虚拟现实技术的实现精选(九篇)

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第1篇：虚拟现实技术的实现范文

关键词：虚拟现实；湖湘文化景区；3ds Max；Zbrush；

中图分类号：TP319

文献标识码：A

文章编号：16727800（2017）004008603

1虚拟景区与旅游

虚拟现实（Virtual Reality，简称 VR）也称灵境技术或人工环境，是一种可创建和体验虚拟世界的计算机系统，这种系统生成各种虚拟环境，作用于用户的视觉、听觉、触觉，使用户产生身临其境的感觉，沉浸其中[1] 。虚拟现实技术的应用领域相当广泛，目前主要应用于旅游、娱乐、教育、艺术以及军工等方面。 虚拟景区与虚拟旅游是在现实旅游景观造型的基础上，通过模拟仿真来构建一个能使用户产生沉浸感，并具有交互性的虚拟环境[2]。我国虚拟旅游景区表现形式有3种，分别是二维虚拟旅游景区、三维虚拟旅游景区和 360°全景漫游虚拟旅游景区。与旅游发达国家相比，我国虚拟景区起步较晚，虽然发展速度较快，但整体水平不高，交互性不强，吸引力不够。目前国内虚拟旅游系统由于在景点还原表现形式上的缺陷，导致旅游系统交互性不强，用户只能被动接受景点图片，无法主动对景区进行深入的交互和探索，导致旅游系统对用户的吸引力大打折扣。

2虚拟旅游系统设计思路 地处衡阳的石鼓书院是湖湘文化的重要发源地，本文以石鼓书院为蓝本，设计开发一个虚拟旅游系统，实现传播湖湘文化的目的。 所谓虚拟旅游系统就是用户与虚拟旅游景区的交互平台，除了构建虚拟景区环境外，还需要一个角色在虚拟环境中被用户控制，通过鼠键控制人物视角，遍历整个旅游景区。本例以3ds MAX软件构建三维虚拟旅游景区，再加以Unity3D等游戏引擎在电脑中再现现实世界。湖湘文化虚拟旅游系统三维模型设计与实现过程如图1所示。湖湘文化虚拟旅游系统的实现包括虚拟旅游环境的开发和虚拟交互平台设计。虚拟旅游环境开发包括模型和三维场景构建；漫游平台设计包括三维图形显示和输入命令控制。

3虚拟旅游系统模型构建

3.1系统模型构建

3.1.1现场数据资料采集 为了能准确直观地进行景区建模设计，需要到石鼓书院景区进行实地考察，并对景区重点建筑进行测量，得到场景建筑与建筑之间的距离，建筑的长宽高数据，然后根据采集数据和地图以一定比例进行缩放，形成一个固定的比例尺，使模型各部分比例缩放相同，模型更逼真。同时对石鼓书院景区建筑细节进行拍照，利用3ds MAX中的网格进行建模以增加模型的精确度。3.1.2地形模型建造 虚拟旅游区场景最基本模型是地形，地形的比例直接影响各建筑之间的位置，所以地形模型与现实地形比例应与建筑模型比例尽可能一致，这样才能把地形对建筑的影响控制到最小，从而达到更逼真的效果。 本例中利用百度地图的准确性，把石鼓书院整个平面图导入3ds MAX中，将整个地形勾勒出来，然后确定各建筑的位置，再根据各建筑所处地形，在3ds MAX中采用多边形拉伸、挤压、衰减等命令完成地形模型的构建。地形包括平坦地形如道路、台阶等，凹凸不规则的自然景观地形可采用层叠法得到。3.1.3植物模型建造 植物属于自然景观，是虚拟旅游区景观中不可或缺的部分，在现实景区中扮演着重要角色，能多样化点缀人文景观，衬托出生机勃勃的景象。 由于植物在景区中分布广泛，场景范围较大，而且植物多样化，考虑到实时漫游需求，在虚拟场景中应减少真正的植物模型，以植物贴图办法来显示效果。同时为减少工作量和资源消耗，在自然景观中拟采用相同的植物模型，采用层叠法达到效果。 在 3ds MAX中使用多边形挤出工具做出树干，然后用若干平面交叉在一起形成树叶，得到一个植物模型，在虚拟场景中同类树可共用一个模型，以节约系统资源。3.1.4水体模型建造 石鼓书院位于湘江和蒸水河的交汇处，水体为动态水体，需要表现出波纹、涟漪以及倒影等效果，在3ds MAX中运用噪波衰减配合关键帧实现波纹运动，产生水面涟漪的效果，在Unity3D中直接创建，再根据需求分别进行渲染3.1.5建筑模型建造 石鼓书院是个古人文景区，建筑皆为古建筑，雕梁绣柱、殿堂楼阁、高台厚榭、朱甍碧瓦，一些细节如建筑檐角、雕纹等很难在虚拟系统中刻画还原。 石鼓书院旅游区建筑平面图采用 AutoCAD完成，然后导入到 3ds MAX 中建模。阁楼内部结构复杂，采用粗略建模。根据阁楼对称特点，得到阁楼内部基本结构，然后根据采集的景区照片分别对建筑的屋顶、外侧门窗、四周屋檐采用精细建模、次精细建模方式。外侧面大部分采用精细建模，再在Unity3D中整合。建模过程中模型面数要尽可能精简，以保证系统流畅运行。3.1.6人物雕像模型建造 人文景区大多有许多雕像，石鼓书院也不例外，像石鼓书院的石鼓、大观楼前的先贤孔子都是雕像，在3ds MAX中建模需要花很多时间。本例运用ZBrush 软件，采用雕刻方法刻画人物雕像，得到次模型后再导入3ds MAX中对雕像细节进行调整，使其与现实更逼真。

3.2系统模型优化

由于虚拟旅游系统资源有限，为了能蛟谟邢拮试聪率钩绦蛟诵辛鞒，在模型建完后需要对模型进行优化。在3ds MAX中，模型的面数对系统流畅程度影响最大，模型的面数越多，系统消耗资源就越大，从而导致游戏流畅度降低，所以模型优化工作之一就是减少模型的面数[3]。 减少面数并不是对模型面数随意减少，只有那些直接添加材质而没有贴图并且看不到的面才能优化，否则会导致模型或贴图变形而影响模型外观。 因为没有参照物，初步建立的模型一般存在数据量大、比例不协调等问题。比例协调物体的建模效果能增加三维场景的真实感，这需要在建模时注意协调模型间的比例，并适当降低模型的面数。场景三维模型初步建成后，在3ds MAX环境中除去冗余的多边形，同时调整贴图模式，减少Vary灯光使用等，通过这些措施优化模型，以达到提高系统运行速度的目的。

4材质及贴图制作与优化

材质及贴图是三维建模完成后在物体着色方面最引人注目、也是最拟真的方法，能使整个虚拟旅游系统真实感更加强烈，本例贴图和材质制作过程包括现场照片采集、处理图片、贴图渲染。 石鼓书院属于古式阁楼建筑，大部分是木质结构，材质相似，而且建筑的部件都是单一材质，无需UVW贴图。为了减少工作量和系统资源消耗，模型大部分多边形直接赋予材质球即可。本例先采集建筑物材质照片，然后通过3ds MAX软件进行材质模拟，得到接近最真实的材质后导出材质球，最后在模型完成后直接赋予材质。小部分使用贴图方式，如门上的对联、石碑上的碑文等。 对三维模型赋予材质和贴图后，需要对模型赋予塌陷命令，将模型转化为可编辑多边形，目的是减少建模过程中出现多余的命令，降低内存和CPU的占用率，提高电脑运行速度。对模型使用塌陷后会把所有附加在三维模型上的修改器、材质贴图等固定在模型上，此步骤在模型完成建模与材质赋予之后进行，否则塌陷后模型将不能进行修改。

5引擎设计与实现

模型设计完成后，将其导入Unity3D中实现交互功能。Unity3D是由Unity Technologies开发的可创建互动内容的多平台综合游戏开发工具[4]，如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型创建。

5.1模型导入准备工作

由于Unity3D与3ds MAX两个软件的开发商不同，模型不能直接从3ds MAX导入到Unity3D中，需要在3ds MAX中进行一些设置，使模型在导入Unity3D后不会出现错误。 在软件3ds MAX导出模型前，需先在3ds MAX中将系统默认单位设置进行修改。3ds MAX中，默认的单位是毫米（mm），而在Unity3D中默认的单位是米（m），两者相差百倍，如果不进行相应处理，会出现unity中模型非常小的情况。 另外在三维模型导出前，必须在 3ds MAX 中把模型的方向轴 y 轴设置为向上。因为在3ds MAX中，模型的z轴是向上的，而Unity3D中是y轴向上。导出模型前必须确认所有多边形整合好且方向轴Y向上，如果部分多边形方向轴y轴没有向上，则这个多边形在Unity3D中将会与模型脱离，形成模型散架。 在3ds MAX中处理完后，将模型以.maxl文件格式导出，然后导入到Unity 3D软件中形成虚拟旅游系统场景。

5.2功能实现

虚拟旅游系统包括人机交互、碰撞检测等功能。人机交互功能是实现漫游的重点，本文使用第一人称控制角色遍历虚拟场景，从而实现人机交互。碰撞检测是控制角色与模型间的物理反应，在Unity3D中，对物体分别添加相应的碰撞器，设置障碍物，当角色遇到障碍物时，不会出现穿插、陷落等bug现象。模拟物体遇到障碍物时的物理反应，如当角色遇到墙壁时不能继续前进等。 添加碰撞器后，需要对模型添加场景光照（Lightmapping），以增强场景立体感，使场景看起来更加真实。在Unity3D中，先选定模型然后在Inspector视图勾选Static复选框，使得模型标记为Static，Unity3D会默认这些物体为不移动的静态物体，然后这些标记为Static的模型会受到场景灯光的影响。接下来修改灯光参数，如光源方向、Bounces 数值、Resolution数值等，最后生成Lightmaps。 Unity3D自带人物插件，下载安装即可，只需要修改一些参数即可控制角色动作，如前进、跑步、跳跃等，用户可通过鼠键来控制角色漫游，实现人机交互。

6结语

本虚拟旅游系统借助3ds MAX建模还原虚拟场景，结合Unity3D的虚拟现实交互技术，设计制作了石鼓书院虚拟旅游系统，使景区具有更强的展示效果和视觉表现力，促进公众关注和了解湖湘文化，实现便捷的互动旅游。

参考文献：[1]张占龙， 罗辞， 何为，等. 虚拟现实技术概述[J]. 算机仿真， 2005， 22（3）：13.

