虚拟现实设计范文精选

摘要：以苏州拙政园为例，介绍了虚拟系统的形成过程。采用三维建模软件autocad和3dsmax建模，使用lod算法优化虚拟系统，应用javascript语言扩展虚拟世界的动态行为建立的拙政园虚拟巡游系统可以任意选择路径遨游各景，证明建筑中使用虚拟现实作为媒体的可能性。用虚拟系统开拓建筑设计的创作思路，有助于建筑师推出多种不同设计方案，从而提高建筑设计质量。

关键词：虚拟现实建筑设计思维

虚拟现实（virtualreality，简称vr），又称为虚拟环境（virtualenvironments）、人造空间（cyberspace）、人工现实（artificialreality）、仿真技术（simulatortechnology）等。它集成了计算机图形学、多媒体、人工智能、多传感器、网络、并行处理等技术的最新发展成果。它以模拟方式为使用者，创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维图像世界。在视、听、触、嗅等感知行为的逼真体验中，使设计者可以深入探索、参与者可以直接参与虚拟对象在所处环境中的作用和变化，仿佛置身于一个虚拟的世界中，产生融合性……997年，bridges与charitos提出建筑设计与vr之间，存在着一双向关系，建筑设计可引用vr来评估与验证设计意图，而虚拟现实的环境可引用建筑设计知识来建构。

1.　虚拟现实的建筑演示系统

在建筑和规划学科领域，使用虚拟现实演示单体建筑、居住小区乃至城市空间，可以让人以不同的俯仰角度去审视或欣赏其外部空间的动感形象及其平面布局特点。它所产生的融合性，要比模型或效果图更形象、完整和生动。

使用虚拟现实语言，可实现实时场景及单体编辑，动画、解说等多媒体信息和虚拟现实无缝连接。它让人易于交流，加强大众与专业团体对城市及开发区规划的理解与认识，勾画未来城市的形象等。

台湾交通大学建筑与文化研究院刘育东教授在台湾新竹市东门城广场规划中，第一次对。公共工程进行公开讨论，以拟定后续的发展准则。居民们希望从任意角度了解工程项目的。情况，所以将虚拟现实引入用户参与设计系统是十分必要的。虚拟现实能适应因特网上传播的需要，并能满足房地产信息的需求。对房地产开发商、建筑设计和规划行业来说，虚拟现实的展示方式是大势所趋。

（1）在商品房交易中，消费者除了关注商品房的价格、位置之外，越来越关注房屋的环境、结构、设计、装潢。用户在查询某商品房时，可以定位指定观察室内户型以及小区环境。可以亲身体验小区建成后的三维虚拟环境，了解室内空间、周边环境、固定设施的配套情况，因而仿佛身临其境。虚拟现实可以辅助户型室内装修设计及建材选择。场景中每个物体，可进行独立的移动、隐藏等编辑操作。动感十足的虚拟现实可刺激用户的购买欲，有助于销售，缩短售房周期。

摘要:结合工业设计的新方法与新观念，阐述将虚拟现实技术应用于产品概念设计中，加快产品开发的进程，更好地满足市场需求。

关键词:概念设计虚拟现实技术产品市场

一、产品概念设计与市场

概念设计是工业设计领域中的一个重要方面。国外大公司的产品设计部门包括:1)(Conceptdesign)概念设计;2)(Detaildesign)详细设计;3)(Manufacturingdesign)制造设计。由此可见，产品的概念设计的主导地位和重要性。

1概念设计的内涵

概念的设想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。下面以概念设计教学实例之一来说明其涵义:给出一个概念“断药”，让学生进行座椅的开发设计。步骤是，首先向学生讲述心理学中的一个名词———暗示心理，并分别举出一个“安乐死”实验和一个“挽救少女生命”的文学名著故事，从正反两个方面说明暗示对人的健康的影响;然后运用一个“民间故事”阐述如何将“断药”的概念物化到具体的产品上。因为，在民间曾有这样一个说法，就是将一把断了的钥匙用红线穿上挂在小孩的脖子上，取“断钥”的谐音“断药”暗示常生病的孩子挂上“断钥”这挂项链之后，就断了药，从此不再吃药，这也意味着孩子走向健康。所以，将一把断了的钥匙(断药)的概念物化到具体的产品上来为健康做设计时，用折断了的钥匙做椅架为主题，由学生创意出现了形形的座椅开发设计方案(其草图、效果图、视图等技术说明从略)，于是就有了一种新型的专用座椅的概念设计。其应用场合为疗养院、医院、不能自理的老人家庭等。

