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关键词:三维虚拟现实技术;输电线路运检;运用
引言:随着我国社会主义市场经济的发展,我国各个行业对电力需求在不断加大。这给电力行业的发展提供巨大的机遇和条件。近年来,我国电网输电电压等级和规模也在不断扩大,尤其是跨区500kV和特高压线路也在发展与完善,这就对线路的规范性提出更高的要求。但是现阶段,我国大部分电力企业仍然使用的是传统的二维视觉效果运行维护模式,但是该模式已经无法适应当前电网对输电线路自动化和信息化的技术水平的要求。随着科学技术的发展,三维虚拟现实技术成为当前新型的技术得到广泛的关注与应用,再加上激光雷达技术、倾斜摄影技术的发展与完善,输电线路走廊建模与计算机技术的进一步发展,为三维虚拟现实技术在输电线路中的实际运用提供必要的条件。
一、三维虚拟现实技术介绍
1.数据采集技术
只有保证走廊通道内地物三维数据信息的准确性,才能建立充分反映输电线路走量情况的三维场景模型。现阶段,地面激光雷达测量技术、机载倾斜摄影测量技术等是我国电力企业进行三维数据采集时所使用的主要的技术手段。但是这些手段和方式处于发展阶段尚不完善,都存在一定的缺陷。例如电力企业通过使用机载激光雷达测量技术可以获得大面积地形的高密度点云及地形建模型精度,利用掌握的点云信息,从中掌握地面附着物实际位置,然后根据这些信息建立三维模型。使用地面激光雷达测量技术能掌握局部地形地物的超高密度点云,可以与机载激光雷达测量技术相结合,保证信息的完整性。而机载倾斜摄影测量技术主要是通过摄影进行测量,最大的优势就是可以同时完成大场景地形和地物的三维重建,因此该项技术主要用于城市或是大面积地区的数据获取与建模。地面近景摄影测量技术可以保证局部立体影像构建的精确性,主要用于局部建模。常规的人工测量技术可以保证测量对象的明确性及精度的准确性,缺点是无法覆盖整个输电线路走廊中的一切地物。现阶段,我国输电线路走廊较为狭长,地物种类较多且复杂,在这一条件下,激光雷达与人工测量相结合的方式更加适合。
2.三维建模
三维建模主要是指电力单位通过利用三维激光点云数据根据施工现场的实际情况构建实体三维模型,结合输电线路走廊的具体情况,通过云滤波、数据预处理、几何模型构建和三维可视化过程进行处理。需要注意的是根据我国现阶段输电线路的特点和实际情况,适宜采用3D max 和 Sktech UP相结合的方式进行模型的构建。
3.平台开发
现阶段,我国大规模场景使用的三维可视化应用管理平台主要有两类:三维地理信息平台与游戏引擎。三维地理信息平台更加倾向于可视化的定性,有明显的空间属性。具有较为成熟的空间数据管理经验,同时可以对空间三维进行有效的查询和分析。游戏引擎更加注重的是场景渲染的效果和用户的体验,这就使得不具备明显的空间属性,同时地形可视化效果较差,图像较为抽闲,缺乏精确性。该平台最大的优势就是保证模型的精细度。因此,电力企业一定要将两种技术相结合,根据输电线路运检的实际情况和需求,建立完善的巡检业务辅助系统。
二、现阶段,我国三维虚拟现实技术在输电线路运检中的实际运用
只有保证三维虚拟现实技术高度运用,才能更加有效地的建立三维通道模型,同时保证模型建立的精确性,建立有效的三维数据平台,保障数据信息的准确性,为下一步工作的开展提供有效的数据依据。
1.电力企业可以有效利用三维走廊数据采集技术对林业、房屋等地物信息进行有效的收集和分析,同时根据三维走廊中分辨林区、建筑分布以及书中、房屋类型、高度等信息进行统计,为三维建模工作的开展提供必要的数据条件,以确保三维建模的精确性。
2.2.交叉跨越
在三维虚拟技术中对输电线路路径走向影响最大的因素就是交叉跨越。b于此,电力企业一定要加大搜集交叉跨越信息的力度,同时保证收集信息的准确性,在此基础上对收集的信息进行掌握和准确的分析,然后制定出完善的设计方案。不同于传统方式根据施工图全面外业实测的方式,三维走廊重建技术主要是依据三维走廊中详细分辨、确定交叉跨越位置,然后进行测量和统计,这样可以保证测量数据的准确性。
3.巡检预警
巡检预警主要是指利用相关运行维护管理工作,反映出不同环境下,例如不同环境下空间距离的变化,同时对可能发生变化的障碍物自然生长高度、自然生长速度等相关的数据信息进行有效的掌握,并且根据实际输电线路运行的环境进行预警。
3.1电力企业要接入外设的观测及监测装置,同时保证该项装置具备从系统自动采集线路负荷和应用气象检查数据的温度检测结果自动计算导线弧垂的功能,以保证气温、风力、负载等运行条件和环境条件发生变化后对输电线路造成的影响,同时掌握线路变化对空间距离的影响。同时电力企业要根据系统记录的地形信息及外形不变的交跨物参数自动测量交跨距离。一旦出现实际距离未能达到安全要求或是达到临界值时系统会自动发出警告,然后重新进行测量及记录计算结果。
