虚拟现实技术精选(九篇)

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第1篇：虚拟现实技术范文

最近，我爬了珠穆朗玛峰，在颤颤巍巍地过一条晃晃悠悠的危桥时，我尽量克制自己，不去看脚下冰冻的大峡谷。

然后，我又观看了18岁的海伦娜接受系列治疗的过程，心理学家尝试了采用其中一个系列治疗她的电梯恐惧症。

最后，我看到一群孩子参观了达利奇美术馆，而整个过程他们都没有离开过国王学院医院，因为他们是那里的长期患者。

说到这里你应该已经猜到了，这些都是使用虚拟现实技术的案例，很可能成为2016年的一大技术潮流。

鉴于像脸谱网、索尼和HTC这类公司的巨额投资，如果虚拟现实技术最终没有在今年走向百姓家中，人们未免会很失望。

比如说，我能有登上珠峰的体验，就得益于HTC？Vive？虚拟现实的头戴式视图器以及一家冰岛公司Solfar？工作室开发的一个虚拟现实游戏。？

在大多数看来，HTC？Vive提供的虚拟现实体验是很好的。像珠峰这类游戏为玩家提供了身临其境的绝佳体验。

现在，HTC？在接下来的几个月中可能会与索尼的虚拟现实游戏机和脸谱网的虚拟现实头戴头戴式视图器合作，一同走向市场。

刚接触虚拟现实技术的人可能会有“哇，好棒啊”的惊叹，但是想要将这种一时的新奇游戏变为长年累月的娱乐项目并非易事。

但是就像大家发现Kinect技术在游戏以外的应用价值一样，虚拟现实技术也可能为生活的各个领域带来突破性进展。

显然，两位来自伦敦的心理学家――阿什利・康威医生和凡妮莎・鲁斯帕丽医生也这样认为。他们已经开发了一套系统，通过Oculus的Rift头戴式视图器来治疗患有各种恐惧症的人。

他们公司的虚拟暴露疗法旨在通过让患者在虚拟世界中与恐惧的东西直接接触来进行治疗。

我们拍摄了海伦娜，由于她一直都很害怕坐电梯，我们就将她指引到越来越小的空间里。

每当她进入电梯，鲁斯帕丽医生就会观察她的焦虑程度，过了一段时间之后，焦虑程度就下降了。

“尽管这不是真实的世界，但是身体的体验却是身临其境的。”康韦医生解释道。

“你也会有正常的生理反应。这项技术真的非常有利于将人们从不能在现实世界做某件事过渡到可以在现实世界做某件事。”

心理学家们希望使用这一系统来治疗从飞行恐惧症到陌生环境恐惧症等各种恐惧症，因为这种有一半接触恐惧环境的方法很可能奏效。

海伦娜接受治疗之后，我们又劝她乘坐吵闹的老式电梯。

她告诉我虚拟现实真的对她产生了很大影响，仅仅几周之前，她还会在电梯和楼梯之间选择爬楼梯。

许多公司和公共机构也许很快就会采用虚拟现实技术来与消费者互动。

房地产经销商将可以让顾客在虚拟世界中体验中意的房屋、厨房，设计者可以让消费者更好地体验产品的设计理念。

对于谷歌Cardboard虚拟现实头戴式视图器，你只需要连接在手机上就可以使用，这种价格更低廉、操作更简单的系统也许为大多数人第一次虚拟现实体验提供机会。

已有众多机构正在尝试用谷歌的头戴式视图器来实现虚拟现实，达利奇美术馆就是其中的一员。

它可以实现简单的美术馆虚拟之旅，并且让附近的国王学院医院的一些年轻病人进行了尝试。他们的反应非常让人高兴。

“你会感觉就在那里，可以看到里面的画作，真的很棒，”露西说。

“当然，你可以判断出周围的一切不是真实的，”玛雅补充道，“但是对于小孩子来说，他们可能认为这是世界上最令人吃惊的事情了。”

但是爱德华指出：“虚拟世界并不像真实世界一样好，它不像一个真实的博物馆。”

第2篇：虚拟现实技术范文

1.虚拟现实技术的定义

虚拟现实技术又称为灵境技术或人工环境，它是近年出现的一项高新技术。虚拟现实技术利用计算机模拟所产生的拥有三维空间的虚拟世界为使用者提供视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者通过一些装置进入特定环境。虚拟现实技术的特点主要有以下几点。

（1）构想性

构想性又称自主性，虚拟现实技术可以通过丰富的想象拓展人类的认知范围，使得人类的认知范围突破真实环境的局限，进而使人们能够“到达”一些现实中所没有的环境。

（2）多感知性

传统的计算机技术只有视觉感知，而虚拟现实技术不仅包括传统的视觉感知，同时还拥有听觉感知、触觉感知等。虚拟现实技术的理想状态便是各种感知功能的共存，但是由于当前技术的局限性，目前的虚拟现实技术仅具有听觉感知、触觉感知、视觉感知等部分功能。

（3）交互性

虚拟现实技术的交互性使使用者不再像旁观者一样被动接受计算机所带来的信息，它能够让使用者通过与虚拟环境中的事物进行互动从而得到环境的反馈。用户在虚拟环境中可以用手抓住其中的事物，环境会反馈给用户手抓物体的真实感觉，同时，使物体能够随着人的手的移动而运动。

