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。学而不思则罔，思而不学则殆，下面是山草香漂亮的小编给家人们收集整理的虚拟现实技术案例（精选7篇），欢迎阅读。
虚拟现实技术 篇一
1.虚拟现实技术可以增强环境艺术设计的画面感
近年来，随着经济的快速发展，我国的城市化进程越来越快，许多公共环境需要进行设计，虚拟现实技术的运用能够形成逼真的虚拟环境，以刺激公众的听觉、视觉、触觉等感官，使公众享受身临其境的感觉，也能够集中公众的注意力，加深记忆和印象，增强环境艺术设计的画面感。
2.虚拟现实技术可以减少费用损失
在建设一个重大工程之前，人们可以通过虚拟现实技术构建建筑的结构和图形，为建设项目提供框架引导。设计人员根据虚拟图的引导能够更精确地设计图纸、进行材料预算，从而减少不必要的损失，节省资金。
二、虚拟现实技术在环境艺术设计中的应用
1.应用虚拟现实技术弥补环境艺术设计的缺陷
在环境艺术设计的过程中常常会出现现实条件限制的情况，如场地缺乏、经费不足等，导致环境艺术设计不能正常进行。而虚拟现实技术可以模拟各种场景，弥补了环境艺术设计中的缺陷。
2.应用虚拟现实技术避免实际操作潜在的危险
在环境艺术设计中因为各种现实条件的限制和危险情况的存在，人们为了保障生命和健康安全往往不直接参与现实情境，进而不能亲身体验。虚拟现实技术的应用可以帮助人们模拟这些无法亲自参与的情境，人们可以在这种模拟的环境下进行作业，既避免了潜在的危险，又得到了切实的感受。
3.应用虚拟现实技术打破空间和时间的限制
虚拟现实技术是一种超空间、超时间的技术，它可以打破空间和时间的限制，模拟任何一种场景，从巨大的宇宙天体到渺小的微尘粒子，从几亿年前到当今，设计人员都可以在模拟的环境中探索研究，打破了空间和时间的限制。如在研究恐龙时代时，由于恐龙在地球上已经销声匿迹，人们无从考证与研究，但是通过虚拟现实技术，人们可以模拟出恐龙生存的时代。人们置身其中，与恐龙零距离接触，加快了对恐龙时代的研究进程。这种场景的模拟就是打破了时间和空间的限制，模拟出了人们想要的真实场景。
4.应用虚拟现实技术模拟环境艺术设计中需要的现实体系
因为现实条件的各种限制，环境艺术设计不能全部采用真实的环境来试验和操作，它需要虚拟现实技术模拟出环境艺术需要的真实场景。虚拟现实技术可以模拟人物、动物、植物等，使设计者在一个人性化的环境中自然地交流和工作。如世界著名的西安天幕广场，利用虚拟现实技术给观者创造了一个大型天幕，人们在天幕之下仿佛置身在浩瀚的星空中，非常具有震撼力。这一场景的模拟淋漓尽致地发挥了虚拟现实技术的功能。
三、结语
虚拟现实技术案例范文 篇二
【关键词】虚拟现实技术 建筑装饰 微课教学
【Abstract】With the development of virtual reality technology， virtual reality technology is increasingly integrated into the teaching， the virtual reality technology in architectural design of micro teaching with traditional production methods elusive advantage； modern interior design education and curriculum integration of theory and the practice is a great supplement.
【Keyword】Virtual reality technology；Building Decoration；Micro Teaching
近年来微课形式的出现吸引了不少教育研究者和一线教师。微课作为传统教育的辅工具，为师生提供了一种全新教学模式。在装饰设计教学中微课的运用丰富了教学手段，有助于提高装饰设计教学质量，但是传统的微课拍摄方式存在不少问题，比如：拍摄出来的微课视频清晰度不高，视频的画面单一不生动、录制的过程让老师感到拘束等问题。由于各种现实条件限制，导致装饰设计微课质量不高。但是近年来虚拟现实技术迅猛发展，在很多领域得到运用，虚拟现实技术也以极快的速度融入教育教学中，同时也在建筑装饰设计教育教学中得到了一定的运用，虚拟现实技术能将三维空间的环境清晰的再现出来，能使学习者直接与虚拟装饰环境中的各种对象进行交互作用，从而使虚拟现实技术在装饰设计微课中的运用成为一种选择，在微课中结合虚拟现实技术并通过多种形式参与到教学的过程中去，从而能够较好的把控整个教学过程。
首先，虚拟现实技术和装饰设计微课具有互补性。虚拟现实技术和装饰设计微课可以相互渗透、相互融合，可以提高装饰设计微课的质量。装饰设计微课以视频为主要载体，核心组成内容是课堂教学视频，课堂教学视频包含教师讲授视频、演示视频，装饰设计中很多课程内容环节需要对建筑空间重构演示，这些重构演示效果是课堂讲授永远无法达到的，而采用装饰空间施工现场拍摄视频往往周期比较长，有些工地施工工期长达几年，花费大量时间而且拍摄效果也不近人意；虚拟现实技术利用计算机建立虚拟的建筑装饰结构模型并生成逼真的三维空间，结构构件可以进行拆分，利用动画漫游可以清晰再现装饰空间，所以利用虚拟现实技术进行建筑空间重构可以较好的解决讲授课程中难以说明的知识点。
