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虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用范文1
【關(guān)鍵詞】產(chǎn)品 三維 虛擬 動畫 競爭力
虛擬現(xiàn)實是利用電腦模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世界,提供使用者關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬,讓使用者如身臨其境搬,可以及時沒有限制地觀察三維空間內(nèi)的事物。這一技術(shù)的應(yīng)用可以大大增強人機交互技術(shù),可很大的提升用戶的體驗感,進一步增強產(chǎn)品的競爭力。
二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)在城市規(guī)劃,軍事等方面應(yīng)用的不斷深入,在建模與繪制方法、交互、方式和系統(tǒng)構(gòu)建方法等方面,對虛擬現(xiàn)實技術(shù)都提出來更高的需求。為了滿足這些新的需求,近年來,虛擬現(xiàn)實相關(guān)技術(shù)研究遵循"低成本,高性能"原則取得了快速發(fā)展,表現(xiàn)出一些新的特點和發(fā)展趨勢。
在國外西方發(fā)達國家和日本, 虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)有了近30年的研究和使用。它的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,主要在航空、航天、航海的工程設(shè)計和模擬、軍事模擬訓(xùn)練、計算機輔助設(shè)計、數(shù)據(jù)可視化、多媒體教育、醫(yī)療模擬、工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)游戲、娛樂等方面。國內(nèi)的虛擬現(xiàn)實也有十多年的研究和應(yīng)用, 尤其在國防的航空工業(yè)和相關(guān)院校, 比如國防科技大學(xué),北京航空航天大學(xué)等。通過我們近幾年對國內(nèi)虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)發(fā)展的密切注視, 我們高興地看到, 虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)走過了以前只被高端國防工業(yè)和高等院校使用和研究, 已經(jīng)開始被應(yīng)用于越來越多的民用項目和其它民用行業(yè)。新的虛擬現(xiàn)實公司的不斷涌現(xiàn),新的應(yīng)用方向和市場也在被不斷探索和開拓, 經(jīng)濟效益不斷提高、產(chǎn)值不斷擴大。
虛擬現(xiàn)實與網(wǎng)絡(luò)通信以及多媒體技術(shù)的結(jié)合,是傳統(tǒng)信息技術(shù)的突破, 是一項發(fā)展中的、具有深遠的潛在應(yīng)用方向的新技術(shù)。網(wǎng)上互動虛擬世界是人類社會信息時代的發(fā)展方向, 是各個行業(yè)未來信息化的必然目標。 互動的網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實技術(shù)將改變?nèi)藗兊乃季S方式,改變?nèi)藗儗κ澜纭⒆约骸⒖臻g和時間的看法。
三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的用途
1、軍事仿真和對抗演練的應(yīng)用;
2、房地產(chǎn)和建筑、虛擬數(shù)字城市的應(yīng)用;(類似建筑游歷動畫)
3、大型會展的應(yīng)用;
4、科技館、展覽館、博物館的應(yīng)用;
5、虛擬旅游和培訓(xùn)的應(yīng)用;(應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬真實場景)
6、娛樂和商業(yè)方面的應(yīng)用;(立體互動虛擬社區(qū)、立體商城、立體產(chǎn)品展示)
7、醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用;(人體及動物器官仿真展示, 互動虛擬手術(shù)和培訓(xùn)等)
8、工業(yè)上的應(yīng)用;(大型和重型機械設(shè)備的虛擬裝配, 以及虛擬使用培訓(xùn))
9、教育上的應(yīng)用;(虛擬實驗、虛擬課件、虛擬教學(xué)、虛擬校園等)
10、地理信息上的應(yīng)用;(實用性的三維地理信息系統(tǒng)開始應(yīng)用于軍隊、警察、油田、煤礦、天然氣等單位)
11、公共安全和應(yīng)急處理的應(yīng)用;(地震模擬和預(yù)防展示系統(tǒng);安全防范方面,緊急事件12、處理預(yù)案;刑事案件和交通事故的模擬)
12、交通方面的應(yīng)用。(城市交通流量模擬;高速公路、城市地鐵、普通鐵路的模擬;機場、港口等模擬)
四、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中的具體運用
目前,國內(nèi)的工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計與制造已經(jīng)使用電腦輔助設(shè)計,快速成型技術(shù)制作草模,但是仍是傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計流程,這影響產(chǎn)品開發(fā)的效率。
利用這一技術(shù),我們在工業(yè)設(shè)計中可以在產(chǎn)品設(shè)計前期做一些可行性的虛擬測試,在產(chǎn)品設(shè)計過程中利用虛擬現(xiàn)實來簡化產(chǎn)品的具體設(shè)計操作,后期產(chǎn)品評審可以利用這項技術(shù)做實時的動態(tài)評審和產(chǎn)品虛擬立體化(可以觀察產(chǎn)品的任何角度的內(nèi)外部結(jié)構(gòu)),在產(chǎn)品推廣階段,虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以直接給用戶提供各種虛擬的場景供客戶了解該產(chǎn)品在不同環(huán)境下的形態(tài)和視覺效果,以及可以利用外部設(shè)備讓客戶體驗到更仿真的產(chǎn)品交互,進一步刺激消費者的購買欲和提升產(chǎn)品的科技感和競爭力。
1、設(shè)計前期:做可行性測試,研究用戶需求,利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)快速定義前期研究的可行性,以及多種形態(tài)的呈現(xiàn)。(草圖之后可簡單快速定義產(chǎn)品的局部動能特點,以虛擬方式展現(xiàn),可以讓ID設(shè)計師、產(chǎn)品策劃更清楚更明確的選擇方案和修改方案)
