虚拟现实技术与应用篇1

虚拟技术慨述

虚拟现实技术是将现实世界映射到虚拟世界的技术，随着人类对客观世界认识的不断加深和新技术的不断产生，虚拟现实技术的内涵在不断扩展。目前，常用的又包括计算机图形(CG：ComputerGraphicJ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在内的最新发展成果。事实上，虚拟现实技术是以计算机技术为核心的一系列新技术的集成。

虽然人们对于什么是虚拟现实并无统一的认识，但是诸多学者却公认虚拟现实具有浸没感(Immersion)、交互性(Interactivity)和构想性(Imagination)的特点，简称为所谓浸没感，又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度，理想的模拟环境能够使用户全身心地投入到由计算机所创建的三维虚拟环境中，如同在现实世界中的感觉～样：交互性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)；而构想性则强调虚拟现实技术应具有广阔的可想象空间，可拓宽人类认知范围，不仅可再现真实存在的环境，也可以构想客观不存在的甚至是不可能发生的情境。

由于虚拟现实具有的以上特点，而虚拟现实技术是利用计算机技术对现实世界中已知的客观规律进行模拟，因而在各种领域中得到了广泛的应用，最常见的应用莫过于各种场景逼真的游戏，玩家在虚拟的环境中可以过着现实生活中向往却无法实现的生活，身心得到一种接近现实又超越现实的体验。除了用于娱乐之外，虚拟现实技术在规划、设计和人员培训方面也有着突出的表现，在民航安全管理中也有不少应用。

虚拟现实技术在民航安全管理中的应用

安全是民航运输业的生命线。虚拟现实技术应用于民航行业，从航空器设计、机场应急救援演练、事故模拟再现、事故征候调查仿真、到各类行业运行人员(飞行人员、机务维修人员及空中交通管制人员)的教育培训与训练，不仅在很大程度上提高技术水平，而且将节约资金、大大提高运行安全水平。从国内外参考文献看，虚拟现实技术在民航行业的应用主要包括以下几个方面：

(一)人员培训

空中交通管制人员、飞行人员和机务维修人员的培训中广泛应用了虚拟现实技术。以我国某软件股份有限公司开发的CDZS机场塔台视景模拟机、DRS航管雷达模拟机和DPS程序管制模拟机为例，这些系统是为训{练机场塔台管制员而设计的大型虚拟现实系统，能真实再现塔台管制工作环境，以360。开阔的机场和近空视景，逼真的飞机滑行、起飞、降落，各种天气如雨、雪、雾以及夜航等，通过预先设计出的各种繁忙和危险情况用以对塔台管制员进行系统训练，并可以对训练结果进行评估，同时支持多种训练组合方式，是培训空中交通管制人员的主要手段和标准设备。虚拟现实技术的应用更加真实地模拟机场复杂、大流量的运营环境提供高画质、高清晰度视景，具有很好的沉浸感，因而具有较好的训l练效果。

模拟机是各种虚拟现实技术的综合应用，在高性能计算机为核心的虚拟环境处理器的支持下，利用二维或者三维的显示技术创造逼真的虚拟环境，使用各种传感器感受用户操纵动作或者身体方位作为输入，计算出相应的响应并输出反馈给用户。使用模拟机可以将现实中较少发生的危险状况模拟出来，使受训l者短期内反复操作以至熟练掌握却不面临任何实际的危险，避免了训练事故，提高了训练水平，在飞行员、机务维修人员和管制员的训练中占有极其重要的地位。自2006年以来，随着具有我国自主知识产权的飞行训练器的出现，攻克了原来由空客、波音垄断的盲点和局面。

对于机务维修人员的培训，亦可应用模拟机。如飞机试车是项高技术、高风险的工作，用飞行模拟机替代飞机进行试车培训，机务人员一方面可以熟悉试车的相关规程和工作步骤，另一方面也可以有效地降低飞机成本，更为重要的是规避了因误操作带来的一切风险。

(二)计算机辅助设计

航空器设计耗资巨大而且时间漫长。采用虚拟现实技术，将设计图纸转变成三维模型，并可与实物一样进行装配，使设计人员有如身临其境观察航空器及其部件的外形、内部结构及布局效果，甚至可以进行计算机模拟的强度、刚度、振动、风洞等试验，及时发现问题并可以随时修改设计，避免了生产试件所需的大量时间和资金浪费，提高了安全性。

(三)安全管理

美国国家航空和宇宙航行局(NASA，NationalAviationSpaceagency)启动了航空安全计划(ASP：AviationSafetyProgram)，广泛使用了虚拟现实技术。该计划通过对航空系统建模和监控，向管理者提供实时详尽的数据以支持决策，进行事故预警，从而达到避免事故发生的效果，具体措施包括：通过虚拟现实的训I练设备，加强训练，避免人为因素造成的事故：通过探测恶劣天气，并向飞行员提供及时、准确的天气信息，增强低能见度下的情境意识从而避免事故；向飞行员提供合成的视景，显示地面地形及目标、空中交通管制状态、着陆进近模式以及跑道表面状况等信息，提高着陆安全性。

利用虚拟现实技术，搭建数字化得的民航运行系统

随着我国民航行业的迅速发展，各种先进技术陆续被引进，上文提到的各种训练设备在我国都有应用，也有了很好的效果，但是从应用领域来看都是单项局部的应用，未能体现民航运行高度系统性的特点。虚拟现实技术在我国民航运行安全管理方面的应用还不充分，还有较大的扩展空间。从民航运行的系统性出发，本文提出利用虚拟现实技术搭建数字化的民航运行系统的观点。

物质世界的发展变化规律是可以被认识的，虚拟现实技术是将现实世界的物质及其演变规律映射到数字空间，从而更加有利于人们认识客观世界。虚拟的“现实”空间有多大内涵有多丰富，取决于人们对客观世界的认识程度。民航运行系统是完全“人造”的系统，理论上说，利用虚拟现实技术可以制造出一个与实际完全相同的“数字化”的运行系统，人们可以利用这个系统对民航运行进行更加深入的研究，解决民航运行中存在的难点和热点问题，尤其是由于种种人为原因、组织失效造成的“系统性”问题。下面对当前民航运行安全管理中存在的几个方面问题进行探讨，用以说明数字化民航运行系统的应用。