其次，虚拟现实技术和装饰设计微课情景化的互通。装饰设计微课资源组成的“情景化”与虚拟现实技术强调的“临场感”具有相似性，虚拟现实技术的“临场感”在装饰设计微课中的运用更具有“情景化”的感受。装饰设计微课营造真实的、具体的、典型案例化的教与学情景中，虚拟现实技术用计算机建立虚拟的建筑装饰模型并生成逼真的三维视、听空间，通过虚拟现实设备，对虚拟建筑装饰世界进行互动。使用者进行位置变换和移动时，电脑能够及时进行复杂的运算，将精确的三维影像反馈，制作成漫游视频，使之产生身临其境的感受。学生在这种仿真的、比较具体的、典型案例化的教学情景中可易于实现“隐性知识”、“默会知识”等高阶思维能力的学习，进一步提高学生学业水平。
第三，虚拟现实技术和装饰设计微课共通性。虚拟现实技术与装饰设计微课在使用时间上有共通性。装饰设计微课教学时间不长，一般5-10分钟左右；虚拟现实在建筑装饰设计教学中的应用不仅仅是一个设计工具，而且还是一个演示媒体，它用计算机建立虚拟的建筑装饰模型并生成逼真的三维视、听等效果，微课制作者可以完全按照自己的构思去构建装饰“虚拟”的空间，并可以任意变换主体在房间中的位置，进行漫游技术处理，生成漫游动画，其效果逼真，具有较强的临场感，而且制作5-10分钟相对来说比较经济，费时不多而且简便实用。
第四，虚拟现实技术和装饰设计微课经典示范案例性。“微课”选取的教学内容一般要求主题突出，追求真实、具体、典型案例化的教与学情景。虚拟现实技术在装饰设计工程技术中的运用，往往可以用来构建经典示范案例；在装饰设计微课教学中，往往有大量的装饰施工案例，这种案例如果使用拍摄视频的形式来制作，具有很长的周期，有些项目施工周期达到四、五年，甚至更久，而且装饰施工项目中的结构构造不容易通过拍摄体现；而虚拟现实技术在装饰工程中的运用可以打破空间、时间的限制，利用虚拟现实技术，可以彻底打破时间与空间的限制。大到建筑群，小到装饰面板、螺丝钉，都可以进入其内部进行结构构建和观察。一些需要长时间的装饰施工过程，通过虚拟现实技术，可以在很短的时间内呈现出来。例如，装饰装修一个大型酒店，其施工过程往往需要几年，而虚拟现实技术在短时间内就可以实现。所以在装饰设计微课中通过虚拟现实技术具有较大的优势。
总之基于装饰设计微课的特征，综合运用虚拟现实技术，可以构成了一个主题鲜明、形象逼真、具有临场感、结构紧凑的装饰设计微课“主题单元资源包”，营造了一个真实的“微教学资源环境”。教师和学生在这种具体的、典型案例化的教与学情景中可易于实现装饰工程“隐性知识”、“默会知识”等高阶思维设计能力的学习并实现装饰技能、风格的模仿和提升，从而迅速提升教师的课堂教学水平、促进教师的专业成长，提高学生学业水平。
参考文献：
[1]崔善君 谈敦铭 赵罡 虚拟现实航天仿真技术研究《图学学报》2012年01期
[2]胡铁生 微课―区域教育信息资源发展的新趋势《电化教育研究》（2011年10期）
[3]许秀文 郝勇 周矛欣 浅谈虚拟现实技术在教学中的应用[J] 中国教育信息化2011年06期
虚拟现实技术 篇三
科学技术的发展让人类社会进入到新媒体时代，虚拟现实技术的崛起革新了当代展示设计活动。本文针对展示设计与虚拟现实技术的特征进行应用现状研究，发现技艺融合对观众体验的影响，并指出未来发展的趋势。
关键词：
展示设计；虚拟现实技术；应用
1现代展示设计的发展
人类文明的历史，也是一部展示设计的进化史。伴随着时代与技术的革新，展示设计由内而外的不断蜕变。作为现代科技成果与文化呈现的舞台，展示设计有着重要的社会价值与意义，在历史文化继承方面它起到文化保护与传承的功能。而各类博物馆展览馆作为提升国民素质的基地，它有着教育延伸的功能；商业展示空间则是人类经济社会重要的组成部分，产品的交易、经济的流通皆为展示活动的过程。展示设计不仅是艺术文化创意活动，也是科技成果的应用展现。伴随着科学技术的发展，现代展示设计逐渐褪去平面静态展示的“呆板形象”，融合新媒体技术，通过艺术的呈现方式，摇身成为众人追捧的现代化高科技展示舞台。近年来，虚拟现实技术的发展让当代展示设计焕然一新，为观展者提供了可互动的沉浸式多感官体验形式，也为展示语言的丰富带来了科技的贡献。
2虚拟现实技术的应用
2.1虚拟现实技术的发展
