虛擬現(xiàn)實(shí)概念匯總十篇

時(shí)間：2023-11-12 15:00:39

序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程，我們?yōu)槟扑]十篇虛擬現(xiàn)實(shí)概念范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來(lái)更深刻的閱讀感受。

虛擬現(xiàn)實(shí)概念

篇（1）

目前國(guó)際上流行的一種“故事版情景預(yù)言法”的概念設(shè)計(jì)，就是將要開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品置于一定的人、時(shí)、地、事和物中進(jìn)行觀察、預(yù)測(cè)、想象和情景分析，其形式是以故事版的平面設(shè)計(jì)表達(dá)展示給人們。于是，產(chǎn)品在設(shè)計(jì)的開(kāi)始便多了一份生命和靈氣。然而，設(shè)計(jì)表達(dá)在信息時(shí)代已是多元化的展示形式，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，使設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)表達(dá)如虎添翼。讓人多了一種直觀的、親切的及交互的感受，這樣開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品與傳統(tǒng)相比，大大減少了投放市場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)性，也為企業(yè) 決策人尋找商機(jī)、判斷概念產(chǎn)品能否進(jìn)一步開(kāi)發(fā)生產(chǎn)，提供更好的依據(jù)。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

（一）虛擬現(xiàn)實(shí)（virtual reality，vr）及虛擬設(shè)計(jì)（virtual design，vd）

虛擬現(xiàn)實(shí)（virtual reality，vr）是利用計(jì)算機(jī)省城一種模擬環(huán)境，通過(guò)多種傳感設(shè)備使用戶“沉浸”到該環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進(jìn) 自然交互的技術(shù)。這里所謂模擬環(huán)境就是計(jì)算機(jī)生成的具有色彩的立體圖形，它可以是某特定現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)體現(xiàn)，也可以是純粹構(gòu)想的世界。傳感設(shè)備包括立體頭盔、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣服等穿戴于用戶身上的裝置和設(shè)置現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的傳感裝置。自然交互是指用日常使用的方式對(duì)環(huán)境內(nèi)的武體進(jìn)行操作并得到實(shí)時(shí)立體反饋。虛擬現(xiàn)實(shí)是一種全新的人機(jī)交互系統(tǒng)，它能對(duì)介入者產(chǎn)生各種感官刺激，如聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)，給人身臨其境的感覺(jué)，人能以自然的方式與計(jì)算機(jī)生成的環(huán)境進(jìn)行交互操作。

虛擬設(shè)計(jì)是以“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)，以機(jī)械產(chǎn)品為對(duì)象的設(shè)計(jì)手段”，借助這樣的設(shè)計(jì)手段，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)多種傳感器與多維的信息環(huán)境進(jìn)行自然地交互，實(shí)現(xiàn)從定性和定量綜合集成環(huán)境得到感性和理性的認(rèn)識(shí)，從而幫助深化概念和萌發(fā)新意。

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是人的想象力和電子學(xué)等相結(jié)合而產(chǎn)生的一項(xiàng)綜合技術(shù)，它利用多媒體計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)構(gòu)成一種特殊環(huán)境，用戶可以通過(guò)各種傳感系統(tǒng)與這種環(huán)境進(jìn)行自然的交互，從而體驗(yàn)比現(xiàn)實(shí)世界更加豐富的感受。

二、概念設(shè)計(jì)的定義及內(nèi)涵

pahl和beitz在《engineering design》一書(shū)中提出“概念設(shè)計(jì)”這一名詞以來(lái)，人們對(duì)概念設(shè)計(jì)進(jìn)行了十幾年的研究。他們將其定義為：在確定任務(wù)之后，通過(guò)抽象化，擬定功能結(jié)構(gòu)，尋求適當(dāng)?shù)淖饔迷順O其組合等，確定出基本求解途徑，得到求解方案，這部分設(shè)計(jì)工作叫做概念設(shè)計(jì)。

國(guó)內(nèi)的學(xué)者也對(duì)概念設(shè)計(jì)進(jìn)行了大量的研究，其中鄧家褆在《產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)》一書(shū)中將“產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)”定義為“由分析用戶需求到生成概念產(chǎn)品的一系列有序的，可組織的，有目標(biāo)的設(shè)計(jì)活動(dòng)，它表現(xiàn)為一個(gè)由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具體、不斷進(jìn)化的過(guò)程。”

在幾十年的時(shí)間里，人們對(duì)概念設(shè)計(jì)的研究日益增加、不斷深入，使概念設(shè)計(jì)的內(nèi)涵更加廣泛和深刻。主要體現(xiàn)在:根據(jù)產(chǎn)品生命周期各個(gè)階段的要求進(jìn)行市場(chǎng)需求分析、功能分析、功能的工作原理、動(dòng)作行為的構(gòu)思、行為載體的選擇和方案的組成的等。可見(jiàn)，確定方案是概念設(shè)計(jì)的最終結(jié)果，產(chǎn)品生命周期全過(guò)程的滿足才是概念設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)方法上更加全面融合各種方法，尋求綜合最優(yōu)方案，同時(shí)使設(shè)計(jì)更具創(chuàng)造性。

概念設(shè)計(jì)是對(duì)產(chǎn)品或部件的構(gòu)思，目的是捕捉產(chǎn)品的基本形狀。這個(gè)階段，產(chǎn)品的形狀和精確尺寸尚未確定，設(shè)計(jì)人員有一定變更自由，所以盡可能考察設(shè)計(jì)方案，以便選出生產(chǎn)成本最低、創(chuàng)意良好的方案。利用傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，往往多是二維交互工具，缺乏三維或者多維的功能，但是產(chǎn)品卻是三維的部件，這樣必然導(dǎo)致人機(jī)交互效率低。現(xiàn)行的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)要求定義零件的尺寸，而在產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)階段這樣的尺寸可能無(wú)法精確得到或者根本沒(méi)必要精確定義，這樣必然影響設(shè)計(jì)效率和周期。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)需要兩類人員配合，即產(chǎn)品的設(shè)計(jì)人員和電腦繪圖員，產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員有關(guān)產(chǎn)品的概念信息通過(guò)草圖或者口述的方法傳達(dá)給電腦人員，這樣導(dǎo)致信息的丟失或者繪圖者的曲解，而如果設(shè)計(jì)者本人直接參與電腦輔助設(shè)計(jì)建模的話，由于現(xiàn)行的電腦輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的操作復(fù)雜和交互能力若，大大分散了設(shè)計(jì)者的精力，限制了思路。為了克服這樣的限制，充分發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造性，人們開(kāi)始把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和概念設(shè)計(jì)有效結(jié)合，利用豐富直觀的交互手段，在虛擬環(huán)境中進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，從而節(jié)省產(chǎn)品精確描繪和尺寸定義的時(shí)間，這就是基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)，即虛擬概念設(shè)計(jì)。

三、虛擬概念設(shè)計(jì)的研究方向和應(yīng)用前景

（一）概念設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的兩個(gè)問(wèn)題

1. 虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下的概念可視化。概念可視化是指設(shè)計(jì)師透過(guò)畫(huà)面或者模型，將市場(chǎng)的需求轉(zhuǎn)換成可視化的具體形態(tài)。概念設(shè)計(jì)是否能符合目標(biāo)用戶的要求，“眼見(jiàn)為實(shí)”的圖面或者模型是最具有說(shuō)服力的。

2. 虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下的人機(jī)交互界面。想實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)，必須解決一系列技術(shù)問(wèn)題，形成和諧的人機(jī)環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)就是一種基于可計(jì)算信息的沉浸式交互環(huán)境，具體地說(shuō)，就是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技省城逼真的視聽(tīng)觸覺(jué)一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設(shè)備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行交互作用、互相影響，從而產(chǎn)生“沉浸”于等同真環(huán)境的感受和體驗(yàn)。

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在概念設(shè)計(jì)中的前景

在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下，進(jìn)行產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本內(nèi)容。在電腦虛擬現(xiàn)實(shí)提供的良好的可視化條件下，對(duì)電腦輔助設(shè)計(jì)建立的三維模型在幾何、功能、加工與裝配等方面進(jìn)行交互性的修改，利用虛擬現(xiàn)實(shí)給用戶提供諸如視聽(tīng)觸覺(jué)等各種感知交互手段，最大限度地方便用戶的操作，從而減輕用戶的負(fù)擔(dān)、提高整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。相關(guān)人員可以對(duì)原型的各方面包括視覺(jué)效果、部件間比率進(jìn)行評(píng)價(jià)。針對(duì)不同用戶的愛(ài)好要求，在不同的虛擬環(huán)境中，親自體驗(yàn)修改模型；選擇產(chǎn)品的可選部件，觀察設(shè)計(jì)和修改過(guò)程。

概念設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)過(guò)程的初步階段，它的目的是獲得做夠多的有關(guān)產(chǎn)品式樣和形狀的信息，同時(shí)它又是設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要階段，因?yàn)楫a(chǎn)品成本的60%～70%是由這個(gè)階段決定的。面對(duì)日益加劇的產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的挑戰(zhàn)，可以預(yù)見(jiàn)，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)必有長(zhǎng)足發(fā)展，最終將與現(xiàn)有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫集成。激烈的全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，各國(guó)投入大量的資金對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在工業(yè) 設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行深入研究。將研究的成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，這是產(chǎn)品迅速占領(lǐng)市場(chǎng)的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)

[1]周洪玉，王慧君，周巖．虛擬現(xiàn)實(shí)及應(yīng)用的研究[j]．哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，(5)．

篇（2）

（一）虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality，VR）及虛擬設(shè)計(jì)（VirtualDesign，VD）

虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality，VR）是利用計(jì)算機(jī)省城一種模擬環(huán)境，通過(guò)多種傳感設(shè)備使用戶“沉浸”到該環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進(jìn)自然交互的技術(shù)。這里所謂模擬環(huán)境就是計(jì)算機(jī)生成的具有色彩的立體圖形，它可以是某特定現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)體現(xiàn)，也可以是純粹構(gòu)想的世界。傳感設(shè)備包括立體頭盔、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣服等穿戴于用戶身上的裝置和設(shè)置現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的傳感裝置。自然交互是指用日常使用的方式對(duì)環(huán)境內(nèi)的武體進(jìn)行操作并得到實(shí)時(shí)立體反饋。虛擬現(xiàn)實(shí)是一種全新的人機(jī)交互系統(tǒng)，它能對(duì)介入者產(chǎn)生各種感官刺激，如聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)，給人身臨其境的感覺(jué)，人能以自然的方式與計(jì)算機(jī)生成的環(huán)境進(jìn)行交互操作。

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

二、概念設(shè)計(jì)的定義及內(nèi)涵

Pahl和Beitz在《EngineeringDesign》一書(shū)中提出“概念設(shè)計(jì)”這一名詞以來(lái)，人們對(duì)概念設(shè)計(jì)進(jìn)行了十幾年的研究。他們將其定義為：在確定任務(wù)之后，通過(guò)抽象化，擬定功能結(jié)構(gòu)，尋求適當(dāng)?shù)淖饔迷順O其組合等，確定出基本求解途徑，得到求解方案，這部分設(shè)計(jì)工作叫做概念設(shè)計(jì)。

三、虛擬概念設(shè)計(jì)的研究方向和應(yīng)用前景

（一）概念設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的兩個(gè)問(wèn)題

1.虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下的概念可視化。概念可視化是指設(shè)計(jì)師透過(guò)畫(huà)面或者模型，將市場(chǎng)的需求轉(zhuǎn)換成可視化的具體形態(tài)。概念設(shè)計(jì)是否能符合目標(biāo)用戶的要求，“眼見(jiàn)為實(shí)”的圖面或者模型是最具有說(shuō)服力的。

2.虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下的人機(jī)交互界面。想實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)，必須解決一系列技術(shù)問(wèn)題，形成和諧的人機(jī)環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)就是一種基于可計(jì)算信息的沉浸式交互環(huán)境，具體地說(shuō)，就是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技省城逼真的視聽(tīng)觸覺(jué)一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設(shè)備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行交互作用、互相影響，從而產(chǎn)生“沉浸”于等同真環(huán)境的感受和體驗(yàn)。