2、方案確定后ID設(shè)計師建模階段,模型完成后可導(dǎo)入相應(yīng)的軟件進行產(chǎn)品的動畫制作(根據(jù)產(chǎn)品的特性和功能做產(chǎn)品動畫),為后期產(chǎn)品多形式展示提供支持,(動畫形式展示能為用戶帶來不一樣的視覺感受和刺激消費,也為產(chǎn)品提升價值定位)
3、產(chǎn)品評審是一個產(chǎn)品能否量產(chǎn)和認可設(shè)計師的設(shè)計創(chuàng)意的方式,傳統(tǒng)的產(chǎn)品評審必須先做產(chǎn)品手板,手板的制作費時費人力費用高,產(chǎn)品手板為產(chǎn)品設(shè)計實物化更直觀,在評審中用來檢查外觀或結(jié)構(gòu)合理性的功能樣板。虛擬技術(shù)對比手板唯一缺陷是非實物化,但也可以實時展示產(chǎn)品的各個細節(jié)角度,還能在評審中即時更改產(chǎn)品的部分細節(jié)(TV裝飾條、底座、面殼等顏色紋理;部分細節(jié)模型小修改等),能用虛擬技術(shù)建立一個虛擬空間與產(chǎn)品實時結(jié)合在一起,可根據(jù)用戶的習(xí)慣和性格來設(shè)置產(chǎn)品空間。產(chǎn)品評審中也可以利用虛擬現(xiàn)技術(shù)與實物手板相結(jié)合營造更好的用戶體驗空間。虛擬現(xiàn)實技術(shù)能為產(chǎn)品評審時增加更多的功能展示、產(chǎn)品虛擬體驗、產(chǎn)品的實時調(diào)整、產(chǎn)品夸張的視覺體驗和更具趣味性的評審方式。
4、新產(chǎn)品的對外會,虛擬現(xiàn)實技術(shù)可完美發(fā)揮其對會的主導(dǎo)作用,在會中建立一個虛擬場景讓者與產(chǎn)品融為一體,完美展示產(chǎn)品的各個部分細節(jié)和突出的功能點,同時體現(xiàn)人機交互的又一高度。
5、建立產(chǎn)品虛擬體驗中心,為優(yōu)秀更具創(chuàng)意的產(chǎn)品量身定制虛擬空間。
五、虛擬現(xiàn)實技術(shù)為企業(yè)帶來的價值
虛擬現(xiàn)實交互技術(shù)可以把虛擬物體變成我們可觸及的東西,你可以推、抓,甚至擠壓他們。它能在相互空間中俘獲真實物件,利用三維建模實現(xiàn)高質(zhì)量的虛擬克隆,變成用戶可觸及的東西,縮短生活中重要的人員、地點和活動之間的距離(社區(qū)、工作地點、玩游戲、教學(xué)等)。通過使用這項技術(shù),我們可以在虛擬世界中實現(xiàn)更多的驚奇體驗。
也許,你會認為虛擬化現(xiàn)實技術(shù)離我們的生活仍然很遙遠。但是實際上,目前世界許多公司已經(jīng)使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行產(chǎn)品的網(wǎng)上宣傳了。客戶通過鼠標、鍵盤等簡單操作就可以了解到產(chǎn)品的詳細情況。比如海爾公司的冰王子電冰箱,客戶只需在網(wǎng)頁上,使用鼠標拖拽旋轉(zhuǎn)冰箱;單擊冰箱門可以打開冰箱,再單擊關(guān)閉;可以任意抽拉里面的部件;使用控制按鈕可以控制冰箱執(zhí)行動畫演示以及規(guī)定的展示動作。這樣的一些人性化的設(shè)計是用戶與產(chǎn)品逐步實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)人機交互。我們的電視、白電以及其他產(chǎn)業(yè)公司的產(chǎn)品,不都可以這樣來體現(xiàn)嗎?;ヂ?lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展促使我們必須利用向前看,必須利用更好的技術(shù)來適應(yīng)市場的需求,才能在日益激烈的市場中穩(wěn)定腳跟繼續(xù)前行。
六、總結(jié)
在結(jié)合現(xiàn)有的工作方式和工作內(nèi)容,引進虛擬現(xiàn)實技術(shù)將是工業(yè)設(shè)計中的一大亮點,也將增強創(chuàng)維品牌的科技感,進一步體現(xiàn)專注健康科技。虛擬現(xiàn)實將是未來人機交互、產(chǎn)品設(shè)計、顯示技術(shù)方面的發(fā)展趨勢。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用,對于產(chǎn)品設(shè)計來說一定能取到畫龍點睛的作用,不但要在產(chǎn)品設(shè)計中錦上添花,還應(yīng)該積極開拓一些新的范疇,讓虛擬現(xiàn)實技術(shù)在工業(yè)設(shè)計中涉及更多的領(lǐng)域??萍既找姘l(fā)展的今天,虛擬現(xiàn)實技術(shù)是在不斷完善中,不斷的發(fā)展中,不斷的在設(shè)計中發(fā)揮更大的價值,產(chǎn)生最大的能量,給廣大用戶最完美的產(chǎn)品和最讓人享受的視覺、感知體驗。
參考文獻
虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用范文2
關(guān)鍵字:建筑設(shè)計;虛擬現(xiàn)實技術(shù);建筑領(lǐng)域;運用
中圖分類號: TU2 文獻標識碼: A 文章編號:
1計算機的發(fā)展應(yīng)用級虛擬實現(xiàn)技術(shù)在建筑領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)用方向
隨著計算機技術(shù)的日益進步,計算機的應(yīng)用在建筑領(lǐng)域已不是什么新鮮的事情了,最早是以簡單的圖紙、平面圖版等形式來模仿傳統(tǒng)的工具來應(yīng)用。但是這種簡單的計算機的應(yīng)用形式已不能滿足建筑業(yè)的日益發(fā)展和需要。隨之而來的便是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)運而生,該技術(shù)包括了計算機圖形學(xué)、多媒體網(wǎng)絡(luò)并行處理和多傳感器以及人工智能等一系列先進的三維空間綜合技術(shù)。他通過圖片和動畫的網(wǎng)絡(luò)形式讓人有一種身臨其境的視覺聽覺和觸覺的感受。綜合近年來計算機模擬技術(shù)的的發(fā)展趨勢,在建筑領(lǐng)域、施工領(lǐng)域極具裝修領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛和常見,發(fā)展前景一片大好。
1.1虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑領(lǐng)域的發(fā)展以及在建筑規(guī)劃中的發(fā)展前景
