虚拟现实概念
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虚拟现实概念范文第1篇
关键词：机械设计;虚拟现实 技术
前言
伴随着科学技术的不断发展， 人类社会步入了崭新的世纪， 经济的全球化和社会的信息化， 促使市场竞争日益激烈， 制造企业为了在竞争中求得生存和发展， 必须以最快的上市速度， 最好的质量， 最低的成本和最优的服务， 满足不同顾客的需求。这就要求企业生产活动必须具有高度的柔性， 对市场需求的变化做出快速反应， 虚拟现实技术由此产生。
1.虚拟现实的内涵和特点
虚拟现实是实际制造过程在计算机上的本质实现， 即采用计算机仿真与虚拟现实技术， 在计算机上群组协同工作， 实现产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验以及企业各级过程的管理与控制等产品制造的本质过程， 以增强制造过程各级的决策与控制能力。虚拟现实虽然不是实际的制造， 但却实现实际制造的本质过程， 是一种通过计算机虚拟现实来模拟和预估产品功能、性能及可加工性等各方面可能存在的问题， 提高人们的预测和决策水平， 使得制造技术走出主要依赖于经验的狭小天地， 发展到了全方位预报的新阶段。与实际制造相比较， 虚拟现实的主要特点是：
（1）产品与制造环境是虚拟现实， 在计算机上进行产品设计、制造、测试， 甚至设计人员或用户可“进入”虚拟的制造环境检验其设计、加工、装配和操作， 而不依赖于传统的原型样机的反复修改;还可将已开发的产品（部件）存放在计算机里， 不但大大节省仓储费用， 更能根据用户需求或市场变化快速改变设计， 快速投入批量生产， 从而能大幅度压缩新产品的开发时间， 提高质量、降低成本。
（2）可使分布在不同地点、不同部门的不同专业人员在同一个产品模型上同时工作、相互交流、信息共享， 减少大量的文档生成及其传递的时间和误差， 从而使产品开发以快捷、优质、低耗响应市场变化。
2.虚拟现实技术在机械设计与制造中应用
（1）虚拟产品概念设计。概念设计（Conceptual Design）是创造性思维的一种体现，概念产品是一种理想化的物质形式。概念设计是指对产品起始的设计构思，目的是为了捕捉产品的基本形态。概念设计是产品设计过程中的重要阶段，因为产品成本的60%～70%是概念设计决定的。虚拟概念设计使用虚拟现实技术，为设计者提供基于语言识别和手势跟踪的输入方式，设计者可随时、方便地在三维虚拟环境中操纵产品及零件并改变或修改产品的各种形态建模，并可以在三维空间中对设计对象进行观察和操作，其目的是获得足够多的有关产品式样和形状的信息，从而达到满意的效果。虚拟现实技术在产品概念设计中的应用，使设计师的设计思路和设计表达更加清晰、形象、逼真，让人更多了一种直观的、亲切的交互的感受。这样的开发设计大大减少了投放市场的风险性，保证产品开发一次性成功。设计时可以针对不同用户及爱好者的需求，在不同的虚拟环境中，让他们亲自体验修改模型的感受，充分感受了自己所喜爱的产品在虚拟环境中的“真实”情况。
（2）虚拟设计。虚拟设计（Virtual Design）就是设计人员设计一个虚拟的产品，来分析、研究、检查所设计的产品是否满足设计要求，有问题及时修改，使产品设计更为完善，或者说虚拟现实技术用于产品的开发设计。虚拟设计涉及到许多的学科和专业技术，属于多学科交互技术，在工程设计上，目前提出两种基于虚拟现实的工程设计方法。一种是利用现有的CAD 系统产生模型，再将其转换成虚拟现实软件支持的格式，然后将模型输入到虚拟现实软件的环境中，完成虚拟产品的设计，用户充分利用各种增强的效果设备，如头盔显示器等产生临境感。另一种是VR-CAD 系统，将虚拟现实技术引入CAD 环境，这种设计环境中的对象不仅具有外形，而且还有重量、材料特性、表面硬度以及一些内在的物理性能、功能作用等信息。对象之间相互作用时能反映出对象内部结构状态等随外部输入的实时改变。设计者直接在虚拟环境中参与设计，采用虚拟设计可以对产品的外形设计、产品的布局设计、产品的运动和动力仿真设计，避免可能出现的干涉和其它不合理问题;同时可以检查运动构件工作时的运动协调关系。
（3）虚拟制造。虚拟制造（Virtual Manufacturing）是实际制造过程在计算机上的映射，即采用计算机仿真与虚拟现实技术，在高性能计算机及高速网络的支持下，在计算机上群组协同工作，将与产品制造相关的各种过程与技术集成在三维的、动态的仿真真实过程的实体数字模型之上，实现产品设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验以及企业各级过程的管理与控制等产品制造的本质过程，以增强制造过程各级的决策与控制能力。虚拟制造技术在制造业中得以成功地推广应用，其中在航空航天、汽车等领域中的应用尤为典型。虚拟制造在汽车领域的应用涉及到汽车的整个生命周期，它可以在汽车生产设备、工装和模具，甚至校车的设计之前，很容易地生产系统和工艺过程进行建模、修改、分析及优化。比如，通用电动车部（General Motors ElectroMotive Division，EMD）早在1997 年就利用UG II 软件，建成了第一个完全数字化的机车样机模型，并围绕这个数字模型并行地进行产品设计、分析、制造夹模具工装设计和可维修性设计。此举显著降低了研制费用及生产成本，大大增强了全球竞争能力。由此可见，虚拟制造用虚拟样机代替具体物理模型，对产品的全寿命周期进行展示、分析和测试，对存在问题的地方进行修改，提高产品一次试验成功率，减少设计制造费用，缩短设计开发周期，降低研发成本，提高研发水平，保证产品质量。
4.结束语
