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虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與應(yīng)用范文第1篇

關(guān)鍵詞： 虛擬現(xiàn)實(shí) 汽車工業(yè) 產(chǎn)品設(shè)計

1.引言

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是近年發(fā)展起來的高級計算機(jī)技術(shù)，是建立在計算機(jī)圖形學(xué)、仿真學(xué)、并行技術(shù)、人工智能、多媒體技術(shù)及高性能計算機(jī)系統(tǒng)等技術(shù)基礎(chǔ)之上的。目前世界上對虛擬現(xiàn)實(shí)還沒有一個確切的定義，不同的人對其有不同的理解，比較有代表性的定義有下列三種［1］：

（1）虛擬現(xiàn)實(shí)，英文名稱Virtual Reality，簡稱VR，是一種可以創(chuàng)造和體驗(yàn)虛擬世界的計算機(jī)系統(tǒng)。這里所說的虛擬世界是指所有虛擬環(huán)境或給定仿真對象的全體。而“虛擬環(huán)境”一般是指用計算機(jī)生成的有立體感的圖形，它可以是一特定現(xiàn)實(shí)環(huán)境的表現(xiàn)，也可以是純粹虛構(gòu)的世界。

（2）虛擬現(xiàn)實(shí)是使人可以通過計算機(jī)看見、操作極端復(fù)雜的數(shù)據(jù)并與之交互的一種方式。

（3）虛擬現(xiàn)實(shí)是一種媒介，它具有三維合成環(huán)境，人們可以按自己的意愿，從任選視點(diǎn)實(shí)時地在其中連續(xù)而自由地探測、考察和體驗(yàn)。

Virtual Reality一詞最早是由美國VPL公司的創(chuàng)建人之一Jaron Lanier于20世紀(jì)80年代初正式提出來的。他認(rèn)為，與傳統(tǒng)的“人―機(jī)界面”相比，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有質(zhì)的飛躍。傳統(tǒng)的“人―機(jī)界面”是將用戶和計算機(jī)視為兩個獨(dú)立的實(shí)體，將界面視為信息交換的媒介，用戶將要求或指令輸入計算機(jī)內(nèi)，計算機(jī)將信息或動作反饋出來。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則將用戶和計算機(jī)視為一個整體，通過各種直觀的工具將信息可視化，用戶直接置身于這種三維信息空間中自由地操作和控制各種信息，從而成為信息的主人。

2.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用

2.1在虛擬設(shè)計中的應(yīng)用。

基于虛擬設(shè)計技術(shù)的對象是產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能，從產(chǎn)品設(shè)計、分析、模擬、評測出發(fā)，對客戶所需求的產(chǎn)品性能和成本進(jìn)行優(yōu)化，它的對象是產(chǎn)品本身［2］。

近幾年來，CAID技術(shù)為企業(yè)在新產(chǎn)品開發(fā)過程中提供了有力的支持，但目前在虛擬設(shè)計中通常使用軟件組合來完成產(chǎn)品設(shè)計過程。例如復(fù)雜曲面的產(chǎn)品造型，多采用Rhino和Pro/Engineer，而產(chǎn)品的渲染則采用3DMAX或LightWAVE，其實(shí)質(zhì)并沒有把設(shè)計人員從二維鼠標(biāo)與鍵盤上解放出來，設(shè)計人員也并沒有真正參與到虛擬產(chǎn)品設(shè)計中來，在某種角度上限制了設(shè)計人員的積極性與創(chuàng)造性的發(fā)揮。

現(xiàn)代生產(chǎn)中產(chǎn)品的虛擬設(shè)計和開發(fā)就是建立虛擬樣機(jī)。以借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立的三維汽車為例，在對汽車進(jìn)行設(shè)計時，設(shè)計人員在具有全交互性的設(shè)計環(huán)境中，利用頭盔顯示器、具有觸覺反饋功能的數(shù)據(jù)手套、操縱桿、三維位置跟蹤器等裝置，將視覺、聽覺、觸覺與虛擬概念產(chǎn)品模型相連，不僅可以進(jìn)行虛擬的合作，產(chǎn)生一種身臨其境的感覺，還可以實(shí)時地對整個虛擬產(chǎn)品（Virtual Product）設(shè)計過程進(jìn)行檢查、評估，實(shí)地解決設(shè)計中的決策問題，使設(shè)計思想得到綜合。在交互性的虛擬環(huán)境快速成型設(shè)備上，設(shè)計人員對虛擬產(chǎn)品設(shè)計模型的直接設(shè)計，提高了設(shè)計人員積極性與創(chuàng)造性的發(fā)揮。

2.2在虛擬制造中的應(yīng)用。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是虛擬制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)和靈魂，虛擬制造系統(tǒng)是由多學(xué)科知識形成的綜合系統(tǒng)，是利用計算機(jī)支持技術(shù)對需要進(jìn)行生產(chǎn)和制造的產(chǎn)品進(jìn)行全面建模和仿真，它能夠仿真非實(shí)際生產(chǎn)的材料或產(chǎn)品，同時得出有關(guān)它們的信息。

虛擬制造系統(tǒng)（Virtual manufacturing system）由虛擬信息系統(tǒng)（Virtual information system）和虛擬物理系統(tǒng)（Virtual physical system）組成。虛擬信息系統(tǒng)也叫虛擬邏輯系統(tǒng)，主要是用來模擬處理設(shè)計、管理、計劃調(diào)度等制造活動中的信息；而虛擬物理系統(tǒng)是計算機(jī)對實(shí)際的加工車間，包括機(jī)床、材料、工人等進(jìn)行建模，并在此模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行仿真實(shí)際制造系統(tǒng)的制造過程。

虛擬物理制造系統(tǒng)中的信息和實(shí)際的制造系統(tǒng)相一致，它是虛擬制造系統(tǒng)的關(guān)鍵。虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用范圍涉及產(chǎn)品的整個生命周期，它可以在生產(chǎn)設(shè)備、工裝和模具，甚至樣車的設(shè)計之前，很容易地對生產(chǎn)系統(tǒng)和工藝過程進(jìn)行建模、修改、分析及優(yōu)化。在汽車柔性生產(chǎn)系統(tǒng)（FMS）、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CMIS）的設(shè)計和應(yīng)用中，就廣泛運(yùn)用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。

虛擬設(shè)計與虛擬制造都是圍繞著產(chǎn)品而展開的活動，是一個彼此相互聯(lián)系有機(jī)整體。虛擬模型相互關(guān)系如圖1所示。

2.3在虛擬試驗(yàn)中的應(yīng)用。

虛擬試驗(yàn)技術(shù)作為汽車虛擬制造技術(shù)的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在汽車空氣動力學(xué)及汽車被動安全性研究中正得到越來越廣泛的應(yīng)用，汽車被動安全性研究包括車身抗撞性研究、碰撞生物力學(xué)研究以及乘員約束系統(tǒng)和內(nèi)飾件的研究。

虛擬試驗(yàn)方法的核心是有限元法和多剛體動力學(xué)的數(shù)值方法，它通過一定的前后處理程序和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模板，以CAD文件為輸入，在計算機(jī)中模擬出與實(shí)際試驗(yàn)一樣的環(huán)境。通過計算，得到試驗(yàn)報告。

