關于虛擬現實技術在商業產品中運用的研究綜述

費正濤

摘要：虛擬現實技術是通過計算機操作全面仿真現實世界的技術，其主要是計算機技術和信息技術進行整合，在計算機中對現實進行模擬，以滿足一種人們一種內心需求。虛擬現實技術可以應用在很多方面，對人們日常生活和工作產生很重大的影響。本文介紹了虛擬現實技術的基本概念和特點，針對國內外對于該技術的研究進行分析，并對虛擬現實技術在商業產品中的運用做出簡要探討和研究。以期通過本文的分析能對虛擬現實技術有更加深入的了解，能盡早實現其在商業產品中的應用，推動我國經濟的發展。

關鍵詞：虛擬現實；技術；商業產品；研究

中圖分類號： G434 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）01（c）-0000-00

虛擬現實技術是美國等發達國家在八十年代末期發展起來的一門新技術，到九十年代初期，人們才開始關注虛擬現實技術，虛擬現實技術早期主要運用于電視、游戲等娛樂項目中。目前正在向工業、商業、教育和醫學行業等擴展應用，在當前屬于一項非常活躍的研究領域。

1虛擬現實技術的特點

通常情況下，虛擬現實技術有以下三個特點[1-2]：①沉浸性：虛擬現實技術是結合人類的感官特點和心理特點通過計算機生成三維立體圖像，體驗著可以戴上具有顯示器的頭盔和能顯示數據的手套等設備，通過這些交互設備親身體驗虛擬環境，將自己融入到虛擬環境中，體驗一種身臨其境的感覺。②交互性：即人機交換，體驗者可以通過操作電腦鍵盤和鼠標進行交互，也能通過傳感設備進行交互，如頭盔顯示器、數據手套。計算機能感應到體驗者的手、眼、語言的運動，來調整系統屏幕上的聲音和圖像。在這里，體驗者同樣具有高度的自主性。③多感知性：因為計算機的虛擬現實系統中具有多種感官設備和反應裝置，所以，體驗者通過計算機在虛擬的環境中可以感受視覺、聽覺、觸覺等多種感知來達到一種身臨其境的逼真效果。

2國內外對虛擬現實技術的研究現況

2.1美國主要在用戶界面、感知、后臺軟件和硬件等四個方面進行虛擬現實技術的研究。美國宇航局有一項著名的創作就是對哈勃太空望遠鏡的仿真，還通過虛擬現實技術建立了訓練系統和空間站VR維護。2010年墨西哥和海底發生了大地震，美國科學家們利用虛擬現實分析系統，時刻關注受災地區的情況，同時預報該地是否有斷層移動的現象。美國在建筑虛擬動畫方面也做了深入研究，目前已經建立了不少虛擬建筑場景。

2.2在歐洲，英國在觸覺設計和應用研究方面領先于其他很多國家。2011年4月，英國威廉王子大婚。英國一家公司通過虛擬現實技術模擬了大教堂和周圍建筑群，使用戶仿佛身臨其境。

2.3日本對虛擬現實技術的研究處于領先地位，特別是對虛擬現實游戲的研究。日本東京大學科研院主要研究遠程控制方面；東京大學廣瀨研究室主要研究虛擬現實的可視化問題；筑波大學開發了虛擬行走原型系統。

我國對虛擬現實技術的研究相對發達國家起步晚、有一定差距。不過近幾年來，在我國一些科研機構和高校中，北京航空航天大學計算機系是我國最早研究VR的單位之一，該校在2000年8月成立了實驗室專門研究虛擬現實技術；浙大CAD&CG國家重點實驗室研發了虛擬建筑環境的漫畫系統；哈爾濱工業大學對人類的表情做出了重點研究。目前，國內很多大學生都在研究虛擬現實實景漫游，并且有些研究成果已經被應用到城市建設和規劃中。

3虛擬現實技術在產品設計中的應用

3.1產品外形的設定

產品設計人員可以通過虛擬現實技術模擬出來圖像確定產品的外形，并且還能從各個角度觀察產品，幫助設計人員改進產品中的不足之處，從而可以進一步優化產品。

3.2產品布局檢測

一些結構復雜的產品需要合理、科學的布局，設計者可以通過虛擬現實技術很直觀的看到整個產品的結構，設計人員可以參照計算機上的數據選擇最科學、合理的產品布局方式。同時，虛擬現實技術對設計產品整個具象進行再現[3-4]，包括外形設計到內部結構都能呈現出來，通過人機交互的方式讓設計人員更為直觀的感受產品，方便找出設計不當的地方，從而進一步完善產品，這樣一來，就能科學、高效的規劃產品的布局。

3.3產品的宣傳

宣傳產品是銷售產品的一個重要環節。虛擬現實技術能夠幫人們將虛擬的事物“真實化”，為觀眾提供更多的感知能力，更為生動、直觀的將產品展示給觀眾。虛擬現實技術極大的吸引了觀眾的眼球。

4虛擬現實技術與上海世博會

2010年5月到10月，第41界世博會在我國上海舉行。虛擬現實技術在這次世博會上得到多方面的應用，主要體現在世博館規劃設計、館內虛擬展示和網上世博會三個方面。

1.世博會虛擬規劃設計

針對世博會場地和場館的規劃，設計者利用虛擬現實設計大大提高了場地規劃的科學性的效率。設計中，世博局引入CityMaker系統對用地范圍的實際建筑進行三維建模，將得到的現狀圖片、AutoCAD圖紙等數據資料進行疊加。對于改造方案，也利用虛擬現實技術比較選出最為合理的設計方案。

2.世博場館內虛擬展示

上海世博會全面采用了虛擬展示系統。例如沙特360度環幕的珍寶劇院，在播放深海奇景、星級穿越等情景時，讓觀眾身臨其境、心潮澎湃，虛擬現場為觀眾帶來了非常強烈的視覺體驗。世博會石油館也利用虛擬現實技術，石油館的影院中播放的4D電影《石油夢想》，為觀眾展示了石油演變的整個過程，結合4D影片的效果和情節，設計放映廳的座椅可以前傾后仰，為觀眾帶來動感體驗，同時還能聽到風聲、聞到石油的氣味等，使觀眾對影片印象深刻。

3.網上世博會

網上世博會是實體世博會的擴展和補充。網上世博會是中視典數字科技有限公司的VRP-museum系統和水晶石公司的N-city系統等共同制作完成。網上世博會通過交互的方式為場外人員介紹了世博會的大量背景，包括游線預覽、場館介紹等。

虛擬現實技術成為各個領域發展的突破手段，通過它向人們展示未來生活的片段。虛擬現實技術不僅在商業展示中給人們帶來驚奇的體驗，在其他建筑設計、數字化酒店、大型工程漫游和醫學研究等各方面都有廣泛應用。由此可見，科學技術的應用對我們生活的影響越來越大。

結束語：

作為一項新興技術，虛擬現實技術帶給人們大量的視覺體驗，拉近了觀者與展示產品的距離，有效節約了設計成本，其應用前景十分廣闊，但仍有許多問題有待研究，只有真正找到這些問題的技術實現途徑時，信息處理系統和人之間的隔閡才能完全被克服。

參考文獻：

[1]趙沁平.虛擬現實中的科學技術問題[J].中國計算機學會通訊.2013，（1）：12-14.

[2]劉光然，張麗霞.虛擬現實技術[M].北京：清華大學出版社，2010（08）：3-4.

[3]胡曉強.虛擬現實技術基礎與應用[M].北京：北京郵電大學出版社.2012，（08）：3-4.