時間：2022-09-03 21:16:41
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇虛擬現實技術，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
虛擬現實(VR一Virtualreality)，又稱為靈境，是一種可以創造和體驗虛擬世界的計算機系統，虛擬世界是由計算機生成的，通過視、聽、觸覺等作用于用戶，使之產生身臨其境的沉浸感、交互感。虛擬現實技術實際上是包括計算機圖形學、圖象處理與模式識別、智能接口技術、人工智能技術、多傳感器技術、語言處理與響應技術、網絡技術、并行處理技術和高性能計算機系統的集合。由于“需求推動”和“技術推動”的原因，虛擬現實技術在農業脫粒機械的開發與研究中有廣泛的應用，其前景十分誘人。虛擬現實技術發展較快，而且是十分活躍的技術領域之一美國、日本、英國等國的政府機構和許多大公司特別重視這方面的研究工作。
2虛擬現實技術
2.1虛擬現實技術的概念
什么是虛擬現實技術?至今為止，還沒有一個確切的定義。從本質上來講，虛擬現實技術是一種先進的以用戶為核心的計算機接口。通過給用戶提供諸如視、聽、觸覺等各種直觀而又自然的實時感知交互手段，實現用戶與環境直接地進行自然交互，從而達到身臨其境的感知。這里所謂環境就是由計算機生成的虛擬世界。虛擬現實技術有助于減少人與計算機的隔閡，有助于人在認識問題的認識空間與計算機的處理空間趨向一致.
2.2虛擬現實技術的特征虛擬現實技術有三個最突出的特征:交互性(Interaetivity)、沉浸感(Immersion)和想象(Imagi-nation)。即所謂的三I特征。
2.2.1交互性
指用戶與虛擬場景中的各種對象相互作用的能力，它是人機和諧的關鍵性因素。交互性包括對象的一可操作程序及用戶從環境中反饋的自然程度。虛擬場景中對象依據物理定律運動。VR是自主參考系，以用戶的視點變化進行虛擬交換，這個過程最重要的因素是實時性。
2.2.2沉浸感
這是VR系統的核心，使用戶投人到計算機生成的虛擬場景中去，用戶成為系統的一部分，有“身臨其境”之感。
2.2.3想像
VR不僅僅是一個用戶終端接口，而且可使用戶沉浸其中獲得新知識，提高感性和理性認識，從而產生新的構想。這種想像結果輸入到系統中去，系統會將處理后的狀態實時的顯示或由傳感器裝置反饋給用戶，如此反復，這是一個學習—創造—再學習—再創造的過程，因而可以說，VR是啟發人的創造性思維的活動。
2.3虛擬現實的硬件與軟件
VR系統實際就是一個計算機系統，它必需有硬件與軟件的支持才能正常工作。計算機硬件包括PC、工作站和超級計算機以及各種實現視、聽、觸、嗅、力覺效果的輸人輸出設備。而軟件集成了開發虛擬現實所需的模擬管理、實時描繪，目標管理，動畫插人、傳感器輸人、紋理映射、圖形顯示等各種功能，提高了虛擬現實系統的開發效率。以下介紹一些常用的輸人輸出設備和虛擬現實開發軟件。
2.3.1常用的輸人設備
二維鼠標器。二維鼠標器是一個二自由度的輸人設備。浮動鼠標器.浮動鼠標器在桌面上類似于上述的二維鼠標器，但當它離開桌面后，就成為一個六自由度的鼠標器。手持式操縱器。手持式操縱器包含一個位置跟蹤探測器和幾個按鈕，專門放在手中使用。力矩球。力矩球安裝在一個小型的固定平臺上，可以提供六自由度的功能。數據手套.數據手套可以探測手指間的相對運動。當手運動時，手套檢測這些活動，并向計算機送出電信號，這些電信號可轉化為虛擬手的動作，你可以看到虛擬手隨著你的真手在虛擬環境中活動。數據手套允許手去抓或推動虛擬物體。數據衣。數據衣是一種穿在參與者身上，把他的整個身體中各部位的數據輸人到計算機的裝置。它可以使虛擬環境的虛擬人，隨參與者一起活動。語音識別。語音識別是一種很有發展前途的虛擬現實輸人技術.它允許參與者對著連接計算機的拾音器說話，而不需要鍵盤和其他手工操作的設備輸人數據。
2.3.2常用的輸出設備
立體聲耳機。聲音可以大大增強虛擬環境中的真實程度，立體聲耳機使得參與者在虛擬現實環境中有一種身臨其境的感覺。立體眼鏡。人的視覺在虛擬環境中起著重要的作用。為了增強虛擬環境的現實感，參與者在虛擬環境中所看到的物體和景物必須具有立體感。立體眼鏡可以為參與者提供立體圖像。頭盔式顯示器。這是一種當前比較高級的虛擬現實設備。它由一個立體圖像顯示器，一副立體聲耳機和一個位置跟蹤設備組成。位置跟蹤設備用于將參與者的頭部位置及運動方向告訴計算機，計算機據此調整該參與者的圖像，從而使得呈現的圖像更富于真實感。
2.3.3虛擬現實常用的開發軟件
虛擬現實常用的圖形建模軟件有OPENGL、CAD、3DS一MAX等等。典型的虛擬現實軟件包有MR、WTK、PROvision系統等。MR(minimalreality)是由美國Alberta大學的MarkGreen教授和他領導的開發隊伍開發的用于虛擬現實環境的工具包，對于那些希望進行虛擬現實研究的機構而言，MR可以被免費使用。WTK(WorldToolKit)是由SensensCorpora-tion開發，用于虛擬環境的應用開發環境。WTK與硬件無關，可以在PC到SGI工作站上運行。而PROVision系統是由SGI公司開發的。
3虛擬現實技術在農業脫粒機械開發研究中的應用
虛擬現實技術在農業脫粒機械開發研究中主要應用于以下幾個領域:
3.1虛擬制造與設計
虛擬制造系統其本質是以計算機支撐的仿真技術為前提的一個交流信息化的計算機系統，是現實制造系統在虛擬環境下的映射。把虛擬的模板顯示在正加工的工件上，工人根據此模板控制代加工過程。傳統生產方法是先做樣機、實驗、然后投人正式生產，而在虛擬現實條件下，計算機生成全部工件原形，然后對虛擬原形進行預裝配，在預裝配同時還能進行碰撞檢測、階段性的性能檢測等，若對測試結果不滿意，還可對工件設計圖進行實時修改。在制造過程中，所有步驟預先在計算機上設計完成，大大減少了設計更改、錯誤和返工等浪費。“虛擬原形”代替“真實零部件”進行預裝配提高了可靠性，節約了大量原材料。
3.2農業脫粒機械的實驗仿真研究
脫粒裝置是脫粒機械的核心部分，它在很大程度上決定了機器的脫粒質量與生產率，而且對分離清選也有很大影響。在就喂人量、滾筒速度、凹板柵欄間距、脫粒間隙等因素對脫盡率、破損率、夾損失率、含雜率與單位功耗等脫粒性能指標進行研究時，由于脫粒過程的復雜性、非線性，實驗費用大，開發周期長，往往都先作計算機仿真實驗。傳統的數值仿真，其結果都是以數值、曲線表示，不直觀，而且有些信息表達不出來。而采用虛擬現實技術，將其復雜的數據計算和數據處理推向后臺，用戶與圖形打交道，通過交互方式的方法可獲取仿真過程，可千預和引導計算機并最終獲得計算機結果的圖形、顏色、靜態和動態畫面，使研究者了解仿真過程和發展的趨勢，理解計算機數值仿真難以“體驗”的過程。同時可以提高仿真精度和仿真效率，降低對用戶的操作水平.