2.虚拟现实技术中的关键技术

（1）广角立体显示技术

以往的计算机图形技术如果具有足够准确的模型也可以精确产生不同事物的形象，但是对于一些特殊情况，图像的刷新就相当重要，同时也要求较高的图像质量。实时三维计算机图形技术可以做到实时、快速刷新图像，图像质量也较高，这项技术在模拟飞行系统中运用较为广泛。

（2）触觉与力觉反馈技术

触觉与力觉反馈技术通过在手套中安装一些可以振动的触点来模拟触觉，使人们能够在虚拟世界中直接对见到的事物进行操作，从而能够感受到物体对人体所产生的反作用力。该技术使虚拟环境更加逼真，使人们产生身临其境的感觉，从而更为准确地反映出虚拟环境状况。

二、虚拟现实技术在展示设计中的应用

1.打破了展示设计中时间与空间所带来的局限性

在展示设计中利用虚拟现实技术可以打破时间与空间所带来的局限性，无论是宇宙天体，还是原子粒子，展示设计人员都可以利用虚拟现实技术自由进入物体内部，通过对各环节的工作情况和各环节之间的联系进行考察，从而对物体进行全方位的细致研究和分析。同时，虚拟现实技术也能打破时间所带来的局限性，它能够展示一些需要经过很长时间产生的变化，这对展示设计具有重要的意义。

2.可以弥补展示设计中的不足

将虚拟现实技术应用于展示设计中，可以弥补在设计过程中由于场地、设备以及经费的局限而导致的一些设计工作无法顺利开展的不足，使环境设计的实际效果能够得到保证。由于在展示设计中引入虚拟现实技术，设计人员不需要实地考察，只需要电脑便可以了解到具体的场景，从而减少了展示设计成本的支出，也可增加人们对设计的感性认识，便于人们准确理解和掌握展示设计的内容，进而使得展示设计的质量得到提升。

三、虚拟现实技术在展示设计中的应用前景

1.图形、输入输出、处理能力等方面的突破

虚拟现实技术是一个较为全面的设计表达系统，它能够突破以往电脑效果图的维度限制，将各种类型的环境数据体现在展示设计中。这些方面的完善和改进带动了展示设计的革新，使得展示设计师的地位也获得了提高。通过虚拟现实技术，参观者能更加深入地感受参观经历的微妙性、复杂性、趣味性，从而使展示设计的质量得到提高。

2.虚拟现实技术应该注重与其他技术的结合

如今，计算机技术快速发展，虚拟现实技术在展示设计中的应用应该越来越注重与其他技术的结合，使设计人员能够从不同角度对设计对象进行直观的展示，从而设计出更加人性化的作品。在展示设计中引入虚拟现实技术是设计领域的一种新颖的方式，在未来会有很大的发展前景。虚拟现实技术将会在展示设计中得到更为广泛的应用，其作用也将越来越受到人们的关注。

第3篇：虚拟现实技术范文

关键词：虚拟现实　科技开发　电子娱乐教育游戏

虚拟现实技术中的“现实”是泛指在物理意义上与功能意义上，存在于世界上的任何事物或环境。该虚拟程序可以是实际上可实现的环境，也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的环境。而“虚拟”是指用电脑生成的意思，因此，虚拟现实是指用电脑生成的一种特殊环境，人们可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中，并操作、控制环境，实现某种特殊的目的，即人是虚拟环境的主宰。

虚拟现实的特征：1、多感知性一所谓多感知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。2、浸没感—又称临场感或存在感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度，好像在现实世界中的感觉一样!3、构想性一强调虚拟现实技术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。

虚拟现实技术运用在科技开发上，用它来设计新材料，可以预先了解改变成份对材料性能的影响。在材料还没有制造出来之前就可以知道用这种材料制造出来的零件在不同受力情况下是如何损坏的。虚拟现实在商业上的应用主要体现在对产品的展示。例如，在展示一些高科技产品时，为了让用户能了解到这种技术的功能，内部的结构，销售商就会运用虚拟技术来模拟商品，像一个真实的物品展现在消费者面前，给消费者一种身临其境的体验，如：楼房销售，旅游景点，汽车销售等都利用这项技术。

虚拟现实技术运用在电子娱乐上，通过虚拟现实技术在娱乐领域的运用，英国科学家研制出现的利用虚拟现实技术模拟的滑雪器通过操控者利用模拟的一些设备如：头盔、显示装置、身穿的滑雪服装、脚上穿着雪橇板、通过手中的滑雪棒，在室内通过观察显示器的过程中出现的画面，可以模拟出滑雪场现场的情况，跟真的在滑雪过程是一样的感受。