(一)机场设计安全问题

机场运行安全在很大程度上受设计水平影响。由于目前我国在机场布局规划和设计中主要还是靠经验和参考同等级别机场的布局规划，许多机场都存在由于先天缺陷而造成的对运行的困扰，甚至造成各类不安全事件的发生。例如跑道滑行道系统设计的不合理可能导致跑道侵入事件，停机坪滑行路线和停机位设计缺陷则可能导致车辆与航空器抢道、车辆刮蹭甚至航空器与航空器刮蹭的事件，而候机楼通道设计缺陷则可能造成楼内控制区边界上的薄弱点，形成空防安全的隐患与威胁。另一种情况是在更改设计时，由于缺乏科学的评估手段，对更改设计的影响估计不足，破坏了原有设计的完整性和系统性，从而引发运行中的问题，这种情况更为常见。

机场运行涉及众多航空器、保障车辆和人员，要在图纸上预见并避免未来运行中的问题的确不是一件容易的事情。因此，虽然机场立项、设计、施工、竣工验收到最后投入运行，中间经过多次专家评审，但是仍然难以避免有考虑不周而遗留下的问题。

如果采用虚拟现实技术，在机场初始设计结束之后利用图纸进行建模，根据预期的吞吐量设置相应的参数，配置相应数量的运行车辆和运行人员，使机场在计算机中先行“运行”起来，统计模拟运行中的不安全事件，分析引发原因中的设计因素，修改设计以避免“木已成舟”后再发现设计中的缺陷，实现机场的设计安全。

(二)航班延误的评估与应对

航班延误是一个长期存在而又令人无可奈何的情况。造成航班延误的原因很多，可能是航路上的天气原因，也可能是流量控制原因，也可能是由于航空公司飞机调配造成的，还有一种可能是航空公司为了提高飞机利用率而安排了实际上难以准确执行的航班计划，造成航班延误。

航班延误具有累加效应和扩散效应，一个航段的延误极可能导致该飞机执行的后续航段继续延误，甚至由于打乱原有的时刻表占用跑道、滑行道和停机位而使正点到达的其他飞机无法落地或者出发航班无法正点起飞，造成更多的航班延误和机场保障的混乱，航班密度大的繁忙机场受到的影响更大。准确的预测航班延误的后果，及时采取应对措施，可以最大程度地降低航班延误造成的影响。

采用虚拟现实技术计算航班延误的后果，可以对延误的后续影响和扩散影响得到直观的评估结果，航空公司可以根据评估结果灵活调整飞机派遣计划，机场也可及时调整跑道、滑行道以及机位和登机口的分配，而民航主管机关也可根据评估结果及时发现航空公司虚占航线的情况。

(三)机场容量评估和扩容

机场容量同样是一个系统性的问题。影响机场容量的因素很多，包括空域容量、跑道滑行道容量、机位数、货运能力和候机楼布局乃至地面交通限制等。一个机场的容量符合“木桶效应”规律，即取决于航空器运行流程、行李和货物流程及旅客流程中的“瓶颈”环节，对机场容量进行评估，或者要采取恰当的措施实现机场扩容，本质上是要找到这个“瓶颈”。实际生产运行中，由于以上众多因素相互交织，相互影响，很难准确找到影响机场容量的根本原因。

采用虚拟现实技术，可以将这些因素统统视为变量，调整某一个变量数值，而保持其余变量不变并观察容量的变化，依次类推得到机场容量对各个变量的经验公式，从而方便地找到不同运行条件下的容量“瓶颈”，使得评估结果和扩容措施有了科学的依据。

虚拟现实技术与应用篇2

关键词：虚拟现实技术教育虚拟实验三维

中图分类号：TP39文献标识码：A文章编号：1007-9416（2012）10-0108-03

虚拟现实（VirtualReality，简称VR，又译作灵境、幻真）是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。

虚拟现实技术在很多方面都可以应用，但是其在教育领域的应用和研究尤其为人们所关注。虚拟现实技术在教育领域的应用，必将带来教育教学方式、方法乃至理念的变化。诚如教育界一位专家所言：“崭新的技术，必将带给我们崭新的教育思维，解决我们以往所无法解决的问题。一些新技术的应用，必将给教育带来一系列的重大变革。这种变革不仅仅体现在教育方式、方法的多样化，更体现在教育理念的更新上”。[1]如今，虚拟现实技术就充当了这一崭新技术的角色。在教育领域，特别是在科学研究、虚拟仿真校园、虚拟教学、虚拟实验、教育娱乐等许多方面虚拟现实技术都有着广泛应用。

1、虚拟现实的组成和特点

1.1虚拟现实系统的组成和功能

一个典型的虚拟现实系统主要包括以下五大组成部分：虚拟世界、计算机、虚拟现实软件、输入设备和输出设备（如图1所示）。与虚拟世界交互的过程大致是：参与者首先激活头盔、手套和话筒等输入设备为计算机提供输入信号，虚拟现实软件收到由跟踪器和传感器送来的输入信号后加以解释，然后对虚拟环境数据库作必要的更新，调整当前的虚拟环境场景，并将这一新视点下的三维视觉图像以及其他（如声音、触觉、力反馈等）信息立即传送给相应的输出设备（头盔显示器、耳机、数据手套等），以便参与者及时获得多种感官上的虚拟效果（如图2所示）。

1.2虚拟现实的特点

多感知性（Multi-Sensory）是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。由于相关技术，特别是传感技术的限制，目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。

浸没感（Immersion）又称临场感，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使用户难以分辨真假，使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中，该环境中的一切看上去是真的，听上去是真的，动起来是真的，甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的，如同在现实世界中的感觉一样。

交互性（Interactivity）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）。例如，用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体，这时手有握着东西的感觉，并可以感觉物体的重量，视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。

构想性（Imagination）强调虚拟现实技术应具有广阔的可想象空间，可拓宽人类认知范围，不仅可再现真实存在的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。

由于浸没感、交互性和构想性三个特性的英文单词的第一个字母均为I，所以这三个特性又通常被统称为3I特性。[2]一般来说，一个完整的虚拟现实系统由虚拟环境、以高性能计算机为核心的虚拟环境处理器、以头盔显示器为核心的视觉系统、以语音识别、声音合成与声音定位为核心的听觉系统、以方位跟踪器、数据手套和数据衣为主体的身体方位姿态跟踪设备，以及味觉、嗅觉、触觉与力觉反馈系统等功能单元构成。

2、虚拟现实技术在教育领域中的应用

虚拟现实技术在教育领域有着广泛的应用，尤其在科技研究、虚拟校园、虚拟教学（实验）、教育娱乐等方面。[3]