虚拟现实技术（VirtualReality）简称“VR技术”，是一种建立于计算机图形学、计算机仿真学、多媒体技术以及传感技术基础上的综合性的信息技术。虚拟现实技术利用计算机模拟的三维环境对现场真实环境进行仿真，生成实时动态三维立体的多感知虚拟环境，用户通过传感设备与虚拟环境中的对象进行交互作用，相互影响。通过人体行为动作控制浏览方向，并操纵场景中的对象进行人机交互，满足视觉、听觉、触觉甚至嗅觉与味觉的感知享受，从而产生身临其境的体验。1957年，电影摄影师MortonHeiling发明了名为Sensorama的体验装置，并在5年后为这项技术申请了专利。观众通过Sensorama的三面显示屏可以观赏五个2分钟的三维有，影片中带有声音、气味以及迎面吹风的感受。从20世纪简易的3D显示工具到近年来各种VR产品的出世，虚拟现实技术正通过各种形式出现在人们的生活中。
2.2虚拟现实技术的特征
虚拟现实技术的主要特征简称“3I”，包括交互性（Interactivity）、沉浸感（Immersion）、构想性（Imagination）。
（1）交互性，交互性特征，指的是参与者对于计算机虚拟环境中的物体能够进行操作行为，这种行为可反馈到机器中，因此具有交互性和实时性。例如，使用者通过手势控制抓取了一件衣服，通过触摸能够控制衣服的移动进行观察，而在这个过程中，人能感受到手里确实抓着衣服，而虚拟的衣服也会随着手的移动而移动，双向的信息接收，人与虚拟对象之间能够进行互动。
（2）沉浸感。沉浸感，是指参与者进入虚拟现实的环境中，能够身临其境地感受逼真的虚拟世界，通过视觉、听觉、触觉、嗅觉等多感知的体验，行为与运动中产生与现实世界同样的反馈活动，最终用户可以全身心地沉浸其中。
（3）构想性。构想性，指的是VR技术中如何发挥人类的创造力和想象力的诉求特征。参与者不只是被动接受预设的信息，而是依靠人的主观能动性，依据系统的运行状态变化对运动的未来进行想象，进而深化概念，产生新意和构想，主动地寻求探索信息，在虚拟空间中进行想象与创造，参与虚拟活动并进行动态生成，因此可以说，虚拟现实是启发人创造性思维的活动。
2.3虚拟现实展示设计
展示设计与虚拟现实技术的结合是艺术与技术的融合，同样也是人类智慧的表现。展示设计的体验需求可以通过虚拟现实技术来实现。虚拟现实展示具有直观性、交互性、真实性的特点。利用虚拟现实技术，观众能够全面地欣赏展品，完整的了解展品信息，并直接与展品进行互动体验，观展的主动权也将会交到观众手中。虚拟现实技术在展示设计中的应用主要包括以下三点：
（1）文物古迹与文化遗产保护开发中的应用。在文物修复与古迹开发方面，利用虚拟现实技术能够在虚拟环境中进行修复和开发活动的预判，通过虚拟的实验得到及时反馈，最终总结出最佳方案。另外，利用虚拟现实技术可以为观众展示文物古迹的复原样貌，深入其中进行虚拟游览。敦煌莫高窟壁画如梦如幻，虚拟莫高窟的展示可以让观众聆听千年前的古韵琴声，欣赏飞天灵动的舞蹈，近距离观赏壁画清晰的细节。虚拟展示为观众带来真切体验的同时，也对文物古迹的保护作出了贡献，缓解了旅游压力，减少了游客不文明行为的发生，同时文物的数据信息通过现代化数字的方式能够真正实现资源的共享与保存。
（2）展览空间中的应用。在展览空间中的虚拟现实技术，主要用于虚拟展品体验与环境模拟交互体验。借助虚拟现实技术，展品的呈现不再局限于平面模式，三维立体化的虚拟展品可以满足观展者的体验需求，与图片形式相比更加真实有趣，多感官的刺激更能让观众印象深刻，达到展示设计的信息传递目的。与以第三者的角度参观模型的方式相比，通过虚拟现实技术观众可以走进三维模拟的环境中，以主角的形式了解展示内容，丰富情感体验，加深记忆之旅。
（3）商业产品展示中的应用。商业展示的主要目的就是刺激消费，而虚拟产品直观的展示，信息的直接获取，良好的互动体验，可以达到促进消费的作用。虚拟现实展示突破了二维平面的限制，解决了产品缺乏真实感的问题。奥迪公司利用OculusRift设备为顾客提供了虚拟购车体验。顾客能够模拟坐在车内的真实场景，控制方向盘进行操作，细节的反馈也十分真实，顾客可以享受较为沉浸的体验，听到汽车的关门声以及车内收听收音机的效果。除了体验试驾外，顾客可以根据自己的喜好为虚拟空间里的奥迪车进行个性化的配置，更改内饰的颜色、皮革、车载娱乐系统的设置等。虚拟现实技术的应用为无法及时试驾的顾客提供了有趣的驾驶体验，满足了个性化定制的服务，促进了消费的成功。
3虚拟现实展示未来发展趋势
科技发展与普及的过程十分相近，今天的虚拟现实技术看似离人们的生活有些遥远。有人质疑虚拟现实技术无法普及，将其归咎于设备的限制。回顾历史，1946年世界上第一台电子数字式计算机投入运行，它占地170平方米，重达30吨，运算功能却比不上今天的微型计算机，这样一个开启计算机科学技术新纪元的设备，那时的人们也无法想象今天笔记本电脑与平板电脑的使用与普及是如此的广泛。目前，虚拟现实技术的发展在展示设计中得到了有效的应用，未来虚拟现实展示会注重于更加自然的交互，虚拟环境呈现更加真实细腻，进入模拟环境能够实现真实社会生活中交际、创造的功能。
4结语
虚拟现实技术的出现推进了展示设计的进步，而技术与艺术的发展总是相辅相成的，展示设计为虚拟现实技术的发展提供了舞台，而虚拟现实技术也为展示设计的呈现提供了崭新的表演形式。未来逐渐普及的虚拟现实展示将会改变人们的生活，提供更多便捷智慧的展示服务。
参考文献：
［1］任仲泉。展示设计［M］.南京：江苏美术出版社，2001.