现在，虚拟现实技术在工业领域中获得较为成熟的运用，但仍是初级阶段。可以预见得到，虚拟现实技术将逐渐应用到设计制作的各个环节中，为设计制造业的蓬勃发展提供无限动力。
参考文献：
[1]戴晴华，易迪升，田文胜，周小青，喻江波.虚拟制造技术及其在工程机械中的应用[J].中国工程机械学报，2010（02）
[2]刘淑芬，高奇.虚拟制造技术在现代机械工程设计领域中的应用[J].装备制造技术，2009（06）
[3]王利华，包文育，张丹丹，侍红岩，刘丽娜.虚拟现实技术及其在机械设计与制造中的应用[J]. 内蒙古民族大学学报（自然科学版），2007（01）
[4]刘美珍，刘剑雄，刘伟达.虚拟制造技术及其应用综述[J].机电产品开发与创新，2006（01）
虚拟现实概念范文第2篇
关键词：数码技术；室内设计表现；虚拟现实
数码技术在计算机辅助教学、计算机辅助制造、通信与信息产业、传统广播电视行业、信息家电行业与数字媒体艺术领域得到了广泛应用，具体体现在广告制作、影视制作、平面设计、虚拟空间设计、计算机动画制作、游戏设计制作等方面。数码技术的涉及面是非常广的，它涉及计算机文化与应用技术、美学与美术技能、网络技术、图形图像技术、软件工程等，还涉及中西艺术审美观。为了满足当前室内设计表现的创新性要求，在大批设计人员的努力下，现代室内设计的表现方法层出不穷、日新月异。所谓的创新性，就是要求设计师发挥想象力和设计灵感，综合各种设计思维，设计出效果独特的空间形式。在当下的室内设计表现中，一些设计师仅仅通过设计草图、手绘效果图或电脑制作的效果图来表达设计理念，试图用这样的理念表达形式传达完整的设计思想。仅有平面图、立面图、剖面图、节点图、透视图等较多的图片表达形式，还不能完整地表现设计主题，会限制设计委托方对设计的理解，从而影响设计委托方对设计的判断。这就需要设计师在设计中加入新的元素，从而解决这一问题。
虚拟现实技术可以用来改进设计的表达形式。虚拟现实是一种高级的人机界面，它可以实现味觉、嗅觉、听觉、触觉与视觉等多种感觉通道的实时模拟和实时交互，既能模拟现实世界的信息，又能虚拟人类无法创造的环境信息。人们对虚拟现实技术（VirtualReality，简称VR）并不陌生，它是一种四维的虚拟环境，即在三维的基础上，增加了“时间”这一维度，这是虚拟现实技术与传统3D技术最大的区别，也是其最大的优势。虚拟现实的概念源于萨瑟兰的“终极显示”（TheUltimateDisplay）概念。对于“终极显示”这一概念，萨瑟兰是这样描述的：“通过这个窗口，人们可以看到一个虚拟的世界。富有挑战性的工作是怎样使那个虚拟世界看起来更加真实，在其中行动真实，听起来真实，感觉就像真实世界一样。”他设想用计算机构建一个虚拟的物理世界，观众可以与其进行交互。现在，虚拟技术在计算机硬件和相关虚拟软件的支持下，可以模拟出一个接近现实环境的场景。在这个虚拟的场景中，使用者可以看，可以听，甚至可以触碰，也可以进行互动交流，与在真实的环境中几乎相同。这就是虚拟现实技术的优点。1993年，迈克尔•海姆博士在《从界面到网络空间：虚拟实在的形而上学》一书中归纳了此前研究者对虚拟现实特点的描述，即模拟性、人工性、沉浸性、全身沉浸、交互作用、网络通信。同时，他还综合自己的研究，将虚拟现实的本质特性概括为四种，即主动性与被动性、操作性与感受性、远距离出场与对现实的强化。虚拟环境对现实的模拟程度可以分为三个等级：远程呈现、增强现实、虚拟世界。远程呈现的现实度最高，它可使用户以远程的方式虚拟出场。出场相当于“在场”，即用户能够在现场之外实时感知现场，并进行某种操作。增强现实是指通过计算机将虚拟的信息叠加在现实场景上，它具有中等的现实度。虚拟世界是最远离现实的，它是完全虚拟的，是数字化且无边界的虚拟环境。
完整的室内设计流程有以下几个阶段：资料收集阶段、概念设计阶段、方案设计阶段、施工图设计阶段、施工实施阶段、设计后评价阶段。每一个阶段的重点是不同的。虚拟现实技术主要可以在方案设计阶段得到应用。应用虚拟现实技术进行室内设计的基本要素包括虚拟建模、虚拟渲染、虚拟摄影机设置、运动速度控制等。其一，虚拟室内建模。虚拟室内建模可以先用其他三维软件进行，在专业的三维建模软件中建立三维模型，然后放到相应的虚拟环境之中。另外，VRML等专用的虚拟现实建模语言也可以完成此项操作。其二，虚拟室内渲染。导入的模型可以利用OpenGL完成渲染，也可以用SketchUp进行渲染。其三，虚拟摄影机设置。在虚拟室内空间中，虚拟摄影机可以模拟虚拟观察者的眼睛。一般情况下，焦距应与人的正常视野接近，高度一般为人眼的平均高度。如果需要漫游，虚拟摄影机应尽量保持平视。其四，运动速度的控制。物体运动快慢不同会给人带来不同的心理感受和视觉影像，这就需要设计师根据场景的性质设置不同的运动速度。恰当的运动速度能给人一种身临其境的虚拟场景体验，能让观察者获得更好的体验。以往的室内设计表现方法是以图纸为载体表达设计师的设计构想，设计师采用这种表达形式无法全方位地与设计委托方进行交流，在空间的设计上也会因为见解的不同而产生不同的空间感。设计师运用虚拟现实技术可以使设计委托方看到逼真的室内环境，使其充分了解设计师的设计意图，直观地就设计中的问题与设计师进行交流，提出调整意见，得到自己想要的设计形式。
设计师运用虚拟现实技术并结合设计思想，可以创造出一个充分表达设计理念的虚拟建筑室内空间，可以全方位地表现室内空间的布置和特点，从而完整地表达设计意图。虚拟现实技术为室内设计表现打开了一扇新的大门。虽然现在无论是在理论上还是在技术上，虚拟现实技术还有很多不完善的地方，但随着相关技术的不断发展，虚拟现实技术定能在室内设计领域实现人类感觉高沉浸的虚拟。在室内设计中运用虚拟现实技术，将是一个必然的发展趋势。
参考文献：
[1]李位.数码技术研究.河北大学硕士学位论文，2005.