篇（3）

1)(Conceptdesign)概念設(shè)計(jì);2)(Detaildesign)詳細(xì)設(shè)計(jì);3)(Manufacturingdesign)制造設(shè)計(jì)。由此可見(jiàn)，產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)的主導(dǎo)地位和重要性。

1概念設(shè)計(jì)的內(nèi)涵

概念的設(shè)想是創(chuàng)造性思維的一種體現(xiàn)，概念產(chǎn)品是一種理想化的物質(zhì)形式。下面以概念設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)例之一來(lái)說(shuō)明其涵義:給出一個(gè)概念“斷藥”，讓學(xué)生進(jìn)行座椅的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。步驟是，首先向?qū)W生講述心理學(xué)中的一個(gè)名詞———暗示心理，并分別舉出一個(gè)“安樂(lè)死”實(shí)驗(yàn)和一個(gè)“挽救少女生命”的文學(xué)名著故事，從正反兩個(gè)方面說(shuō)明暗示對(duì)人的健康的影響;然后運(yùn)用一個(gè)“民間故事”闡述如何將“斷藥”的概念物化到具體的產(chǎn)品上。因?yàn)椋诿耖g曾有這樣一個(gè)說(shuō)法，就是將一把斷了的鑰匙用紅線穿上掛在小孩的脖子上，取“斷鑰”的諧音“斷藥”暗示常生病的孩子掛上“斷鑰”這掛項(xiàng)鏈之后，就斷了藥，從此不再吃藥，這也意味著孩子走向健康。所以，將一把斷了的鑰匙(斷藥)的概念物化到具體的產(chǎn)品上來(lái)為健康做設(shè)計(jì)時(shí)，用折斷了的鑰匙做椅架為主題，由學(xué)生創(chuàng)意出現(xiàn)了形形的座椅開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)方案(其草圖、效果圖、視圖等技術(shù)說(shuō)明從略)，于是就有了一種新型的專用座椅的概念設(shè)計(jì)。其應(yīng)用場(chǎng)合為療養(yǎng)院、醫(yī)院、不能自理的老人家庭等。

這是傳統(tǒng)的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)。當(dāng)然，產(chǎn)品的類型不止是這種無(wú)障礙設(shè)計(jì)思想指導(dǎo)下的專用座椅。產(chǎn)品即人之觀念的物化，設(shè)計(jì)是一種思維行為。在這種思維創(chuàng)造活動(dòng)中，產(chǎn)品概念的構(gòu)思是豐富的，人的創(chuàng)作智慧是無(wú)窮的。概念產(chǎn)品的類型更是多種多樣。

2概念設(shè)計(jì)與產(chǎn)品市場(chǎng)

概念設(shè)計(jì)只是第一步，能不能進(jìn)行第二步Detaildesign，第三步Manufacturingdesign，甚至投放市場(chǎng)為開(kāi)發(fā)商或企業(yè)帶來(lái)效益等，這是個(gè)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。設(shè)計(jì)師的概念設(shè)計(jì)畢竟與難以預(yù)料市場(chǎng)變化有著許多差距。如何縮短這一差距，是以往概念設(shè)計(jì)者的難題。在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的許許多多產(chǎn)品中，只要一百件產(chǎn)品中有幾件能夠投放市場(chǎng)見(jiàn)效益就是成功。在追求“百分之幾”的見(jiàn)效益成功的過(guò)程中，如何減少做“分母”的被動(dòng)，擴(kuò)大見(jiàn)效益的百分比，仍是最關(guān)鍵的，是公司管理決策人士和設(shè)計(jì)師共同努力的方向。

3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)促使概念設(shè)計(jì)的市場(chǎng)化

為了更好地接近產(chǎn)品的市場(chǎng)需求，目前國(guó)際上流行的一種“故事版情景預(yù)言法”的概念設(shè)計(jì)，就是將所要開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品置于一定的人、時(shí)、地、事和物中進(jìn)行觀察、預(yù)測(cè)、想象和情景分析，其形式是以故事版的平面設(shè)計(jì)表達(dá)展示給人們。于是，產(chǎn)品在設(shè)計(jì)的開(kāi)始便多了一份生命和靈氣。然而，設(shè)計(jì)表達(dá)在信息時(shí)代已是多元化的展示形式，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展，尤其是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，已使設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)表達(dá)如虎添翼;可以想象面對(duì)一種虛擬的“故事版情景預(yù)言法”設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品，讓人更多了一種直觀的、親切的及交互的感受，這樣開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品與傳統(tǒng)相比，就大大減少了投放市場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)性，也為企業(yè)決策人尋找商機(jī)、判斷概念產(chǎn)品能否進(jìn)一步開(kāi)發(fā)生產(chǎn)，提供更好的依據(jù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能模擬整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程，保證產(chǎn)品開(kāi)發(fā)一次性成功，加快開(kāi)發(fā)進(jìn)程，甚至使設(shè)計(jì)者和用戶融為一體，設(shè)計(jì)出滿足市場(chǎng)需要的產(chǎn)品。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與虛擬產(chǎn)品

1虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)(VirtualReality，VR)

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)又稱為虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，是指計(jì)算機(jī)生成的一個(gè)實(shí)時(shí)三維環(huán)境。使用者可以在這環(huán)境中“自由地”運(yùn)動(dòng)，觀察周圍的景物，還可通過(guò)各種專用的傳感交互設(shè)備與虛擬物體進(jìn)行交互操作。用戶看到的是全彩色景象，聽(tīng)到的是虛擬環(huán)境中的音響，感覺(jué)(手、腳或皮膚等)到的是虛擬環(huán)境所反饋的作用力，從而讓使用者產(chǎn)生一種身臨其境的感覺(jué)。產(chǎn)生虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的方法有:

1)基于模型的方法(ModelbasedMethod，MM)這種方法產(chǎn)生虛擬環(huán)境的步驟為:

①用放置在不同地點(diǎn)的多個(gè)攝像機(jī)將某環(huán)境或事物記錄下來(lái);

②利用計(jì)算機(jī)的視頻技術(shù)抽取出環(huán)境或事物的三維模型;

③從虛擬攝像頭的視角展示獲得模型。具體的做法是:獲得數(shù)據(jù)標(biāo)度攝像頭分離對(duì)象建立模型嵌入顏色交互回放。

2)基于圖像的方法(ImagebasedMethod，IM)一般做法是:

用攝像頭連續(xù)掃描周圍空間來(lái)獲取某一區(qū)域完整的景物圖像，將獲取的景物圖像，通過(guò)圖像處理技術(shù)，按坐標(biāo)映射到圖形工作站的虛擬全景屏上，用戶載上頭盔顯示器就可以看到所攝周圍景物環(huán)境。

2虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的常用設(shè)備及要求

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)常用設(shè)備有:三維鼠標(biāo)(也稱鳥(niǎo)標(biāo))、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣、頭盔顯示器、立體聲耳機(jī)等。對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的要求除了應(yīng)具有高性能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(包括軟、硬件)外，還必須有下列關(guān)鍵技術(shù)提供強(qiáng)有力的支持:(1)能以實(shí)時(shí)的速度生成具有三維全色彩的、有明暗、有陰影、有紋理的、逼真感強(qiáng)的景物圖像;(2)頭盔顯示器能產(chǎn)生高分辨率圖像和較大的視角;(3)能高精度地實(shí)時(shí)跟蹤用戶的頭和手;(4)能對(duì)用戶的動(dòng)作產(chǎn)生力學(xué)反饋。

3虛擬產(chǎn)品(VirtualProduct，VP)

虛擬產(chǎn)品是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的產(chǎn)物，是一個(gè)數(shù)字化的產(chǎn)品。它具有真實(shí)產(chǎn)品所必須具有的特征。通過(guò)對(duì)產(chǎn)品實(shí)時(shí)的仿真，設(shè)計(jì)人員或用戶就能夠像使用真實(shí)產(chǎn)品一樣使用虛擬產(chǎn)品。由于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程是數(shù)字化的，因此節(jié)省了傳統(tǒng)方法中需要制造的物理模型(包括概念模型、模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀⑼庥^模型和生產(chǎn)模型等)的時(shí)間和物質(zhì)。在計(jì)算機(jī)中由于對(duì)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行反復(fù)設(shè)計(jì)、分析、干涉檢查、模具設(shè)計(jì)等過(guò)程，使設(shè)計(jì)繪圖的工作量比傳統(tǒng)的繪圖工作量大大減少。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在概念設(shè)計(jì)中應(yīng)用前景

在概念設(shè)計(jì)中，如采用頭腦風(fēng)暴法進(jìn)行方案創(chuàng)意時(shí)，可以將體驗(yàn)設(shè)計(jì)思想更好地融于其中，也就是更多地關(guān)注產(chǎn)品使用者的感受，而非產(chǎn)品本身。比如，針對(duì)不同用戶及愛(ài)好者的要求，在不同的虛擬環(huán)境中，讓他們親自體驗(yàn)修改模型的感受;利用觸摸屏來(lái)選擇產(chǎn)品的造型、色彩、裝飾風(fēng)格等許多可選部件。在渲染和生成十分逼真的三維模型時(shí)，充分感受了自己所喜愛(ài)的產(chǎn)品在虛擬環(huán)境中的“真實(shí)”情況。甚至還可根據(jù)用戶的建議，邀請(qǐng)部分用戶直接與設(shè)計(jì)者一起對(duì)模型提出修改意見(jiàn)，觀察設(shè)計(jì)和修改過(guò)程，直至大多數(shù)人滿意為止。

為了適應(yīng)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，設(shè)計(jì)廠家不能坐等用戶找上門(mén)訂購(gòu)產(chǎn)品，而應(yīng)該主動(dòng)把自己廠家的產(chǎn)品推向市場(chǎng)。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)做出虛擬產(chǎn)品的動(dòng)畫(huà)廣告，再與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，使用戶能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)游覽設(shè)計(jì)廠家的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，并能直接在虛擬環(huán)境中對(duì)產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、外形、色彩等方面進(jìn)行實(shí)時(shí)交互、了解、觀察;同時(shí)，還可以通過(guò)Email對(duì)產(chǎn)品提出意見(jiàn)和建議，讓廠家參照各方面的意見(jiàn)修改和完善所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。這樣可提高設(shè)計(jì)廠家的競(jìng)爭(zhēng)力，為設(shè)計(jì)廠家謀得更多的市場(chǎng)份額。

若用戶對(duì)廠家設(shè)計(jì)的產(chǎn)品引起購(gòu)買(mǎi)的欲望，通過(guò)網(wǎng)上游覽，將信息反饋到各商家，商家則會(huì)主動(dòng)爭(zhēng)先與廠家聯(lián)系，網(wǎng)上定貨，使廠家的產(chǎn)品提前占領(lǐng)市場(chǎng)。由于激烈的全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，各國(guó)都投入了大量的資金對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行深入地研究。將研究的成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，這是產(chǎn)品迅速占領(lǐng)市場(chǎng)的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)

1陳軍等虛擬現(xiàn)實(shí)中虛擬景象產(chǎn)生的技術(shù)初探計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，1999，6

篇（4）

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality,簡(jiǎn)稱VR)是指利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境,并通過(guò)多種專用設(shè)備使用戶“投入”到該環(huán)境中,實(shí)現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進(jìn)行自然交互的技術(shù);VR技術(shù)可以讓用戶使用人的自然技能對(duì)虛擬世界中的物體進(jìn)行考察或操作,同時(shí)提供視、聽(tīng)、摸等多種直觀而又自然的實(shí)時(shí)感知 [1]。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能將三維空間的意念清楚的表示出來(lái),并產(chǎn)生各種感觀的刺激信息;同時(shí),它使學(xué)習(xí)者能直接、自然地與虛擬環(huán)境中的各種對(duì)象進(jìn)行交互作用,以多種形式參與到事件的發(fā)展變化過(guò)程中去,從而獲得最大的控制和操作整個(gè)環(huán)境的自由度。這種呈現(xiàn)多維度信息的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境,將為參與者以最直觀、最有效的方式掌握新知識(shí)、新技能提供前所未有的新途徑。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)中學(xué)化學(xué)教學(xué)的影響