眾所周知,建筑物的設(shè)計是受一系列因素所影響的,既包括設(shè)計者的知識水平和生活閱歷也受其設(shè)計經(jīng)驗和空間思維等的限制,同一件建筑設(shè)計品,不同的設(shè)計者在外觀和藝術(shù)審美上也是不盡相同的,但是通過利用虛擬現(xiàn)實的技術(shù)可以以三維 的形式通過用戶的可聽可視可觸的感官,一方面能使設(shè)計者更加有效的發(fā)揮其設(shè)計的靈感也能讓客戶在身臨其境中提出自己的一些看法和觀點,為設(shè)計工作提供便利,也節(jié)省了時間和人力資源,有提高建筑是優(yōu)化設(shè)計的目的。對于任何一項建筑工程來說,規(guī)劃工作是非常重要的想,需要考慮地形地質(zhì)、氣候氣象、等諸多的因素,但是在現(xiàn)行的規(guī)劃工作的所用的數(shù)據(jù)庫存在著很大的缺陷,例如規(guī)劃信息的存儲和查詢系統(tǒng)不夠完善,規(guī)劃的輔助表現(xiàn)集成系統(tǒng)科技化程度低,其主要的表現(xiàn)形式還停留在二維圖片上,且數(shù)字化程度高但可視化水平低。那么虛擬實現(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用就會大大的讓建筑規(guī)劃業(yè)更加的高效和合理,不但可以輕松的得到必要的數(shù)據(jù)而且還能清楚的看到與建筑相關(guān)的地形和實際情況
1.2虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑施工領(lǐng)域和建筑機械設(shè)計中的發(fā)展前景
施工領(lǐng)域作為建筑領(lǐng)域很重要的一個組成部分,虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用也顯得尤為突出,比如在大型的土方挖運項目的設(shè)計時可以通過虛擬實現(xiàn)技術(shù)來精確的計算出挖土機的頻率和運土的汽車的最佳匹配從而大大的提高了其施工的效率。由此可知建筑機械的在建筑設(shè)計的施工階段是相當(dāng)重要的,但在相當(dāng)一段時間內(nèi)人們并未認識到這一影響因素,就目前不斷的進步和發(fā)展的科技而言,虛擬現(xiàn)實技術(shù)也慢慢被更多的人所接收,通過三維動畫的演示和表現(xiàn)一方面最大限度的提升了建筑機械的功能和效率另一方面有使得機械的使用更加的簡單易操作。從而大大的提高虛擬現(xiàn)實技術(shù)在在建筑施工領(lǐng)域的運用和發(fā)展。
1.3虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑裝修領(lǐng)域的應(yīng)用前景
就目前這種傳統(tǒng)的裝修設(shè)計來看,仍然還存在著多方面的弊端,比如離散而有呆板的平面模式使得用戶和裝修者很難全方位的去了解裝修的效果,還有工程量較為繁重以及造價估算慢和準確率較差的弊端和缺陷。但是如果利用現(xiàn)代較為先進和科學(xué)的虛擬現(xiàn)實技術(shù)的話,通過建模的方式來充分發(fā)揮設(shè)計者的裝修水平和藝術(shù)技巧來裝設(shè)修改,通過不斷的去三維的觀察裝修效果從而來完善和改進設(shè)計的效果。在這一領(lǐng)域會得到進一步的發(fā)展和應(yīng)用。
2虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑設(shè)計中的作用和意義
2.1用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來展示設(shè)計成果
用虛擬現(xiàn)實技術(shù)展示設(shè)計成果是一種比較理想的展示方式,這樣的話,既可以滿足面向大眾的宣傳需要又可以講方案展示給業(yè)主,以便讓其能及時修改。采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)就可以考慮把當(dāng)時的地形、景觀、交通及橋梁方案輸入建筑物漫游的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中,人可以漫步其中也可以在任何角度來審視建筑的感受。
2.2使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以節(jié)省投資和運行費用
采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行先期的演示和論證,有助于及時發(fā)現(xiàn)方案中不協(xié)調(diào)的部分并及時的修正,從而節(jié)省了投資和運行的費用,再者通過演示論證也可以發(fā)現(xiàn)無法滿足的不當(dāng)設(shè)計,來避免建筑物完成后的反工。
2.3使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以驗證施工方案
通過不斷地實踐證明,我國的高層建筑施工水平有了很大的提高,施工的新技術(shù)不斷出現(xiàn),雖然這些技術(shù)有較大的風(fēng)險但是利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的先期演示和技術(shù)避免了大的風(fēng)險,提高了成功率。
3虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑設(shè)計中的實現(xiàn)方法
虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑設(shè)計中的實現(xiàn)方法大略可分為硬件系統(tǒng)的應(yīng)用和軟件系統(tǒng)的完善兩部分相互作用來實現(xiàn)。
3.1虛擬現(xiàn)實硬件系統(tǒng)
簡單的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)并不需要太多復(fù)雜的設(shè)備來實現(xiàn),只要有輸入輸出功能的設(shè)備即可。簡單的計算機桌面互動系統(tǒng)就可以構(gòu)成一個簡單的桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。但要充分實現(xiàn)展示虛擬現(xiàn)實技術(shù)的沉浸感、交互性及想象性的優(yōu)勢就必須要有專業(yè)的信息輸入設(shè)備和信息輸出設(shè)備,。借助于傳感設(shè)備用戶可以將自己在現(xiàn)實的行為通過用戶化身在用戶與虛擬環(huán)境的交互作用中起到了關(guān)鍵的作用,防偽跟蹤器所具備的的測量功能實現(xiàn)了對用戶行為尺度范圍的較精確的采樣并及時的投射給虛擬空間,虛擬空間有實時的把信息反饋給用戶,因此用戶對虛擬空間除了身臨其境的感受外還具備觸覺感受。這對于建筑設(shè)計方案是很有幫助的。
3.2虛擬現(xiàn)實技術(shù)軟件系統(tǒng)