[2]方东.论数码技术的发展趋势.美与时代，2006（11）.
[3]于吉震，杜立君.论数字艺术的发展.装饰，2006（6）.
[4]付志勇，高鸣.三维游戏设计.清华大学出版社，2008.
[5]陈玲.新媒体艺术史纲：走向整合的旅程.清华大学出版社，2007.
[6]（美）迈克尔•海姆.从界面到网络空间：虚拟实在的形而上学.金吾伦，刘钢，译.上海科技教育出版社，2007.
[7]申蔚，曾文琪.虚拟现实技术.清华大学出版社，2001.
虚拟现实概念范文第3篇
【关键词】虚拟现实技术；风景园林；设计
前言
在风景园林设计过程中，传统的方式主要是设计人员通过平面规划图、以及方案效果图进行表达，效果难以做到令人满意。而利用虚拟现实技术，可以多方位和多角度的、真实的进行模拟，让用户能够更加真实、直观的进行体验。所以说，虚拟现实技术对于风景园林设计的发展，具有重要意义。
一、虚拟现实技术在风景园林设计应用中的特点
1.1能够全面展示风景园林设计的空间
同以往的二维表达方式或者是其他表达方式不同的是，虚拟现实技术不仅可以对单一的空间信息进行传递，还可以进行三维立体表达方式，针对设计中的每一个细节之处、以及整体把握，均能够完整而又准确的表达出，使园林设计的空间信息更加完善，风景园林设计更加符合实际。1.2远程浏览，方便快捷利用网络技术，更加便于施工企业与设计人员之间的联系。设计人员不需要再到施工企业递送图纸，立体化的设计，利用远程控制系统便可以实现图纸的浏览与讨论，极大程度的节省了双方的时间，对于提供工作效率具有重大帮助。
1.3辅助设计师臻于完美
虚拟现实技术具有非常强大的可操作性，在风景园林设计过程中，设计人员不管是在哪个设计阶段，均可以进入虚拟现实环境中进行体验，对于自己设计的产品进行检查和审视，比如说如果存在空间、尺寸以及用料等方面的问题，可以第一时间进行修改。此外，通过在虚拟现实环境中对自己设计的作品进行检查，有利于促进设计人员能力的提升。
1.4大众参与，辅助决策
一般情况下，风景园林设计在实施阶段，容易受到很多因素的限制，主要是由于风景园林设计需要同周围环境做到和谐共处。利用虚拟现实技术，可以帮助人们更加详细的了解风景园林设计，从而可以提出更加具有针对性的意见，所以说虚拟现实技术有效衔接了意见决策和大众参与。在人们可以整体认识风景园林设计的基础上，可以给与后期施工建设更多的理解和包容，从而使风景园林设计更加具有人性化，实现双赢。
二、风景园林设计中虚拟现实技术的具体应用
2.1开始阶段的可操作性分析
首先需要对设计条件进行分析和确认，并且需要设计人员亲自到现场进行调查，对现场的环境情况、地质条件、气候情况以及业主造价情况做到充分掌握。在收集数据信息、分析信息的过程中，对设计中可能发生的问题进行陈列。其次，在虚拟现实系统中，录入所收集到的数据信息，实施前期的模拟和探索，使设计人员能够对建设场地做到整体了解。最后，在GIS技术的支持下，针对现实环境场所进行真实模拟，对现实环境中的树木、河流以及道路等情况进行分析，从而为设计概念的形成奠定良好的基础。在此阶段，充分发挥了虚拟现实技术中的模型建构技术，从而能够整体规划、综合分析现场情况。最后，对区域本身特性进行考虑，采取Auto技术，进行园林水景的平面图设计，然后利用3DMAX技术，对弯曲起伏的地形着重考虑，以此构建线形弯曲的水体模型。
2.2概念设计阶段中的概念设计分析
利用现实虚拟技术构建完模型之后，设计人员不再受到二维图纸限制的影响。设计人员可以亲身感受在所构建的虚拟现实环境中，并且能够全面整体的分析和研究具体状况，以此获取感官信息。在感官信息的不同刺激之下，有利于活跃设计人员的思维活动，从而针对场地设计内容不断进行调整和完善。考虑到设计人员无法能够在短时间形成稳定的图形信息，而利用虚拟现实技术，可以将不稳定的信息输入到该系统中，从而可以随时的对相关设计内容进行调整和修改，确保设计人员能够第一时间将灵感体现在设计内容上，使设计人员能够对各种设计概念进行挑选和深入。一些设计人员具有非常丰富的计算机三维造型经验，通过采取虚拟现实技术，同时在计算机视觉体验的影响下，形成全新的设计思想，从而使设计出的图形更加具有创新性。
2.3设计发展阶段的主体构思工作
利用虚拟现实技术，设计人员能够使所刻画的场景更加具有真实感，实时成为三维图像。场景中的各种造型和特征，也可以进行调整，有利于激发设计人员的创作灵感和感官想法。此外，考虑到风景园林设计本身具有多维性和复杂性，所以需要设计人员在设计方案阶段，除了需要对物体造型本身进行考虑之外，还需要合理结合自然因素、社会因素、空间因素以及文化因素等等，以宏观的角度设计风景园林。虚拟现实技术还具有交换功能，设计人员利用此项功能，能够对场景进行实时控制，有利于获取更加有效的交互平台，能够对风景园林中的要素模型做到及时调整和更换；在不断的比较和审查过程中，确保设计方案更加具有科学性和可行性。比如说，在设计城市展览馆的过程中，建设位于城市体育馆附近，并且同繁华路段紧密连接；展览馆的设计高度需要控制在20m以下。在设计阶段，设计人员需要对该区域内的重要建筑物进行模拟摘选，然后在虚构场景中，放入已经设计好的方案进行模拟，再次，针对建设进度，在虚拟场景中，再次放入两种设计方案，实施模拟和调整。最后，在同一场景中比较不同的设计方案，经过对比挑选出最为合适的方案实施建设。
三、总结
尽管我国虚拟现实技术发展较晚，但是在几年时间内也取得了一些成效。虚拟现实技术的出现和运用，对于风景园林设计工作提供了更多的便利，使设计方案更加合理，更加具有可行性。因此，为了确保虚拟现实技术得到进一步完善，还需要我国设计人员不断努力，加强研究，促进技术的发展和创新，以此保证风景园林设计取得更加令人满意的成效。
参考文献
[1]苏小惠.探讨虚拟现实技术在风景园林设计中的应用[J].农业与技术,2014,(2):152-152.