虚拟现实技术运用在教育上：1、虚拟校园，虚拟校园是把一个真实的学校，通过虚拟现实技术活生生的展现在计算机上或是在你的面前，突破了传统单一的浏览方式，让自己能真的身临其境的去观察物体的每一个角度，灵活的浏览校园情境。在1996年时，天津大学就尝试着虚拟校园，让很多没有去过天津大学的人，也可以身临其境的去领略这所知名的大学。伴随着科技网络技术的发展，现在很多大学也在开始逐步的使用这样的技术来推广自己的学校。2、虚拟教学为现代教学带来了很多便利，运用这种虚拟技术，我们可以模拟出我们无法直接观察出来的，或是无法在现实中真实体验测试的，如一些复杂系统的结构和动态，给学生一种更直观的感受。3、虚拟现实技术在培训上的贡献是非常卓越的，由于这项技术有沉浸性的特点，这样就能够给参与培训的人有一个虚拟现实的空间，让其在这个虚拟的空间中扮演一个角色，能让他进人状态，身临其境的去学习。这样对学生的学习训练非常有利，能够帮助学生去感受和理解教学的内容，切身去解决问题。很早以前，西南交通大学做过这样一个虚拟教学实例，他们开发的机车驾驶模拟装置，就可以真实的模拟出列车运行的各种状态，让学生有一个真实的感受。通过对这个模拟装置的各种设置，真实模拟出各种事故应急情况，不断的给学生做训练，操作熟练后能马上参与到相应的工作。

虚拟现实技术在互动游戏领域的运用。三维技术，不仅是虚拟现实技术重要的应用方向，而且牵引着虚拟现实技术的发展。虚拟现实的全部技术在三维游戏里面都能找出。创造一个逼真的虚拟世界来满足真实感游戏，一般需要三维软件，创建出的模型、三维人物动画、立体的声音和其他资源等。为了能逼真且实时地实现图像信息，模拟复杂的虚拟世界，就必须设计合理的模型组织结构，并对虚拟世界中的每个对象“精雕细琢”地搭建三维模型，这是在三维虚拟系统里构建过程的重要工作。只有逼真的、实时的、高成像的三维场景和一套复杂的交互感应设备，才能满足虚拟现实的搭建，达到人和环境的现实融合，并且利用操纵键盘来输入与输出。也就是说，我们利用三维技术生成的三维场景。通过一些特殊的显示设备来模拟现实世界里你所能看到，然后将利用环境产生的互动，获得最接近真实的体验过程。虚拟现实技术，为互动娱乐方式的突破提供新的机遇。在科技发展的今天，有着先进强大的虚拟现实硬件支持下，加之真实，互动，情节化，多人参与等特点，新一代的互动传播方式，将把人们体验虚拟世界的经验，带到一个崭新的，人类从未触及的世界当中。

第4篇：虚拟现实技术范文

关键词 分形 虚拟现实 应用发展

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A

1什么是分形技术

分形（Fractal）一词，是芒德布罗创造出来的，其原意具有不规则、支离破碎等意义。分形几何是一门以不规则几何形态为研究对象的几何学，由于不规则现象在自然界普遍存在，因此分形几何学又被称为描述大自然的几何学。

人类在认识世界和改造世界的活动中离不开几何学。在经典几何学中，可以用直线、圆锥、球等一类规则的形状去描述诸如车轮、道路、建筑物等人造物体。然而，在自然界中却存在这许许多多极其复杂、极不规则的形状，如海岸线、山川、河流、岩石、森林、闪电等，它们都是不规则的形状，无法用欧几里得几何来描述。因此可以运用分形技术来描述这类看似不规则的物体。

2什么是虚拟现实

所谓虚拟现实（VR，Virtual Reality）是利用计算机生成一种模拟环境，通过各种传感设备使用户直接投身于该环境之中，使用户可以用自然方式与虚拟环境进行交互操作，改变了过去人类除了亲身经历，就只能间接了解环境的模式，从而有效的扩展了自己的认知手段和领域。它是在计算机图形学，计算机仿真技术，多媒体技术以及传感技术的基础上发展起来的一门交叉技术。

由于虚拟现实技术的实时三维空间表现能力、人机交互式的操作环境以及给人带来的身临其境的感受。近年来，随着计算机硬件软件技术的发展，人们越来越认识到它的重要作用，因此虚拟现实技术在各行各业都得到了不同程度的发展。目前，虚拟现实技术主要应用于工业生产、影视娱乐、科学探索、医疗、教育培训、战争模拟、景观模拟等领域，并且会显现出越来越广阔的应用前景。

3分形的特点及在虚拟现实中的应用

分形的一大特点是自相似性，一种跨越不同尺度的对称，意味着图案的递归：图案之中套图案，在越来越小的尺度上产生细节，形成无穷无尽的精致结构。因此，分形图案不论在深度还是广度上都是无限的。另一方面，分形艺术借助计算机来进行创作，一定程度上超越了人脑的思维。因此其作品有很大的随机性和任意性，但又往往出人意料地新颖别致，奇特和多变，令人耳目一新，具有强烈的时代感。分形图形神奇美丽，变幻莫测，蕴含着科学之美。

运用分形技术，能用简单的规则实现对许多形状复杂且看似无规律的物体的模拟绘制，以便于虚拟现实中物体的构建。例如现实中的树木山川等复杂度极高的景物，如果采用以往的“暴力”构建方法，对树木的每一根树枝、每一片树叶，山川的每一处高耸、每一处低凹都进行人为手动式的绘制，不仅费时费力，而且自由度变化度极其有限，不能做到最大化的模拟现实。而运用分形技术则只需要人工构造几个规则，然后计算机会自动帮助你完成图形的绘制工作，且相比人工绘制的图形更符合现实中的景物，更具变化感和美感。