2.1科技研究应用

当前许多高校都在积极研究虚拟现实技术及其应用，并相继建起了虚拟现实与系统仿真的研究室，将科研成果迅速转化实用技术，如北京航天航空大学在分布式飞行模拟方面的应用；浙江大学在建筑方面进行虚拟规划、虚拟设计的应用；哈尔滨工业大学在人机交互方面的应用；清华大学对临场感的研究等都颇具特色。有的研究室甚至已经具备独立承接大型虚拟现实项目的实力。虚拟学习环境虚拟现实技术能够为学生提供生动、逼真的学习环境，如建造人体模型、电脑太空旅行、化合物分子结构显示等，在广泛的科目领域提供无限的虚拟体验，从而加速和巩固学生学习知识的过程。亲身去经历、亲身去感受比空洞抽象的说教更具说服力，主动地去交互与被动的灌输，有本质的差别。虚拟实验利用虚拟现实技术，可以建立各种虚拟实验室，如地理、物理、化学、生物实验室等等，拥有传统实验室难以比拟的优势。

2.2虚拟实训应用

利用虚拟现实技术建立起来的虚拟实训基地，其“设备”与“部件”多是虚拟的，可以根据随时生成新的设备。教学内容可以不断更新，使实践训练及时跟上技术的发展。同时，虚拟现实的沉浸性和交互性，使学生能够在虚拟的学习环境中扮演一个角色，全身心地投入到学习环境中去，这非常有利于学生的技能训练。包括军事作战技能、外科手术技能、教学技能、体育技能、汽车驾驶技能、果树栽培技、电器维修技能等各种职业技能的训练，由于虚拟的训练系统无任何危险，学生可以不厌其烦地反复练习，直至掌握操作技能为止。例如：在虚拟的飞机驾驶训练系统中，学员可以反复操作控制设备，学习在各种天气情况下驾驶飞机起飞、降落，通过反复训练，达到熟练掌握驾驶技术的目的。

2.3虚拟仿真校园应用

虚拟校园是虚拟现实技术最早的具体应用。如天津大学早在1996年，就基于国际标准在SGI硬件平台上最早开发了虚拟校园。那时国际互联网刚刚进入中国，网络教育还未开始，己有如此的杰作，实在难得。随着网络时代的来临，网络教育迅猛发展，先后有浙江大学、上海交通大学、北京大学、西南交通大学等著名高校，采用虚拟现实技术建成了虚拟校园。虚拟校园对虚拟现实技术与教育的结合，起到了很好的推广、促进作用，基于教学、教务、校园生活的三维可视化虚拟校园是下一个发展方向。虚拟现实为高校扩大招生后设置的分校区和远程教育教学点提供可移动的电子教学场所，使资源由一校"独占"变为多校区"共享"。解决因为实验设备、实验场地、教学经费等方面的原因，而使一些应该开设的教学实验无法进行的问题。利用虚拟现实系统，使学生通过校园网络便可以做各种各样的实验，获得与真实实验一样的体会，从而丰富感性认识，加深对教学内容的理解，提高教学效果。

3、虚拟现实技术在汽车专业实践教学中的应用

3.1虚拟实验室的优势

虚拟现实技术可以使枯燥的实践教学内容变得生动而有趣，而且虚拟实验能将若干知识点串联起来，起到汇总和系统化的作用。虚拟实验一般是通过虚拟实验室而进行的。与现实的实验室相比，虚拟实验室有以下优势：（1）教学内容视觉化，利用虚拟现实技术实现数控教学仪器、设备、加工产品的立体展示。传统教学中，学生都是通过书本来察看各种教学仪器设备的平面图形，或在现场观察实际的教学设备外形来获得各种感性认识。平面的图形限制了学生的空间想象能力，实际现场教学又增加了学校的投入。采用虚拟现实技术，可以构建一个与实物同样的三维物体，将各种教学仪器、设备和产品进行实物虚化，将这些物体以立体形式存放在虚拟教室中，只要进入这个虚拟空间，就可随时随地地认识这些仪器设备，而且可观察到设备内部的结构，可辅助数控技术教学的学习过程，增强理解能力，提高学习效果。[4]（2）学习中的交互性好，系统可以根据学习者的情况，提供选择菜单和按钮，确保学习互动性；沉浸感真实感强，系统提供高逼真模拟环境，让学习者能够感受真实环境，沉迷学习环境。（3）提高学生学习效率，减轻教师教学负担。采用各种平台开发的虚拟现实技术可以使枯燥表格、数字和程序、实验实习、安装流程等变得生动而有趣；（4）节省教学成本，提高教学效率。由于设备、场地、经费等硬件的限制，导致一些实训项目无法进行。而利用虚拟现实系统，学生在实训室可以进行虚拟仿真，获得与真实实践一样的体验。在保证教学效果的前提下，极大的节省了成本。（5）效果好。由于有丰富的虚拟电子元器件和虚拟仪器仪表，从根本上克服了出于实验室的仪器仪表在品种、规格、数量上的限制，可以在虚拟实验室实现验证型、测试型、设计型、纠错型、创新型等多种实验和实践。有条件的学生，只要拥有一台计算机，就拥有了一个虚拟实验室。（6）降低教学风险，确保人身和设备安全。教学中许多昂贵的实验、培训器材，由于受价格的限制而无法普及或有许多实验是根本不可能做的，但是利用虚拟现实技术，建立虚拟实验室，学习者便可以走进这个虚拟实验室，身临其境般的操作虚拟仪器，如进行各种虚拟的数控系统的连接与组装。这种实验既不消耗器材，也不受场地等外界条件限制，可重复操作，直至得出满意结果。虚拟实验室的另一优点还在于其绝对的安全性，不会因操作失误而造成机器磨损及人身伤害。（7）打破空间、时间的限制。利用虚拟现实技术，学生可以在在单机操作实训项目，甚至可以彻底打破时间与空间的限制；此外，虚拟现实系统同时还可为远程教育教学点提供可移动的电子教学场所，由局域网或英特网作虚拟实验室或校园的链接，可对各个终端提供开放性的、远距离的持续教育，还可为社会提供新技术和高等职业培训的机会，创造更大的经济效益与社会效益。[5]

3.2汽车专业实践教学虚拟技术的实现

采用虚拟仿真技术后，改变了传统汽车教学现场作业的方式。“专用车虚拟仿真系统”就是在计算机上提供一个实时的三维的虚拟环境，通过生动的视觉、听觉等效果，使人获得身临其境的感觉，用虚拟的方法来实施汽车的构造教学、模拟分解、模拟装配、模拟调整等教学。