2.外设的观测及监测装置必须具备可以通过通道内跨越树木类型,同时对不同类型树木子啊不同条件下生长速度信息的收集,根据收集的信息对树木交跨的安全距离进行预测。一旦出现安全距离可能存在不符合要求的趋势时,系统可以自动发出警告。
3.外设的观测及监测装置必须具备与重要交叉跨越、大型施工场地等处安装的视频监控系统中,要将采集到的电力线路通道附近、通道内部移动的大型车辆及施工机械的外形尺寸,然后通过对图形外形的自动分析功能,以此计算出车辆及施工机械的外形尺寸,同时可以自动分析出现行的电力线路存在安全隐患,一旦出现安全威胁时,会及时自动发出警告。
4.电力企业通过人工录入线路负荷、运行环境温度及风力等条件自动计算相对应条件下,保证电力线路与交叉跨域物之间保持安全的距离。尤其是在进行系统运行方式调整之前,在出现大风、高温等预警时,电力企业一定要首先确定线路运行的条件是否符合相关要求。电力企业可以根据这些功能加强对施工现场的监督与控制,增加安全警示标语,或是在线路下安装限高架,定期进行清理等措施。
总结:综上所述,随着电力行业的发展与完善,同时加上电网线路自动化和信息化水平的提高,这些都要求电力企业在进行输电线路运检时采用先进的技术。三维虚拟现实技术的使用可以建立有效的运检平台,电力企业可以针对不同地区不同气候条件下,地物变化情况进行有效的预测,掌握地物变化的实际情况,这样可以为线路的检修与故障排除提供信息依据。鉴于此,我国各大电力企业都在大力的推行和使用三维虚拟现实技术,以提高输电线路运检工作的效率。
关键词:石油勘探开发 虚拟现实技术 运用
石油勘探开发是一项复杂精密的系统工程,需要尽最大可能的获取地下各种信息资料。而虚拟现实技术能够提供可视化的研究设计和数据分析,这从整体上改变了石油勘探开发的工作模式和方法,提高了勘探工作的效率和准确性。因此,加强有关虚拟现实技术在石油勘探开发中的应用分析,对于进一步深入该技术在石油勘探中的应用、提高石油勘探的质量和效率具有重要意义。
一、虚拟现实技术概述
虚拟现实技术是在20世纪90年代左右兴起的一门全新的综合性信息处理技术,是计算机和用户之间一种较为理想的人机交互界面形式。使用者可以用一种自然方式与计算机生成的虚拟环境之间进行互动,通过人与计算机的交互来实现人与数据之间的交互。虚拟现实技术是以控制学、心理学、数据库设计、计算机图形设计、电子学和实时分布系统等多种学科为理论基础,进行了数字图像处理技术、可视化技术、传感技术和多媒体技术等多种信息技术的融合,通过三维立体显示器、头盔显示器、立体眼镜、三维立体显示器、三维鼠标、数据手套、操纵杆等多种传感装置,充分将计算机生成的虚拟环境与使用者进行结合。使用者可以深入到虚拟环境中,经过传感系统和虚拟环境之间的实时交互,能够形成听觉、触觉和视觉的多种感知。[1]
虚拟现实技术具有三个主要特征:(1)交互性。计算机生成的虚拟环境是一个经过开发的环境,能够通过监视和控制装置对参与者产生影响或被参与者影响,能够实时响应和反馈参与者的各种有效反应。(2)沉浸性。由于投影系统和计算机系统生成的虚拟环境具有三维立体效果,同时使用者能够从多种感官通道进行感知,这使参与者能够深入到虚拟环境中,产生虚拟环境的“真实”幻觉,使参与者全方位的沉浸在了虚拟环境中。(3)想象性。虚拟现实是一个高级用户操作界面的同时也是一个强大的显示系统。它通过夸张的形式来反映设计者的设想,其功能也比传统的图纸更生动更强大,有利于人们创造性思维的发挥。
二、虚拟现实技术在石油勘探中的显著优势
虚拟现实技术能够在石油勘探中得到广泛应用,是因为相比其他技术它具有更加显著的优势:
1.构建了协同式的工作环境
若图形工作的利用可以使个人工作效率得到有效的提高,那么虚拟现实技术的应用则可以使团队的工作效率得到更大程度的提高。虚拟现实技术的多学科知识成果的一体化显示作用,可以在更高层次上完成不同学科类别知识的共享,同时也为多学科工作人员的协同式工作提供了更多有利的条件。虚拟现实技术系统的重要作用就在于为地质、地震、岩石物理和钻井等不同类别工程人员的共同工作创造了协同式的工作环境。协同式环境的形成,彻底的突破了过去的对地下石油资源和油气认识的分裂开的专业领域研究流程和鼓励的传统顺序研究过程,最终实现了勘探决策和研究中不同学科类别工程人员的认识、经验等智力资源的共享,从而有效提高了石油勘探的工作效率,减少了石油勘探的工作周期,同时提高石油勘探的精确性,促进企业做出最合理、经济的决策。[2]
2.显示了全面的三维环境
利用本身具有的强大的“一体化”技术,虚拟现实技术系统能够将石油勘探中不同专业和不同学科的数据分析结果在同一个虚拟的环境中进行显示。在地震勘探和解释研究领域,采用全过程三维地震解释大三维工区,使工作人员能够获得宏观整体性认识,脱离了以前的那种工作站显示屏的狭小区域,这对于宏观研究油气坳陷、凹陷和全部盆地提供了重要手段。同时多学科数据和多宗地震属性数据的相互印证和联合显示,全面克服了人们无法对隐蔽性油气进行观测和勘探研究的缺陷,以此全方位实现了在虚拟环境中估算异常地质和精细展示储层分布的可能。
