園。
(3)、以學(xué)員為中心，加入一系列人性化的功能，以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為遠(yuǎn)程教育基礎(chǔ)平臺(tái) (包括虛擬考場(chǎng))。
6、虛擬遠(yuǎn)程教育
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使得Internet的一片平面世界首次出現(xiàn)了的三維場(chǎng)景，它剛一問(wèn)世，便引起了極大的反響，得到眾多的軟硬件廠商的支持，成為了Internet是最具發(fā)展前景的新興技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)在各方面都展現(xiàn) 出了強(qiáng)大的應(yīng)用可 能性 ，蘊(yùn)藏了無(wú) 限生機(jī) ，在教育領(lǐng)域中WEB站 點(diǎn)中，它可廣泛用于學(xué)習(xí)情景創(chuàng)設(shè)，增加學(xué)習(xí)內(nèi)容的形象性和趣味性；可視化的導(dǎo)航自然的人機(jī)界面等方面。如：創(chuàng)建網(wǎng)上三維圖書館。
二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代教育中的優(yōu)勢(shì)分析
1．彌補(bǔ)遠(yuǎn)程教學(xué)條件的不足。在實(shí)際教學(xué)中，往往會(huì)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、教學(xué)經(jīng)費(fèi)等方面的原因，而使一些應(yīng)該開(kāi)設(shè)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行。利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，可以彌補(bǔ)這些方面的不足學(xué)生足不出戶便可以做各種各樣的實(shí)驗(yàn)，獲得與真實(shí)實(shí)驗(yàn)一樣的體會(huì)，從而豐富感性認(rèn)識(shí) ，加深對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解。
2．避免真實(shí)實(shí)驗(yàn)或操作所帶來(lái)的各種危險(xiǎn)。以往對(duì)于危險(xiǎn)的或?qū)θ梭w健康有危害的實(shí)驗(yàn)，一般采用電視錄像的方式來(lái)取代實(shí)驗(yàn)，學(xué)生無(wú)法直接參與實(shí)驗(yàn)，獲得感性認(rèn)識(shí)。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn) ，則可以免除這種顧慮，學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，可以放心地去做各種危險(xiǎn)的或危害人體的實(shí)驗(yàn)。例如：虛擬的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以避免化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的燃燒、爆炸所帶來(lái)的危險(xiǎn)。
3．徹底打破空間、時(shí)間的限制。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以徹底打破空間的限制。大到宇宙天體，小至原子粒子，學(xué)生都可以進(jìn)入這些物體的內(nèi)部進(jìn)行觀察。例如學(xué)生可以進(jìn)入虛擬發(fā)電廠內(nèi)，考察發(fā)電機(jī)的每個(gè)部件的工作情況以及每個(gè)部件之間的相互聯(lián)系，了解整個(gè)發(fā)電過(guò)程，這是電視錄像媒體和實(shí)物媒體所無(wú)法比擬的。虛擬技術(shù)還可以突破時(shí)間的限制，一些需要幾十年甚至上百年才能觀察的變化過(guò)程，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以在很短的時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)給學(xué)生觀察。例如，生物中的孟德?tīng)栠z傳定律，用果蠅做實(shí)驗(yàn)往往要幾個(gè)月的時(shí)間，而虛擬技術(shù)在一堂課內(nèi)就可以實(shí)現(xiàn)。
4．可以虛擬人物形象。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以虛擬歷史人物、偉人、名人、教師、學(xué)生、醫(yī)生等各種人物形象，創(chuàng)設(shè)一個(gè)人性化的學(xué)習(xí)環(huán)境，使遠(yuǎn)教學(xué)生能夠在自然、親切的氣氛中進(jìn)行學(xué)習(xí)。例如，在虛擬的課堂學(xué)習(xí)氣氛中，遠(yuǎn)教學(xué)生可以與虛擬的教師、學(xué)生一起交流、討論，共同探討學(xué)習(xí)中的各種問(wèn)題，進(jìn)行協(xié)作化學(xué)習(xí)目前，盡管虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的硬件設(shè)備還比較昂貴，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)尚未能普及，但是，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，以及硬件設(shè)備價(jià)格的不斷降低，我們有理由相信，與多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)并駕齊驅(qū)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種全新的媒體，必將具有更加廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景，同時(shí)在現(xiàn)代教育領(lǐng)域，以其 自身強(qiáng)大的教學(xué)優(yōu)勢(shì)和潛力，也將會(huì)逐漸受到教育工作者的重視和青睞。我們需要緊密關(guān)注，大膽探索與應(yīng)用，最終使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代教育領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用和推廣并發(fā)揮其重要作用。
參考文獻(xiàn)
[論文摘要]在教學(xué)中運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不但能有效的提高教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且還能提升教學(xué)過(guò)程中的科技含量。闡述虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的重要作用，重點(diǎn)探討在各基礎(chǔ)學(xué)科中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用。
一、引言
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)從前沿的航天、軍事領(lǐng)域開(kāi)始進(jìn)入教育領(lǐng)域，并涉及高等教育的各個(gè)學(xué)科。計(jì)算機(jī)變成實(shí)驗(yàn)臺(tái)，軟件變成儀器，網(wǎng)絡(luò)變成實(shí)驗(yàn)室的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能形象生動(dòng)地表現(xiàn)各個(gè)學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容， 有效地營(yíng)造隨技術(shù)發(fā)展的教學(xué)環(huán)境，提高教學(xué)質(zhì)量。