基于VR/UG虚拟仿真技术的“专用车虚拟仿真系统”主要实现以下功能，第一可以动态、实时展示三维虚拟总部件，学生通过将观察视角切换至动力装置、底盘（传动系统、行驶系统、转向系统、制动系统）、液压系统等部位，采用透视和剖分等效果，将操作动作和零部件内部动作紧密的联系在一起，在操作的过程中对零部件内部工作过程有一个直观形象的理解。（如图3所示）。[6]

第二，对整车及各部件进行逐步分解和装配调整对专用车拆装维修和调整过程进行虚拟模拟，学生可以按照技术规范和步骤要求将整车或部件成一步步地分解开，或按照技术规范和步骤要求将分散的零件组装成一辆整车（如图4所示）。通过拆卸与装配操作，熟练掌握重要零部件的组成结构和特点以及拆卸装配顺序和注意事项，通过反复训练提高学生组装能力。

第三，自动演示整车及各总成部件的分解和装配过程，可以先观看整车、各部件的模拟分解和装配过程的演示（如图5所示），使用者可以选择不同的视角、不同的部位，并可以不同的速度来学习。

虚拟现实技术的实现过程整体上是按照三维模拟造型、虚拟场景建造、建立数据库、编写应用程序这四个步骤进行。首先是实施全车的三维模拟造型，可以采用的造型软件有3DMAX、UG和PROE等专业三维造型软件。造型完毕后，采用先进的VIRTOOLS虚拟引擎，利用3DMAX构建三维场景，实现模拟交互。采用SQLSERVER和ACCESS建立网络和单机版数据库。最后，编写各项管理控制，该程序涉及3D文件的管理、虚拟场景的管理、数据库的调用等等，使该项目成为一个完整的系统体系。系统采用高性能计算机处理大规模虚拟场景和复杂装备三维模型，保证虚拟训练系统运行稳定、可靠。

3.3虚拟现实技术应用于实验教学中的几点不足

虚拟现实技术在实验教学中的实现快速、方便、简洁，非常逼真地模拟了整个实验的过程。但是与实际实验手段相比存在一些不足之处。[7]虚拟现实技术的缺陷如下：（1）缺少“实物感”。例如学生在实验中，通常用的实验器具、实验设备等只是一个虚幻的东西，只能看到，并不能摸到，从而缺少一种实物感。（2）虚拟技术很难完全反映现实实验教学的复杂性。如在化学实验中遇到的一些特殊的现象、反应的一系列变化等，学生难以真正学到其中的复杂变化及积累这方面的知识。（3）学生在实际的实验中，即便操作正确，也有可能存在一些其他的现象，这些现象在虚拟教学实验中绝对不会出现。实际实验过程中问题的出现可以锻炼学生自己分析问题、解决问题的能力，从而明显提高学生的动手实践能力。

4、结语

虚拟现实实验教学可以弥补了传统实验教学的一些不足，学生处于三维立体的虚拟实验环境中，体验真实实验环境中的感觉，促进学生自主思考、主动参与程度较高，与传统实验教学手段相比具有新颖性。将虚拟现实技术应用于汽车类课程的教学具有传统教学方式无可比拟的优势，但是，虚拟现实技术也存在一些不足。虚拟环境是一个理想化的环境，它没有也不可能充分考虑到汽车实际运行时所碰到的所有问题。因此，虚拟技术还必须与实物实验、制作及调试传统的教学方式相结合，通过优势互补，才能达到完美的教学效果。

参考文献

[1]孙丽，刘宏，邓向辉.虚拟现实技术在教育领域的应用研究[J].科技风，2011（21）：122.

[2]王艳丽，王彩峰，路晓亚.虚拟现实技术简述[J].福建电脑，2011（02）：79-81.

[3]叶愫，王昊鹏.教育中虚拟现实技术的应用研究[J].电脑知识与技术，2008（20）：301-302.

[4]张志鸣.现代模具设计与制造教学实训中虚拟现实技术的应用[J].模具制造，2012（03）：87-89.

[5]周玉海.先进制造技术中虚拟现实技术的应用与开发研究[J].南方职业教育学刊，2012（02）：23-26.

虚拟现实技术与应用篇3

关键词：虚拟现实；虚拟实训；三维建模；仿真平台

中图分类号：G712.4

现代职业教育要培养技术技能型人才，需要通过实践教学巩固学生所学理论，培养学生的实践能力和创新精神。但由于实训场地、实训设备等方面的限制，一些教学实验无法展开。利用虚拟现实技术能很好地解决这个问题，它可以在节省大量铺设实验场地、购置实验仪器费用的前提下，重复使用并时常更新这些虚拟的实验“仪器”，又能使学习者获得与真实场景同样的体会，反复操作，加深对教学内容的理解，以相对较低的成本实现现代职业教育的效益最大化。

1虚拟现实技术及其特点

虚拟现实（VirtualReality，简称VR，又译作灵境、幻真）[1][2]是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实VR技术具沉浸感（Immersion）、交互性（Interaction）和想象性（Imagination）[3]三个最突出的特征。虚拟现实技术利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的。虚拟现实技术运用计算机对现实世界进行全面仿真，创建与现实社会类似的环境，使用户与该环境直接进行自然交互。

2在实训中应用虚拟现实技术

2.1可行性

虚拟现实技术包括沉浸式与非沉浸式虚拟现实技术。通常沉浸式虚拟现实技术是主要依赖特殊硬件来实现的，而非沉浸式虚拟现实技术是依赖专门的软件来实现的。采用非沉浸式虚拟现实技术较为经济实用。尽管是借助键盘、鼠标、显示器等标准外设来营造一个窗口式的虚拟环境，但还是可以应用软件技术使其尽可能接近较理想的虚拟现实环境。它可采用基于图形（几何建模）的方法或基于图像的方法实现。

在虚拟实训中所用到的实验仪器和工具是通过3D建模设计出来的，可以在实训前使学生对这些仪器和工具有一个初步的感性认识；可以创建一些虚拟的实验环境，通过设置参数来设定不同环境，在虚拟的环境中反复做各种各样的技能训练，获得不同环境因素下的实验数据；由于是虚拟实训，实验环境和实验仪器都是虚拟的，能节省大量的设备更新维护和实训场地铺设费用；也可以根据现实技术和型号的发展进行模型更新，紧贴技术潮流，建设“常新”型的实训基地；在虚拟实训中，实验仪器是虚拟的，学生可以不必担心因误操作造成实验设备的毁坏，也不必担心实验中存在的危险，学生可以放心大胆地进行实验，更有利于学生发挥创造性思维。使用虚拟现实技术制作生动的虚拟软件，能推广到其它同类课程中使用。