要想讓設(shè)計者和用戶或其他人真正體驗到虛擬現(xiàn)實技術(shù)所帶來的身臨其境的臨場感和沉浸感,就必須建立一個與客觀世界相符合或與設(shè)計者的方案向一致的虛擬三維模型。這個虛擬的模型必須要能夠準確的表現(xiàn)出建筑、環(huán)境、室內(nèi)的客觀存在而且要真實的反應(yīng)出場景的色彩、材質(zhì)、光照等方面、通過以下三步可建立三維模型。第一,是幾何建模,只初步建立集合構(gòu)型。第二步是通過形象建模的方式來實現(xiàn),主要是對建模進行材質(zhì)顏色光照的處理。第三步是運用行為建模來對物體的運動和行為描述。幾何建模是指三維空間的物體通過合并、相交、參差等集合運算和旋轉(zhuǎn)平移縮放的幾何變換從而得出設(shè)計者所希望的復(fù)雜三維模型。但幾何建模建立的模型僅能反應(yīng)出虛擬對象的形狀及結(jié)構(gòu)而不能反應(yīng)形體的真實感。為使虛擬環(huán)境中 的對象有真實感的效果。我們必須在此基礎(chǔ)上對其物理特性加以描述從而建立一個生動逼真的三維立體模型。光照效果對提高虛擬場景的真實感有很大的作用。包括聚光燈光源、泛光燈光源、天光等。另外要想建立一個真正能讓人們沉浸其中的虛擬環(huán)境。就要正確合理恰當(dāng)?shù)慕o虛擬環(huán)境分配材質(zhì)是非常關(guān)鍵的。色彩的設(shè)計也是建模的重要的環(huán)節(jié),根據(jù)需要對物體的色彩進行新的創(chuàng)作和設(shè)計,如果沒有色彩的表現(xiàn)形式,建模就顯得呆板毫無生機,直接會影響到整個虛擬模型的質(zhì)量。
4結(jié)束語
在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用中人們可以在一個虛擬的三維環(huán)境中用動態(tài)的交互的方式對未來的建筑領(lǐng)域進行全方位的身臨其境的審視和設(shè)計,對未來建筑設(shè)計中的運用將會是里程碑式的意義,從某種意義上來說,他還改了人們的思維方式,對建筑師而言,這些改變意味著新的設(shè)計思路和想法。隨著當(dāng)今信息化的高度發(fā)展建筑業(yè)作為一科很重要且實踐性很強的學(xué)問來說,也必然會面臨許多大的變化和改革,不管是理論到實踐還是管理都無不滲透著信息化的烙印。這就要求建筑工作者在今后的的工作中如何更好的迎接虛擬現(xiàn)實技術(shù)的挑戰(zhàn)是一項十分迫切的任務(wù)。我們也看好虛擬現(xiàn)實技術(shù)在未來建筑中所可以發(fā)揮的更加好的作用。
參考文獻
虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用范文3
關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實;建筑;軟件開發(fā)
一 虛擬與現(xiàn)實技術(shù)的定義以及主流開發(fā)平臺
虛擬與現(xiàn)實又稱靈境技術(shù)—簡稱VR。它是利用電腦模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世界,提供使用者視覺、 聽覺、觸覺、甚至味覺等感官的模擬,讓使用者如同身臨其境一般,可以及時沒有限制地、直觀地觀察三度空間內(nèi)的事物,并能夠通過語言、手勢等自然的方式與之進行實時交互,創(chuàng)建了一種適人化的多維信息空間。虛擬現(xiàn)實是一項綜合集成技術(shù),涉及計算機圖形學(xué)、人機交互技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能等領(lǐng)域,它用計算機生成逼真的三維視、聽、嗅覺等感覺,使人作為參與者通過適當(dāng)裝置,自然地對虛擬世界進行體驗和交互作用。虛擬與現(xiàn)實是一個軟件跟硬件完美結(jié)合的產(chǎn)物,因此在開發(fā)虛擬與現(xiàn)實中我們除了使用必要的硬件設(shè)備滿足我們的感官需要外,同時我們也要配合軟件進行開發(fā)。目前主要使用的是三維軟件以及交互式的開發(fā)平臺,三維軟件主要用Autodesk3DMAX以及AutodeskMaya、XSI、C4D等。現(xiàn)今在虛擬現(xiàn)實行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)的編輯軟件不計其數(shù),而比較熱門的有四款軟件,他們分別是:Unity3d、Virtools、VR-Platform、EON Studio。在這四款軟件中,Unity3d尤為突出,穩(wěn)穩(wěn)的把握住了虛擬現(xiàn)實,獨領(lǐng)。
Unity3D是由Unity Technologies開發(fā)的一個讓玩家輕松創(chuàng)建諸如三維視頻游戲、建筑可視化、實時三維動畫等類型互動內(nèi)容的多平臺的綜合型游戲開發(fā)工具,是一個全面整合的專業(yè)游戲引擎。Unity類似于Director,Blender game engine,Virtools 或 Torque Game Builder等利用交互的圖型化開發(fā)環(huán)境為首要方式的軟件其編輯器運行在Windows 和Mac OS X下,可游戲至Windows、Mac、Wii、iPhone和Android平臺。Virtools是一種構(gòu)建三維交互式虛擬系統(tǒng)十分便捷、非常有效的軟件。特有的“可視化腳本交互設(shè)計界面”大大的降低了學(xué)習(xí)門檻。學(xué)者無須鉆研艱深的程序語言,就能完成虛擬現(xiàn)實的制作,它也因為獨具的游戲交互式功能,多被用于游戲的開發(fā)和制作。
VR-Platform三維互動仿真平臺,是一款互動仿真能力較強的軟件,現(xiàn)多被使用于實現(xiàn)場景的模擬和制作。EON Studio是一個完全基于GUI的設(shè)計工具,能夠開發(fā)出許多實用性的訓(xùn)練、培訓(xùn)軟件。在教育和技術(shù)培訓(xùn)行業(yè)運用較為廣泛。
二 虛擬與現(xiàn)實技術(shù)在建筑設(shè)計方面的應(yīng)用
虛擬與現(xiàn)實技術(shù)被廣泛的運用到生活的各個方面,其中在建筑設(shè)計方面得到極大地運用。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計工程一般是設(shè)計師通過草圖、文字以及個人的經(jīng)驗進行設(shè)計,然而對于一些復(fù)雜程度較高或者設(shè)計師未曾設(shè)計過的建筑而言,設(shè)計師很難對其進行詳細的定位于分析,有些設(shè)計方案太過于概念化,無法跟實際環(huán)境進行關(guān)聯(lián)。虛擬與現(xiàn)實技術(shù)幫我們解決了這樣的難題,我們以大華房地產(chǎn)開發(fā)作項目為案例進行講解,在大華房地產(chǎn)項目開發(fā)中,為了讓用戶能夠切實的感受到虛擬世界與現(xiàn)實世界的差別,我們主要采用了比較頂端的兩套開發(fā)軟件:Autodesk3Dmax以及Unity3D。
(1)前期工作準備階段