一、新技術革新下的動畫藝術發展趨勢
動畫作為藝術的一種表現形式，它具有特殊的文化內涵。動畫藝術來源于生活，但它的藝術表現形式卻又遠遠高于生活。動畫創作中想象力和創新性是關鍵，動畫中創造性大都是如何來體現的呢？它靠技術，然而在當前社會迅速發展的影響下，很多新型技術都進行了革新和研發，也伴隨著動畫行業的發展迎來一個燦爛的春天，并且在表現形式上呈現出多元化。很多動畫作品不但在商業上獲得了極大成功，而且其民族性、國際性、藝術性上也體現的淋漓盡致。所以說新技術的革新是動畫藝術的發展趨勢。
二、虛擬現實技術與動畫藝術的融合之路
動畫在當前社會的發展中，在形式上很多情況不能滿足商業或藝術上的要求，這就要求動畫技術進行革新以滿足其需求。然而，虛擬現實技術就應運而生了，虛擬現實技術使動畫藝術在表現形式上更廣，甚至促進新興行業的產生。例如，虛擬三維仿真動畫游戲，建筑漫游交互可視化，模擬軍事、工業制作互動領域。
三、模擬真實環境，實時仿真交互
模擬真實環境主要是應用在商業中，早在加拿大，就已經投入運用了，即，在商業會議中，會議中的人員都不會到場，而是在家拿出手機或是電腦，進入一個虛擬的辦公環境中，大家都坐下來開會就好了。這樣就大大節省了資源。在虛擬的環境中每個模型的外形，進行真實的擬合，然后通過數據轉換成三維模型。比如，藍天白云花草樹木的模擬、虛擬現實主題公園真實模擬、真實的建筑場景等。
四、動畫藝術與虛擬現實技術的發展
動畫藝術的設計可以挖掘傳統文化中的元素。傳統文化經過幾千年的沉淀，所留下來的優秀文化大多是符合大眾口味，都有其獨特的藝術形式，吸引著各自的愛好群體。虛擬現實技術隨著科技的發展，也日益健壯，把動畫藝術融入到虛擬現實當中，其視感、觸覺可謂大為觀止。建筑行業中，為了把握市場趨勢，果斷啟用最新技術把握住了商機。虛擬現實技術甚至成了當今房地產行業綜合實力的象征與標志；工業生產中，虛擬現實技術給其帶來了便捷，提高了效率，更是減少了損失；在軍事模擬動畫中，給戰士充足的現場感覺，提升了培訓質量。
五、結語
雖然虛擬現實對于大部分人來說還很陌生，但是這個行業正以火箭般的速度快速發展，游戲、動漫、體驗館等各個領域都出現了一些成功的商業案例，制作VR游戲的追夢客、發掘VR動漫潛力的旨尖動漫、以及位于九州萬達的9D體驗館，都在以自己的行動，將虛擬現實的魅力展示給更多的人.
作者：董建東
VR藝術是伴隨著“虛擬現實時代”的來臨應運而生的一種新興而獨立的藝術門類，在《虛擬現實藝術： 形而上的終極再創造》一文中，關于VR藝術有如下的定義：“以虛擬現實、增強現實等人工智能技術作為媒介手段加以運用的藝術形式，我們稱之為虛擬現實藝術，簡稱VR藝術。該藝術形式的主要特點是超文本性和交互性。”
作為現代科技前沿的綜合體現，VR藝術是通過人機界面對復雜數據進行可視化操作與交互的一種新的藝術語言形式，它吸引藝術家的重要之處，在于藝術思維與科技工具的密切交融和二者深層滲透所產生的全新的認知體驗。與傳統視窗操作下的新媒體藝術相比，交互性和擴展的人機對話，是VR藝術呈現其獨特優勢的關鍵所在。從整體意義上說，VR藝術是以新型人機對話為基礎的交互性的藝術形式，其最大優勢在于建構作品與參與者的對話，通過對話揭示意義生成的過程。
藝術家通過對VR、AR等技術的應用，可以采用更為自然的人機交互手段控制作品的形式，塑造出更具沉浸感的術環境和現實情況下不能實現的夢想，并賦予創造的過程以新的含義。如具有VR性質的交互裝置系統可以設置觀眾穿越多重感官的交互通道以及穿越裝置的過程，藝術家可以借助軟件和硬件的順暢配合來促進參與者與作品之間的溝通與反饋，創造良好的參與性和可操控性；也可以通過視頻界面進行動作捕捉，儲存訪問者的行為片段，以保持參與者的意識增強性為基礎，同步放映增強效果和重新塑造、處理過的影像；通過增強現實、混合現實等形式，將數字世界和真實世界結合在一起，觀眾可以通過自身動作控制投影的文本，如數據手套可以提供力的反饋，可移動的場景、360度旋轉的球體空間不僅增強了作品的沉浸感，而且可以使觀眾進入作品的內部，操縱它、觀察它的過程，甚至賦予觀眾參與再創造的機會。VR在醫學方面的應用具有十分重要的現實意義。
在虛擬環境中，可以建立虛擬的人體模型，借助于跟蹤球、HMD、感覺手套，學生可以很容易了解人體內部各器官結構，這比現有的采用教科書的方式要有效得多。Pieper及Satara等研究者在20世紀90年代初基于兩個SGI工作站建立了一個虛擬外科手術訓練器，用于腿部及腹部外科手術模擬。這個虛擬的環境包括虛擬的手術臺與手術燈，虛擬的外科工具，虛擬的人體模型與器官等。借助于HMD及感覺手套，使用者可以對虛擬的人體模型進行手術。但該系統有待進一步改進，如需提高環境的真實感，增加網絡功能，使其能同時培訓多個使用者，或可在外地專家的指導下工作等。手術后果預測及改善殘疾人生恬狀況，乃至新型藥物的研制等方面，VR技術都有十分重要的意義。
在醫學院校，學生可在虛擬實驗室中，進行“尸體”解剖和各種手術練習。用這項技術，由于不受標本、場地等的限制，所以培訓費用大大降低。一些用于醫學培訓、實習和研究的虛擬現實系統，仿真程度非常高，其優越性和效果是不可估量和不可比擬的。外科醫生在動手術前，通過虛擬現實技術的幫助，能在顯示器上重復地模擬手術，移動人體內的器官，尋找最佳手術方案并提高熟練度。在遠距離遙控外科手術，復雜手術的計劃安排，手術過程的信息指導，手術后果預測及改善殘疾人生活狀況，乃至新藥研制等方面，虛擬現實技術都能發揮十分重要的作用。
關鍵詞 分形 虛擬現實 應用發展
中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A
1什么是分形技術
分形（Fractal）一詞，是芒德布羅創造出來的，其原意具有不規則、支離破碎等意義。分形幾何是一門以不規則幾何形態為研究對象的幾何學，由于不規則現象在自然界普遍存在，因此分形幾何學又被稱為描述大自然的幾何學。
人類在認識世界和改造世界的活動中離不開幾何學。在經典幾何學中，可以用直線、圓錐、球等一類規則的形狀去描述諸如車輪、道路、建筑物等人造物體。然而，在自然界中卻存在這許許多多極其復雜、極不規則的形狀，如海岸線、山川、河流、巖石、森林、閃電等，它們都是不規則的形狀，無法用歐幾里得幾何來描述。因此可以運用分形技術來描述這類看似不規則的物體。
2什么是虛擬現實
所謂虛擬現實（VR，Virtual Reality）是利用計算機生成一種模擬環境，通過各種傳感設備使用戶直接投身于該環境之中，使用戶可以用自然方式與虛擬環境進行交互操作，改變了過去人類除了親身經歷，就只能間接了解環境的模式，從而有效的擴展了自己的認知手段和領域。它是在計算機圖形學，計算機仿真技術，多媒體技術以及傳感技術的基礎上發展起來的一門交叉技術。
由于虛擬現實技術的實時三維空間表現能力、人機交互式的操作環境以及給人帶來的身臨其境的感受。近年來，隨著計算機硬件軟件技術的發展，人們越來越認識到它的重要作用，因此虛擬現實技術在各行各業都得到了不同程度的發展。目前，虛擬現實技術主要應用于工業生產、影視娛樂、科學探索、醫療、教育培訓、戰爭模擬、景觀模擬等領域，并且會顯現出越來越廣闊的應用前景。
3分形的特點及在虛擬現實中的應用
分形的一大特點是自相似性，一種跨越不同尺度的對稱，意味著圖案的遞歸：圖案之中套圖案，在越來越小的尺度上產生細節，形成無窮無盡的精致結構。因此，分形圖案不論在深度還是廣度上都是無限的。另一方面，分形藝術借助計算機來進行創作，一定程度上超越了人腦的思維。因此其作品有很大的隨機性和任意性，但又往往出人意料地新穎別致，奇特和多變，令人耳目一新，具有強烈的時代感。分形圖形神奇美麗，變幻莫測，蘊含著科學之美。
運用分形技術，能用簡單的規則實現對許多形狀復雜且看似無規律的物體的模擬繪制，以便于虛擬現實中物體的構建。例如現實中的樹木山川等復雜度極高的景物，如果采用以往的“暴力”構建方法，對樹木的每一根樹枝、每一片樹葉，山川的每一處高聳、每一處低凹都進行人為手動式的繪制，不僅費時費力，而且自由度變化度極其有限，不能做到最大化的模擬現實。而運用分形技術則只需要人工構造幾個規則，然后計算機會自動幫助你完成圖形的繪制工作，且相比人工繪制的圖形更符合現實中的景物，更具變化感和美感。
4分形技術的意義和發展空間
分形是一類形狀，更是一類方法。分形理論至少可以從3個方面改變人們對世界的認識：
首先，自然界中許多不規則的形狀其背后都有規則，比如山地、云層、樹木和河流分布等，都可以用分形的方法建立模型，并在計算機上構建出以假亂真的景象來。顯然利用這套辦法，人們可以把世界壓縮到幾個分形規則中，以便于攜帶和傳播。
其次，許多以前被認為是隨機的現象，從分形理論的角度看并不是隨機的，比如布朗運動、股票價格的波動以及傳染病的流行傳播等，這為人們控制這些貌似隨機的現象奠定了理論基礎。
最后，分形理論中的分維概念為人們認識世界中的復雜形態提供了一個新的尺度。復雜性科學是線代科學的前沿，在這門科學的研究過程中，發現了許多符合分形規則的復雜形態，而分維是測量這些形態復雜程度的一種度量，也就是說，人們找到了對復雜性做出定量分析的工具。
雖然分形技術在這些新領域的應用目前還停留在理論研究階段，但是隨著計算機科學技術的發展和完善以及人們對分形技術研究的不斷深入，分形技術定會成為人類探索和認知世界中不為人知的秘密的重要手段之一，而且對人們的日常生活也將造成難以想象的影響。
參考文獻
[1] 孫洪泉.分形幾何及其分形插值研究[J].河北工業大學學報，2002（1）.