4分形技术的意义和发展空间

分形是一类形状，更是一类方法。分形理论至少可以从3个方面改变人们对世界的认识：

首先，自然界中许多不规则的形状其背后都有规则，比如山地、云层、树木和河流分布等，都可以用分形的方法建立模型，并在计算机上构建出以假乱真的景象来。显然利用这套办法，人们可以把世界压缩到几个分形规则中，以便于携带和传播。

其次，许多以前被认为是随机的现象，从分形理论的角度看并不是随机的，比如布朗运动、股票价格的波动以及传染病的流行传播等，这为人们控制这些貌似随机的现象奠定了理论基础。

最后，分形理论中的分维概念为人们认识世界中的复杂形态提供了一个新的尺度。复杂性科学是线代科学的前沿，在这门科学的研究过程中，发现了许多符合分形规则的复杂形态，而分维是测量这些形态复杂程度的一种度量，也就是说，人们找到了对复杂性做出定量分析的工具。

虽然分形技术在这些新领域的应用目前还停留在理论研究阶段，但是随着计算机科学技术的发展和完善以及人们对分形技术研究的不断深入，分形技术定会成为人类探索和认知世界中不为人知的秘密的重要手段之一，而且对人们的日常生活也将造成难以想象的影响。

参考文献

[1] 孙洪泉.分形几何及其分形插值研究[J].河北工业大学学报，2002（1）.

第5篇：虚拟现实技术范文

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。

第6篇：虚拟现实技术范文

关键词：实验教学；危险性；观摩；虚拟实验

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）28-0185-02

一、引言

虚拟现实技术是基于虚拟现实技术的展示手段通过创建和表现虚拟物体与虚拟空间，使信息的展示方式有了新的途径和形式，使信息更直观、高效的传递。随着人们对这种展示技术的逐渐了解和关注，它的应用与发展也愈加广泛和迅速。“虚拟现实”概念来自英文“Virtual Reality”，简称VR技术。它的沉浸感、多方式的交互性让受教育者感觉十分有趣。通过VR的交互式环境、再现的能力以及一对一的实践，可大大提高学习者的记忆力和学习兴趣；具有逼真的可视化能力，非常适于表达那些难以理解的抽象概念；通过对机械装配、机械切削加工等实验的模拟，学习者不需要冒着真实实验中可能存在的安全风险，就可很好地学习到相关的基础和专业知识。

二、机械拆装实验实训现状

机械拆装实验受到产品成本、拆装场所等条件的限制，很难展开。为了解决这一问题，研究采用虚拟现实技术进行产品拆装训练方法。通过对虚拟拆装过程和关键技术的分析，提出在虚拟环境中实现虚拟拆装的方法，并根据这些方法实现了机械机构的虚拟拆装系统。此系统使得学习人员可以通过平台进入虚拟环境中，对机械产品进行拆装模拟，掌握机械产品的构造、拆装顺序，从而解决了拆装培训中的各种制约因素。

国内在VR方面的研究起步较晚，和西方发达国家还是有一定的差距。到90年代中期，国内才开始对虚拟现实技术在教育环境中的应用进行研究[1]，不过，近年来国内一些重点院校和科研机构积极投入虚拟现实领域，取得的一定的成果。在我国，越来越多高科技公司、科研机构、综合类院校开始研究虚拟现实技术。一些企业能按各行业的不同要求设计、搭配出成熟的虚拟现实实验室。

虚拟实验是由虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟实验的实验系统[2]，包括相应实验室环境，有关的实验仪器设备，实验对象以及实验信息资源等，是某一现实实验室的真实实现。将虚拟现实技术和三维交互技术应用于数字化拆装领域中。在虚拟环境下，操作人员使用各种交互设备像在真实环境中一样对产品的零部件进行各类装配操作，模拟产品的装配过程。从而使得学生能够对产品的可装配性进行分析、对产品零部件装配序列进行验证和规划、培训等。在装配（或拆卸）结束以后，记录装配过程的所有信息，并生成评审报告、视频录像等供随后的分析使用。

三、拟场景的设计和开发

虚拟拆装训练是指根据产品的装配工艺规划，利用虚拟现实技术在虚拟的环境里完全按照产品的真实性模拟产品的实际装配过程，包括产品的外观、组成结构、物理碰撞、运作原理、拆装顺序、工具选择、零部件空间位置。并在虚拟的三维环境下对零部件进行放大、缩小、平移、旋转等活动。并使这个过程达到可控（可以在老师的指导下完成），可记录（考试、维修中所有操作步骤都将被记录下来），可参考（虚拟拆装系统提供各种典型设备的影像资料及零部件机构与原理资料、教学教案、维修手册等），可输出（打印输出，供实训教师查看和评估）。

虚拟拆装考试系统是根据产品的装配工艺规划，完全按照产品的真实性在虚拟环境下进行模拟，包括产品的外观、组成结构、物理碰撞、运作原理、拆装顺序、工具选择、零部件空间位置。进入系统，作为虚拟现实最基本的一项功能就是三维虚拟展示[3]，在这里可以在一个虚拟的三维环境下对零部件进行放大、缩小、平移、旋转等活动。这些操作会让学生对即将需要拆装的零部件有个充分的了解，然后选择相应的拆装工具，如：扳手、螺丝刀等。按照产品装配的工艺规划的顺序一步步进行拆卸、安装。整个过程中学生可以实时地查看操作手册、教学教案、维修手册，甚至可以使用帮助系统以寻求帮助。待所有操作结束后，学生可以查看自己的操作记录并了解自己在整个过程中有没有错误的地方、有多少错误的地方。同时也可以将其操作记录打印出来供学生、老师学习和评估。下页图1为电机的虚拟拆装训练考试系统。