二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述
虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）技術(shù)利用三維圖形生成技術(shù)、多傳感交互技術(shù)以及顯示技術(shù)，生成三維的虛擬環(huán)境，介入者利用鍵盤、鼠標(biāo)等輸入設(shè)備，或者帶上頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備進(jìn)入虛擬環(huán)境，在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，并且能夠感知和操作虛擬環(huán)境中的各種對(duì)象，獲得身臨其境的感受和體驗(yàn)。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有沉浸感、交互性和想象力三個(gè)基本特征。在具體的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以作為主角存在于虛擬環(huán)境中，對(duì)虛擬環(huán)境內(nèi)的物體進(jìn)行操作并從環(huán)境中得到自然的反饋，而且當(dāng)學(xué)生沉浸在多維信息空間中時(shí)，能夠主動(dòng)地獲取知識(shí)，尋求解答，形成新的概念。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以其諸多的優(yōu)點(diǎn)決定了它在教育領(lǐng)域中的重要作用。一是避免真實(shí)實(shí)驗(yàn)或操作所帶來(lái)的各種危險(xiǎn)并降低真實(shí)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)用品損耗；二是在虛擬實(shí)驗(yàn)中可以獲得與真實(shí)實(shí)驗(yàn)一樣的學(xué)習(xí)效果，還可根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展需求“引入”新設(shè)備，不斷對(duì)新設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)展。三是徹底打破空間與時(shí)間的限制。總之，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合多媒體技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，能提高實(shí)驗(yàn)效果與效率，充分發(fā)揮教學(xué)優(yōu)勢(shì)。
三、虛擬實(shí)驗(yàn)室的實(shí)現(xiàn)
虛擬實(shí)驗(yàn)室是由虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)生成的一類適于進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括相應(yīng)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、有關(guān)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)對(duì)象以及實(shí)驗(yàn)信息資源等。在虛擬實(shí)驗(yàn)室中，學(xué)生能夠在計(jì)算機(jī)建立的三維的模擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中從不同的視角觀察一個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)象，通過(guò)鼠標(biāo)的選擇或者拖曳操作便可完成與虛擬實(shí)驗(yàn)對(duì)象之間的交互。
（一）仿真實(shí)驗(yàn)
虛擬實(shí)驗(yàn)室實(shí)際上就是數(shù)字化的仿真技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，一個(gè)真正的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的前臺(tái)是多媒體或是虛擬化的環(huán)境，后臺(tái)是實(shí)時(shí)仿真的過(guò)程。
目前的仿真軟件很多，如EASY-T、VT-LINK3.3、SPW、Cadance、Mentor、MatLab、Protel2004、LabView、OpenGL、MultiGen等。在構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體需求，選擇合適的開(kāi)發(fā)工具。如何將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與虛擬化的儀器或多媒體環(huán)境有機(jī)的結(jié)合起來(lái)是虛擬實(shí)驗(yàn)室建立的關(guān)鍵和核心技術(shù)。
（二）支持技術(shù)
目前國(guó)內(nèi)外對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)發(fā)大致采用以下幾種方法 ：
1．使用JAVA+VRML進(jìn)行開(kāi)發(fā)。Java目前已經(jīng)成為跨平臺(tái)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)的一種規(guī)范，主要討論對(duì)象行為。VRML 是一種虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言，著重于虛擬場(chǎng)景中對(duì)象的特征。采用JAVA+VRML混合編程是實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜動(dòng)態(tài)場(chǎng)景控制等高級(jí)交互功能的有效方法。但基于VRML虛擬現(xiàn)實(shí)的虛擬實(shí)驗(yàn)在制作上較復(fù)雜，客戶端需要有大量的專業(yè)的設(shè)備（如頭盔、觸覺(jué)手套等），附加成本較高，并且運(yùn)行VRML對(duì)客戶端計(jì)算機(jī)的性能要求也很高。
2．使用ActiveX控件進(jìn)行開(kāi)發(fā)。ActiveX技術(shù)是Microsoft為適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要而將OLE技術(shù)在Internet上的重定義。在虛擬實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，代碼復(fù)用性對(duì)于持續(xù)開(kāi)發(fā)過(guò)程尤為重要。可以利用VB、VC++、Delphi、Builder等任何一種支持COM規(guī)范的開(kāi)發(fā)工具來(lái)進(jìn)行ActiveX控件的開(kāi)發(fā)。由于ActiveX控件只能運(yùn)行在基于Microsoft Windows的操作系統(tǒng)，因而移植性和通用性較差。
3．使用QuickTime VR進(jìn)行開(kāi)發(fā)。QuickTime VR（簡(jiǎn)稱QTVR）是新一代的、基于靜態(tài)圖像處理的實(shí)景建模的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。QTVR可以應(yīng)用照片、錄像或數(shù)字圖像等離散數(shù)據(jù)來(lái)創(chuàng)建虛擬環(huán)境，完成三維空間及三維物體的造型，并實(shí)現(xiàn)全方位觀察。具有更高的真實(shí)感、更豐富的圖像和更鮮明的細(xì)節(jié)特征。QTVR制作簡(jiǎn)單、周期較短、可控性也很強(qiáng)，對(duì)開(kāi)發(fā)一些簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件的難度不大。