[2]蔡翊. 基于Unity3d的金丝峡地质公园虚拟旅游系统的研究与实现[D]. 西安：西安科技大学， 2012.

第2篇：虚拟现实技术的实现范文

【关键词】虚拟现实技术;虚拟校园;应用

前言

随着科学技术的迅猛发展，我们进入到了一个信息和技术多元化的时代，对于21世纪来说，在科学技术界，最具有发展潜力的计算机应用技术要堪称网络技术、多媒体技术以及本文中要探究的虚拟现实技术。虚拟现实（Virtual Reality），其英文简称为VR，最早是在1989年由美国VPL公司创造的一个新词。虚拟现实技术主要是利用计算机生成的虚拟环境进行仿真和交互，因此在当今社会，人们对虚拟现实技术给予了高度的重视，并把其成为改变世界未来的重要技术，其地位仅次于互联网技术。近年来随着人们对虚拟现实技术的深入研究，其已经被广泛应用到多种领域，如教育、军事、建筑设计漫游、医疗以及产品设计等，并且为这些行业的发展带来了丰厚的经济效益和社会效益。

对于虚拟现实技术在虚拟校园中的应用也是近几年来的一个研究热点。众所周知，校园文化、学习氛围对教育的巨大影响及其作用。老师、同学、学友，教室、课堂，实验楼等等，校园的一草一木，每一次活动无不潜移默化地影响着我们每一个人，伴随我们健康、快乐的成长。从某种程度上来说，我们从校园中得到的收益远远超出书本所给予我们的。因此在网络技术的发展推动下，利用虚拟现实技术仿真我们的校园环境是社会发展一大亮点。

一、虚拟现实技术

（一）虚拟现实技术概述

虚拟现实技术（Virtual Reality）是一种综合性的技术，在计算机领域来说，虚拟现实技术称得上是一项新技术，它是建立在多种科学技术的基础上，例如计算机图形技术、网络技术、多媒体技术、立体显示技术、传感与测量技术、微电子技术、人机交互技术以及仿真技术等多种技术，同时虚拟现实技术也包综合运用了如光学、数学、力学、机构运动学等各种学科。在虚拟现实技术的实际应用中，人们是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，从而为使用者提供关于触觉、视觉、听觉等多种感官的模拟，让使用者产生如同身历其境一般的感觉，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。因此虚拟现实技术的兴起，不仅为智能工程的发展提供了新的界面工具，加强了人机交互界面的发展速度，同时还提供了新的描述方法用于各类工程的大规模数据可视化方面。总的说来虚拟实现技术不仅已经对人们的生活产生极大影响，还是21世纪重要的发展学科。

（二）虚拟现实技术的三个主要特征

1.浸没感（Immersion）

浸没感又可以称为临场感，它是指当使用者身处在模拟环境中时，用户有一种主人翁的感觉，有真实的存在性。真正理想的虚拟环境，应该达到使用者无法分辨现实与虚拟的目标，用户在虚拟环境中不会有杂乱的思想，而能够全身心的投入到计算机技术创建的虚拟世界中去，要让使用者感觉到周围的一切都是真实的，要保证虚拟环境中所听到的、看到的、闻到的以及尝到的都感觉起来和真的一样，不会出现与现实生活中的差别。

2.交互性（Interactivity）

交互性是指使用者身处模拟环境时，其对环境内物体的可操作程度以及触摸这些物体时得到的自然反应程度。例如，当使用者去品尝模拟环境中的虚拟饭菜时，鼻子可以闻到饭菜的香味，嘴巴可以品尝到饭菜的味道。当使用者用手去直接抓模拟环境中虚拟的物体时，手会产生却是有握着东西的感觉，并且还可以明显感觉处物体的重量，当使用者手握东西而在空中移动时，被抓的物体也能立刻随之移动。

3.想象力（Imagination）

虚拟现实技术依据计算机三维建模技术，不仅可以真实再现我们生活中的场景，还可以具有广阔的可想象空间，能够不断拓宽人类的认知范围，可以随人们的意愿而构造出客观不存在环境，甚至是一些现实生活中根本不可能发生的环境，也就是说虚拟现实技术具有较强的想象力。

二、虚拟校园

虚拟现实技术利用计算机生成的三维空间，为人们建造一种虚拟环境，提供人与计算机进行交互的机会，这对于世界的未来发展来说，虚拟现实技术必然会给社会带来重大变革。随着虚拟现实技术被广泛应用于各个领域，极大改变了人们以前的惯，近年来将虚拟现实技术应用在虚拟校园中更是受到众多人的青睐，尤其是虚拟校园在现在很多高校的使用，例如北京大学、浙江大学、西北大学、上海交通大学、中国人民大学、西南交通大学等高校，都采用VR技术建设了虚拟校园，利用虚拟现实技术已经成为高校发展的一种趋势。

（一）虚拟校园概述

随着我国教育体制的不断改革，我国各大学校纷纷进行调整，尤其是当前的各大高校，出现了多校区模式，而这种模式会给学校的日常管理与规划带来很多的不便，再加上我国加大对高校的建设力度，高校的规模也在不断扩大，这导致其发展建设任务非常巨大，高校的管理迫切需要现代化。随着信息时代的到来，我们可以利用计算机网络技术、虚拟现实技术和三维地理信息系统技术在计算机网络上建构虚拟校园，以三维可视化的界面和虚拟现实场景界面使得虚拟校园中的各种设施和服务都是给人一种身临其境的感觉，从而对学校的教学、管理、科研以及生活服务等有关信息资源进行统一整合和集成，从而建立一个统一用户管理、统一权限控制和统一资源管理的现代化校园。这种超越时间、超越空间的虚拟校园可以极大提高高校校园的管理水平，同时这种虚拟现实技术还可以极大促进远程教育的发展，最终为数字大学的建设奠定良好的基础。

（二）虚拟校园建设方案

1.三维场景建模

三维场景建模就是指依靠计算机，将真实环境中的主要建筑物，例如建筑物、路灯、人工湖模型、树木、规划绿地等都按照物体的实际尺寸构成一个虚拟环境。常用的三维场景建模软件有3DS MAX、Auto CAD、Pro/E、Solid Edge、Solid Works等。其中3DS MAX 是一种非常优秀的三维动画造型软件，目前被广泛用于建筑、游戏、广告等多个领域;Auto CAD是一个功能齐全、应用广泛的图形软件包。一方面它具有丰富的绘图和绘图辅助功能，而且操作简单，可视化强，另一方面Auto CAD不仅能够熟练处理二维绘图，其三维空间内的建模和渲染功能也日益完善。

2.实时漫游系统设计

实时漫游系统设计就是要对三维场景中实时漫游控制，这个实现过程主要是利用视景开发库和程序开发语言来完成的。在实时漫游时，我们可以借助虚拟现实建模语言（VRML语言）并结合Java语言、或通过Vega、Virtools等实现。其中虚拟现实建模语言（Virtual Reality Modeling Language，VRML）是虚拟现实技术、Internet技术和多媒体技术这三种新技术的综合点。虚拟现实建模语言主要由Vega库和Lynx图形化用户接口组成，是一种可以开发的平台。在运用过程中时，通过Lynx的图形界面我们可以建立实时驱动中所必需的对象，例如：通道、场景、窗口等，还可以设定我们实时驱动时的对象初始化参数以及它们之间的相互关系。在程序运行过程中，我们可以利用Vega类函数来实现计算机与用户交互中的选择功能以及其他方面的特殊要求等。Virtools软件的功能非常多，而且很强大，首先其是一套整合软件，可以将现有常用的档案格式例如2D图形或是音效、3D的模型等板块整合在一起;其次Virtools含有丰富的互动行为模块，可以对3D环境实现虚拟实景进行编辑，从而可以根据需要制作出许多具有不同用途的3D产品，例如我们常见的网际网络、建筑设计、教育训练、计算机游戏、交互式电视等。

三、结语

综上所述，如今虚拟现实技术依靠其巨大优势受到了我们人类的广泛认可与高度评价，在未来的发展中，虚拟现实技术还将会继续影响我们的生活，改变我们的思维方式，让我们对自己喜欢的现实生活场景可以长久的保留下来，并可以主动参与其中去构建心中所想的事物。因此虚拟现实技术必然会成为改变未来社会发展的一大科学技术。

参考文献

[1]张志安.基于VR技术的虚拟校园系统的设计与实现[J].光子学报.2011（05）.