［2］闵媛媛。新媒体环境下展示设计研究与应用［D］.北京：北京印刷学院，2009.
虚拟现实技术 篇四
关键词：VR；AR；应用前景
1 虚拟现实VR概述
虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）是20世纪90年代初崛起的一种实用技术。VR技术指借助计算机以及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段，其核心是建模与仿真。它是一种能够让现实中的人在计算机所创造的虚拟信息世界中体验与现实世界同样的事和物。它具有多感知性、沉浸性、交互性和构想性的基本特征。这种虚拟技术集合了计算机图形图像技术、现实仿真技术、多媒体技术等的多种科学技术。它能够模拟出人的视觉、听觉、触觉等的感官功能。使人们在计算机所创造的虚拟世界中通过语言、动作等方式进行实时交流，可以说这种技术的发展前景是非常广阔的，无论是生活上还是军事上都有非常广泛的发展前景。
2 虚拟现实技术的特征以及涉及的相关技术
2.1 虚拟现实技术的特征
（1）多感知性的特征，是指视、力、触、运动、味、嗅等感知系统，从人类理想的虚拟现实技术的发展来说，是希望能够完全的模拟出现实中所有的感知，如在VR营造的环境中闻到各种味道、能够有触碰里面事物的感觉等，如同人在现实中一样，但因目前的技术掌握和传感技g的限制，仅仅只能模拟出一部分。
（2）沉浸性又称浸没感或临场感、存在感等，具体是指人以第一人称存在于虚拟世界中的真实体验。当然，以目前技术还没有达到最理想的程度。
（3）交互性就是指人在虚拟世界中，能够像在现实世界中一样，可以通过对一些物体的抓取、使用等动作，感觉到所触碰的物体的重量、形状、色泽等一些人与物体之间的互动信息。
（4）构想性，即将所想的物件、所做的事情在虚拟世界里面呈现出来，这样做能达到什么样的效果，那样做又能达到什么样的效果，甚至还可以把在现实世界不可能存在的事和物都可以在虚拟世界中构想出来。
2.2 VR技术中涉及的相关技术-软件
（1）立体视觉现实技术：人通过视觉所获取到的信息是人本身所有感觉中最多的一种感官，所以虚拟现实技术中立体显示技术占有不可或缺的重要地位。
（2）环境构建技术：在虚拟世界中，构件环境是一个重要的环节，要营造一个区域的环境，首先就要创造环境或建筑模块，然后在这个基础上再进行实时描绘、立体显示，从而形成一个虚拟的区域环境。
（3）真实感实时描绘技术：要在虚拟世界中实现与现实世界相同的事物，仅靠立体显示技术还是远远不够的，虚拟世界中必须存在真实感和实时感，简单来说就是实现一个物体的重量、质量、色泽、相对位置、遮挡关系等的技术。
（4）虚拟世界声音的实现技术：在虚拟世界中虽然视觉是获取信息的重要途径之一，除了视觉还有很多感官系统可以获取到周围的信息。如听觉，这种技术就是在虚拟世界中实现声音，这样人在虚拟世界里不仅能够看得到也能听得到。
2.3 VR技术涉及的相关技术-硬件
（1）输入设备。与虚拟现实技术相关的硬件输入设备分成两大类：一是基于自然的交互设备，用于虚拟世界的信息输入；另一种是三维定位跟踪设备，主要用于输入设备在虚拟世界中的位置进行判定，并输送到虚拟世界当中。
虚拟世界与人实现自然交互的形式有很多，比如有数据手套、数据衣服、三维控制器、三维扫描仪等。
数据手套是一种多模式的虚拟现实硬件，通过软件编程，可进行虚拟场景中物体的抓取、移动、旋转等动作，也可以利用它的多模式性，用作一种控制场景漫游的工具。数据手套的出现，为虚拟现实系统提供了一种全新的交互手段，目前的产品已经能够检测出手指的弯曲度，并利用磁定位传感器来精确地定位出手在三维空间中的位置。这种结合手指弯曲度测试和空间定位测试的数据手套被称为“真实手套”，可以为用户提供一种非常真实自然的三维交互手段。
数据衣是为了让VR系统识别全身运动而设计的输入装置。数据衣对人体大约50多个不同的关节进行测量，包括膝盖、手臂、躯干和脚。通过光电转换、身体的运动信息被计算机识别。通过BOOM显示器和数据手套与虚拟现实交互数据衣。
（2）输出设备。人在虚拟世界中要体现沉浸的感觉，就必须实现现实世界中的多种感受，如视、听、触、力、嗅、味等感官感觉，只不过以目前的虚拟技术只实现了视觉、听觉和触觉罢了。
（3）VR构成设备。虚拟现实世界的构成，主要的设备就是计算机本身了，虚拟世界的所有景象都是靠一个个模型造成的，而这些模型则是由计算机制作出来的。一般计算机被划分成四个部分：第一，高配置的个人计算机，专门用于普通的图形配置加速卡，实现于VR技术中的桌面式特征；第二，高性能图形工作站，就是一台高配置的图形处理计算机；第三，高度并行系统计算机；第四，分布式虚拟实现计算机。
3 VR技术的应用范围
VR技术从诞生到现今已经历了几个年代，其应用范围也越来越广，如医学方面，可以提供给医生进行模拟手术，这样大大提高了现实中手术成功的概率。如游戏方面，近年来游戏中的VR如朝阳一样如火如荼的发展，游戏者在游戏中体验着VR技术带来的身临其境与敌人面对面进行厮杀的。如建筑方面，运用虚拟现实技术可以将建筑的形式以真实的角度展现在投资方、设计方、施工方以及后期的物业管理和更高层次的政府，这把之前的二维平面表达方式或者动画表现方式进行了升级，使用者可以全方位的感受建筑的空间、尺度和材质，这对非设计人员参与到设计当中很有帮助，这使得我们未来的建筑将综合更多因素，更加合理化，还有军事、科技、商业、建筑、生活等。
4 结语
虚拟现实技术是一个极具潜力的研究项目，是未来的重要技术之一。它在理论、软件或者硬件的领域上都依赖着很多技术，当然其中也有较多的技术只实现了理论，硬件方面还是有待完善的。不过可以遇见，在未来，虚拟现实技术绝对会被广泛的应用。
参考文献：
[1] 李袁。虚拟现实技术在数字图书馆中的应用[J].科技情报开发与经济，2009，19（36）：3-5.