4．使用FLASH進(jìn)行開(kāi)發(fā)。FLASH是一種基于矢量的圖形系統(tǒng)，具有短小精悍、任意縮放、兼容性良好、嵌入ActionScript腳本功能等特點(diǎn)。而且Flash中的工作組功能極為強(qiáng)大，包含一套新的工作流程，可自動(dòng)更新Flash網(wǎng)站的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，從而大大節(jié)約了開(kāi)發(fā)者的時(shí)間。因此，F(xiàn)lashActionScript是網(wǎng)上教學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的最佳平臺(tái)。
（三）功能模塊設(shè)計(jì)
無(wú)論建設(shè)哪個(gè)學(xué)科的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，從功能模塊上均可劃分為三個(gè)部分。
1．網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。用戶可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)個(gè)人信息并經(jīng)過(guò)驗(yàn)證后登錄虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。登錄該系統(tǒng)后學(xué)生可自主選擇將要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)際需要獲得相關(guān)的指導(dǎo)。
2．仿真實(shí)驗(yàn)。采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)來(lái)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停O(shè)計(jì)出用于測(cè)試的虛擬儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)線路或回路、實(shí)驗(yàn)元器件或構(gòu)件庫(kù)、判別實(shí)驗(yàn)效果的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等。用戶選擇相關(guān)的仿真實(shí)驗(yàn)以后，根據(jù)提示進(jìn)行相關(guān)的操作，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
3．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)。為虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供相關(guān)的數(shù)據(jù)服務(wù)。維護(hù)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息及用戶的相關(guān)權(quán)限，為仿真實(shí)驗(yàn)提供支持。
四、結(jié)束語(yǔ)
如何將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)很好地運(yùn)用于教學(xué)中是目前教育領(lǐng)域發(fā)展的一個(gè)新熱點(diǎn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中具有廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。虛擬實(shí)驗(yàn)的普及能更好的提高教學(xué)效率，優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，達(dá)到更好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)
[1]孫宏彬等，VRML－Java遠(yuǎn)程虛擬教學(xué)平臺(tái)的研究與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2003（2）.
[2]許又泉、譚敏生、鄧軼華，網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室及其實(shí)現(xiàn)方法研究[J].邵陽(yáng)學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004（03）.
論文關(guān)鍵詞：現(xiàn)代教育技術(shù)；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；高職教育；實(shí)踐教學(xué)
一、引言
當(dāng)今社會(huì)以計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為核心的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，已經(jīng)滲透到各行各業(yè)，對(duì)人們的工作方式、學(xué)習(xí)方式和生活方式產(chǎn)生重大的影響。教育如何迎接信息時(shí)代的挑戰(zhàn)，已成為教育界關(guān)注的焦點(diǎn)。現(xiàn)代教育技術(shù)已廣泛應(yīng)用于教育領(lǐng)域，把教學(xué)技術(shù)信息化數(shù)字資源和學(xué)習(xí)方式納入高職學(xué)生的學(xué)科課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生可以有效地、切身實(shí)際地運(yùn)用教育信息技術(shù)的各種形式，達(dá)到進(jìn)行富有創(chuàng)意和身臨其境的主動(dòng)的學(xué)習(xí)。
高職教育承擔(dān)著為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的職責(zé)，實(shí)踐教學(xué)是高職院校實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)人才的重要環(huán)節(jié)。目前，學(xué)生實(shí)踐能力不強(qiáng)制約了高職教育的發(fā)展。因此，將現(xiàn)代教育技術(shù)與高職實(shí)踐教學(xué)有機(jī)融合，充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量和效果上升到一個(gè)新的高度，已成為高職教育改革面臨的新課題。
二、高職實(shí)踐教學(xué)存在的主要問(wèn)題
我國(guó)高職實(shí)踐教學(xué)中存在的突出問(wèn)題主要有以下幾點(diǎn)：（一）實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備單價(jià)高，隨著設(shè)備的臺(tái)數(shù)增加，購(gòu)置的經(jīng)費(fèi)也需增加。而且每次使用的設(shè)備成本也較大；（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)備更新速度相對(duì)滯后于技術(shù)更新的速度。如果按照當(dāng)前技術(shù)更新的速度同步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)備的更新，投入將非常巨大，造成的浪費(fèi)也將是非常巨大；（三）由于學(xué)生練習(xí)造成的實(shí)驗(yàn)故障等原因，容易導(dǎo)致設(shè)備非正常損耗；（四）一些實(shí)驗(yàn)對(duì)沒(méi)有操作經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，存在一定的危險(xiǎn)性。這些都是目前高職實(shí)踐教育難以解決的問(wèn)題。因此，科學(xué)地運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)，促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)整體優(yōu)化，是深化教育改革的需要，也是擺在我們面前的迫切任務(wù)。