虚拟现实概念范文第4篇
萎靡不振的GoPro股价
GoPro公司的股票受挫是自2015年8月糟糕的财报表现后开始出现的（主要是由于其Hero相机销售不及市场预期），在今年年初宣布裁员后股价更是大跌28%。目前GoPro公司的股票每股仅有12.32美元，不但低于24美元的发行价，而且离52周高点65.49美元差距甚远，更是与2014年的盘中最高每股98.47美元相比下跌了87%。
虽然GoPro很早就在视频内容方面下功夫，力图拓展市场版图，并且也推出360°全景相机等产品。不过由于其主要产品Hero 4的销售增长缓慢导致公司营收大不如前，进而引发了产品升级缓慢和用户使用疲劳的叠加连锁反应。一连串事件的发生将GoPro推到了市场上一个相当尴尬的位置。
GoPro此时虚拟现实相机Omni，就是想传递一个信息―他们知道哪个市场具有高成长性，想利用自己的产品优势加入到这个市场中来。不过由于VR市场还处于起步阶段，GoPro想攀上VR概念的“东风”，给公司打上一针强心剂的算盘很有可能落空。盲目蹭“热度”不仅不能提升公司疲软的销售额，而且对GoPro在内容方面的竞争毫无帮助。
方兴未艾虚拟现实内容市场
Omni的价格虽说没有公布，不过市场预测普遍在3 500～5 000美元左右。这个价格相较于许多专业拍摄设备来说已经是非常实惠的了，但是远远还达不到可以撬动家庭用户市场的地步。由于虚拟现实技术的普及仍然需要相当长的时间，用户在现阶段获得的虚拟现实内容非常有限。由谷歌AR眼镜和3D电视机在市场上的表现就可以看出，大部分用户并不会急于购买价格昂贵但用途相对模糊的设备。
虚拟现实概念范文第5篇
关键词 虚拟现实技术 教育领域 应用
中图分类号：G434 文献标识码：A
0引言
基于虚拟现实本身的技术特点，可以为教学提供新的方式，如在具体的课堂中，虚拟现实技术为学习者提供了可视化的模型或模拟器，这些作为教育教学的辅助工具促进了学生对教学内容的理解。同时，通过虚拟现实技术可以构建沉浸式虚拟现实环境系统，为学习者提供视觉、听觉、触觉等多感官体验的互动方式，既可以培养学生的学习兴趣与热情，又能使教育教学达到事半功倍的效果。因此，对虚拟现实技术及其在教育领域的应用进行研究具有重要的现实意义。
1虚拟现实技术简介
1.1虚拟现实的概念
虚拟现实是一种由计算机和电子技术创造的新世界，是一个看似真实的模拟环境，通过多种传感设备，用户可根据自身的感觉，使用人的自然技能对虚拟世界中的物体进行考察和操作，参与其中的事件，同时提供视、听、触等直观又自然的实时感知，并使参与者“沉浸”于模拟环境。
1.2技术关键
虚拟现实技术关键需要构建虚拟世界的三维模型库，根据3D几何特征、物理属性等特征构建模型大数据，模型种类包括实体模型、柔体模型和粒子模型等等。此外，模型还是具备四维特征，即随时间变化，比如春夏秋冬、草木枯荣以及文物古迹。虚拟现实的应用也是VR+级别的革命，就像现在的互联网+，可以改变世界的方方面面，可以虚拟的地方就有虚拟现实技术。
2虚拟现实技术在教育中的应用价值
2.1拓展学习空间
虚拟现实技术拓展了学习的多维度空间，利用虚拟现实技术可以彻底打破时间与空间的限制，消除时间与空间造成的认知阻断。大到宇宙天体，小至原子粒子，学生都可“进入”这些物体的内部进行观察。一些需要几十年甚至上百年才能观察清楚的变化过程，通过虚拟现实技术可以在很短的时间内呈现给学生观察。例如，通过虚拟现实技术，学生可以身临其境般畅游深海，与各种海洋生物为伴，认识奇妙的海底世界。
2.2激发学习兴趣
虚拟现实的直观体验更能激发学习者的学习兴趣。相对于传统教育中知识的扁平性，虚拟现实教育的呈现更立体。将虚拟现实技术引入教学，在实现人与机器的交流、通过网络进行人与人之间交流的同时，让学习变得游戏化、情境化，真正做到寓教于乐，促进交流、知识表达及应用，有利于更好实现教育目标。
2.3增加教学安全性
虚拟现实技术让学习变得更安全。虚拟现实技术可模拟某些真实情境，在安全的前提下让学生学会应对某些现实场景中不可预知的危险。在虚拟实验室，学生可以用虚拟实验器材进行实验，避免危险化学品可能引发的安全问题。
3虚拟现实技术在教育中的具体应用
3.1模拟训练
虚拟现实技术在教学中应用几乎最成功的案例就是模拟训练系统的开发与研制。由于空间探索和军队战争训练需要高昂的费用，以及这些领域需要极高的安全性与可靠性，使得虚拟现实技术最早应用在了这个领域，并且发挥出了巨大的使用价值和商业价值。随着社会的进步，虚拟现实技术也延伸到的一般的医学教学、汽车驾驶以及电器维修等需要培养各种操作技能的领域。在动作技能的学习中，学习者只有从虚拟现实系统中接受到操作或动作的反馈才能起到积极的学习作用。因此，在运用虚拟现实技术研发模拟训练系统时应该具体考虑学习产生的条件以及教学的效果，这种模拟训练系统应该能够提供真实的模拟训练的情景、校正学习者的错误以及跟踪学习者的学习过程等功能。
3.2虚拟实验室
利用虚拟现实技术建立的各种虚拟实验室在教育上应用前景广阔，尤其在物理、化学、生物等需要实验的学科中更是如此。创建这种虚拟环境的演示物体可以摆脱真正实验室所需要的昂贵的设备，减少了教育部门的实验开销，教学的效果基本接近运用真正的实验仪器设备进行实验所能达到的教学效果。学生可以在跟真实实验室几乎相同的学习环境中学习，学生之间可以相互讨论学习到的概念。如果学生通过匿名的身份进行角色扮演，那么它所能达到的教学效果有可能达到甚至超过在真实实验室环境中进行实验的效果。虚拟实验室基本上分为两类：一种是由编程者设计只能插入并操作实验中有限的实物，这是现今大多数虚拟实验室系统的工作环境；另外一种是基于广泛学科领域知识的虚拟现实系统。