这是传统的产品概念设计。当然，产品的类型不止是这种无障碍设计思想指导下的专用座椅。产品即人之观念的物化，设计是一种思维行为。在这种思维创造活动中，产品概念的构思是丰富的，人的创作智慧是无穷的。概念产品的类型更是多种多样。

2概念设计与产品市场

算法描述

基本概念和定义在进行算法描述之前，对文中提到的基本概念进行如下的定义［10］：定义1位姿：在三维空间中，要确定一个物体的几何状态需要确定相对于各坐标轴的3个位移坐标和3个旋转坐标。在虚拟现实术语中，将一个空间物体的上述6个参数称为该物体的位姿。定义2变换矩阵：所谓变换矩阵就是对坐标系里面的点进行平移旋转之类的变换。算法具体描述本系统所描述的虚拟人手的模型事实上就是网格和骨架两个大的部分组成，网格就相当于真实人手的肌肉和皮肤，而骨架相当人手的骨骼。网格是由顶点和顶点间连线构成的。网格中顶点和骨架结构中对应的骨骼绑定在一起的，通过这种方式，网格附着在骨骼之上。骨架是虚拟人手仿真的基础，整个人手关节的控制都是通过控制骨骼的控制运动来实现的，当骨骼结构中的任意一块骨骼运动的时候，会改变网格的形状，从而实现虚拟人手的运动学仿真。骨骼链中的每一块骨骼的运动都是通过变换矩阵来实现的，本节研究的重点就是手指各骨骼的变换矩阵和顶点坐标变换算法。为方便描述，选取人手的模型的食指进行说明，初始位姿如图4（a）所示。joint0为指掌关节，joint1为中指关节，joint2为远指关节，joint3为食指末端，关节的长度分别用a，b，c表示。以joint0为绝对坐标系原点，建立如图4所示的坐标系。图4（b）为食指绕旋转θ角度后的示意图，首先需要计算出各个关节的局部变换矩阵和全局变换矩阵，所用到的算法就是动画插帧算法。算法结束由动画插帧算法可以知道各关节的相关的变换矩阵，但是到目前为止，我们还不知道人手模型网格和骨骼的具体关系。那么下面的顶点坐标变换算法就是要实现将顶点和骨骼绑定在一起，当骨骼运动的时候，和骨骼绑定在一起的模型网格也跟着骨骼发生形变。传统的网格形变方法是将一个整体的网格划分为几个独立的网格，如果需要控制网格的某部分的时候，只需要通过图形引擎提供的相应的函数来移动或者转动网格即可。对比图5和图6很容易发现，如果将人手模型划分为独立的网格模型，那么在仿真的过程中骨骼连接的地方容易产生裂缝，这种裂缝会严重的影响仿真模型的逼真度。本文采用的顶点坐标变换算法，有效地弥补了这种缺陷。网格模型的顶点通过顶点变换算法后，由于每个顶点受到多个骨骼的拉扯影响，因此不会出现裂缝的现象，而是比较平滑。

实验结果和分析

系统是基于VC＋＋6．0实现的，三维人手模型的建立是用milkshape3D建模软件来完成的，这一步的工作量比较大。完成主要工作有：人手mesh网格模型的绘制，人手骨骼的绘制以及和mesh顶点的绑定，顶点权重的赋值，最后需要给模型蒙皮，就是给mesh网格上蒙上一层皮肤，可以很大程度上提升模型的逼真度。OpenGL图形库的移植，将OpenGL移植到开发环境中，在程序中创建着色描述表和进行OpenGL初始化。对OpenGL其它一些重要项的初始化包括：启动平滑着色模式，屏幕背景颜色，缓存深度设置，启动深度测试，视角计算，光源设置等。算法的具体实现已经在上文中做了详细的说明，图7为实验的结果。虚拟人手上面已经蒙上了真实人手的图片，增加了虚拟人手的逼真度。通过键盘相应按键的控制，可以设置各关节的旋转角度，从而实现人手的实时控制，从三维模型构建和仿真的效果来看，在关节转动的过程中，仿真人手并没有出现关节处的裂缝，较好的验证了动画插帧算法和顶点变换算法的可行性。