設(shè)計師設(shè)計出的新型汽車是否合理，往往需要經(jīng)過碰撞、風(fēng)洞等測試加以檢驗(yàn)。最初檢驗(yàn)新型汽車性能的方法是：先在一輛樣車上放置木偶，加速后讓它與墻壁碰撞，然后，再檢測車身與木偶的受損程度，由此斷定碰撞過程中車與人的受力情形。這種方法，不僅存在著嚴(yán)重的誤差，而且需先把樣車做出來，費(fèi)事費(fèi)力。而采用虛擬試驗(yàn)方法，則只需先用木材、黏土或陶土做一輛汽車模型，在風(fēng)洞中測定其空氣動力學(xué)數(shù)據(jù)，再把模型掃描進(jìn)虛擬環(huán)境系統(tǒng)，把它放大成與真車一樣的大小。通過虛擬環(huán)境系統(tǒng)模擬撞車，可以精確地把木偶的手或腳的受力情況反映出來，采用這個系統(tǒng)，可以減少約一半的設(shè)計費(fèi)用及時間。

3.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在汽車工業(yè)中的前景展望

多媒體技術(shù)軟硬件飛速發(fā)展，特別是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與多媒體技術(shù)有機(jī)結(jié)合，加快了設(shè)計人員從鍵盤和鼠標(biāo)上解脫下來的速度，使虛擬設(shè)計技術(shù)在新產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用方面也得到提升。雖然目前汽車工業(yè)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)、制造、試驗(yàn)?zāi)壳疤幱谄鸩诫A段，主要應(yīng)用于概念車和車身內(nèi)外模型的開發(fā)，另外在汽車裝配中亦有少量使用，但我們相信，隨著傳感器與信息環(huán)境的交互技術(shù)等虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不斷發(fā)展和完善，它必將引起汽車行業(yè)各個領(lǐng)域的革命性變化。

3.1敏捷制造/虛擬工廠。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)，主要是以美國工業(yè)界提出的一個敏捷制造/虛擬企業(yè)為契機(jī)的。1991年，美國里海大學(xué)受美國國防部委托，組織編寫了《21世紀(jì)制造企業(yè)的戰(zhàn)略》的報告。在報告中，首次提出了敏捷制造（Agile manufacture）和虛擬企業(yè)（virtual enterprise）的概念。他們認(rèn)為敏捷（agility）是一種能使企業(yè)在無法預(yù)測、持續(xù)變化的市場環(huán)境中保持并不斷提高競爭力的能力。

該報告設(shè)想到2010年建立美國汽車（USM）公司，實(shí)現(xiàn)汽車工業(yè)的敏捷制造/虛擬工廠，主要達(dá)到以下目的標(biāo)：

（1）每輛USM公司的汽車都按用戶要求制造，每輛USM公司的汽車從定貨起3天內(nèi)交貨。USM汽車在整個生命周期內(nèi)有責(zé)任使用戶滿意，并且這種汽車能重新改造，使用壽命長。

（2）用戶可以利用USM公司的圖表、虛擬設(shè)計軟件設(shè)計自己所需的汽車，并了解其售價、運(yùn)行費(fèi)用等。

（3）用戶初步選定車型后，可進(jìn)行模擬試驗(yàn)，通過模擬試驗(yàn)或重選或提出意見，滿意后辦理訂貨手續(xù)。

（4）USM公司工廠按年產(chǎn)6萬輛設(shè)計，同一條生產(chǎn)線上可裝配其所有型號的變型車，數(shù)量不限。

（5）在世界各地建廠，6個月內(nèi)投產(chǎn)。

（6）4個月提出一種新車型。

（7）設(shè)計與制造能力匹配，產(chǎn)品設(shè)計與工藝設(shè)計同時進(jìn)行，對全車設(shè)計與制造工藝進(jìn)行虛擬設(shè)計和仿真。

（8）設(shè)計通過后，有計算機(jī)選擇所有制造設(shè)備，并投入生產(chǎn)。

未來敏捷制造/虛擬企業(yè)的模式將表現(xiàn)為由計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制的多個柔性制造單元組成的分布式自動制造與虛擬制造系統(tǒng)。

3.2對并行工程的促進(jìn)。

不斷發(fā)展的CAD、CAM、CAS（計算機(jī)輔助造型）、CAT（計算機(jī)輔助試驗(yàn)）、CAE（計算機(jī)輔助工程分析）等各個領(lǐng)域滲入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，并形成一個具有集成性、并行工程的網(wǎng)絡(luò)。各個虛擬現(xiàn)實(shí)工作室工作人員，可以在不同的地點(diǎn)、不同時間、不同場合進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)對話，在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計的同時，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有能力提供大量的數(shù)字化三維模型，對分析、研究、建立生產(chǎn)裝配線、工藝流程、原材料品種和消耗、工廠費(fèi)用和成本等，通過檢測，最終選定一套最佳的工廠設(shè)計方案［3］。

同時，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)、工程技術(shù)人員、經(jīng)銷商、供應(yīng)商等，還可在該虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，共同探討各種產(chǎn)品的性能與市場前景，以便生產(chǎn)出用戶滿意的汽車產(chǎn)品，并且有關(guān)產(chǎn)品的供貨合同、設(shè)計、生產(chǎn)、試驗(yàn)、儲運(yùn)等問題，都可以一并解決。

3.3供、銷商介入汽車生產(chǎn)。

以前，每當(dāng)設(shè)計新車型時，經(jīng)常會因一些技術(shù)參數(shù)的更改而與零部件供應(yīng)商進(jìn)行反復(fù)溝通與協(xié)商，而這些溝通與協(xié)商幾乎都是以郵件、傳真等方式進(jìn)行的，很不方便。但在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的環(huán)境中，主機(jī)廠工程技術(shù)人員設(shè)計新車型時，可要求主要零部件供應(yīng)商將擬采用的零部件數(shù)據(jù)以CAD及CAS的方式輸入主機(jī)廠的數(shù)據(jù)庫，并讓它們進(jìn)入主機(jī)廠的開發(fā)網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)主機(jī)廠修改設(shè)計方案時，與之配套的零部件也將實(shí)時進(jìn)行修改，不必與供應(yīng)商反復(fù)溝通與協(xié)商。

4.結(jié)語

目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正滲入到汽車工業(yè)的各個領(lǐng)域，它不僅為汽車設(shè)計開發(fā)人員創(chuàng)造了更為寬松自由的工作環(huán)境，而且從根本上動搖了一些曾被視為經(jīng)典的汽車產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)理論和指導(dǎo)原則。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)被普遍認(rèn)為是下一代產(chǎn)品設(shè)計的主要技術(shù)，它的推廣和應(yīng)用將使汽車工業(yè)的思維模式、開發(fā)方式、部件供應(yīng)、組織形式、市場競爭等方面產(chǎn)生全方位的創(chuàng)新和變革。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的未來發(fā)展中，虛擬汽車和真實(shí)汽車之間的界線將會變得越來越模糊。

參考文獻(xiàn)：

［1］李怡，李樹濤.虛擬工業(yè)設(shè)計［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2003，6.