vr虚拟现实技术的原理介绍 篇五
显示原理：
人看周围的世界时，由于两只眼睛的位置不同，得到的图像略有不同，这些图像在脑子里融合起来，就形成了一个关于周围世界的整体景象，这个景象中包括了距离远近的信息。当然，距离信息也可以通过其他方法获得，例如眼睛焦距的远近、物体大小的比较等。
在VR系统中，双目立体视觉起了很大作用。用户的两只眼睛看到的不同图像是分别产生的，显示在不同的显示器上。有的系统采用单个显示器，但用户带上特殊的眼镜后，一只眼睛只能看到奇数帧图像，另一只眼睛只能看到偶数帧图像，奇、偶帧之间的不同也就是视差就产生了立体感。
用户(头、眼)的跟踪：在人造环境中，每个物体相对于系统的坐标系都有一个位置与姿态，而用户也是如此。用户看到的景象是由用户的位置和头(眼)的方向来确定的。
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。
声音：
人能够很好地判定声源的方向。在水*方向上，我们靠声音的相位差及强度的差别来确定声音的方向，因为声音到达两只耳朵的时间或距离有所不同。常见的立体声效果就是靠左右耳听到在不同位置录制的不同声音来实现的，所以会有一种方向感。现实生活里，当头部转动时，听到的声音的方向就会改变。但目前在VR系统中，声音的方向与用户头部的运动无关。
感觉反馈：
在一个VR系统中，用户可以看到一个虚拟的杯子。你可以设法去抓住它，但是你的手没有真正接触杯子的感觉，并有可能穿过虚拟杯子的“表面”，而这在现实生活中是不可能的。解决这一问题的常用装置是在手套内层安装一些可以振动的触点来模拟触觉。
语音：
在VR系统中，语音的输入输出也很重要。这就要求虚拟环境能听懂人的语言，并能与人实时交互。而让计算机识别人的语音是相当困难的'，因为语音信号和自然语言信号有其“多边性”和复杂性。
使用人的自然语言作为计算机输入目前有两个问题，首先是效率问题，为便于计算机理解，输入的语音可能会相当啰嗦。其次是正确性问题，计算机理解语音的方法是对比匹配，而没有人的智能。
虚拟现实技术 篇六
关键词：虚拟现实；VRML；3DS MAX；三维建模
虚拟现实技术 简称VR，又称灵境技术，是20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术。虚拟现实技术是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境，具体地说，就是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，让用户可以从自己的视点出发，利用自然的技能和某些设备对这一生成的虚拟世界中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生亲临等同真实环境的感受和体验。虚拟现实是一项融合了计算机图形学、人机接口技术、传感技术、心理学、人类工程学及人工智能的综合技术。由于其独有的多感知性、沉浸感、交互性及自主性，虚拟现实技术已经广泛应用于航天、军事、医疗，教育甚至游戏领域。VR技术已经被公认为是21世纪重要的发展学科以及影响人们生活的重要技术之一。
对于人类文化发展历史的考察表明，虚拟现实技术具有悠久的前史。人类不同时期尝试超越文字表现力的局限、超越时间与空间的约束，用形象、色彩和周边条件来创造虚拟化的信息环境的努力。18世纪出现的全景画，可谓构造沉浸式的虚拟体验景象的早期技术。20世纪中叶以来，人们进一步发展出全景电影，创建体验剧场以突破银幕的壁障，然而直到多媒体计算机系统的出现，才真正具有了综合处理音频、视频、图像、数据和文字等多类信息的全面功能。通过利用并集成这种高性能的计算机软硬件并使之与各类先进的传感器相联接，人们才有可能创建一个使参与者具有身临其境的沉浸感和完善的交互作用能力，并能帮助和启发其构思的适人化的多维信息空间，即创建一个比较完备的虚拟现实系统。正如Burdea G.在“Virtual Reality Systems and Application”一文中所概括的，这种虚拟现实系统的基本特征可以简捷地表征为三个“I”，即沉浸性、交互性和构想性（Immersion-Interaction-Imagination）。由于有可贵的3I特性--沉浸性、交互性和构想性，使得沿用固定漫游路径等手段的其他漫游技术和系统无法与之相比。
沉浸性（Immersion），沉浸被通俗地解释为“身临其境”，这意味着参与者将不是以敏锐的双眼和聪慧的大脑介入虚拟环境，而是要以完整的生物个体融入虚拟系统。从这种意义上讲，沉浸意味着体验，意味着逻辑与形象的结合、认知与感知的统一。正是这种特点，使得虚拟现实技术成为“身体在知识探求过程中的能动作用得以保证的第一个智能技术”。