结束语

虚拟现实是计算机图形学的一个重要的方向，其核心就是三维模型的重建。传统的建模软件可以进行快速的三维建模，但是用户的实时交互一直是三维建模软件最大的缺陷。本文提出的动画插帧算法和顶点变换算法，既汲取了三维建模软件快速建模的优点，同时能够实现与模型之间的实时交互，较好的实现了虚拟人手实时交互，但是系统目前也存在着不完善的地方，虚拟人手手型的控制方面存在着不是很灵活的问题，下一步的工作是通过单个摄像头跟踪手型，实现真实人手型的跟踪，而不是通过键盘来控制虚拟人手。

作者：张晓龙 陶海峰 单位：武汉科技大学

摘要：本文针对机械设计课程中不同实验的特点采用不同的软件进行开发，最后用网页将所有虚拟实验模块整合到一起，着重介绍了利用Cult3d、Virtools和Fla sh软件进行虚拟实验设计的方法，提出了继续研究和探索的方向。

关键词：虚拟实验室；实体造型；虚拟设计；网页

机械设计课程实验是连接基础课与专业课的重要环节，能够使学生通过自己的思考分析独立进行实验设计、实验操作和实验分析，提高学生的学习自主性和主动性，培养学生的动手能力和创新能力。为学生掌握机械设计实验方法提供学习机会和实践体验，促进知识、能力与素质的协同发展。

虚拟实验室是近年来信息技术迅速发展的产物，是虚拟现实技术重点应用之一，也是促进教育方式、方法和科学实验进步的重要手段。它具有低成本、扩展性强、高效率、协作性强、安全性高、时间空间限制小等优点。

1方案设计

1.1功能设计。在机械设计虚拟实验室在功能上能够实现机械零件认知实验、带传动实验、螺栓联接实验、零件装配实验。认知实验的认知类零件主要包括螺栓、键、圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗轮、蜗杆、带、带轮、轴、轴系固定元件和滚动轴承等内容。带传动实验包括传动带的弹性滑动和打滑实验。螺栓联接实验能够表达出螺栓联接在拧紧过程中各部分的受力和变形情况。验证受轴向工作载荷时预紧螺栓联接的变形规律，及对螺栓总拉力的影响。零件装配实验能够对零部件模型进行拆装仿真，包括螺栓联接、键联接，轴系结构、联轴器、减速器等装配。

1.2 系统设计。机械设计虚拟实验室采用Web浏览器和网络服务器相结合的架构。实验人员只需通过访问机械设计虚拟实验室的网址就可以进行机械设计实验的虚拟操作。

虚拟实验室能够通过鼠标和键盘进行人机交互，能够对所有零件进行放缩、旋转、平移、名称显示。实验过程中具有实验操作演示、操作步骤提示、错误提醒、数据分析、相关理论注释等。

摘要：在传统的教育过程中，理论知识的学习往往过于重视，而实验技能的实践机会却不断减少，这就导致了理论与实践之间不平衡矛盾越来越突出。虚拟实验教学环境正是在这种环境下产生的，它一定程度上丰富了实践技能的内容，提高了整体教学的质量。该文在考察大学计算机硬件实验教学现状的基础之上，结合大学计算机实验的具体特点，确定采用VRML技术进行开发；同时，分别从实用角度、运作原理、编辑环境几个方面对VRML语言进行全面的解读和分析；其次，分析了虚拟实验的基本需求，并结合需求对虚拟实验的总体架构进行了设计及功能模块的划分；最后，结合具体的三维模型，从模型的绘制、贴图的赋予、交互行为的添加三个方面给出了具体的实现。

关键词：虚拟现实；交互设计；VRML；漫游

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）08-1968-07

1 概述

虚拟现实，早已不再是一个陌生的名词，随着计算机图形学的进一步发展，虚拟现实技术的应用变得更加广泛。其应用领域覆盖了军事、教育、医疗、城市规划、远程实验等众多领域。虚拟现实技术通过硬件设备和软件资源，为用户提供一种身临其境的真实感觉，增强用户的体验深度和记忆层次，进而达到辅助行业的作用。其硬件设备主要包括立体头盔、数据手套及各种传感器，软件资源包括图形处理系统、建模软件及各种交互软件。