關鍵詞：虛擬現實 建模技術 3dsmax教學
中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2012）09-0218-03
虛擬現實（Virtual ReaIity），簡稱VR技術。在百度百科中這樣描述虛擬現實技術：虛擬現實（Virtual Reality，簡稱VR，又譯作靈境、幻真）是近年來出現的高新技術，也稱靈境技術或人工環境。虛擬現實是利用電腦模擬產生一個三維空間的虛擬世界，提供使用者關于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般，可以及時、沒有限制地觀察三度空間內的事物。
1、虛擬現實技術
虛擬現實的三個最突出的特征.即交互性、沉浸感和構想性。浸沒感（Immersion）又稱臨場感，指感受者作為主角存在于虛擬環境中的真實程度的感受。交互性（Interactivity）指感受者對虛擬環境內物體的進行操作和從虛擬環境中得到反饋的自然程度（包括實時性）。構想性（Imagination）又稱（想象性），強調虛擬現實技術應具有廣闊的可想像空間，可拓展人類認知范圍，不僅可以真實再現真實的現實環境，還可以創建出現實不存在的甚至是不可能發生的環境。
近年來隨著計算機軟硬件技術的飛速發展，虛擬現實技術也得到了廣泛應用，主要表現在城市規劃、大型工程漫游、旅游景觀漫游、室內設計裝修展示、房地產開發、各種虛擬展會、博物館展示、教育培訓等領域。
虛擬現實系統是由計算機生成虛擬世界，感受者與這個虛擬世界進行視覺、聽覺、觸覺等進行交互，同時這個虛擬世界可以進行及時相應。虛擬現實技術的關鍵是虛擬場景建模，即虛擬世界的構造問題，因為虛擬世界建模的好壞是產生沉浸感、真實感的關鍵，同時場景的復雜程度又會影響實時性，場景太過簡單，實時性雖然好，但是感受者缺乏沉浸感，真實感；反之，場景逼真復雜，就會增加交互性難度，影響實時性。目前虛擬現實建模的技術主要有三種：
1.1 基于圖形渲染的建模技術
基于圖形渲染的建模方法是充分利用計算機圖形學技術進行虛擬環境的建模和渲染。運用3dsmax軟件創建虛擬場景的建模方法即屬于此類。
1.2 基于圖像的建模技術
基于圖像的建模技術是利用照相機采集的離散圖像或攝像機采集的連續視頻為基礎，經過圖像處理生成真實的全景圖像。采用這種建模技術可以實現普通計算機上的真實感圖形繪制。
1.3 基于圖形與圖像的混合建模技術
混合建模技術將上述兩種建模方法進行結合，用戶與之交互的場景對象采用圖形渲染的建模方法，其他場景采用圖像技術建模，這樣實現了構造真實感強、逼真度高、實時性好，交互方便的理想虛擬現實建模要求。
2、3dsmax的建模技術
運用3dsmax軟件創建虛擬場景，是目前比較流行的做法。3dsmax是Autodesk公司的一套強大的三維建模軟件，由于它是基于WinNT或Win98平臺的，圖形界面，方便易學，是目前個人PC上最為流行的三維建模軟件之一。
3dsmax的建模技術主要有以下三種方式：
2.1 多邊形建模方式
多邊形建模是最為經典和傳統的一種建模方式。3ds Max中的多邊形建模主要有兩個命令：可編輯網格（Editable Mesh）和可編輯多邊形（Editable Poly），Editable Mesh方式建模兼容性好，制作的模型占用系統資源較少，運行速度比較快，在較少的面數下可以制作較復雜的模型。它原理是將多邊形劃分為三角面，通過推拉表面構建基本模型，最后增加平滑網格修改器，進行表面平滑，并提高模型精度。這種技法主要使用點、線、面的編輯操作，對空間控制能力要求比較高，適合創建各種復雜的模型。CHn大愛無彊 把我的最愛寫成書CHn大愛無彊 把我的最愛寫成書
2.2 面片建模方式
面片建模是在多邊形建模方式的基礎上發展而來，面片建模解決了多邊形表面不易進行彈性編輯的難題，可以使用類似編輯Bezier曲線的方法來編輯曲面。它通過調整表面的控制句柄來改變面片的曲率。面片建模的原理是編輯頂點較少，使用較少的細節就能制作出光滑的物體表面。它非常適合創建生物模型。CHn大愛無彊 把我的最愛寫成書
2.3 NURBS建模方式
NURBS（非均勻有理B樣條曲線）是建立在數學原理的公式基礎上的一種較新的建模方法。它基于控制節點調節表面曲度，自動計算表面精度，相對面片建模，NURBS可使用更少的控制點來表現相同的曲線，但由于曲面的表現是由曲面的算法來決定的。NURBS建模特別適合創建復雜的生物表面和呈流線型的工業產品的外觀，如阿凡達等外星生物、流線型的高鐵火車等等，而不太適合創建規則的機械或建筑模型。
3、3dsmax制作虛擬場景教學總結CHn大愛無彊 把我的最愛寫成書
3dsmax軟件應用領域很廣，廣泛應用于影視廣告、工業產品設計、建筑效果表現、多媒體設計制作、游戲以及工程可視化。在我國，建筑效果圖和建筑動畫制作中，3dsmax的使用率更是占據了絕對的優勢。根據不同行業的特點對3dsmax的掌握程度也各不相同，建筑效果表現方面，它主要表現單幀的渲染效果和環境效果，動畫方面相對簡單，主要是漫游動畫；游戲制作中對角色動畫的要求很高；影視廣告、片頭動畫則把3DS MAX的特效功能發揮到了極致。目前，隨著虛擬現實應用的廣泛，3dsmax也展現出其強大的優勢。運用3dsmax進行虛擬場景建模流程如圖1所示：
由于虛擬現實具有交互性、實時性，因此在3dsmax中的建模要求和進行漫游動畫制作、效果圖制作、產品設計、片頭動畫制作的要求有很大不同。我校在多媒體設計專業設立了以虛擬現實為方向的3dsmax教學，由于之前本人參與過虛擬現實項目制作，因此在講授這門3dsmax的課程比較有體會，在進行3dsmax教學過程中一定要有針對性，注意建模技法講解，其主要表現在模型的精度上，建模的模型注意幾個優化：模型個數優化、模型面數優化、場景貼圖量優化。
3.1 場景模型創建
在進行虛擬場景建模講解時，模型的尺寸、模型對齊、建面的方法都要特別注意虛擬現實的特點，主要如下：
（1）虛擬現實是要模擬一個真實世界，場景模型的尺寸需要特別注意，在3dsmax的尺寸設定中要設計合理，比如在3dsmax中創建一個邊長100厘米*100厘米的大廣場，導入虛擬現實中，就是一個1米*1米的小空地。
（2）盡量減少每個模型面片數量，模型的細節部分盡量使用貼圖技術表現。
（3）將需要對齊的物體面和頂點進行對齊，盡量刪除每一個模型中看不見的面，三角面盡量為等邊三角形，不要出現細長條型，合理分布模型密度。
（4）對模型進行合理的命名和分組。
（5）盡量控制場景模型的數量，場景中的模型數量太多會給后面的工序帶來很多麻煩，推薦一個完整場景中的模型數量控制在2000個以內。
3.2 場景貼圖
3dsmax的材質表現豐富，可以創建出任何你能想象到的質感，但是在虛擬現實場景建模時，一般推薦3dsmax的標準材質，在貼圖格式、貼圖尺寸上都有一定的要求。
（1）模型的貼圖一般只允許使用：jpg、bmp、tga、png、dds這個幾種格式，不支持其他格式貼圖。貼圖的大小建議使用216*216、512*512、1024*1024的尺寸大小。