交互性（Interaction），虚拟现实与通常CAD系统所产生的模型以及传统的三维动画是不一样的，它不是一个静态的世界，而是一个开放、互动的环境，虚拟现实环境可以通过控制与监视装置影响或被使用者影响，即计算机使用者可以通过三维交互设备直接操纵计算机所给出的虚拟世界中的对象，虚拟世界中的对象也能够实时地作出相应的反应，是用户对虚拟环境中的物体的可操作程度，对虚拟环境中得到的反馈的自然程度和对虚拟环境进行重新布置的方式。虚拟现实系统中参与者与虚拟环境之间的交互作用，使得虚拟现实技术中的人机关系具有了新的涵义。
构想性（Imagination），构想特性说明了虚拟现实系统可以构造出那些现实中不存在或不易观察到而只出现在人们想象中的情景。虚拟现实技术中人与虚拟环境的交互作用，在本质上意味着它不是预成性的而是生成性的，不是因循的而是创造的，“构想性”所要表达的正是该技术的这一禀性。如果说沉浸性是使人具有真实感并获得体验的根本，交互性是实现人机和谐的关键，那么，构想性则是辅助人类进行创造性思维的基础。
1965年，美国人艾凡・萨瑟兰，在篇名为《终极的显示》的论文中首次提出了包括具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示的虚拟现实系统的基本思想，后来被公认为在虚拟环境领域中起着里程碑的作用。
80年代，美国的杰伦正式提出了“Virtual Reality"一词。美国宇航局（NASA）及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实技术的研究，并取得了令人瞩目的研究成果，从而引起了人们对虚拟现实技术的广泛关注。
进入90年代，迅速发展的计算机硬件技术与不断改进的计算机软件系统相匹配，使得基于大型数据集合的声音和图像的实时动画制作成为可能；人机交互系统的设计不断创新，新颖、实用的输入输出设备不断地进入市场。人机交互系统的设计也在不断创新，而这些都为虚拟现实系统的发展打下了良好的基础。其中，利用虚拟现实技术设计波音777获得成功，是近几年来又一件引起科技界瞩目的伟大成果。人们对迅速发展中的虚拟现实系统的广阔应用前景充满了憧憬与兴趣。
VRML是描述虚拟环境中场景的一种标准，利用他可以在INTERNET建立交互式的三维多媒体的境界。VRML的基本特征包括分布式，交互式，平台无关，三维，多 媒体集成，逼真自然等，被成为"第二代WEB"，其应用范围相当广泛，包括科学 研究，教学，工程，建筑，商业，娱乐，广告，电子商务等，已经被越来越多的 人们所重视，国际标准化组织1998年1月正式将其批准为国际标准。
VRML是一种建模语言，其基本目标是建立Internet上的交互式三维多媒体，也就是说，它是用来描述三维物体及其行为的，可以构建虚拟境界（Virtual）World其基本特征包括分布式、三维、交互性、多媒体集成、境界逼真性等。VRML的出现使虚拟现实像多媒体和Internet一样逐渐走进我们的生活。简单地说，以VRML为基础的第二代WWW=多媒体＋虚拟现实＋Internet。
熟悉WWW的人们都知道，受HTML语言的局限性，VRML之前的网页只能是简单的平面结构，就算Java语言能够为WWW增色不少，但也仅仅停留在平面设计阶段，而且实现环境与参与者的动态交互是非常烦琐的。于是，VRML就应运而生了。第一代Web是以HTML为核心的二维浏览技术，第二代Web是以VRML为核心的三维浏览技术。第二代Web把VRML与HTML、Java、媒体信息流等技术有机地结合起来，形成一种新的三维超媒体Web。
第一代WWW是一种访问文档的媒体，能够提供阅读的感受，使那些对Windows风格熟悉的人们容易使用Internet，而以VRML为核心的第二代WWW将使用户如身处真实世界，在一个三维环境里随意探寻Internet上无比丰富的巨大信息资源。每个人都可以从不同的路线进入虚拟世界，与虚拟物体交互，这样，控制感受的就不再是计算机，而是用户自己，人们可以以习惯的自然方式访问各种场所，在虚拟社区中"直接"交谈和交往。Parsons大学数字设计系Anthony Dee的一段话代表了广大VRML爱好者的心情："把三维沉浸式虚拟环境放进WWW上是如此诱人，没有人不想试一试"。更重要的是，虽然创建复杂境界需要对VRML深入掌握，而且往往还需要创作软件的帮助和其他软件的协助，但"学习VRML只需要有限的空间感和具有操作文本编辑器的能力，创建VRML境界最重要的技巧是想象力"，这是VRML得以迅速发展的根本原因。