三、虚拟现实技术在石油勘探中的具体应用
1.钻探跟踪决策和钻井轨迹设计优化
虚拟现实技术能够完成对地震数据和其他各种属性体的虚拟化显示,同时能够在同一个虚拟立体空间内完成对各种油井数据和井轨迹的共同显示,这为钻探跟踪决策和井眼轨迹设计提供给了强大的手段。在地质勘探过程中可以根据最新的钻井成果对过去的地质认识模型进行修改,同时可以利用修改后的地址认识模型对未来的调整方案和钻井进程提供指导;通过虚拟现实技术的应用平台,钻井工程人员和地质工程人员可以进行协同式工作,能够在地质设计的过程中不断优化定向井的工程设计;利用井场实时监控设备和网络分析软件,可以实现钻井数据向虚拟现实系统的顺利传输,勘探工程人员以此能够实时监控钻井工程。[3]
2.对复杂勘探取得综合地质研究和三维解释
虚拟现实技术生成的虚拟空间能够“一体化解释”地震数据,对三维地震数据具有的地质构造闭合的各种信息进行了全面的利用,节省了过去的二维剖面解释完成后再进行断层闭合和组合研究的流程,有利于解释精度的提高;虚拟现实技术能够对属性体进行全方位的子体追踪,这样可以确定属性提空间分布形态,并进行体积计算,同时还可以研究其内部各种形态变化;勘探人员可以利用多项勘探数据和三维地质模型的立体动态显示,全面认识了解各种数据和地质模型之间的空间关系;勘探人员可以利用薄层雕刻和透明体渲染技术直观及时地发现河道砂体等岩性和地层异常属性体;能够将已有成果和多重属性体在虚拟三维空间内同时进行多体透视显示,帮助勘探人员对解释成果和多重地质资料进行综合分析,有利于钻探目标的优先选择。
结束语:
作为一种全面的数据分析、协同工作、规划设计、决策支持的有效工具,虚拟现实技术在石油勘探开发中显示出了巨大的优势,为石油勘探工作提供了有效措施和手段。我国应加大虚拟现实技术在石油勘探中的应用,充分发挥虚拟现实技术的增效、增殖和节省成本的作用,努力提高国内的石油勘探开发水平。
参考文献:
[1]赵改善.勘探开发中虚拟现实技术的应用与展望[J].勘探地球物理进展. 2011,05(35):57-58
Research on the Application of Virtual Reality Technology in Modern Education
REN Hai-peng,DENG Chun-hong,SUN Yu
(Anhui Technical College of Mechanical and Electrical The Department of Information Engineering,Wuhu 241002,China)
Abstract: In the "Internet plus" era, because of many advantages of MOOC, large-scale online, open and personalized courses, has been widely praised, more and more educators will introduce MOOC model of classroom teaching, and good teaching effect. However, MOOC teaching mode at the same time is not strict in the management of learning process, the learning atmosphere is not strong, and the interaction is weak. The application of virtual reality technology in MOOC teaching mode can create a brand new modern education mode, combine online learning with "reality" learning, and further improve teaching effectiveness. Based on this, this paper explores the combination path and significance of MOOC teaching mode and virtual reality technology, and provides guidance for educators to better apply MOOC teaching mode and virtual reality technology.