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與應(yīng)用范文第2篇

關(guān)鍵詞：UDK；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；室內(nèi)設(shè)計；漫游

中圖分類號：TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9599?。?012）　18-0000-04

當(dāng)今的房地產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分成熟，隨之帶動室內(nèi)設(shè)計行業(yè)的競爭激烈，傳統(tǒng)的平面效果圖、沙盤模型、樣板房及漫游動畫已不能滿足消費(fèi)者的需求，作為一種最直觀的設(shè)計表現(xiàn)的技術(shù)手段，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)成為設(shè)計師和客戶交流溝通、展示的平臺，與傳統(tǒng)的設(shè)計表現(xiàn)方法相比，設(shè)計方案的交流更為高效，能更好的滿足客戶要求等特點(diǎn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也將成為室內(nèi)設(shè)計表現(xiàn)和展示的最佳方式。

1 設(shè)計軟件介紹

1.1 UDK（Unreal　Development　Kit）

UDK是基于Unreal3引擎（虛幻游戲引擎第三代）的免費(fèi)版開發(fā)工具，是一套為DirectX　9/10　PC、Xbox　360、PlayStation　3平臺準(zhǔn)備的完整的游戲開發(fā)構(gòu)架，支持64位HDR高精度動態(tài)渲染、多種類光照和高級動態(tài)陰影特效，可以在低多邊形數(shù)量（通常在5000～15000多邊形）的模型上表現(xiàn)出數(shù)百萬個多邊形模型才有的高精度，這樣就可以用最低的計算資源做到極高畫質(zhì)渲染，符合虛擬場景的真實(shí)感要求。

在本次研究中，筆者運(yùn)用UDK進(jìn)行室內(nèi)虛擬場景構(gòu)建及場景瀏覽功能的實(shí)現(xiàn)，是體現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的最佳工具之一。

1.2 3ds　Max

3ds　Max是3D　Studio　Max軟件的簡稱，是Autodesk公司開發(fā)的基于PC系統(tǒng)的三維動畫渲染和制作軟件。廣泛應(yīng)用于廣告、影視、工業(yè)設(shè)計、建筑設(shè)計、多媒體制作、游戲、輔助教學(xué)以及工程可視化等領(lǐng)域。

2 漫游系統(tǒng)的制作流程

本次研究主要是針對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的討論與研究，筆者在一套現(xiàn)成的三維室內(nèi)客廳模型素材的基礎(chǔ)上，進(jìn)行針對性的修改與制作以適應(yīng)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的需求。模型包括地板、墻壁、地板等主體部分形成客廳和餐廳的格局，配合沙發(fā)、茶幾、餐桌、飾品等模型豐富場景的細(xì)節(jié)。本系統(tǒng)開發(fā)流程如圖2.1所示。

4 總結(jié)

本次研究構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的工作主要包括：制作適合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用的三維模型、貼圖制作、場景構(gòu)建、自動瀏覽等。本系統(tǒng)通過應(yīng)用UDK工具，通過UV貼圖、法線貼圖等手段，利用低多邊形建模實(shí)現(xiàn)了高多邊形渲染質(zhì)量；運(yùn)用Vray光影烘焙貼圖技術(shù)，使得二維的單幀渲染才有理想光影效果，能夠在實(shí)時渲染的三維瀏覽場景中實(shí)現(xiàn)，相對于國內(nèi)同類虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量；在實(shí)時陰影、碰撞檢測等方面，整合了UDK各種編輯器應(yīng)用，探索了將世界一流游戲引擎應(yīng)用于室內(nèi)設(shè)計領(lǐng)域的工作流程，具有較強(qiáng)的應(yīng)用和推廣價值，即本文的創(chuàng)新點(diǎn)。Unreal3引擎還提供了強(qiáng)大的腳本語言（Kismet）的支持，在下一步的工作中，將進(jìn)一步研究腳本語言實(shí)現(xiàn)場景交互的問題，從而使得用戶在瀏覽室內(nèi)設(shè)計場景時得到更直觀的，更現(xiàn)實(shí)的感受。

參考文獻(xiàn)：

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[4]Jason　Busby，Zak　Parrish，Jeff　Wilson.精通Unreal　Engine3卷一、卷二[M].武俠，孫德彪，張青春，張美蓉.北京：清華大學(xué)出版社，2011.

[5]朱旦晨，宋桂嶺.基于Unreal3的虛擬博物館系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J].計算機(jī)與現(xiàn)代化，2010，1：48-52.

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與應(yīng)用范文第3篇

關(guān)鍵詞：園林；虛擬現(xiàn)實(shí)；教學(xué)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）06-0112-03

the Exploration and Practice of Virtual Reality Technology Applied to the Teaching of Landscape Architecture

GAO Yang-lin1，LI Jin-jin1，YU Lu2

（1.Guangdong Industry Technical College. Guangzhou 510300， China； 2. guangzhou vocational college of science and technology. Guangzhou 510550， China）

Abstract：With analysis to the practicability and necessity of the application of VRT（Virtual Reality Technology） in Landscape Architecture， the paper confirms the VRT’s function in the teaching of Landscape Architecture， illustrates the technological path and running effect of building the Virtual Reality Teaching Platform and introduces the teaching effect of VRT.

Key words： landscape； Virtual Reality Technology； education

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，園林行業(yè)設(shè)計、工程等各類項(xiàng)目已越來越多的與計算機(jī)等網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)結(jié)合。如園林工程方面的項(xiàng)目管理系統(tǒng)、招投標(biāo)系統(tǒng)、工程預(yù)算造價系統(tǒng)等，園林設(shè)計方面的手繪結(jié)合的計算機(jī)輔助設(shè)計的設(shè)計制圖模式。在本世紀(jì)初計算機(jī)效果圖技術(shù)逐步普及，極大提升了設(shè)計表現(xiàn)效率并成為設(shè)計領(lǐng)域不可缺少的表現(xiàn)手段。隨著行業(yè)發(fā)展，靜態(tài)的固定視覺效果圖已無法滿足業(yè)主和設(shè)計單位的需求，近年來三維漫游動畫越來越多的應(yīng)用在大中型園林設(shè)計中。通過相關(guān)軟件對設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行建模、渲染和后期編輯，形成的漫游動畫相較靜態(tài)效果圖更加直觀。而近兩年隨著計算機(jī)圖形處理能力加速提升以及周邊軟硬件條件的完善，具有交互參與的漫游技術(shù)逐步進(jìn)入人們視野。相較于傳統(tǒng)漫游動畫固定路徑和單向信息傳遞的先天缺陷，虛擬現(xiàn)實(shí)在交互性和沉浸感方面均具有顯著優(yōu)勢。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一門綜合性信息技術(shù)，涵蓋了多個學(xué)科，主要用在計算機(jī)仿真領(lǐng)域，該技術(shù)的原理是通過計算機(jī)及相關(guān)軟件對真實(shí)環(huán)境進(jìn)行模擬，用戶可以利用專用設(shè)備沉浸到模擬環(huán)境中，從而實(shí)現(xiàn)與該環(huán)境的交流與感受。