通過實地的考察,了解建筑工地所在的環(huán)境以及周邊的設(shè)施,建立詳細的數(shù)據(jù)庫資料,為我們模擬周邊真實的環(huán)境提供詳細的數(shù)據(jù)。
(2)三維數(shù)字模型的制作階段
項目方案確定之后,我們通過詳細的施工圖并結(jié)合拍攝的現(xiàn)場資料,以及前期所獲得的數(shù)據(jù)資料,在三維軟件中制作數(shù)字模型,在此我們使用的三維軟件主要是3DMAX,采用多邊形建模的方式,在運用三維軟件模擬虛擬環(huán)境的時候,盡可能做到按照實際尺寸在我們電腦上等比例制作模型。在建模過程中要盡量完善,力求能夠達到逼真環(huán)境的效果。我們通過三維軟件建造模型,并通過燈光、貼圖、材質(zhì)、渲染等技術(shù),讓電腦制作出的三維模型能夠達到逼真環(huán)境的效果。
(3)三維數(shù)字模型的烘焙制作
為了能夠?qū)崿F(xiàn)對三維場景中的建筑模型進行交互,我們需要對三維軟件中制作的模型進行二次加工,只有這樣方可進入到Unity3d,為了能夠達到真實的環(huán)境效果我們需要對建筑模型進行烘焙,模型的烘焙是在3Dmax中進行的,采用的是Vray的烘焙方式,采用Vray烘焙可以獲得比較真實的烘焙效果。烘焙的目的就是將顏色、材質(zhì)、貼圖、燈光信息直接記錄在一張貼圖上,這樣我們在Unity3d中可以減少我們電腦的運算速度,更快的實時渲染,而不需要在后臺進行渲染合成,減少運算的時間,烘焙后的貼圖是將所有的信息(包括顏色、材質(zhì)、燈光、貼圖)都集中在了一張貼圖的上面,我們將貼圖的格式存儲為TGA格式,我們后期也可以采用Photoshop軟件將貼圖中有瑕疵的信息進行修改,進而能夠達到一種更加完美的效果。
(4)虛擬與現(xiàn)實程序的開發(fā)以及運用
通過計算機語言的編寫,控制可視化的場景模型,實現(xiàn)人機交互。讓用戶更大程度的感知建筑空間。由于Unity3d為我們提供了一個開放性的開發(fā)平臺,支持C+語言、JS語言等多種計算機語言,那我們就可以通過計算機語言對我們虛擬中的建筑物體進行程序開發(fā),通過計算機語言讓虛擬中的物體執(zhí)行我們想要的交互效果。
(5)交互式設(shè)備的開發(fā)
為了讓用戶能夠更好的與建筑之間進行交互,我們需要一些傳感設(shè)備,以此滿足虛擬世界的3I特性:多感知性(Multi-Sensory)所謂多感知是指除了一般計算機技術(shù)所具有的視覺感知之外,還有聽覺感知、力覺感知、觸覺感知、運動感知,甚至包括味覺感知、嗅覺感知等。理想的虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)該具有一切人所具有的感知功能。由于相關(guān)技術(shù),特別是傳感技術(shù)的限制,目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)所具有的感知功能僅限于視覺、聽覺、力覺、觸覺、運動等幾種。浸沒感(Immersion)又稱臨場感,指用戶感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實程度。理想的模擬環(huán)境應(yīng)該使用戶難以分辨真假,使用戶全身心地投入到計算機創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境中,該環(huán)境中的一切看上去是真的,聽上去是真的,動起來是真的,甚至聞起來、嘗起來等一切感覺都是真的,交互性(Interactivity)指用戶對模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度(包括實時性)。構(gòu)想性(Imagination)強調(diào)虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)具有廣闊的可想像空間,可拓寬人類認知范圍,不僅可再現(xiàn)真實存在的環(huán)境,也可以隨意構(gòu)想客觀不存在的甚至是不可能發(fā)生的環(huán)境。由于浸沒感、交互性和構(gòu)想性三個特性的英文單詞的第一個字母均為I,所以這三個特性又通常被統(tǒng)稱為3I特性。
為此我們需要專門的一些接受設(shè)備、傳感設(shè)備等其他的感知設(shè)備。通過這些設(shè)備的運用讓我們可以更大程度的與建筑之間進行互動,達到虛擬與現(xiàn)實交互的目的。
三 虛擬與現(xiàn)實在建筑方面的發(fā)展前景以及趨勢
現(xiàn)在各個國家都在加強對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用以及開發(fā),我國也一樣,在虛擬建筑世界方面,都已經(jīng)制作出了復(fù)雜的建筑模型,并且已經(jīng)應(yīng)用到城市生活中來,虛擬現(xiàn)實技術(shù)所涉及的領(lǐng)域十分的廣泛,技術(shù)潛力巨大,在建筑方面的前景更是十分的廣闊。隨著數(shù)字化城市建設(shè)的蓬勃發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)達以及計算機軟硬件的進展,虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用將會更廣,特別是隨著三維可視化地理信息系統(tǒng)、真實與虛擬現(xiàn)實的集成、視景仿真和海量數(shù)據(jù)漫游等關(guān)鍵技術(shù)完善和走向?qū)嵱茫瑸樵谡鎸嵢S環(huán)境中實現(xiàn)虛擬建筑,提供了良好的技術(shù)條件和拓展空間。
參考文獻
[1] 沈金良.虛擬與現(xiàn)實技術(shù)在工程設(shè)計方面的運用[J]科技交流,2004(3).
虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用范文4
關(guān)鍵詞:三維;磨損性;虛擬
中圖分類號:TP391.9
近年來,學(xué)者們對于虛擬現(xiàn)實這一領(lǐng)域的研究越來越深入,并將其應(yīng)用在了電影、動畫等的制作之中。虛擬現(xiàn)實集合了包括圖像的處理技術(shù)、智能接口技術(shù)等多項先進的技術(shù)在內(nèi)的現(xiàn)代高新技術(shù),在學(xué)科領(lǐng)域涉及到了聲、光、電、力等多類基礎(chǔ)學(xué)科,是現(xiàn)代科技發(fā)展的成果?,F(xiàn)階段,三維建模技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到了電影、動畫等行業(yè)當(dāng)中。本文下面來探討下。
1 影視動漫中三維模型場景構(gòu)建流程的改進
構(gòu)建三維場景的步驟主要可以分為以下三點:
(1)前期準備:收集相關(guān)數(shù)據(jù)并預(yù)先進行處理;將具體的場景和相關(guān)模型確定出來,并對此進行改進和優(yōu)化;
(2)場景構(gòu)建:主要是構(gòu)建相關(guān)模型,包括自然和環(huán)境景觀以及三維的實體;