（2）透明貼圖一般可以用png和tga兩種格式的圖像文件來表現，如虛擬現實場景中主要表現花草、樹木，一般不是建模，而是通過透明貼圖實現，如圖2所示：
3.3 場景烘培
烘焙就是把3ds MAX中的物體表面的光影關系以貼圖的方式帶到虛擬現實場景中，以求真實感；相反，如果將物體不進行烘焙而直接導入到虛擬現實場景中，其效果是不真實的。
在3dsMax中進行烘焙的工具是“Rendering | Render To Texture”命令。
在對場景烘培前必須對場景進行渲染，并對渲染效果滿意，這樣才進行場景的烘焙。其操作步驟如下：
（1）在3dsMax中，選擇需要烘焙的模型。
（2）單擊【Rendering 】|【Render To Texture】，隨后便會彈出Render To Textures對話框。
（3）依次按照圖3所示的參數進行設置，圖中提示部分是必須設置的，其他為默認參數，設置完畢后點擊Render開始烘焙（如圖3）。
3.4 將模型和制作的動畫導出
根據虛擬現實制作軟件的不同，將模型、動畫導出。
4、結語
面向虛擬現實的3dsmax教學，不能簡單地進行講解3dsmax命令，一定要面向虛擬現實的工作流程，以項目化案例式教學模式為主導，將理論與實踐相緊密結合，貫穿“學中做，做中學”的教學方法，讓學生迅速掌握3dsmax軟件，快速準確創建虛擬現實場景，成為企業需要的虛擬現實建模人才。
參考文獻
[1] 劉向銅，熊助國，曹秋香.基于3Dmax的虛擬現實的建立過程的探討[J].西部探礦工程，2009年02期.
[2] 王正盛，陳征.VRP10/3dsMax虛擬現實制作技能實訓教程[M].北京：科學出版，2010.
關鍵詞 虛擬 教學 應用
中圖分類號：U463.03 文獻標識碼：A
1虛擬現實技術運用于教學領域的現實意義
如果說在上世紀虛擬現實技術基本上還是處于研究階段，那么本世紀就是虛擬現實技術被廣泛運用的世紀。隨著計算機、信息、網絡等相關技術的飛速發展，在一定程度上加快了虛擬現實技術的實際運用步伐，也使得該技術在教育教學領域發揮著越來越重要的作用。虛擬現實技術作為一種新興的實用型技術正主導著教育領域的一場新的革命。
（1）虛擬現實技術開創了全新的學習場景――徹底打破了空間、時間的限制。利用虛擬現實技術，學生可以進入物體的內部進行觀察，如學生可以進入虛擬的分子、原子、航天工作站等內部，觀察物體內部的情況。
（2）虛擬現實技術提供了嶄新的教學手段――即構建實物虛化、虛物實化的方法。通過虛擬現實、計算機、網絡等技術的綜合運用，可在課堂和實驗室中展現在傳統的教學模式中無法實現的教學過程。
（3）虛擬現實技術改變了傳統的學習方式――開創了一個開放性的網上探索學習模式。
（4）虛擬現實技術豐富了課堂教學內容――展示出全方位、多角度的教學內容。
（5）虛擬現實技術節約了教學成本――開展虛擬實驗，進行虛擬生產。
2虛擬現實技術在汽車專業教學中的優勢
虛擬現實技術運用于汽車專業教學是該技術在教育領域的具體運用，時間不長，并且遇到的問題也不少，但并不能阻止人們對它的喜愛，無論是教育者還是受教育的一方，在對待虛擬現實技術的態度上都非常默契地保持了一致。
虛擬現實技術在汽車專業教學中有以下優勢：
（1）彌補了教學條件的不足。在汽車專業教學中，由于實驗設備、實驗場地、教學經費等方面的原因，而使一些應該開設的教學實驗無法進行。利用虛擬現實系統，可以彌補這些方面的不足，在虛擬實驗室里學生可以做各種各樣的實驗，并獲得與真實實驗一樣的體會，從而豐富感性認識，加深對教學內容的理解。虛擬現實技術進入教育領域將有助于解決高等院校設備不足、型號落后、難以及時更新換代的困難，必將帶來教學環境的重大變革。
（2）激發學生的學習興趣，有利于學生能力的培養。傳統的教學手段在一般情況下很難激發學生的學習興趣，因而影響課堂教學效果。虛擬現實是借助于計算機生成逼真的汽車零部件、發動機、整車實體，學習的內容不抽象，不枯燥，從而取得最佳的學習效果。虛擬的物體空間結構能培養學生的想象能力和動手能力，有助于培養具有創新意識和創新能力的人才。
（3）促進學生從感性認識上升到理性認識。虛擬現實技術能夠為學生提供生動、逼真的學習環境。比如在講自動變速器油液流向時，以前即使有實物也不能看到油液的流向，現在可以通過虛擬現實技術，把油液流向形象地表現出來，學生在學習的過程當中可以直觀的看到，學生的理解也就從感性認識上升到理性認識了。
3虛擬現實技術在汽車專業教學中的具體運用
（1）虛擬駕駛技術是虛擬現實技術在汽車駕駛訓練中的具體運用。虛擬現實技術模擬汽車駕駛的運行環境和操作效果，模擬系統的圖形部分是由計算機實時形成的，在視頻上看到的道路、車輛、行人、建筑物和交通標志等均是隨著駕駛過程的變化而不斷實時變化的，如同駕駛真車一樣，有身臨其境的感覺。利用虛擬現實技術的經濟性、安全性及逼真性等特點，對學生進行交通、駕駛知識的訓練和駕駛技能的鍛煉，以代替駕駛前期的實車駕駛訓練，能有效減少學生的培訓時間，降低駕駛初期的危險性，并快速提高學生的駕駛技能。
（2）虛擬汽車造型是虛擬現實技術在汽車構造教學中的具體運用。通過虛擬現實技術事先建立逼真的汽車模型，教師在講授汽車構造時，學生可以方便地從各個角度觀察汽車車身與發動機的結構，隨時解剖任何他想要觀察的部位，對零部件進行隨意放大或縮小。理論知識與實踐通過虛擬現實技術實現了一體化，將大大提高學習的效率。
（3）虛擬汽車故障是虛擬現實技術在汽車故障與維修課程中的具體運用。如在學習“起動機控制電路故障排除”這部分內容時，利用虛擬現實技術創建一個逼真的起動機及其控制電路，并設置故障點，學生可以根據三維電路查找故障，采用順藤摸瓜的方式找到相對應的故障所在，然后對故障點進行虛擬處理，起動機恢復原有的性能。通過虛擬現實技術可以對所有部件的特定部位設置故障點，通過反復練習，學生可獲得豐富的維修經驗。由于虛擬的故障訓練系統無任何危險，學生可以任意進行探索性操作，可提高學生的創造性。
[關鍵字] 城市規劃；虛擬現實技術；應用
前言
隨著在城市規劃中多媒體動態需求的不斷增加，虛擬現實的操作環境能夠帶給人們身臨其境的感覺，形成逼真的現場效果，從視覺、聽覺、觸覺全方位進行體驗，此外還可以通過各種互動方式進行交互操作。因此，虛擬現實技術的應用帶給我們更多的跨學科技術的融合，城市規劃中采用虛擬現實技術，不僅可以直觀的展示城市建筑，同時也可以通過使用者的操作得到很好的直接反饋。
2、什么是虛擬現實技術？
虛擬現實技術簡稱VR，是virtual reality的縮寫，又稱靈境技術，是依托于計算機技術來實現的高級人機互動界面。虛擬現實技術所涉及的學科廣泛，并不是一門單一的技術而是綜合了計算機圖形學、仿真技術、多媒體技術、傳感器技術、人工智能技術、計算機網絡技術等等，同時涉及心理學、生理學、認知科學、信息科學等多門學科的綜合性新興科學。可以通過模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感官反映，來使人進入計算機生成的虛擬環境中，并與計算機形成互動，通過語言、手勢等方式進行人機交流，創造一個多維的信息空間，其應用前景十分廣闊，已經成為近幾年來飛速發展的重要學科。虛擬現實技術與多媒體技術、可視化技術的根本區別在于“沉浸”，即要求該技術能夠使用戶沉浸在虛擬環境中，具有立體的視覺效果、逼真的聽覺與真實的觸覺感，而不僅僅是停留在對模型的觀察上，仿佛構建了一個虛擬的思維空間，能夠使用戶全方位的體驗數字化構建的仿真環境。因此，傳感器技術是虛擬現實技術中重要的構成部分，這樣才能夠使人們更加真實的投入和參與到信息處理的環境中，能夠從力學、生物學等方面做出對用戶行為的逼真反應。