使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以讓信息的表現(xiàn)形式豐富多彩,實(shí)現(xiàn)了用可視、可聽(tīng)的信息來(lái)代替只能閱讀的信息,用簡(jiǎn)潔形象的三維信息來(lái)代替抽象冗長(zhǎng)的文字信息,用生動(dòng)的動(dòng)畫(huà)形式來(lái)表現(xiàn)難以理解的文字?jǐn)⑹?為計(jì)算機(jī)輔助教育帶來(lái)了生氣和活力,促進(jìn)了教學(xué)觀念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段的改變 [2]。

1.教學(xué)觀念的變化

傳統(tǒng)的教學(xué)觀念主要是“傳道、授業(yè)、解惑”,教師是教學(xué)的中心,教師決定教學(xué)內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、教學(xué)方法及教學(xué)進(jìn)度,這種教學(xué)方法是以教為主,學(xué)生始終處于被動(dòng)的學(xué)習(xí)環(huán)境中。現(xiàn)代化的教學(xué)方法要求改變傳統(tǒng)的課堂講授式為啟發(fā)引導(dǎo)式,追求教與學(xué)的合作化,以講授引導(dǎo)思維,以教導(dǎo)激發(fā)感情,并賦予學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)有利于創(chuàng)造這樣的環(huán)境,以教師為中心的授課形式將會(huì)被改變,以學(xué)生為中心的個(gè)別化教學(xué)、合作化教學(xué)和環(huán)境中自我探究得以真正實(shí)現(xiàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)正是在現(xiàn)代教育思想指導(dǎo)下,使用新技術(shù)改進(jìn)教學(xué)方法的嘗試。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入教學(xué),從多媒體虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的組織形式看,虛擬現(xiàn)實(shí)是非線性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),逼真的虛擬環(huán)境可提供良好的人機(jī)交互功能,在這個(gè)基礎(chǔ)上教學(xué)將特別強(qiáng)調(diào)由學(xué)生主動(dòng)參與來(lái)構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu),變學(xué)生的“被動(dòng)聽(tīng)講”為“主動(dòng)學(xué)習(xí)”,由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”,這將極大地促進(jìn)教學(xué)觀念發(fā)生變化。

2.教學(xué)內(nèi)容的變化

教學(xué)內(nèi)容是教學(xué)過(guò)程中傳遞的教學(xué)信息,是學(xué)生獲取知識(shí)、掌握技術(shù)、發(fā)展能力的主要源泉。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的引入使教學(xué)內(nèi)容無(wú)論是外在形式還是內(nèi)在結(jié)構(gòu)都產(chǎn)生了很大的變化。

隨著教育技術(shù)的發(fā)展,教學(xué)內(nèi)容的外在形式從原來(lái)的錄音、錄像轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂镁哂腥藱C(jī)交互的計(jì)算機(jī)。對(duì)于抽象的、概括的概念、原理,除了用文字和語(yǔ)音協(xié)同描述外,還可以用三維實(shí)景虛擬現(xiàn)實(shí)過(guò)程;對(duì)于看不見(jiàn)的變化、無(wú)法觸摸的物體或有危險(xiǎn)的場(chǎng)所,甚至自然界或現(xiàn)實(shí)生活中不可能存在的事件,也可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)去展現(xiàn)。借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)的強(qiáng)大功能,教學(xué)內(nèi)容可以用最有效的方式來(lái)表現(xiàn) [3]。

教學(xué)內(nèi)容的內(nèi)在結(jié)構(gòu)就是學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),知識(shí)結(jié)構(gòu)是學(xué)科知識(shí)間的邏輯關(guān)系,是學(xué)科內(nèi)含智力因素的信息源。傳統(tǒng)的化學(xué)教材及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)材料都是以線性結(jié)構(gòu)來(lái)組織知識(shí)結(jié)構(gòu)的,知識(shí)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)及順序都是以教為主,教學(xué)順序性很強(qiáng),學(xué)生只能在教師的講授下獲得正確的概念、原理及邏輯關(guān)系。這種形式的學(xué)習(xí),學(xué)生對(duì)教師的依賴性很大,教材也只是一種教授材料,學(xué)生利用它學(xué)習(xí)的自由度不大,靈活性不強(qiáng),難以促使學(xué)生從已建立的知識(shí)結(jié)構(gòu)向新知識(shí)結(jié)構(gòu)遷移。

使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)后,多種媒體的信息結(jié)合為一體,就可以接近人類認(rèn)知特點(diǎn)的方式去組織和展示教學(xué)內(nèi)容、構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu),這種網(wǎng)狀的信息組織方式是一種非線性結(jié)構(gòu),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是多媒體信息處理的高度集成,可以將信息的組織形式與信息內(nèi)容呈現(xiàn)的多樣性、復(fù)雜性有效結(jié)合起來(lái),為學(xué)生提供了一種動(dòng)態(tài)、開(kāi)放的結(jié)構(gòu)化認(rèn)知形式。既包括了學(xué)科的基本內(nèi)容,又包括了學(xué)科內(nèi)容之間的邏輯關(guān)系,既注重知識(shí)的形成過(guò)程,又注重知識(shí)的結(jié)構(gòu),憑借視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)信息的協(xié)調(diào)作用使教學(xué)內(nèi)容的統(tǒng)一與靈活性得到了完善的結(jié)合,更有利于學(xué)生進(jìn)行擴(kuò)散思維,聯(lián)想原有的知識(shí),獲得新知識(shí)。

3.教學(xué)手段的變化

教學(xué)手段是教學(xué)過(guò)程重要的組成部分之一,它是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的和教學(xué)任務(wù)的有效保證。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以促使教學(xué)手段向科學(xué)化、高效益方向發(fā)展。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能提供直觀的、形象的多重感官刺激的視聽(tīng)覺(jué)材料,以一種直接的信息傳遞方式,通過(guò)身臨其境的、自主控制的人機(jī)交互,由視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)獲取“外界”的反應(yīng),提供生動(dòng)活潑的直觀形象思維材料、展現(xiàn)學(xué)生不能直接觀察到的事物,從而形成新的知識(shí)點(diǎn)[ 4]。與傳統(tǒng)媒體相比,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)更有利于訓(xùn)練學(xué)生的分析總結(jié)能力,構(gòu)建多學(xué)科交叉的知識(shí)網(wǎng)絡(luò),有利于學(xué)生知識(shí)的獲取和增長(zhǎng),培養(yǎng)有創(chuàng)新意識(shí)的綜合型人才。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在化學(xué)教學(xué)中的具體應(yīng)用分類

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在化學(xué)教學(xué)中可以讓學(xué)生進(jìn)入問(wèn)題存在的環(huán)境,有針對(duì)性地建構(gòu)虛擬情境,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究。虛擬現(xiàn)實(shí)以一種接近人類認(rèn)知特點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)形式,用各種媒體信息包含知識(shí)點(diǎn),由各知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯鏈接關(guān)系構(gòu)成了教學(xué)內(nèi)容的知識(shí)結(jié)構(gòu),提供發(fā)現(xiàn)式的學(xué)習(xí)思維軌跡。虛擬現(xiàn)實(shí)可以讓學(xué)生通過(guò)分析、綜合、比較、歸納、推理等高級(jí)思維技能圍繞假設(shè)進(jìn)行論證,接近或掌握真理,形成發(fā)現(xiàn)式的學(xué)習(xí)風(fēng)格和策略,培養(yǎng)高層次的思維技能,這也是素質(zhì)教育的重要內(nèi)容之一。

虛擬現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)系統(tǒng)主要包括五個(gè)要素:專家、真實(shí)世界、認(rèn)知模型、虛擬世界和學(xué)習(xí)者 [5]。根據(jù)這五個(gè)要素的相互關(guān)系可以將虛擬現(xiàn)實(shí)在化學(xué)教學(xué)中的具體應(yīng)用分為四種類型:概念學(xué)習(xí)、技能訓(xùn)練、協(xié)作學(xué)習(xí)和科學(xué)探究。

1.概念學(xué)習(xí)

專家在真實(shí)世界對(duì)化學(xué)概念進(jìn)行研究,通過(guò)科學(xué)的方法建立相應(yīng)的認(rèn)知模型,通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)建立各種感知模型來(lái)創(chuàng)設(shè)虛擬環(huán)境,把教學(xué)中的抽象概念、原理以形象生動(dòng)的方式表現(xiàn)出來(lái),通過(guò)虛擬環(huán)境的反饋來(lái)調(diào)整自己的認(rèn)知模型,并重新調(diào)整虛擬環(huán)境,直到與真實(shí)世界相符。學(xué)生在虛擬世界建立刺激-反應(yīng)聯(lián)結(jié),獲得感知,建立關(guān)于抽象化學(xué)概念的智力模型。

2.實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練

專家首先創(chuàng)設(shè)和真實(shí)實(shí)驗(yàn)相符的虛擬環(huán)境。學(xué)生在虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里反復(fù)觀看演示實(shí)驗(yàn)或進(jìn)行模擬操作,獲得的操作經(jīng)驗(yàn)和操作技能正向遷移到真實(shí)實(shí)驗(yàn)。2005年8月,清華附中網(wǎng)校推出了網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)室,包含了教材中部分典型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,其學(xué)習(xí)步驟分為“實(shí)驗(yàn)演示”、“動(dòng)手實(shí)驗(yàn)”、“實(shí)驗(yàn)探索”三部分。學(xué)生在網(wǎng)頁(yè)中選擇實(shí)驗(yàn)課程后,就可以進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)。

3.協(xié)作學(xué)習(xí)

和概念學(xué)習(xí)類似,專家首先創(chuàng)設(shè)和真實(shí)環(huán)境相符的虛擬環(huán)境。學(xué)生一方面可以單獨(dú)操作虛擬環(huán)境來(lái)進(jìn)行知識(shí)學(xué)習(xí),另一方面還可以通過(guò)虛擬環(huán)境與其他的介入者進(jìn)行交流或協(xié)作,并從真實(shí)世界獲得知識(shí),共同完成知識(shí)的建構(gòu)。

在傳統(tǒng)的化學(xué)教學(xué)中,交流只限于師生之間,學(xué)生與學(xué)生之間缺乏協(xié)作,而虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)不受空間位置和相互距離的限制,可讓遠(yuǎn)距離的師生或位置分散的學(xué)生共同“存在”于一個(gè)虛擬空間中,通過(guò)共同參與,且必須具備協(xié)同操作能力才能完成某些項(xiàng)目的設(shè)計(jì)或訓(xùn)練。這種教學(xué)手段與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中師生之間的交流僅局限于固定時(shí)間、固定空間的結(jié)構(gòu)中有很大的差別,不但師生之間可有效交流,而且學(xué)生之間能實(shí)現(xiàn)協(xié)作,有利于培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力。

4.科學(xué)探究

專家首先創(chuàng)設(shè)和真實(shí)環(huán)境相符的虛擬環(huán)境。學(xué)習(xí)者可以單獨(dú)或者和其他介入者進(jìn)行合作來(lái)操作虛擬環(huán)境中的對(duì)象,進(jìn)行探索研究,以專家設(shè)計(jì)的認(rèn)知模型系統(tǒng)為基礎(chǔ)探索建構(gòu)個(gè)體的認(rèn)知模型,再通過(guò)虛擬環(huán)境和真實(shí)世界進(jìn)行檢驗(yàn)和調(diào)整。

任何一種新技術(shù)、新媒體的出現(xiàn),都會(huì)引起教育上的革命。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)促進(jìn)了教學(xué)觀念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段的改變,對(duì)優(yōu)化教學(xué)過(guò)程、培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的人才產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。在化學(xué)教學(xué)中合理應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),一定會(huì)產(chǎn)生質(zhì)和量的飛躍。

參考文獻(xiàn)

[1]申蔚,夏立文.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù).北京:希望電子出版社,2002.

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[3]單美賢,李藝.虛擬實(shí)驗(yàn)原理與教學(xué)應(yīng)用.北京:教育科學(xué)出版社,2004.

[4]宋達(dá).虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用與設(shè)計(jì).東北師范大學(xué),2005.