3.3科学研究
国内许多高校都建立了国家实验室开展虚拟现实方面的研究工作。其中北京航空航天大W建立了虚拟现实技术国家教育部重点实验室，曾经为我国自行研制的歼8飞机研制了虚拟现实飞行模拟器；浙江大学计算机辅助设计和图形学（CAD/CG）国家重点实验室也开发了桌面虚拟建筑环境实时漫游系统；其他高校如清华大学、西安交通大学对虚拟现实的真实感和立体现实技术都进行了广泛的研究，使得我国在虚拟现实基础理论研究方面硕果累累。
3.4虚拟学习环境
虚拟学习环境，简称VLE技术。如今国内教育技术对虚拟学习环境的研究多数都停留在如Blog应用这种符号性的交流上，研究如何对学习者之间这种文字性的相互交流进行教学设计。真正对虚拟现实学习环境的研究是对分布式真实虚拟现实感的教学环境的开发与应用进行研究，通过人体模型或者化合物等分子结构演示的虚拟体验，教育者和学习者之间，或者学习者和同伴之间可以在一个虚拟的现实空间中，进行虚拟人之间的面对面的情感交流。
4结语
虚拟现实技术的使用为远程网络教学模拟真实的学习环境提供更加便利的条件，对现阶段课堂教育进行虚拟仿真提供必要的支持，为教学活动的具体实施提供一种全新的教学模式，虚拟现实技术将在教育中发挥重要应用价值，包括军事院校教学、体育专项训练、医学学生模拟实习、飞机操作等教学中，有利于教育事业的改革和创新。
参考文献
[1] 李建荣，孔素真.虚拟现实技术在教育中的应用研究[J].实验室科学，2014，03：98-100+103.
虚拟现实概念范文第6篇
关键词:虚拟现实技术;建筑空间;设计;时间;空间;物质
0前言
通过虚拟现实来表达和想象世界，始终是人们创造艺术和改变世界的源泉。伴随信息技术、网络技术等的产生和进步，人们的这项能力从根本上取得了提高。所谓的虚拟现实技术，从微观上而言，就是为了给用户创造听觉、视觉等感官感受而创建的虚拟现实的各项技术的集合;从宏观上而言，其也包含那些运用于虚拟现实的相关技术。虚拟现实技术产生于上世纪50年代，到现在已比较成熟，被广泛运用在设计、军事、教育等各行各业，其集成了计算机技术、信息技术等先进的技术成果，通过计算机等硬件设施分析触觉、听觉、作用力等感官信息，为人类创造感官能感受到的虚拟世界。凭借虚拟现实技术的交互性、沉浸性、可感知等特征，可拓展人类对世界的认知范围，完全改变了人类对现实生活的对待方式和态度，将人类心中改变世界的梦想变为感官可感受的现实。对于这种情况，建筑空间环境设计也随着虚拟现实技术的运用而不断创新和改革，未来将朝着多元化、现代化方向发展。
1基于虚拟现实技术的建筑空间环境设计理念的变化
建筑空间环境是基于符合人类现实和精神上需要的目标，借助各类时间、物质和空间元素所建立的建筑内外部环境的总称，是一个让人通过五官感受、路径选取和精神沉浸的手段来实现物象和意境的结合。时间、空间和物质是形成空间世界的三大基础因素，因此我们可从这三点来重新认识空间世界。关于传统空间环境体验，人们认为时间是直线的、无法逆转的;空间是封闭的、静止不动的;物质是具象的、可感知的。然而虚拟现实技术的运用拓展了人们的意识思维，让人们将其生存的现实空间和想象的虚拟空间融合到一起，扩展了人们的认知范围，认识到空间维度是可逆转的。在这种新空间环境理念的前提下，空间并非是由简单物质围成的具象，其中还包含了大容量信息的虚拟空间。建筑设计人员将这些虚拟空间融入现实的建筑之中，更直观地展示建筑空间架构，更灵活地变化空间顺序，从而形成新的空间功能和形式。通常来讲，每个建筑空间环境在现实和虚拟空间上都有一定的重叠，具备多项功能且互相渗透和融合，具体如图1所示。在这个建筑空间环境内，改变时间、空间和物质任何一个元素都会带来不同的空间体验和认知。
2基于虚拟现实技术的设计思维转变
2.1平面符号抽象化
传统建筑空间环境设计的思维是设计人员了解设计目标、环境场所、历史文化等(如图2所示)，而基于虚拟现实技术的建筑空间环境设计是要在上述前提下分析空间顺序，并且根据空间架构、功能、意境等，设计出现代化的建筑空间环境。这种建筑空间环境设计方式实现了平面建筑符号的抽象化、立体化，并且虚拟程度比较显著。建筑设计人员要在大脑内将各元素抽象化、简单化，并通过大量信息分析来确定概念图、立体剖面图、俯视图等，从而完成建筑空间环境设计的整个过程。这种以信息分析、概念图、各视图展示等为表示媒介的思维模式是平面建筑符号抽象化的具体表现。
2.2现实虚拟体验思维
基于信息技术和互联网的虚拟现实技术改变了空间的发展秩序和人们的生存方式，人们的思维意识也随之产生显著变化。目前，人类对单向信息接受模式不满意，逐渐倾向于民主的、交互的双向接受模式。推动虚拟现实技术、计算机技术等的广泛运用，将会引导人类进入一个现实和虚拟融合的空间，而人们对未知世界始终存在求知探索的心理。因此，强调互动体验的观念使得人们更倾向于对建筑空间环境的理解，空间感受需要日益增强，不同于传统思维的现实虚拟感受思维应运而生。这种思维更强调创造性实践，以用户感受为本，在确认生成规则或方式的基础上进行不确定的探索感受，从而激发设计灵感并不断完善和补充，如图3所示。这种思维是由虚实交互的物质观念、动态重构的时间观念、空间变化的感受观念、可视化界面的技术观念等构成，更符合现代人性化、可持续的设计理念，其不仅从本质上改变了人类对时间、空间和物质的认识，而且还推动了建筑空间环境设计的改革和创新。