3、虛擬現實技術的應用領域
虛擬現實技術的興起引起了各領域的廣泛關注，其應用前景與科學價值也逐步得到認可，其中涉及軍事、教育、工程、建筑、醫學等各個領域。虛擬現實技術的早期實驗起源于MIT，最早是開發軍事作戰的虛擬環境，用于模擬戰場的各種突發狀況的變化等，由美國國防部出資資助進行開發實驗。隨著這項技術的逐步成熟，開始由軍事領域向民用領域逐步轉變，應用范圍不斷擴大，著名的飛機制造商波音公司就曾經用虛擬現實技術成功的設計了波音747的座艙。此外，在英國人們研制了基于虛擬現實技術的解剖模擬器，可供外科醫生進行模擬解剖練習。而對于我們日常生活中所接觸到的，莫過于各類科幻電影中的應用，例如“侏羅紀公園”就大膽的應用了該項技術，給人們耳目一新的視覺沖擊感。在建筑領域中，人們可以通過逼真的行走方式，徜徉在虛擬的建筑中，感受環境、街道，甚至是進入建筑內部，對其內部結構進行觀察等。
4、虛擬現實技術在城市規劃中的應用
隨著人們對城市建設與生態建設重視程度的不斷增加，虛擬現實技術也同樣被應用于城市規劃的虛擬和城市生態的虛擬中，甚至參與生態改造等虛擬性的實驗中，在城市規劃領域發揮著不可替代的重要作用。
4、1虛擬城市規劃及建筑設計
城市規劃是一個城市可持續發展的重要基礎，從城市的建筑布局到街道設計、景觀安置等等，如果不進行反復論證從而得出合理的、詳細的規劃圖紙，是很難保證城市建設的遠期效果的。利用虛擬現實技術，可以進行舊城區的改造實驗，用來評價各城市設計、規劃方案的合理性，將城市的街道、建筑物、景觀等結合起來，特別是對于高層建筑的美學功能也能夠進行充分的論證。此外，街道綠化的景觀效果，四季的植物色彩變化和搭配等等，都可以通過虛擬現實技術來給出重要的參考依據。在建筑設計方面，建筑空間的合理性也同樣可以依靠虛擬現實技術來反應出來，從用戶身臨其境的反映可以得出最直接的反饋，對建筑的功能與空間布局給出合理的結論。在城市整體規劃的大背景下，建筑的空間感與周圍景觀的結合程度，都可以依靠虛擬現實技術給出的反饋來得到解決。
4、2街區重建與小區規劃
城市是由多個細化的街區與居民生活的小區構成的，因此，城市規劃既是全局行為也是局部行為。虛擬現實技術可以將街區改造設計進行模擬，顯示該地區內的街道重建結構與道路的功能性，該項技術特別是在一些地震重建城市將得到更有價值的應用。修復損毀道路、重建街區功能使城市的街區與城市整體結構緊密契合，將是虛擬現實技術在城市規劃中的典型應用。對于居民小區規劃不僅要考慮到周邊的交通，同時也要充分考慮到自然環境的影響，小區與周邊的協調性等等，將擬建的小區虛擬模型放置在完成的周邊環境中進行綜合評價，將大大提高小區公共設施的利用價值與綠化的景觀價值與整體布局的合理性。應用虛擬現實技術，可以將街區改造與小區建設的效率性進行提升，從而構成城市規劃的整體布局的完整性。
5、結語
虛擬現實技術借助三維的虛擬模型可以實現我們模擬建設的重要功能，特別是在城市規劃方面，既能夠滿足城市的建設的整體需求，同時也為設計者提供了可靠的設計依據。通過仿真技術等高新技術手段，不斷完善虛擬現實技術的同時，也使得這門技術的應用范圍不斷擴大，對于城市規劃方案的甄選，越完善的模擬效果越能夠呈現出整個城市的功能與景觀的協調效果，從而使這項技術得到長足的發展，是城市的生命力得到提升。
關鍵詞：虛擬現實技術；藝術設計；創新；變革
就在30年以前，設計師們還在用紙和筆進行創作，無論是廣告插畫，還是工業制圖，都離不開尺子、鉛筆和紙張。然而，個人計算機普及后，電腦迅速替代了之前的作畫工具。在短短的幾年內，就已經很少再看到設計師使用傳統的紙和筆繪圖了，這可以說是設計界的一場革命。現在，一場全新的革命風暴正在醞釀，得益于虛擬現實技術所取得的突破性進展，也許在不遠的將來，設計師們就將打破電腦屏幕的限制，進入亦真亦幻的虛擬世界繪圖了。虛擬現實（Virtual…Reality，簡稱VR）是利用電腦模擬產生一個三維空間的虛擬世界，通過對視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身臨其境一般，可以實時地觀察虛擬空間內的事物并與之進行一定的交互。廣義的虛擬現實還包括增強現實（Augmented…Reality，簡稱AR）和混合現實（Mix…Reality，簡稱MR）。對虛擬現實的研究和開發源于20世紀60年代，得益于計算機圖形學、人機接口技術、圖像處理與模式識別、多傳感技術、語音處理與音響技術、高性能計算機系統、人工智能等領域的長足發展，為虛擬現實技術的爆發打下了堅實的基礎。現在，虛擬現實技術正逐漸走出實驗室，進入市場，而藝術設計正是和計算機緊密結合的一個領域，因此可以預見，虛擬現實技術必然對設計界產生巨大的、革命性的影響。這是虛擬現實技術為設計界帶來的一次變革，這場變革不同于以往的地方在于，它帶來的不僅僅是技術上的變革，更是設計思想上的全面革新。
1設計工具的智能化
得益于人工智能的發展，設計工具將變得越來越智能化，這是必然的趨勢。而虛擬現實正是基于人工智能的支持才能更好地實現，因此設計師們會發現，設計工具的開發者將會更傾向于將工具轉變為智能助手。設計師手中的創作工具不再僅僅是簡單地將設計師的想法“繪制”出來，而是會模擬出設計師所設計的產品將要應用的環境，并通過人工智能來判斷這些設計應用在真實環境中是否合理，借此向設計師提供更合理的建議。除此之外，客戶也將深度參與到設計的過程中來。不同于以往的設計產品必須交付之后才能進行測試和反饋，在虛擬現實技術的幫助下，客戶可以在設計師設計的過程中實時模擬各種測試環境來檢驗設計，并及時與設計師進行溝通，提出意見。這將會極大地提升設計效率，降低設計的失誤。對于一些需要生產樣品的設計，同樣可以借助虛擬現實的幫助，在設計完成后，“生產”出虛擬的樣品，并邀請用戶在虛擬的環境中進行體驗和使用，如果發現問題，可以馬上調整設計。這將極大地節約設計成本，包括經濟成本和時間成本。
2打破空間對設計師的限制
虛擬現實技術將打破空間對設計師的限制，設計師的視野將從電腦屏幕擴展至整個周圍的空間。我們可以完全虛擬出一個時空，在虛擬的世界構建自己的作品。比如，當我們需要設計一套古代服裝時，設計師可以借助虛擬現實設備在工作場所虛擬一個相對應的古代場景，并讓虛擬的模特“穿”上這套服裝在該場景中進行展示，這種沉浸式的設計體驗將幫助設計師更好地把握設計的時代感，提高設計的準確度。除此之外，我們還可以基于周圍的真實環境，在真實空間中繪制虛擬的作品，比如在設計師的工作臺上使用虛擬現實設計工具創作一輛迷你賽車，工作臺就是它的賽車場，它能和工作臺上真實存在的物品進行互動，并在行駛中繞開這些真實的障礙。這也就意味著，設計師將從二維的平面中解放出來，真正進入三維的空間進行創作。這里需要注意的是，我們目前所謂的“三維”圖像，實際上仍然是顯示在各種設備屏幕上的平面圖像，并非能夠從任意角度觀察的真正的三維圖像。通過維度的提升，將使得設計師的視角更加自由，能夠從以往無法想象的視角去審視自己設計的作品。