篇（5）

【中圖分類號(hào)】G632 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】2095-3089(2012)09-0147-02

如何尋找自己產(chǎn)品的概念進(jìn)行創(chuàng)造呢?需要的產(chǎn)品有需要的根據(jù)和理由,需求的產(chǎn)品也有需求的產(chǎn)品概念創(chuàng)造方式,欲望性的產(chǎn)品要有滿足欲望的利益結(jié)構(gòu)。這里主要說(shuō)的是產(chǎn)品的個(gè)性概念的市場(chǎng)挖掘和創(chuàng)造,因?yàn)槲覀冃枰眠@個(gè)被挖掘出來(lái)的概念對(duì)消費(fèi)者進(jìn)行引導(dǎo)和教育,所以,這個(gè)概念不僅有其合理性的問(wèn)題,還需要有市場(chǎng)是不是符合的問(wèn)題,市場(chǎng)有沒(méi)有需求的問(wèn)題,所以,在創(chuàng)造這個(gè)概念的時(shí)候,還要考慮市場(chǎng)因素的影響,不能自己認(rèn)定什么就是什么。而是需要把產(chǎn)品和市場(chǎng)的定位搞準(zhǔn)確。

1產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)與市場(chǎng)

1.1概念設(shè)計(jì)的內(nèi)涵: 概念的設(shè)想是創(chuàng)造性思維的一種體現(xiàn),概念產(chǎn)品是一種理想化的物質(zhì)形式。下面以概念設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)例之一來(lái)說(shuō)明其涵義:給出一個(gè)概念“斷藥”,讓學(xué)生進(jìn)行座椅的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。步驟是,首先向?qū)W生講述心理學(xué)中的一個(gè)名詞——暗示心理,并分別舉出一個(gè)“安樂(lè)死”實(shí)驗(yàn)和一個(gè)“挽救少女生命”的文學(xué)名著故事,從正反兩個(gè)方面說(shuō)明暗示對(duì)人的健康的影響;然后運(yùn)用一個(gè)“民間故事”闡述如何將“斷藥”的概念物化到具體的產(chǎn)品上。因?yàn)?在民間曾有這樣一個(gè)說(shuō)法,就是將一把斷了的鑰匙用紅線穿上掛在小孩的脖子上,取“斷鑰”的諧音“斷藥”暗示常生病的孩子掛上“斷鑰”這掛項(xiàng)鏈之后,就斷了藥,從此不再吃藥,這也意味著孩子走向健康。所以,將一把斷了的鑰匙(斷藥)的概念物化到具體的產(chǎn)品上來(lái)為健康做設(shè)計(jì)時(shí),用折斷了的鑰匙做椅架為主題,由學(xué)生創(chuàng)意出現(xiàn)了形形的座椅開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)方案(其草圖、效果圖、視圖等技術(shù)說(shuō)明從略),于是就有了一種新型的專用座椅的概念設(shè)計(jì)。其應(yīng)用場(chǎng)合為療養(yǎng)院、醫(yī)院、不能自理的老人家庭等。

這是傳統(tǒng)的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)。當(dāng)然,產(chǎn)品的類型不止是這種無(wú)障礙設(shè)計(jì)思想指導(dǎo)下的專用座椅。產(chǎn)品即人之觀念的物化,設(shè)計(jì)是一種思維行為。在這種思維創(chuàng)造活動(dòng)中,產(chǎn)品概念的構(gòu)思是豐富的,人的創(chuàng)作智慧是無(wú)窮的。概念產(chǎn)品的類型更是多種多樣。

1.2概念設(shè)計(jì)與產(chǎn)品市場(chǎng): 完成概念設(shè)計(jì)只是第一步,能不能進(jìn)行第二步Detaildesign,第三步Manufacturingdesign,甚至投放市場(chǎng)為開(kāi)發(fā)商或企業(yè)帶來(lái)效益等,這是個(gè)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。設(shè)計(jì)師的概念設(shè)計(jì)畢竟與難以預(yù)料市場(chǎng)變化有著許多差距。如何縮短這一差距,是以往概念設(shè)計(jì)者的難題。在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的許許多多產(chǎn)品中,只要一百件產(chǎn)品中有幾件能夠投放市場(chǎng)見(jiàn)效益就是成功。

1.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)促使概念設(shè)計(jì)的市場(chǎng)化: 為了更好地接近產(chǎn)品的市場(chǎng)需求,目前國(guó)際上流行的一種“故事版情景預(yù)言法”的概念設(shè)計(jì),就是將所要開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品置于一定的人、時(shí)、地、事和物中進(jìn)行觀察、預(yù)測(cè)、想象和情景分析,其形式是以故事版的平面設(shè)計(jì)表達(dá)展示給人們。于是,產(chǎn)品在設(shè)計(jì)的開(kāi)始便多了一份生命和靈氣。然而,設(shè)計(jì)表達(dá)在信息時(shí)代已是多元化的展示形式,計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展,尤其是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,已使設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)表達(dá)如虎添翼;可以想象面對(duì)一種虛擬的“故事版情景預(yù)言法”設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品,讓人更多了一種直觀的、親切的及交互的感受,這樣開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品與傳統(tǒng)相比,就大大減少了投放市場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)性,也為企業(yè)決策人尋找商機(jī)、判斷概念產(chǎn)品能否進(jìn)一步開(kāi)發(fā)生產(chǎn),提供更好的依據(jù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能模擬整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程,保證產(chǎn)品開(kāi)發(fā)一次性成功,加快開(kāi)發(fā)進(jìn)程,甚至使設(shè)計(jì)者和用戶融為一體,設(shè)計(jì)出滿足市場(chǎng)需要的產(chǎn)品。

2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與虛擬產(chǎn)品

2.1虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)(VirtualReality,VR): 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)又稱為虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境,是指計(jì)算機(jī)生成的一個(gè)實(shí)時(shí)三維環(huán)境。使用者可以在這環(huán)境中“自由地”運(yùn)動(dòng),觀察周圍的景物,還可通過(guò)各種專用的傳感交互設(shè)備與虛擬物體進(jìn)行交互操作。用戶看到的是全彩色景象,聽(tīng)到的是虛擬環(huán)境中的音響,感覺(jué)(手、腳或皮膚等)到的是虛擬環(huán)境所反饋的作用力,從而讓使用者產(chǎn)生一種身臨其境的感覺(jué)。

2.2 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的常用設(shè)備及要求: 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)常用設(shè)備有:三維鼠標(biāo)(也稱鳥(niǎo)標(biāo))、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣、頭盔顯示器、立體聲耳機(jī)等。對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的要求除了應(yīng)具有高性能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(包括軟、硬件)外,還必須有下列關(guān)鍵技術(shù)提供強(qiáng)有力的支持:(1)能以實(shí)時(shí)的速度生成具有三維全色彩的、有明暗、有陰影、有紋理的、逼真感強(qiáng)的景物圖像;(2)頭盔顯示器能產(chǎn)生高分辨率圖像和較大的視角;(3)能高精度地實(shí)時(shí)跟蹤用戶的頭和手;(4)能對(duì)用戶的動(dòng)作產(chǎn)生力學(xué)反饋。

2.3 虛擬產(chǎn)品(VirtualProduct,VP): 虛擬產(chǎn)品是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的產(chǎn)物,是一個(gè)數(shù)字化的產(chǎn)品。它具有真實(shí)產(chǎn)品所必須具有的特征。通過(guò)對(duì)產(chǎn)品實(shí)時(shí)的仿真,設(shè)計(jì)人員或用戶就能夠像使用真實(shí)產(chǎn)品一樣使用虛擬產(chǎn)品。由于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程是數(shù)字化的,因此節(jié)省了傳統(tǒng)方法中需要制造的物理模型(包括概念模型、模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀⑼庥^模型和生產(chǎn)模型等)的時(shí)間和物質(zhì)。在計(jì)算機(jī)中由于對(duì)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行反復(fù)設(shè)計(jì)、分析、干涉檢查、模具設(shè)計(jì)等過(guò)程,使設(shè)計(jì)繪圖的工作量比傳統(tǒng)的繪圖工作量大大減少。

3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在概念設(shè)計(jì)中應(yīng)用前景

產(chǎn)品概念是企業(yè)營(yíng)銷活動(dòng)中啟發(fā)市場(chǎng)需求的一個(gè)非常重要的原點(diǎn)問(wèn)題,就是說(shuō)是一個(gè)根本性的問(wèn)題,只有把產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)準(zhǔn)確,才能使產(chǎn)品的推廣行為按照企業(yè)的期望目標(biāo)和消費(fèi)者可能接受的目標(biāo)來(lái)達(dá)成。這個(gè)概念問(wèn)題平時(shí)在企業(yè)中不太被重視,但隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇,會(huì)有更多的企業(yè)真正認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,設(shè)計(jì)手段發(fā)生了根本性的變化,設(shè)計(jì)新理論、新方法、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)隨著人們的審美水平提高而更有個(gè)性更張揚(yáng)地發(fā)展。它不再以陌生的面孔出現(xiàn)在人們面前。它將更人性化而絲毫不乏現(xiàn)代感且深入人們的生活。

參考文獻(xiàn)

[1]A.R米勒 JM布朗,《設(shè)計(jì)感覺(jué)》,中國(guó)輕工出版社。

篇（6）

中圖分類號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）25-0133-02

目前，很多學(xué)校為了更好地提高學(xué)生的實(shí)踐能力，開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，從而能夠通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生更好地將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中。但是在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)時(shí)，可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程及效果進(jìn)行模擬，從而能夠更好地促進(jìn)實(shí)驗(yàn)效果的提高。因此，本文圍繞著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念、價(jià)值進(jìn)行論述，最后總結(jié)了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用的原則和具體的實(shí)踐方法，從而能夠?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用提供更多的參考。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要是指利用計(jì)算機(jī)及相關(guān)的設(shè)備，能夠?yàn)橛脩籼峁┫嚓P(guān)的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)，從而能夠使得用戶利用自己的感知來(lái)進(jìn)行體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是對(duì)真實(shí)現(xiàn)實(shí)中的情況進(jìn)行模擬，從而通過(guò)各種表現(xiàn)形式進(jìn)行信息的傳播。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：第一，虛擬性的特點(diǎn)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要是對(duì)現(xiàn)實(shí)中真實(shí)存在的事物進(jìn)行模擬，所以虛擬環(huán)境中與真實(shí)的環(huán)境比較相似，這也是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)，從而能夠?yàn)槿藗兲峁└玫奶摂M體驗(yàn)；第二，交互性，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅僅能夠模擬現(xiàn)實(shí)中的事物，而且可以模擬現(xiàn)實(shí)中事物對(duì)人產(chǎn)生的反饋等等，因此人們能夠在虛擬現(xiàn)實(shí)中，與周圍的事物產(chǎn)生較好的互動(dòng)，能夠進(jìn)一步增加虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的真實(shí)性。根據(jù)以上虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)可以看出，其主要是為了更好地營(yíng)造虛擬的現(xiàn)實(shí)環(huán)境。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的價(jià)值

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)生之后，不僅僅作為一種新的科學(xué)技術(shù)，而且能夠?qū)ΜF(xiàn)實(shí)世界產(chǎn)生一定的價(jià)值。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的價(jià)值主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，模擬真實(shí)的現(xiàn)實(shí)活動(dòng)，從而使得人們無(wú)法在現(xiàn)實(shí)世界中完成的活動(dòng)，能夠通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如：普通人群希望能夠?qū)ο肋^(guò)程進(jìn)行體驗(yàn)，但是無(wú)法真實(shí)地進(jìn)入發(fā)生火災(zāi)的現(xiàn)實(shí)情況中，那么就可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，從而模擬火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，這樣人們可以感受到相應(yīng)的信息；第二，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以為教育提供更大的價(jià)值，例如：在教育中進(jìn)行研究時(shí)，人們希望對(duì)于某些設(shè)想進(jìn)行實(shí)踐，但是又缺乏足夠的條件來(lái)完成實(shí)踐過(guò)程，這時(shí)就可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)講模擬實(shí)驗(yàn)情況，從而能夠達(dá)到更好的效果；第三，幫助人們樹(shù)立更好的抽象思維，對(duì)于人們來(lái)講，是生活在三維的世界當(dāng)中，對(duì)于很多東西的感知都是通過(guò)抽象思維來(lái)進(jìn)行的；但是，很多時(shí)候三維世界在平面進(jìn)行展示時(shí)，缺乏抽象思維的人群無(wú)法適應(yīng)這一過(guò)程。所以，可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)幫助人們更好地樹(shù)立抽象思維。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用的原則