2.2技术路线

（1）三维实体建模。传统上，基于几何的建模方法具有精度高模型描述完备等优点，但是人机交互工作量大、建模效率低。近年来，国际上开始流行基于图像的绘制方法，基于图像的建模方法由一个图像集合和与之对应的深度集合构成场景模型。其像素点固定，与场景复杂度无关，但是对于大规模的复杂场景，它需要多幅图像输入，因此图像存储也成为一个难题。基于几何和图像的混合建模方法可以克服前两类建模方法的不足，减少人机交互工作量和图像的需求量，保证逼真度的前提下，快速、有效的建立物体的三维模型，因此是一种非常有效的建模方法。可以使用3DsMax等三维软件建立虚拟模型，复杂器件选用贴图的形式，经过渲染后在计算机屏幕上可以形成逼真的立体模型。建模任务由CAD、3DsMax等软件实现，能够满足虚拟现实应用程序的实时性要求。

（2）模型的优化处理。为了节省建模时间，降低系统资源占用率，提高运行速度，进行模型优化；虚拟现实的制作方法有两种：一种是基于几何图形的；另一种是基于图像的。如果完全采用3D建模，不仅工作量巨大，数据量过大也很影响虚拟显示。如果采用图像的形式，就退化成二维的类似flas的效果，缺乏真实感。所以建模方法采取图形和图像相结合的方法，对于简单模型或是不经常更新的场景用3D建模，经常变动的或复杂场景或器具，采用三维建模与图像纹理贴图相结合的形式，取长补短。即节省了建模时间，建模的工作量，降低了系统资源占有率，提高运行速度，也适合经常变动的场景或器件。

（3）场景导入，交互开发。可以把在CAD、3dsMax等三维软件中的构建的模型导出成WRL格式文件，在VRML编辑器中进行编辑、优化处理，最后可以在VRML浏览器中运行。例如：以计算机硬件系统构成为例，构建了虚拟仿真平台，如图1所示。

图1计算机硬件系统实验台

（4）建立仿真系统平台。VRML文件本身是文本文件，浏览器对VRML文件进行逐行解释、即时写屏，路由及脚本中涉及的变量必须先定义后使用。可以按照虚拟实验预先定义好的顺序进行流程设计，然后再利用可视化编程语言Delphi[4]或VB[5]实现系统平台的界面设计与编程。

2.3虚拟现实技术应用于实训的优势

虚拟现实技术在我国一些高校已经将虚拟实训室应用到实训教学中。基于虚拟技术的仿真系统应用于实训教学中，在计算机上用虚拟软件作设计与测试，就像在真实的实训室做实训一样，能为学生提供了一个自由实训的平台，而且，这种虚拟实训不消耗器材，实训所需器材种类和数量不受限制，实训成本低、速度快、效率高，还可以开展各种设计性实验。增强学生做实训练习的自主性，不再受实训室忙、设备少的约束，进一步提高学生的学习积极性、主动性和创造性.对于高校实训室管理来说，也节省了实训准备时间，降低了实训成本，使实训室管理和开放更加现代化、人性化.在设备不断更新的基础上，使得实训紧跟时代的发展，培养技术技能型人才。随着虚拟现实技术逐渐在高校的应用，必将对课程教学产生深远的影响。

3结束语

本研究指出了将虚拟现实技术应用于现代职业教育实训教学中的可行性，并给出了构建虚拟仿真实训平台的技术路线。相信不久的将来，随着虚拟现实技术的发展，结合人工智能、神经网络等学科，虚拟现实技术将应用于更广的范围，交互式的、人性化的网络虚拟平台，将成为实训教学与应用性学习的主流。

参考文献：

[1]郭凤英.虚拟现实技术在网络教学中的应用[J].北京联合大学学报（自然科学版），2004（03）：77-79.

[2]申蔚.虚拟现实技术[M].北京：清华大学出版社，2009.

[3]张金钊，张金锐，张金镝.虚拟现实与游戏设计[M].2007.

[4]孙军华，季忠，王忠雷，刘莉莉.基于Delphi和VRML的虚拟装配平台的实现[J].机械科学与技术，2003（05）：855-857.

[5]黄忠.基于VB和VRML的数控仿真教学系统设计[J].精密制造与信息化，2009（01）：49-53.

作者简介：张菊（1978-），女，辽宁营口人，副教授，研究方向：计算机应用、计算机软件与理论、虚拟现实。

虚拟现实技术与应用篇4

关键词：虚拟现实技术广西高职教育应用探讨

一、引言

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2022年）》提及“大力发展职业教育。发展职业教育是推动经济发展、促进就业、改善民生、解决“三农”问题的重要途径，职业教育要面向人人、面向社会，着力培养学生的职业道德、职业技能和就业创业能力。”职业教育课程具有操作性、实践性强等特点，强调理论和实践训练并重，强调实训教学，突出学生动手能力的培养，以适应将来的工作岗位需要。在当下的职业教育中，最大的问题就是实验设备昂贵、损耗比较严重、型号落后、更新换代难以中上科技发展的步伐，再加上教学模式单一，造成学生缺乏兴趣，积极性不高，动手实践能力差等，违背职业教育的初衷。而广西地处中国西部不发达地区，其高职教育有着和东部发达地区不一样的特点，例如：教育经费不多，教学实验设备缺乏，其中严重缺乏高精尖的教学实验设备，教学设备更新换代的周期过长等。要解决广西高职教育中出现的以上问题，近年来随着多媒体计算机技术、传感器技术、人工智能技术、场景生成技术、仿真技术等的飞速发展，通过计算机软件来创设虚拟现实已经成为可能，可引入虚拟现实技术的应用，促进教育内容、教学手段和方法现代化，对广西高职教育的发展具有革命性的意义。本文就虚拟现实技术的定义、特征和分类进行概述，阐述虚拟现实技术在广西高职教育中的作用，对虚拟现实技术在广西高职教育课堂和实训教学中的应用进行探讨。

二、虚拟现实技术概述

虚拟现实技术是（VirtualReality，简称VR）又称灵境技术，是20世纪末才兴起的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、人工智能、人机接口技术、多传感器技术、网络技术等多个信息技术分支，是计算机技术的综合应用。具体而言，虚拟现实技术就是打胜以计算机为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉等一体化的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟世界中的物体进行交互，相互影响，从而产生身临其境的感受和体验。虚拟现实技术的应用前景十分广阔。一般虚拟现实系统包括五个组成部分：计算机、输入输出设备、软件应用系统、数据库和用户。虚拟现实技术有三个“I”特征：沉浸性（Immersion）、交互性（Interactivity）、构想性（Imagination），即所谓的虚拟三角形。虚拟现实技术系统的分类有以下四类：桌面虚拟式现实系统、沉浸式虚拟现实系统、增强式虚拟现实系统和分布式虚拟现实系统。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，它的出现无疑对职业教育的发展具有革命性影响。