2 將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入園林專業(yè)教學(xué)的必要性

目前，園林專業(yè)教學(xué)資源多以教材、意象圖片、PPT課件、多媒體動視頻等為代表的靜態(tài)或初級動態(tài)的教學(xué)資源為主，而教學(xué)模式早已由教師主導(dǎo)的單向知識傳授模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體的項(xiàng)目化雙向互動的教學(xué)模式，但相對落后的教學(xué)資源已很難適應(yīng)教學(xué)模式的進(jìn)一步改革和發(fā)展的需要。此外，園林專業(yè)教學(xué)受客觀條件的限制，教師講授內(nèi)容很難全部經(jīng)由具體實(shí)踐傳授給學(xué)生。例如，園林工程教學(xué)中涉及大量園林景觀和建筑施工，而在現(xiàn)實(shí)中很難提供學(xué)生逐一參與各類工程實(shí)踐的機(jī)會；園林規(guī)劃設(shè)計課程中教學(xué)用設(shè)計方案實(shí)施的可能性也微乎其微。由于以上客觀條件所限，教師實(shí)現(xiàn)預(yù)期教學(xué)效果的難度較大。因此，迫切需要一種可超越時間、空間和資源限制并能重復(fù)利用的低成本的教學(xué)資源和手段作為園林專業(yè)教學(xué)和實(shí)踐的有力補(bǔ)充，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)正好與之相呼應(yīng)（如圖1所示）。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)施領(lǐng)域

3.1 設(shè)計類課程理論教學(xué)方面

將園林設(shè)計初步、園林規(guī)劃設(shè)計、室內(nèi)設(shè)計等設(shè)計類課程中抽象的概念、規(guī)范、要求和案例通過虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)行表現(xiàn)。改以往教學(xué)“文字+圖片”的平面靜態(tài)模式為更易理解的三維虛擬動態(tài)環(huán)境，為學(xué)生提供更加直觀的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，進(jìn)而提升其學(xué)習(xí)效率和興趣。

3.2 工程類實(shí)踐課程教學(xué)方面

對園林工程常見各施工項(xiàng)目分類進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)，在虛擬環(huán)境中再現(xiàn)工程項(xiàng)目各工序從開工到建成的全過程，并引入交互式界面，用可控的動態(tài)影像直觀表現(xiàn)施工工藝、材料及相關(guān)要求和規(guī)范等。使以往部分由于時間、空間以及客觀條件限制無法開展的教學(xué)實(shí)踐項(xiàng)目得以在虛擬環(huán)境中再現(xiàn)，使學(xué)生對工程施工的認(rèn)識更加具象直觀。

3.3 園林建筑結(jié)構(gòu)與構(gòu)造課程教學(xué)方面

通過虛擬現(xiàn)實(shí)將以往教學(xué)中較難理解的建筑結(jié)構(gòu)三維數(shù)字化，學(xué)生可通過不同視角觀察分析建筑構(gòu)造及其主要施工步驟，不僅可以減輕教師授課強(qiáng)度更能幫助學(xué)生快速掌握相關(guān)知識。

3.4 園林及建筑設(shè)計方案的虛擬現(xiàn)實(shí)分析驗(yàn)證

在學(xué)生進(jìn)行設(shè)計實(shí)踐過程中，從方案場地初步分析到最終成稿的全程引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，利用接近未來建成實(shí)景的虛擬環(huán)境分析驗(yàn)證方案。在虛擬環(huán)境下，教師與學(xué)生置身于―個相對真實(shí)的模擬空間，使得園林設(shè)計能夠突破以往“平、立，剖”的常規(guī)模式，讓學(xué)生從各個不同的角度直觀地面對設(shè)計對象，更加深入地研究環(huán)境中各設(shè)計要素及空間關(guān)系、比例，設(shè)計出更加完美，更加人性化的方案作品。

3.5 虛擬現(xiàn)實(shí)資源的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

將各類課程虛擬現(xiàn)實(shí)資源與相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)課程結(jié)合，實(shí)現(xiàn)資源共享，使學(xué)生可隨時隨地學(xué)習(xí)相關(guān)知識。

4 虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)平臺的搭建

4.1 虛擬現(xiàn)實(shí)平臺的選擇

近年來信息技術(shù)飛速發(fā)展，計算機(jī)與各個具體專業(yè)的交叉滲透更加深入和全面。園林專業(yè)相關(guān)軟件也由最初的平面輔助設(shè)計軟件發(fā)展到可全程輔助設(shè)計表現(xiàn)。園林專業(yè)虛擬現(xiàn)實(shí)涉及軟件的發(fā)展已相當(dāng)成熟，主要包括：AutoCad，SketchUp、3d Max、Photoshop、Lumion、Premiere、Unity3D等。通過分析對比各虛擬現(xiàn)實(shí)平臺的性能及擴(kuò)展性，本研究采用Unity3D作為虛擬現(xiàn)實(shí)核心實(shí)現(xiàn)平臺，Unity3D是一個讓開發(fā)者輕松創(chuàng)建諸如三維視頻游戲、景觀可視化、實(shí)時三維動畫等類型互動內(nèi)容的多平臺的綜合型虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)工具，是一個全面整合的專業(yè)虛擬現(xiàn)實(shí)引擎，可完全滿足虛擬現(xiàn)實(shí)在園林專業(yè)的應(yīng)用。

4.2 技術(shù)路徑

1）分析并歸納園林專業(yè)相關(guān)課程可供虛擬化的所有知識點(diǎn)以及相關(guān)課程項(xiàng)目作業(yè)內(nèi)容；

2）結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)軟硬件條件，確定各知識點(diǎn)和項(xiàng)目內(nèi)容的初步場景表現(xiàn)形態(tài)，形成該虛擬現(xiàn)實(shí)場景構(gòu)建程序和注意事項(xiàng)；

3）建立各場景基礎(chǔ)模型、完成材質(zhì)烘焙，并分析檢查場景內(nèi)容與虛擬現(xiàn)實(shí)平臺的兼容性；

4）將場景模型導(dǎo)入虛擬現(xiàn)實(shí)平臺，根據(jù)教學(xué)需要進(jìn)行編程，完成交互操作和模擬動畫功能；

5）設(shè)計制作系統(tǒng)交互界面；

6）對完成的虛擬現(xiàn)實(shí)場景進(jìn)行檢查，并進(jìn)行后期處理以及添加必要文字、配音等工作；

7）整合進(jìn)入教學(xué)系統(tǒng)，形成園林專業(yè)虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)資源庫；

8）根據(jù)網(wǎng)絡(luò)和瀏覽器要求，優(yōu)化教學(xué)資源庫進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)。

