虚拟现实技术案例精选(九篇)

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第1篇：虚拟现实技术案例范文

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

虚拟现实（Virtual Reality简称VR）是近年来的一个研究热点。

1965年，有“VR之父”之称的计算机图形学创始人Ivan Sutherland，曾在IFIP会议上做了题为“The Ultimate Display”的报告，第一次提出了虚拟现实的概念[1]。这一提法对“虚拟现实技术”来说，具有里程碑的意义。

1989年，美国的VPL公司宣布完成虚拟现实系统RB-2（Reality Built for2），VPL公司的创始人Jaron Lanier正式提出了“虚拟现实”一词，从此进入虚拟现实阶段[7]。

从上世纪90年代至今，“VR”进入全面发展阶段，并开始在各领域绽放异彩，从而，逐渐走向实际应用[6]。近年来，VR技术的应用领域十分广泛。VR应用到教育领域中，既是虚拟现实自身发展的需要，也是教育发展的需要。

虚拟现实教育特性归纳为四重性即：多感知性、交互性、沉浸性以及构想性[4]。

VR的教育应用价值是，可以建立虚拟的学习课堂，把相应知识进行情景化设计，形象直观地展现在学生面前，允许学生以角色的身份，“身临其境”地去体验类真实生活中无法观察到的自然现象、或事物的变化过程。学生沉浸在这样的虚拟现实学习环境中，通过多层次的感知，获得类似真实的体验效果，全方位地获取信息，主动自然地对知识进行认知和建构，在沉浸于探索活动之时，跳一跳，摘到果子。

1 虚拟教学系统的设计原则

教育是一个复杂的系统工程，作为一个结构完整的虚拟教学系统设计，教育性是根本属性、此外还必须兼顾知识性、计算机虚拟技术特性、科学性与艺术性等方面。因此，虚拟教学系统设计必须遵循以下原则。

⑴ 运用先进教育学习理论作指导的设计原则

在教育理论体系中，学习理论经历了由行为主义到认知主义、认知主义到建构主义、又由建构主义到情境认知与情境学习理论的演变和发展过程。这些学习理论都在不同的时期指导了CAI写作，并成为CAI发展不可或缺的重要推手。

本研究课题其本质是教育性，核心是教育创新。因此，虚拟教学系统的设计必须要有教育学习理论做指导，否则系统的设计也就成了无源之水，无本之木，系统也就缺少了教育的属性。

通过对教育学习理论的分析，吸取其中对课件写作有益的经验，指导课件写作实践，可以使虚拟教学系统的设计更符合教育规律。

⑵ 人机交互界面设计的原则

交互性是VR在教学上最有价值的应用。对于一个好的虚拟教学系统来说，人机交互设计很关键，虚拟现实教育的多感知性、沉浸性以及构想性就是要通过人机的有效交互产生效果，学生的参与、学生的“角色”扮演，学生的体验都必须获得交互性的支持。

在进行虚拟教学系统设计时，要考虑界面的可视化、一致性、简洁性、易用性、直观性、可控性和及时响应等原则，充分考虑到要适应学生的心理与情感需要；要适应学生的生理特征、行为特征等，把系统的交互设计看作是教学设计的最重要内容之一。

⑶ 虚拟现实四重性原则

基于VR建构的教学系统，在于通过感官刺激，使学生沉浸于虚拟教学系统中，体验逼真的情境教学并主动动脑动手参与交互，以达到高效学习和提高技能。

⑷ 功能模块化，提高复用性原则

系统的模块化设计，考虑学生的个性化需求，允许定制学生适合的学习内容。

2 虚拟教学系统的指导思想

在教育的理论体系中，行为主义学习理论、认知主义学习理论、情景认知理论、建构主义学习理论以及远程学习的交互理论都曾不同程度地指导着CAI写作。

⑴ 行为主义把学习看做是由刺激与反应（即“S―R”）形成的联接。曾指导了早期的CAI写作；另外，程序教学的小步子策略至今仍深刻地影响着CAI写作。

⑵ 认知主义对CAI的启示是：要以学生为本，从学生的内外因素两个方面来创设课件情境，外因提供刺激，驱动内因去认知知识，课件情境的设计就必须考虑学生的认知特点，必须要将知识性与趣味性相结合，以激发其好奇心和发现欲，诱发其质疑、猜想和认知、激发学生的学习兴趣。

⑶ 建构主义理论强调学习的主动性、社会性和情境性。因而，“情境”、“协作”、“会话”、“意义建构”构成了建构主义的四大要素。对CAI的启示是： 学习要在一定的情境中，通过协作活动和会话交流而建构意义。

⑷ 情境认知与学习理论更加强调情境对于学习的重要性。认为知识具有情境性，学习是基于社会情境的一种活动，知识的意义不能脱离具体的情境产生[8]。因而要通过设置真实的实验环境（基于工作岗位的、基于知识内涵的）、或借助计算机信息技术设计的虚拟情境，来提高学习的有效性，并保证知识向真实情境的迁移。

可见，VR的教育应用与教育学习理念的精华是相一致的；设计适合学生学习的虚拟现实学习场景、创建情境化教学平台，是虚拟教学系统教学设计的主要形式。教学设计要强调参与者的交互性与沉浸感，以有效提高学生学习的主动性，进行更好的知识建构。

3 系统教学功能的虚拟设计

⑴ 虚拟课堂的设计

对课堂场景的虚拟设计，使教学脱离传统的学习场所，突破了时空的限制，学生可以自由自在地在虚拟课堂中学习，犹如沉浸在真实课堂一样，让教学变得轻松而实效。

⑵ 虚拟实验的设计

设计和建立虚拟实验室，是一种高效而且新颖的实验方式，不仅可以避免实验自身存在的安全隐患，而且可以节约实验成本，不用顾虑实验条件、环境和时空上的限制，学生可以随时随地地完成实验内容。

⑶ 技能训练功能模块的设计

VR的沉浸性和交互性，允许学生以角色的身份参与到虚拟的学习环境中，去尝试和体验情境学习活动，这非常有利于学生的技能训练。例如汽车维修的虚拟技能训练、电器维修技能训练等职业技能的训练，学生可以不厌其烦地反复练习，直至掌握操作技能为止。

⑷ 虚拟情境设计

应该说，最理想的学习是发生在真实情境下的学习，但客观地说，真实情境的学习条件可遇而不可求。因而，对情境进行虚拟设计就是现实的选择了。

在虚拟教学系统中，创设与现实情境相类似的高度逼真的虚拟学习情境，代替书本描述或代替抽象语言的描述，使教学的过程与现实的问题解决过程相类似，有利于刺激学生的感知、沉浸与构想，从而使得学习有效发生。

⑸ 虚拟角色的设计

虚拟角色支持学生成为学习活动的“角色扮演者”，学习的过程则是角色参与的活动过程。教学情境的创设应营造一个利于“角色”主动探索的学习共同体和实践共同体，支撑知识的社会协作性建构。角色扮演者在虚拟的情境中，可以身临其境的体验情境化的教学。可以自由地、主动地与虚拟对象进行交互，通过协作活动和会话交流而建构意义，符合建构主义理论的学习理念。

4 虚拟教学系统的教学策略设计

4.1 案例学习策略的设计

案例教学，既是针对一个真实事件的再现与思考，也是对这一典型事例的反思与探讨。案例制作的原则有以下。

⑴ 案例设计要突出主题、把握主线，要保持案例真实性、典型性、完整性、趣味性原则，阐明事件发生的时间、地点、背景，注意处理好事件中的一些戏剧性的突变，使得案例直观明了、富有悬念，能有效地反映出事件发生的特定教育背景，并能给予启示。

⑵ 感知性、沉浸性原则，可以使学生亲身体验和感悟现实中的真实问题。

⑶ 案例设计应能提出关键问题，且能提出有效的解决办法、及提供对这种解决问题方法的评价，以便为新的决策提供参照点。

案例教学是开启学生思维大门的钥匙，也是发展技能的重要渠道。好的案例无疑可促使学生更快地适应工作情景的挑战。有利于培养学生分析问题解决问题的能力。

4.2 情境学习策略设计

情境化是虚拟现实特性在教学上的最有价值的又一体现。

在逼真情境认知环境下的虚拟教学系统的学习过程，也被称为情境性教学，通常通过借助“VR”技术进行虚拟学习情境设计来实现。

情境的模拟或基于真实工作岗位、或基于知识的本质内涵要求，是学生获取知识，理解知识并基于一定的社会文化情境建构意义的最佳环境。

4.3 协作学习策略设计

“协作”是建构主义学习理论的要素之一。“协作学习”可以使得学生在一定的情境中，通过协作活动和会话交流活动中而建构意义。因而对教学具有独特的应用意义。

合作、交互、角色参与、信息共享和活动共享是实现“协作学习”的重要渠道。因此，在虚拟学习设计中，必须提供以上活动的机制，提供在线的网络对话、学习论坛、共享白板及电子邮件、留言板等交互方式。