3基于现实虚拟体验思维的建筑空间环境设计
3.1时间和超时间体验思维下建筑空间环境设计
在建筑空间环境设计中，引入时间因素是为了表示其客观性且明确时间顺序和程度高低，而引入超时间因素则代表建筑空间环境和具体时间毫无联系。用户感受可是非实时、非线性等认知结果，这种方式往往会带给用户一定的惊喜感。而引入时间概念的空间可让体验者感受时间的加速或变缓，甚至遗忘现实世界的时间，从而获得片刻的休息和安宁。在时间和超时间体验思维的作用下，美国某癌症中心为了缓解癌症患者身体上或精神上的痛苦和折磨，在其建设了一个迷宫，癌症患者在其中可放缓生活节奏，缓解对癌症的害怕情绪。另外，上海世博会德国馆中的“动力之源”也证明了这一点，如图4所示，在该“动力球”面前，人们会在展览厅的螺旋回廊上通过高声唱和形式来使其摆动，球上颜色会伴随摆动幅度而有所变动，让体验者感受到团结一致所爆发出的巨大能量。同时德国城市图像会在用户面前逐一显示，会根据用户体验节奏来控制显示速度，引发体验者的无限想象，时间和超时间因素在这点上得到了充分展示。
3.2空间和超空间体验思维下建筑空间环境设计
所谓的空间因素，就是现实世界中的具置，传统设计方式下的建筑空间往往在建成初期就已被固化。然而超空间因素就是对应0和1二进制数的计算机虚拟世界的位置，在该空间内，用户体验是虚幻的，大多通过界面比如视频、音频等来实现。并且用户和空间的交互界面还可根据用户需要和路径选择来调整和改变，从而形成空间功能、体验需要和认知体验的新交互联系，设计出动态的交互式虚拟空间。事实上，空间和超空间体验思维的有效融合，扩展了人们的空间认知范围，充分调动人们的积极主动性。比如奥斯陆中央车站的“边界状态”设计，如图5所示，其主要运用了音响的超空间技术，每个设计都基于通配概念，伴随时间维度的变动，模拟各虚拟人物在超空间的行动路径，从而设计出三向度的音响空间。同时结合具象的建筑元素，建立一个现代“音乐剧场”的车站。在该设计之中，整合了数字音响、具象建筑元素和现场效果，形成了多维的现实虚拟建筑空间，是空间和超空间的有效融合和渗透。
3.3物质和非物质体验思维下建筑空间环境设计
对于物质和非物质的概念，可类比原子和比特，前者是物质的隶属现实世界，后者是抽象的也就是0和1二进制之间。伴随信息技术和计算机的发展，人类的认知欲望日益加强，对信息传递要求逐渐提高。建筑设计人员希望比较物质和非物质因素来加强体验的交互性，从而传达更丰富的非物质信息。除此之外，非物质信息还可借助加强虚拟世界的嗅觉、视觉等冲击来提高用户体验，从而激发用户的兴趣。比如，著名设计师林理的“什么在消逝•空屋”，见下图6所示，是呼吁保护动物和生态环境的驱动装置。其是基于物质和非物质体验思维，借助实体物质的设备装置和体验者进行互动交流，在体验不断深入时，一些已濒临死亡的动物声音和图像等非物质元素会显示在用户面前，从而引发人们的共鸣，呼吁人们保护动物和生态环境。
4结语
虚拟现实概念范文第7篇
关键词:虚拟现实(VR);虚拟环境人机交互
一、引言
在信息技术发展的今天,人们的交流越来越多的依靠网络、广播、电视等媒体得到相关的信息资料,但是这些媒体提供的信息往往是经过抽象的,在很大程度上人们不能及时有效的进行理解吸收,解决这一问题人们只能借助于实物模型,但随着计算机技术的迅猛发展,使得人与计算机的交互成为可能,虚拟现实(VR)技术就是借助于这个基础上实现了人机交互,操作者可以通过键盘、鼠标、头盔、数据手套等工具与计算机间的交互,真正成为虚拟环境中的一员,较真实的感知和操作虚拟世界中的各种对象,达到理解和掌握知识、为生产生活服务的目的。
二、虚拟现实技术简介
虚拟现实(简称VR),又称灵境技术, 是以浸没感、交互性和构想为基本特征的计算机高级人机界面,是迅速发展的一项综合性计算机、图形交互技术。它综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术,模拟人的视觉、听觉、触觉等感官功能,使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中,并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互,创建了一种适人化的多维信息空间。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性,而且能够突破空间、时间以及其他客观限制,感受到在真实世界中无法亲身经历的体验。
计算机技术的迅速发展为我们提供了许多解决问题的新方法。虚拟现实技术的产生与发展也同样如此,目前虚拟现实系统的研究现状主要涉及到三个研究领域:依靠计算机图形方式建立实时的三维视觉效果、构建对虚拟世界的观察界面和使用虚拟现实技术加强其在现实世界中的应用。
三、虚拟现实技术特征及其系统的关键技术