三、現(xiàn)代教育技術(shù)對(duì)高職實(shí)踐教學(xué)的影響
現(xiàn)代教育技術(shù)相對(duì)于教育技術(shù)并沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，只是為了突出“現(xiàn)代”二字，以便更多地注意探索一些與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)有關(guān)的要素，吸收現(xiàn)代科技成果和系統(tǒng)思維方法，使教育技術(shù)更具有時(shí)代性，更加科學(xué)化、系統(tǒng)化。繼多媒體教學(xué)出現(xiàn)之后，現(xiàn)代教育教學(xué)領(lǐng)域又浮現(xiàn)出了一種新型的技術(shù)，即虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)綜合利用了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)和多傳感器技術(shù)，模擬人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感覺(jué)器官功能，使人能夠沉浸在計(jì)算機(jī)生成的虛擬境界中，并能夠通過(guò)語(yǔ)言、手勢(shì)等自然的方式與之進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，創(chuàng)建了一種適人化的多維信息空間。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)曾與多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教育被看作是教學(xué)領(lǐng)域的三大創(chuàng)新技術(shù)。在國(guó)外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)在課堂教學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用，作為新的教學(xué)技術(shù)，不可避免的將對(duì)高職教學(xué)產(chǎn)生非常深遠(yuǎn)的影響。
（一）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又稱靈境技術(shù)，是以沉浸性、交互性和構(gòu)想性為基本特征的計(jì)算機(jī)高級(jí)人機(jī)界面。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有以下特點(diǎn)：1、多感知性。一般的計(jì)算機(jī)只能提供學(xué)生二維視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)信息，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以提供給學(xué)生三維視覺(jué)、立體聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、力覺(jué)、甚至味覺(jué)、嗅覺(jué)信息。理想的虛擬現(xiàn)實(shí)可以提供給學(xué)生在物理現(xiàn)實(shí)世界能夠獲得的所有感知覺(jué)信息；2、沉浸性。如前所述，由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以提供給學(xué)生全方位感知覺(jué)信息，會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生如臨其境的感受，錢學(xué)森正是基于這一特點(diǎn)將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)稱之為靈境技術(shù)。而北京大學(xué)的朱照宣等則認(rèn)為，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)稱之為臨境技術(shù)更為貼切；3、交互性。在虛擬環(huán)境之中，學(xué)生不是作為被動(dòng)的信息接受者，而是作為主動(dòng)的參與者投身其中。比如，在虛擬飛行器中進(jìn)行飛行訓(xùn)練的飛行員就是通過(guò)信息反饋機(jī)制與周圍的虛擬環(huán)境相互作用的?？梢哉J(rèn)為，這種交互性使虛擬現(xiàn)實(shí)成為人類認(rèn)識(shí)與實(shí)踐的新領(lǐng)域。
（二）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高職實(shí)踐教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)
利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立的各種虛擬實(shí)驗(yàn)室，擁有傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室難以比擬的優(yōu)勢(shì)。我們從熱力學(xué)第二定律即熵的定律的視角來(lái)看，較之傳統(tǒng)“能耗型”技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種熵增較小的“綠色技術(shù)”。從環(huán)境保護(hù)可持續(xù)發(fā)展的角度來(lái)看，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅可以滿足人類短期的需求，而且使人類長(zhǎng)期的需求——環(huán)境、資源等方面也得到較好的滿足。
利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立起來(lái)的虛擬實(shí)驗(yàn)室，其“設(shè)備”與“部件”都是虛擬的，可以根據(jù)隨時(shí)生成新的設(shè)備。教學(xué)內(nèi)容可以不斷更新，使實(shí)踐訓(xùn)練及時(shí)跟上技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)的沉浸性和交互性，使學(xué)生能夠在虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境中扮演一個(gè)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。包括體育技能、汽車駕駛技能、果樹(shù)栽培技能、電器維修技能等各種職業(yè)技能的訓(xùn)練。由于虛擬的訓(xùn)練系統(tǒng)無(wú)任何危險(xiǎn)，學(xué)生可以不厭其煩地反復(fù)練習(xí)，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，可以放心地去做各種危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)，直至掌握操作技能為止。 轉(zhuǎn)貼于
利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以徹底打破時(shí)間與空間的限制。大到宇宙天體，小至原子粒子，學(xué)生都可以進(jìn)入這些物體的內(nèi)部進(jìn)行觀察。一些需要幾十年甚至上百年才能觀察的變化過(guò)程，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以在很短的時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)給學(xué)生觀察。目前高職實(shí)踐教學(xué)存在的主要問(wèn)題，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，相信都能得到解決。