第3篇：虚拟现实技术的实现范文

关键词：现代教育技术；虚拟现实；教学模式；教育应用

引言

新一轮的信息革命将深刻地改变传统行业，逐渐克服技术难题之后，5G通信技术、人工智能技术、虚拟现实技术都得到了长足的发展，研究者们开始关注虚拟现实技术的应用，它在现代教育领域的运用成了瞩目的焦点。

1现代教育技术的特点和发展趋势

现代教育技术是把现代教育理论应用于教育、教学实践的现代教育手段和方法的体系。它以实现教学过程、教学资源、教学效果、教学效率的最优化为目的[1]。它的现代化体现在教学设计现代化、教学手段现代化、教学媒体现代化。随着现代教育科学和现代信息技术的飞速发展，现代教育技术和教育联系紧密，它增加了信息传递的方式与方法，提升了教学效果与效率。现代教育技术与普通教育技术没有本质区别，突出”现代”一词的目的是要更多地关注现代科学技术的相关问题，吸纳新的科学技术成果和思维方式，凸显教育技术的时代特色。目前，教育技术在教育中的应用可以按照技术特点大致分为以下5类：（1）基于传统媒介（如书本、图片、画册、黑板、模型、实物、小型展览）的常规教学模式；（2）基于视听技术（计算机技术）的多媒体教学模式；（3）基于卫星通信技术的远距离教学模式；（4）基于因特网等网络技术的网络直播教学模式；（5）基于三维仿真技术的“虚拟现实”的教学模式。随着现代信息技术的快速发展，许多新技术被用到教育教学实践中，丰富了现代教育技术的内涵。现代教育技术突破了传统教育方式，正朝着多媒体化、网络化、信息化、教育技术应用模式多样化和远程教育普及化的趋势发展[2]。而“虚拟现实”的教学模式，具有多种教学模式的优势，试想一个场景——分散在世界各地学习者穿戴着虚拟现实设备，汇集到一个共同的虚拟社区，在这里自由交流与学习——这种美好的愿景并不遥远。

2虚拟现实的概念及特征

虚拟现实是一项融合了计算机图形技术、多媒体技术、传感器技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术、心理学及仿真技术等多种科学技术发展起来的计算机综合技术[3]。虚拟现实技术有三大基本特征：沉浸感、交互性和想象力，它强调人在虚拟现实技术中的主导作用[4]。交互性是指用户与虚拟空间中的虚拟物体的互动能力；沉浸性是指用户在计算机生成的虚拟环境中，通过模拟视觉、听觉等感官，给人以真实感觉；想象性是指用户在虚拟环境中，根据环境传递的信息以及自身沉浸在系统的行为，通过自己的逻辑判断、联想等思维过程，想象虚拟现实系统中并未直接呈现的画面和信息。近年来，科技不断发展，信息量呈爆炸式增长，虚拟现实技术能有效地提高信息传播和教学效率。虚拟实现的特性符合现代教育技术对提高教学水平的要求。

3虚拟现实技术在教学中的运用途径

3.1自主学习

虚拟现实提供了一种崭新的交互方式，学生可以通过眼睛、耳朵等多种感觉器官与它进行实时互动。学生凭借自然语言交互，以触觉、视觉、听觉作为媒介，和计算机进行交流沟通。这种崭新的人机交互方式，给与学习者全新的体验：在这个虚构的学习场景中，真实与虚拟模糊了边界，理论知识和实践操作同时进步。虚拟现实模拟的环境大体可以分为三个层次：（1）“显示现实”，还原真实的环境，但是一般人不容易直接接触，如火山口的场景、银河中的场景、危险的化学实验室等；（2）“模拟现实”，模拟现实中不存在的环境、特殊条件下才会产生的事物，如仿真训练、模拟训练等；（3）“创造现实”，突破现实的制约，想象力有多大，创造力就有多大，一切现实法则都可以在虚拟空间中被颠覆，给学生发挥创造力的机会，把好的创想在虚拟空间中尽情展现。

3.2虚拟实验室

虚拟实验室是虚拟现实技术的一大创新，学生可以在其中自由实验，动手操作，观察各种实验反应，摆脱常规实验室的局限。在虚拟物理实验室中，学生可以虚拟出各种物理现象，实验效果直观可见；可以看见现实中看不到的磁场，理解磁场变化的原理；可以感受桥梁大厦的建造与崩塌，分析其中的力学原理。身处虚拟生物实验室内，可以仔细观察人体组织的切片结构，各种骨骼结构也变得清晰透明。在虚拟化学实验室中，学生可以远离现实实验室的各种危险，安全地操作天平、砝码，观察燃烧、爆炸等反应现象；在虚拟地理实验室中，学生可以进行地震和火山爆发等实验，瞬间遨游太空，瞬间又深潜入海底，尽情体验地理科学的魅力。想象力的边界才是虚拟实验室的边界，虚拟实验室将成为学生们最喜爱的场所。

3.3技能训练

虚拟现实沉浸感和互动性的特性，可以使学习者全身心进入学习状态，在安全的虚拟环境中反复练习，不断试错，直到熟练掌握技能。例如，在虚拟射击培养体系中，学生可以重复射击，提高反应能力，学习不同的掩体情况下的射击方法，直到熟练掌握。运用VR技术可以使医务工作者反复操练，保障手术训练的实效。在教学技能训练方面，与传统微格教室相比，在虚拟教室中，师范生可以自由选择面对的学生人数，克服上台教学的畏惧心理。但是值得注意的是，真实的情景也是技能训练不可或缺的内容，需要合理安排虚拟现实学习和真实情景练习，找到它们之间的平衡点，最大化利用虚拟现实技术的优势。

4虚拟现实教育应用的展望

虚拟现实技术正处于高速发展阶段，它会给教育带来巨大的变革，未来的虚拟现实系统能够与通信技术、大数据技术、人工智能技术等前沿科技紧密结合。在虚拟教育社区，每个学习者都有自己唯一的虚拟身份，能够在虚拟的空间中与他人的虚拟角色互动交流，也能与人工智能的虚拟角色交流。人工智能虚拟学伴可以为学习者提供全程的学习规划指导，制定个性化的培养方案；学习者的成长轨迹全程被记录在虚拟世界之中，通过物联网技术制作的可穿戴设备，学习者的身体健康状况也可以被详实记录。数字虚拟世界和真实世界共同培养人才，这正是未来智慧教育的图景

第4篇：虚拟现实技术的实现范文

关键词：虚拟现实；环境艺术设计

在人类文明的历程里，展示艺术在社会中有着非常重要的作用，它作为人类沟通和传递信息的桥梁，具有极高的价值。由于社会信息时代的到来，计算机行业发展迅速，多媒体技术、虚拟现实技术和网络技术已经得到了大量的应用。展示方式也产生了天翻地覆的变化，它已经从传统单一的形式转向成一种综合性设计。随着虚拟现实技术的高速发展，它已经逐渐地接近我们。2003年世界各地受到非典疫情的影响，使得多个实物展被取消。此时，网络会展的出现受到了人们的欢迎，它弥补了实物会展的不足，发挥了非常大的作用。如今许多景点都做了这样的系统，给人们更好的体验。

1 虚拟技术的概述

虚拟现实技术是跨越多媒体技术、网络技术和建筑动画及技术的一门综合性非常强的技术。从某种程度上来看，他继承了网络、多媒体、人工智能、图形学进等最新技术的发展成果。中国对虚拟现实技术的研究早在20世纪90年代就开始了，较早开展此项技术试验的研究中心等在虚拟现实技术视觉接口方面取得了突飞猛进的成果，虚拟现实技术已经设计出了以电脑为基础的虚拟显示系统，实现了先进的演示方式。开设了虚拟建筑环境实时漫游系统，与此同时，除场景演示外，这项技术还成功地摆脱了人的高级行为中人脸识别和表情识别等问题，完成了虚拟现实中的软件接口及体视图。

虚拟现实技术具有构想性、交互性和沉浸性的特征。首先，他能让使用者融入情景，具有非常强大的吸引力。其次，它能够形成具有多维化的信息环境，从而在最高程度上达到使用者和展示品的最好交流。

近几年来，展示艺术设计在中国发展迅速，人们的需求随着物质生活水平的提升进一步提高。人们在建立物质生活中更能代表自己的精神家园。艺术是将公众和提高城市文化品位联系在一起的关键。展示艺术的界限是建筑的内外空间，它涉及的学科非常广泛，涉及范围也大，涵盖了室内和室外两种空间组合设计。展示艺术涉及是一个非常复杂的系统工程，它和一般的艺术创作不同，是在尊重现实条件和自然环境的基础智商，运用科学合理的方法，对环境进行创造和改善，使之更加接近人们的日常生活和交流。[1]

1.1 全景图像技术

全景图像技术是目前发展最快且最流行的新视觉艺术，它将图像处理全景摄影技术作为基础，通过相机环绕进行360°的四周拍摄，拍摄一组照片或利用鱼眼镜头将拍摄的所有方位拼接为全景图像，再通过计算机技术实现全方位互动式观察，将真实场景还原后展示给观众。全景图像技术从严格意义上说并不属于三维技术，也不算真正的虚拟现实技术，但是通过全景图像技术带给人们真实的现场感与交互感是虚拟现实技术的标准之一，因此它常被称作是准虚拟现实技术。由于全景图像技术较为简单，耗费成本也较低，目前被广泛地应用在场景展示中。

1.2 三维显示技术

立体三维显示技术的目标是使人具有身临其境的逼真感，这也是虚拟技术的核心技术之一。想要逼真的模拟视觉功能，主要依赖于三维显示技术的图像处理能力与理解能力。三维显示技术主要有两种，一种是通过软件三维制作，现实与平面显示器中的三维图像，另一种是基于硬件技术在空间中展示出来的三维图像。第一种技术实际上就是软件技术，如Maya、3dsmax等三维建模软件制造出的三维图像，硬件显示平台为平面显示器，另一种是平面视觉上的三维显示；第二种技术实质上是硬件技术，如空气成像技术、多通道投影技术。空气成像技术是最近研发出的相对高端的硬件技术，可以实现空气中呈现立体影像，同时具有触控感应交互性。多通道投影技术可是实现放映环幕影像放映。[2]