(3)后期工作:對模型和場景進行整合并優(yōu)化,同時對場景進行調(diào)整等。
2 影視動漫中三維模型數(shù)據(jù)收集和預(yù)處理
2.1 數(shù)據(jù)收集
數(shù)據(jù)收集是構(gòu)建三維模型的前提和基礎(chǔ),需要對收集的數(shù)據(jù)進行整理和分析,只有做好這一基礎(chǔ)性工作才能使得整個模型和場景更加準確、真實。
構(gòu)建系統(tǒng)的信息包括自然景觀、具體事物外觀與幾何形狀、紋理信息等,這些信息都是到具體地點進行實時采集的。同時,在收集數(shù)據(jù)的過程中,現(xiàn)場的工作人員和技術(shù)人員細心的給我們講解了聯(lián)合站工作流程的具體情況,從這些講解中我們可以更好的了解到聯(lián)合站的具體概況,進而更加準確的進行建模。
2.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理
(1)自然景觀數(shù)據(jù)。自然景觀就是包括山、水、天空、大地等在內(nèi)的數(shù)據(jù)信息。因為該聯(lián)合系統(tǒng)對自然景觀要求一般,所以沒有非常高的質(zhì)量要求,通過拍攝普通的藍天、白云、山水之后,用PS等圖像處理軟件進行簡單的修飾就可以達到所需要求,因此這些數(shù)據(jù)可以直接從實際地點中獲得。
(2)場景實體數(shù)據(jù)。場景實體數(shù)據(jù)是指所建三維模型的空間組成、結(jié)構(gòu)框架、外形尺寸等相關(guān)數(shù)據(jù)信息,涉及到實體的外表形狀、幾何尺寸和空間方位等。只有準確的掌握了實體的外形尺寸、空間方位等具體數(shù)據(jù)信息,才能使構(gòu)建的虛擬系統(tǒng)更加具有真實性。從場區(qū)的建筑圖紙和規(guī)劃圖紙等相關(guān)文件中采集數(shù)據(jù)之后,應(yīng)當(dāng)對這些數(shù)據(jù)進行仔細的研究分析,充分掌握模型各個單元之間數(shù)據(jù)的聯(lián)系,為之后的準確建模打好基礎(chǔ)。
(3)紋理數(shù)據(jù)。紋理數(shù)據(jù)來源于對實際拍攝的照片進行圖像處理之后獲得的數(shù)據(jù)。在建模的過程中也有著廣泛的應(yīng)用。數(shù)據(jù)整理的具體過程就是首先對收集到的數(shù)據(jù)進行篩選,刪除一些不準確和多余的數(shù)據(jù),然后將數(shù)據(jù)進行整理和轉(zhuǎn)換,使之變?yōu)榫唧w可用的建模數(shù)據(jù)。
3 影視動漫中三維場景的集成和調(diào)度管理
3.1 場景模型的集成
場景層次結(jié)構(gòu)劃分的依據(jù)是構(gòu)建場景的實體模型,然后組合、集成之前構(gòu)建成的實體景觀,最后,整合這些實體景觀形成整體的動漫虛擬場景模型。另外,實體模型要單獨建模時,則應(yīng)該逐個將天空及遠景建模、實體建模、環(huán)境建模等添加到整體場區(qū)的模型里,然后,依據(jù)建模時的層次觀念,將例如天空遠景模型等與其他關(guān)聯(lián)不大的模型單獨生成一個文件儲存。每個不同的環(huán)境景觀模型組合形成地形表面,然后將他們組合成一個總體模型,同時,應(yīng)該將這些文件單獨儲存,可以實時顯示各種不同場景。最后,將之前的所有實體模型組合到一個文件中,依據(jù)正確的排列方式分別添加到各個地方,組合成一個完整的整體模型。
3.2 場景調(diào)度管理
對于一個通用性的漫游系統(tǒng)時,要想實現(xiàn)它則需要完成一個一般模型到復(fù)雜場景的調(diào)度和管理的過程。對于規(guī)模較小的模型時,可以直接一次性導(dǎo)入內(nèi)存,輸出圖像進行渲染,另外,在對于那些內(nèi)容豐富、內(nèi)存較大的場景模型時,在裝載、調(diào)用和輸出圖像時就需要采用場景調(diào)度技術(shù)了,只有這樣才能保證系統(tǒng)的實時性。
(1)場景地形的分塊調(diào)度。在處理那些復(fù)雜的多邊形場景時,一般都是進行分塊調(diào)度的。先是將地形分割成若干個小的單元地形,同時將這些不同的地形存成不同的文件,另外,再用外部引用的方式調(diào)度地形上的地物,構(gòu)建成一個完整的地形模式。這樣的話,以后可以根據(jù)視點所見來動態(tài)選擇單元地形,就不需要用整個地形模式,這樣在輸出視景時也就可以有效的提高系統(tǒng)的實時性。
1)靜態(tài)導(dǎo)入,動態(tài)調(diào)用。當(dāng)?shù)匦螖?shù)據(jù)文件不是特別大,同時計算機的內(nèi)存容量十分充足的時候,可以一次性的導(dǎo)入,再需要調(diào)用時則可以再分塊進行調(diào)用。假如,當(dāng)某一地形是由多個小地形形成的時候,由于每一塊的地形坐標是已知的,那么就可以根據(jù)坐標位置確定當(dāng)前實體是屬于哪一個地形的數(shù)據(jù)庫,進而確定地形。
2)動態(tài)導(dǎo)入,動態(tài)調(diào)用。對于那些地形數(shù)據(jù)很大的復(fù)雜場景時,計算機內(nèi)存容量對此有所限制,在實時的系統(tǒng)中,實體周圍的地形模型需要動態(tài)導(dǎo)入。另外,可以將整個地形區(qū)域劃分成若干個大小的小模塊。在繪制三維地形的環(huán)境時,一般只是需要對觀察者視線內(nèi)的模塊進行處理。
(2)場景模型的動態(tài)調(diào)度。就復(fù)雜的場景系統(tǒng)來說,有的時候采用地形分塊的調(diào)度技術(shù)也不能夠保證最終生成良好的效果,例如,實體較為密集的情況下,如果要同時繪制一小塊的地物模型,也一樣會極大的影響場景系統(tǒng)的實時性。因此,對于場景模型要減少一幀渲染的多邊數(shù)量,對場景模型進行動態(tài)的調(diào)度。另外,采用場景渲染和調(diào)度方式時,在場景模型中,系統(tǒng)每幀都會繪制落在視域體內(nèi)德場景模型,這樣一來,可以大大減少渲染的工作量,調(diào)高繪制的速度。
4 結(jié)論
一般而言,人們在建模時,既要考慮到模型的精細程度同時還要兼顧繪制的速度,所以人們會較兩者之間取一個折中,在保證質(zhì)量的同時也兼顧到繪圖的質(zhì)量,同時,還不讓用戶感覺到不適感。除此之外,一些圖形學(xué)的解決方法也可以加以利用,例如在室內(nèi)環(huán)境中考慮建筑物的漫游,利用輻射度方法對場景進行預(yù)處理,如此一來,在漫游時就可以省去很多關(guān)于光照的計算量。另外,對場景生成不同的細節(jié)層次可以用LOD的方法加以解決,在不同的參數(shù)下,可以用繪制不同的細節(jié)層次,由此也大大減少了繪制的計算量。
參考文獻:
[1]李長山,劉曉明,朱麗萍,李冰.虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京:石油工業(yè)出版社,2006:1-3.
虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用范文5
在20世紀80年代,虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概念被正式提出。自90年代以來,隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新,虛擬現(xiàn)實技術(shù)也得以迅速發(fā)展。現(xiàn)如今,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)滲透發(fā)展到各個領(lǐng)域,虛擬現(xiàn)實技術(shù)也挺進了設(shè)計的每個角落。風(fēng)景園林設(shè)計雖還處于初級發(fā)展階段,但是虛擬現(xiàn)實技術(shù)卻在其中被大量地運用開來。例如,設(shè)計者如果想要對風(fēng)景園林空間有一個全方位的、真實切身的體驗,通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)多角度變化運動方位,便可輕松實現(xiàn)。另外,這種設(shè)計的運動變化模式正呈現(xiàn)出多樣化的趨勢,其利用人們對運動模式數(shù)據(jù)的不同選擇,便可以掌握受眾的切身感受。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在這一運用中具有很大的真實性,這是因為虛擬現(xiàn)實技術(shù)不但能夠從各種細節(jié)上掌控園林設(shè)計,還可以做到美而有序。同時,還能夠根據(jù)不同的季節(jié)變化、不同的節(jié)氣色彩,做到時空的雙重真實性。最重要的是,通過這一虛擬現(xiàn)實,在園林設(shè)計過程中可以引入人們的各種意見和建議,使設(shè)計又多了一層成功的保障。
2應(yīng)用中的特點
2.1設(shè)計空間展示的全面性傳統(tǒng)的表現(xiàn)形式只可以傳輸一種空間信息,而且無法做到完整性。虛擬現(xiàn)實技術(shù)利用三維立體的表現(xiàn)形式,可以完整地把每一個細節(jié)予以呈現(xiàn),讓人有一種身臨其境的真實感,不再只是看著圖紙來想象,而是身臨其境進行感受。
2.2瀏覽的快捷性
利用發(fā)達的計算機網(wǎng)絡(luò),設(shè)計者和施工單位可以聯(lián)系的更為快捷。設(shè)計者的“想法”不必親手送到施工單位,立體的設(shè)計樣品利用遠程瀏覽便可商榷,不但節(jié)省了時間,而且提高了工作效率。另外,瀏覽的快捷性還可以讓大部分群眾參與到?jīng)Q策中來,讓群眾在享受虛擬的園林設(shè)計活動中,可以提出自己的建議,有助于施工單位和設(shè)計者的工作。
2.3設(shè)計趨于完美性
虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有很強的可操作性,設(shè)計者在整個風(fēng)景園林的設(shè)計過程中能夠隨意進入任何一個設(shè)計階段進行切身的體驗,從而客觀地審查自己的作品,如果發(fā)現(xiàn)不足,可及時進行修改。此外,在虛擬的現(xiàn)實環(huán)境中審視自己的作品,有利于提高設(shè)計者的水平。
2.4決策的準確性
風(fēng)景園林設(shè)計的實施過程中受到的影響因素較多,因為風(fēng)景園林設(shè)計與周遭環(huán)境氛圍以及和大眾審美趣味是息息相關(guān)的。人們利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對園林設(shè)計的整體過程知曉的越來越多,越來越具體,就越能提出建設(shè)性的建議及意見。簡而言之,虛擬現(xiàn)實技術(shù)是連接大眾和設(shè)計者的紐帶。只有前期人們對園林設(shè)計進行了整體的了解,施工方的后期施工過程才能得到人們的寬容和見諒,此種人性化、大眾化的園林設(shè)計才能獲得雙贏。
3應(yīng)用的展望
3.1不斷進行創(chuàng)新
首先要加快計算機技術(shù)的創(chuàng)新和革新,不斷發(fā)展現(xiàn)代虛擬技術(shù)系統(tǒng),制造出高性能、低成本的計算機設(shè)備,要在技術(shù)層面為虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展提供有力的支持。此外,在運用過程中,要根據(jù)風(fēng)景園林設(shè)置的理念進行再創(chuàng)新,使其具備風(fēng)景園林設(shè)計的特色。技術(shù)的創(chuàng)新是風(fēng)景園林設(shè)計的內(nèi)核動力,是虛擬現(xiàn)實技術(shù)進步發(fā)展的源泉。
3.2加強參與的大眾化程度
要充分利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的自身優(yōu)越性,讓更多的人們參與到風(fēng)景園林設(shè)計中來。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以通過網(wǎng)絡(luò)傳播,利用各種網(wǎng)絡(luò)、電視等新媒體進行更大、更廣范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)虛擬活動,使園林設(shè)計有更多的大眾參與,這樣將有助于決策者的科學(xué)準確決策,最終得出既科學(xué)準確而又人性化的風(fēng)景園林設(shè)計方案。
3.3充分利用其他科學(xué)技術(shù)發(fā)展自身
例如,與環(huán)境和空間技術(shù)的結(jié)合,便能夠應(yīng)用到城市的規(guī)劃、修復(fù)與重建、城市的綠化等各個方面,這不但可以使虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用更加科學(xué)化,而且更加人性化、更加環(huán)保。
4結(jié)語
虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用范文6
中圖分類號:O31.1 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)30-0237-01
我國在步入新世紀之后,新型技術(shù)成為社會建設(shè)發(fā)展的主要方向。教育事業(yè)作為我國的重要發(fā)展對象,將各項新興技術(shù)運用于實際教學(xué)當(dāng)中一直是教育研究者的首要工作。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的興起,將其與實驗教學(xué)進行相互融合可以幫助學(xué)生深入了解實驗過程,提升關(guān)于實驗細節(jié)的認知程度。
一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的界定及發(fā)展
虛擬現(xiàn)實技術(shù)的本質(zhì)是借助計算機等相關(guān)信息技術(shù)設(shè)備,為使用者提供聽覺、視覺等感官體驗。虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要針對現(xiàn)實情況進行模擬,借助不同的表現(xiàn)形式來達到傳播信息的目的。其技術(shù)特點主要分為真實性和交互性兩部分。
真實性是指在虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的模擬對象均來自于的現(xiàn)實生活中真實存在的事物,因此通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬出來的環(huán)境效果與真實環(huán)境相似度極高,將實際事物及環(huán)境作為虛擬技術(shù)的基礎(chǔ)出發(fā)點是用戶獲取良好體驗的主要保障。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的交互性主要體現(xiàn)于模擬過程中不僅能對現(xiàn)實中的事物進行模擬,對于模M對象的相關(guān)交流情景也能夠起到模擬效果,因此體驗者在模擬環(huán)境中也能夠像現(xiàn)實中一樣與周邊事物進行?,這在很大程度上提升了虛擬環(huán)境的真實性,增強了用戶的互動體驗。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)的飛速發(fā)展對實驗教學(xué)在技術(shù)和思維觀念上都有著很大的影響。教師是教學(xué)工作中的主體,想要在新技術(shù)環(huán)境下制定合適的教育模式,教師必須適應(yīng)教學(xué)信息技術(shù)化的轉(zhuǎn)變,在正式確立教育模式前,教育工作人員之間必須構(gòu)建起有關(guān)虛擬現(xiàn)實技術(shù)思維的教育體系,也就是要注重對教育工作者信息素養(yǎng)的培養(yǎng)。在步入新世紀之后,信息素養(yǎng)已經(jīng)成為多個國家的基礎(chǔ)教育目標,作為教育工作的核心角色,教師信息素養(yǎng)的提升對新型技術(shù)環(huán)境下開展實驗教學(xué)工作起著一定的推進作用。
二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的內(nèi)在價值