通过虚拟现实技术，在一定程度上解决了在拆装教学中存在的问题，极大地降低了实训成本、节约训练费用；降低实训危险性，也可模拟危险情况下的训练、演示等。同时符合高等教育教学方案思想及理念，提高了职业教育教学的实训效果，以满足国家对紧缺人才培养的需要。在专业实训教学当中以技能训练模拟仿真为主，通过反复模拟训练，以达到掌握实际操作的要领，兼顾学生自操自练的目的。

四、结论与展望

以电机的拆装为研究对象，利用三维软件建立三维数字化模型，采用虚拟现实软件生成虚拟系统所需的模型，导入到虚拟系统里并辅以相对应的登陆环境、拆装工具、错误提示、拆装记录和评分功能。记录每位参加练习的学生对台钻拆装的掌握程度。

参考文献：

[1]张世懿.基于XNA的柴油发电机系统虚拟现实的实现[D].大连海事大学，2011.

[2]周志国，曾祥军.虚拟现实技术在汽车拆装实训中的应用研究[J].农业装备与车辆工程，2011，（243）：47-48.

第7篇：虚拟现实技术范文

论文摘要：文章在介绍虚拟现实技术等相关概念的基础上，探讨虚拟技术的在产品概念设计中的应用，这项技术的使用让设计思路和设计表达更上一个全新的台阶，在产品的开发过程中，保证产品开发的一次性成功。

目前国际上流行的一种“故事版情景预言法”的概念设计，就是将要开发的产品置于一定的人、时、地、事和物中进行观察、预测、想象和情景分析，其形式是以故事版的平面设计表达展示给人们。于是，产品在设计的开始便多了一份生命和灵气。然而，设计表达在信息时代已是多元化的展示形式，虚拟现实技术的应用，使设计思路和设计表达如虎添翼。让人多了一种直观的、亲切的及交互的感受，这样开发设计的产品与传统相比，大大减少了投放市场的风险性，也为 企业 决策人寻找商机、判断概念产品能否进一步开发生产，提供更好的依据。

一、虚拟现实与虚拟现实技术

（一）虚拟现实（virtual reality，vr）及虚拟设计（virtual design，vd）

虚拟现实（virtual reality，vr）是利用 计算 机省城一种模拟环境，通过多种传感设备使用户“沉浸”到该环境中，实现用户与该环境直接进 自然 交互的技术。这里所谓模拟环境就是计算机生成的具有色彩的立体图形，它可以是某特定现实世界的真实体现，也可以是纯粹构想的世界。传感设备包括立体头盔、数据手套、数据衣服等穿戴于用户身上的装置和设置现实环境中的传感装置。自然交互是指用日常使用的方式对环境内的武体进行操作并得到实时立体反馈。虚拟现实是一种全新的人机交互系统，它能对介入者产生各种感官刺激，如听觉、视觉、嗅觉、触觉，给人身临其境的感觉，人能以自然的方式与计算机生成的环境进行交互操作。

虚拟设计是以“虚拟现实技术为基础，以机械产品为对象的设计手段”，借助这样的设计手段，设计人员可以通过多种传感器与多维的信息环境进行自然地交互，实现从定性和定量综合集成环境得到感性和理性的认识，从而帮助深化概念和萌发新意。

（二）虚拟现实技术

虚拟现实技术是人的想象力和 电子 学等相结合而产生的一项综合技术，它利用多媒体计算机仿真技术构成一种特殊环境，用户可以通过各种传感系统与这种环境进行自然的交互，从而体验比现实世界更加丰富的感受。

二、概念设计的定义及内涵

pahl和beitz在《engineering design》一书中提出“概念设计”这一名词以来，人们对概念设计进行了十几年的研究。他们将其定义为：在确定任务之后，通过抽象化，拟定功能结构，寻求适当的作用原理极其组合等，确定出基本求解途径，得到求解方案，这部分设计工作叫做概念设计。

国内的学者也对概念设计进行了大量的研究，其中邓家褆在《产品概念设计》一书中将“产品概念设计”定义为“由分析用户需求到生成概念产品的一系列有序的，可组织的，有目标的设计活动，它表现为一个由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具体、不断进化的过程。”

在几十年的时间里，人们对概念设计的研究日益增加、不断深入，使概念设计的内涵更加广泛和深刻。主要体现在:根据产品生命周期各个阶段的要求进行市场需求分析、功能分析、功能的工作原理、动作行为的构思、行为载体的选择和方案的组成的等。可见，确定方案是概念设计的最终结果，产品生命周期全过程的满足才是概念设计的关键。设计方法上更加全面融合各种方法，寻求综合最优方案，同时使设计更具创造性。