2 虚拟现实技术在现代展示艺术中的艺术表现

虚拟现实艺术是典型的艺术和科学的结合，是一种新媒体表现形式。虚拟现实技术的相关手段强有效地弥补了传统二维展示设计而被动观察的缺点，展示了视觉语言有一个纵深的扩展。虚拟现实展示的最大优点就是交互性和实时性。实时性可以让参观者从任一个角度欣赏，增强产品的表现力，让参观者更加有效理解参观品的性质。在展示艺术中，在很大程度上帮助了设计者，从而给艺术领域带来新的表现手法。[3]

虚拟现实技术所体现出的艺术性一方面应用于数字影像。影像是一种非物质话的图像，但同时这种影像又在模拟显示物质环境，甚至已经超越现实构建新物质环境，这种现实与虚拟的变换常常引发人们的思考，这本身就是一种艺术。另一方面，通过基于现实又超过显示的表现，能够表现出一种让人沉浸在其中的非常真实的三维效果。与传统技术对比完全不同。虚拟的显示技术更加侧重于感官的真实性，通过模拟真实性对整体色彩对比与光影再次进行统一，加深气氛的渲染和情感的宣泄，增强其艺术特点。[4]

3 现代展示艺术的虚拟现实化发展趋势

基于目前的科学技术水平而言，虚拟现实技术还是一项新兴的技术，此项技术在现代展示艺术中的应用也处于初步阶段。尽管虚拟现实技术在现代展示艺术中的应用尚未成熟，但是从现阶段看，其应用水平已经表现出独特的优势与发展前景。它所带来的不仅是展示艺术视觉效果的革命，更是前所未有的全新交换式体验。[4]

虚拟现实技术与展示设计的结合，不仅实现了展示对象表达方式的动态化与多元化，让观众能够身临其境地感受展品，可以让观众亲自设计与操作，增强其对展品的理解。虚拟现实化在现代展示艺术中的应用是科技与艺术的完美融合，它拥有着前所未有的创造性，使人与机器、人与人之间的交互更加合理。

4 结语

人的认识活动以感觉为起点，不但能够认识客观事物的各种性质，而且感觉也是心理活动和意识的主要依据，人脑通过这种方式直接与外界相联系，而虚拟现实技术正是运用这一原理来满足人类需求的。作为目前网络多媒体技术应用的热点之一，虚拟展示形式在一些发达国家的诸多行业里面得到大量的应用，并且已经产生了巨大的经济效益。虚拟展示在各大领域都扮演着重要的角色，而在当今的产品展示以及各种商业设计展示中，虚拟现实技术则发挥着强大而独特的作用。

参考文献：

[1] 赵明，李明璐.虚拟现实技术在现代展示艺术方面的运用[J].房地产导刊，2014（15）：39.

[2] 龚丽婷.浅谈高新科技在现代展示设计中的应用――以虚拟现实技术为例[J].科教导刊（电子版・下），2015（3）：149+174.

[3] 孟凡超.浅析虚拟现实技术在现代展示艺术中的应用[J].天津美术学院学报，2012（2）：76.

第5篇：虚拟现实技术的实现范文

关键词：虚拟现实；VRML；网站

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1003-2851（2011）09-0-01

虚拟现实技术(简称VR)，它融合了计算机图形学、数字图像处理、传感器技术、多媒体技术等多个学科的知识。它的出现，实现了人机的三维交互，目前广泛的应用航天、物理实验和建筑等领域。

一、虚拟现实技术的特征

虚拟现实技术特征有：1、多感知性；2、交互性；3、沉浸性；4、和想象性。

（一）多感知性。就是让计算机具有视觉、听觉、味觉、力觉、触觉、运动感知、嗅觉等，但由于目前传感器技术的现在，有些技术还达不到。

（二）交互性。就是可以身临其境和虚拟世界进行交互，如控制生产过程和实验过程等等，从而发现问题，解决问题。

（三）沉浸性。就是仿佛自己置身其中，身临其境，对虚拟场景进行观赏，通过传感器，可以让人感觉到一切都是真的，如看到饭菜，就能闻到香味，倒地的时候能感觉到疼痛等，一切的感觉和现实没有区别。

（四）想象性。因为虚拟现实本身就是做虚拟场景的，当然可以做出自然界中我们做不到或者不存在的场景，如在宇宙中飞行，血管中漫游等。有很广阔的想象空间。

二、VR技术的组成

VR技术由软件和硬件组成。

（一）VR技术的软件方面。VR技术应用到的软件技术有：建模软件、模型驱动和编程软件。

（二）VR技术的硬件方面。VR技术因为要和虚拟场景进行交互，所以硬件方面包括计算机、头盔式显示器、跟踪器、传感手套、屏幕式、房式立体显示系统、三维立体声音生成装置等。

三、VRML与开发工具

VRML(Virtual Reality Modeling Language)是一交互式三维空间的虚拟现实建模语言。通过VRML编程可以实现和虚拟场景的交互，如漫游虚拟的建筑物和园林等；VRML编制的程序是以文本的格式进行保存的，由能解析VRML语言的插件的网络浏览器进行解析。精简的文本格式的程序文件，在网上传送非常快捷，搭建网络虚拟校园网站就是其应用之一。

VRML编程时，节点Node technology用于定义虚拟场景中三维模型，其它节点可以定义场景中对象的颜色、光照、动画、造型等，另外还可以定义动画中的定时器、内插器和传感器的定位和朝向等。编程可以用文本，或者用VRML PAD都可以。

VRML Pad是一种功能强大且简单好用的VRML开发设计专业软件，支持VRML97标准。通过VRML Pad可以对VRML文件进行浏览编辑，对资源文件进行有效的管理，并且

提供了VRML文件向导，可以帮助开发人员编写和自己的VRML虚拟现实作品。另外，它提供的插件功能也能方便地完成VRML模型创建。

四、虚拟校园网站实现

（一）设计

把校园里的各种模型，利用MAX软件进行建模，模型建好后，利用VRML进行编程，实现校园的交互性、沉浸感和构想性。要实现的目标是：访问者通过鼠标或者键盘的操作，在校园里进行漫游，并可以实现仰视、俯视和改变视点的效果，可实现推门、移动物品等行为。

（二）程序编制

1、链接子场景文件。我们知道，场景过大时会导致系统速度变慢，所以，我们通常用内联节点（inline）来实现子场景之间的链接。程序代码如下：

DEF NOI Inline{

BboxSize 15 15 26

BboxCenter -233 -28 198

url“N02.wrl”}

2、场景中动画的实现。场景要实现动画的功能，就需要创建内外部场景。如访问者到门口的时候，要实现打开的效果，而且还要实现进门后关门的效果，这就需要创建一个触发器的节点，由rount(路由节点)来链接开门和关门的动作。

3、重复场景解决。场景中有重复场景时，可以使用DEF和USE节点来复制场景。程序代码如下：

DEF N01 Transform{

translation 0 13 2

scale 0.5 0.5 0.5

children shape{

}

Transform{

translation 0 25 0

rotation 0 1 0 3.141

children USE NOl

}

4、实现VRML页面和HTML网页的链接。

程序代码如下：

进入VRML场景

第6篇：虚拟现实技术的实现范文

关键词：城市规划；虚拟现实技术；应用

中图分类号：G710 文献标识码：A 文章编号：1003-2851（2012）04-0236-03

一、虚拟现实技术的介绍

1.什么是虚拟现实技术

随着计算机技术的不断发展，虚拟现实技术成为近年来计算机软件技术的一项新兴技术。由于虚拟现实技术的直观性很强，能在电脑上进行模拟仿真，比平面图像更能说明问题，并且更具有经济性，即省时间由省人力，能够广泛的为各个领域所运用。可以说虚拟现实技术给社会发展带来的便捷将使其能够大显其道，虚拟现实技术的运用也是近年来的发展方向。

虚拟现实技术按照维度虚拟程度的不同分为三维虚拟技术和全维度虚拟技术。全维度虚拟技术是目前国外在虚拟仿真领域的研究，其研究内容是使虚拟技术完全脱离三位维度而向一个全立体虚拟环境发展。中国目前运用最为广泛的是三维虚拟技术。而三维虚拟技术的运用正是本文重点论述的内容。

三维虚拟技术属于三维图形技术行列。三维图形技术分为两大类，一是三维虚拟技术；二是三维动画技术，两者都用于模拟真实世界和想象世界。由于两者的应用原理不同，其应用领域也大不相同。

三维动画技术采用的是传统的计算机动画，采用关键帧的方式制作，先进行三维预渲染，得到了完整的三维动画视频之后利用播放器将动画播放出来，所以三维动画技术被广泛运用于电影、广告等预先设计好的演示。

在此我将重点论述三维虚拟技术在城市规划领域的应用和研究，之所以以此作为论题是由于三维虚拟技术在城市规划上的应用最为广泛，随着时代的不断进步，社会对城市建设、城市规划的要求越来越高。网络社会的概念不断加强，三维虚拟技术能够更好更便捷的为我们城市规划建设服务。这种技术适应了社会现代化的要求，使虚拟仿真技术很好地运用在城市规划设计上，为我们的城市建设工作更加省时省力并且能更加全方位思考。在计算机平台上进行虚拟操作可以从各个方位多个角度思考规划方案，能从早期发现问题解决问题。

由于三维虚拟技术的虚拟仿真性，使其更多运用在城市规划建设的工作中。这一技术的扩充性和延展性很强，通过我们的不断研究能使其在城市建设领域以及城市建设的其他领域起到的作用不断加大，为城市建设事业带来更多收获。

2.三维虚拟技术的发展历程

三维虚拟技术属三维行业领域。三维行业在中国的起步时间是上世纪九十年代。自98年看是到现今其经历了一个扩张时期，这是三维行业在中国市场大放异彩。目前在中国的三维行业可以分为以下几个分支：1、电影、广告；2、游戏；3、电视包装；4、城市建筑，其中以城市建筑领域的运用最早也最为广泛。