VRML的出现使得虚拟现实像多媒体和因特网一样逐渐走进我们的生活，简单地说，以VRML为基础的第二代万维网=多媒体+虚拟现实+因特网。第一代万维网是一种访问文档的媒体，能够提供阅读的感受，使那些对Windows风格的PC环境熟悉的人们容易使用因特网，而以VRML为核心的第二代万维网将使用户如身处真实世界，在一个三维环境里随意探究因特网上无比丰富的巨大信息资源。每个人都可以从不同的路线进入虚拟世界，和虚拟物体交互，这样控制感受的就不再是计算机，而是用户自己，人们可以以习惯的自然方式访问各种场所，在虚拟社区中"直接"交谈和交往。
VRML的设计是从在WEB上欣赏实时3D图像开始的。VRML浏览器既是插件，又是帮助应用程序，还是独立运行的应用程序，它是传统的虚拟现实中同样也使用的实时3D着色引擎。这使得VRML应用从三维建模和动画应用中分离出来，在三维建模和动画应用中可以预先对前方场景进行着色，但是没有选择方向的自由。VRML提供了6+1度的自由，用户可以沿着三个方向移动，也可以沿着三个方向旋转，同时还可以建立与其它3D空间的超链接。因此VRML是超空间的。
虚拟现实技术在国内外迅速崛起并快速发展，现在，国内不少高校也已经开始虚拟现实技术的研究工作，虚拟现实漫游系统的研究和运用是其中的一个方面。探讨如何通过三维建模与VRML技术相结合的方法实现快速简捷地建立简单模型的方法。虚拟建筑模型场景漫游系统是虚拟建筑场景建立技术和虚拟漫游技术的结合。前者是基础，后者是系统运行方法。因为虚拟现实技术的特点，所以它可以渗透到我们工作和生活的每个角落。
参考文献
[1] 阳化冰编著。虚拟现实构造语言VRML［M］. 第一版。北京：北京航空航天大学出版社，2000：5-8.
[2] 张金钊，张金镝，张金锐编著。虚拟现实三维立体网络程序设计语言VRML――第二代网络程序设计语言［M］.第一版。北京：清华大学出版社，2004：89-93
[3] 邹湘军，孙健。 虚拟现实技术的演变发展与展望[J]. 系统仿真学报，2004,16(9):1905-1909.
[4] 姜学智， 李忠华。国内外虚拟现实技术的研究现状[J].辽宁工程技术大学学报，2004,23(2):238-240.
(作者单位：浙江理工大学 信息电子学院)
虚拟现实技术 篇七
一、虚拟现实技术
虚拟现实技术(ⅥrnJalReaJ时，简称vR技术)出现于20世纪60年代，随着处理器技术的大幅度提高以及图形绘制技术、数字信号处理技术、传感技术的发展，近几十年来在国内外形成了对虚拟现实的研究热潮。
虚拟现实系统提供了一种先进的人机界面，它通过为用户提供视觉、听觉、触觉等直观而自然的实时感知交互的方法和手段，最大程度地方便用户的操作，从而减轻了用户的负担，提高了系统的工作效率。虚拟现实技术具有3个突出特征：沉浸性、交互性、想象性。
虚拟现实系统由两部分组成：一部分为创建的虚拟环境，另一部分为介入者。虚拟现实的核心是强调两者之间的交互操作，即反映出人在虚拟环境中的体验。我们可以给出如图1的虚拟现实的概念模型。
二、虚拟实验系统
1．虚拟实验系统的特点
(1)共享程度高。虚拟实验系统不同于传统实验在地域和时间上的限制，它不仅可以接受本地用户的访问，有访问权限的异地用户也可以使用系统。并且也无需考虑使用时间的问题，实验者可以随时进行实验。虚拟实验系统为用户提供了一个可以在任何时间、任何地点访问的实验环境，极大地提高了信息与实验资源的共享程度。
(2)强大的交互能力。为了向用户提供一个逼真的实验环境，虚拟实验系统往往都具有强大的交互能力，实验者和虚拟实验对象之间可以通过鼠标的点击或者拖曳操作进行交互，实验者可以实时地观看实验现象和实验结果。
(3)支持协作。虚拟实验系统提供了多种方式来完成用户间的信息交流。
2．虚拟实验系统的建模
如何构建教学型虚拟实验系统，使其能够拥有丰富的实验内容表现方式、提供形象生动的实验内容，让让学生实现从感知到理解的过程，一直是研究教学型虚拟实验系统的热点问题之一。
虚拟实验系统的构建是将多种技术综合运用，首先构建实验过程所需要的各种仪器设备，对于场景进行建模。三维虚拟场景模块的建立是以某一实景为基础的，因此在虚拟场景建模之前需要对实验室环境进行实地考察并对建筑物进行筛选，从而构建具有真实感的实验环境。对于仪器设备完全用ⅥML语言建立复杂的三维模型是相当烦琐的，而且建模方法缺乏直观性，而3DSMAX强大的三维建模功能以及对具有转换为V文件格式输出的功能，使其在三维虚拟场景中广泛应用。我们在实际的建模过程中根据要建立模型的特点选择建模方法。简单模型，直接采用VRML中简单几何体拼贴纹理的方法，对于复杂场景则采用3DsMAx建模后以VRMI，文件格式输出。当然在虚拟实验的建模过程中的庞大建模工作量对软件的建模效率以提出了很高的要求，于是，在该建模过程中我还采用了高效的照片建模软件Canoma，Canoma是MetaCreations公司(即现在的Vie、vpoint公司)的软件产品，利用它可以让我们无需建模，即可直接从一张或几张照片制作三维模型，因为使用真实照片直接生成三维模型，所以效果非常真实；而且CaIloma可生成网络使用的VRM，文件格式。为了能够反映真实仪器设备的特性，有时还采用FLASH技术来达到仪器设备外观的逼真性，并提供一些基本的交互。