4.4 自主学习策略设计

自主学习（autonomous learning）指学生自主选择学习内容、学习方法、学习的监控、评价学习结果的过程。自主学习强调学生的主体性和学习能动性，教师则是教学活动的组织者、参与者和指导者。

基于VR的网络教育创设的是一个开放的学习环境，学生可以在虚拟世界中自由翱翔，最大程度的发挥学习者的自主性，通过自己的探究活动和与其他学习者的协作学习来建构知识。

4.5 探索学习策略设计

利用VR技术可以对各种教学内容的假设对象进行虚拟构建，所呈现的结果应能直观生动地揭示规律，或给予的启示。例如，在化学虚拟试验中，学生可根据假设，进行不同分子的组合，通过对虚拟的结果进行探索式的研究，很有可能得出新的发现，有利于培养学生的创造性思维和能力。

5 结束语

利用VR技术，可以对学习场景、角色、情境等进行虚拟设计，结合各种有效的学习策略，有力地支持学生学习、探索和发现。

虚拟教学系统虽然是教学的辅助工具，但为教育提供了一种全新的思想方法和教育手段，它将促使教育形态、教育环境、教学过程的基本要素及相互关系发生重大变革。

参考文献（Reference）：

[1] 宗光华.高层建筑擦窗机器人[J].机器人技术与应用，

1998.72（4）：20

[2] 赵沁平教授谈虚拟现实技术的应用前景[EB/OL].http：//

/News/Html/News7.Hun

[3] 张翰峰.第二代WWW标准语言VRML PC WORLD

CHINA，1999.7-9期.

[4] 黄鑫.基于VR技术的虚拟教学应用研究[D].华中师范大学，

2005.

[5] 曾芬芳.虚拟现实技术[M].上海交通大学出版社1997.

[6] 张倩苇.虚拟现实技术与教育[J].电化教育研究，1998.2：

29-32

[7] 徐大敏.于兆勤.郭钟宁.虚拟现实技术及其应用与展望[J].机

床与液压，2006.7：35-36，79

第2篇：虚拟现实技术案例范文

关键词：虚拟现实；室内设计；课程融合

室内设计专业教学具有较强的实践性，除了常规课程教学外，对于学生的专业考察、实践动手、毕业实习等环节来说，因缺乏时效性、针对性，往往制约该学科实践教学质量的提高。虚拟现实技术以现代计算机仿真系统为基础，通过构建虚拟三维图像技术，构建虚拟世界，增强学生对三维虚拟空间环境的视、听、触觉等感官的直接体验，让学生能够“沉浸”其中，达到室内设计实践性目标。为此，针对室内设计课程与虚拟现实技术的融合教学，现就其应用思路进行如下归纳。

1虚拟现实技术特点及在室内设计中的应用必要性

虚拟现实技术（Virtual…Reality）最早由美国军方用于研制飞行驾驶模拟训练，因其综合了对人体视觉、触觉、听觉等感官的模拟感知，使其在学习领域更具应用优势。虚拟现实技术通过创建基于真实环境的虚拟空间，其特点表现在四方面。一是多感知性。从虚拟现实技术的应用之初，就是将人类的感知功能作为模拟对象，使其能够具有人具有的综合感知能力。二是沉浸性。虚拟现实技术将计算机生成的虚拟环境，作为逼真的体验空间，为人在虚拟空间中实现看得到、听得到、摸得到、感觉得到的真实体验，从而获得身临其境的感觉。三是交互性。借助用户与虚拟空间的相互作用，在用户体验与虚拟环境之间，形成与真实世界一模一样的“互动”体验。

2虚拟现实技术与室内设计课程的融合

2.1“1+1”融合方式

所谓“1+1”融合模式，就是将室内设计课程的常规教学与虚拟现实实践教学进行整合，促进学生理论知识与实践动手环节的有效互补，发挥虚拟现实课程教学的优势。在具体实施过程中，前期重点学习室内设计相关专业课程知识，条件成熟后将拓宽其在虚拟现实实践教学体系中的应用。当然，也可以将个别学科专业知识穿插到常规课程教学中。需要强调的是，在常规课程与虚拟现实实践教学融合时，要从设计思路、实验目标、虚拟环境等方面进行明确，引导学生在虚拟环境中正确、有序地展开各类操作实践，强化虚拟实践教学效果。比如以某居住空间设计教学为例，对于常规课程教学，主要围绕案例设计、小组讨论、引导启发、讲练结合等方法来突出基础知识、理论学习。在虚拟现实教学环节，主要由教师来引导学生设置虚拟实践教学环境，特别是在教学模式上，要发挥现代多媒体技术教学优势，通过案例解析、现场引导示范等方式，让学生了解和熟悉室内设计虚拟实践环境的规划。同时，在虚拟实践教学重点上，要突出对室内设计功能性、经济性、个性化、审美特性的渗透，尤其是在三维仿真环境下进行虚拟化空间设计，要从方案设计的可行性、实效性上进行评价。在能力目标考查上，虚拟现实实践教学更加注重启发学生在虚拟空间设计中的感性与理性设计能力。特别是在居室空间功能区划分上、室内设计施工图绘制上以及室内设计效果图展示等方面，要引导学生挖掘室内居室空间的特征，处理好居室、厨房、餐厅、卧室、卫生间、公共区域以及居室绿化区间的关系。

2.2差异化虚拟现实实践教学融合模式

对于室内设计课程中引入虚拟现实技术，可以从差异化虚拟实践教学模式中突出课程教学内容的差异性。比如在室内景观设计上，利用虚拟现实技术来重点训练学生对室内环境的总体规划与布局；在室内设计居室空间设计上，重点对室内空间进行规则与改造，以及对室内光照效果、家具陈设等环境的营造。因此，针对差异化教学目标，立足室内设计课程教学实际，细化虚拟现实实践教学任务，便于学生从模块化虚拟现实教学体系中，从“虚拟”教学中得到“真实”的验证，在“真实”中不断完善“虚拟”实践项目。比如在室内照明设计虚拟现实教学中，其课程重点要放在室内外照度的理解、材料的选择、电气线路的安装、光学原理及合理布局的应用。在能力目标上，要突出学生不同空间照明系统的规范化设计，以及电气线路的科学化设计与安装，能够根据虚拟布光实验，确定光源类型、布光位置以及得到的照明效果展示。因此，差异化虚拟现实实践教学模式，其目标在于结合专业教学方向来制定相应的实践内容，并确定虚拟现实教学任务和考评目标。

2.3定制式虚拟现实实践教学融合模式

从实践教学的初衷来看，学生能够从知识的获取、信息的交互，实践动手中来体验不同的虚拟现实实践教学内容，并启发参与定制设计任务。应该强调的是，对于虚拟现实实践教学环境，本身具有可视化软件与交互性硬件设备。比如每个学生可以配备Oculus…Rift…VR头盔显示器、交互操作计算机硬件系统，通过对虚拟化实践软件环境中各模块的学习，来完成相应的实践教学目标。在定制式虚拟现实实践教学融合模式中，可以通过虚拟教学模型及组件，来构建仿真环境。比如草木花卉、建筑、交通等人工环境。当然，学生也可以根据设计需求，自己定制特定的模型，来参照真实世界进行室内设计规划。以室内居住空间设计为例，在虚拟仿真三维设计环境中，学生不必关注虚拟环境，而是要专注于实践设计，明确室内居室的功能，对相关设计要素进行布局，依托设计方案的合理性、经济性而考查其实效性。