三、虚拟现实技术在广西高职教育中的作用

国家近年来着重发展职业教育，职业教育课程具有操作性、、实践性强等特点，强调理论和实践训练并重，强调实训教学，突出学生动手能力的培养，以适应将来的工作岗位需要。在当下的职业教育中，最大的问题就是实验设备昂贵、损耗比较严重、型号落后、更新换代难以中上科技发展的步伐，再加上教学模式单一，造成学生缺乏兴趣，积极性不高，动手实践能力差等，违背职业教育的初衷。广西地处中国西部不发达地区，其高职教育有着和东部发达地区不一样的特点，例如：教育经费不多，教学实验设备缺乏，其中严重缺乏高精尖的教学实验设备，教学设备更新换代的周期过长等。要解决广西高职教育中出现的以上问题，可引入虚拟现实技术的应用，促进教育内容、教学手段和方法现代化，对广西高职教育的发展具有革命性的意义。虚拟现实技术在教育中的应用是教育技术发展的一个飞跃，虚拟现实技术实现人的临场化，参与者与虚拟环境是相互作用、相互影响的整个系统的两个方面。它营造了自主学习的环境氛围，将传统的“以教促学”方式变革为学习者与信息及环境的交互作用的新型学习方式。虚拟现实技术在广西高职教育中的作用体现如下：

1.创设虚拟情景突破传统的教学模式

将虚拟现实技术运用于教学，可以将以教师为中心的专家传授式教学模式变为以学生为主体的合作型和探索型的教学模式。通过对教师指导性活动的设计和学生自主学习活动的设计，充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用。

2.彻底打破空间和时间的限制

采用虚拟现实技术，可以构成开放性的教学环境，它能够创造一个民主、平等、和谐的氛围，师生间、学生之间可以自由地发表见解，大胆进行各种尝试；它可以实现教材、方法、时间和空间等方面的开放性，使学生可以自行设计和选择实验方式，给学生充分发挥想象力的空间；它可以设计以学生探索为主的模式，允许学生探索和建构虚拟环境，充分发挥学生的直觉思维能力、创造思维能力和实际的创造力；它可以采取实验研究小组的组织形式，让学生以小组为单位，自由探索，热烈讨论，开展学生组与组之间的交流，实现教师与学生之间的多向交流与合作。

3.激发学生学习动机增强学习兴趣

广西高职院校的学生也普遍存在学习目的迷茫、学习动力不足的现象，虚拟技术在职业教育应用中具有职业性、实践性、情境性、过程性和开放性等特性，可以给学生全新的学习体验，能够极大地激发学习兴趣。

4.降低实操实训成本

职业教育中实操实训材料费用昂贵，消耗很大，很少有学校有足够的财力多次进行投资，实操实训十分困难甚至不可能实现，因此在职业教育中也同普通教育一样大力提倡多媒体教学，教师借助电脑、投影仪等多种媒体来辅助教学，而利用虚拟现实技术可弥补实操实训条件不足，给学生提供真实实训机会，也能达到实操实训效果，而且虚拟现实技术建立起来的虚拟实训场所的“设备”和“部件”都是虚拟的，可以根据教学的需要进行随时更新，从而降低实操实训成本。

四、虚拟现实技术在广西高职教育课堂中的应用

目前虚拟现实技术在广西高职教育课堂中的应用主要体现在实物展示、虚拟教学、虚拟实验、技能训练等方面：

1.课堂教学演示工具

在职业教育课堂教学过程中，学生主要通过书本、挂图、多媒体课件查看设备或元件的图形，或在现场观察实际的教学设备外形来获得各种感性认识。虚拟现实技术制作课件来辅助课堂教学，实现教学仪器、设备、加工产品的立体展示，便于学生观察实物的结构，有助于学生了解所学知识。

2.创设虚拟教学情境

虚拟教学主要利用虚拟现实技术创设教学情境，让学生模拟岗位角色，通过对每个角色的工作内容深入分析，将多种需要传达的知识集中到角色身上，在短时间内即可让学生完成零距离的实操体验。应用虚拟现实技术，可以丰富教学内容，可以突破时空限制，恰如其分地演示一些复杂的、抽象的、远离人们日常生活经验的、不便直接观察的自然过程和现象，全方位、多角度地展示科学内涵。这将导致教学内容形式的变化和教学内容结构的变化。

3.构建虚拟实验空间

利用虚拟现实技术，建设信息化的实验室，其中许多“设备”与“仪器”是“虚拟”的，可根据需要重新“虚拟”出新设备和新仪器，并及时跟上技术的发展。虚拟现实技术构建的实验系统逼真、生动，给学习者提供了一个身临其境的学习环境，学生可以将虚拟实验和真实实验的过程和结果进行比较，促进学生虚实结合。

4.创新职业教学模式

使用虚拟现实技术，可以改进教学方式和手段。通过身临其境的和自主控制的人机交互，由视、听、触觉获取“外界”的反应，开展启发式教学；通过学生自我组织、制定并执行实验计划，进行自我评价，开展适应式学习；通过小组或团队的形式，组织学生进行学习，成员间共享成果，开展协作式教学。虚拟现实技术在教学中的应用具有重要的作用，是教学发展的重要方向之一，可以帮助学生更快速、更有效、更准确地揭示自然界的本质和规律。职业教育可采用“虚拟实训+实操实训”相结合的教学方式，开创职业教学新模式。

五、虚拟现实技术在广西高职教育实训教学中的应用

实训教学是体现职业教育特色、促进学生职业能力形成、实现职业教育培养目标的主要途径，目前的实训设备具有很强的专用性，即使学生掌握了某种设备，但对通用设备仍然不能应用自如。随着技术的高速发展，设备的更新永远赶不上实际需要，利用虚拟现实技术模拟各种设备，提供虚拟实训是解决这一难题的重要手段。虚拟现实技术在实训教学中的应用涉及各个学科，目前虚拟现实技术在广西高职教育实训教学中的应用可有如下方面，例如虚拟导游实训、会计账户处理实训、数控实训、数字电路实训、模具实训、汽车结构实训、摩托车维修实训、计算机硬件维修实训、网络安装实训、物流管理实训等，虚拟现实技术在广西高职教育实训教学中发挥了重要作用，尤其在学生技能训练中体现了超凡的魅力。以全面素质发展为基础，以职业能力为本位，以提高职业技能水平为核心的实践实训教学，对虚拟现实教学提出了明确的要求。虚拟现实技术在职业教育实训教学中的应用，为实操实训做好了前期的预习准备，实现了个性化导训，解决了实操实训过程中危险性大、实训费用高、实训时间短等问题。随着虚拟现实技术的发展，虚拟实训教学将在实训教学中发挥更大的作用，推动传统的实训手段向信息化、现代化发展，进而促使实训手段、方兴未艾、内容、模式的变革。