（三）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)改變了傳統(tǒng)教學(xué)的模式
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于教育是教育技術(shù)發(fā)展的一個(gè)飛躍。虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)人臨場(chǎng)化，參與者與虛擬環(huán)境是互相作用、互相影響的一個(gè)整體的兩個(gè)方面。它營(yíng)造了“自主學(xué)習(xí)”的環(huán)境，由傳統(tǒng)的“以教促學(xué)”的學(xué)習(xí)方式代之以由學(xué)習(xí)者通過(guò)自身與信息和環(huán)境的相互作用來(lái)得到知識(shí)、技能的新型學(xué)習(xí)方式。虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)不但提供良好的人機(jī)交互，還允許學(xué)生出錯(cuò)時(shí)．自行了解錯(cuò)誤的根源和后果，從而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)式的學(xué)習(xí)風(fēng)格和策略，以及高層次的思維技能。
職業(yè)技術(shù)教育傳授技能的過(guò)程，很多內(nèi)容和技術(shù)需要情景化，實(shí)時(shí)化的教學(xué)手段來(lái)完成，通過(guò)親身經(jīng)歷能加速這一過(guò)程和鞏固所傳授的知識(shí)。親身去經(jīng)歷、親身去感受比空洞抽象的說(shuō)教更具說(shuō)服力。主動(dòng)地去交互與被動(dòng)的灌輸，有本質(zhì)的差別。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以很好的滿足這一特殊要求。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸性和交互性，使學(xué)生能夠在虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境中扮演一個(gè)角色，全身心地投人到學(xué)習(xí)中去。虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)不受空間位置的限制，可讓師生共處于一個(gè)虛擬空間。通過(guò)師生之間、學(xué)生之間的協(xié)作，培養(yǎng)學(xué)生協(xié)同工作的意識(shí)，使學(xué)生具備適應(yīng)大系統(tǒng)工作的能力。這非常有利于學(xué)生的技能訓(xùn)練，對(duì)高職教育有著無(wú)比強(qiáng)大的推動(dòng)作用。
四、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可能產(chǎn)生負(fù)面影響和采取的對(duì)策
（一）可能產(chǎn)生負(fù)面影響分析
任何技術(shù)都是一把雙刃刀，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也不例外。較之傳統(tǒng)“能耗型”技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種熵增較小的“綠色技術(shù)”。但是，“從熵增原理——熱力學(xué)第二定律來(lái)看，信息作為使組織有序是相對(duì)的，信息作為熵增或成為污染、垃圾是絕對(duì)的。”由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也必然會(huì)引起熵增，所以應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)自然生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的負(fù)面影響也不容忽視。1、隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)廣泛應(yīng)用，所產(chǎn)生的電子垃圾對(duì)環(huán)境造成的污染也呈日益加重的趨勢(shì)；2、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的交互性功能再大，它也是現(xiàn)實(shí)交往的補(bǔ)充，不能成為全部。一些學(xué)生沉溺于虛擬網(wǎng)絡(luò)交往，不僅會(huì)弱化現(xiàn)實(shí)社會(huì)的交往能力，而且會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的心理疾病；3、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)大大增加了學(xué)生的認(rèn)識(shí)與實(shí)踐能力，但是也使學(xué)生無(wú)需運(yùn)用想象力來(lái)溝通現(xiàn)實(shí)與自身體驗(yàn)之間的鴻溝。從而導(dǎo)致想象力退化。
（二）采取的對(duì)策
盡管虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)高職教學(xué)有很大的推動(dòng)作用，但是它的負(fù)面影響也不容輕視。1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)只是專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的有力補(bǔ)充。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)雖能對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行虛擬仿真，但鑒于目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，虛擬教學(xué)系統(tǒng)不太適合學(xué)生進(jìn)行探索性的實(shí)踐。虛擬化的結(jié)構(gòu)部件不能對(duì)真實(shí)結(jié)構(gòu)做到完全模擬，因此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的引入并不能完全代替專業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐教學(xué)；2、虛擬教學(xué)系統(tǒng)容易使學(xué)生對(duì)危險(xiǎn)操作忽視。如果學(xué)生在虛擬學(xué)習(xí)系統(tǒng)中進(jìn)行了多次的實(shí)訓(xùn)后，他們可能會(huì)產(chǎn)生兩種不良習(xí)慣：（1）在實(shí)際工作過(guò)程中不注意技能技術(shù)操作的各種不良后果；（2）沉迷于虛擬教學(xué)環(huán)境中，對(duì)現(xiàn)實(shí)工作中的技能操作不感興趣。所以，在設(shè)計(jì)虛擬學(xué)習(xí)系統(tǒng)時(shí)，需要加入實(shí)際工作中的操作提示。或者用多媒體手段演示不良操作的后果。在教學(xué)組織上，需要盡可能采用“熟練的虛擬訓(xùn)練+實(shí)際的動(dòng)手訓(xùn)練”相結(jié)合的教學(xué)方式。
總之，引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可有效解決實(shí)踐教學(xué)需要與實(shí)物教學(xué)投資成本大之間的矛盾，同時(shí)對(duì)專業(yè)教學(xué)的內(nèi)容、方法和手段可以進(jìn)行有效地變革。但也應(yīng)注意，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的引入并不能完全替代現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐教學(xué)，而應(yīng)該將兩者有機(jī)結(jié)合，開(kāi)創(chuàng)實(shí)踐教學(xué)的新模式。
