淺析vr技術(shù)及其應用

張若洲

[摘 要]虛擬的環(huán)境主要是通過計算機生產(chǎn)的，在視覺、聽覺、觸覺等方面作用于用戶，從而產(chǎn)生身臨其境般的感覺。這是一門和計算機、圖像處理和模式識別、語音及音響處理、人工智能技術(shù)、傳感和測量以及反正等技術(shù)有機結(jié)合的技術(shù)。借助計算機，我們便能過進入該虛擬環(huán)境中，對其中的對象進行操控，從而實現(xiàn)交互。基于此，本文詳細探討了vr技術(shù)及其應用領(lǐng)域。

[關(guān)鍵詞]vr技術(shù) 虛擬現(xiàn)實技術(shù) 應用

中圖分類號：TU741.1 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）25-0366-01

Vr技術(shù)即虛擬現(xiàn)實技術(shù)，這是一種通過對人的視覺、聽覺以及觸覺等行為進行模擬的高度仿真人機交互技術(shù)。這是一門交叉性的學科，涉及到了包括計算機圖形學、計算機仿真技術(shù)、人機交互技術(shù)、人工智能技術(shù)、多媒體技術(shù)以及傳感技術(shù)等領(lǐng)域的學科。無論是其生成的視覺環(huán)境，還是音效，都是立體的，所以這種技術(shù)改善了人和計算機之間原本單調(diào)、生硬以及被動的狀態(tài)，讓人在身臨其境般的感受中戀戀不舍。

一、vr技術(shù)簡介

（一）vr技術(shù)的概念及分類

虛擬現(xiàn)實技術(shù)也叫做vr技術(shù)，它所指的是借助于三維圖形生成技術(shù)、多傳感交互技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)以及人機接口技術(shù)等新興技術(shù)，營造成三維逼真的虛擬環(huán)境。該技術(shù)是通過創(chuàng)設文字圖形、圖像、動畫、聲音以及視頻等各種信息為一體的人機交互環(huán)境，建設內(nèi)容豐富、圖文并茂且動靜結(jié)合的虛擬環(huán)境。置于此環(huán)境中，能夠極大的刺激著人們的大腦、眼睛、手、口等器官，讓人在身臨其境中體會到近乎真實的感受。

按照支持設備來分類，可以分成沉浸式和非沉浸式。沉浸式主要是除了計算機的標準設備以外，還應該加入那些比較特殊的外部設備，從而為體驗者提供更多可以感知的視覺、觸覺以及嗅覺等信息。這些外部設備可以是三維立體顯示器，也可以是數(shù)字手套等。非沉浸式主要指除了計算機的標準設備以外，不加入其他的外部設備，只為用戶提供視覺和聽覺的感受，盡可能的通過計算機軟件，為用戶營造出虛擬現(xiàn)實的環(huán)境。

按照漫游的方式來進行分類，可以分成自動漫游以及交互式漫游。自動漫游主要指制作者需要先將漫游的路徑設定好，再由計算機按照預先設定好的路徑將虛擬的場景展現(xiàn)出來。交互式漫游和自動漫游存在的一個最大不同之處便是其漫游路徑，前者是由體驗者借助于鼠標、鍵盤以及其他的特殊設備來進行操作的，不會受到角度和方位的限制便能夠看到虛擬的場景。

（二）vr技術(shù)的特征

第一，沉浸感。主要指vr技術(shù)能夠使得使用者和計算機之間實現(xiàn)完全的自然交互，從而陶醉于所創(chuàng)設的虛擬環(huán)境中。

第二，交互性。主要指vr技術(shù)能夠使得使用者不再被動的接受信息，而是借助于交互輸入設備，實現(xiàn)對虛擬物體的操作，從而將虛擬的環(huán)境改變。

第三，想象。主要指vr技術(shù)能夠使得使用者站在定性和定量有機結(jié)合的環(huán)境里，實現(xiàn)理性和感性的雙重認知，從而更深入的了解，并產(chǎn)生新的創(chuàng)意。