六、结束语

目前国家大力发展职业教育，职业教育要面向人人、面向社会，着力培养学生的职业道德、职业技能和就业创业能力。职业教育课程具有操作性、实践性强等特点，强调理论和实践训练并重，强调实训教学，突出学生动手能力的培养，以适应将来的工作岗位需要。近年来在广西高职教育中引入虚拟现实技术的应用，可以在一定程度上解决诸如教育经费不多、教学实验设备缺乏、教学设备更新换代的周期过长等问题，可促进教育内容、教学手段和方法现代化，对广西高职教育的发展具有革命性的意义，开创广西高职教育发展的新未来。

参考文献

[1]常广炎.虚拟现实技术在高职教学实验中的研究[J].辽宁行政学院学报，2014，5：137-138

[2]周彩根.虚拟现实技术在高职教育中的应用[J].常州信息职业技术学院学报，2004（12）.

[2]宣翠仙.虚拟现实技术及其在教育中的应用[J].浙江树人大学学报，2004，3

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[5]陈守满，姜建国.虚拟现实技术在教学中的应用[J].计算机应用，2002，4：111-11245第3卷第4期

虚拟现实技术与应用篇5

关键词：古建筑；计算机虚拟技术；复原动画；古建筑

随着科学技术的进步，我国计算机水平逐渐增长，计算机技术已经广泛应用在人们的生活工作领域，除此之外，计算机技术也广泛应用在古建筑的复原动画中，尤其是计算机虚拟技术的应用。计算机虚拟技术对于古建筑的保护、维修和复原有着重要意义，该项技术也更加适应时代的发展。虚拟技术中的三维动画、虚拟交互和虚拟漫游可以让古建筑生动地还原成原来的效果，让人们身临其境地感受古建筑原先的状态，也可以成功将古建筑实现数字化的方便储存与观看，观众只需连接网络就可以在任何地方浏览参观古代建筑，不再局限于时间与空间的限制。与此同时虚拟技术应用在古建筑的复原动画还可以方便教师的教学工作过程。在建筑类或历史类课程上，可以通过计算机虚拟技术将古建筑更加形象地展现在学生面前，加深学生的印象也可以提高教学的真实度。这些优点也可以提高古建筑的知名度，吸引更多的游客前去观看欣赏，促进了全球文化遗产的宣传与维护。

一、虚拟技术在古建筑复原动画上的特点

在古建筑的复原动画中应用计算机虚拟技术不可否认是科学且合理的，这是一门艺术和科学相交的技术，可以说是一种艺术化的数学技术，古建筑复原动画的灵魂与根本是恢复建筑的艺术本质，虚拟技术的应用不仅能反映古建筑的风格之美，还可以展现出历史的沉淀与人类凝固的艺术。在古建筑复原动画中运用虚拟技术有以下几个特点：沉浸性、交互性等。1、沉浸性沉浸是指在陶醉在某个特定的环境，获得一种纯粹的精神感受。这也可以由物理途径完成，虚拟技术的实质是实现观众身体上的沉浸，但是最终目标是实现观众精神上的沉浸，普通的古建筑复原技术可以让观众感受到来自某一方面的感受，但是计算机虚拟技术使用的三维立体虚拟声音能够让观众感受到声音是来自于任何地方，会放大原本声音的效果。并在虚拟技术的应用过程中，观众可以在感官上与古建筑进行接触，并且会产生近似真实的感受，让观众完全沉浸在古建筑的修复成果中。但是就目前来讲，虚拟技术在古建筑的复原动画的应用方面主要还停留在视觉与触觉上面，而其他的感官体验比如味觉嗅觉等还需要进一步地改善与提高。2、交互性虚拟技术在古建筑复原动画中的应用过程中，观众的参与和感知回馈是最重要的，虚拟现实系统中体验者的参与和反馈是很重要的,只有观众有了想法，古建筑的复原工作才能行之有效，不断改进。观众在虚拟情景下进行体验时，只有不断地做出反应，计算机才会将观众的反应当成系统的输入，进行调整。虚拟技术的应用之所以会显现地可靠可信，是因为这个系统可以及时地对观众的反应做出回应，也就是交互。在体验过程中，系统可以通过读取观众的每一个动作映射在媒体屏幕上面，然后对显示内容进行统计，根据统计结果，吸取经验教训进行改进，最终让观众获得更好的体验。

二、计算机虚拟技术应用在古建筑复原动画上的具体流程

1、虚拟现实系统在古建筑复原动画工作中广泛应用的计算机虚拟技术中最常见的是虚拟现实系统。虚拟现实系统的使用是虚拟技术应用的根本，只有古建筑研发中心开始引进虚拟系统，才是真正具备了虚拟条件的基础。一般我们会根据沉浸深浅和交互频率的大小将虚拟现实系统分为：增强式虚拟系统、桌面式虚拟系统、分布式虚拟系统和沉浸式虚拟系统四种形式。在这四种类型中，桌面式虚拟系统的应用是最为广泛的，因为这种虚拟系统采用的是面向对象型技术，相对于其他类型系统比较简单，而且更加实用，需要消耗的财力人力也是较少的。而其他三种类型的虚拟现实系统都需要较为复杂的技术手段，需要投入的财力人力也很高，所以没有桌面式更受人们的喜爱。2、硬件设备选择合适的虚拟现实系统之后，还需要一定的硬件设备的支持，虚拟现实系统与别的系统具有相同的结构，都是由硬件和软件两部分组成。我们使用虚拟技术的目标是为了给观众营造一个真实可靠的古建筑环境，在这个环境中系统和人必须相互联系、相互作用。在观众进行体验时，鼠标、键盘等已经不是与系统交互的媒介，身在在这个系统中，人与系统是通过声音、图片等特别的设备实现交互，所以只有完善的硬件设备，才能实现虚拟技术的应用。3、软件平台优秀的计算机系统必须具备软件、硬件和用户交互界面三部分。虚拟技术的成功应用离不开其中的每一个部分。虚拟技术的实现基础是硬件设施，但是软件才是集成的关键。所以想要实现虚拟技术的应用，就要使用功能强大的软件。虚拟漫游、交互合成的软件是非常特别的软件,依据三维动画与普通图片的要求准则不断更近，因此这类软件通常可以实现复杂的动画设计，支持上百万、千万的模型面数还有诸多贴图情景的支持骨骼动画、实时数据渲染、路径动画、关键帧动画以及其他多重动画处理功能，是研究人员最喜爱的软件。

参考文献

[1]郭云仲.虚拟现实技术在古建筑复原中的应用研究[J].武汉理工大学,2008-04-01.