3設計思維的改變
傳統的設計要求設計師們憑借自身的經驗去理解設計需求，也就是說，當客戶提出的設計需求涉及設計師陌生的領域時，就會對設計師造成很大的困擾。比如，一名建筑設計師在設計建筑方面非常在行，但當一名電影導演要求他為某部科幻電影設計一座火星基地時，他可能就會感到非常棘手，因為他并沒有到過火星，無法實地觀察火星的地貌環境。此時，借助虛擬現實技術，這名設計師就可以通過相關設備進入虛擬的火星表面，全方位地觀察和體驗。而且，這個虛擬的火星表面是由專業的宇宙空間研究機構提供的數據搭建而成的。從這個角度來看，我們就會發現，通過虛擬現實技術，設計師的整個設計思維將會產生極大的變化，他們將徹底地換位思考，不再完全從設計師的角度出發，而是可以進入客戶的角度，在虛擬的環境中感受客戶的需求。這種變化將引起設計思想的革命——真正從客戶、從需求的角度出發進行設計，而不是憑借自身對客戶需求的有限理解來設計。
4設計師培養方式的變革
【關鍵詞】虛擬現實，建筑施工，應用
中圖分類號：TU7 文獻標識碼：A 文章編號：
一、前言
隨著信息技術變革對現代社會帶來了巨大的沖擊和影響，針對建筑施工這一領域，如何加快施工生產的信息化是改造和提升傳統建筑業、促使施工生產進步與發展的方向。研究和開發土木工程施工技術的數字化和集成化，可促進我國建筑業的發展，改造和提升建筑業的生產水平。特別是虛擬現實所衍生的虛擬建筑技術的誕生，促使建筑業發生著根本性的變革。
二、虛擬現實技術概述
所謂虛擬現實是20世紀90年代以來在美國興起的一門嶄新的綜合性信息技術、它融合了數字圖像處理、計算機圖形學、多媒體技術、人工智能、人機接 口技術、傳感器技術、高度并行的實時計算技術及人的行為學研究等多項關鍵信息技術, 是這些技術高層次的集成和滲透, 并以模擬方式為用戶創造了一個實時反映實體對象變化與相互作用的三維圖像世界, 給用戶以視、聽、觸、嗅等感知行為的逼真體驗, 為人們探索宏觀世界和微觀世界中由于種種原因而不便直接觀察的事物的運動變化規律, 提供了極大的便利。虛擬現實技術具有以下幾個明顯的特征:動態性、系統性、分布性、交互性、實時性、一致性、可信性、直觀性。
三、虛擬現實技術在建筑施工中的應用
1、在培訓中的應用
在虛擬環境中對施工人員進行培訓,能有效地保證復雜結構施工安全高效.另外,現代新型的結構形式,結構的最終受力狀態和結構的施工安裝過程有密切關系,建筑結構施工中前往往要對施工方案進行受力狀態復核，如在預應力空間結構中,索的張拉次序及張拉力對結構最終成形的受力狀態及使用狀態都影響巨大,施工階段的內力復核非常必要，基于計算機仿真技術的虛擬現實技術可以很好的解決這個問題,在施工過程計算中,可以針對不同的施工階段,不同的邊界條件,適時的修改結構的內力計算條件,動態的跟蹤觀察復雜結構在施工階段的內力及變形狀態,為結構的成形安裝和最終使用狀態下結構的受力安全提供保障，上海海灣國家森林公園內茶長廳鋼結構設計及鋼構件的安裝均是鋼結構施工中在虛擬施工上的一個成功嘗試,另外園中超過24米跨度的2攤拱橋施工,更是驗證了虛擬現實技術在工程實踐中的運用.在工程施工中其工作主要包括三部分:
首先，鋼結構施工方案及其優化。
其次，桅桿起重機和鋼構件內力及焊接變形分析。
最后，建筑外觀與公園景觀的虛擬漫游。即在建筑物建成之前,虛擬顯現建筑物建成后周圍的環境,獲得直觀的視覺效果.該項目的開發研究為虛擬施工的應用提供了重要經驗，在大跨度結構施工中,由虛擬現實技術構造的虛擬施工環境,可以虛擬大跨度鋼結構工程施工的全過程,技術人員可以通過該虛擬施工環境對施工方案進行驗證，在茶餐廳鋼構架的建設中,通過虛擬現實技術真實地反映了這座六邊形,室內空間超過30米的寶塔形鋼結構在各施工階段中各結構節點的內力情況,對工程建設的施工方案，施工流程起到指導性的作用。
綜上所述,虛擬現實技術己基本應用到建筑產業鏈的全過程,從規劃構思、方案可行性研究、建筑設計、結構設計、施工管理和施工方案制定等全過程,虛擬現實技術都發揮了巨大的作用,并取得了一些成就,虛擬現實技術是一項高尖端技術,它還有很多不完善的地方，但是虛擬現實技術在建筑業中有著廣闊的應用前景,它將改變人們的傳統理念,帶給工程界一個嶄新的天地。
2、在設計中的應用
虛擬現實施工方案設計是利用虛擬現實技術構造一個虛擬施工環境, 在此虛擬環境中 , 建立圍場景、結構構件及機械設備等的三維CAD 模型和有限元模型, 形成基于計算機的具有一定功能的仿真系統, 讓系統中的模型具有動態性能, 并對系統中的模型進行虛擬裝配, 根據虛擬裝配的結果, 在人機交互的可視化環境中對施工方案進行修改。沉浸性和交互性是虛擬現實系統關鍵的兩個特性, 這兩個特性充分反映了建筑施工方案設計在人機關系上的基本特征, 它們充分反映了設計者的主導作用: 從過去只能在計算結束后查看計算結果, 到能沉浸到虛擬現實的環境中參與整個計算過程; 由過去的經驗、靜態和類比設計轉向動態優化設計。在虛擬現實的環境中進行建筑施工方案的分析和設計時,設計人員能對可視化的虛擬模型進行適時修改, 從而優化施工方案。
（一）搭建用戶與設計者的交流平臺
當設計者根據用戶最初提供的需求確定設計方案時，設計者往往確定一個方案與用戶進行交流、確認。通過傳統的介紹雖然也能使用戶了解到，但由于設計者的表達能力和客戶最專業知識的認知程度不同，交流的過程可能會出現很多問題。然而設計者可以通過虛擬現實技術，展示給用戶一個虛擬的施工方案進行過程，以及施工過程中出現的問題都將呈現給用戶。用戶可以根據現象來告訴給設計者方案與自己的需求之間是否吻合，哪里需要改進。這樣，通過虛擬建造技術給用戶和設計者搭建了一個非常直觀的交流，省去了其中很多不必要的中間環節，使得用戶能更好的提出設計需求，設計者能夠更加明確用戶需求而建立其需要的設計方案。
（二）設計者的方案的自我修正
在實際的方案制定的過程中，設計者往往根據自己的經驗來確定施工方案，然而，對于一些高難度的或者從未涉及的領域來說，經驗往往會付出很高的代價。有些設計者根據自身自己能夠估計到的問題進行考慮，然而往往現實總是與設計者所估計的有偏差，而這其中的偏差大小取決于設計者的水平。為此，設計者往往考慮到所有可能的問題，根據經驗和運算來使自己的設計能夠和實際更加接近。但是，正是由于建筑施工中使用傳統的方式進行設計，使得很多方案在實際的操作過程中遇到問題，施工人員將問題反饋給設計者，設計者此時根據施工的現狀對方案進行調整。雖然大多都能完成施工任務，但在此過程中所浪費的人力、物力、時間等問題確是十分巨大的。因此，通過虛擬建造技術，設計者可以在計算機上模擬出施工中可能出現的問題，進而對施工方案進行考察，從而使得設計者對自己的設計方案進行自我修正，達到設計者能夠更好的確定施工方案的目的。