3．虚拟实验系统中的交互
交互性是虚拟实验系统中的一个重要问题。一类是用户在浏览场景的时候，主要的输入设备就是鼠标，这时候检测器实际上是检测用户对于鼠标的各种操作动作，如鼠标的单击、指向、拖动等等，从而场景做出相应的反应。检测这类动作的监测器是接触型监测器。描述这类监测器的节点有接触监测器节点TouchSensor以及PlaneSensor节点、SphereSensor节点、CylinderSenS0r节点；另一类是用户和场景中某对象接近的程度，对象做出相应的反应，使得用户和虚拟对象之间形成交互。
将所有仪器设备成功地加入到场景当中之后，用户应该可以随意地拿起自己需要的实验器材进行实验，所以要提供用户选取实验器材的接口。当用户在选择某件仪器，为了提供给用户选择的接口，我们在实验仪器原型中设计了供用户选择的按钮。如果选中时就可以点击按钮“tal(e，无需使用就只要点击“放回”按钮。由于用户需要与系统进行交互，同时系统需要根据用户的选择与后台数据库进行通信，因此我们使用JavaApplet。Applet具有良好的网络传输透明性，图2显示了浏览器通过Appl访问数据库的整个过程。
三、虚拟实验集成的系统结构
1．软件程序集成
软件程序是虚拟实验系统的重要内容，是系统的灵魂所在。在虚拟实验系统中，我们将软件程序部分按照层次化和模块化的设计模式进行集成。集成化的软件程序依据集成度的大小分为不同层次的模块，分属不同层次的模块充分体现了整体和部分的关系，各模块都可以看成是下一层次多个模块集成的整体，每一个模块又都可以看成是上一层次模块中的一部分，各层次之间互为整体和部分的关系为系统结构构架提供了灵活的方式。
2．系统功能集成
系统功能集成是建立在软件程序集成的基础之上的，系统功能集成是系统结构集成的重要体现，系统结构的有效集成度是系统功能集成的重要基础。在虚拟实验系统中，软件程序的集成保证了系统功能在不同层面上的集成度和在各层面之间的灵活性。以不同集成度来形成的系统功能整体在系统构建、修改、维护等方面起到了重要的结构化支持作用。
3．仪器软面板集成
仪器软面板是虚拟实验系统的重要特色之一。在传统实验系统中，仪器设备一般会自带一个显示屏，以及相关的操作组件和按钮来形成一个操作面板，这个面板的形式以及各组件和按钮的功能是固定的，不能修改和设置。在虚拟实验系统中，各种仪器设备的操作面板集中显示在计算机的显示屏幕上，这种面板由软件程序来形成和设置，由键盘、鼠标以及其他的外部输入设备来控制，面板的形式以及各组件和按钮的功能可以根据需要自定义，可以将多个仪器的面板组合在一起，也可以将某一个仪器的面板简化。仪器软面板形式和功能上的这种灵活性正是系统集成度的体现。
4。网络集成
网络的出现使得分布式结构成为可能。在虚拟实验系统中，我们通过网络可以突破时间和空间的限制，将更多的协议方和操作方以一定的集成度集成在一起，共同完成实验项目。我们在谈集成性的问题的时候，一定是和相应的分散度联系在一起的，就如同整体和部分之间的关系，每一个整体都可以看作更大的整体的一部分，而每一个部分又都可以看成更多小部分的整体。网络的分布式保证了系统结构的集成性。
四、虚拟实验教学应用的优势
从虚拟实验的技术优势和实验教学的现状需求出发，其优势主要体现在以下几个方面：
1．资源开放
从虚拟实验的技术实现角度来看，实验教学中的有效资源全部开放，这使得实验项目从开发到操作，再到后期数据处理与实验课程的复习全部开放给学生，学生可以利用系统软件程序模块和实验项目设计模板等帮助实验设计方案的形成与开发；利用数据分析与处理工具包进行实验数据的分析与处理，获得规律性认识：教师的指导性意见、学生的交流信息和实验故障和误差分析等信息资料，可以帮助学生在实验课程总结和复习中取长补短、巩固知识。
2．组织形式开放
虚拟实验将实验资源、实验项目开发和实验操作等网络化、平台化，因此实验内容、时间以及地点等组织形式是开放的具备可选择性。针对目前实验教学需要跨学科、跨地域、多项实验同时开展等现状要求，虚拟实验所具备的组织形式开放性为实验教学模式的扩展提供了技术准备。
3．对象开放
虚拟实验的网络功能能够根据不同的对象设置不同权限的系统身份，实验参与人员各取所需，实现学习和交流的目的。在实验教学中，对象的身份基本分为三种层次和三种身份。三种层次指的是系统管理员、教师和技术人员、学生。三种身份是针对学习者而言的：实验课程参与者、远程实验课程学习者、实验爱好和探索者。
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