4.3 搭建教學(xué)平臺

根據(jù)預(yù)先確定的技術(shù)路徑進(jìn)行教學(xué)平臺的開發(fā)，平臺使用操作便捷、易于掌握（見圖2）。

5 園林專業(yè)教學(xué)引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的意義

5.1 實(shí)現(xiàn)學(xué)生為主體的信息雙向流動的學(xué)習(xí)模式

傳統(tǒng)教學(xué)視頻與一般電影、電視類似，均為信息的單向傳遞，學(xué)生只能被動地接受動畫制作者預(yù)先確定的觀賞內(nèi)容。即使采用漫游動畫由于其線性播放特點(diǎn)，學(xué)生也難以精確地切換場景和控制播放進(jìn)度。通過引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，學(xué)生可根據(jù)自身需要或喜好，隨時移動或跳轉(zhuǎn)至指定場景或位置，增加觀賞者與漫游場景之間的有效互動。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)場景實(shí)際情況加入互動參與功能，如園林夜景中的感應(yīng)燈光、噴泉流量控制、展示屏幕顯示內(nèi)容控制等，通過豐富的交互功能構(gòu)建學(xué)生與虛擬現(xiàn)實(shí)場景間的良性互動。

5.2 使教學(xué)突破空間和時間限制

園林是對物理環(huán)境的改造和營建，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中必須大量積累過往各類園林、建筑及其施工等多方面項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。但由于課程教學(xué)時間相對固定、項(xiàng)目地域分布不集中，為了解決此矛盾部分學(xué)校會在多數(shù)專業(yè)課結(jié)束后開設(shè)數(shù)周的外出綜合實(shí)習(xí)，為學(xué)生提供較為系統(tǒng)的學(xué)習(xí)參觀機(jī)會。此類實(shí)習(xí)雖內(nèi)容全面但時間短、知識量過大且未與相應(yīng)課程教學(xué)緊密結(jié)合，教學(xué)目標(biāo)很難全部實(shí)現(xiàn)。特別由于課堂教學(xué)與實(shí)踐脫節(jié)，學(xué)生錯過了接受知識的最佳時間段，教學(xué)效果不無遺憾。借助于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，學(xué)習(xí)與實(shí)踐同步進(jìn)行，學(xué)習(xí)受時間和空間的限制被徹底打破。設(shè)計類課程學(xué)習(xí)與相應(yīng)虛擬現(xiàn)實(shí)案例緊密結(jié)合，可直觀的為學(xué)生提供形象生動的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，使教學(xué)效果事半功倍。工程類課程借助于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，每一步的施工環(huán)節(jié)、工藝及材料等清晰可見，從而可以最大限度地滿足學(xué)生的不同需要，學(xué)習(xí)不受時間、空間的限制。

5.3 彌補(bǔ)教學(xué)條件的不足

園林是人工化的自然環(huán)境，是一門基于對實(shí)際場地及其空間設(shè)計和施工的學(xué)科，是對物理及人文環(huán)境的營建，因此本專業(yè)的教學(xué)需要建立在實(shí)際環(huán)境中。但由于教學(xué)場地、設(shè)備、經(jīng)費(fèi)等客觀因素的限制，極少有學(xué)校能完全滿足園林專業(yè)對教學(xué)環(huán)境和條件的需求。由于條件所限制導(dǎo)致一些課程停留在“紙上談兵”的狀態(tài)，學(xué)生對所學(xué)知識缺乏親身體會。通過引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以極大地彌補(bǔ)這些方面的不足。學(xué)生在課堂中便可以直觀的體會所學(xué)知識，獲得與真實(shí)環(huán)境較為接近的體會，從而增加感性認(rèn)識，深化對教學(xué)內(nèi)容的理解。同時虛擬化案例教學(xué)耗費(fèi)較少、節(jié)省實(shí)踐教學(xué)經(jīng)費(fèi)，可以反復(fù)進(jìn)行，有利于從根本上改善和提高教學(xué)水平。

5.4 提升學(xué)生對空間的認(rèn)識并提高設(shè)計和施工準(zhǔn)備工作的效率

園林規(guī)劃設(shè)計不只是對平面區(qū)分，更是對空間和行為的設(shè)計。初學(xué)園林專業(yè)的學(xué)生乃至有一定工作經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計人員對空間的理解常常不到位，很多學(xué)生會將全部精力放在平面圖及方案構(gòu)圖上，最終導(dǎo)致方案雖然平面構(gòu)圖很漂亮，但空間設(shè)計混亂、缺乏實(shí)用性。通過鼓勵學(xué)生使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對所做方案進(jìn)行三維數(shù)字化建模，模擬方案建成的最終效果、分析方案空間合理性。在虛擬三維環(huán)境中對方案進(jìn)行直觀的評價和驗(yàn)證，有利于發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的不足并及時優(yōu)化設(shè)計方案，從而鍛煉學(xué)生空間思維和對尺度把握的能力。

此外，園林設(shè)計對于環(huán)境變化的前瞻性和周圍景物的關(guān)聯(lián)性要求很高，在動工之前景必須對完工之后的環(huán)境有―個明確的，清晰的概念。

6 結(jié)束語

隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，行業(yè)企業(yè)對人才素質(zhì)的需求不斷提升，由此對職業(yè)教育也提出了更高的要求。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于高職園林專業(yè)教學(xué)，可以優(yōu)化現(xiàn)有教學(xué)觀念、突破單一授課模式和教學(xué)資源，營造出接近現(xiàn)實(shí)的動態(tài)虛擬環(huán)境，學(xué)生通過切身的體驗(yàn)和感受，積極構(gòu)建屬于自己的知識形態(tài)。在教學(xué)中利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，學(xué)生可以在計算機(jī)模擬環(huán)境中開展課程實(shí)踐，這種教學(xué)手段不僅可以直觀的展示設(shè)計理論、提供方案和工藝的交互探討界面，更能顯著提升教學(xué)效率并擴(kuò)展學(xué)生學(xué)習(xí)維度。通過近兩年教學(xué)實(shí)踐探索，本專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果有了明顯的飛躍，在學(xué)生工作室承攬真實(shí)園林設(shè)計項(xiàng)目和職業(yè)技能大賽方面都取得了顯著成果。

參考文獻(xiàn)：

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[2] Unity Technologies. Unity官方案例精講[M]. 北京： 中國鐵道出版社， 2015.

[3] 宣雨松. Unity 3D游戲開發(fā)[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2012.