3、虛擬現實在建筑施工安全工程中的應用
（1）首先可以用在評價施工安全價值工程中。在施工過程中出現危險事故的原因主要有人的不安全行為、物的不安全狀態、環境隱患和組織管理不力等。可以根據這四個因素的重要程度進行各個方面的安全價值分析，指定不同的安全方案。可以達到資金與安全程度的最大優化。
（2）各種施工設備的操作訓練。尤其是某些重要工程中要采用先進的特種設備，而這些設備是不允許出現失誤且需要不斷反復的操作訓練。即使一般的起重機、挖掘機、塔吊也需要熟練的操作，還有混凝土攪拌站等等。采用虛擬現實技術開發相應的設備模型用戶通過各種傳感及輸入裝置與虛擬場景的交互，使之通過虛擬的設備得到“真實”地訓練。還可以觀察操作過程中存在那些不規范的操作，可以提前改正，還可以觀察～些設備的操作隱患。以此好采取相應的措施預防和加強。
(3）可以進行按事故過程模擬。有經驗的工程師了解工程當中那些部位容易出現隱患，那些部位容易發生事故。比如爆炸、坍塌、墜落、交通事故等。利用虛擬現實技術可協助建立安全事故發生過程三維動態仿真模型，為以后類似的事故的分析、職工安全教育停工有力的工具支撐。
四、結束語
以上就是本人結合多年的實踐經驗和理論知識，對建筑施工過程中，虛擬現實技術的應用及作用做的淺要分析，希望可以為廣大施工技術人員提供一些建議，從而促進我國建筑虛擬現實技術的飛躍發展。
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>> 淺析虛擬現實新聞發展的雙面性 虛擬現實技術在新聞報道中的創新性應用 虛擬現實技術在新聞直播節目中的應用研究 新聞報道中的虛擬現實技術應用狀況研究 不同廣義虛擬資產之間的關聯性研究 VR虛擬現實技術在房地產行業中的應用與展望 圖形\圖像與虛擬現實技術研究 淺析虛擬現實技術的沉浸性 虛擬現實技術應用在圖書館行業和其它行業的對比研究 觸覺技術研究對虛擬現實的重要性 基于虛擬現實技術的展示設計創新研究 基于虛擬現實技術的數字地球建模研究 虛擬現實技術的應用研究 虛擬現實技術中的沉浸感研究 基于虛擬現實技術的動畫創作研究 教育中虛擬現實技術的應用研究 房地產行業與宏觀經濟的關聯性研究 農村機械行業的發展與農民增收關聯性研究 虛擬現實技術 虛擬現實技術的應用與展望 常見問題解答 當前所在位置：
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關鍵詞：虛擬現實技術；模擬；視傳方向；真實場景
中圖分類號：TP391.9
近年來，隨著計算機領域的發展、PC的計算功能越發強大，模擬現實的技術應運而生――虛擬現實技術，虛擬現實技術采用計算機模擬現實場景的模式，通過創建一些虛擬的環境，包括山、樹、虛擬實體等，通過逼近現實的場景，將現實世界中的場景形似地再現出來，使得觀看虛擬場景的人，能夠更加輕松地的獲得所描述問題的背景以及分析的問題。隨著計算機處理能力的增強，虛擬現實技術已經逐漸地應用于各種工況下，具體的如交通事故的再現，經常在視頻上可看見虛擬場景的描述，使得事故過程清晰可見。虛擬實現技術一種體驗虛擬世界的計算系統，使人的感覺彷佛看到真實的過程一樣，能夠從視覺、聽覺、觸覺上真正身臨其境地感知虛擬環境，達到人機交互、虛擬再現的功能。虛擬現實技術是現代高科技、智能產品的結晶，通過計算機的模擬與建模，通過紋理特征的匹配，更加地符合人們的審美觀。本文基于虛擬現實技術在視傳方向的應用分析，全面而系統地分析虛擬技術的應用以及情景。
1 虛擬現實技術特點
虛擬現實技術是一種采用計算機模擬的一種視覺效果技術，虛擬現實技術通過模擬已經發生的事件、正在運行的事件、預測要發生的事件等。虛擬現實技術具有很大的可調整型，可根據人的先驗知識點，逐漸完成一系列虛擬場景中的事件發生經過，讓觀眾覺得真實，具有一定的可靠性。虛擬現實技術已經廣泛應用于軍事上、交通部門事故回放、機車運行監控等一系列高科技應用領域，因此虛擬現實技術在未來很長一段時間將具有極大的應用前景。虛擬現實技術的三大要素主要為“沉浸”、“交互”和“構想”。對于“沉浸”而言，“沉浸”的目的是使用戶盡可能的沉浸在虛擬現實技術模擬的三維場景中，讓用戶有著身臨其境的感覺，增加虛擬現實場景的真實性，從而提高虛擬現實場景的質量。“交互”則是指的是虛擬現實技術應用于構建的虛擬場景，具有可控性，例如列車通行在高速鐵路上，軌道的切換、運行的速度、運行的線路的選擇等等。例如現在MATALB軟件提供一種vrworld的模擬，場景的物體通過三維軟件構件虛擬實體，通過編程的方式控制虛擬場景的物體的運動，因此，“交互”特點越來越引起人們的關注。“構想”這一點有時候可以用到，有時候則不需要用到，對于事故現場的再現，用戶只需要了解事件發生的經過，因此也許不需要“構想”，而在軍事領域則需要士兵通過對不同地形進行作戰演練，構想各種障礙物等，營造更加逼真的場景，從而提高模擬演練水平。總之，虛擬現實技術就是通過先進計算機技術（現有的專業軟件），利用高科技術將現實中的一些場景或者過程，制作成客觀的虛擬環境，給人們以觸、聽、視覺上的感受。所以，用戶在對虛擬現實技術盡心應用的時候，常常會產生一些跟現實世界類似的意識或幻覺，讓用戶真正從嗅覺、觸覺等多個感官上了解虛擬世界的情境和事物，讓人們沉浸在虛擬情境之中。
虛擬現實技術是高科技的結晶，它使計算機圖形學的應用更加具有可操作性，用戶根據需要可進行相關渲染，虛擬現實技術包括圖形學、圖像處理、網絡技術、模式識別等一系列人工智能技術，結合氣象、地質、心理學、美學的角度出發，采用一系列智能方法，使得虛擬現實場景更加地為觀眾所吸引。
2 視景仿真中的虛擬現實技術
虛擬現實技術應用的領域極其廣泛，在計算機通信領域應用在BCGcentrex、centrex的業務系統，IP網絡的數據網，呼叫中心等，使得用戶可以在邏輯上建立起有關業務數據的獲取，采用虛擬內存和虛擬主機的通信，完成虛擬現實技術的應用。例如虛擬呼叫中心為企業和客戶提供一個個性化的服務平臺，能夠有效提升客戶和企業之間的溝通和信息交流服務，提供更加專業化的服務。
虛擬現實技術在視覺仿真過程中，能夠實現建模技術和視點控制的高度化結合，通過現有的Maya、Softimage XSI、Houdini、3DS max、Lightware 3D以及MUltigen Creator等三維建模工具，通過三維建模軟件以及三維軟件自帶工具包中物理場景的調用，用戶可實現快速的建模仿真設計，通過修飾其紋理特征，導出相應的開發模型。三維建模包括幾何建模和形象建模。幾何建模是整個虛擬現實場景的一個大的工作部分，對于大型的虛擬場景繪制，則采用MUltigen Creator軟件可實現虛擬現實的快速刻畫，得到一個非常接近于實際物理模型的所需幾何模型。形象建模則是根據幾何模型，進行相關的修飾，包括幾何模型的紋理、材質、光照等特征，也是虛擬現實技術應用的一個重要組成部分，虛擬現實技術逼真地再現實際場景，從而在視傳方向，引起觀眾的注意，從而達到滿意的效果。對于形象建模，主要有四種紋理修飾方法：投影式貼圖、立體式貼圖、球體式貼圖以及柱體式貼圖，其中投影式貼圖在虛擬現實場景中應用最廣泛，投影式貼圖可以滿足多個角度進行渲染。