Key words: MOOC teaching model; virtual reality technology; modern education; network technology
虚拟现实技术自产生以来便受到相关领域的广泛关注。现如今,虚拟现实技术在各行业、各领域的应用已经并不鲜见。但是,其在现代教育中的应用还处于初步阶段。虚拟现实技术与MOOC教学模式的结合可以发挥最佳整体效益,为现代教育信息化、智能化发展注入一支“强化剂”[1]。因此,MOOC教学模式与虚拟现实技术在现代教育中的综合运用成为广大教育工作者共同关注的一个课题。
1 MOOC教学模式与虚拟现实技术简介
1.1 MOOC教学模式
MOOC是一种全新的在线课程教育模式,起源于网络开放课程。 MOOC教学模式是依托互联网技术建立的一种大规模互动参与的在线教育课程模式[2]。MOOC最大的优势在于以微小的知识点为单位,展开大规模、开放性、网络性教学。基于MOOC的教学模式下,学生可以根据自己的学习需求,自主选择学习时间和学习内容[3]。
2007年,美国犹他州大学的David Wiley首次在网络上了一门开放课程,受到广泛的关注。2011年,可汗学院创立,学院创始人萨尔曼?可汗(Salman?Khan)开创了利用互联网传授免费视频公开课的教育形式,使得MOOC这种新的在线学习模式开始广泛流行,美国的顶尖大学陆续设立网络学习平台。在 MOOC潮流带动下,国内的一些一流大学也陆续开设MOOC课程,最具代表性的是“华文慕课”,这是由北京大学与阿里巴巴联合打造的慕课平台。此外,还有“学堂在线”“好大学在线”“MOOC学院”等。随着MOOC教学理念的完善和教学模式的发展,逐渐演变出两种不同的模式,一种是cMOOC,强调从学习者的学习需求出发,搭建学习内容的关联性;另一种是xMOOC,以行为主义学习理论为支撑,突出课后作业、章节测试、线下交流等环节,强化知识点的理解和吸收[4] [5]。
1.2虚拟现实技术
虚拟现实技术指的是利用计算机技术为学习者提供给一个可感知的三维空间虚拟环境,在这个虚拟环境中学习者可以通过视觉、听觉、触觉相互感知和交流,产生一种身临其境之感[6] [7]。简言之,虚拟现实技术就是通过计算机图形学、人机交互技术、传感技术等现代网络技术的综合运用,为学习者创造一个逼真的虚拟世界,让学习者在虚拟世界中实现各种现实世界的学习交流和活动。相比于传统的模拟技术,虚拟现实技术具有许多无可比拟的优势及特点:
1)交互性。虚拟现实技术中的人机交互处于一个开放的动态环境中,可以实现与自然技能十分接近的交互。
2)沉浸感。在基于虚拟现实技术的三维虚拟环境中,学习者可以通过多种感官感知虚拟世界中的一切,从而完全沉浸在这个虚拟世界中。
3)构想性。现实世界中有许多情境只存在于人们的想象中,还有一些虽真实存在却不易被察觉到的情境,虚拟现实技术可以通过夸张的形式把抽象的思?S变得具体化。
2 MOOC教学模式与虚拟现实技术的结合路径
2.1成立MOOC虚拟交流中心
基于虚拟现实技术交互性、沉浸感和构想性的特征,可成立MOOC虚拟交流中心,作为辅助学习平台。学习者登录这个平台后,系统会自动为其分配一个虚拟角色,这个虚拟角色是学习者在虚拟世界中的“替身”。学习者掌握对虚拟角色的控制权,可根据自己的学习需求及兴趣,自由操控“替身”在虚拟环境中的学习活动。
MOOC虚拟交流中心包含三个功能模块,分别是师生答疑模块、探索学习模块和知识分享模块。在师生答疑模块中,学生可通过控制虚拟角色,就自己学习过程中遇到的疑问和困难,向教师或智能机器人发出提问;在探索学习模块中,学习者可进入虚拟教室,根据自己实际的学习需求,选择自己感兴趣或想学习的MOOC课程,更好的扩展自己的知识面;在知识分享模块中,学习者可自主创建知识讲堂,构建知识内容,与其他学习者一起分享知识收获或心得。
与单一的MOOC教学模式相比,基于虚拟现实技术的MOOC虚拟交流中心具有诸多特点及优势。从学习氛围方面讲,MOOC虚拟交流中心的学习环境都是“仿真”的,学习氛围更加浓厚;从学习者参与度方面讲,学习者可以通过操控虚拟角色与虚拟教师进行实时交流,在线解答,增强人机交互性,从而激发学生的参与兴趣;从学习方式的角度讲,在MOOC虚拟交流中心,学习者不再是被动地接受知识,还可以自主探索知识、传播知识、分享知识。
2.2构建MOOC虚拟交流技术
构建MOOC虚拟交流中心需要三维建模技术、碰撞检测技术、场景控制技术以及网络通信技术等关键技术的支撑。
1)三维建模技术
为提升学习者在MOOC虚拟交流中心的沉浸感,可利用三维人物建模技术,构建学习者及教师在这个虚拟学习环境中的“替身”,并编写虚拟人物的物理属性和行为属性,由学习者操控。
2)碰撞检测技术