2.4确定虚拟现实实践教学评价机制

虚拟现实技术与室内设计课程的融合，要注重考评机制的完善，特别是对学生初期设计方案的规划，对中期设计思路的检验，对后期设计效果的评价等，都要给予全面评判。由于实践教学环节需要明确具体的设计任务，同样在室内设计虚拟环境设计实践中，也要根据项目设计的可行性进行实践验证，并对存在的问题进行改进、优化和完善，以强化虚拟现实技术的教学实效性。比如在室内家具虚拟设计教学中，通过对室内环境的考察，来分析家具设计的合理性问题，并通过不同家具的选用、组装、布置，来检验家具设计的舒适性，确保家具设计在整个室内空间上的审美体验。

3结语

在室内设计课程教学中融入虚拟现实技术，可以利用计算机仿真环境来模拟真实的室内设计教学训练场景，让学生从技能仿真实训中来感知和体验，激发创造力和实践积极性，增强综合动手实践能力。同时，虚拟现实技术独有的沉浸式、交互性实践环境，便于让学生从多种感知中来展现其创作构想，必将对室内设计实践教学带来深刻的变革。

参考文献：

第3篇：虚拟现实技术案例范文

动画作为艺术的一种表现形式，它具有特殊的文化内涵。动画艺术来源于生活，但它的艺术表现形式却又远远高于生活。动画创作中想象力和创新性是关键，动画中创造性大都是如何来体现的呢？它靠技术，然而在当前社会迅速发展的影响下，很多新型技术都进行了革新和研发，也伴随着动画行业的发展迎来一个灿烂的春天，并且在表现形式上呈现出多元化。很多动画作品不但在商业上获得了极大成功，而且其民族性、国际性、艺术性上也体现的淋漓尽致。所以说新技术的革新是动画艺术的发展趋势。

二、虚拟现实技术与动画艺术的融合之路

动画在当前社会的发展中，在形式上很多情况不能满足商业或艺术上的要求，这就要求动画技术进行革新以满足其需求。然而，虚拟现实技术就应运而生了，虚拟现实技术使动画艺术在表现形式上更广，甚至促进新兴行业的产生。例如，虚拟三维仿真动画游戏，建筑漫游交互可视化，模拟军事、工业制作互动领域。

三、模拟真实环境，实时仿真交互

模拟真实环境主要是应用在商业中，早在加拿大，就已经投入运用了，即，在商业会议中，会议中的人员都不会到场，而是在家拿出手机或是电脑，进入一个虚拟的办公环境中，大家都坐下来开会就好了。这样就大大节省了资源。在虚拟的环境中每个模型的外形，进行真实的拟合，然后通过数据转换成三维模型。比如，蓝天白云花草树木的模拟、虚拟现实主题公园真实模拟、真实的建筑场景等。

四、动画艺术与虚拟现实技术的发展

动画艺术的设计可以挖掘传统文化中的元素。传统文化经过几千年的沉淀，所留下来的优秀文化大多是符合大众口味，都有其独特的艺术形式，吸引着各自的爱好群体。虚拟现实技术随着科技的发展，也日益健壮，把动画艺术融入到虚拟现实当中，其视感、触觉可谓大为观止。建筑行业中，为了把握市场趋势，果断启用最新技术把握住了商机。虚拟现实技术甚至成了当今房地产行业综合实力的象征与标志；工业生产中，虚拟现实技术给其带来了便捷，提高了效率，更是减少了损失；在军事模拟动画中，给战士充足的现场感觉，提升了培训质量。

五、结语

第4篇：虚拟现实技术案例范文

虚拟现实就是在技术的支持下虚拟现实环境，逼近真实。

前不久,美国通用总部将其“CIO奖”颁给了泛亚汽车技术中心有限公司（以下简称泛亚）的虚拟现实项目，对泛亚顺利上马虚拟现实系统，并取得“世界第一”的速度给予赞赏。

利用信息技术提高竞争力，对迅猛发展的企业来说绝对是正确和必要的选择，但是如何让系统顺利上线，上线后迅速发挥作用，则是许多企业的心头之痛。太多案例让企业管理者明白，仓促上马，即使是一套非常优秀的系统，也可能成为企业的阻力。

在业内信息化实施败多胜少的背景下，泛亚经过长期充分地准备，主动创造成熟的条件，保证了系统顺利上线，并迅速化为企业动力。

虚拟现实革命

泛亚是由通用汽车公司和上海汽车工业(集团)总公司(上汽)合资组建的汽车工程设计企业。自1997年成立以来，迅速实现了产品开发流程高度电子化，并能与通用汽车全球公司在同一平台上，实现同步开发。他们在成立之初就对传统设计的弊病有深刻了解，如何让设计更贴近客户和市场，在他们心头盘旋了6年之久。

一般而言，在原有车型上设计新车型，从开始设计到产品下线大概需要3年。而设计一款全新车型则至少需要5年。

传统设计流程是这样的：首先，相关设计人员对收集的市场信息进行分析、形成方案，制作草图或小比例油泥模型，收集改进意见；接着改进设计。筛选几个方案，制作成1:1油泥模型对其评估。最终选定一个方案，并进一步完善，制作样车，对样车反复进行各种试验，验证设计，确保产品的可靠性，最后投入生产。

在这个过程中，市场和设计的互动是通过对效果图、模型以及最终样车的评估实现的。但这些不是最终的产品，评估的局限性很大，准确性可想而知，而且当对样车进行评估时，这个车型往往已经投产，这时，汽车制造商往往根据意见修改产品的市场定位，被动适应市场。这种模式耗费企业大量的时间、精力和物质，使得成本高、周期长且风险大。

对于传统汽车设计模式的不足，泛亚有深刻了解。虚拟现实和全数字化开发正好能符合他们的要求。

虚拟现实系统是利用高科技工具，实现真实物理环境的一套软硬件相结合的系统，在虚拟现实的过程中，许多真实世界里发生频率很少，或是需要长时间、高成本完成的工作，都可以经系统模拟生成，并在短时间内高效地得到数据结果。这一系统即使在全球范围内，也只有少数几个国家拥有实施条件。

所以，在找到心仪的目标后，泛亚也没有匆匆上阵，而是反复验证，修炼内功，磨剑霍霍，寻求时机。

六年磨一剑

“企业选择系统，不仅要看系统能解决什么问题，还要考虑企业是否做好接受系统的准备。”泛亚数字设计高级经理、主管虚拟中心的江漫清说。

其实，在泛亚成立不久时，虚拟现实就进入了公司管理层的眼帘。

1998年初，上海市政府组织生产制造厂商召开研讨会，讨论是否引进虚拟现实系统，江漫清是当时的与会者之一。

他被这一系统深深吸引，当时他清醒地意识到，虚拟现实在计算机虚拟世界里模拟现实世界的生产制造活动，能节省材料，缩短时间，预先发现现实生产设计的不足，将为生产制造特别是汽车设计制造带来革命性的改进。会后，他提交报告，强烈要求泛亚引进。当时泛亚的总监Phil Zmood认为，泛亚刚成立，这一系统给他们的风险太大，给予了否定。

1999年，马征鲲继任总监一职。

马毕业于清华，工科出身，曾主持过美国通用的虚拟现实中心，对虚拟现实对汽车设计的意义有着深刻地认识。他和江漫清等人都是狂热的虚拟现实技术支持者，一致认为泛亚要成为国际先进的汽车设计中心，就必须拥有虚拟现实。但经过调查，他们发现该系统成本高昂，而且在中国的应用基础薄弱，前景不明朗。于是他们决定暂缓一缓，先从基础做起，培育全面引进虚拟现实的条件。

首先他们引进虚拟现实的设计理念，让这一理念在公司深入人心。其次模拟虚拟现实。虚拟现实就是在技术的支持下虚拟现实环境，逼近真实。为了模拟这样的世界，泛亚精心建立了一个投影房，其投影幕布长达7米，在屏幕上能以真实尺寸显现汽车图象，力争在质感、大小等元素与虚拟现实一致。他们对来参观的美国通用和上汽的领导笑称：“这就是我们的‘虚拟中心’。”

就是通过这一简单的“虚拟中心”，提前让员工适应了虚拟现实的工作环境。

同时，他们加强虚拟现实的应用研究。2001至2002年，他们先后参观了浙江大学、上海交通大学等虚拟现实中心，考察虚拟现实技术的成熟度和在汽车设计中的应用现状。

各方面的条件逐渐成熟。

即便如此，泛亚依旧没有立即上马项目。2003年出任泛亚执行副总经理的高卫民当时表示，谋定而后动，前期准备越充分，后期实施的风险越小。他要求，上马项目还要进行深入细致地调研。2003年，泛亚调研小组飞往澳大利亚，对与之背景相似、应用虚拟现实不久的霍顿汽车技术中心进行考察，深入了解霍顿实施这一系统的各种情况。