根據(jù)以上的分析和論述可知，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有鮮明的特點(diǎn)，同時(shí)對(duì)于教學(xué)有著良好的促進(jìn)作用。因此，可以將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，但是在應(yīng)用的過(guò)程中需要遵循一定的原則，本文通過(guò)簡(jiǎn)要介紹，認(rèn)為這些原則主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

3.1 學(xué)生主體性的原則

根據(jù)素質(zhì)教育的內(nèi)容可以得知，學(xué)生是教學(xué)中的主體。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)時(shí)，也需要遵循學(xué)生主體性的原則，為此可以做到以下幾點(diǎn)：第一，在傳統(tǒng)的教學(xué)觀念中，學(xué)生是知識(shí)的被動(dòng)接受者；但是，為了更好地將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，需要充分認(rèn)識(shí)到學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師應(yīng)該給予學(xué)生充分地指導(dǎo)，從而更好地提高學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的積極性，從而能夠促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的良好應(yīng)用；第二，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?qū)?shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行良好的模擬，因此在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，可以充分利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行模擬，教師給予良好的指導(dǎo)，從而能夠培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立觀察、獨(dú)立實(shí)驗(yàn)以及獨(dú)立思考的能力。

3.2 教師指導(dǎo)性的原則

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，離不開(kāi)教師的良好指導(dǎo)，需要在將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，進(jìn)一步遵循教師指導(dǎo)性的原則，更好地發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用，為此可以參考以下幾點(diǎn)：第一，要正確認(rèn)識(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種輔助技術(shù)，能夠更好地促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展，但是無(wú)法替代教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的指導(dǎo)地位，需要不斷明確這一原則，才能夠更好地在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；第二，教師應(yīng)該充分轉(zhuǎn)變自己的在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的角色，從傳統(tǒng)的課堂主導(dǎo)地位向著引導(dǎo)地位轉(zhuǎn)變，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以給予學(xué)生更多的自由，體現(xiàn)學(xué)生在課堂中的主體地位；同時(shí)也需要給予學(xué)生更好的指導(dǎo)，幫助學(xué)生更好地利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程。

3.3 遵循因材施教的原則

為了更好地提供實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，很多學(xué)校在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，應(yīng)用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，使得學(xué)生能更好地觀察到實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和結(jié)果。但是，不同的學(xué)生之間的學(xué)習(xí)能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ鹊榷即嬖谳^大的差距，因此在將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，需要遵循因材施教的原則，為此可以做到以下幾點(diǎn)：第一，為了更好地將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，需要對(duì)每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行了解，從而能夠根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，應(yīng)用不同的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，更好地促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展；第二，在進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中，需要尊重每個(gè)學(xué)生的思想，為學(xué)生提供相對(duì)自由的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，從而能夠給予學(xué)生充分的空間，發(fā)揮自身在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的積極性，以及對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的興趣，從而能夠更好地促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用。

3.4 遵循開(kāi)放性和創(chuàng)新性的原則

對(duì)于很多學(xué)校來(lái)講，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程就是為了更好地讓學(xué)生將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中，從而能夠更好地促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的開(kāi)放性和創(chuàng)新性。因此，為了更好地將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，也需要遵循開(kāi)放性和創(chuàng)新性的原則，為此可以做到以下幾點(diǎn)：第一，對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)來(lái)講，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果有著多種可能性，可能失敗也可能成功，還可能出現(xiàn)很多未知的結(jié)果，因此在應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的過(guò)程中，遵循開(kāi)放性的原則，對(duì)于每一種實(shí)驗(yàn)結(jié)果都進(jìn)行大膽假設(shè)小心求證，而不是僅僅局限在教學(xué)內(nèi)容中；第二，創(chuàng)新是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要教學(xué)目標(biāo)之一，通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，從而能夠?yàn)閷W(xué)生的創(chuàng)新能力打下良好的基礎(chǔ)。因此，在將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，需要遵循創(chuàng)新性的原則，才能夠更好地發(fā)散學(xué)生的思維，進(jìn)一步提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐方法

4.1 熟練掌握虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用方法

為了更好地將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，需要教師和學(xué)生熟練掌握虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，為此可以做到以下幾點(diǎn)：第一，對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的學(xué)生進(jìn)行集中培訓(xùn)，利用教學(xué)課程中的相關(guān)課時(shí)，對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)機(jī)器及其相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用方法進(jìn)行相關(guān)的講解，使得學(xué)生能夠熟練操作相關(guān)的設(shè)備，確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程的順利開(kāi)展；第二，學(xué)生和教師需要對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行相關(guān)的準(zhǔn)備，例如：學(xué)生需要對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程中運(yùn)用到的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)，教師需要對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展進(jìn)行備課，從而能夠提前對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行演練，能夠?yàn)閷⑻摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中提供基礎(chǔ)條件。

4.2 設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種新的實(shí)驗(yàn)方法，開(kāi)始應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，對(duì)于原有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)步驟或者方法會(huì)產(chǎn)生一定的影響。因此，為了更好地將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，需要設(shè)計(jì)合理的教學(xué)過(guò)程，為此可以做到以下幾點(diǎn)：第一，教師需要對(duì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析和整合，從而尋找到適合運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的部分；另外，教師還需要合理安排運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，從而確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠在一定的課時(shí)內(nèi)完成；第二，教師需要將在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中用到的相關(guān)資料準(zhǔn)備好，例如：對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的操作資料、或者虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中用到的一些硬件或者軟件等等，這樣才能夠保證學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，滿足應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的條件。

4.3 參考其他成功的教學(xué)案例

為了更好地將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，還需要參考其他成功的教學(xué)案例，為此可以做到以下幾點(diǎn)：第一，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在很多國(guó)外的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用，所以可以參考國(guó)外一些實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展方式，從而能夠?qū)W習(xí)如何將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的方法；第二，在進(jìn)行學(xué)習(xí)的過(guò)程中還需要結(jié)合學(xué)校以及教學(xué)內(nèi)容，從而能夠開(kāi)展適合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用方式，更好地確保虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用。

4.4 對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用效果進(jìn)行反饋

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一項(xiàng)新興的技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)運(yùn)用的過(guò)程中可能會(huì)存在很多不足的地方，因此為了更好地將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，需要建立相關(guān)的應(yīng)用效果反饋體系，為此可以做到以下幾點(diǎn)：第一，教師應(yīng)該對(duì)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的結(jié)果進(jìn)行反饋，不僅僅需要對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和結(jié)果進(jìn)行反饋，而且還需要對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用給予相關(guān)的意見(jiàn)，從而能夠促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的更好應(yīng)用；第二，教師需要對(duì)相關(guān)的反饋結(jié)果進(jìn)行收集，對(duì)于出現(xiàn)的集中問(wèn)題給予關(guān)注，從而能夠及時(shí)給予解決，確保虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的順利應(yīng)用。

5 小結(jié)

隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供了條件。因此，本文首先對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念和特點(diǎn)進(jìn)行了論述，進(jìn)而提出了將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的相關(guān)原則，最后提出了將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐方法。相信，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的良好運(yùn)用，能夠更好地提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 方敏，楊寶義，汪蓉等. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在急危重癥護(hù)理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 中華護(hù)理教育， 2015（11）.

篇（7）

1.在虛擬現(xiàn)實(shí)電影/紀(jì)錄片中，現(xiàn)實(shí)看起來(lái)將是什么樣？

在真正的虛擬現(xiàn)實(shí)影片中，觀看者應(yīng)當(dāng)可以選擇不同角色的視角。因此，電影制片商會(huì)有這樣的問(wèn)題：觀影者是會(huì)參與影片的互動(dòng)，還只是被動(dòng)地欣賞？他們能否對(duì)最終結(jié)局產(chǎn)生影響？從更高的層面，問(wèn)題可以這樣來(lái)看：在虛擬現(xiàn)實(shí)中，觀影者受到的限制是什么？

在這一領(lǐng)域，電子游戲和電影的界線將逐漸模糊。如果你允許觀影者去影響故事的發(fā)展，那么所要做的就不僅僅是向他們呈現(xiàn)靜態(tài)的屏幕視角，而是提供更復(fù)雜、可能性更多的環(huán)境。在這樣的環(huán)境中，觀影者實(shí)際上可以體驗(yàn)他人的生活。這樣的電影是否仍然可以被稱作“電影”？

與高端攝像機(jī)類似，在虛擬現(xiàn)實(shí)電影的制作過(guò)程中，虛幻和Unity等游戲引擎將會(huì)發(fā)揮重要作用。隨著技術(shù)進(jìn)步，360度視頻攝像機(jī)將可以捕捉整個(gè)真實(shí)世界環(huán)境，而游戲引擎則可以補(bǔ)充畫(huà)面的材質(zhì)細(xì)節(jié)，使我們可以獲得影片主角的視角。與此同時(shí)，影片和紀(jì)錄片的制作者需要研究，對(duì)觀眾來(lái)說(shuō)，什么樣的期望是合理的，什么樣的期望過(guò)高。

這樣的模式轉(zhuǎn)變對(duì)紀(jì)錄片的影響更大。紀(jì)錄片應(yīng)當(dāng)呈現(xiàn)真實(shí)，但如果其中的一部分是虛構(gòu)的，那么將會(huì)怎樣？關(guān)于紀(jì)錄片的道德底線是什么？

2.在虛擬現(xiàn)實(shí)影片中，我的注意力應(yīng)該放在哪里？

能帶來(lái)強(qiáng)烈沉浸感的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)將可以重新創(chuàng)造出五感，從而引導(dǎo)用戶的注意力。

目前，Oculus、HTC和三星的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備只能提供畫(huà)面和聲音，以及一定的運(yùn)動(dòng)追蹤功能。但許多公司已著手開(kāi)發(fā)全身套裝，讓用戶“感受到”現(xiàn)實(shí)，而氣味傳感器則可以令用戶感受到周圍的味道。很快，眼球追蹤技術(shù)將使參與者之間的眼神互動(dòng)成為可能，而表情追蹤技術(shù)則可以幫用戶向周圍人表達(dá)自己的情緒。

人類心靈的復(fù)雜性將是傳感器難以突破的限制。有些技術(shù)很奇怪，但很明顯，關(guān)于如何在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中主導(dǎo)用戶的注意力，我們還有很多問(wèn)題等待研究。

這方面的研究是否有價(jià)值？我們是否真的需要全面沉浸在某一故事中，甚至通過(guò)味覺(jué)傳感器去了解虛擬現(xiàn)實(shí)中的食品是否美味？或許沒(méi)有必要，但電影制片商很可能會(huì)關(guān)心這樣的技術(shù)。

關(guān)于電視機(jī)，技術(shù)升級(jí)帶來(lái)了更多像素。而關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)，新的技術(shù)將使虛擬世界更接近現(xiàn)實(shí)。電影制片商和攝像機(jī)廠商需要迅速適應(yīng)這樣的現(xiàn)狀，了解新的傳感器能帶來(lái)什么樣的功能，以及哪些做法完全無(wú)效。

3.關(guān)于欣賞虛擬現(xiàn)實(shí)中的故事，人類會(huì)否過(guò)于“懶惰”？

關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)，這是個(gè)更高層次的問(wèn)題，很難給出明確的回答。在結(jié)束一天的工作，精疲力盡之后，人們常常會(huì)選擇娛樂(lè)活動(dòng)。然而，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將在虛擬環(huán)境中重塑真實(shí)世界，這意味著用戶需要走來(lái)走去，親自動(dòng)手去操作，或是站起來(lái)轉(zhuǎn)圈，去觀察周圍環(huán)境。

我們究竟會(huì)有多懶？在獲得越來(lái)越多輸入方式的情況下，我們也在變得越來(lái)越懶。我曾經(jīng)躺在沙發(fā)上，一邊吃薯片一邊玩Wii上的網(wǎng)球游戲。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)需要找到最不容易被用戶抗拒的互動(dòng)方式。