常规的Unity碰撞检测器不能满足人与事物之间的碰撞检测。因此,要对常规的Unity碰撞检测技术进行改进,使之达到更加逼真的效果,满足虚拟人物在虚拟交流中心学习的真实感。具体而言,可通过模型分解、添加碰撞器等技术手段,使碰撞检测更加贴近现实生活。
3)场景控制
场景控制主要包括相机控制和人物行为控制两个方面。可以通过鼠标滚动调整视角范围,转变场景。对于人物行为的控制,可通过添加行为控制组件的方式实现。
4)网络通信技术
网络通信技术是学习者在MOOC虚拟交流中心与虚拟教师或其他学习者交流互动的必备技术。在这项技术的支持下,学习者可以自主选择需要的虚拟答疑室,连接对应的服务器。同时,还可以自主创建知识讲堂,其他学习者通过网络通信技术可连接该服务器,互相分享、交流知识。
3 MOOC教学模式与虚拟现实技术在现代教育中运用的意义
基于虚拟现实技术的MOOC教学模式是信息技术和网络技术在现代教育领域的演进,是未来MOOC教学系统发展模式的新构架。它突破了传统MOOC教学模式下教学资源单一、人机交互性差等限制,对MOOC教学模式乃至现代教育的发展发挥着重要作用。
3.1提供强大的教育服务能力
基于虚拟现实技术的MOOC教学模式为现代教育的服务能力注入了一针强效剂。它所具备的统筹大量软硬件的能力,大大提高了现代教育系统的教学能力和资源提供能力。从教学能力的角度讲,基于虚拟现实技术的MOOC教学模式能够更及时、便捷地为学生提供教学服务,解答各种疑难问题,这无疑是对传统教学手段的一大突破。从教学资源的角度讲,基于虚拟现实技术的MOOC教学模式下的教学资源更丰富、更生动,也更具吸引力。
3.2可配置和伸缩性
MOOC虚拟交流技术为基于虚拟现实技术的MOOC教学模式在现代教育领域中的应用提供了完备的技术支撑。当学习者数量骤增,基于MOOC教学模式与虚拟现实技术的现代教育系统可以在不更改应用架构的方式的情况下,仅通过增加硬件设备的数量,保证教育系统的正常运行;系统及功能上的定制取代代码级定制,不需要独立部署,就可以实现为不同用户提供灵活的自定义功能。用户的自定义范围包括组织机构、工作流程、文件管理体系和访问权限等;系统灵活的调整功能满足了不同学校的教学需求,为学校的发展与变化提供了技术保障。
3.3提高资源利用率
现代教育系统受自身结构限制,难以建立一个统一的教学系统。各地区的教育中心依据自身需求建立独立的资源系统,造成资源重复建设现象,带来不必要的损失。基于MOOC教学模式与虚拟现实技术的现代教育系统可以将各地区的教育资源进行整合并进行统一部署,成立MOOC虚拟交流中心,并免费对各地区开放,这样就避免了各地区资源重复建设的现象,有效地提高了资源利用率。
3.4成本低廉
基于虚拟现实技术的MOOC教学系统将各地中、低端服务器进行整合组成“云”,达到为用户提供高性能服务的目的,从而节约了了开发高端服务器的巨大投入。学生只需一台配置标准浏览器的终端就可以获取教学信息。基于MOOC教学模式与虚拟现实技术的现代教育单位具备的高性能服务能力所负担的数据中心管理成本相对低廉。现代教育机构可以将开发高端服务器的资金支出转化到招生、教学资源开发、教学管理等运营支出中,促进自身的发展。
3.5实现高效资源共享和就近访问
基于虚拟现实技术的MOOC教学系统统筹管理全部资源,统一提供资源服务,用户无需具备相关知识能力和实际操作能力,也无需知道资源在哪个服务器上,只需访问相应的客户端,就能获取需要的资源服务,实现资源的高效共享。系统自行分析资源访问者的IP地址及路由,并为资源访问者建立距离最近的资源链接,实行资源就近访问。由此可见,在基于虚拟现实技术的MOOC教育系统中,学习者可以不受时间、地点限制,获取最合理、最高效的资源服务。
【关键词】 虚拟现实 生物技术 教学策略
1 虚拟演练真实实验
虚拟实验室是指在计算机系统中,采用虚拟现实技术实现的各种虚拟实验环境。它由实验所依赖的模拟程序、实验单元、工具和参考资料组成,实验者可以像在真实的环境中一样完成各种预定的实验项目,所取得的学习或训练效果等值于甚至优化于在真实环境中所取得的效果。在虚拟实验室系统中,运用建模工具和仿真技术模拟出各种仪器、设备和实验材料。对某些仪器、设备和实验材料,可以采取半实物半仿真的方法,将实物模型和数字化控制面板相结合。教师可以先收集足够的真实实验数据,输入计算机后建立相应的数学模型,设置必要的参数,最后将数学模型用虚拟现实技术表达出来。学生在动手设计虚拟实验时,可以充分利用虚拟器材库中十分丰富的实验器材,自由选择各种试验仪器,配备各种试验药品,根据实验要求进行组合,再设置属性(如数量、浓度)进行实验。通过输入不同的参数以观察不同的实验结果,进行分析比较。