2003年，董事会终于同意引进虚拟现实。前期充分细致的准备，在实施中得到了回报。2004年1月份开始实施，9月份完成，10月份即投入应用。整个过程一蹴而就，比澳大利亚霍顿汽车技术中心实施的时间少了一半，成为通用全球各大设计中心建设虚拟现实系统最快的一个。

10年才能完成的革命

“系统成功引进，不等于万事大吉。由传统模式转向新模式还需要一个过程。”江漫清说。

虚拟现实实施后，运行良好，其低成本、高速度的设计方式迅速给泛亚带来了回报，为上海通用今年的佳绩提供了强大的助力。但是，泛亚并没有沉浸在喜悦中。采访中，江漫清告诉《IT时代周刊》记者，这只是开始，现在的泛亚还处在量变阶段，至少需10年，泛亚才能实现利用虚拟现实技术完成汽车全生命周期的开发，开始革命性的质变。

江漫清介绍，目前虚拟现实的技术层面尚有不足，虽然经过长期的积淀，在计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）等方面和世界先进水平相差无几，但是在计算机辅助制造（CAM）及计算机辅助试验（CAT）等方面差距依然很大。泛亚必须继续研发和引进。

同时，因为认知的因素，虚拟现实的现有作用没有全部发挥。在泛亚内部，设计人员迅速地接受并掌握了虚拟现实技术，但工程技术人员、市场人员以及管理人员对于这一模式还不熟悉。

在传统模式中，评估和改动都是在模型上作出的。而在虚拟现实中，看到的是虚拟的数字模型。从传统的看实体模型到看数字模型，很多人还不适应。江漫清说，泛亚设计人员已经可以在很短时间内完成概念车的设计，但是由于传统模式的影响，还不能直接在数字模型上作出准确评估，需要制作各种实体模型，最后花的时间和传统模式下的差不多。

江漫清表示，传统设计模式还具有惯性，需要时间来消除。目前，泛亚一般采用两套模式并行的方式，一边制作数字模型，一边制作实体模型。对设计人员，只允许用数字模型；对于其他的相关人员，先提供数字模型，再提供实体模型，让他们适应虚拟设计模式。他说：虚拟现实技术真正在项目中发挥重要作用，还需要一点一点地积累，让所有人看到它的成绩，才能更愿意使用它。

第5篇：虚拟现实技术案例范文

高职教育旨在培养生产、建设、管理、服务第一线技术应用性人才，如何在教育中贴近行业和产业，让学生在学习期间更好地理解其即将进入的行业将有助于学生在毕业后迅速融入行业。虚拟现实技术应用于酒店管理教学，教师在教学过程中通过有针对性地引入或创设具有一定感彩的真实工作场景，突破时间和空间局限，激发学生学习动机和兴趣，帮助学生更好地投入学习活动中，同时交互式体验也有助于教师通过模拟真实案例、布置情景任务，与学生进行实际沟通，有效和准确地了解学生管理能力和沟通能力的掌握的程度。有助于创新人才培养模式。

目前酒店管理专业主流的校企合作订单式、产学交叉式人才培养模式，往往在学生实习过程中的合作表现得比较明显，学校授课期间的培养只能通过一些短暂的参观和短期见习来实现，产学合作缺乏深度和广度。虚拟现实技术使足不出校就能领略高星级酒店的场景成为现实，同时虚拟现实技术中的远程教学又可以突破空间局限让教师或者酒店中的高层管理者在虚拟课堂为学生授课成为可能，学生也可以真实感受工作环境，提升职业素养，培养创造性思维。

综上所述，虚拟现实技术应用到酒店管理教育领域当中，是酒店管理高等职业教育的需要和必然发展趋势，它能创建全新的人才培养模式，促使教育形态、教育环境、教学过程的基本要素及相互关系发生重大变化，促使在酒店管理教学过程中的教师、企业、媒体、学生之间的关系形成一种新的结构，是目前高等职业教育教学改革的重要内容。

二、酒店管理教学中虚拟现实技术的实际应用领域

虚拟现实技术在酒店管理教学中仍处于起步阶段，尚未有酒店管理类学校在该技术上有重大突破，其主要原因是虚拟现实技术在发展初期技术难度大和投入成本高。依据使用者参与虚拟现实的程度以及不同形式，一般可以把虚拟现实技术划分为四种类型：桌面虚拟现实、沉浸式虚拟现实、增强现实型虚拟现实、分布式虚拟现实。结合目前在教育领域应用的具体实际情况，四种类型中第一种桌面虚拟现实技术较简单，投入成本相对也不高，第三种分布式虚拟现实在远程教育上起着不可忽视的作用，这两种虚拟现实技术在教育领域内可以应用的范围广，极具推广价值。虚拟现实技术在酒店管理教学中的运用具体可以有以下几个方面。

1.利用虚拟现实技术开发教学课件

首先，教师、软件设计师、酒店方共同合作，利用交互技术制作交互场景，运用3DMAX软件创建各类型酒店建筑和内在格局的三维模型，其次，再将文字、声音、图片、动画等几种媒体表现形式进行交互合成，形成活泼生动的真实情景，建立虚拟酒店漫游系统，制作具有三维演示空间的教学课件。授课期间，学生可以通过键盘和鼠标在漫游系统中，从各个角度对酒店相关功能区域的格局、装饰布置进行观察和学习，对抽象的工作场景进行理解，激发学生的学习兴趣，以便更好地完成教学目标。

2.利用虚拟现实技术构建模拟实训系统

高职院校的实训基地是承担技术技能型人才培养的平台，酒店管理专业的学生因为专业涉及到酒店，其经营特点对客服务生产和消费同时性的特点所限，不可能经常参观酒店、了解服务现实场景，也不能参与到真实的经营管理中去。虚拟现实技术所构建的模拟实训系统，模拟酒店经营宏观和微观环境，学生可以根据自己的构想参与一家酒店的筹建、装修、开业以及今后的管理，根据客房管理知识设计合理的客房，根据餐饮管理知识安排合理餐位，营造氛围，根据前厅管理知识合理排房，准确安排客人入住，经过一段时间的酒店运作了解虚拟酒店最终盈利情况。在动手操作过程中积极构建内在的知识结构体系，能够进行深层的知识学习与能力训练，从而提高学生自主学习能力与岗位综合操作技能。

3.利用虚拟现实技术开展远程教学

以往的远程教学因为技术所限，往往局限于教学视频，师生之间缺少相关互动，老师也很难把握学生的真实学习情况，分布式虚拟现实技术可以通过网络通讯技术，视音频采集、处理技术以及交互等技术，构造一个虚拟真实的教学课堂。学生可以通过网络参与到虚拟课堂中，可以听到教师的讲解以及其他同学发表的言论。教师也能看到学生的实时状态，监控教学效果、随时答疑解惑。这种教学方式，还可以运用到产学合作的企业中去，在企业中建立虚拟课堂，增强学生与行业之间的实时互动，让学生通过视频实时观察酒店的经营运作，聆听行业导师的培训，全面提高教学效率。

虚拟现实技术运用到教学中是教学改革的创新，是科技运用于教学的必然趋势，但是，虚拟现实技术所仿真的环境与真实的情景存在着必然的差异，所以虚拟现实技术在教学中的运用必然存在着一定的局限和不足：

第一，缺少“实物感”以及酒店氛围的真实体会。如酒店物品、陈设品等在虚拟教学中学生是见得到，但是摸不着的。

第二，不利于操作技能的培养。高职教育强调学生的动手操作能力培养，虚拟实验实训更注重管理能力的提升，对于实际操作技能具有明显的局限性。

第6篇：虚拟现实技术案例范文

【关键词】交互设计

桌面式虚拟展示

产品展示

虚拟现实技术具有三个特性――交互性、沉浸性以及多感知性。根据系统提供的沉浸程度不同，虚拟现实系统又可分为桌面式虚拟现实系统、沉浸的虚拟现实系统、增强现实性虚拟现实以及分布式虚拟现实。