从本质上说,虚拟现实就是一种先进的计算机用户接口,它通过给用户同时提供诸如视、听、触等各种直观而又自然的实时感知交互手段、最大限度地方便用户的操作,从而减轻用户的负担、提高整个系统的工作效率。因此虚拟现实技术具有以下四个重要特征。
（一）多感知性
所谓多感知性就是指导包括视觉感知外, 还包括听觉、力觉、触觉和运动感知、甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。
（二）存在感
又称临场感,它是指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该达到使用户难以分辨真假的程度。
（三）交互性
它是指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度(包括实时性)。我们借助与我们8的感觉器官,在虚拟的环境中体验真实的环境。
（四）自主性
是指虚拟环境中物体依据物理定律进行动作的程度。虚拟现实系统的关键技术主要由动态环境建模技术、实时三维图形生成技术、立体显示和传感器技术、应用系统开发工具和系统集成技术等五个方面组成。其中动态环境建模技术的目的是根据应用的需要获取实际环境的三维数据, 并利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。而三维图形的生成技术关键是如何实现“实时”生成。立体显示和传感器技术是虚拟现实中实施交互能力的关键。
四、当今虚拟现实技术的应用领域
虚拟现实技术的应用前景十分广阔。目前在娱乐、教育及艺术领域的应用占据主流,其次是军事与航空、医学领域,机器人和商业领域都占有一定比例,另外在可视化计算、制造业等领域也有相当的比重。下面简要介绍其部分应用。
（一）娱乐、艺术与教育领域
丰富的感觉能力与3D显示环境使得VR 成为理想的视频游戏工具。如Chicago(芝加哥) 开放了关于3025 年的一场未来战争的世界上第一台大型可供多人使用的VR娱乐系统;1992年的一台称为“LegealQust”的系统由于增加了人工智能功能,使计算机具备了自学习功能,大大增强了趣味性及难度,使该系统获该年度VR 产品奖。
作为传输显示信息的媒体,VR所具有的临场参与感与交互能力可以将静态的艺术转化为动态的,可以使观赏者更好地欣赏作者的思想艺术,提高了艺术表现能力。
（二）军事与航天工业领域
模拟与练一直是军事与航天工业中的一个重要课题,这为VR提供了广阔的应用前景。美国国防部高级研究计划局DARPA自80年代起一直致力于研究称为SIM NET的虚拟战场系统,以提供坦克协同训练,该系统可联结200多台模拟器。另外利用VR技术,可模拟零重力环境,以代替现在非标准的水下训练宇航员的方法。
（三） 医学领域
VR在医学方面的应用具有十分重要的现实意义。在虚拟环境中,可以建立虚拟的人体模型,借助于跟踪球、HMD、感觉手套,学员们可以很容易了解人体内部各器官结构,这比现有的采用教科书的方式要有效得多。
Pieper及Satara等研究者在90年代初基于两个SGI工作站建立了一个虚拟外科手术训练器,用于腿部及腹部外科手术模拟。这个虚拟的环境包括虚拟的手术台与手术灯,虚拟的外科工具(如手术刀、注射器、手术钳等),虚拟的人体模型与器官等。借助于HMD及感觉手套,使用者可以对虚拟的人体模型进行手术。
另外,在远距离遥控外科手术,复杂手术的计划安排,手术过程的信息指导,手术后果预测及改善残疾人生恬状况,乃至新型药物的研制等方面,VR技术都有十分重要的意义。
（四）管理工程领域
VR 在管理工程方面也显示出了无与伦比的优越性。如设计一新型建筑物时,可以在建筑物动工之前用VR技术显示一下;当财政发生危机时,可以帮助分析大量的股票、债券等方面的数据以寻找对策等等。
以上仅列出虚拟现实的部分应用前景,可以预见,在不久的将来,虚拟现实技术将会影响甚至改变我们的观念与习惯, 并将深入到人们的日常工作与生活。
五、虚拟现实技术的进一步展望
虚拟现实从其萌芽到今天的日渐成熟已经走过了相当长的一段风雨历程。目前它的研究内容涉及到多项学科领域。我们同时也认识到,这个领域的技术具有巨大的潜力和广阔的应用前景。
虚拟现实概念范文第8篇
关键词:虚拟现实技术;工业设计;应用
工业是现代社会第二产业的重要组成部分，科学技术的发展，推动着现代工业的进一步发展。而工业设计作为现代工业制造中的核心环节，其设计水平和效率直接影响现代工业的发展。随着市场竞争的不断激烈，现代工业设计更加注重产品的造型设计、功能、性能、质量，且要求现代工业产品实现绿色化生产。为确保工业产品在激烈的市场竞争中脱颖而出，现代工业设计必须提升其设计水平和效率，而虚拟现实技术的应用将为这一目标的实现提供有力的条件。
1虚拟现实技术概念
虚拟现实技术(VirtualReality，VR)最初是由美国人拉尼尔于1980年提出，自主性、多感知性和交互性是这一技术的主要特征，其本质上是一种计算机仿真系统，可创建和体验虚拟世界，借助计算机生成模拟空间，从而创设一种三维动态仿真环境，从而让人实现听觉、视觉等多感官体验[1]。这一技术的实现，运用了多种现代高新技术，如人工智能技术、计算机仿真技术、遥感技术、三维立体技术、感官反馈技术、广角立体显示技术等。简单而言，虚拟现实技术实现了人们运用计算机对复杂数据的可视化操作，其与传统视窗操作更具震撼力，实现了技术上的新突破。随着时代的不断进步和发展，虚拟现实技术被广泛应用于各个领域，如军事、医学、文体娱乐、工业设计、建筑施工、教育、汽车制造等。