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[6]薛磊.基于Internet古建筑（厦门南普陀寺）三维展示及虚拟沉浸系统[J].厦门大学.2007-11-01.

虚拟现实技术与应用篇6

关键词：虚拟现实、技术、应用、实现

Abstract:thisarticlemainlyfromthebasicconceptofvirtualrealitytechnologyanditsapplicationfield,itsapplicationofadvantagesinarchitecturaldesignandtherealizationofthevirtualrealitytechnologyisdiscussed,andfurtherdiscussedthevirtualrealitytechnologyinthefuturearchitecturaldesignoftheapplication.

Keywords:virtualreality,technology,application,realize

中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：

引言

随着虚拟现实技术的成熟发展，在建筑设计应用中的建筑、景观、地形及城市等，其高度、视角、位置、路线等都能随时随机改变和操作，实时(立即看到结果)和交互(操作者可以干预浏览的方式并控制场景中物体的运动)的漫游，让人切实感受在行走中的场景变化及动画效果，在三维立体影像和多媒体效果的支持下，不受时间和空间的限制，能够更真实、详尽的感受三维环境效果。

1虚拟现实的概述及其应用领域

虚拟现实：又称为虚拟环境或虚拟真实环境，是一项迅速发展的综合性计算机、图形交互技术。虚拟现实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，通过计算机生成的三维空间形象实现的目标合成技术，观看者通过视、听、触觉以图表及动画方式来呈现。虚拟现实改变了传统的计算机辅助设计被动静态的信息传递方式。虚拟现实技术：简称VR，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。

虚拟现实的应用领域包括有：建筑物模拟、室内设计模拟、城市景观模拟、施工过程模拟、物理环境模拟、防灾模拟、历史性建筑模拟等建筑领域，并广泛应用于在军事、航天、医疗、工业、工程、娱乐、教育等方面。

2建筑设计中虚拟现实技术的应用及优势

2.1能够展示建筑物的整个信息

目前，建筑设计中使用的二维、三维的表达方式，只能传递建筑物部分属性的信息，并且只能提供单一尺度的建筑物信息；而虚拟现实技术在建筑设计应用中，它可展示一栋“真实”的虚拟建筑物，使人具有身临其境的感受，设计过程中除了设计者外，住户和管理部门也起到辅助决策的作用。

2.2提高了网络的实用性

设计者设计的建筑物可以通过万维网与工程单位进行沟通与交流，达到远距离浏览目的；还能以计算机语言开发与虚拟现实造型语言相结合，在Internet网应用中，虚拟现实大大提高了其普遍性与实用性。

2.3进行多方案分析与比较

在建筑设计过程中，一般会提出多个不同的建筑物设计方案，及多种对未来建筑物的形象设想。在虚拟的建筑三维空间中，能做到实时切换不同的方案，在同一个观察点或者观察序列中体会不同的建筑外观，能更好地把不同建筑方案的特点与不足进行对比。虚拟现实技术除了能够对比分析不同方案外，还能修改某个特定的局部，并能实时地与修改前的方案进行比较分析。

2.4能建立良好的专用人机接互

人机接口作为使用者与计算机沟通的桥梁，它能够表达使用者意图的转换，同时执行计算机程序；建立良好的人机接口，能大大缩短使用者对系统的学习时间，并提高了系统的使用效率。

3在建筑设计中，虚拟现实技术的实现方法

在建筑设计中，虚拟现实技术的实现由两部分组成：硬件系统和软件系统，如图3.

3.1硬件系统部分

虚拟现实的系统包括模型式和图像式。模型式虚拟现实，以虚拟现实造型语言简称VRML作为主要描述语言，这样能够通过计算机进行建筑设计的三维建模，利用效果图、三维施工图以及资料库，通过虚拟现实技术连结到资料库进行实时模拟操作。

简单的虚拟现实系统只需满足具备输入、输出功能的设备即可，简单的计算机桌面互动系统就能够构成一个简单的桌面虚拟现实系统。如果要充分实现虚拟现实技术带来的沉浸感、交互性、想象性的特征，则需要专业的信息输入设备和信息输出设备。信息输入设备的组成：键盘、鼠标、数据手套、力反馈方向盘、手柄等，信息输出设备的组成：高性能显示器适配器、单通道或多通道投影仪、偏振片、立体眼镜等。

3.2软件系统部分

如果想让观看者体验到虚拟现实技术所带来的临场感和沉浸感，并身临其境的，就要建立一个与客观世界相符合、或者是与设计者预想的设计方案相符合的虚拟三维模型。这个三维虚拟场景模型一方面能准确的表现出建筑、环境、室内等客观存在，另一方面能较真实的反映出场景的色彩、材质、阴影、光照等方面。在技术实现上，可视化三维模型的建立可分为三步：（1）几何建模，主要建立所需三维场景的几何构形；（2）形象建模，主要处理几何建模的结果进行材质、颜色、光照等；（3）行为建模，主要处理物体的运动和行为描述，如图4.

几何建模，是指三维空间的物体经并、交、差等集合运算和旋转、平移、缩放等几何变换，产生设计者所希望得到的较为复杂的立体模型的过程，它是可视化三维模型的基础。目前，我国的几何建模的软件层出不穷，有3DSMAX，AUTOCAD，SKECHUP，REVIT等，这些软件建立的模型基本都能通用互换，但比较通用的模型基本上都是基于网格技术，也即场景中的立体形体，都是由多个三角形面组成，三维形体分得越细网格就越密，形体上看起来更加逼真，不过相应的运算速度就会降低。

4结束语

目前，虚拟现实技术作为一种新技术，已经慢慢应用于军事、医疗、建筑、培训、机械等领域；在建筑设计中，虚拟现实技术的应用随着网络和计算机软硬件的发展，其应用层面会越来越广泛。网络传输的便捷与快速处理，通过计算机技术呈现出建筑设计成果，逐渐成为新趋势，在今后的建筑设计领域中，虚拟现实技术必将起到重要作用。

参考文献：

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