最早的三维技术实现平台是由美国的Autodesk公司开发的3d Studio Max软件。此软件是一款基于PC系统的三维动画渲染和制作软件。早期的三维技术在中国建筑领域的运用由于技术原因有很大的局限性，三维技术只能实现建筑效果图的绘制以及部分简单的跑相机似的建筑动画。随着3D技术的不断完善以及日益多元化的创作手段的出现，三维技术在建筑业所起的作用也日益增强。目前实现三维技术的主流软件主要有：3ds Max、Maya、Softimage/XSI、Lightwave3D、Cinema4D、PRO-E、Rhino（Rhinoceros犀牛）等。由于三维技术的日益完善以及它所带来的强大的经济效应，三维虚拟技术的概念也日渐成熟。

三维虚拟技术是三维动画技术的一种，与三维动画技术的区别在于三维虚拟技术还具备三维动画技术所没有的实时性和交互性。三维虚拟技术是虚拟仿真技术的一种，是局限在三维空间之下的一种虚拟仿真，而虚拟仿真技术的另一种全维度虚拟仿真也被称之为虚拟现实技术。这种技术出现在20世纪末期，它的出现引起了人们的广泛关注。目前国外正在对此领域进行深入研究，我将在国外研究部分做出论述。

3.国内在虚拟仿真领域的研究以及存在问题

三维虚拟技术目前在建筑领域的运用有城市漫游动画、建筑漫游动画、房地产漫游动画、小区浏览动画、楼盘漫游动画、三维虚拟样板房、楼盘3D动画宣传片、地产工程投标动画、建筑概念动画、房地产电子楼书、房地产虚拟现实等动画制作。

三维虚拟技术在我国城市规划、城市建设的发展前景是不可估量的。由于三维虚拟技术的不断发展，它既能带给观赏者身临其境的感觉；又能模拟尚未实现或准备实施的项目的完成效果。从单一的几何模型到复杂的动态形象，不论是道路、桥梁、隧道、立交桥、街景、夜景、景点、市政规划、乡村规划、乡村形象展示、数字化乡村、虚拟乡村、乡村数字化工程、园区规划、场馆建设、机场、车站、公园、广场、报亭、邮局、银行、医院、数字校园建设等都可以通过三维虚拟技术得以实现。

由三维虚拟技术和现代信息科学技术带给中国经济的发展空间正在不断壮大；由它们所带来的科技化、信息化、智能化的城市虚拟空间将成为21世纪的信息主流源。

二、虚拟现实技术在城市规划领域的应用

1.城市规划简述

城市规划指的是一个城市在一段时期内的发展计划的设定，它研究的是一个城市在未来的一个发展动向，这其中包含了对城市地区的合理布局、城市的各项工程建设的合理部署。它是城市建设和城市管理的重要组成部分，也是城市建设和城市管理的重要依据。一个城市的三个重要管理阶段是:城市规划、城市建设和城市运行，而城市规划则是三个管理阶段中的龙头。

2.城市规划领域使用三维虚拟技术的必要性

在这个以知识经济为核心的信息时代，计算机科学技术已成为全世界公认的本世纪最主要和最核心的科学技术，它已渗透到社会生活的各个方面，影响和改变着人类的思维模式和行为模式。它在城市规划和城市建筑领域的作用更是不容小觑，随着网络技术的不断发展与成熟，计算机辅助设计技术在建筑行业中的应用得到了进一步普及。

在城市规划领域使用三维虚拟技术的必要性将从两个方面进行：①是从城市规划建设方面来看对三维虚拟术应用的必要；②是从城市规划管理方面来看对三维虚拟技术应用的必要。

①是从城市规划建设方面来看对三维虚拟技术应用的必要首先，我们必须要了解城市规划建设在设计上的设计内容。城市建设设计内容主要有：城市宏观设计、城市中观设计、城市微观设计三个层次。

城市的宏观设计指的是对城市的格局和形态的设计，具体为城市的整体分布、城市的功能组团、环境保护、土地利用等。在设计上更加注重城市的关键性特征和自然景观构成。在进行城市宏观设计时，评估的重点是看能否创造高素质城市环境和优美的城市视野，以此来鉴定城市宏观设计的成功与否。

城市中观设计是指设计城市空间与城市建筑之间的关系；具体内容有：用地布局、建筑设计、地标物建设、街道分等等，也就是城市的连接度与整体性、城市的体量与高度的设计。城市中观设计的内容与宏观设计的内容相辅相成，是中观设计更加注重城市的视觉质量、人工建造物的城市角度和适宜度、城市整体轮廓与体量的协调、具体环境的设计与美化等。

在计算机运用上要解决城市建设视景的要求就必须要能再计算机上感官看见以上所说的宏观、中观、微观三个层次的内容，具体而言就是：一是三维地形的显现；二是城市密度、容积率的显现；三是大面积三维建筑的显现。四是能速重绘画面进行实时仿真。而针对以上的要求，三维虚拟仿真技术都能够一一实现，文章在前面具体分析了三维虚拟技术的技术性能。并且可以看出，目前来看运用三维虚拟技术进行城市规划设计适应了时代性和科技性的趋势。

下面我们看看三维虚拟技术在城市规划建设上的具体应用。

三维虚拟技术在城市规划建设上的具体应用按地形而分可以归为三类：一是局部地区城市设计研究；二是大范围城市问题研究；三是区域规划研究。

一是局部地区城市设计研究

城市设计的核心是研究建筑形体和空间要素之间的关系协调，从对城市的环境表现、具体建筑形体刻画、整体模型处理和后续功能研发等方面来看运用三维虚拟仿真技术在制作时再合适不过了。

我们针对城市商务中心区的设计研究来具体说明问题，城市商务中心区设计是属于典型的城市局部地区设计，由于范围不大，我们在选择计算机种类时可以选择中高档PC机进行制作。

然后，我们再根据现有照片、地形原有的平面、立面等图纸资料进行交通设施、环境小品的建模，在三维虚拟技术环境下能够高仿真建模，并且设置VEGA的漫游环境、添加动态模型等工作，最后将制作出的模型文件调入VEGA完成漫游。

二是大范围城市问题研究

以新城区建设为例，新城区的建设规划范围更加广泛，在建立三维仿真时重点应在规划功能的设计开发上。

针对新城区三维仿真的主要功能应该有：方案替换、模型修改（ 高度修改、位置调整等）、矢量规划数据叠加分析、日照阴影分析。其中还包括目前的仿真软件无法实现在漫游过程中的动态阴影的实现。

值得庆幸的是目前国内的以遥感为基础的仿真软件弥补了技术上的不足，运用此软件不仅可以实现在固定观测点上表现建筑在不同时间阴影变化的功能，而且也能够实现地理属性查询。

三是区域规划研究

在进行区域规划的仿真时我们将遥感应用和三维仿真技术结合运用，这样我们就可以实现建立以卫星影像为数据的城区漫游，在数字高程模型的基础上进行区域地区漫游的制作，这样既不影响对区域原有面貌的观看，又能再此基础上进行区域建设和改造，并且能实时对比，运作时即高效又准确，这样的技术结合给我们的城市规划提供了直观而又客观的分析手段。

②是从城市规划管理方面来看对三维虚拟技术应用的必要

三维虚拟技术已经运用到城市建设的方方面面，城市规划作为可视化技术需求最为迫切的领域之一,虚拟现实技术在其诸多方面有着广泛的应用和发展前景，三维虚拟技术提供了非常直观、准确、现时性强的城市规划资料，这为城市建设发展、提高城市管理水平、提升城市规划设计提供了强而有力的依据。

可以说，在城市规划领域对三维虚拟技术的应用是时代的召唤、是技术的支持，三维虚拟技术是城市建设所必不可少的关键性技术。

三、从上海世博会对虚拟现实技术的运用来看未来虚拟现实技术在城市规划领域的发展

1.上海世博会网上世博简介

2010年的上海世博会区别于往届世博会的最大不同就是此次上海世博会运用了虚拟现实技术实现了网络同步的网上世博会。通过2008年中国北京奥运会场馆的建设，中国的建筑漫游动画创作的发展速度越来越快，并且在国内得到了广泛的传播。2010年上海世博会再次使中国的建筑漫游动画得到发展和创新的机会。世博会的主题是：“城市，让生活更美好”，伴着世博会的推广，中国的建筑漫游动画引起了社会各界的广泛重视，使其得到飞速发展。更由于此次世博会的一大亮点是首次举办网上世博会，通过网上媒介，全面引入互联网的传播方式，采用交互设计和多媒体技术等手段，这更加体现出当下互联网的强大以及建筑动画漫游的进步神速。

2.网上世博会的缘起与构架

网上世博会，全称网上中国2010年上海世博会，它是指通过互联网技术、三维技术、多媒体技术，通过虚拟和现实相结合的方式把上海世博会上展示的内容呈现于互联网上，搭建出一个能够进行网络体验和实时互动的世博会网络平台。网上世博会是上海世博会的重要组成部分，是实体世博会的导引、补充与延伸，是上海世博会的两大亮点之一。

能够实现网上世博会这样的创举是由于网络科技时代的蓬勃发展以及三维数字技术的不断进步。网络和三位数字技术的完美结合给予上海世博会全新的展现舞台，使全球公众突破了时空界限，使他们能够全面参与世博，使我们中国的上海世博会实现了真正意义上的全球化。

首届网络世博会的三大主要特色是：三维展示、互动体验以及全球共建。通过网上平台吸引全球公众参与世博会，使无法亲临食博会现场的观众借由网上平台体验世博会的精彩以及希望将上海世博会的盛举作为非物质文化遗产长期保留，是举办此界网上世博会的三大原因。