2现代工业设计的特点及发展趋势
工业设计(IndustrialDesign)是指以工学、美学、经济学为基础对工业产品进行设计，其专业性要求较高，涉及的领域也较为广泛[2]。近年来，随着经济全球化的发展，工业设计对于创新性的要求也愈为迫切，要求设计出的工业产品具有融合性，注重艺术和品质的提升，符合环保的要求，可以回收利用，实现对环保的绿色化表达。同时要求设计出的工业产品具有较高的性能和质量，以满足市场的多样化需求。总而言之，新时代背景下，现代工业设计要求以市场经济发展的一般规律为基础，对产品进行科学规划和设计，确保设计出的工业产品符合供需规律，提高经济效益。随着现代信息技术的不断进步和发展，现代工业设计与科学技术相融合，以提高产品设计的技术性，也是现代工业发展的必然选择。而虚拟现实技术作为高新技术的典型代表应用于现代工业设计中，是对传统工业设计的新突破，其必将大大提升工业产品设计的效率化和专业化。
3工业设计中应用虚拟现实技术的优势
工业设计是工业制造的基础，传统工业设计主要采用二维平面设计方法，这种设计方法立体感较为缺乏，难以对产品的造型和产品性能准确把握。而在现代工业设计中运用虚拟现实技术，利用计算机仿真等现代高新技术，可实现设计产品的三维展示，有利于设计者准确把握产品性能，及时整改设计存在的问题，使产品设计的周期大大缩短，产品制造效率提高。具体而言，其优势主要表现在以下几个方面：(1)虚拟现实技术属于可视化设计界面，图文并茂，更易于理解，而且可通过网络传输和共享[3]。(2)传统工业设计大多需要制作实体模型，产品每次进行修改都需重新制作实体模型，且需要寄送给不同地区的客户，等到客户反馈再进行修改，不仅浪费时间和成本，而且影响研发进度。而虚拟现实技术借助计算机仿真技术，不需要制作实体模型和实体仪器，可节约设计成本。(3)设计过程中所涉及到的信息、数据及图像等都可在计算机硬盘上保存，可进行备份，且不易损坏和丢失，而且便于对多种设计方案进行对比和分析。(4)虚拟现实技术不受地域和空间的限制，产品设计修改更加快速便捷，使设计流程和时间减少，可提高研发效率，使产品研发周期大大缩短，设计人员的劳动强度大大减轻。(5)在工业设计中，部分工业产品的测试场景可能具有一定危险性，或者搭建测试环境的成本非常高昂，在这种情况下，应用虚拟现实技术将有效解决这些问题。如交通信号系统设计完成后，大多需要客户到其他已经安装完成的城市进行参观，路途耗时较长，且客户反映没有针对性。而借助虚拟现实技术，可实现对当地道路或者城区交通情况的模拟，产品的设计将更具有针对性。又如部分军用产品，产品设计测试时不具备使用坦克吊装车辆、导弹运输车辆等军用运输设备搭建测试环境的条件，而使用虚拟现实技术可最大程度控制人员范围。
4工业设计中虚拟现实技术的具体应用
4.1虚拟现实技术在需求分析阶段的应用
在产品设计的需求分析阶段，可利用虚拟现实技术的Web页面进行市场调查，这种方式可以提升被调查者的兴趣，使获取的信息更加全面和准确，有利于对市场需求状况的全面把握。同时，借助Web的虚拟设计环境可向用户展示产品的特点及功能，用户可及时给予反馈，从而可获取多样化的需求信息，有利于提升产品设计的合理性[4]。
4.2虚拟现实技术在概念设计中的应用
在概念设计中，可借助多样的虚拟环境，让用户亲自修改模型，或者借助触摸屏对产品的造型、风格及色彩等可选部件进行选择，再渲染和生成较为逼真的三维模型，以获得对产品的亲身体验，综合专家及部分用户提出的合理化建议，对产品进行修改。
4.3虚拟现实技术在详细设计中的应用
详细设计是工业设计过程中的重要环节，其中可制造装配性详细分析尤为关键。在对复杂产品结构进行设计时，借助虚拟现实技术可进行虚拟装配，实现装配的直观性演示，从而及时发现其中存在的不合理之处，及时修改。
4.4虚拟现实技术在虚拟制造中的应用
虚拟制造系统为产品的模拟制造提供了便利的技术条件，其运用计算机模拟产品的设计、开发和制造过程，不会造成能源和资源的浪费，同时通过虚拟制造环境，可以及时发现制造过程中可能存在的问题，以确保在产品实际生产前就采取有针对性的预防措施消除潜在隐患。
4.5虚拟现实技术在产品评价和测试中的应用
对设计产品进行评价和测试是工业设计的重要组成部分，而借助虚拟现实技术可在虚拟条件下对产品的运行状态和性能加以评价，并根据评价和测试结果进行有针对性的修改。总之，在工业设计中应用虚拟现实技术有重要的现实意义，但目前仍存在部分尚未解决的理论问题和尚未克服的技术障碍，因此应积极致力于相关研究，不断促进相应技术的完善，以为虚拟现实技术在工业设计中的应用提供更为坚实的技术保障，并最终提升工业设计水平的提升与整体工业制造业的可持续健康发展。
参考文献
[1]戚鹏,辛献杰,郭艳,等.基于虚拟现实技术的工业设计虚拟展示平台的建设研究[J].科技展望,2015(20):160.
[2]白娟.计算机辅助工业设计发展状况与趋势城市[J].建设理论研究:电子版,2016(9).
[3]杨茜.虚拟现实技术在工业设计中的应用现状与发展趋势[J].中国高新技术企业，2015(16):48-49.