目前，虛擬現(xiàn)實(shí)電影正處于探索階段。嘗試過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)電影的人士對(duì)此印象深刻，因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)本身是一種全新的媒介。然而，當(dāng)觀眾們體驗(yàn)了更長(zhǎng)的電影，感到脖子痛之后，新鮮感將會(huì)逐漸消退。目前很明顯的一點(diǎn)在于，盡管虛擬現(xiàn)實(shí)毫無(wú)疑問(wèn)有著巨大的潛力，但內(nèi)容并不總是針對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)行優(yōu)化。

4.虛擬現(xiàn)實(shí)是否發(fā)展得太快？

篇（8）

中圖分類號(hào)：TU986.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2012）0410018-01

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，幫助各個(gè)行業(yè)的新技術(shù)與新方法的出現(xiàn)。園林景觀設(shè)計(jì)由于與計(jì)算機(jī)計(jì)算聯(lián)系十分密切，設(shè)計(jì)過(guò)程中需要大量的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，因此，伴隨著計(jì)算機(jī)的更新，園林設(shè)計(jì)方法也獲得了擴(kuò)展。其中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展所興起的一門(mén)綜合性技術(shù)[1]。雖然目前該技術(shù)在園林設(shè)計(jì)中應(yīng)用的還不普遍，但相信隨著技術(shù)的越來(lái)越成熟，其應(yīng)用范圍必將越來(lái)越廣泛[2]。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念[3]

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一項(xiàng)綜合集成技術(shù)，涉及的領(lǐng)域比較廣泛，包括傳感技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、顯示技術(shù)、人工智能、計(jì)算機(jī)圖形（CG）技術(shù)等，是一種由計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助生成的高技術(shù)模擬系統(tǒng)。從狹義的上講，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的涵義為：利用計(jì)算機(jī)生成逼真的三維視、聽(tīng)、嗅覺(jué)等感覺(jué)，使使用者通過(guò)一定的裝置，輕松地對(duì)虛擬世界進(jìn)行體驗(yàn)，并且兩者能夠自然的進(jìn)行交互作用。使用者進(jìn)行位置移動(dòng)時(shí)，電腦可以利用輔助工具立即進(jìn)行感應(yīng)，并通過(guò)復(fù)雜的運(yùn)算，將精確的3D世界影像傳回到使用者眼前，使其產(chǎn)生臨場(chǎng)感。從廣義上講，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念為：泛指在功能意義或者是物理意義上存在于世界上的任何事物或環(huán)境，它可以是實(shí)際上能夠?qū)崿F(xiàn)的，也可以是實(shí)際上難以實(shí)現(xiàn)的或根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，如賽伯空間等。

1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的構(gòu)成及分類

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)由硬件技術(shù)和軟件技術(shù)構(gòu)成。其中計(jì)算機(jī)以及相關(guān)的設(shè)備等都屬于硬件技術(shù)。當(dāng)前在計(jì)算的輸入輸出硬件設(shè)備中，聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)設(shè)備研究相對(duì)較成熟，有關(guān)人類味覺(jué)、嗅覺(jué)以及力道大小的設(shè)備正在研制中。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)依據(jù)其主要的技術(shù)特點(diǎn)可以分為兩種類型：一類是三維模型虛擬方式；另一類是全景圖虛擬方式。根據(jù)交互和浸入程度的不同可以分為以下四類：桌面式VR系統(tǒng)（窗口中的VR）、沉浸式VR系統(tǒng)、分布式VR系統(tǒng)和疊加式VR系統(tǒng)（又稱增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)）。在四類虛擬系統(tǒng)中，桌面式虛擬系統(tǒng)成本最低，不需要大型的處理器及服務(wù)器，僅利用個(gè)人計(jì)算機(jī)就可以產(chǎn)生三維虛擬的空間場(chǎng)景。

1.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的設(shè)計(jì)流程

運(yùn)用虛擬技術(shù)輔助園林景觀設(shè)計(jì)的流程主要分三個(gè)步驟[4]，如圖1所示。首先是繪制平面圖，主要利用CAD等相關(guān)軟件設(shè)計(jì)并繪制園林景觀的平面布局。然后，基于繪制好的平面圖，通過(guò)調(diào)查收集相關(guān)數(shù)據(jù)，構(gòu)建虛擬場(chǎng)景模型。在場(chǎng)景模型中，包括多種小模型，如房屋模型、道路模型、水位模型等。在構(gòu)建模型中，還要盡量多的收集相關(guān)圖片，制作成紋理填圖，以增加虛擬場(chǎng)景的效果。由于虛擬場(chǎng)景需要渲染，因此在場(chǎng)景構(gòu)建中，不僅要達(dá)到效果上的要求，還要控制模型數(shù)據(jù)量。必要時(shí)需要對(duì)虛擬模型進(jìn)行優(yōu)化。最后，基于平臺(tái)實(shí)現(xiàn)集成。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)也派生出多種不同的方法，現(xiàn)在較為流行的有JAVA3D、CUTE3D、VRML、VRMAP、VRP等方法，不同方法都有各自的特點(diǎn)。其中，VRP和VRMAP是兩款優(yōu)秀的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件，應(yīng)用較為普遍，在數(shù)字城市、遙感測(cè)繪、地質(zhì)、石油化工等都有廣泛的利用。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園林景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

在國(guó)外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在景觀設(shè)計(jì)中應(yīng)用的時(shí)間可以追溯到上世紀(jì)60年代。摩登·海里戈以美國(guó)的布魯克林街道為背景，建立了一個(gè)模擬系統(tǒng)，被認(rèn)為是提出并實(shí)踐沉浸式虛擬環(huán)境的先驅(qū)者[5]。SRI研究中心1991年利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)汽車駕駛過(guò)程和飛機(jī)飛行過(guò)程進(jìn)行模擬，通過(guò)模擬仿真分析事故原因，減少駕駛及飛行過(guò)程中事故的發(fā)生。

相對(duì)于國(guó)外虛擬技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)國(guó)內(nèi)將該技術(shù)應(yīng)用于園林景觀設(shè)計(jì)的時(shí)間較短，與國(guó)外相比存在一定的不足。近幾年來(lái)，部分科研院所和單位都陸續(xù)開(kāi)展了基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的景觀設(shè)計(jì)研究，也取得了不錯(cuò)的成果。如哈爾濱工業(yè)大學(xué)開(kāi)發(fā)的合成人類表情和唇動(dòng)系統(tǒng)，浙江大學(xué)研制的建筑環(huán)境虛擬系統(tǒng)[6]等等。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園林景觀設(shè)計(jì)中的展望

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在用于園林景觀設(shè)計(jì)時(shí)，需要結(jié)合自身的特點(diǎn)，研究并借鑒相關(guān)領(lǐng)域的理論知識(shí)和技術(shù)方法。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園林景觀設(shè)計(jì)中迅速推廣的突破點(diǎn)可以歸結(jié)為一下幾點(diǎn)：

1）設(shè)計(jì)更高質(zhì)量、更快速度的計(jì)算機(jī)硬件及圖形處理軟件，研制成本更低，性能更加優(yōu)良的計(jì)算機(jī)輸入和輸出設(shè)備。通過(guò)這些基礎(chǔ)硬件和軟件的突破，推動(dòng)園林景觀設(shè)計(jì)中虛擬技術(shù)的快速應(yīng)用，提高模擬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2）注重將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與其他技術(shù)的融合。可以嘗試融合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與3S技術(shù)。3S技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)各種空間信息和環(huán)境信息的快速、機(jī)動(dòng)、準(zhǔn)確、可靠的收集、處理與更新。在景觀設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以充分利用3S技術(shù)的特點(diǎn)，實(shí)時(shí)了解設(shè)計(jì)場(chǎng)地的高程等信息，然后將信息傳遞給虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，使設(shè)計(jì)者或決策者能再第一時(shí)間確定合理的設(shè)計(jì)方案和解決措施。其應(yīng)用范圍十分廣泛，如城市綠化、城市規(guī)劃以及修復(fù)重建等各個(gè)方面[7]。

3）充分利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)，提高公眾對(duì)景觀設(shè)計(jì)的參與度。將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬，從而使更廣大的公眾通過(guò)網(wǎng)絡(luò)能夠看到、聽(tīng)到設(shè)計(jì)者的作品，了解設(shè)計(jì)師的意圖，參與到園林規(guī)劃設(shè)計(jì)中，輔助管理者進(jìn)行決策。以供設(shè)計(jì)者制定更加科學(xué)的，人性化的設(shè)計(jì)方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]李國(guó)松，虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)在風(fēng)景園林規(guī)劃與設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D].長(zhǎng)沙：中南林業(yè)科技大學(xué)，2007.

[2]蘇同向，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在風(fēng)景園林設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[D].南京：南京林業(yè)大學(xué)，2006.

[3]蘆建國(guó)、蘇同向，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與風(fēng)景園林設(shè)計(jì)[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，31（6）：139-141.

[4]范澤中、王艷安、曾峻峰，虛擬現(xiàn)實(shí)在園林設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2006，12（11）：92-94.

篇（9）

二、虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)在建筑展示中的意義研究

在建筑設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)方式之中, 建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程往往有較長(zhǎng)的設(shè)計(jì)周期和大量的設(shè)計(jì)費(fèi)用, 并且很難對(duì)建筑的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改, 所以對(duì)建筑的前期設(shè)計(jì)預(yù)覽十分重要。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)過(guò)程就是包括設(shè)計(jì)草圖、建模、建筑效果圖等, 只夠?yàn)榻ㄖ淖罱K效果提供簡(jiǎn)單的方案, 而不便對(duì)建筑進(jìn)行多視角全方位的立體高精度分析。而虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)技術(shù)則通過(guò)綜合運(yùn)用人機(jī)交換技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能技術(shù)和圖像計(jì)算機(jī)技術(shù), 綜合運(yùn)用電子計(jì)算機(jī)來(lái)制作出三維的虛擬空間, 讓建筑設(shè)計(jì)者和施工者能夠更加直觀性地體驗(yàn)建筑空間, 通過(guò)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)的了解來(lái)體驗(yàn)建筑的設(shè)計(jì)方案, 建筑的虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)是立足于虛擬與現(xiàn)實(shí)的實(shí)際關(guān)系之上的, 精確地透過(guò)人對(duì)于虛擬動(dòng)畫(huà)的用戶需求以及對(duì)虛擬世界的綜合感知進(jìn)行全方位分析, 已達(dá)到現(xiàn)實(shí)建筑和虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)的完美契合, 從而全方位地提升虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)的展現(xiàn)效果。它的意義有以下的幾個(gè)方面。

(一) 提供更完善的設(shè)計(jì):

首先在建筑設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)過(guò)程中, 大部分設(shè)計(jì)師都是通過(guò)文字資料、設(shè)計(jì)草圖和建筑設(shè)計(jì)者自身的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與藝術(shù)思維來(lái)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的。但是對(duì)于設(shè)計(jì)建造難度較高或者全新的建筑形態(tài)或者建筑領(lǐng)域來(lái)說(shuō), 設(shè)計(jì)師很難在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于建筑進(jìn)行有效定位, 設(shè)計(jì)者十分依賴個(gè)人對(duì)建筑的經(jīng)驗(yàn), 往往還會(huì)導(dǎo)致建筑的實(shí)際情況與預(yù)定的建筑設(shè)計(jì)方案有很大差別。同時(shí)因?yàn)閭鹘y(tǒng)建筑設(shè)計(jì)的局限性, 很多設(shè)計(jì)問(wèn)題只有在實(shí)際的施工過(guò)程中才會(huì)被發(fā)現(xiàn), 然后再由施工方對(duì)建筑問(wèn)題進(jìn)行歸納、整理、分析, 再將問(wèn)題給施工方進(jìn)行反饋。而這一過(guò)程浪費(fèi)了大量的時(shí)間、人力和物力, 致使建筑施工效率低下。而如果運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的話, 設(shè)計(jì)者就能夠在建筑施工前全方位地觀察建筑的整體情況, 從多個(gè)角度全方位了解設(shè)計(jì)方案中的不足, 更加直觀地對(duì)建筑的空間、結(jié)構(gòu)、光影乃至音效不斷變化進(jìn)行詳盡了解 (如圖3) , 并對(duì)方案加以調(diào)整。

(二) 加強(qiáng)設(shè)計(jì)師與客戶之間的溝通能力:

通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)所建造的虛擬三維空間, 可以讓簡(jiǎn)述的設(shè)計(jì)者與建筑用戶在項(xiàng)目規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)等方面用動(dòng)態(tài)三維的方式對(duì)建筑的空間概念進(jìn)行詳盡認(rèn)知。而在建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程中, 設(shè)計(jì)師根據(jù)建筑用戶提供的需求及建筑場(chǎng)地等情況設(shè)計(jì)出建筑方案, 將完整的建筑設(shè)計(jì)方案以及建筑設(shè)計(jì)理念交予用戶, 并對(duì)其進(jìn)行相關(guān)交流。而在傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中的模型、草圖與文案只能夠讓客戶大致地對(duì)建筑的相關(guān)信息進(jìn)行了解, 客戶往往專業(yè)能力不足, 不能夠完全了解建筑師的設(shè)計(jì)方案, 而草草對(duì)方案進(jìn)行決定, 雙方的交流也會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。而用虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)的方式能夠更加直觀地對(duì)建筑概念進(jìn)行展示, 為客戶提供一個(gè)完整的建筑流程, 詳盡地描述建筑過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié), 及可能出現(xiàn)的問(wèn)題。例如建筑的空間和建筑的周圍環(huán)境等, 客戶介意更加直觀且全面地對(duì)建筑空間進(jìn)行了解。通過(guò)建筑的虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)展示, 為客戶提供更加直觀的認(rèn)知平臺(tái), 充分地對(duì)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行審批, 使其能夠更好地理解設(shè)計(jì)并參與到設(shè)計(jì)的過(guò)程中去, 也能夠讓設(shè)計(jì)師更加了解客戶需求, 并了解到自身的設(shè)計(jì)不足, 對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的修改與完善。

(三) 給予用戶更加直觀的建筑體驗(yàn):

當(dāng)今人們了解世界的主要方式之一就是互聯(lián)網(wǎng), 而通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì), 客戶能夠更加直觀地上網(wǎng)預(yù)覽建筑模型。在互聯(lián)網(wǎng)上隨時(shí)隨地觀察虛擬的建筑設(shè)計(jì)。通過(guò)設(shè)計(jì)者在電腦中對(duì)建筑進(jìn)行的模型搭建與細(xì)節(jié)處理, 觀察建筑結(jié)構(gòu), 并對(duì)周圍環(huán)境及建筑中可能出現(xiàn)的狀況進(jìn)行有效分析。通過(guò)在電子計(jì)算機(jī)中對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)進(jìn)行建筑的景觀搭建與制作視頻, 將音頻、影像與圖像相結(jié)合, 并添加一定的環(huán)境渲染特效和后期合成, 最后將虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)展示給受眾。在現(xiàn)今的房地產(chǎn)發(fā)展中, 投資人和設(shè)計(jì)者都充分地利用虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)的各項(xiàng)優(yōu)勢(shì), 制造建筑的三位圖像世界。因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)技術(shù)綜合運(yùn)用了人體的聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、觸覺(jué)等感知特點(diǎn), 這樣能夠更用戶加直接地體驗(yàn)到建筑在三維虛擬環(huán)境中的變化, 身歷其境。在現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)之中, 因?yàn)楝F(xiàn)今有很大一部分客戶對(duì)于所購(gòu)買(mǎi)或投資的建筑只有一個(gè)內(nèi)心的概念, 而傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)非專業(yè)人員也不能完全了解到, 這就像在設(shè)計(jì)師與客戶之間施加了一層隔膜, 而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就可以讓他們更加直觀地對(duì)建筑進(jìn)行了解。還可以根據(jù)客戶所提出的需求對(duì)建筑進(jìn)行一定的整改, 再為客戶展現(xiàn)更新的建筑產(chǎn)品效果, 也方便了客戶與設(shè)計(jì)師的溝通, 增強(qiáng)了客戶對(duì)于建筑物的深切體驗(yàn)與審視, 加深了客戶對(duì)于建筑的內(nèi)部了解, 而剛能刺激消費(fèi)者對(duì)于建筑本身的購(gòu)買(mǎi)欲望與建筑價(jià)值。

(四) 虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)具有真實(shí)性:

虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)最重要的特性就是真實(shí)性, 其具有傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)所不具備的真實(shí)感官體驗(yàn)。真實(shí)的感官體驗(yàn)是指在三維的虛擬環(huán)境之中, 虛擬環(huán)境的所有信息均被大眾所廣泛接受的廣度和寬度。在虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)中不僅能夠?qū)ㄖ旧碇黧w進(jìn)行展示, 而且還可以展現(xiàn)出建筑的周圍環(huán)境與建筑完工后整體的建筑形態(tài)與使用價(jià)值。我們還可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)來(lái)還原一些古建筑和自然景觀, 這樣對(duì)于古建筑和自然景觀的保護(hù)和研究都具有十分重要的意義。

(五) 有助于文物的研究與保護(hù):

我們還可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)來(lái)還原一些古建筑, 這樣對(duì)于古建筑的保護(hù)和研究都具有十分重要的意義。在很多的博物館中, 都有一些異常珍貴或者極易氧化、損壞的歷史文物或者殘舊的古建筑并不能展出, 而虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)技術(shù)就可以完美地解決這一問(wèn)題。可以在博物館中設(shè)立虛擬展示廳, 現(xiàn)場(chǎng)的所有文物都由虛擬三維的計(jì)算機(jī)屏幕展現(xiàn), 這樣不但能夠完整地展出相應(yīng)的文物, 而且還不會(huì)對(duì)文物產(chǎn)生一絲一毫的破壞。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)漫的展示同樣可以提高珍貴文物的保護(hù)效率, 為文物編檔便于日后對(duì)文物進(jìn)行相應(yīng)的維修保護(hù)與研究, 同時(shí)也為廣大人民群眾提供了更多參觀文物的途徑。將一些無(wú)法移動(dòng)甚至已經(jīng)消散無(wú)法修復(fù)的古建筑, 進(jìn)行復(fù)原在一定程度上也能夠?yàn)楣沤ㄖ峁┫鄳?yīng)的保護(hù)。舉個(gè)例子, 綜合運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以對(duì)發(fā)掘出的建筑物進(jìn)行全方位綜合展示, 放入還原的虛擬歷史場(chǎng)景當(dāng)中, 可以讓觀眾在三維虛擬的環(huán)境中進(jìn)行全方位的觀察, 可以更加直觀地對(duì)建筑物所處的歷史時(shí)代及環(huán)境進(jìn)行全面的認(rèn)識(shí)。這樣不但提高了群眾對(duì)于歷史文物的參觀熱情, 還提升了景觀的綜合參觀效益。而且在建設(shè)虛擬動(dòng)畫(huà)場(chǎng)景的過(guò)程中, 在計(jì)算機(jī)生成虛擬三維的過(guò)程中, 即便是已經(jīng)不存在或者破損的建筑物依然可以重現(xiàn)。一個(gè)很好的例子就是我國(guó)對(duì)于故宮虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)的作品天子的宮殿, 通過(guò)計(jì)算機(jī)生成的虛擬動(dòng)畫(huà), 就可以讓觀眾利用計(jì)算機(jī)更加深入地對(duì)建筑物進(jìn)行了解。

三、總結(jié)

對(duì)建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作, 一個(gè)地方的建筑物往往承載著一定的文化品味、歷史傳統(tǒng)、人文精神與其獨(dú)特的地域文化。這樣就會(huì)在建筑的過(guò)程中遇到很多的問(wèn)題, 而虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展就在一定程度上減輕了很多的技術(shù)復(fù)雜性。而且伴隨著虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展, 虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)技術(shù)在審批、施工和設(shè)計(jì)建筑等多個(gè)建筑環(huán)節(jié)中都發(fā)揮著越來(lái)越重要的功效, 要怎樣將虛擬現(xiàn)實(shí)更多運(yùn)用在實(shí)際的建筑中, 要不斷探尋其特有的能力而且要發(fā)揮其應(yīng)有的功效。伴隨著科學(xué)技術(shù)日趨成熟, 虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)技術(shù)必將在未來(lái)的建筑設(shè)計(jì)與建造過(guò)程中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

參考文獻(xiàn)

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篇（10）

中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

1引言

虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality,簡(jiǎn)稱VR)主要采用以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代高技術(shù)生成逼真的視、聽(tīng)、觸覺(jué)一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境(Virtual Environment,簡(jiǎn)稱VE),用戶借助必要的設(shè)備(如特制的服裝、頭盔、手套和鞋),以自然的方式與虛擬環(huán)境中的實(shí)體對(duì)象進(jìn)行交互作用、相互影響,從而產(chǎn)生身臨其境的感受和體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)具有3I特性,即交互(Interaction)特性、沉浸(Immersion)特性和構(gòu)想(Imagination)特性。交互特性強(qiáng)調(diào)參與者通過(guò)專用設(shè)備以人類自然方式與VE中的對(duì)象進(jìn)行相互操作;沉浸特性要求計(jì)算機(jī)所創(chuàng)建的虛擬環(huán)境能使參與者產(chǎn)生置身其中的體驗(yàn);構(gòu)想特性是指虛擬環(huán)境能夠啟發(fā)參與者發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題并輔助產(chǎn)生創(chuàng)新思維。

二十世紀(jì)六十年代初,“圖靈獎(jiǎng)”獲得者,被稱為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)之父的美國(guó)科學(xué)家Ivan Sutherland發(fā)表“終極顯示”論文提出虛擬現(xiàn)實(shí)概念,自此,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)歷經(jīng)一系列里程碑式的理論、方法與技術(shù)研究工作,并取得了重大工程應(yīng)用成果。今天虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)非常廣泛,主要包括三大應(yīng)用方向,即訓(xùn)練演練、規(guī)劃設(shè)計(jì)與預(yù)測(cè)、觀賞娛樂(lè)等。例如在虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中進(jìn)行作戰(zhàn)指揮模擬,宇宙飛船、飛機(jī)、艦船模擬駕駛訓(xùn)練,飛機(jī)、導(dǎo)彈、輪船等復(fù)雜系統(tǒng)的虛擬設(shè)計(jì)與制造,城市環(huán)境規(guī)劃及其建筑物的展示,手術(shù)培訓(xùn)與導(dǎo)航,游戲動(dòng)漫與影視制作等。由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)涉及的學(xué)科綜合性、交叉性強(qiáng),是可以拉動(dòng)多學(xué)科發(fā)展,不斷產(chǎn)生新思想、新技術(shù),具有廣泛和重大應(yīng)用前景的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020)把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)確定為信息領(lǐng)域優(yōu)先支持的三大前沿技術(shù)之一。

2課程的特點(diǎn)

北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院從1994年開(kāi)始從事虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域的研究,取得許多創(chuàng)新成果,在相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域產(chǎn)生了較大影響,逐步形成了北航計(jì)算機(jī)學(xué)院一個(gè)新的優(yōu)勢(shì)學(xué)科方向。作為計(jì)算機(jī)應(yīng)用本科生的專業(yè)限選課程,“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)”課程教學(xué)已經(jīng)講授了5年。本課程的教學(xué)目的是通過(guò)對(duì)有關(guān)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)問(wèn)題、典型研究工作的介紹,使學(xué)生了解當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì);通過(guò)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)基本原理、基本算法、開(kāi)發(fā)方法、主流系統(tǒng)的介紹,使學(xué)生掌握虛擬現(xiàn)實(shí)主要技術(shù)、開(kāi)發(fā)環(huán)境與平臺(tái);以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究工作為主要實(shí)踐教學(xué)支撐,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防部門(mén)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域?qū)ｉT(mén)人才的需求。虛擬現(xiàn)實(shí)課程具有以下特點(diǎn):

2.1學(xué)科交叉性、綜合性強(qiáng)

國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要指出:“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)重點(diǎn)研究心理學(xué)、控制學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)分布系統(tǒng)、電子學(xué)和多媒體技術(shù)等多學(xué)科融合的技術(shù),研究醫(yī)學(xué)、娛樂(lè)、藝術(shù)與教育、軍事及工業(yè)制造等多個(gè)相關(guān)領(lǐng)域的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和系統(tǒng)。”虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要從計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、控制科學(xué)與技術(shù)、機(jī)械工程科學(xué)與先進(jìn)制造技術(shù)等學(xué)科中孕育并實(shí)現(xiàn)跨越,逐步發(fā)展成熟,涉及心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)和多傳感器技術(shù)等,學(xué)科交叉性、綜合性強(qiáng),如圖1所示。