相对于其他形式的虚拟现实系统，桌面式虚拟现实展示对硬件和技术的要求更低、展示更易于实现和转播。所以，桌面式虚拟现实系统更易于在产品虚拟现实展示中得以应用。但是，简单的硬件基础限制了桌面虚拟现实展示系统对沉浸性和多感知性的追求，从而，交互成了桌面式虚拟展示系统的主要特性，交互设计成为产品桌面式虚拟展示系统构筑的核心内容。

1.产品特性与产品虚拟展示交互

产品展示设计中，产品的特性是展示设计的核心内容，也是交互框架建立的依据。产品的使用离不开交互，每种产品都有其不同的功能部件，不同的功能部件都具备特有的操作方式。比如，汽车的行驶方向控制通过旋转方向盘实现，而挖掘机等重工产品的方向控制则通过推拉左右行驶控制杆实现。为了给用户提供真实的展示情景，在产品桌面式虚拟展示系统中，交互框架设定的最基本要求是遵循产品现实的交互特性。

产品设计师需要充分考虑用户的操作期待，在功能部件的造型和功能的设计中让产品部件的操作方法与用户的操作期待相匹配，尽量保证用户在与产品的交互中没有操作障碍。桌面式产品虚拟展示的交互设计也是如此。日常用品的频繁使用已经让人们对许多功能部件有了明确的操作意向。例如，最简单的，人们能通过开关的造型分辨出是旋钮还是按钮，能快速辨别手机的打开方式等。桌面式产品虚拟展示中，交互方式的设定需参照现实产品的操作方式、人们生活中已经形成的操作习惯和丰富的操作经验来实现用户的顺畅操作体验。

2.模型交互层级分析

桌面式产品虚拟展示中，用户与产品模型之间的交互是一种主要的交互形式，也是最为直接的交互。要完成行为目标，用户往往需要通过对不同部件模型的共同操作来实现。为了准确表达产品的交互特性，梳理系统的交互框架，本文作者根据交互信息传导的复杂程度，将用户与模型的交互进行了层级分类，将模型交互分为一级交互、二级交互和多级交互。

一级交互是指用户的交互对象就是目标对象，用户直接与目标对象产生交互，引发目标对象产生信息反馈的交互模式，见图1。

二级交互是指用户的交互对象与目标对象不是同一对象，用户与交互对象发生交互行为，产生的交互信息传导给目标对象，从而引发目标对象产生信息反馈，见图2。

多级交互是指目标对象从属于两个或两个以上的交互行为，目标对象与交互对象不是同一物体，见图3。

每个产品展示系统的交互框架等都是由―级、二级和多级交互共同组成，其中一些具备复杂功能的模型甚至同时属于多个不同的交互层级。如图4，挖掘机转移货物动作交互层级框架。在产品虚拟展示系统中，根据展示内容，准确对各个展示部件进行交互层级的分析，才能准确表达产品的展示特性，为用户展示真实的产品操作方式。

3.二维界面交互分析

除了与产品模型的交互，用户与二维界面的交互也是桌面式产品虚拟展示中重要的交互形式。与实物展示不同，虚拟现实展示中，用户可实现的自主交互范围又拓展了不少。人们不仅能够实现对产品模型的实时交互，也能对场景中的观察视角、视频调用以及音效调节等进行较好的控制。在桌面式产品虚拟展示中，二维界面主要承担着两个方面的交互功能。

（1）系统参数的控制。例如展示视角的切换、背景音视频控制等。

（2）辅助模型完成系统展示。当模型的交互层级过于复杂或用户不能直观理解模型的交互方式时，二维界面往往可以提供给用户更好的可视性。这时，二维界面就承担着辅助模型交互的功能。

在产品虚拟展示中，二维界面是整体交互中不可或缺的部分，但也是削弱虚拟系统沉浸性的因素。所以，对二维界面的合理规划，让二维界面很好的成为交互元素，以保障用户的顺畅体验也成为虚拟展示交互设计的重点内容。

①充分保障界面可视。与产品造型设计一样，二维界面的可视性是引导用户正确操作的第一步。视觉是人们的第一大感知系统，可视性是人们区别各个交互元素功能的主要性质。二维界面的可视性也是影响用户体验正确率的重要因素。笔者认为，了解用户对一些常见图形的操作习惯以及产品的部件的造型特征，在此基础上提取出的界面图形，能较好的实现界面元素的可视性。

②明确划分功能区块。前面，本文已经阐述了二维界面在虚拟展示中的两大作用：系统参数控制和辅助模型交互。产品虚拟现实展示系统中的二维界面可能控制着场景的不同区块。在二维界面设计之初，设计师应对展示系统中的二维元素进行合理规划，在追求界面风格统一的前提下，对控制不同区块的二维界面进行区别设计，并合理划分位置区域。

③适时隐藏二维界面。在产品虚拟展示中，为了给用户提供较为真实的展示，设计者往往会设置多个展示情景，其中涉及到的二维元素也就随之增加。要保证界面简洁同时不对用户的操作造成干扰，最好的处理方式就是在不同的情景下只显示操作相关的元素，对无关的界面元素进行隐藏。如图5，“合苞待放”加湿器虚拟展示系统界面元素隐藏前后效果对比。

第7篇：虚拟现实技术案例范文

[论文关键词]数字教学 虚拟现实技术 交互式 教学模式

随着国家发展“大学科”及交叉学科的教育建设思想的推进，现代教育要求不仅掌握知识、学习能力和方法，更要进行必要的人文主义教育，交互式教学法实现了教师与学生以及学生之间的交互。虚拟现实技术的发展和应用，使人机交互更好地与日常生活经验相契合，为交互式的教学方法提供了技术支持。本研究旨在通过研究人的行为，运用交互式的教学方法，探究以虚拟现实技术为代表的先进技术在未来数字教学模式中的应用。

一、基于虚拟现实的交互式数字教学方法研究与分析

1.人机交互。人机交互过程是指人通过人机界面向计算机输入指令，计算机处理后把输出结果呈现给用户的过程。人机交互的发展历史，是从人适应计算机到计算机不断地适应人的发展史，它经历了几个阶段。

人机交互的方式可以分为数据交互、图像交互、语音交互和行为交互四类，其中行为交互是当今社会研究的重点，它是指通过身体的姿态和动作来表达意思。行为交互是计算机通过定位和识别人类，跟踪人类肢体运动和表情特征，从而理解人类的动作和行为，并作出相应的智能反馈过程，它将带来全新的、最自然的交互方式。计算机通过用户行为能够预测用户想要做什么，并以此来满足用户的需求。比如，计算机通过跟踪人们的视线，就能预测用户的意图，是想要浏览什么网站还是需要打电话等，它有助于形成更适合未来数字教育的交互方式。现代教学，教的内容趋于多样化，学生的需求也趋于多样化、多层次，每个学生的个体差异也更为突出，怎么针对这些新的特征，利用更好的交互技术，使教与学的内容在数字化的平台上，更好地照顾学生的个性化特征和需要，更好地实现教师个体与学生个体之间以及学生群体之间的相互交流、互动学习就变得尤为重要。

前面提到，人机交互需要由相应的人机界面来使之形象化。人机界面是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面，它是人机双向信息交互的支持软件和硬件，也是进行交互设计最终展现给用户的结果，所以，对人机界面的充分了解对分析数字教学中的交互设计不可或缺。

2.虚拟现实技术。要实现上面所述的自然交互过程，需要运用高科技手段，比如近几年逐渐成熟的虚拟现实技术，利用电脑模拟产生一个三度空间的虚拟世界，集成了计算机图形技术、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的最新发展成果，提供使用者视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身临其境一般，及时、无限制地观察三度空间内的事物。在教学中，它运用于实验模拟、场景再现，可以把枯燥繁琐的文字知识形象地进行转化，帮助学生主动地思考、学习，是既有意思又是符合未来教育模式的一种技术。

虚拟现实具有三“i”的基本特征，即immersion-interaction-imagination(沉浸—交互—构想)，强调虚拟系统中人的主导作用。沉浸感指用户沉浸于计算机生成的虚拟环境中，有身临其境之感。交互性指用户与虚拟场景中各种对象相互作用的能力，是人机和谐的关键性因素。想象力则是用户从定性和定量综合集成的环境中得到感性和理性的认识，从而可以深化概念，萌发新颖的认识。