二、vr技術(shù)的應用

（一）教育培訓中的應用

首先，通過vr技術(shù)可以用來演示設備的工作過程。我們知道不管是機械設備，還是電子設備，或者是其他的很多設備，其工作的過程我們是無法看到的。如果借助于掛圖教學，必然是無法將其立體且連續(xù)的展現(xiàn)在我們眼前，但是，如果通過vr技術(shù)，則可以將設備的工作過程展現(xiàn)在我們眼前，使學生能夠更加直觀的看到設備的工作過程，從而明白工作原理，提升教學效果。

其次，通過vr技術(shù)能夠?qū)⒐こ讨须y以展示的損壞現(xiàn)象展現(xiàn)出來。它主要應用于施工工程教學，由于這些教學中會涉及到設計以及施工不當而造成的事故現(xiàn)象，但是這些現(xiàn)象要想在現(xiàn)實中模擬出來，肯定是不太可能的，而借助于vr技術(shù)，則可以把各種不同事故的原因，以及各種事故形象的展現(xiàn)給我們。

當然，在教育領(lǐng)域中，vr技術(shù)的也應用還有很多，比如醫(yī)學教學，可以通過構(gòu)建虛擬人體，使學生能夠更清楚的知道人體的構(gòu)造和功能。總的來講，vr技術(shù)通過生動且逼真的將教學內(nèi)容展現(xiàn)在學生的面前，來促使學生更好地掌握知識，提升學生的積極性，最終提升教學效果。

（二）在醫(yī)學中的應用

Vr技術(shù)在醫(yī)學中的應用也是極富意義的。具體來講，通過對vr技術(shù)的應用，能夠幫助我們在虛擬的環(huán)境當中，構(gòu)建虛擬的人體模型，并結(jié)合跟蹤球以及感覺手套等，又能夠幫助學生更好的了解和明白人體的結(jié)構(gòu)，這種方式顯然要比教科書來的有效。另外，借助于vr技術(shù)，能夠更好地為醫(yī)療手術(shù)訓練服務，比如可以通過CT以及MRI數(shù)據(jù)，在計算機中建立人體的模型，或者專門建立某一個器官的模型，通過為其賦予物理特征，加之數(shù)據(jù)手套等高精度交互工具，便能夠為學生模擬一個手術(shù)過程，從而更深刻的幫助學生記憶。此外，vr技術(shù)在醫(yī)學領(lǐng)域的應用還能夠應用于解剖教學以及復雜手術(shù)過程的規(guī)劃等等，還可以在手術(shù)中，給予操作上的輔助，并對手術(shù)的結(jié)果做出預測。

（三）在建筑中的應用

和上面兩種應用不同的是，在建筑處理上的應用，主要可以分為兩個方面，第一，建筑物面很多的處理中；第二，建筑每一個面材質(zhì)比較復雜的處理中。具體來講：

Vr技術(shù)在規(guī)劃設計中的應用，主要是通過構(gòu)建建筑動畫的方式，來把規(guī)劃的區(qū)域展示出來，從而可以站在各個角度上全方位的進行審視，并站在更高決策層進行完善。

Vr技術(shù)在建筑設計中的應用，主要是通過構(gòu)建建筑動畫的方式，不但能夠?qū)ㄖ锏耐庥^進行觀察，從而判斷其有沒有滿足業(yè)主要求。而其還能夠判斷建筑和周圍環(huán)境的和諧與否，避免了建造完成之后才發(fā)現(xiàn)和所在區(qū)域原本風格不協(xié)調(diào)的問題。

Vr技術(shù)在裝飾設計中的應用，通過構(gòu)建建筑動畫的方式，設計師可以把設計的方案展現(xiàn)給客戶，客戶能夠從中觀察，從而發(fā)現(xiàn)問題提出要求，和設計師進行交流，表達他們的想法，更好地完善方案，從而更符合客戶要求。

當然，除了上述所說的應用領(lǐng)域，vr技術(shù)還被廣泛的應用于制造業(yè)、軍事等多種領(lǐng)域，總的來說，vr技術(shù)下營造的虛擬現(xiàn)實是極富活力且有著廣闊應用前景的，它的發(fā)展是傳統(tǒng)交流方式的革命性飛躍，實現(xiàn)了人機的更人性化交互，是一種值得推廣和使用的技術(shù)。

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