對于虛擬現實技術的視點控制，在視傳方向上的控制，如果視點方向不合適，那么很難再現虛擬場景的細節，可能導致所建立的虛擬場景看不到的情況，因此虛擬現實技術中視點方向問題需要適當的調整。目前的視點方向主要有：靜止視點、運動模式視點、束縛固定視點、束縛選裝視點和規劃路徑視點等。用戶可以實時地跟蹤該視點，達到實時化運動檢測的目的。關于視點化的效果，常采用Vega軟件進行設計開發。進行視點設計時，一般需要進行視點類的創建，即分開創建運動模式和網絡傳來的各種參數控制等，常常電腦鼠標作為運動模式實例進行創建。對于虛擬現實技術運用，虛物實化技術常常涉及到，常見的顯示設備有CRT顯示器、電子投影以及立體眼鏡等，幫助用戶實時定位視頻流以及聲音所在幀。因此基于虛擬現實技術的應用，虛擬現實技術對于視傳方向的應用價值以及應用前景隨著計算機仿真技術的提高，逐漸變得更加可視化和簡單化。
3 結束語
虛擬現實技術在各行各業中廣泛應用，例如汽車運行、列車運輸、事故現場模擬等一系列再現和仿真領域，虛擬現實技術通過三維模型重建加之以紋理渲染使得三維模型更加適合觀眾的視覺感受，從而營造一種逼真的場景。虛擬現實技術借助于計算機模擬，全面直觀可控地構造一種虛擬場景，真實地反映事件發生之前、正在發生、發生之后的狀態，從而使得虛擬現實技術應用更加具有針對性，更加地迎合觀眾的視覺效應。虛擬現實技術是現代高科技的融合，結合了圖形學、圖像處理、模式識別等一系列人工智能技術，結合心理學、美學的角度，使得虛擬現實場景更加地為觀眾所吸引。本文針對虛擬現實技術在視傳方向的應用，討論其應用價值，并介紹了虛擬現實技術的廣泛應用前景。
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關鍵詞：虛擬現實技術；水文地質；研究應用
中圖分類號：P64 文獻標識碼：A
虛擬現實技術主要是利用計算機生成的虛擬現實的環境逼真的模擬人在自然環境中的聽覺和視覺等行為而進行的人機界面的新技術。利用虛擬現實技術的實時表現、沉浸感、與計算機交互的功能可以建立起相關的水文地質模型，從而實現對地下水質、水流及環境地質的深入研究，以促進人們對地下水的開采及提高工程建設的可靠性。
一、虛擬現實技術概述
1概念
虛擬現實技術主要是指利用計算機生成的虛擬環境對人在自然環境中的視覺、運動、聽覺等行為進行逼真模擬的人機界面技術。虛擬現實技術是由美國的VPL.Research公司創始人于1989年所創造，通常情況下被稱為虛擬現實。虛擬現實技術主要有沉浸、交互、構想三個基本特征，對于虛擬現實系統的發展主要有兩個基本方向，一是基于虛擬現實技術的發展，二是基于萬維網和因特網的三維圖形環境的發展。虛擬現實技術自從20世紀90年代開展以來，利用其虛擬環境與現實無限貼近的特點，使實際環境中難以進行模擬和實現的復雜結果得以簡單的表現出來，并實現了對各種不同條件的預測和結果計算，對于現實環境中各方面的發展都起到了良好的促進作用。當前，虛擬現實技術主要應用在軍事、電子儀器檢測、遠程高等教育、模具制作、新產品開發等方面，對人類的生產、生活產生了巨大的影響。
2優點
虛擬現實技術是一種綜合了眾多優點的新技術，在其應用的過程中，自身所具有的優勢得到了充分的顯示。虛擬現實技術的主要優勢為：①實時表達，虛擬現實技術最大的一個優點就是可以在不同的時間、不同的地點進行環境變化的虛擬，可以隨時反應事物的動態變化過程，從而提供有效的數據信息。②三維立體表達，虛擬現實技術由于較多的與計算機技術連接，將計算機的立體表達優勢充分顯現出來，可以實現對所要表達內容從不同的角度進行展現和研究。③反映細致，對于研究物體，即使是再細小的差別，虛擬現實技術也可以將其充分的反應出來，并且能夠實現對研究物體全貌的綜合研究。④實現對事物發展的預測，虛擬現實技術的應用不僅可以實現對已存在事物的細致表達，同時還可以實現對尚未存在但可能發生的事物變化進行虛擬反映。⑤反映結果全面，建立虛擬的現實系統，不僅可以實現對事物發展過程的虛擬，還可以根據不同的條件，虛擬出不同的結果。⑥為研究發展提供了新的方向，虛擬現實技術的應用為對各種未知環境的探究提供了新的研究放向和研究方法。
3應用條件
虛擬現實技術具有較強的實現事物三維可視化的功能，但需要用海量的數據資料作為支持。基礎資料越是全面、豐富，虛擬出來的結果就越貼近現實。
二、虛擬現實技術在水文地質中的應用
1虛擬現實技術對地下水流的表達
在水文地質研究中，地下水流的運動規律是其研究的重要組成部分，地下水流的運動是一個動態的變化過程，也是目前水文地質研究中最活躍的研究因素。在研究地下水流時，虛擬現實系統不僅可以利用自身實時變化的功能對地下水流的運動變化進行虛擬的表達，以充分的表現出地下水流的特點，還可以對地下水開采后對地下水的變化情況進行虛擬，使人們充分了解在開采利用地下水后對含水系統造成的影響，從而使人們采取相應的措施或者是減少對地下水的開采。在對地下水流研究的虛擬過程中，不僅可以實現對地下水的可視化管理，還可以由此虛擬出相應的開采方式和管理方案，并利用虛擬現實技術對其進行不斷的完善和表達，從而實現對地下水流研究的可靠性和科學性。
2虛擬現實技術對含水層的表達
在以往的研究工作中，只能夠通過剖面圖來展示隔水層和含水層的分布特點，在平面圖中則通過含水層厚度的等值線來表現含水層的空間分布特點，這樣進行研究分析，既不夠直觀，也不夠全面，對于含水層和隔水層的變化狀況研究起到的作用不大。虛擬現實技術中的三維可視化功能能夠將地下含水層與隔水層的分布、空間的變化情況及含水層的厚度很好的進行真實再現，對于深入研究隔水層和含水層有很大的幫助，同時，隨著虛擬現實系統中資料的不斷完善，人們對地下含水系統的研究也更加深入、全面。
3水文地質環境問題
隨著經濟的快速發展，人口不斷增長，人們對地下水的開采利用也不斷的增長，導致過分開采，從而引發了地下水位持續下降、地面沉降、水資源枯竭、土壤沙漠化等環境地質問題，對人類的居住環境形成了巨大的威脅，嚴重影響了人們生活質量的提高。由于虛擬技術既可以對存在的事物發展過程進行虛擬，也可以對尚未存在但可能發生的事物進行虛擬，將其利用在水文地質環境的監測上，則可以實現對開采地下水可能引發的各種環境問題進行虛擬分析，從而制定出相應的對策或減少對水資源的開發，以減少環境問題給人類帶來的災害。
4地下水水質的虛擬表現
當前，由于經濟快速發展，造成環境污染嚴重，影響到了地下水的水質，也影響到了人們對地下水的開采使用。利用虛擬現實技術，可以對地下水在自然狀態下的變化進行虛擬，從而找出對地下水水質影響較大的因素，以實現對水質變化更深刻的理解，為人們提供有效的控制水質惡化的方法，使地下水質逐步轉為良性循環，水質恢復正常。在研究地下水質時，可以建立相應的水質虛擬實驗室，將可能影響地下水質的因素都虛擬出來，并對這些影響因素進行分析研究，找出相應的解決方案，以實現對影響因素的良好控制，從而改變地下水的水質，以保證人類的生活質量。