例如:有一个“虚拟人体”的解剖实验室,学生可以做非常逼真的人体解剖实验。可“剥”开人体的皮肤和肌肉观察骨骼,逐层深入“解剖”观察各内脏器官。如解剖心脏时,由于虚拟现实技术是用三维立体图像呈现对象,因此学生不仅可以局部放大,定格观察心脏的形态结构,而且可以操纵鼠标使其在三维空间上作任意方向和角度进行360°翻转,以观察其不同部位的空间关系,也可以将其切割分解,分层观察。解剖完毕后,通过器官拆装动画,显微递进动画,将解剖器官拼装复原。如果你对所解剖的“虚拟人体”的轮廓、颜色不满意,可以对其作修改补充,只需点击鼠标便可使木乃伊式的尸体标本恢复正常人体色彩和质感。通过选择不同的菜单,可以观察心脏的跳动和血液循环的过程。这样,心房、心室的搏动过程,心脏瓣膜的开关方向及顺序,动、静脉血的变化等动态过程都清晰地显现在操作者面前,通过三维立体声耳机,心脏铿锵有力的跳动声,血液流动的“哗哗”声也声声入耳。
2 进行知识发生过程教学
现在,虚拟现实技术对教学领域的介入,使我们可利用其强大的实验模拟功能来再现科学家的经典实验。通过互联网将模拟的仪器、数据和设备以及界面链接到客户的计算机端口上,使世界各地的学生在互联网上做实验。学生则可以登录虚拟实验室,在教师的指导下设计实验,验证结论。这样,既节省时间,又节约费用,从而保证了知识发生过程教学在课堂中的实施。例如:已经开发出的一个叫作“虚拟果蝇”的模拟实验软件,可以使学生通过亲自动手做果蝇实验来自己发现盂德尔遗传定律,从而使学生亲身体验知识发生的全过程,培养学生的科学探究能力。首先,学生选一只雄果蝇和一只雌果蝇作为亲本杂交,两亲本分别具有不同颜色的眼睛(红眼/白眼)和不同形状的翅膀(长翅/残翅)。过了几秒钟,这一对新婚果蝇就会繁殖出第一代小果蝇,他们中在眼色和翅形上有的像父亲;有的像母亲;有的兼而有之。计算机提示学生仔细观察这些后代果蝇,对具有不同形状果蝇的数目进行统计并记录结果,然后,从这些果蝇中再选择一些作,继续观察、统计第二代果蝇的性状、数日。最后对实验结果进行分析推测,提出假设,并另行设计一个“测交”实验来验证假设,经过一番教师指导下的自主探究,学生就能独立地“发现”基因的分离规律。
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.
一、计算机虚拟现实技术的基本概念
虚拟现实技术主要是指由各种传感装置、硬件以及计算机软件构成的三维信息化人工虚拟环境。简而言之,虚拟现实技术就是运用高端技术及设备营造出虚拟环境,使人拥有“置身其中”的感受的同时,还可以实现与虚拟环境的交互。
二、计算机虚拟现实技术在高校体育训练中的应用分类
目前,计算机虚拟现实技术在体育训练系统中的应用类型主要有两种:一种是沉浸式,即训练者需要借助三维头盔、立体眼镜、立体环绕声耳机等设备,才可以体验到比较逼真的立体环境。该方式的优点是可以使训练者完全沉浸于虚拟环境中进行交互操作,同时缺点也非常明显,即设备要求齐全、成本高、操作复杂。另一种是非沉浸式,通常只需要借助于计算机,为训练者营造出平面的虚拟环境以供学习,如制作训练视频等,该种方式虽不能像沉浸式一样营造出立体的虚拟环境,却仍然能够为训练者带来丰富的听觉和视觉信息,操作较为简便。因此,我国高校体育训练中应用较多的是非沉浸式的虚拟现实技术。
三、计算机虚拟现实技术在高校体育训练中的应用策略
(一)塑造虚拟训练情境
虽然任何体育运动形式都有一套系统的训练规则,但训练中遇到的情境仍然是千变万化的,加之学生对知识的理解和接受能力差异,这样就会导致教师的口头讲解效果大打折扣。然而,教师如果能够运用计算机虚拟现实技术,将训练情境制作成教学视频,不仅可以为学生直观地展示训练情境,节约物质投入,弥补现实条件受限的不足,甚至还可以尝试提前将教学视频发给学生,在不影响训练效果的前提下,鼓励学生自学,培养学生自主训练与学习的能力。计算机虚拟现实技术的科学合理应用,对学生来讲,不仅可以增加学习的趣味性,还可以提高学习效率;对于教师而言,一方面可以使自己的教学达到事半功倍的效果,另一方面又可以不断提升计算机操作技能。
(二)采集测算运动数据
“更高、更快、更强”的奥林匹克精神充分表达了体育运动的意义。因此,运动数据的采集和测算就显得十分重要,且在很多项目中,运动数据在很大程度上是?\动效果的关键衡量标准。相比于运用传统工具对运动数据进行的采集、测算,运用计算机虚拟现实技术对运动数据的采集和测算更快速、更精确、更全面。[1]值得注意的是,运用传统采集工具只能采集到学生们的外在数据,而无法采集心理数据,长久以来,教师只能根据自己的观察,来把握学生们的心理状况,得出的数据并不准确,且会因教师的水平和经验等方面的不同而千差万别。运用计算机虚拟现实技术中的智能化仪器等设备,不仅可以轻松地采集到准确的心理数据,还可以对这些数据进行科学、快速地分析。
(三)课程回放及分析训练效果
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.