虚拟现实技术的发展与成熟，为教育行业的实验教学带来了新的手段和机遇。传统的实验教学一直存在着一些无法逾越的障碍，主要体现在三个方面，其一，学校硬件设备资源有限，对于部分贵重的设备无法做到一人一份，学生无法自由地进行实践性尝试；其二，设备管理与维护的成本较高，很多学校的教师承担了上课与管理设备的双重压力；其三，实验过程中，学生的人身安全及设备的安全问题都很难得到控制，这也导致了部分实验的搁浅；通过采用虚拟现实技术，打造一个虚拟的三维空间，将现实世界中的实验设备，完全地、完整地迁移到虚拟空间，学生在虚拟的仿真空间中，通过鼠标和键盘的操作，进行完全逼真的实验，基本达到教育实践的目的。

2 虚拟现实技术分析

几何造型节点（shape）：shape节点定义了立体图形的色彩、材质、纹理、尺寸、形状等外观特征。主要有外观特征节点（appearance）和几何形状节点（geometry）。

摘要：虚拟校园是虚拟现实技术的一个重要应用方面，通过虚拟校园，人们只需要一台计算机即可了解校园整体风貌。以攀枝花学院主体建筑为研究对象，利用SketchUp构建三维模型，应用GIMP进行纹理贴图处理。运用VC++6.0结合OpenGL技术，读取三维模型，实现漫游交互控制及碰撞检测功能。系统运行表明，该系统场景逼真，能够展现学校风貌，为学校提供了一个新的窗口。

关键词：虚拟校园;OpenGL;VC++6.0;SketchUp

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）12-2909-04

Design and Implementation of Virtual Reality Platform for 3D Campus

LIU Xiao-yinga，ZHANG Jianb

（a. School of Mathematics and Computer Science; b. School of Transportation and Automobile Engineering， Panzhihua University，

Panzhihua 617000， Sichuan， China）

Abstract： Virtual campus is an important application about virtual reality technology. People only need a computer to have the overall view of the campus through the virtual campus. Taking the main building of Panzhihua university as a research object， using SketchUp to build 3D model and GIMP to process texture mapping， and VC++6.0 and OpenGL technology， the 3D model was read， and then the roaming interactive control and collision detection function were implemented. The system operation showed that the system could show realistic scenes of the school and provide school views with a new window.

摘 要： 虚拟现实的教育特性包括多感知性、交互性、沉浸性以及构想性。虚拟教学系统的设计：①由先进教育学习理念作指导；②充分发挥虚拟现实技术，对场景、课堂、实验、角色、情境进行虚拟设计，打造虚拟感知教学系统；③必须结合有效的教学策略，如运用案例学习、情境学习、协作学习、自主学习、探索学习等学习策略，允许学生以角色的身份，体验虚拟的自然现象及事物的演变过程，支持学生学习、探索和发现。

关键词： 虚拟现实技术； 虚拟教学系统； 感知； 交互； 沉浸

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2016）12-72-03

Research on the design of virtual teaching system based on virtual reality technology

Yang Xuchao

Abstract： The educational characteristics of virtual reality include multi-perception， interactivity， immersion and imagination. To design the virtual reality system， the advanced education idea should be taken as the guidance， a virtual perceptive teaching system should be built by giving full play to the virtual reality technology， to design the virtualized scene， classroom， experiment， roles and situation， and the student should be allowed as a role to experience the virtualized natural phenomena and process of things evolution， so as to support student learning， exploration and discovery.