概念设计是对产品或部件的构思，目的是捕捉产品的基本形状。这个阶段，产品的形状和精确尺寸尚未确定，设计人员有一定变更自由，所以尽可能考察设计方案，以便选出生产成本最低、创意良好的方案。利用传统的计算机辅助设计，往往多是二维交互工具，缺乏三维或者多维的功能，但是产品却是三维的部件，这样必然导致人机交互效率低。现行的计算机辅助设计系统要求定义零件的尺寸，而在产品的概念设计阶段这样的尺寸可能无法精确得到或者根本没必要精确定义，这样必然影响设计效率和周期。传统的计算机辅助设计需要两类人员配合，即产品的设计人员和电脑绘图员，产品设计人员有关产品的概念信息通过草图或者口述的方法传达给电脑人员，这样导致信息的丢失或者绘图者的曲解，而如果设计者本人直接参与电脑辅助设计建模的话，由于现行的电脑辅助设计系统的操作复杂和交互能力若，大大分散了设计者的精力，限制了思路。为了克服这样的限制，充分发挥设计人员的创造性，人们开始把虚拟现实技术引入计算机辅助设计系统进行概念设计，将虚拟现实技术和概念设计有效结合，利用丰富直观的交互手段，在虚拟环境中进行概念设计，从而节省产品精确描绘和尺寸定义的时间，这就是基于虚拟现实技术的计算机辅助概念设计，即虚拟概念设计。

三、虚拟概念设计的研究方向和应用前景

（一）概念设计中应注意的两个问题

1.  虚拟现实环境下的概念可视化。概念可视化是指设计师透过画面或者模型，将市场的需求转换成可视化的具体形态。概念设计是否能符合目标用户的要求，“眼见为实”的图面或者模型是最具有说服力的。

2.  虚拟现实环境下的人机交互界面。想实现人机互动，必须解决一系列技术问题，形成和谐的人机环境。虚拟现实就是一种基于可 计算 信息的沉浸式交互环境，具体地说，就是采用计算机技术为核心的 现代 高科技省城逼真的视听触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以 自然 的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、互相影响，从而产生“沉浸”于等同真环境的感受和体验。

（二）虚拟现实技术在概念设计中的前景

在虚拟现实环境下，进行产品的概念设计是虚拟现实技术的基本内容。在电脑虚拟现实提供的良好的可视化条件下，对电脑辅助设计建立的三维模型在几何、功能、加工与装配等方面进行交互性的修改，利用虚拟现实给用户提供诸如视听触觉等各种感知交互手段，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。相关人员可以对原型的各方面包括视觉效果、部件间比率进行评价。针对不同用户的爱好要求，在不同的虚拟环境中，亲自体验修改模型；选择产品的可选部件，观察设计和修改过程。

概念设计是设计过程的初步阶段，它的目的是获得做够多的有关产品式样和形状的信息，同时它又是设计过程中的重要阶段，因为产品成本的60%～70%是由这个阶段决定的。面对日益加剧的产品市场竞争的挑战，可以预见，基于虚拟现实技术的计算机辅助概念设计必有长足 发展 ，最终将与现有计算机辅助设计系统实现无缝集成。激烈的全球市场竞争，各国投入大量的资金对虚拟现实技术及其在 工业 设计领域中的应用进行深入研究。将研究的成果及时转化为生产力，这是产品迅速占领市场的关键。 

参考 文献

[1]周洪玉，王慧君，周岩．虚拟现实及应用的研究[j]．哈尔滨理工大学学报，2005，(5)．

[2]薄瑞峰，李戈．虚拟现实技术在计算机辅助概念设计中的应用[j]．华北工学院学报，2004，(10)．

第8篇：虚拟现实技术范文

关键词虚拟现实技术；舞台机械控制；应用；功能

舞台是在某个场地内指利用相应的设施设备，为歌舞、戏曲的演出之类提供一个活动场所，在现代艺术表演中起着重要作用。而如今，人们越来越重视精神文化生活，舞台表演艺术的内容也就越加多样化。因此，对于舞台及舞台设备的安全性也有了更高的要求。舞台机械设备控制的复杂性、多样性、安全性和精准性，要求在操作者在控制时要尽量保持无误差，否则，可能会得不到想要的演出效果，甚至于出现安全事故。在今年，虚拟现实技术的应用为舞台机械控制提供了一个新的方向。比如说，在舞台机械控制中，可以利用QpenGL和DirectX这两种较为关键的技术。使得操作者能够在计算机里去处理三维图形图像，从而模拟现实场景的实时动态以及更好地完成逼真的三维图形，对舞台机械进行有效的控制。

1虚拟现实技术与舞台机械控制

所谓虚拟现实技术是指一种能够在计算机中创建和体验虚拟世界的仿真系统，可以让用户沉浸在一种根据现实场景和多源信息融合的模拟坏境中。它起源于20世纪30年代，但由于当时的科学技术的限制，真正新兴于20世纪80年代，到如今，已经被采用在包括医学、文化娱乐、军事航天、室内设计、房产开发等行业。虚拟现实技术主要模拟的内容有环境、自然、感知和传感等多种方面，由计算机辅助生成的具有实时动态性的三维立体逼真图像。虚拟现实技术具有多感知性、存在感、交互性和自主性这4个特征。其中多感知性是指除了平时一般计算机所拥有的视觉感知外，甚至可以有听觉、触觉、嗅觉等其他感知。最为理想的虚拟现实技术是真正如同三维世界中一样具有人类所具有的全部感知功能。而存在感是指用户能够在虚拟环境中发现自己的真实性，甚至有现实虚拟难以分辨的感觉。交互性是指用户对于虚拟环境中的物体的可操作性以及从环境中获得的反馈程度。自主性是指在虚拟环境中存在的物体能够依据现实世界的物理运动规律的程度。虚拟现实技术是多种技术的综合体，它的关键技术包括有实时三维计算机图形技术、广角立体显示技术、以及语音输入输出技术等等。但它在舞台场景和机械的应用仍然处于初级应用当中，并没有将光、声、电灯在舞台场景中所存在的真实效果还原到虚拟场景当中。随着虚拟现实及时的不断发展和进步，相信在今后的纪念，虚拟现实技术在舞台技术控制住会发展其更加强大的功能作用。