网上世博会的架构由基础平台和网上展馆两部分构成。基础平台由组织者搭建，内容包括门户网站、网上园区、基本功能等，网上展馆则分为浏览型和体验型两类展馆。浏览馆具备基本浏览和展示的功能，它是以实体展馆为原型，通过文字、图片、音频、视频、动画等方式进行三维展示，浏览型展馆由组织者为需要援助的参展方免费开发。体验馆是浏览馆的增强版，浏览型展馆在以浏览和展示为基本功能的基础上，可实现其它更加丰富的功能和特效，网上参观者可以得到更生动的互动和体验。参展者还可以建设实体世博会中不具有的虚拟拓展空间和展项，利用更丰富的虚拟技术及手段延伸和拓展参展方网上展馆所希望表达的意境和理念。二者相辅相成，完美呈现网上的世博会。

与普通网站相比，网上世博会的区别在于它能够提供给观众全面的三维视觉体验，网页游客能够主动操控三维图像的角度。网上世博会的整个展示内容其中包括，世博园区、世博园片区、展馆外观、展馆内景以及主要展项等都将进行三维数字化的制作。

与普通网站的最大区别在于网上世博会可以将组织者的建设内容和参展者的建设内容二者共存于一个平台之上。也就是说网上世博会具有“全球共建”的特点。

3.三维数字化技术实现了网上世博

由于虚拟现实技术的先进性，使实体世博园区中的建筑、道路、绿化、设施等通过三维虚拟技术在网络上实现了虚拟再现。在网上模拟的天空、云彩、太阳、灯光、装饰、材质等效果通过CG技术在制作，使模拟效果很好地接近真实场馆的场景。展现在网上游客眼中的每一个场景都是一个三维的空间，参观者只需要通过鼠标和键盘操作就能够轻松实现旋转、升高降低的操作，在进行鸟瞰时也也可以通过放大、缩小来调整的场景范围，获得全方位的空间体验。展项展示是网上世博会的有一大亮点，通过网络，游客能够进入场馆和展项发生近距离的互动，游客可以多角度观察或“触摸”展项，特别是一些实体世博会现场不能触碰的展项，在网络上可以实现参观者的触碰愿望。参观者还可以自由的旋转缩放感兴趣的物品，同时还可以通过图片文字、动画、FLASH等多种数字媒体形式了解到对展项的知识性介绍。不仅如此，游客可以在C/S上通过系统提供的部件，组装个性化的展项，让其它游客看到自己的作品，并且发表点评。

网上世博会的虚拟拓展空间可以由参展者根据自己的意念记性无限制的设计开发，由于不受现实空间的限制，参观者可以延伸和拓展实体展馆所希望表达的理念和意境，虚拟展项为参展者的主题演绎提供了进一步发挥的空间。

网上世博会由于运用了数字化技术作为包装，它展示了数字化技术神奇的魅力，也使我们的实体世博会区别以往世博会的不同，使其大放异彩，网上世博会成为上海世博会乃至世博会历史上的一个至高点。

四、结论和展望

从2000年的悉尼奥运会场馆设计到2008年北京奥运会的成功举办再到2010年上海世博会的网上世博会亮点的产生，三维仿真虚拟现实技术正在朝向越来越先进的领域发展，特别是它在城市建设及城市规划上的运用可以说是越来越广泛，所起作用也是越来越突出。以2000年悉尼举办奥运会为例，悉尼在2000年时为了奥运会的顺利召开以及加强对城市的推广，悉尼市建立了全市三维仿真平台，目的用于城市的信息服务、交通分析指挥、城市建设管理等方面，由此取得了巨大的成功。为了能够顺利申办2008年的奥运会，加拿大的多伦多城市也使用了虚拟现实技术对城市进行管理和规划。

在我国，北京、上海、深圳等大型城市在利用三维虚拟仿真技术运用于城市建设方面也已经取得了一定的研究成果，而利用三维虚拟仿真技术的方面是辅助城市重要地段的建设以及大范围的城市设计研究。例如在北京商务中心区、上海浦东开发区、深圳福田中心区的规划中均进行了城市三维仿真技术的初步尝试，并取得了较好的效果。

三维虚拟仿真技术的主要作用在于以城市现貌为基点，融合规划方案后模拟项目实现后的城市景观，并且能够进行多角度动态审视，全面评估城市设计的规划方案，这为城市规划建设和领导决策提供了更为直观、可靠、科学的技术手段。

将三维虚拟仿真技术运用于城市规划建设的优点与好处在于：

①提高了城市设计规划方案的设计和修正效率；

②丰富了城市问题的研究角度；

③提高了城市建设项目的评估质量；

④提高了城市建设项目的管理能力及效率；

⑤提高了为市民公开展示宣传城市形象的效果。

目前，国外虚拟仿真技术显出其极大的优势，国内正在迎头赶上。从目前我国对三维虚拟仿真技术的运用而言，可以看出我国的三维仿真技术发展水平已经有相当不错的程度。从三维仿真技术在我国城市规划上的运用的效果来看，三维仿真技术在我国城市规划中的应用前景是非常广阔的，而且我们相信，三维仿真技术会使城市规划产生技术性的革新，会极大地拓展和丰富城市规划的工作思路。

参考文献

[1]张建伟，陆亨立.虚拟现实技术及其应用[J].电子科技导报，1999.

[2]陈友华，城市规划概论[M].上海：科学技术文献出版社，2000

[3]杨保民，分布式虚拟现实技术与应用[M].北京：科学出版社，2000.

[4]申蔚，虚拟现实技术的理论、实现及应用[J].首都经济贸易大学学报,2001.

第7篇：虚拟现实技术的实现范文

关键词：虚拟现实技术；房地产；展示

一、 引言

虚拟现实技术（VR），是模拟人类视觉、听觉、力觉、触觉等感知行为的高度逼真的人机交互技术。它具有沉浸感、交互性、构想性，可以把抽象、复杂的计算机数据空间表示为直观的、用户熟悉的实物。利用这种计算机生成的交互式三维环境，不仅使参与者能够感到景物或模型十分逼真地存在，而且能对参与者的运动和操作做出实时准确的响应。

二、虚拟现实房地产展示系统的特点

近年来，房地产业竞争的愈演愈烈，沙盘、模型、表现图、样板房等做为房地产展示的传统手段，已经无法满足消费者和行业的需要。由于沙盘要经过比例缩小，无法以正常人的视角来看到小区的建筑空间，更无法获得人身临其境的感觉。样板房虽然能给顾客提供真实的房屋空间结构，但是成本太高，造成很大的资源浪费。效果图它只能提供静态局部的视觉体验。三维动画虽有较强的三维效果，但观察者只能按事先规定好的路线和角度浏览固定的内容，很被动，信息很不全面。

虚拟现实作为全新的房地产营销方式已成为房地产企业节约宣传费用，提高宣传效果的首选途径，使电子商务网上售房成为现实，适合大型城市多点销售甚至改变了现有销售模式。销售人员可带购房者在电脑上的样板房间虚拟房产展示系统的设计与实现中漫游，并同时进行有关户型相关信息的实时查询，使购房者坐在家中能细细观看小区全貌、房型结构空间布局或者直接从网络上进行观看。

三、虚拟房地产展示系统中的虚拟场景设计

首先是对整个小区所处地理环境进行地形建模，然后在地形上铺设道路，利用主干道路将小区划分成若干区块，确定各片分区中的主要建筑与景观，对各区块中的主要建筑分别进行三维建模。要选择有代表性的建筑建模，利用它进行改造可得到其他建筑的模型，然后进行修改即可获得其他楼的模型。

模型建好之后，需要对各组模型进行有效组织，然后按照平面规划图的位置将其集成到房间模型上，组成总体场景模型。进行场景建模时要充分利用建模技术，在不大幅削弱场景的逼真性，又降低场景复杂度，有效减轻场景实时渲染的负担。

虚拟场景模型的优化对演示速度影响很大，合理的模型优化是虚拟现实系统的实时性的保证。前期如果不对场景的模型进行很好的优化，到了制作后期再对模型进一行优化时就需要重新回到3DMAX中里重新修改模型，并进行重新烘焙后再导入到VRP场景里，就出现了重复工作情况，大大降低了工作效率。

通过三维建模得到场景数据模型后，需要导入虚拟现实制作软件中进行互动等设计。这些工作可以通过漫游引擎来完成，首先要能够将数据模型转换到漫游引擎中，然后利用相机控制，使得场景随用户视点转移进行变换，还要实现碰撞检测及时响应等，保证系统在虚拟空间漫游时的交互性和真实感。

四、虚拟房产展示系统的主要功能

虚拟房产展示系统主要功能及实现的功能有：

（1）交互式漫游。可以通过键盘控制视点移动和漫游状态切换，用户在漫游时可用键盘来控制视点的移动，上下左右键或者利用W、S、A、D键可控制视点的前进、后退、左平行、右平行。

（2）路径漫游。系统可以按照指定路径进行漫游，不加人为干预，自动对整个场景进行漫游。

（3）多媒体信息功能，包括文字介绍。为了丰富房展的展现手法，可对每一个房间都做了交互功能，当浏览者进入该房间时，就可以看到与之对应的解说，这样就较好地模拟来一种导游效果，使得该系统更加接近于真实，可用性也更强。文字介绍主要是对房间等做一些简要的说明，来弥补声音、图片等信息表达的不足。

（4）碰撞检测功能。碰撞检测对增强虚拟场景漫游的真实感和逼真感有重要作用。在虚拟现实系统中，由于用户的交互和物体的运动，物体间经常可能发生碰撞，此时为保持环境的真实性，需要及时检测到这些碰撞，并计算相应的碰撞反映，更新绘制结果，否则物体间会发生穿透现象，破坏虚拟环境的真实感和用户的沉浸感。当碰撞发生时，进行碰撞避免处理。