Key words： virtual reality technology； virtual teaching system； perception； interaction； immersion

0 引言

摘要：该文旨在利用VMware vSphere套件来实现某企业服务器虚拟化的部署，实现一套适合某企业信息中心服务器虚拟化建设方案，提高服务器利用率，并通过相关实验分析，提出后续工作目标。

关键词：虚拟化[1]；VMware vSphere

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）07-1519-02

1 前沿

虚拟化技术主要是通过对底层进行抽象，将计算机元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行，将网络的控制管理与数据的转发与交换进行有效的分离[2]。

以是否存在宿主操作系统来看，虚拟化技术主要分为原生及寄居两种架构。原生架构是指虚拟机本身不再依赖任何操作系统，或者可以认为虚拟机本身就是一个操作系统，只是这个操作系统只提供虚拟化服务。而寄居架构，则认为虚拟机是一个软件或者服务，只有在已经安装好的操作系统上才能运行。从被应用的领域来分，虚拟化又可以分为服务器虚拟化，存储虚拟化，应用虚拟化、平台虚拟化和桌面虚拟化。其中服务器虚拟化需要具备功能和技术有：多实例、隔离性、CPU虚拟化、内存虚拟化、设备与I/O虚拟化、无知觉故障恢复、负责均衡、统一管理、快速部署。

VMware vSphere是VMware公司推出的一套服务器虚拟化解决方案，核心组件是Vmware ESX/ESXi，可以独立安装和运行在裸机上的系统，支持硬件虚拟化，通过与vSphere Client远程连接控制，在ESXi服务器上创建多个虚拟机，并且虚拟服务器在性能与稳定性上与亚于普通的硬件服务器。

本文采用原生架构，利用VMware vSphere套件来实现服务器虚拟化的部署。

【摘 要】本文首先介绍了基于虚拟现实技术的网络虚拟化学实验室的体系结构，然后介绍了结合3ds Max软件和VRML语言实现虚拟试验场景的交互功能和动画效果的理论方法，为网络虚拟实验室的构建打下基础。

【关键词】虚拟现实技术；网络虚拟实验室；3ds Max；VRML

Based on Virtual Reality Technology of The Construction of the Network Virtual Chemical Laboratory Design

YAN Xiao-li ZHENG Yan-bin YAO Fei SU Jing-xia

【Abstract】This article first introduces the network based on virtual reality technology， virtual chemical laboratory of architecture， and then introduces the combination of 3ds Max software and VRML language implementation of virtual test scenarios interaction function and the method of animation effects theory， lays the foundation for the construction of network virtual laboratory.

【Key words】Virtual reality technology； Network virtual laboratory； 3ds Max； VRML

0 引言

随着虚拟现实技术和计算机网络技术的发展，虚拟现实技术应用的领域已经深入到军事、医学、教育等各个领域。利用虚拟现实技术建立的化学实验室与传统实验室相比高效、开放、灵活、用户自定义等优点决定了它在远程教育中的良好应用前景，必将成为教学活动的重要环节。

摘要：在现代电子技术发展及应用，其正在转化人们对传统世界的认知，运用现代电子技术，设计实现景区虚拟现实系统，必将为人们展示出不同的世界，发挥现代电子技术在设计应用中的魅力。本文则对现代电子技术下的景区虚拟现实系统设计分析。

关键词：现代电子技术；景区；虚拟现实系统；设计

中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1674-6708（2016）154-0169-02

作者简介：俞晓妮，工程硕士，副教授，工作单位：大连理工大学，研究方向为多媒体技术（含平面、影视、动画、网站等）

对于景区虚拟现实系统设计中，应用现代电子技术，不仅可以设计实现应急模拟演习是为了测试对突发性事件的应急能力和素质。在应急模拟推演中运用先进的虚拟的景区，还可以更好地满足使用者对三维立体化、交互的功能要求，使人可以产生身临其境的感觉。以下本篇对此进行具体分析。

1景区虚拟现实系统设计需求

景区虚拟现实系统，就是能够建立在现实的旅游景观环境基础上，采取模拟以及超现实的景观设计手段，为人们构建出一个虚拟的旅游环境，这样就可以确保网友可以身临其境的漫步在景区。能应用现代化的电子技术，实现对景区内虚拟场景进行三维的模拟，同时还可以借助一定现代电子技术手段，使旅游者可以感受到虚拟且实际的场景[1]。景区虚拟现实系统设计中，基于现代电子技术，营造虚拟旅游环境，旅游者可以通过网络平台上，运用景区虚拟现实系统，进入虚拟环境中，并能够根据旅游需要，在系统设计中，确保人们可以利用头盔、数据手套以及数据服等多种不同的虚拟交互设备，切实的感受到该景区的环境。

2基于现代电子技术的景区虚拟现实系统设计