关键词 建筑漫游动画 制作 虚拟现实技术
中图分类号:TP3 文献标识码:A
近年来随着网络在全球范围内的发展,虚拟现实技术在建筑漫游动画制作中的应用日趋广泛。虚拟现实技术和传统技术相比,使用建筑漫游动画进行设计可以使设计人员在进行施工之前就对设计方案浏览,及时发现问题并且进行研究,为满足业主要求奠定基础。同时使用建筑漫游动作制作虚拟现实技术可以向业主将规划区完整的展示,将公司竞标实力增加。目前建筑漫游系统是多种多样的,真正到达虚拟现实技术还需要进一步提高制作能力。
1 虚拟现实技术概述
1.1 概念
虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR,又被称为幻真、灵境)是近年来出现的高新技术,也称人工环境或灵境技术,是可以最大限度逼真模拟自然中的动作、听以及视等行为的技术。
1.2 特征
虚拟现实技术的主要特点为感知性、交互性以及沉浸性。感知性的意思是引导用户在网络信息技术中依靠自己的认知能力和感知能力将知识全方位的获取,将用户的主观能动性发挥,寻找科学的解答方式。交互性是指用户可以在虚拟现实技术环境中的操作能力在自然中进行反馈。沉浸性是指用户为主体在虚拟现实环境中存在。
1.3 虚拟现实技术的实现方式
虚拟现实技术的实现方法主要有交互技术、数据收集、场景构建以及三维建模等新式。其中三维建模技术是实现虚拟技术的重要前提,场景构建是进一步完善虚拟现实技术;而交互技术是实现虚拟技术的核心和关键环境,交互技术主要分为传统几何建模交互技术和图像交互技术;收集数据主要是指收集和虚拟技术有关的照片、地图和数据等。
2 虚拟技术在建筑漫游动画制作中的应用
2.1 建筑建模
为将视觉效果良好的实现,可以使用图像数据的方式以及图形建立模型的方式进行建模。图形建立模型的前提是按照业主的要求将建模大小的场景和建模工具确定。目前建筑漫游动画制作中普遍使用的建模工具是使用对象技术将模型建立的更加容易并且直观,但是目前许多建模工具要考虑到细节场景问题,要考虑虚拟现实技术中的实效性。
建筑建模主要分为几何建模、物理建模。其中几何建模在建立模型前要考虑到各方面的细节问题,第一点是建立模型的形状、轮廓和属性;第二点是分析各个数据之间的关系特征;第三点是分析各个对象之间的说明信息和数值。物理建模主要是对光照、颜色、纹理以及材质等进行处理。物理建模中好的纹理可以将大量的细节建模代替。获取材质时应该首先想到可以应用到的材质,比如视点距离,针对不同用户的要求,建模材料有不同的来源。在建模中为节约时间可以将用户的图片扫描之后经过图片处理软件进行处理。
2.2 环境集成
在完成建筑物之后,可以将模型和环境结合形成有机整体。环境主要包括水、天空以及地面等。在建筑漫游动画制作的过程中可以根据用户所提供的地形图形成完整的建筑模型,用贴图的方式给建筑模型加入草地、公路以及泥土等。同时创建天空时可以根据建筑模型的背景图像或者位图等建立真实的天空,建立水可以创建简单水的材质使用同名贴图以及反射等材料形成。
2.3 实现程序
在所有的建模工作完成之后,可以使用合理的软件对建筑动画模型进行收集,在集成的过程中根据用户的不同需求有不同程序的实现程度。最简便的做法是生成视差的图像,设置出不同的路径,使用计算机软件对建筑模型进行编辑,同时用户可以在指定的程序中进行浏览。这种系统将触觉省略,主要优势是对计算机硬件没有过高要求,在计算机上就可以实现。除此之外,还有一些模型更接近于真正的虚拟现实技术,用户可以在模型的场景中自由浏览,在浏览的过程中用户可以使用数据手套以及头盔等增加对虚拟现实技术的沉浸感。
3 结语
总而言之,随着社会经济的迅速发展,建筑漫游动画制作的虚拟现实技术在我国各个领域都得到应用,其有着极大的技术潜力,有广泛引用前景。但是在制作过程中虚拟现实技术还存在着一定的技术问题,为提高建筑漫游动画制作的虚拟现实技术发展,还需要对虚拟现实技术进行研究,以提高系统的逼真性、沉浸性、想象性以及交互性等内容,最终促进我国网络技术的进一步发展。
参考文献
[1] 姚嘉毅.解读建筑漫游动画――以广东轻工职业技术学院为例[J].广东轻工职业技术学院学报,2009(02):73-77.