五、总结

虚拟现实房地产展示系统与传统的售楼推介方式相比较，具有明显优势。它将大大提高项目规划设计的质量，降低成本，减少风险，加快项目进度，加强各相关部门的协调，极大的提升房地产项目的品质，带来更多的效益。相信随着虚拟现实技术的不断发展，在未来的建筑领域，虚拟现实技术将有着极其广泛的前景。

参考文献：

【1】王龙江  基于虚拟现实技术的校园漫游系统  山东理工大学学报  2007.7

【2】曹彤  虚拟博物馆的三维场景构造及交互漫游实现    计算机工程与设计 2007.12

【3】王瑞玲  陈振明等  基于场景建模的虚拟漫游系统    计算机应用于软件  2007.7

第8篇：虚拟现实技术的实现范文

关键词：虚拟现实 退役方案 优化和验证

中图分类号：TP312 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（b）-00-02

对核设施的拆除和清理污染场址是世界各核设施运营单位面临的最大难题。应对这一全球性的挑战，各国退役工作者既要制定安全、可靠的退役计划，又必须兼顾提高效率、降低费用等问题。退役计划是一项系统工程，需要对各环节、技术方案的个体、整体及相互关联进行反复对比和推敲，既要利用现有科学技术手段，又要创新以达到最优化的退役过程的最优化和确保万无一失。近年来，国外发达国家核燃料循环应用研发中心（如法国CEA、德国Karlsruhe、美国Hanford、英国BNFL等）不断开展了大量的先进退役应用研究工作，无论是从退役方案的性能指标，还是从项目经济性角度，借助虚拟现实技术进行退役方案可行性的验证和优化已经成为解决复杂退役难点和退役难题不可或缺的重要手段。法国退役的同行介绍，在各种退役项目中，虚拟现实技术已经得到了广泛的认可并且被大量的运用。对于核设施的退役项目，常规的做法是在二维图纸基础上进行退役方案设计，但针对某些较复杂的退役项目，采用绘制三维模型在此基础上再进行方案设计。但是，借助虚拟现实技术解决复杂的退役项目和退役难点中的关键技术方案，虚拟现实技术在我国目前退役中的使用依然处于较为落后的状态。该文将就虚拟现实技术在退役应用中的优势进行浅显的论述，重点介绍了法国马库尔APM军用生产堆乏燃料后处理中试厂退役项目中的一个高放热室的退役，借用虚拟现实技术优化退役操作方案和优化退役机具方案。

1 虚拟现实技术和实现途径

CEA（法国原子能委员会）目前正在开展借助虚拟现实技术对其马库尔核燃料循环研究中心内后段的一些退役项目的拆除、清理以及整治改造等活动的操作方案验证和优化，目前开展采用虚拟现实技术的退役项目有UP1生产堆后处理厂、APM中试厂和PHENIX快堆。CEA于2008年底在马库尔创建了沉浸感虚拟现实实验室（以下简称沉浸感实验室），下属于LSTD实验室。通过情景模拟，目的是对退役操作方案和整治的可行性、可达性进行验证。该实验室将为十余个退役项目提供设计上的技术支持。

1.1 虚拟现实的建模技术

建模是对现实对象或环境的逼近真实的仿真模拟。一般情况下，对象具有静态特征，包括位置、方向、材料和属性等特征，还具有运动特征，它反映对象的运动、行为、约束条件（如碰撞检测与响应）以及力的作用等。虚拟对象的建模意味着对象的静态特征和运动特征各个方面的建模，也就是对形状、外观、运动学约束、智能行为和物理特性等方面的建模。通过建模，既可以方便表达出复杂的、难以理解的运动学约束特征，又能够“试验”更多不同的退役方案，此外还可用于培训操作人员。

1.2 虚拟现实技术的实现方式

退役过程虚拟现实技术由搭建虚拟现实系统和建模过程构成。待退役设施的厂房建筑物的三维模型通过激光扫描或照相合成技术并辅以半自动的拟合软件获得，而退役机具的设备模型由三维造型软件设计得到。剂量率的三维空间分布由专用的放射性仿真软件计算得到。将设施的三维模型和退役机具的三维模型在虚拟现实平台上相融合，然后对其进行建模，一方面使对象具有基本的物理特性，另一方面使其遵循特定规律的运动学特点。在完成了上述几何建模、对象虚拟、物理建模和行为建模后，即创建出了退役方案可能的场景，然后通过虚拟现实交互性设备和立体显示系统，即可进行操作演练，验证各种操作过程的可达性、可行性，该操作方式与真实退役工控机端的操作方式完全一致。剂量率仿真用于优化退役操作方式，空间剂量率的分布情况可伴随上述退役操作方案而动态变化，以便及时调整退役方案。

2 虚拟现实技术在退役项目中的作用

2.1 个人剂量防护的最优化

目前，剂量评估的常用方法主要是根据距离辐射源的远近来估算。但对于结构复杂，辐射源较多的环境，难以准确的估算出人员的所受剂量率，从而影响整个方案的工期和预算。从欧美发达国家的退役经验表明，将可视化的虚拟现实与仿真计算相结合，利用辐射防护计算功能模块，可以快速计算作业现场空间任意位置、任意时刻的剂量

率[1-3]，对指导退役方案以及现场实施非常方便有效。

2.2 退役机具设计方案及操作方案验证

各退役设施之间相互存在差异，即便同类型设施甚至同一设施内的相似厂房环境也或多或少存在差异。退役方案力求尽可能结合这些现状情况，使得退役机具（以下简称机具）在选用上要兼顾这些现状情况，做到一机多用途。因此，借助虚拟现实技术就可以在“虚拟机”上验证机具的适用性，找出可满足退役项目的现有机具或提出需要进行适应性改进的具体技术要求。这样可以及早发现问题，节省研发周期及费用。从法国退役项目经验看，机具在研发过程别是在方案设计阶段，越早发现和暴露问题，越能够简化修改，而他们普遍采用的设计方法是借助虚拟现实技术。借助虚拟现实平台的沉浸感演示、动作捕捉和力反馈等功能，可以试验和检查虚拟机的操作路径、可维护性和操作的可达性。通过力反馈设备的人-机交互碰撞干涉检查功能，一方面通过定量比选不同拆除方案的拆除路径的优缺点，另一方面通过定量确定碰撞干涉点以确定操作路径。并在此基础上规划并优化拆除路径、维修路径，确定拆除范围和相应的拆除方式。

2.3 便于表达和沟通

通过虚拟现实平台对退役机具方案及退役遥控操作技术方案进行情景模拟演示，能够直观的呈现方案的整体思路，便于使审管部门、业主、供货商及设计人员之间的沟通和理解。此外，可视化的方式可以暴露“原设想”方案实施过程中存在的安全隐患和不合理之处。

2.4 制作用于现实遥控操作的控制和监视系统的界面

借助VR系统建立的机具模型、环境几何模型，和经过验证的操作路径，在退役实施时还将用于制作机具遥控操作控制和监视系统的界面。

3 虚拟现实技术在APM退役项目中高放热室退役的应用

3.1 414热室介绍

APM是法国的乏燃料后处理中试厂。1962年开始调试运行，1997年结束生产活动关闭，目前该设施正在进行清理、去污和拆除工作。414热室在APM后处理主工艺流程中的作用是化学首端的取样、澄清、料液贮存和浸煮。其中主要设备有溶解器、离心分离机及戽斗流量计等，热室尺寸为20 m×4 m×6 m，内部工艺管线总长约5 km，受污染的设备管道总重约18 t。退役初态源项调查结果显示，热室内热点数量为16个、周围剂量当量率为20 mSv/h。由于残留的辐射源活度很高相应引起的剂量场水平不允许人工直接拆卸操作，所以退役方案设计采用偏安全的操作方式―采用远距离依靠遥控拆除整个设备室，但不排除调整操作方式、优化操作方案的可能。对热室内设备、管道远距离遥控拆除机具选择采用了Maestro―主-从操作方式的电随动机械臂，需要依赖远距离遥控的方式进行。位于414热室的一侧在设计之初就预留有专用通道，顶部设置了沿水平方向吊车轨道，作为检查、去污和退役拆除的进出路径。

3.2 远距离遥控操作机具方案

3.2.1 Maestro机械手

遥控远距离操作系统由两部分组成：主手和从手，见图1（左）所示。Maestro为从动臂，是一种先进的核用远距离操作电随动的主-从式操作的电随动机械手[4-5]。该手用于完成人员无法进入恶劣环境下且具有完成一定负荷和完成精细化程度较高任务的操作能力，如核污染区调查、维护/整改、切割和去污、清理污染环境等。Maestro机械手可实现多任务操作，包括检查、维护、拆除和清理等。该设备在复杂性、灵活性以及操作能力及操作方式方面，具有6个自由度、手臂伸直至2.0 m时可达105 kg，与同类型机械臂相比较具有突出优势，见图2。此外，该机械手的控制模式，不仅可用在机器人控制模式（编程预教导―自动模式内），还可由操作者用操纵杆人工控制，既可借助也可不借助力反馈的管理模块实现。

主手由多关节的操作杆及控制系统组成。控制系统采用笛卡尔坐标系，且该关节臂具有力反馈的功能。主-从操作的随动控制系统采用TAO2000控制系统。

414热室的拆除，将是Maestro型机械臂首次被用于从头到尾拆除一个完整热室的

案例。

3.2.2 机械手配套运载工装

承载机械手进入414热室的配套运载工装是严格按照414热室的厂房及工艺设备布置特点并结合拆除任务的要求而设计的，是非标准化的工装设备[6]，设备方案三维模型简图见图3。图中箭头显示了该吊车式运载工装的运动学特性―共有6个自由度，其中包括2个水平方向自由度、2个垂直方向自由度和2个旋转自由度。该套工装通过位于升降机构上的托架承载Maestro从动臂和各种工具头沿热室长度方向上移动，其移动范围可以覆盖热室的各个区域、角落，长度方向上为20 m，垂直方向上为3 m。运载工装由水平方向行走机构（以下简称：大车）、垂直升降机构、和车载托架（以下简称：小车）组成，另外在大车车体上还有管理Maestro脐带电缆格架和存放各种功能头的工具格架。小车具有两个功能：可以在其上安装吊篮用于暂时存放拆卸、解体物，也可以安装夹具用于机械臂切割时握紧被拆除