按照用户参与的形式以及沉浸程度，虚拟现实可以分为桌面虚拟现实、沉浸式虚拟现实、增强现实性的虚拟现实和分布式虚拟现实系统四类。虚拟现实系统强调的是人与虚拟环境之间的交互作用，或是两者相互作用，从而反映出虚拟环境所提供的各种感官刺激信号以及人对虚拟环境做出的各种反应动作。虚拟环境给人提供的各种感官刺激包括视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉、力觉、身体感觉及前庭感觉，在物理、化学及设计类课程的互动教学中应用前景广阔，虚拟环境能够逼真模拟物理中的力觉与触觉，生物化学中的嗅觉和味觉，而各种设计类课程中的大量视觉图像图形的动态信息也能够更好地呈现出来，在教学中起到很好的演示作用。另外，虚拟现实的技术能够较好地调动学生的学习积极性，使枯燥的内容更形象化呈现出来，同时教师也可以应用虚拟现实的仿真模拟技术，将逻辑思维较强的教学内容，通过仿真模拟的方式，预测到由于公式及参数的改变而可能产生的预期结果，并科学地呈现出视觉、听觉、触觉、力觉等多种感知的结果，加深学生的感性认知，“上手(Hands-on)”和“交互式”的教学能够引发更多的积极的注意力，帮助学生更透彻地理解抽象的原理。

3.现代教育与数字教学。数字教学是指教师和学习者在数字化的教学环境中，遵循现代教育理论和规律，运用数字化的教学资源，以数字教学模式培养适应新世纪需要的具有创新意识和创新能力的复合型人才的教学活动。随着计算机和互联网技术的日益发展及应用，数字教学模式主要应用于多媒体教学和网络教学领域，并逐渐深入到学习的方方面面。

但现阶段的数字教学仍然存在缺陷。首先，计算机无法对学生的情绪变化作出相应反馈，而且它也无法取代教师在教学过程中一些暗示性的语言所起到的微妙效果。其次，在教学的许多领域中，计算机无能为力，特别是非逻辑判断方面。最后，教学课件在实际使用中存在着局限性。这一系列的问题，相信通过运用交互设计的方法，结合虚拟现实技术的应用，都会被逐一解决。

[论文摘要]以虚拟现实技术为发展趋势的信息技术日新月异，当它被应用到教育领域时，能够提供逼真的实验环境和事件场景，内容组织安排特别强调学生主动参与来构建知识结构，使学生由“被动听讲”转变为“主动学习”，教与学之间能产生更好更强的互动，是信息时代教学模式的主要发展趋势。文章旨在分析探索以虚拟现实技术为基础、以交互式为导向的数字教学模式，并从教学资源、师资队伍、个性化教学及整合网络教育平台四个方面详细阐释了基于虚拟现实技术的交互式数字教学模式的构建。

[论文关键词]数字教学 虚拟现实技术 交互式 教学模式

随着国家发展“大学科”及交叉学科的教育建设思想的推进，现代教育要求不仅掌握知识、学习能力和方法，更要进行必要的人文主义教育，交互式教学法实现了教师与学生以及学生之间的交互。虚拟现实技术的发展和应用，使人机交互更好地与日常生活经验相契合，为交互式的教学方法提供了技术支持。本研究旨在通过研究人的行为，运用交互式的教学方法，探究以虚拟现实技术为代表的先进技术在未来数字教学模式中的应用。

一、基于虚拟现实的交互式数字教学方法研究与分析

1.人机交互。人机交互过程是指人通过人机界面向计算机输入指令，计算机处理后把输出结果呈现给用户的过程。人机交互的发展历史，是从人适应计算机到计算机不断地适应人的发展史，它经历了几个阶段。

人机交互的方式可以分为数据交互、图像交互、语音交互和行为交互四类，其中行为交互是当今社会研究的重点，它是指通过身体的姿态和动作来表达意思。行为交互是计算机通过定位和识别人类，跟踪人类肢体运动和表情特征，从而理解人类的动作和行为，并作出相应的智能反馈过程，它将带来全新的、最自然的交互方式。计算机通过用户行为能够预测用户想要做什么，并以此来满足用户的需求。比如，计算机通过跟踪人们的视线，就能预测用户的意图，是想要浏览什么网站还是需要打电话等，它有助于形成更适合未来数字教育的交互方式。现代教学，教的内容趋于多样化，学生的需求也趋于多样化、多层次，每个学生的个体差异也更为突出，怎么针对这些新的特征，利用更好的交互技术，使教与学的内容在数字化的平台上，更好地照顾学生的个性化特征和需要，更好地实现教师个体与学生个体之间以及学生群体之间的相互交流、互动学习就变得尤为重要。

前面提到，人机交互需要由相应的人机界面来使之形象化。人机界面是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面，它是人机双向信息交互的支持软件和硬件，也是进行交互设计最终展现给用户的结果，所以，对人机界面的充分了解对分析数字教学中的交互设计不可或缺。

2.虚拟现实技术。要实现上面所述的自然交互过程，需要运用高科技手段，比如近几年逐渐成熟的虚拟现实技术，利用电脑模拟产生一个三度空间的虚拟世界，集成了计算机图形技术、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的最新发展成果，提供使用者视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身临其境一般，及时、无限制地观察三度空间内的事物。在教学中，它运用于实验模拟、场景再现，可以把枯燥繁琐的文字知识形象地进行转化，帮助学生主动地思考、学习，是既有意思又是符合未来教育模式的一种技术。

虚拟现实具有三“i”的基本特征，即immersion-interaction-imagination(沉浸—交互—构想)，强调虚拟系统中人的主导作用。沉浸感指用户沉浸于计算机生成的虚拟环境中，有身临其境之感。交互性指用户与虚拟场景中各种对象相互作用的能力，是人机和谐的关键性因素。想象力则是用户从定性和定量综合集成的环境中得到感性和理性的认识，从而可以深化概念，萌发新颖的认识。

按照用户参与的形式以及沉浸程度，虚拟现实可以分为桌面虚拟现实、沉浸式虚拟现实、增强现实性的虚拟现实和分布式虚拟现实系统四类。虚拟现实系统强调的是人与虚拟环境之间的交互作用，或是两者相互作用，从而反映出虚拟环境所提供的各种感官刺激信号以及人对虚拟环境做出的各种反应动作。虚拟环境给人提供的各种感官刺激包括视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉、力觉、身体感觉及前庭感觉，在物理、化学及设计类课程的互动教学中应用前景广阔，虚拟环境能够逼真模拟物理中的力觉与触觉，生物化学中的嗅觉和味觉，而各种设计类课程中的大量视觉图像图形的动态信息也能够更好地呈现出来，在教学中起到很好的演示作用。另外，虚拟现实的技术能够较好地调动学生的学习积极性，使枯燥的内容更形象化呈现出来，同时教师也可以应用虚拟现实的仿真模拟技术，将逻辑思维较强的教学内容，通过仿真模拟的方式，预测到由于公式及参数的改变而可能产生的预期结果，并科学地呈现出视觉、听觉、触觉、力觉等多种感知的结果，加深学生的感性认知，“上手(Hands-on)”和“交互式”的教学能够引发更多的积极的注意力，帮助学生更透彻地理解抽象的原理。

3.现代教育与数字教学。数字教学是指教师和学习者在数字化的教学环境中，遵循现代教育理论和规律，运用数字化的教学资源，以数字教学模式培养适应新世纪需要的具有创新意识和创新能力的复合型人才的教学活动。随着计算机和互联网技术的日益发展及应用，数字教学模式主要应用于多媒体教学和网络教学领域，并逐渐深入到学习的方方面面。

但现阶段的数字教学仍然存在缺陷。首先，计算机无法对学生的情绪变化作出相应反馈，而且它也无法取代教师在教学过程中一些暗示性的语言所起到的微妙效果。其次，在教学的许多领域中，计算机无能为力，特别是非逻辑判断方面。最后，教学课件在实际使用中存在着局限性。这一系列的问题，相信通过运用交互设计的方法，结合虚拟现实技术的应用，都会被逐一解决。

二、交互式数字教学模式构建

基于虚拟现实技术的交互式数字教学模式，能够通过虚拟现实技术，以文本、图片、影像、声音、数据采集及感应技术、影像及数字感知内容为主要交互媒体，以自然式的交互方式，配合可互动操作的动态信息、仿真模拟、各种感觉与知觉的数字反馈技术，多维度、多媒体、多人互动式地展示IM及时通讯、留言板、互联网上的博客、Tag、SNS、RSS、Wiki等多种形式的数字内容，以教学的核心内容为课程组织的基础，构建适应当下以数字信息为主要教学内容的互动式教学模式。基于虚拟现实技术的交互式教学模式的构建主要从以下几个方面入手:

1.提供多维度的丰富教学资源。有效传播多种媒体的多样化信息，提高学生对于教学内容的注意力。虚拟现实的技术能够为交互式数字教学模式设计立体的教学模式效果，将课堂理论教学、实验室教学、企业基地等实地教学相结合，理论专题研讨、案例教学、技术实践小组协作等多种教学方法交叉，利用虚拟现实技术呈现理论公式，如化学课中的元素周期表，可以将分子、原子等抽象的结构可视化表现出来，还可将复杂的实验通过虚拟现实技术模拟出来，如用虚拟现实模拟火山喷发，模拟火箭的发射过程，模拟汽车内引擎的工作原理，模拟复杂机构之间的关系和相互作用，智能地调配物流情况，模拟资金流及相关的经济问题等，还可运用CAVE计算机辅助虚拟现实环境技术，模拟汽车的设计、装配等实践教学环境，运用虚拟现实技术搭建在企业基地等实地教学的内容，实现教学的开放性、时效性、针对性和实战性，提供多维度的丰富的教学资源。

2.构建多学科交叉的综合型师资队伍。随着信息社会的迅猛发展，围绕信息社会的人文、技术、经济等各种交叉学科领域，发展数字内容的交互式教学模式需要培训一支具有综合学科背景的师资力量。而虚拟现实等先进的信息技术，能够整合各学校的优秀师资力量，通过构建虚拟、虚拟名师等方式，将各高校、研究机构及企业社会的优秀师资集合起来，通过虚拟人的名师角色，远程指导或虚拟地呈现其学术内容与教学思想，有效地弥补师资力量不足的问题，随时更新名师提供的动态电子教材，提供多学科交叉的综合型教学内容与综合型师资队伍。

3.实现交互式因材施教的个性化教学。参与式教学的交互教学模式能够充分调动学生的积极性，构建虚拟现实的实验学习环境，根据每个学生的个性特点及专长，搭建适合学生的个性化教学实验环节，模拟搭建实验环境，让学生充分展开想象，模拟仿真其实验效果，预演实验结果，有助于提高学生对于课程内容的参与度和认知程度。另外，学生还可根据自身的兴趣点，专项选择适合自己发展特点的学习内容，个性化地定制学习内容。教师可根据每个学生的学习情况，跟踪分析其学习结果，对症安排辅导及进一步深入学习的内容，提高学习效率，增强交互式学习的效力。麻省理工学院媒体实验室在1993年推出了实体交互设计的数字教学产品，它整合了个人空间和共享学习工作空间，能让两位用户在个人空间和共享空间之间实现轻松的转换。这种交互式的教学产品是一种电子白板，产品使用生活中自然的互动交流方式，如教学过程中交流双方各自的头部动作，双方眼神的交流和凝视方向等，这些交流的姿势能够被3D摄像头等装置识别出来，并通过计算机进行智能判断，根据计算机图形、图像识别技术，判断教学双方用户姿势的变化，同时和姿势所代表的含义进行映射匹配。这种交互式的教学电子白板的隐喻是“让用户自由地交流，使用电子白板进行交流的时候就像在巨大的透明玻璃板上画画一样自然”。经实践证明，这种交互式的电子白板增强了教学双方用户的 “凝视注意力”，能够使用户看到使用电子白板的同伴的凝视方向，从而进一步了解对方关注的内容，达到更加自然的互动式交流。教学双方在对话中可以更加轻松和准确地说出交流的对方在看哪一个屏幕对象，甚至比在普通的白板交流环境中更容易。这种虚拟现实技术的交互式教学方式能够以学生为教学中心，尊重学生个体差异，有效提高教师与学生及学生之间的交流效果，调动学生的主动参与性。

4.建设富有特色的网络教学平台，提供丰富多彩的专题知识和扩展的学习资源。由于当前各学科发展变化都比较大，各学科间相互交叉，学生的知识涉及面也越来越广泛，综合性强，新兴交叉学科与原有学科之间的传承变化都面临着很大的挑战。由于教学的具体内容和对象变化非常迅速，很多问题在课堂上只能点到为止。因此，充分利用虚拟现实的技术，搭建交互式的数字教学平台，可以有效管理丰富多样与不断发展变化的教学资源，为学生提供进一步了解相关知识的课余辅导材料，有效整合、分享国内外各名校的免费教学资源，提供学校各学科教师间、各届学生间以及校企之间的有效沟通平台，形成分享式与定制式结合的学习资源库。随着三网合一以及云计算等信息技术的发展成熟，基于虚拟现实的网络学习资源库也变得更为可行。专题知识由各教师提供最新的相关领域的理论、实践方法等内容，并要随时更新。这些资源库能够有效地传承文化，整合教学资源，为师生及校企、社会提供帮助。

第8篇：虚拟现实技术案例范文

关键词：平顶山学院 数字虚拟校园 漫游

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）02-0122-01

1 引言

近年来，随着虚拟现实技术和城市数字化建设的双层推动下，河南省以郑州市和平顶山市为代表首先实现了城市数字化，在此大背景下研究数字虚拟校园就尤显得重要。将数字虚拟技术应用到高校校园中实现漫游项目，是高校师生共同的愿意。笔者作为平顶山学院的一员软件专业学生有责任也有义务为实现这一理想，做出应有的努力。

数字虚拟校园漫游在国内的研究始于1996年，由天津大学率先开辟了我国高校数字虚拟校园漫游的先河。随后国内一流的大学清华大学、北京大学、浙江大学、香港理工大学、香港中文大学、西南交通大学、中国科技大学、同济大学、上海交通大学、中央广播电视大学远程教育学院等著名高校，都利用虚拟技术实现了校园漫游，利用虚拟技术通过网络实现了著名大学校园、校貌游客的浏览以及教学资源的共享。

2 虚拟现实技术与虚拟校园

虚拟现实是Virtual Reality的直译，可对它简称为VR。这项技术是计算机技术、图形图象技术、人工智能技术、传感交互技术的融合体，利用计算机软件来模拟出逼真的3D效果。

虚拟现实有三个基本的特征：（1）交互性。交互性是虚拟现实的基本属性，用户可以通过键盘、鼠标、电光笔等工具与虚拟出来的软件环境进行交流，使浏览者就象是身临其境一样，软件环境与人成为一体。（2）多触感。虚拟现实软件将以听觉、视觉、触觉等多种感观来触发人的身体，增进逼真性。（3）将使用者放置于被虚拟的环境中，与虚拟环境中的建筑、花、草、树木等完全一样，成为环境中的一部分，就如同在现实世界中一般。

虚拟校园则是利用虚拟现实技术将校园中的教学、实验环境、学校里的生活服务设备、有形资源等模拟出来，并上传到INTERNET上，使能够上网的用户都可以通过网址来访问虚拟校园，起到校园推广和增强影响力的作用。

3 虚拟校园漫游项目系统的设计与开发

以平顶山学院新校区为研究对象，通过前期在山顶对学院全景进行摄象和GoogleEarth做出学院的全景图，再以每座建筑为圆点，拍设者绕建筑旋转一周取建筑的360度特征。再用3DMAX来构造校区建筑与树木、人物模型。最后通过交互式的虚拟开发软件Virtools进行交互式整合和碰撞检测。

3.1 开发目标

平顶山学院虚拟校园漫游系统设计的目标是，通过浏览器的使用者，利用鼠标来控制游客小人，可以让小人前、后、左、右行走，并可加速，减速。

（1）游客的视角可分为第一视角和第三视角两种，第一视角更为直观一些，可凭游客自己的喜好来选择。

（2）游客对虚拟校园的遍历也可自游遍历或事先设好路线的讲解遍历两种者结合。

（3）游客站在某个建筑面前，建筑将自动的进行介绍，并请您进入里面参观（声音与文字相结合，来冲击人的感观）。

（4）在学院漫游时，游客遇到物体，会有个碰撞检测，并发出告警。

3.2 系统的开发环境

操作系统： Microsoft公司Windows 7；

图形图像编辑软件：Auto CAD，Photoshop CS5；

三维建模系统：3DMAX 2010；

虚拟交互工具：Virtools；

数据库管理系统：Oracle 11g；

Java开发环境：JDKI.318，JREI.318，JCreator。

3.3 虚拟校园漫游仿真流程图

3.4 技术实现难点解析

3.4.1 室外建筑建模

涉及室外建筑模型，主要包括墙体造型、各类窗框造型、阳台造型、顶层阁楼造型以及山墙造型等多种类型的结构构件。可以从正、侧立面分别入手，最后进行整合来建模。

首先绘制标准层的轮廓线条，添加修改器得到墙体模型，然后通过布尔运算得到门窗洞口。标准层制作完毕后使用array工具进行阵列顶层的构造。

3.4.2 建筑贴片制作

对于门窗等有细部尺寸要求的构件，在CAD中绘出立面图， 以eps文件格式导出。导入PhotoShop中，合并图层，主要综合运用几种选区，填充，渐变，模糊和几个特殊效果滤镜即可制作包括Diffuse通道和Bump通道的贴图。