2舞台机械控制中的虚拟现实技术的特点及功能应用

舞台机械控制中的虚拟现实技术的特点主要表现在以下几个方面：首先，在实时渲染部分，其技术运用为技术改进及升级提供了原始支持，并通过接口驱动设计，使实时渲染效果，更为灵动，更具专业性。目前，虚拟技术在舞台机械控制运用中增加了物理引擎模块部分。这样有助于更为真实地实现虚拟场景各种物理现象，并能更方便、快捷地实现碰撞检测。比如说，对Direct以及OpenGL进行的接口提供内建支持。而在实时渲染这个部分中中，具体地说分为四个结构：第一根节点模块，第二场景管理模块，第三资源管理模块，第四渲染模块。其中根节点模块需要负责全部工作的组织和管理，场景管理模块需要场景的负责人负责全部场景的细节布置，资源管理模块需要对所有渲染要应用的资源进行管理和组，最后的渲染模块则是需要将图像投射到屏幕上面。其次，VR技术的特点也体现在它的超文本性以及交互性上。例如浙江“大丰公司”在将VR技术引入舞台机械控制时，便针对它的特点进行了创新设计。VR技术是通过人机界面去对复杂数据进行一定程度的可视化操作和交互的形式，在建构作品和与参与者对话中有着极大优势。最后，虚拟现实技术还注重对场景管理方法的运用。比如说“大丰公司”便创建了一种新型的场景管理的方法来解决场景管理所存在问题。这种场景管理方法的使用不仅有助于储存成本下降，提高储存容量，还能将实时计算去转换为实时读取，因此较为适合大量静态模型中的场景。舞台机械控制中的虚拟现实技术的功能有三维仿真、导演编辑预览、增强型的监视及控制界面这三种新的功能。虚拟现实技术利用这三种功能更好地对舞台机械进行控制。其中三维仿真是指使用者能够从多个视角以及多个层面去观察舞台单个设备、设备之间的位置关系等，使得在第一时间便得到足够的数据。这是传统的控制系统无法实现的，操作人员不仅可以随意移动转换界面，更可以随时观察任意设备，从而有效的提高舞台机械控制的灵活性、便捷性。导演编辑预览是指在演出前，导演不必亲自去舞台现场考察场地、了解舞台设施设备的情况，只需要通过虚拟现实设备的运行，便可以知晓舞台场景中现场设备的布置情况、场地环境信息。从而较少人力资源、较少工作时间，提高效率。还能够在现场排练不足的情况下，利用虚拟现实技术实现了解调整剧情，实现剧情与设备的完美配合，为演出团队提供了相当大的便利。增强型的监视以及控制界面是指在虚拟技术控制系统中，操作人员可以通过界面进行选择，能够随意的查看相应的设施设备，同时根据客户要求，可以为客户提高设备参数等。这些虚拟技术舞台设施设备的运行状态都能够以较为直观的形式去展现给客户，增加客户信任度。

3虚拟舞台机械控制的技术展望

舞台机械实现三维可视化控制的重要组成部分之一便是虚拟舞台机械模式动画的实现。在一定程度上，只有实现舞台机械与实际舞台机械的同步运动，才能够使操作者能够随时观察实际舞台在演出时的场景，从而有助于操作者进行相应的操作。同时，由于中国目前的技术限制，使得三维可视化控制系统在虚拟现实技术中的运用让人处于初期阶段，其真实度还有待提高。但随着我国科技水平的不断提高，预计在未来几年内，新技术的引用会使得虚拟现实技术会在舞台机械控制中产生更加灵活、复杂的功能。如此，不仅能够将舞台机械的综合不断开发运用，还能够在不使用任务实际设施设备的情况下去模拟现场演出的效果。因而，在未来，虚拟现实技术将具有极大的应用前景，同时会在舞台机械行业中发挥不可代替的重要作用。

4结论

随着科技的快速发展，人们生活也逐渐多样化，方便快捷实用的技术技能能够帮助人们更好地生活。而在舞台领域里，运用虚拟现实技术去完全虚拟一个现实舞台是非常复杂难办的，需要对舞台各个细节都进行虚拟。在这个要求下，虚拟现实技术在舞台机械控制的应用中还有着很大的提升空间，需要各种新的技术的引用，从而全面发挥虚拟现实技术的作用。在未来，虚拟现实技术一定能够在舞台机械控制中大放光彩。最后，希望论文的研究可以为相关工作者和研究人员提高一定的研究与参考价值。

参考文献

[1]李玉鹏.虚拟现实技术在舞台机械监控系统中的应用[D].兰州理工大学，2014.