对象。

运载工装由原热室预留的吊车水平方向轨道由检修廊Ⅱ区进入热室Ⅰ区，检修廊用于在此对成套遥控操作设备进行组装、检修和拆卸，遥控操作的控制间设置在相邻区域的厂房Ⅲ区。目前整套系统已完成工厂验收，待其在非放厂房内进行设备联动冷调试后，方可进入退役拆除工作（图3）。

4 结语

本次采用虚拟现实技术进行退役方案的验证[7]，是CEA第一次采用该技术验证退役方案，同时也是Maestro机械手第一次被应用在全遥控拆除整个设备室的任务中。为了实现对拆除方案情景模拟，建立具有沉浸感效果并辅以力感、声效等功能的虚拟现实实验室，情景模拟使用了厂房、机具及工装的三维模型、带有力反馈功能的物理引擎、动作捕捉和具有沉浸感效果的可视化立体演示系统有机结合，最终实现验证退役操作方案及机具设备方案的目的―可达性、可行性和可维护性。

方案验证及早发现和充分暴露问题，并及时在设计阶段做调整特别是设备方案，尽量减少制造后的修改工作量甚至翻车的风险。通过这次尝试，体会之一首先是模型的精度。如果模型的精度与现实情况有偏差，机器人或热室模型的准确度不足，将无法证实现场使用可否按照方案设计的步骤和方式实施。体会之二是物理引擎也受到限制，这是由计算机的运算能力决定的。就目前所使用的硬件配置条件看，还不能做到对机器人和整个热室的物理化模拟如高精度的碰撞检查和实时的仿真模拟。这也是只能对机器人和受关注的热室区域进行动力学仿真的原因。体会之三是将辐射防护计算软件作为插件嵌入虚拟现实系统中，通过这种方式，使ALARA优化与方案设计同步进行，大大提高设计效率和优化的程度。体会之四是该系统最初建立的初衷是用于方案验证和优化，但由于模拟器的主-从操作方式与现实情况的主-从操作方式相似以及监控界面相同，因此还可以为机具操作人员提供操控培训，训练退役操作人员，告知哪里有辐射源，采用何种操作方案更加安全、合理，尽量避免和降低人员受到辐射

照射。

参考文献

[1] MERCURAD-3D Simulation Software for Dose Rate Calculation.Canberra Co，Ltd.Application Note.

[2] NARVEOS-A New Tool Supporting ALARA Studies.Euriware Co，Ltd.IAEA Training Course on Decommissioning Dose Assessment & Dose Optimization.2011.

[3] 陈勇.赴法国CEA学习培训工作汇报.2006.

[4] Maestro- an Advanced Remote Manipulator System.Cybernetix Co，Ltd.

[5] Large Range of Tools for Remote Manipulator.Cybernetix Co，Ltd.

第9篇：虚拟现实技术的实现范文

关键词：远程教育；虚拟现实技术；技术运用；远程教学技术；虚拟教育

虚拟现实技术又称“VR技术”，即VIRTUALREALITY，它是通过利用计算机的相关软硬件实现现实世界全真模拟的技术，同时也是我国远程教育中继计算机网络、多媒体等技术之后被广泛运用的技术之一。在虚拟现实技术中，人们可以通过技术的模拟，在远程学习的过程中有更加身临其境的体会，而这样的“体会”不仅能够使得使用者对相关知识的学习有更加深切的领悟，还能使得使用者对自然交互性的需求有更好的满足。因此，虚拟现实技术在我国远程教育领域中的运用与发展前景是非常广阔的。根据较长时间的研究可以得知，目前虚拟现实技术已经在医疗教育、航天航空、体育训练等多个领域的远程教育中有较为广泛的运用，而鉴于虚拟现实技术的特性，其未来运用到的领域只会不断的拓展。因此，本文从虚拟现实技术的内涵与特征入手，对远程教育中运用虚拟现实技术进行探讨与研究是非常有必要的[1]。

1虚拟现实技术的内涵及其特点

1.1虚拟现实技术的内涵

虚拟现实技术实际上就是一种基于计算机技术和网络技术的来营造虚拟实际的技术，这项技术能够给使用者制造出非常逼真的模拟环境，在模拟环境之下，使用者可以进行各种高级的感知行为，这些感知行为在三维设备的支持下可以有效实现人机交互，因此，虚拟现实技术又可以称之为“临境”技术。目前，在虚拟现实技术中所使用的三维设备一般有传感手套以及立体眼镜，这些设备可以通过传感的技术将使用者在现实生活中的各种动作传输给电脑，而电脑中的相关软件可以对这些动作进行处理，从而转换成触觉、听觉以及视觉来给使用者提供反馈。在这个虚拟的世界中，使用者可以从任意一个喜欢的角度去观察世界，也可以从任何一个方面去感知现实中可能无法触及到的事物，而这样就给远程学习提供了更大的可能与更佳的体验[2]。

1.2虚拟现实技术的特点

根据长时间的研究不难发现，和传统多媒体技术相比，虚拟现实技术主要有以下几个特点，分别是交互性、多感知性、自主性以及临场性[3]。在交互性中，使用者可以实时的通过自身肢体运动、语言甚至是微表情等自然的技能，对虚拟现实技术营造下的虚拟环境进行操作，而这样的操作可以实现机器与人的自然互动，甚至是参与者之间的自然对话。多感知性则是可以使得使用者在传感设备与反应装置的支持下，从动觉、听觉、视觉以及触觉等多个方面感知虚拟环境中的多项环境信息，从而实现让使用者仿佛身处现实世界的目的。自主性表现在当使用者处于虚拟环境下，虚拟环境中人物的相关动作能够自主的和现实世界人物的动作相匹配且同步，使得虚拟世界中事物的真实性能够符合一般准则。临场性则是让使用在相关设备（数据衣、头盔显示器、数据手套传感器等）的作用下处于一种隔离的临界状态，在这个隔离状态下，使用者可以使得虚拟环境下自身的动作、声音随着现实世界里的变化而变化，而现实世界里的动作与虚拟环境下相关内容的配合作用，可以让使用者有非常逼真仿佛身临其境的感觉。以上4个特性能够将虚拟现实技术和普通的多媒体技术很好的区分开来，与此同时，这4个特性也给使用者通过虚拟现实技术在远程教育中获得更好教育效果打下了坚实的基础。

2远程教育中虚拟现实技术的运用研究

2.1远程教育中使用虚拟现实技术使得学习的条件与环境得到改善

在我国传统的教育中，学习条件一般由教室中的硬件设施以及学校发放的数倍等组成，其中部分学科里的实验与活动课程更是受到了来自场地、天气、时间等的影响。而在我国传统的远程教育中，学习的条件基本由远程教育中老师所提供的视频决定，其中学生与老师之间、学生与学生之间的互动受到了来自环境的制约。与此同时，在我国传统的远程教育中，实验与实践等课程基本上是不能实现的。而在虚拟现实技术的支持下，传统教育与传统远程教育中的弊端都可以得到较好的解决。例如，在化学远程教学中，部分化学公式的学习如果使用实验进行教学，那么会给学生更加直观的印象，然而在这些实验中，很大一部分实验是具有危险性且会受到场地等因素的影响的，这些如果在现实的教学中进行很可能会给学生与老师的安全带来隐患。而在虚拟现实技术的支持下，这些问题都不复存在。因为在虚拟现实技术下，学生观看实验是通过头盔显示器、数据衣等设备进行，这些设备能够将实验中的现象通过触觉、听觉、视觉等感官传递给学生，并且这些感官都是仿真模拟的，因此不会给学生的安全造成威胁，也不会受到来自外界环境的影响。与此同时，在使用相关设备是，学生可以实现对实验的自主操作，这样就可以提高学生远程教育中的参与性与体验性，因此，学生的学习条件与学习环境就得到了较好的改善[4]。

2.2远程教育中使用虚拟现实技术使得学习的资源得到扩充

在我国传统远程教学中，学生与老师所使用的资源大部分都来自于课本，少部分来自于学生与老师的自主学习，而在虚拟现实技术的支持下，学生与老师的学习与教学资源能够得到非常好的扩充。这是因为，目前远程教育受到了网络技术与数据库的影响，许多学习资源能够通过学生的自主查询工作在学习资源库中非常快捷的获得，并且在虚拟现实技术的支持下，这些学习资源能够在学生的眼前“活”起来，这样就使得学生在学习过程中，不仅“知其然”还能“知其所以然”。

2.3远程教育中使用虚拟现实技术使得学习者的技能得到更好的锻炼

在上文的分析中可以得知，虚拟现实技术拥有交互性、多感知性、自主性以及临场性四大特点，因此在远程教育中，学习者可以利用这四大特点对自己的相关技能进行锻炼。例如，在物理学习过程中，学生可以利用相关设备远程的进行实验操作，这样能就给学生的实验考试打下基础。

3结论

虚拟现实技术对远程教育的影响不言而喻，相关人员应该加快对相关技术的研究，使得虚拟现实技术能够尽早的、普遍的运用到远程教育之中。

作者:盛欣 王上上 单位:中国美术学院上海设计学院

参考文献:

[1]亓传伟，任艳斐.基于虚拟现实技术的远程教育平台设计与研究[J].濮阳职业技术学院学报，2013，26（2）：158-160.

[2]杨丽芳.云计算背景下的虚拟现实技术在远程教育中的应用研究[J].才智，2015（20）：17.