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與應(yīng)用范文第4篇

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 建筑領(lǐng)域 應(yīng)用

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，簡稱VR）技術(shù)，又稱靈境技術(shù)，是迅速發(fā)展的一項(xiàng)綜合性計算機(jī)、圖形交互技術(shù)。它綜合利用了計算機(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)，模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感官功能，使人能夠沉浸在計算機(jī)生成的虛擬境界中，并能夠通過語言、手勢等自然的方式與之進(jìn)行實(shí)時交互，創(chuàng)建了一種適人化的多維信息空間。使用者不僅能夠通過虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)感受到客觀物理世界中所經(jīng)歷的“身臨其境”的逼真性，而且能夠突破空間、時間以及其他客觀限制，感受到真實(shí)世界中無法親身經(jīng)歷的體驗(yàn)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有沉浸感、交互性、想象力三個基本特征。

沉浸感，是指用戶感到作為主角存在于虛擬環(huán)境中的真實(shí)程度，即讓用戶由觀察者變?yōu)閰⑴c者，覺得自己是計算機(jī)系統(tǒng)所創(chuàng)建的虛擬環(huán)境的一部分，并能全身心地沉浸于虛擬實(shí)踐中。沉浸感被認(rèn)為是VR最主要特征，導(dǎo)致這種沉浸感的原因是用戶對計算機(jī)環(huán)境中的虛擬物體產(chǎn)生了類似于面對現(xiàn)實(shí)物體時才有的意識或幻覺。

交互性，指用戶對虛擬環(huán)境中對象的可操作程度和從虛擬環(huán)境中得到反饋的自然程度。主要借助于各種專用設(shè)備（如頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套等）產(chǎn)生，從而使用戶以自然方式如手勢、體勢、語言等，如同在真實(shí)世界中一樣考察和操作虛擬環(huán)境中的對象。

想象力，指用戶在虛擬世界中根據(jù)所獲取的多種信息和自身在系統(tǒng)中的行為，通過邏輯判斷、推理和聯(lián)想等思維過程，隨著系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)變化而對其未來進(jìn)展進(jìn)行想象的能力。對適當(dāng)?shù)膽?yīng)用對象加上虛擬現(xiàn)實(shí)的創(chuàng)意和想象力，可以大幅度提高生產(chǎn)效率、減輕勞動強(qiáng)度、提高產(chǎn)品開發(fā)質(zhì)量。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)為人類認(rèn)識世界開辟了一條新途徑，為我們創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界它提供了有利的支持。它逐漸成為21世紀(jì)廣泛應(yīng)用的一種新技術(shù)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到如建筑施工、教育培訓(xùn)、醫(yī)療、軍事模擬、工業(yè)仿真等諸多領(lǐng)域。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑規(guī)劃中的應(yīng)用

1. 在城市規(guī)劃中的應(yīng)用

現(xiàn)在建筑規(guī)劃應(yīng)用到的信息系統(tǒng)，主要有土質(zhì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、地域信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、城市政策信息系統(tǒng)等，多采用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的形式。這些數(shù)據(jù)庫的一個重大缺陷在于數(shù)字化程度高，可視化程度低，表現(xiàn)的是抽象信息，非專業(yè)人員可接受性差。例如：地理信息系統(tǒng)對地形地貌的表現(xiàn)，如果只是由數(shù)字來表現(xiàn)，則可讀性會很差，表現(xiàn)為地形圖的形式，則相對容易接受。而采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在系統(tǒng)中輸入地形、地貌的數(shù)據(jù)，則可以從不同的角度去觀察，在取得必要數(shù)據(jù)的同時，使人有直觀的感受，不用再勞神費(fèi)力地想象地形圖所表現(xiàn)的實(shí)際地形情況。這種直觀的表現(xiàn)形式為規(guī)劃審批、決策帶來了極大便利，最大限度地提高了公眾的參與程度，有效降低了規(guī)劃師的勞動強(qiáng)度。而合理的規(guī)劃，又能最大限度地降低了工程投資。

2.在建筑裝修過程中的應(yīng)用

工程項(xiàng)目進(jìn)入室內(nèi)裝修階段通常就臨近預(yù)定的竣工日期。由于裝飾施工圖等技術(shù)原因造成裝修工程返工、工期延長、造價增加是屢見不鮮的，外觀效果與內(nèi)在質(zhì)量達(dá)不到理想效果也是常有的事。利用虛擬現(xiàn)實(shí)和CAD技術(shù)在施工前事先在計算機(jī)上進(jìn)行室內(nèi)裝飾的數(shù)字仿真，在計算機(jī)系統(tǒng)上進(jìn)行修改，以解決裝修設(shè)計中某些與實(shí)際脫節(jié)的現(xiàn)象，就可以有效避免上述弊病。

現(xiàn)在越來越多的建筑物外墻貼鋪面磚，面磚的色彩豐富，規(guī)格多樣，加之建筑造型各異，使得面磚貼鋪方案的確定大有文章可做。常規(guī)方法是在建筑手工立面圖上劃出面磚的分隔，并著色來觀察效果，確定方案。這種做法缺點(diǎn)是立面越多，考慮的方案越多，要繪的圖紙就越多，工作量很大。而運(yùn)用VR結(jié)合CAD技術(shù)在計算機(jī)上模擬貼面磚，模擬面磚色彩，可減少重復(fù)制圖。還可以用繪圖儀繪制出模擬效果以便進(jìn)行比較。該技術(shù)除了可用于外墻貼面磚的模擬，還可用于模擬室內(nèi)外鋪貼地磚、花崗石、大理石等。由于在施工過程中，模擬繪制是按現(xiàn)場粉刷后的實(shí)際尺寸進(jìn)行模擬和繪制的，這樣的模擬與實(shí)際非常貼近，使得現(xiàn)場施工時定位放線與模擬圖十分吻合，從而避免了以往施工放線時的尺寸與原施工圖尺寸誤差而帶來的麻煩。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的現(xiàn)實(shí)意義

1.先期技術(shù)成果演示與論證

大型建筑工程建成后往往會對周圍的景觀、環(huán)境產(chǎn)生較大影響。他們建設(shè)成本高，社會影響大，安全性、經(jīng)濟(jì)性以及功能合理性的意義更加重大。目前，這種重大項(xiàng)目建設(shè)的初期經(jīng)濟(jì)評價一般是建立在高度抽象的模型基礎(chǔ)上，不容易避免。項(xiàng)目建設(shè)前的功能評價通常也是建立在想象和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)偏差也是常有的事，而這種偏差造成的功能上的缺陷幾乎是無法彌補(bǔ)的。也有一些功能評價建立在物理模型和計算機(jī)仿真模型分析的基礎(chǔ)上。但物理模型是縮小比例的模型，試驗(yàn)和評價難免出現(xiàn)誤差，而且試驗(yàn)周期長，費(fèi)用較高。如何利用新技術(shù)，在建筑的設(shè)計階段就對方案進(jìn)行全面、客觀的盡可能貼近建成事實(shí)的評價，是人們所關(guān)心的問題。

2.改善設(shè)計

采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的虛擬環(huán)境系統(tǒng)，可以向建筑設(shè)計單位提供一套進(jìn)行建筑性能評價的有效工具，以利于更好地認(rèn)識設(shè)計參數(shù)與設(shè)計結(jié)果之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)設(shè)計中潛在的缺陷和問題，試探解決問題的不同方法，從而使整個設(shè)計更加完善。

一些建筑物，如圖書館的閱覽室等，對建筑內(nèi)部的采光要求比較高。為了達(dá)到最佳的采光效果，設(shè)計人員可以把建筑物模型及各種環(huán)境條件輸入到虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，通過日照和燈光的模擬，讓人感受到光照的質(zhì)量。建筑師可以采用不同的方案比較，實(shí)時修改方案，實(shí)驗(yàn)不同種類的反光材料，直到得到最佳采光結(jié)果。