[2] 米锐.虚拟现实技术在校园景观设计中的应用――以长江职业学院校园景观设计为例[J].湖北成人教育学院学报,2012(02):122-123.
随着科学技术的进步,虚拟现实技术在也不断发展,近年来各个领域均对虚拟现实技术予以高度关注,使虚拟现实技术成为各领域研究的热点。虚拟是一项涉及自动控制、控制工程、计算机图形学、硬件设计、模式识别、人工智能、多媒体技术、软件工程、传感技术、可视化技术、计算机视觉和计算机动画技术等多方面内容的计算机综合技术,故在计算机技术的不断发展下,虚拟技术的应用领域也在不断的扩展和普及。人际交互在虚拟现实技术的发展下得到了显著改善,操作者可选择需要虚拟工程空间中相关设计软件对模型进行设计,且可通过测试软件测试、组装和检测模拟模型。产品设计可通过虚拟现实技术实现设计模型的展示和方案的改进。
虚拟现实技术
虚拟现实是以可计算信息为基础的一种沉浸式交互环境,此现代高科技的核心为计算机技术,进而形成以味觉、触觉、视觉、嗅觉和听觉为主导的感官世界和虚拟环境,用户可通过各项传感设备实现与虚拟环境的交互,进而产生相互影响和身临其境的作用。虚拟现实技术具有构想性、交互性和沉浸性的基本特征,是综合人工智能技术、计算机图形学、计算机网络技术、多媒体技术和仿真技术的一种计算机高级人机界面,通过多传感技术和并行处理技术,向用户提供良好的触觉、听觉和视觉等感官功能,用户可沉浸于该虚拟境界,通过手势和语言等方式与其建立起实时交互,为用户创建起适应用户需求的多维信息空间。
混和现实技术
混合现实技术是基于虚拟现实技术发展起来的一种增强现实技术,通过可视化技术和计算机图形技术实现现实环境中没有的虚拟对象,在传感技术的帮助下在真实环境中准确“放置”虚拟对象,使虚拟对象和真实环境同时叠加至一个空间。用户可通过头盔显示器等显示设备观察现实环境与虚拟对象融合的新环境,从而产生一个全新的感官世界。混合现实技术为用户提供了不同于日常生活的感知信息,人们在接触真实世界的同时,也可接触到虚拟的信息内容,通过叠加和补充两种信息,使用户获得良好的使用体验。混合现实技术的核心是通过附加信息增强用户对现实环境的感知和观察,而非将现实世界转换为虚拟世界。
混合现实技术在工业设计中的应用
混合现实技术是基于虚拟现实而发展和普及的,故和虚拟现实系统的硬件结构有一定的一致性和继承性。计算机课可通过混合现实系统将虚拟的图像、文字和物体生成相关信息,并将这些信息叠加在用户可视范围内,使用户可感官真实物体上的虚拟信息。这些与现实相关的虚拟辅助信息可有效增加用户的使用体验,而注册和显示是混合现实中的关键技术,该系统中不可或缺的外部设备为方位跟踪器和头盔显示器。
1.产品的外形设计
混合现实技术可被运用于产品外形设计,可根据对产品的研发要求,多次评测和修改产品的外形,此类修改方式对产品方案修改效率的提高具有积极意义,在很大程度上减少了产品研发风险,有利于建模数据的构建,而冲压模具的基础设计和仿真加工等环节也可直接运用系统生成的建模数据。
2.产品的布局设计
混合现实技术也可用于研局较为繁杂的产品,可对产品布局进行相应的整合和设计。该技术的应用可有效显示出产品布局,使设计者直观全面的观察产品设计,避免不合理的设计问题出现,最大化的提升产品结构和布局的设计,使产品布局具有较高的准确性。
3.产品的运动和动力学仿真
运动物件类产品设计需注重工作时产品的运动协调关系,针对产品运动时可能出现的问题进行重点核实,例如动力学性能、产品强度和运动干涉检查。现阶段的企业生产线均由各个环节组合而成,各个环节间的配合度和协调度在很大程度上决定了产品的生产质量。混合现实技术可在产品生产环节的基础上设计出仿真技术,该仿真技术可有效设计和配置生产工作流程,具有直观性的特点。
4.产品的广告与漫游
3D技术和混合现实技术是广告设计中的主力军,两者的合理组合可有效实现逼真的广告效果。混合现实技术和三维动画技术可将产品外形直观的置入广告中,且将产品内部结构通过模型向受众展现出来。此外,这两项技术的运用还可详细介绍该产品的生产过程,例如产品的维修、装配、工作和使用等过程,在网络技术发达的21世纪,产品广告和产品推广活动的核心就是直观、生动,在传播方位方面较为广泛。现阶段的网络漫游技术是扩宽广告范围的关键,对产品广告的详细程度和推广范围具有积极影响,例如工厂、城市、车间、设计图纸和机器结构,使用户可快速准确的获取广告信息。
结语