2.2數(shù)理基礎(chǔ)要求高

虛擬現(xiàn)實(shí)課程的許多理論、方法和技術(shù)涉及大量的數(shù)學(xué)公式和物理定律,例如在基于圖形的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中所涉及的計(jì)算機(jī)圖形學(xué),基于圖像的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中所涉及的圖像處理和信號(hào)處理技術(shù),在建模技術(shù)中涉及的動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)等,都需要學(xué)生具備深厚的數(shù)理基礎(chǔ)。

2.3創(chuàng)新思維豐富

虛擬現(xiàn)實(shí)被眾多學(xué)者認(rèn)為是科學(xué)研究與工程實(shí)踐中理論和實(shí)驗(yàn)方法之外的第三種方法,可以虛擬和仿真人類難以到達(dá)的宏觀或微觀環(huán)境,進(jìn)行研究和體驗(yàn);在虛擬環(huán)境下進(jìn)行逼真的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、訓(xùn)練演練,作出評(píng)價(jià)和決策,其與生俱來(lái)的構(gòu)想特性能夠啟發(fā)參與者發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題并產(chǎn)生創(chuàng)新思維。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)由于多學(xué)科交叉性,在不同學(xué)科交叉融合中源源不斷地產(chǎn)生新思想、新方法。

2.4工程應(yīng)用突出

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)既有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和方法,也有大量的典型算法,同時(shí)又是一門(mén)應(yīng)用牽引強(qiáng),各種開(kāi)發(fā)平臺(tái)和應(yīng)用工具豐富,人機(jī)交互設(shè)備多,軟硬件結(jié)合與系統(tǒng)集成占相當(dāng)比重的課程。

2.5課程內(nèi)容多課時(shí)緊

本課程是本科生計(jì)算機(jī)應(yīng)用方向的限選課程,在本科四年級(jí)上學(xué)期開(kāi)設(shè),其間正值學(xué)生考研復(fù)習(xí)準(zhǔn)備階段,課時(shí)總計(jì)36學(xué)時(shí),課內(nèi)教學(xué)18學(xué)時(shí)、課外實(shí)踐18學(xué)時(shí),授課時(shí)間十分緊張。

3教學(xué)內(nèi)容安排

我們經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐,在不斷與學(xué)生教與學(xué)交互的活動(dòng)中,結(jié)合自身學(xué)科研究特色,總結(jié)、完善主要教學(xué)內(nèi)容,形成了如下的教學(xué)大綱:

第一章:概論(2h)

問(wèn)題的提出、名詞術(shù)語(yǔ)、虛擬現(xiàn)實(shí)特征、里程碑工作和研究現(xiàn)狀、國(guó)內(nèi)外典型應(yīng)用實(shí)例。

第二章:虛擬現(xiàn)實(shí)硬件與系統(tǒng)(2h)

虛擬現(xiàn)實(shí)輸入設(shè)備、虛擬現(xiàn)實(shí)輸出設(shè)備、高端圖形工作站、圖形處理單元(Graphic Processing Unit簡(jiǎn)稱GPU)、典型沉浸式交互系統(tǒng)的構(gòu)建實(shí)例。

第三章:基于圖形的虛擬現(xiàn)實(shí)建模與開(kāi)發(fā)技術(shù)(6h)

視覺(jué)感知相關(guān)基本概念、場(chǎng)景表示與數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、CREATOR建模軟件與合成自然環(huán)實(shí)例、場(chǎng)景圖組織與基本繪制流程、OpenGVS與WTK開(kāi)發(fā)軟件、虛擬場(chǎng)景漫游應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)實(shí)例。

第四章:基于圖像的虛擬現(xiàn)實(shí)建模與繪制技術(shù)(2h)

IBMR技術(shù)與全光函數(shù)、全景圖像與柱面全景圖像實(shí)例、同心拼圖方法。

第五章:人工生命-人工魚(yú)實(shí)例(2h)

人工魚(yú)的總體方案、人工魚(yú)的生物力學(xué)分析、感知與行為建模、幾何建模與外觀屬性、虛擬海洋環(huán)境建模、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、逼真性與效率權(quán)衡。

第六章:虛擬人技術(shù)(2h)

人體抽象模型與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、逼真運(yùn)動(dòng)獲取與表示、運(yùn)動(dòng)約束與重用、虛擬人技術(shù)應(yīng)用實(shí)例。

第七章:分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(2h)

DIS技術(shù)與IEEE1278、HLA技術(shù)與IEEE1516、分布交互仿真程序開(kāi)發(fā)與應(yīng)用實(shí)例。

教學(xué)實(shí)踐與課外教學(xué)安排:(18h)

課外研讀學(xué)習(xí)OpenGL、構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)漫游程序;參觀虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,觀看演示、操作實(shí)驗(yàn)室研究設(shè)備,了解當(dāng)前主要研究方向和趨勢(shì)。

4教學(xué)實(shí)踐與思考

針對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)課程的上述特點(diǎn),我們?cè)谡n程的教學(xué)活動(dòng)中形成了“突出三個(gè)基本,注重融會(huì)貫通;點(diǎn)面結(jié)合,各有側(cè)重;結(jié)合實(shí)例,促進(jìn)創(chuàng)新思維”的教學(xué)思路。

4.1突出三個(gè)基本,注重融會(huì)貫通

在教學(xué)中突出三個(gè)基本,即突出基本原理、基本方法、基本算法的講授。虛擬現(xiàn)實(shí)課程的諸多內(nèi)容來(lái)自不同的研究和應(yīng)用領(lǐng)域,貌似差之千里,但是其核心思想常常殊途同歸。對(duì)于這部分內(nèi)容在教學(xué)活動(dòng)中應(yīng)有意識(shí)進(jìn)行聯(lián)系,分析講解,努力讓學(xué)生融會(huì)貫通。以細(xì)節(jié)層次概念(LOD)為例,細(xì)節(jié)層次概念是圖形建模中的基本概念,是指用一組復(fù)雜程度(常常以多邊形數(shù)來(lái)衡量)各不相同的實(shí)體細(xì)節(jié)層次模型來(lái)描述對(duì)象,在運(yùn)行時(shí)根據(jù)一些主客觀標(biāo)準(zhǔn)在這些LOD模型間進(jìn)行切換,實(shí)時(shí)改變場(chǎng)景的復(fù)雜度,從而能夠繪制效率與效果的平衡,該方法需要解決模型間切換時(shí)產(chǎn)生的視景跳躍問(wèn)題。在GPU的基本貼圖處理(MIP MAPPING )、復(fù)雜光照模型實(shí)時(shí)繪制等研究工作中也引入和應(yīng)用了同樣的原理,因此在講解細(xì)節(jié)層次概念時(shí)進(jìn)行舉一反三,加深學(xué)生對(duì)這一滿足逼真性和繪制實(shí)時(shí)性普適基本方法的理解,進(jìn)一步可以引伸出連續(xù)細(xì)節(jié)層次方法以及與視點(diǎn)相關(guān)的遞進(jìn)傳輸技術(shù)如何滿足基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用問(wèn)題。這樣教學(xué)思路始終貫徹在七維全光函數(shù)降維、八叉樹(shù)的數(shù)據(jù)組織方法等諸多教學(xué)內(nèi)容中,以達(dá)到融會(huì)貫通的目的。

4.2點(diǎn)面結(jié)合,各有側(cè)重

虛擬現(xiàn)實(shí)課程涉及學(xué)科眾多,內(nèi)容十分豐富,有限的課時(shí)內(nèi)做到面面俱到幾乎不可能。我們的教學(xué)大綱基本覆蓋虛擬現(xiàn)實(shí)的主要研究分支,重點(diǎn)是基于圖形和基于圖像的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),由于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在其他課程有重點(diǎn)講授,不過(guò)多涉及。其次注重對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的研究重點(diǎn)、熱點(diǎn)問(wèn)題,以及當(dāng)前的主流設(shè)備、開(kāi)發(fā)工具與平臺(tái)介紹。通過(guò)發(fā)揮授課教師的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)背景,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室多年的研究工作進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的深入講解。例如在分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)室在該方向上開(kāi)展了長(zhǎng)達(dá)十年的研究工作,研究成果既體現(xiàn)了該內(nèi)容的基本方法、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),又體現(xiàn)了當(dāng)前的最新研究成果。該內(nèi)容的教學(xué)從早期的DIS入手,通過(guò)與HLA核心技術(shù)的對(duì)比,重點(diǎn)講解分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)如何應(yīng)用數(shù)據(jù)抽象與封裝、與訂購(gòu)、基于值的信息過(guò)濾 (DDM)等核心技術(shù)解決大規(guī)模交互仿真問(wèn)題,進(jìn)一步引伸介紹目前該方向的研究進(jìn)展,讓同學(xué)了解當(dāng)前研究熱點(diǎn)問(wèn)題。

4.3結(jié)合實(shí)例,促進(jìn)創(chuàng)新思維

虛擬現(xiàn)實(shí)是一門(mén)多學(xué)科交叉的科學(xué)技術(shù),不同學(xué)科理論與方法的互相借鑒、啟迪、創(chuàng)新尤為明顯。因此在講授具體內(nèi)容的同時(shí),應(yīng)介紹該研究工作和成果產(chǎn)生的背景,體現(xiàn)交叉創(chuàng)新、集成創(chuàng)新思路,啟迪同學(xué)的創(chuàng)造性思維是本課程不斷追求“授之與漁”的目標(biāo)。在課程綜述中重點(diǎn)介紹信息資源環(huán)境的智能化、普適化、協(xié)同化、沉浸化發(fā)展的各個(gè)不同歷史時(shí)期代表性工作,以及仿真技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)等學(xué)科對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的重要貢獻(xiàn),突出虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)交叉融合的特性。將具體的課程知識(shí)點(diǎn)講授融入到典型實(shí)例中,人工生命課程教學(xué)中以ACM優(yōu)秀博士論文工作為基礎(chǔ),講述了人工魚(yú)的感知與行為建模、幾何與外觀屬性建模、虛擬海洋環(huán)境建模等,目的在于突出建模內(nèi)涵的寬泛性和在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的重要地位,通過(guò)詳述人工魚(yú)的生物力學(xué)分析、總體方案設(shè)計(jì),行為與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),歸納總結(jié)出多學(xué)科交叉、逼真性與效率的完美平衡是其創(chuàng)新所在。在講授虛擬人技術(shù)時(shí),首先提出逼真人體運(yùn)動(dòng)復(fù)雜性和實(shí)時(shí)性這一矛盾,引入機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)以及信號(hào)與系統(tǒng)中的信號(hào)處理方法,重點(diǎn)介紹借鑒其他學(xué)科方法解決虛擬人運(yùn)動(dòng)重用和大規(guī)模人群等關(guān)鍵問(wèn)題,強(qiáng)調(diào)借鑒啟迪是創(chuàng)新的源泉。在諸如同心拼圖、分布式虛擬環(huán)境中同樣貫徹了結(jié)合實(shí)例,促進(jìn)創(chuàng)新思維這一教學(xué)思路。

5結(jié)論與展望

“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)”涉及面寬、內(nèi)容十分豐富,同時(shí)發(fā)展迅速,應(yīng)用越來(lái)越廣泛,如何講授好該課程是一個(gè)需要不斷探討、研究總結(jié)的教學(xué)課題。筆者在多年的教學(xué)活動(dòng)中,通過(guò)教與學(xué)的交流,不斷總結(jié)形成了一些教學(xué)思路和方法,取得了良好的效果,但是仍然需要不斷完善充實(shí),主要包括兩個(gè)方面內(nèi)容:(1)如何做好虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、圖像處理技術(shù)的銜接;(2)如何利用好虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究環(huán)境、軟硬件資源以進(jìn)一步加強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)。我們將在今后繼續(xù)研究探索,以解決這些重要問(wèn)題。

參考文獻(xiàn):

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