論文摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)在動(dòng)畫當(dāng)中起著不可或缺的作用，它推動(dòng)了動(dòng)漫領(lǐng)域的發(fā)展，如今，“動(dòng)漫”已經(jīng)不僅僅是一種藝術(shù)現(xiàn)象，它更是一種影響日常生活的方式。計(jì)算機(jī)和藝術(shù)的完美結(jié)合沖擊著我們的生活，不久一切不可能都將變成可能。
“動(dòng)漫”是動(dòng)畫與漫畫的合稱，是造型藝術(shù)的一門分支，以其活潑生動(dòng)、個(gè)性鮮明獨(dú)特的藝術(shù)表現(xiàn)力在各個(gè)時(shí)期和地區(qū)都倍受青睞。近幾年來(lái)，“動(dòng)漫”已經(jīng)從平面媒體和電視媒體擴(kuò)展到游戲機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、玩具等眾多的領(lǐng)域，“動(dòng)漫”已成為全球新興的重要產(chǎn)業(yè)。
一、“動(dòng)漫”的發(fā)展概況
“上世紀(jì)中期，日本動(dòng)漫宗師手冢治蟲，最早把電影分鏡頭語(yǔ)言融入到漫畫構(gòu)圖之中，他還把自己的漫畫改編成了動(dòng)畫作品，產(chǎn)品大獲成功。自此日本動(dòng)漫界紛紛效仿，形成了一股龐大的“動(dòng)漫”綜合創(chuàng)作浪潮。80年代，這種全新的動(dòng)、漫畫結(jié)合的形式傳入了中國(guó)，深受青少年觀眾和讀者的喜愛(ài)，也掀起了一股“動(dòng)漫”狂潮。
動(dòng)漫，是將孤立的卡通藝術(shù)形象，通過(guò)制作將無(wú)生命的東西賦予人類的動(dòng)作和情感。包括策劃、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到傳播，再到相關(guān)衍生產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，形成一個(gè)完整循環(huán)的工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的提高，逐步實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)的二維和三維漫畫，極大的豐富了視聽(tīng)語(yǔ)言和創(chuàng)作藝術(shù)空間，延伸了觀賞、體驗(yàn)等娛樂(lè)功能。
從全球來(lái)看，動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)，其中日本作為動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)的第一大國(guó)，有著強(qiáng)大的市場(chǎng)占有率，而在美國(guó)，網(wǎng)絡(luò)游戲成為動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)的主力軍，作為全美最大的娛樂(lè)業(yè)，其產(chǎn)值業(yè)已連續(xù)四年超過(guò)好萊塢電影業(yè)；同樣，在韓國(guó)無(wú)論是數(shù)字音樂(lè)、網(wǎng)絡(luò)游戲還是電影、電視或手機(jī)游戲，相關(guān)產(chǎn)品在東南亞的各個(gè)國(guó)家風(fēng)靡一時(shí)，特別是在信息娛樂(lè)領(lǐng)域，通過(guò)寬帶、3G技術(shù)和休閑娛樂(lè)內(nèi)容相結(jié)合，韓國(guó)在娛樂(lè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展上實(shí)際已經(jīng)領(lǐng)先于很多信息產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家。由三維動(dòng)畫、Flash動(dòng)畫、全息動(dòng)畫等嶄新的動(dòng)漫形式形成的動(dòng)漫文化已經(jīng)在不同國(guó)家與地區(qū)形成主流的文化形式。近些年來(lái)，仿真技術(shù)進(jìn)步顯著，尤其是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)成為計(jì)算機(jī)和藝術(shù)領(lǐng)域的新寵。這些先進(jìn)的技術(shù)必將引領(lǐng)“動(dòng)漫”進(jìn)入一個(gè)全新的時(shí)代。
二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與藝術(shù)相結(jié)合的新興產(chǎn)物，是一種以沉浸性、交互性和構(gòu)想性為基本特征的計(jì)算機(jī)高級(jí)人機(jī)界面。它的交互性、沉浸感特性使它與一般的三維計(jì)算機(jī)圖形截然不同：它利用了多種計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬人的感覺(jué)器官功能，創(chuàng)建了一種適人化的多維空間，強(qiáng)調(diào)的是一種身臨其境的感覺(jué)，采用的是人與人之間自然的交互方式。它模擬的方式為使用者創(chuàng)造了一個(gè)實(shí)時(shí)反映對(duì)象變化與相互作用的三維圖形世界，在視、聽(tīng)、觸摸等感知行為的逼真體驗(yàn)中，使參與者可以獲得直接參與和探索虛擬對(duì)象在所處環(huán)境中的作用與變化，仿佛置身于一個(gè)虛擬的世界中。
虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)一般由專業(yè)圖形處理計(jì)算機(jī)、應(yīng)用軟件系統(tǒng)、輸入設(shè)備和演示設(shè)備等組成，軟件分為建模軟件和實(shí)時(shí)仿真軟件兩大類，常用的建模軟件有3DS MAX、MAYA等。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中任何復(fù)雜虛擬環(huán)境的創(chuàng)建都需要使用計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)三維圖形學(xué)和三維仿真技術(shù)。所以掌握這些技術(shù)是實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的關(guān)鍵。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是多種技術(shù)的結(jié)合，主要的技術(shù)包括以下幾種：
動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)。動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)是核心技術(shù)，建立虛擬環(huán)境來(lái)獲取實(shí)際三維環(huán)境的數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)建立虛擬環(huán)境模型。
實(shí)時(shí)三維圖形生成技術(shù)、足夠的刷新頻率和清晰度，并開(kāi)發(fā)寬視場(chǎng)立體顯示技術(shù)。由于虛擬物體要有具體三維結(jié)構(gòu)的顯示，其中要有視差提供的深度信息，所以圖像顯示要具有足夠大的視場(chǎng)。
傳感器技術(shù)，尤其是觸覺(jué)（力覺(jué)）、嗅覺(jué)等傳感器技術(shù)。要讓用戶在虛擬的環(huán)境下直接操作虛擬物體，并感受到與在真實(shí)環(huán)境下一樣的感覺(jué)，真正達(dá)到虛擬現(xiàn)實(shí)的效果。