3. 展示設(shè)計成果

用虛席現(xiàn)實(shí)技術(shù)展示設(shè)計成果是一種理想的方法。這種設(shè)計成果的展示，既可以面向大眾，作為宣傳的需要，又可以將方案展示給業(yè)主，供其提出修改意見，以增加方案的競爭能力。在設(shè)計階段，利用各種建模工具，數(shù)字化模擬建筑物以及周圍環(huán)境，對其進(jìn)行仿真建模（此時的模型比例為1：1），得到虛擬世界中該建筑物的實(shí)體模型；而后按真實(shí)三維位置放置建筑物，同時考慮周圍地形的輪廓；再次加上建筑細(xì)節(jié)，如門和窗設(shè)計，以便準(zhǔn)確地表現(xiàn)該環(huán)境的美學(xué)特征。綜合編輯各種對象（文字、表格、圖形、虛擬世界中用多維信息所描述的對象以及真實(shí)世界在虛擬空間中的映射），在其中增加動畫和對象的動態(tài)行為。同時利用虛擬藝術(shù)制作工具和虛擬世界編輯器，形成一個存在于虛擬世界中擬建建筑物的“客觀實(shí)體”。最后在各種輸入、輸出軟件和設(shè)備的支持下就可以實(shí)現(xiàn)對該建筑物設(shè)計成果的預(yù)先展示，據(jù)此對擬建建筑物結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)建。修改和可視化。

4. 節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用

采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行先期技術(shù)成果的演示和論證有助于發(fā)現(xiàn)設(shè)計中多余的措施和各專業(yè)不協(xié)調(diào)的部分，及時修正以節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用。同時，演示論證也可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計中可能導(dǎo)致無法滿足要求的設(shè)計不當(dāng)之處，避免了建筑物建造完成后的返工。

5. 促進(jìn)房地產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在房地產(chǎn)開發(fā)中具有很廣闊的應(yīng)用前景。房地產(chǎn)的銷售分為現(xiàn)房出售和預(yù)售（樓花），由于預(yù)售的房屋實(shí)際上市并不存在的，購買者很難在一片荒涼的空地上激起美麗的環(huán)向，而圖紙上的平面圖形也不具有空間感，有條件的房地產(chǎn)商建造樣品屋，表現(xiàn)未來產(chǎn)品的布局和機(jī)能，并加強(qiáng)裝潢，讓消費(fèi)者產(chǎn)生身臨其境的感覺。但是樣品屋具有一次性的局限而且成本較高，并難以表現(xiàn)出實(shí)際房產(chǎn)的外部環(huán)境，對于復(fù)雜或龐大的房地產(chǎn)品更是幾乎無能為力。如果換之以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)生成的虛擬房地產(chǎn)，不僅可以獲得遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過樣品屋所具有的使用范圍和效果，而且更為經(jīng)濟(jì)合算。心存疑惑的買家可以借助系統(tǒng)在自己未來的房屋中盡情徜徉，直到做出明智決斷。

6. 更好地激發(fā)設(shè)計師的靈感

在現(xiàn)實(shí)世界中，人們花了很大精力去創(chuàng)造特定的場所作為社會交往的背景――設(shè)想陳列櫥窗、藝術(shù)博物館、建筑物及內(nèi)部設(shè)計。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)，使得空間能夠呈現(xiàn)一種更豐富多彩、更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，是一種允許廣泛創(chuàng)新的媒體，由于它有著全面的靈活性，因而是非常適合于建筑師、構(gòu)筑工程師、藝術(shù)家的一種工具。

設(shè)計師可以在虛擬的世界里去創(chuàng)作、去觀察、去修改，不受條件的制約，他可以從各個角度去設(shè)計一個建筑，設(shè)計成各種形狀，采用各種建筑形式，從中比較優(yōu)劣，而不再像以前一樣植在頭腦中想象，同時，計算機(jī)多樣的表現(xiàn)形式、豐富的色彩也極大的激發(fā)了設(shè)計師的創(chuàng)作靈感，使其有可能設(shè)計出更好的建筑。

【參考文獻(xiàn)】

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虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與應(yīng)用范文第5篇

[關(guān)鍵詞]虛擬現(xiàn)實(shí)；法學(xué)教育；情境教學(xué)

[中圖分類號]G642[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A[文章編號]1008-2549（2020）12-0092-02

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G等的融合發(fā)展，這種技術(shù)組合創(chuàng)新開始對社會各行業(yè)深度滲透，教育領(lǐng)域也迎來重大的發(fā)展機(jī)遇。2018年4月，教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動計劃》，指出應(yīng)充分激發(fā)信息技術(shù)對教育的革命性作用，持續(xù)推動信息技術(shù)與教育的深度融合。2018年12月工業(yè)和信息化部《加快推進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，指出要建立健全虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用生態(tài)。2019年6月，教育部了《關(guān)于職業(yè)院校專業(yè)人才培養(yǎng)方案制訂與實(shí)施工作的指導(dǎo)意見》，指出應(yīng)推動虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育教學(xué)中的廣泛應(yīng)用，積極推動教師角色的轉(zhuǎn)變和教育理念、教學(xué)觀念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及教學(xué)評價等方面的改革。2020年3月，教育部為落實(shí)國家戰(zhàn)略部署，以需求為導(dǎo)向，新增虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)專業(yè)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)自2016年進(jìn)入發(fā)展元年，當(dāng)前已經(jīng)廣泛應(yīng)用到影視娛樂、軍事、醫(yī)療、制造、設(shè)計等各行業(yè)中。教育也是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)極具生命力的應(yīng)用領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實(shí)是一種新的強(qiáng)大的教育技術(shù)。在未來的法學(xué)課堂教學(xué)中引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是發(fā)展法學(xué)智慧教育的必然要求。

一虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)原理與優(yōu)勢

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是20世紀(jì)末逐漸興起的一門綜合性仿真技術(shù)，涉及多媒體技術(shù)、計算機(jī)圖形學(xué)、傳感技術(shù)、人機(jī)交互、顯示技術(shù)、人工智能等多個領(lǐng)域，交叉性非常強(qiáng)。依據(jù)我國虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的資深學(xué)者、中國工程院院士趙沁平教授的觀點(diǎn)，虛擬現(xiàn)實(shí)是以計算機(jī)技術(shù)為核心，結(jié)合相關(guān)科學(xué)技術(shù)，生成與一定范圍真實(shí)/假想環(huán)境在視、聽、觸感等方面高度近似的數(shù)字化環(huán)境，用戶借助必要的裝備與數(shù)字化環(huán)境中的對象進(jìn)行交互作用、相互影響，可以產(chǎn)生親臨對應(yīng)真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有三個基本特征，即沉浸性、交互性和構(gòu)想性。沉浸性是指用戶被虛擬世界所包圍，感覺完全置身于虛擬世界中一樣。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸性可以使用戶由被動的觀察者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥膮⑴c者，暢游在虛擬世界中并參與各種活動，與真實(shí)世界難以分辨。交互性是指用戶對模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)通過特殊的設(shè)備如數(shù)據(jù)手套、力反饋裝置等強(qiáng)調(diào)人與虛擬世界之間要以自然的方式進(jìn)行交互。在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，用戶可以通過自己的感官、語言、身體運(yùn)動或肢體動作等改變感受的具體內(nèi)容。構(gòu)想性是指虛擬環(huán)境是由人結(jié)合特定的目標(biāo)而想象并設(shè)計出來的，體現(xiàn)了設(shè)計者的創(chuàng)新性思想。虛擬現(xiàn)實(shí)立足于現(xiàn)實(shí)世界，但又具有無限的空間想象能力，可以充分發(fā)揮人類的探索與認(rèn)知潛力。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)沉浸性、交互性和構(gòu)想性特征，以及與當(dāng)前人工智能相融合迸發(fā)的智能性特征，使“虛擬現(xiàn)實(shí)+教育”成為未來高等院校法學(xué)教育改革的必然方向。

二虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在法學(xué)教育中應(yīng)用的潛力

法學(xué)未來課堂必須堅(jiān)持以學(xué)生為本的理念，在各項(xiàng)新技術(shù)的支撐下，充分發(fā)揮課堂各組成要素的作用，激發(fā)學(xué)生認(rèn)知的主動性與能動性，確保其能夠在高互動學(xué)習(xí)空間內(nèi)獲取相關(guān)知識內(nèi)容。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種潛在的教育技術(shù)手段，其應(yīng)用必然會對傳統(tǒng)法學(xué)課堂的學(xué)習(xí)環(huán)境、教學(xué)方式、實(shí)驗(yàn)手段、教學(xué)活動設(shè)計、學(xué)習(xí)評價等內(nèi)容產(chǎn)生綜合效應(yīng)，進(jìn)而影響知識生產(chǎn)與知識認(rèn)知。綜合來看，“虛擬現(xiàn)實(shí)+法學(xué)教育”具有以下優(yōu)勢：

第一，激發(fā)學(xué)生認(rèn)知的主動性、能動性。著名心理學(xué)家班杜拉教授曾言：“人在一生當(dāng)中是動因的操作者，而不僅僅是由環(huán)境事件安排的腦機(jī)制的旁觀者”。從當(dāng)前的教育模式看，已經(jīng)開始從教師傳授知識為中心轉(zhuǎn)向?qū)W生主動建構(gòu)認(rèn)知為中心。學(xué)生作為認(rèn)知主體，必須充分激發(fā)其自主學(xué)習(xí)的興趣與能力。從學(xué)習(xí)動機(jī)看，更應(yīng)該是自我激發(fā)的，學(xué)生必須具有自主學(xué)習(xí)的內(nèi)在興趣。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)恰可以為學(xué)生帶來輕松愉悅、身臨其境的個性化學(xué)習(xí)體驗(yàn)，通過逼真的學(xué)習(xí)場景及高交互的動態(tài)設(shè)置，有效激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動機(jī)，提高學(xué)習(xí)興趣與參與程度。

第二，塑造情境教學(xué)環(huán)境。依據(jù)現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)的觀點(diǎn)，認(rèn)知不僅僅是發(fā)生于內(nèi)部心理空間的一種符號計算，而是與大腦以外的身體和環(huán)境形成緊密關(guān)聯(lián)的聯(lián)合體。從本質(zhì)上說，認(rèn)知是在身體與環(huán)境的互動過程中被塑造出來的。當(dāng)前法學(xué)教育的教學(xué)方法相對單一，說教式、灌輸式仍然居于主導(dǎo)地位，不太注重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用法律的技術(shù)和實(shí)踐能力。而傳統(tǒng)教學(xué)備受批判的主要原因，是傳統(tǒng)教學(xué)脫離具體真實(shí)的情境，導(dǎo)致學(xué)生知識遷移能力不足，遷移率低、遷移意識不強(qiáng)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過創(chuàng)設(shè)高仿真情境，提供豐富的感知線索以及多通道（如聽覺、視覺、觸覺等）的反饋，幫助學(xué)習(xí)者將虛擬情境的所學(xué)遷移到真實(shí)生活中，滿足情境學(xué)習(xí)的需要。虛擬現(xiàn)實(shí)能夠有效實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和知識的可視化，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的沉浸感，增加師生、生生及學(xué)生與環(huán)境之間的交互。

第三，提供個性化學(xué)習(xí)體驗(yàn)。學(xué)習(xí)者在虛擬現(xiàn)實(shí)中學(xué)習(xí)，往往伴隨著角色扮演。學(xué)習(xí)者被賦予明確的角色，如法官、律師、檢察人員、當(dāng)事人、證人等，通過這種自我表征的方式增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。此外，虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計者還可以結(jié)合社會大發(fā)展的需要，對學(xué)習(xí)活動進(jìn)行跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的構(gòu)建，學(xué)生根據(jù)自身需求與興趣構(gòu)建更深層次的知識體系。著名學(xué)者梁治平先生曾經(jīng)指出：“在中國，法律問題一開始就明顯不單是法律問題，同時又是政治問題、社會問題、歷史問題和文化問題。因此，要了解和解決中國的法律問題，必須先了解和解決法律問題以外的問題?！睆倪@個角度說，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以在橫向、縱向?qū)崿F(xiàn)任何設(shè)想的教育教學(xué)環(huán)境，使學(xué)習(xí)者沉浸式體驗(yàn)個性化的學(xué)習(xí)對象和教學(xué)過程，拓展并深化教育信息化的維度和內(nèi)容。

三虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在法學(xué)教育中應(yīng)用的構(gòu)建路徑

（一）理論教學(xué)環(huán)節(jié)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)尤其適合教師教授程序性知識，如“民事訴訟法”“刑事訴訟法”及“行政訴訟法”等課程，使學(xué)生應(yīng)用所學(xué)到的知識，完成包含多個行為序列的學(xué)習(xí)任務(wù)。對于“中國法制史”“外國法制史”等課程，可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建特定歷史條件下的法律場景，使學(xué)生更能感同身受地體驗(yàn)到法制更迭的年代感。此外，在法科教材上，也可以針對性地配合虛擬現(xiàn)實(shí)法學(xué)圖書，將法學(xué)傳統(tǒng)紙質(zhì)圖書內(nèi)容動態(tài)地、立體化地呈現(xiàn)給學(xué)生，無疑將極大提升法學(xué)圖書的閱讀沉浸感和理解效果。實(shí)際上，早在2008年，國家圖書館就上線了我國第一套可交互的虛擬數(shù)字圖書館系統(tǒng)，各高校隨之相繼把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)入圖書館的數(shù)字化建設(shè)中。當(dāng)前，虛擬現(xiàn)實(shí)圖書在市面上不斷涌現(xiàn)，雖然從類別上看多限于科普類、旅行類讀物如2017年出版的國內(nèi)首部旅行圖書《奇遇》，但隨著技術(shù)的發(fā)展與用戶需要，相信虛擬現(xiàn)實(shí)法學(xué)圖書也終將成為發(fā)展趨勢。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)帶來的沉浸式的教學(xué)體驗(yàn)可以更好促進(jìn)學(xué)生對知識的理解與吸收，具身認(rèn)知促進(jìn)知識內(nèi)化。

（二）實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)