3.4.3 碰撞检测

首先我们用Z方法判断物体爬高是否超过一定的高度，如果太高的话，则位置不变。接着，进行BUMP检测，以判断身体是否撞到其它物体，如果撞到则退出，没有撞到则设置标志。

当视点与场景发生碰撞时，它的碰撞响应方式有两种情况：后退和改变视点的高度，后退就是退回到不发生碰撞的位置，从而改变视点的碰撞状态；另一种是改变视点的高度，就是可以用键盘升高或降低视点，从而越过碰撞物体的高度，使视点脱离碰撞状态。

参考文献

[1]谢建华，马剑，张建茂.虚拟校园漫游设计与实现[J].系统仿真及其应用.

第9篇：虚拟现实技术案例范文

1虚拟技术及其特征

虚拟现实（VirtualReality）即将本来不存在的事物和环境，通过各种技术虚拟为沉浸式交互环境，使人感觉如同处在真实世界一样，又称为灵境技术或临境技术。沉浸性、交互性、想象性是虚拟技术的三个突出特征，三者就像三个顶点，构成了虚拟技术的三角形，使参与者能够沉浸于虚拟世界之中并直观而自然地实时感知和交互。1）沉浸性：是指使用户感觉到好像完全置身于虚拟世界中一样，被虚拟世界所包围。虚拟技术的主要技术特征就是让用户由被动的观察者变成主动的参与者，觉得自己是计算机系统所创建的虚拟世界的一部分，沉浸于其中并参与虚拟世界的各种活动。视觉沉浸、听觉沉浸、触觉沉浸、嗅觉沉浸的感知技术目前己较为成熟，身体感觉沉浸、味觉沉浸还有待进一步开发。2）交互性：是指用户从过去只能通过键盘、鼠标与计算环境中的单维数字信息发生交互作用，到能用多种传感器，借助于虚拟现实系统殊的硬件设备，以自然的方式与多维化信息的虚拟世界进行交互，实时产生在真实世界中一样的感知，甚至连用户本人都意识不到计算机的存在。3）想象性：是指虚拟环境是人想象出来的，同时这种想象体现出设计者相应的思想，可用来实现一定的目标，如从定性和定量综合集成的环境中得到感性和理性的认识，进而使人能深化概念、产生新意和构想，主动地寻求探索接收信息，而不是被动地接收等，更有创意。

2虚拟技术在学科教育领域中的关键技术

VRML（VirtualRealityModelingLanguage）虚拟现实建模语言是在Internet上广泛流行的一种图形建模语言，用它可以在Inter-net上创建三维的虚拟场景。许多互联网上创建的具有可导航、超链接等功能的三维虚拟现实空间都是用这种技术创建的，其中网上虚拟大学用的主要技术就是虚拟现实建模语言技术，它已经成为在互联网上创建三维虚拟场景的事实上的标准。

2.1虚拟现实建模语言的场景描述

在虚拟场景建模的时候，一般把整个场景进行适当的分割，对分割的小场景再进行渲染。虚拟现实建模语言定义的三维场景由一个节点树表示，场景中的每个对象由一个或多个节点描述。从理论上来说，节点可以包括任何东西———3D几何体、MIDI数据、JPEG图像。虚拟现实建模语言标准节点集中定义了许多不同类型的节点，多数节点分为以下几类：1）外形类节点（shapenode），唯一一类能被绘制的节点。2）属性类节点（propertiesnode），这类节点的处理通过影响外形类节点进行。3）组节点（groupnode），组节点把其它节点收集在一起，允许把节点的集合当作一个节点来处理。其他的节点诸如材质节点（material）节点、纹理（Textual）节点、灯光节点（分为DirectionalLight节点和SpotLight节点）、背景（background）节点。每个小场景都可以形成虚拟现实建模语言文件，由多个小场景构成的多个虚拟现实建模语言文件用内联节点（Inline）之间的嵌套技术合并成一个虚拟现实建模语言文件，这个虚拟现实建模语言文件完成了整个场景的建模。这种场景的建模基本有两点好处：1）虚拟现实建模语言的小场景文件可以有机的整合，不会因为每个小场景的文件太大而不利于调试、检查。2）用户浏览的时候不用把整个场景文件都读入本地客户机中，这样就适应了网络带宽的限制，提高了在虚拟空间中浏览的速度。

2.2虚拟现实建模语言的文件组成

虚拟现实建模语言文件主要包括四个主要成分：虚拟现实建模语言文件头、原型、造型节点和脚本、路由。在这四个要素中，只有文件头部分是必须的，它用来告诉浏览器虚拟现实建模语言文件符合的规范、标准以及使用的字符集等信息。原型定义了创建带有指定名称、接口和整体的新节点类型，一旦成功地定义了原型，它就可以在虚拟现实建模语言文件的其他地方随意使用。造型节点是虚拟现实建模语言中的基本建造模块，它构成了虚拟现实建模语言文件的主体部分，正是由于造型节点的定义而产生了虚拟的虚拟现实建模语言空间。脚本可以看作是一个节点的外壳，它有域值、eventIn事件、eventOut事件。事件本身不能产生任何动作，但它可以通过程序脚本来赋予脚本节点值来产生各种动作。这里的程序脚本是一种简化了的应用程序，一个典型的脚本是由JAVA或JavaScript编程语言写成的程序。路由（Route）是一种文本描述消息，一旦在两个节点之间创建了一个路由，第一个节点可以顺着路由传递消息给第二个节点，这样的消息被称为事件。虚拟现实建模语言还可以包含下列条目：注释、节点和域值、定义的节点名、使用的节点名等。

2.3虚拟现实建模语言语言的编译

设计虚拟现实建模语言虚拟场景时，最简单的方法是直接使用文本编辑器来编辑描述文本。这种方法类似于程序设计，它简单方便，但不是很直观，对设计者的空间想象能力要求较高，设计的效率也不高。现在有很多可视化的虚拟现实建模语言设计工具，如CosmoWorld和HomeSpace等，这些工具将虚拟现实建模语言的标准节点都做成可视的组件，用户设计时，只需要将这些组件组合成自己需要的虚拟场景就可以了，而且设计的效果在设计时就可以看到。设计完毕后，系统自动将这个可视的虚拟场景生成标准的虚拟现实建模语言描述文本，这样，这些文本传送到用户的浏览器后，便会在用户的屏幕上重现这个虚拟场景。虚拟现实建模语言在各方面都展现出强大的应用潜力，蕴藏了无限生机。

3虚拟现实在教育领域中的应用

虚拟技术能够为参加教育的学生提供生动、逼真的学习坏境，学生能够成为虚拟环境的一名参与者，这对调动学生的学习积极性，突破教学的重点、难点，培养学生的技能都将起到积极的作用。虚拟技术在远程教学中的应用主要有以下四个方面：

3.1探索学习

虚拟技术可以对学生学习过程中所提出的各种假设模型进行虚拟，通过虚拟系统便可直观地观察到这一假设所产生的结果或效果。如在虚拟化学系统中，学生可以按照自己的假设将不同的分子组合在一起，虚拟出组合的物质来。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。#p#分页标题#e#

3.2技能训练

利用虚拟技术，可以做各种各样的技能训练。由于这些虚拟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。如虚拟飞机驾驶训练中，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，熟练掌握驾驶技术。虚拟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。

3.3虚拟实验

利用虚拟技术，还可以建立各种虚拟实验室，如地理、物理、化学、生物实验室，学生可以自由地做各种实验。利用虚拟技术建立的各种虚拟实验室（Virtuallab）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。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。