第9篇：虚拟现实技术范文

【关键词】虚拟现实技术 3D建模 虚拟环境 房地产展示

1 虚拟现实技术概述

虚拟现实技术（virtual reality，简称vr）是一门以计算机技术为核心，结合了图形学、人机交互、实时分布系统、控制学、多媒体技术和电子学等多个领域的学科。它在一定的范围内生成与真实环境高度相似的数字化环境，用户借助相关设备，通过视觉、听觉、触觉等方面与数字环境中的对象，进行交流，实现交互作用，从而得到等同身受的真实感受和体验。

2 房地产建模的实施过程

3D Studio Max，简称为3ds Max， 是一款由AUTODESK 公司开发的三维动画渲染和制作软件。它在建模、动画和图形制作方面功能强大，性价比高，易上手操作，极大的推进了建筑设计、动画制作等领域的发展。我们在该房地产展示系统中就使用该软件进行建筑模型的制作。

房地产展示系统建模的实施过程分为数据采集、三维实体建模两个步骤进行。

2.1 数据采集

数据采集的过程中，根据实际情况，选择适用分辨率以及精确度比较高的图片。包括 ：实体电子照片采集；向项目的施工和设计部门收集原始资料，例如地形图、平面图、建筑单体施工图以及大比例尺效果图等。获得这些资料后，使用 Auto Cad 进行相关校正，从而得到区域平面图。按照相关比例将获取的图片，制作成为模型贴图。贴图包括透明纹理以及不透明纹理，需要采用图形处理软件进行处理，形成.rgb格式文件，建立模型纹理库。特别要注意的是贴图的长度和宽度必须是 2 的幂次整数，否则不能够获得真实显示。

2.2 三维实体建模

2.2.1 Polygon 建模法

Polygon 建模法既多边形建模方法。房地产建筑物模型外观往往都是比较规则的，因此很适合使用Polygon 建模法。3DS Max软件本身带有几十种基本几何体和扩展几何体，用于建模时实际模型的外形制作。先使用基本的几何体确定模型大概的轮廓和长宽高比例，再依照模型的具体细节来使用扩展几何体进一步划分并刻画出模型形状。

2.2.2 NURBS建模法

NURBS建模法既曲面建模方法。对于一些不是很规则的模型，我们先用曲线把物体的某个剖面、切面或者是其他能体现出物体外部特征的地方画出来，再用修改器对曲线进行修改，最终形成物体模型，可是这样生成的物体没有厚度，所以叫做曲面模型，主要适用于棱角不是很分明和很规则的物体建模。

我们在3DS Max环境下，使用贴纹理命令在相应的建筑模型上贴上纹理，完成后经过烘培处理，三维建筑模型建立完成。在三维建模中应遵循的三个原则 ：在保证建模的真实性以及可靠性的前提下，减少模型所含的面数，尽量使用简模；尽量使用贴图技术；最大限度压缩纹理。只要坚持这三个原则，就能够生成最小的数据文件，达到模型逼真效果。例如：电话亭、路灯以及树木这些物体建模，重复性较高，因此在建模中，我们最大限度的减少面的使用，而采用贴图技术来代替细节模型，模型属性设置成实点旋转，就可以达到形象逼真的效果。

3 房地产展示系统中的虚拟场景及互动设计

随着虚拟现实技术的发展，其开发引擎也是层出不穷，从最开始的VRML虚拟现实建模语言到现在的CONVERSE3D、VR-Platform等平台软件，功能逐渐强大，具有更强的可操作性。我们在该房地产展示系统中采用了VR-Platform这款软件，它是由北京中世典数字科技公司独立开发的三维虚拟现实软件。该软件适用性强、操作简单、功能强大，广泛地应用于装饰设计、工业仿真、城市规划等各个行业。

三维模型建立完成之后，便将其导入虚拟现实开发软件中进行虚拟场景设置和交互设置。我们使用VRP与3Ds max之间的架构，可以方便的将3ds max中的模型，导入到VRP中，并进行以下操作：

3.1.1 打开碰撞检测

为使虚拟场景符合物理客观定律，必须将部分模型的碰撞检测开启，这样才不会出现人物视角飞天入地或者穿墙而过的不正常现象出现。另外应该对场景边界进行透明阻挡，避免用户进入死角或者是走出虚拟场景之外；

3.1.2 添加相机

虚拟现实的场景漫游是通过相机移动实现的。VRP拥有飞行相机、行走相机和动画相机，来满足漫游的不同需要。虚拟漫游中，可以通过切换多个相机来快速变换漫游的地点；

3.1.3 设置“bill-board”物体

将3D max中用平面做成的树木、楼房、山石等物体可以设置为“bill-board”类型，这样物体将始终面对着用户，减少3d建模工作量；

3.1.4 设置动画贴面

喷泉、水体、移动车辆等物体需要在材质上加设“ATX动画贴图编辑器”生成的ATX动画贴图，来模拟出动画效果；

3.1.5 处理天空、背景

在vrp中使用天空盒的设置为虚拟场景添加背景；为了增强场景的感染力，设置雾和太阳光晕两种实时的特效方式；

3.1.6 操控界面的设置

VRP 提供了灵活的操控界面编辑模式，用于创建包括导航图、按钮等在内的虚拟漫游系统的操控界面；

3.2 虚拟现实系统的互动设计