實驗課程一直以來都是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的主要課程,隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)在各地學(xué)校的實驗教學(xué)過程中的廣泛運用,學(xué)生的實驗環(huán)境和教學(xué)內(nèi)容都變得更加豐富。作為全新的科學(xué)技術(shù),虛擬現(xiàn)實技術(shù)包含著十分重要的使用價值。例如火災(zāi)現(xiàn)場、突發(fā)醫(yī)療現(xiàn)場等人們在現(xiàn)實生活中難以切身體驗的特殊環(huán)境,通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)對現(xiàn)實環(huán)境及周邊事物進行模擬,可以幫助火災(zāi)搶險和醫(yī)護人員在真實性較強的環(huán)境中學(xué)習(xí)相關(guān)搶險、救治技術(shù),提升工作人員的實際操作能力。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)所具有的豐富的感覺能力與顯示環(huán)境使其成為理想的娛樂休閑開發(fā)工具。使用者可以借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)對想要的娛樂場景進行模擬,增強娛樂的趣味性。在教育方面,學(xué)生在學(xué)習(xí)某種純理論知識的過程中,可以借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)對理想狀態(tài)下的某些實驗進行模擬,幫助學(xué)生深化理論知識的理解;在設(shè)計課程的教學(xué)過程中,學(xué)生針對某些需要抽象思維的內(nèi)容一時無法理解,這時可以通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)對所需空間進行模擬,學(xué)生不再局限于對圖紙上的圖形進行理解,可以在模擬空間中觀察各種抽象圖形的具體構(gòu)造,加強自身對抽象空間的感知認識,培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力,培養(yǎng)良好的思維習(xí)慣。
三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實驗教學(xué)中的實際應(yīng)用
(1)注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)
將虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用于實際實驗教學(xué)中的同時還應(yīng)當(dāng)注意對學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。首先,教師要熟悉虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基本原理。在運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的過程中對學(xué)生就相關(guān)基本概念進行一定講解,培養(yǎng)學(xué)生對該技術(shù)的基礎(chǔ)認識。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的本質(zhì)是幫助學(xué)生在實驗學(xué)習(xí)過程中對于具體的操作環(huán)境和實驗細節(jié)有著更加深刻的認識。虛擬現(xiàn)實技術(shù)只是教學(xué)工作中的輔助手段,教師依然在教學(xué)工作中占據(jù)著主導(dǎo)地位。在實際的教學(xué)過程中,教師對學(xué)生的親身指導(dǎo)仍然是提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)學(xué)生主動思考能力的最佳途徑。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實驗教學(xué)過程中只是幫助學(xué)生營造一個更加真實的操作環(huán)境,學(xué)生必須通過具體的動手操作以及對實驗過程中產(chǎn)生相關(guān)問題的起因及解決方法進行思考才能真正鍛煉出良好的實驗動手和思維判斷能力。
(2)提前做好教學(xué)演練
為了更加有效的將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于實驗教學(xué)當(dāng)中,教學(xué)人員首先要熟悉虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基本原理,在實驗教學(xué)前組織學(xué)生進行課前培訓(xùn),對實驗中運用的虛擬現(xiàn)實技術(shù)的相關(guān)儀器工作原理及實驗過程中的相關(guān)技術(shù)設(shè)備特點和使用方法為學(xué)生詳細的講解,幫助學(xué)生預(yù)留虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概念在腦海中,這樣一來實際實驗過程中,學(xué)生對于實驗內(nèi)容及操作事項有了預(yù)先的準備,在有限的實驗課時中可以直接進行實驗操作,節(jié)約時間和教學(xué)資源的同時也能夠促進學(xué)生針對自己的理解程度對實驗結(jié)果和相關(guān)問題事項進行分析研究,加強了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)效率,達到通過實驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生動手操作及觀察計算等能力。另一方面,教師需要強調(diào)學(xué)生在課后對所學(xué)實驗知識及時進行復(fù)習(xí),加深關(guān)于實驗演練的印象,并且預(yù)先布置下一次實驗課程的相關(guān)內(nèi)容,讓學(xué)生在課后時間做好預(yù)習(xí)工作,在方便教師備課的同時也能夠為虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實驗教學(xué)中的良好運用奠定一定的基礎(chǔ)。
(3)關(guān)注虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實驗教學(xué)中的應(yīng)用效果
學(xué)校開設(shè)實驗教學(xué)課程的主要目的在于培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)知識在實際中轉(zhuǎn)化的能力。在以往的實驗教學(xué)過程中,由于學(xué)校實驗設(shè)備準備不足、教學(xué)特點等因素,影響了多數(shù)實驗課程的正常開展,僅有的實驗教學(xué)活動也只是驗證性實驗,通常由老師進行操作,學(xué)生在一旁觀看,這對于學(xué)生動手能力和自主思考能力的鍛煉十分有限。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實驗教學(xué)活動中的引進,學(xué)校可以開展各項綜合性的教學(xué)實驗,借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)或者使用數(shù)字仿真技術(shù)通過計算機軟件模擬實驗效果,可以幫助解決因?qū)嶒瀮?nèi)容繁雜或?qū)嶒灜h(huán)境難以營造的問題。模擬所需的實驗環(huán)境使得每一位學(xué)生都能夠參與到實驗操作當(dāng)中,深化學(xué)生對于教材知識的理解,培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力,發(fā)散學(xué)生創(chuàng)新思維。
作為當(dāng)今社會的新興技術(shù),虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實際實驗教學(xué)過程中的運用還處于初步階段,為了避免在教學(xué)過程中因虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用導(dǎo)致相關(guān)問題的發(fā)生,教學(xué)人員應(yīng)當(dāng)依據(jù)學(xué)校自身教育狀況建立其一套完善的實驗結(jié)果反饋體系,每次實驗教學(xué)活動結(jié)束后第一時間將實驗內(nèi)容和結(jié)果記錄下來,實驗過程中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用狀況和使用效果也應(yīng)當(dāng)記錄備份,對產(chǎn)生的問題及時制定解決措施,并在下一次實驗教學(xué)中給予關(guān)注,確保實驗教學(xué)工作的順利開展。
四、小結(jié)
在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的當(dāng)今社會,教育界的變革已經(jīng)十分顯著。隨著我國計算機水平的不斷提升,虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學(xué)過程中的運用也更加廣泛。無論是學(xué)習(xí)方式還是教學(xué)模式,虛擬現(xiàn)實技術(shù)的建立使得老師需要逐步提升自身對新技術(shù)環(huán)境下實驗教學(xué)的認識,老師始終是建立良好教育體制的核心因素,當(dāng)代教師應(yīng)當(dāng)加快對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的熟悉進度,幫助營造開放的實驗教學(xué)環(huán)境,將虛擬現(xiàn)實技術(shù)與實驗教學(xué)理念緊密結(jié)合,推動教育事業(yè)的持續(xù)化發(fā)展。
參考文獻
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