交互技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)質(zhì)性特征就是交互性，其最終目的就是對(duì)時(shí)空環(huán)境的現(xiàn)實(shí)構(gòu)想。虛擬物體與用戶間的交互是三維的用戶，是交互作用的主體。用戶能感覺(jué)到自己在虛擬環(huán)境中對(duì)物體的控制，交互是多感知的，用戶可以使用與現(xiàn)實(shí)生活不同的方式與虛擬物體交互。
三、使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的漫游動(dòng)畫
應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)不同于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，它實(shí)現(xiàn)了可全方位、完全由用戶自由控制的逼真的、純?nèi)S的場(chǎng)景。
虛擬現(xiàn)實(shí)不僅僅是一個(gè)演示媒體，而且還是一個(gè)設(shè)計(jì)工具。它以視覺(jué)形式深刻地反映了設(shè)計(jì)者的思想，虛擬現(xiàn)實(shí)可以把這種構(gòu)思變成看得見(jiàn)的環(huán)境。在設(shè)計(jì)階段的檢查必不可少，多種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較，檢查設(shè)計(jì)有無(wú)缺陷，例如，整個(gè)城區(qū)的布局、整個(gè)社區(qū)協(xié)調(diào)與否、單個(gè)建筑物的風(fēng)格、植被的分布情況，還包括室內(nèi)的裝修風(fēng)格、家具的款式以及擺放位置等。利用相應(yīng)的虛擬手段可以讓設(shè)計(jì)師和用戶在接近真實(shí)的環(huán)境中，提前體驗(yàn)最終的三維效果。在設(shè)計(jì)比較時(shí)，設(shè)計(jì)師可以根據(jù)季節(jié)切換相應(yīng)的場(chǎng)景，或根據(jù)一天中的不同時(shí)間，顯示明暗程度不同的視覺(jué)效果，也可以點(diǎn)擊某一建筑，來(lái)觀看它的建造過(guò)程，甚至可以將其與不同階段的建筑、景觀或裝飾的預(yù)算數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起。
環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的目的是通過(guò)對(duì)各種空間環(huán)境進(jìn)行創(chuàng)造進(jìn)一步地為人服務(wù)，設(shè)計(jì)者始終需要把人對(duì)環(huán)境的要求，包括物質(zhì)使用和精神兩方面，放在設(shè)計(jì)的首位。
四、結(jié)束語(yǔ)
動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)是文化和科技相結(jié)合的創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)，是21世紀(jì)最有希望的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。我國(guó)早已有相關(guān)的人員在圖形技術(shù)上進(jìn)行了努力的學(xué)習(xí)和鉆研?，F(xiàn)在己經(jīng)取得了一定的成績(jī)，但是在一些特殊效果的程序開(kāi)發(fā)方面取得的成績(jī)較少。隨著互聯(lián)網(wǎng)與3G技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，動(dòng)漫藝術(shù)作品的傳播渠道和受眾面將會(huì)越來(lái)越廣，雖然目前我國(guó)的動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)影響力不夠大，但是相信有著五千年歷史積累的豐富文化底蘊(yùn)的中國(guó)，會(huì)用本土文化的魅力打開(kāi)世界動(dòng)漫的大門，走進(jìn)世界動(dòng)漫游戲產(chǎn)業(yè)的大舞臺(tái)。
參考文獻(xiàn)：
【 關(guān)鍵詞 】 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；計(jì)算機(jī)教學(xué)
1 引言
隨著現(xiàn)代的科技進(jìn)步，我們的教學(xué)手段從傳統(tǒng)的一支粉筆一塊黑板和三尺講臺(tái)組合的舊時(shí)代，走向了以各種高科技手段輔助教學(xué)的新時(shí)代，尤其是以計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)技術(shù)為代表。在這樣的大環(huán)境下，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)映入了我們的眼簾。未來(lái)的教學(xué)環(huán)境下我們將更多的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行我們的教學(xué)過(guò)程，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將是一種非常行之有效的教學(xué)輔助手段，將給我們的教學(xué)過(guò)程帶來(lái)劃時(shí)代的變革。
2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是伴隨多媒體技術(shù)發(fā)展起來(lái)的計(jì)算機(jī)新技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是利用三維圖形生成技術(shù)、多傳感交互技術(shù)以及高分辨率顯示技術(shù)，生成三維逼真的虛擬環(huán)境，用戶需要通過(guò)特殊的交互設(shè)備才能進(jìn)入虛擬環(huán)境中。這是一門嶄新的綜合性信息技術(shù)，它融合了數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)等多個(gè)信息技術(shù)分支。虛擬現(xiàn)實(shí)的主要特征包括多感知性（Multi-Sensory）、浸沒(méi)感（Immersion）、交互性（Interactivity）、構(gòu)想性（Imagination）等。
作為一個(gè)教育者，我們都知道，人類在教育過(guò)程中，是一個(gè)知識(shí)、技術(shù)傳承的過(guò)程，也可以說(shuō)是一種經(jīng)驗(yàn)的傳承過(guò)程。我們教育者迫切地需要一種工具，可以為受教育者直觀地展示他們所要學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)場(chǎng)景，讓他們?cè)O(shè)身處地地在這樣的場(chǎng)景下接受我們的經(jīng)驗(yàn)傳承，那樣應(yīng)該是事半功倍的。另外，在傳授經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程中我們可以使用真實(shí)的工具，但我們的教育資源是有限的，如何得到更多的工具提供給受教育者，這也是我們教育者面臨的客觀難題。綜上所述，我們教育者在教學(xué)過(guò)程中遇到的諸多難題都可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)解決。
3 教學(xué)中的應(yīng)用
虛擬現(xiàn)實(shí)是在計(jì)算機(jī)中構(gòu)造出一個(gè)形象逼真的模型。人與該模型可以進(jìn)行交互，并產(chǎn)生與真實(shí)世界中相同的反饋信息，使人們獲得和真實(shí)世界中一樣的感受。當(dāng)人們需要構(gòu)造當(dāng)前不存在的環(huán)境（合理虛擬現(xiàn)實(shí)）、人類不可能達(dá)到的環(huán)境（夸張?zhí)摂M現(xiàn)實(shí)）或構(gòu)造純粹虛構(gòu)的環(huán)境（虛幻虛擬現(xiàn)實(shí)）以取代需要耗資巨大的真實(shí)環(huán)境時(shí)，就可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。在虛擬教學(xué)方面，可以應(yīng)用教學(xué)模擬進(jìn)行演示、探索、游戲教學(xué)。利用簡(jiǎn)易型虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)表現(xiàn)某些系統(tǒng)（自然的、物理的、社會(huì)的）的結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)，為學(xué)生提供一種可供他們體驗(yàn)和觀測(cè)的環(huán)境。建立教學(xué)模擬的關(guān)鍵工作是創(chuàng)建被模擬對(duì)象（真實(shí)世界）的模型，然后用計(jì)算機(jī)描述此模型，通過(guò)運(yùn)算產(chǎn)生輸出。這些輸出能夠在一定程度上反映真實(shí)世界的行為。虛擬教學(xué)模擬是一種十分有價(jià)值的 CAI 模式。
現(xiàn)階段，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用還停留在比較淺的層次，譬如說(shuō)多媒體課件的開(kāi)發(fā)等，這些技術(shù)屬于桌面級(jí)的虛擬現(xiàn)實(shí)。桌面虛擬現(xiàn)實(shí)利用個(gè)人計(jì)算機(jī)和低級(jí)工作站進(jìn)行仿真，計(jì)算機(jī)的屏幕用來(lái)作為用戶觀察虛擬境界的一個(gè)窗口，各種外部設(shè)備一般用來(lái)駕馭虛擬境界，并且有助于操縱在虛擬情景中的各種物體。這些外部設(shè)備包括鼠標(biāo)、追蹤球、力矩球等。它要求參與者使用位置跟蹤器和另一個(gè)手控輸入設(shè)備，如鼠標(biāo)、追蹤球等，坐在監(jiān)視器前，通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕觀察360度范圍內(nèi)的虛擬境界，并操縱其中的物體，但這時(shí)參與者并沒(méi)有完全投入，因?yàn)樗匀粫?huì)受到周圍現(xiàn)實(shí)環(huán)境的干擾。桌面級(jí)的虛擬現(xiàn)實(shí)最大特點(diǎn)是缺乏完全投入的功能，但是成本也相對(duì)低一些，比較適用于教學(xué)過(guò)程中采用多媒體教學(xué)課件或教學(xué)軟件的應(yīng)用。
4 實(shí)例說(shuō)明
以一套計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備的安裝、維修調(diào)試的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)為例。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)三維建模軟件，真實(shí)還原計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)，然后運(yùn)用程序設(shè)計(jì)技術(shù)賦予每一個(gè)計(jì)算機(jī)硬件以相對(duì)應(yīng)的真實(shí)性能參數(shù)，這樣一套計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備的安裝、維修調(diào)試的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)就完成了。當(dāng)然這個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程隨著仿真程度越高也將越復(fù)雜，投入的各種資源也將越多。
使用者在使用系統(tǒng)的時(shí)候，將以第一人稱視角進(jìn)入場(chǎng)景中，整個(gè)場(chǎng)景為三維建模而成，操作者可圍繞一整的計(jì)算機(jī)進(jìn)行漫游。當(dāng)鼠標(biāo)點(diǎn)擊某個(gè)計(jì)算機(jī)部件時(shí)，在鼠標(biāo)位置將顯示該部件名稱。鼠標(biāo)右鍵單擊該配件將彈出菜單選項(xiàng)，內(nèi)容包括提取部件，整機(jī)的其他部分將隱藏，單獨(dú)顯示該部件，使用者可通過(guò)鼠標(biāo)旋轉(zhuǎn)放大該部件，并利用動(dòng)畫加解說(shuō)的形式對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)硬件安裝調(diào)試過(guò)程進(jìn)行演示，在演示的過(guò)程中應(yīng)可以進(jìn)行暫停、播放、快進(jìn)等操作。還可以事先為使用者預(yù)設(shè)多個(gè)計(jì)算機(jī)硬件故障，并規(guī)定檢修時(shí)間，使用者將以第一人稱視角進(jìn)入場(chǎng)景中，按照設(shè)置好的步驟對(duì)計(jì)算機(jī)硬件進(jìn)行檢查，模擬實(shí)際的計(jì)算機(jī)硬件檢修過(guò)程。當(dāng)鼠標(biāo)點(diǎn)擊選中某個(gè)部件時(shí)，顯示該部件的名稱、方位信息，發(fā)現(xiàn)該部件存在故障時(shí)，可對(duì)故障進(jìn)行確認(rèn)，并在界面上顯示故障名稱及數(shù)量等。
當(dāng)然隨著未來(lái)科技的進(jìn)步，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中還可以實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中更高端的——投入的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。高級(jí)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)提供完全投入的功能，使用戶有一種置身于虛擬境界之中的感覺(jué)。它利用頭盔式顯示器或其它設(shè)備，把參與者的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和其它感覺(jué)封閉起來(lái)，并提供一個(gè)新的、虛擬的感覺(jué)空間，并利用位置跟蹤器、數(shù)據(jù)手套、其它手控輸入設(shè)備、聲音等使得參與者產(chǎn)生一種身在虛擬環(huán)境中，并能全心投入和沉浸其中的感覺(jué)。這樣的技術(shù)，完全可以排除周圍現(xiàn)實(shí)環(huán)境的干擾，真正地做到身臨其近感覺(jué)，給受教育者完全“真實(shí)”地經(jīng)驗(yàn)感受。
5 結(jié)束語(yǔ)
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)和理論分析、科學(xué)實(shí)驗(yàn)一起，成為人類探索客觀世界規(guī)律三大手段。我們教育者更應(yīng)該善于應(yīng)用這種先進(jìn)的輔助教學(xué)手段，使我們的知識(shí)、技術(shù)傳承過(guò)程更直接，使受教育者能夠更直觀的感受知識(shí)內(nèi)容，更好地完成學(xué)業(yè)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在未來(lái)的教育教學(xué)過(guò)程中必將占據(jù)越來(lái)越重要的位置，成為教學(xué)過(guò)程中不可或缺的重要元素。
參考文獻(xiàn)
[l] 張濤.多媒體技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí).清華大學(xué)出版社，2012-2-28.
[2] 賀雪晨等編著.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用教程.清華大學(xué)出版社， 2012-6-1.
