虛擬設計環境系統中虛擬現實技術的研究分析

王凡，段潔淳

（全州大學，韓國 999007）

1 引言

所謂虛擬環境主要包括環境創建和環境管理兩部分。創建的環境大多是現實環境中不易經歷的。而虛擬環境技術的主要目標就是通過建立管徑與參與者之間的關系，使參與者置身其中，并產生身臨其境的感覺。近年來，隨著我國科學技術的不斷發展與進步，國內對于虛擬現實技術的研究給予了高度重視和關注，在一定程度上得到了很大的發展與進步。虛擬現實技術不僅是信息科學領域中最為新型的一種技術，而且也是21世紀的熱門技術之一。經研究，其應用前景非常廣闊，會在多個領域發揮其有效作用。

2 虛擬現實的基本特征

2.1 交互性

交互性指用戶對模擬環境內物體的可操作程度和從環境得到反饋的自然程度。例如，用戶可以用手去直接抓取模擬環境中虛擬的物體，這時手有握著東西的感覺，并可以感覺物體的重量，視野中被抓的物體也能立刻隨著手的移動而移動[1]。

2.2 沉浸感

沉浸感主要包含兩種，一種是感知性，一種是自主性。

感知性所包含的感知非常多，不僅具有計算機中所包含的視覺感知，還具有聽覺感知、力覺感知、運動感知、觸覺感知，除此之外，有研究學者經過研究表明，還包括味覺感知和嗅覺感知。虛擬場景可以根據人的視點進行全方位的活動和操作，在運動的過程它所具有的紋理、形式、燈光，甚至視頻、音樂等效果與現實中的現象進行比較，發現虛擬場景中的更為形象、逼真，用戶在對虛擬物體進行實際操作的過程中，可以在很大程度上感受到虛擬物體所要表現出的反作用力[2]。

自主性表現為虛擬物體在進行自由活動的時候，相互作用的情況下，或者是與用戶在相互作用的情況下，其動態都會具有一定的實際表現，那么，對于這些所表現的形式來講，可以有效滿足自然界的規律。例如，一旦感受到力的作用，物體就會隨之出現方向上的改變，向上移動或前后反倒，再或者從上面掉落到地下。

2.3 構想性

構想性的效果最為明顯，在實際應用的過程中，主要注意兩個方面，一是要對其進行合理化應用；二是在應用的過程中要具有一定的想象力。這兩個方面一旦實現不僅可以提高應用過程中的生產率，減少勞動量，還可以在很大程度上保障產品的質量可以達到國家所規定的標準[3]。在應用虛擬現實系統時，使用者會從虛擬環境中感受到特殊的感性和理性，并且也可以加深對它的認識和理解，另外，虛擬環境是由定性和定量綜合集合而成的。在這種狀態下，不僅可以讓人們產生一種深化的認識，還可以讓人產生一種新意與構想。

3 虛擬現實技術在人機交互界面設計中的應用

目前，為了讓人機之間更好地傳遞信息，一些新型技術也逐漸應運而生，并在信息化技術發展中更加成熟，如語音、手寫、手勢、頭盔等，甚至人機之間的傳感設備也在逐漸完善。這些新的交互技術在手機上的使用發展了手機交互的帶寬，在很大程度上突破了傳統技術交流障礙，構建人機和諧的交流環境。虛擬現實交互技術之所以在多個領域中得以廣泛應用，因為該技術融合了非常多的具有針對性的信息技術，如多媒體技術、計算機圖形學、傳感器技術等，通過利用計算機的優勢從而形成一種具有針對性的虛擬環境，實際操作者可以通過采用多種專業性的傳感設備沉浸在虛擬的環境中，與自然進行交互[4]。在全球現代化信息技術快速發展以及經濟一體化的驅動下，我國的虛擬現實技術會進一步發展，在將來的3D手機游戲和場景中進行信息瀏覽的時候，可以顯示得更加逼真、形象，有利于提升用戶的體驗程度。隨著新技術的逐漸發展，推動了新產品的發展，也使各種交互方式逐漸增多，人們對交互的體驗程度也逐漸升高。

4 虛擬現實技術在無障礙輔助產品設計中的運用

根據我國公布的《中國實用殘疾人評定標準》，其中所包括的殘疾人種類非常多，有聽力存在殘疾的、語言能力存在殘疾的、肢體行動能力存在殘疾的等，這些殘疾人不管是在生活中，還是在工作中都會遇到大大小小的活動障礙，所以要為其提供最具有特殊性的產品和環境，從而方便他們的生活和工作。對于殘疾人來講，其最為顯著的特點就是：四肢力量和靈活性比較低，聽力、視力、語言等都逐漸退化，主要原因在于這些殘疾人由于生理機能的逐漸退化，甚至喪失從而出現多方面的障礙，將其全部化為生理障礙人群，根據殘疾人的特點及其生活和工作中所遇到的阻礙和問題，利用虛擬現實技術的優勢設計無障礙輔助產品，在設計的過程中要對以下方面進行全方位考慮。

第一，包容性。它可以對具有生理障礙的人們進行全面考慮，在設置的過程都會為他們提供最便利的條件，不管是有障礙，還是沒有障礙都可以得到良好的服務。特別對于一些環境，或者是環境設施來講，不僅適合健全的人群進行使用，還有利于一些具有障礙的人群，甚至一些老人和小孩等都可以進行活動和娛樂。

第二，便利性。該特性從表面上可以理解為，為廣大群眾提供最為便利的服務，在實際應用的過程中，不僅操作方便、節省力量，而且操作起來還具有一定的安全性和準確性，可以在很大程度上滿足人們的使用需求，滿足現代化發展的實際需求。

第三，自理性。對于自理性來講，不僅要認識到群體中所存在的不平等和差異性，還要在任何時候、任何情況中，都要對用戶和各種群體給予高度的重視和尊重。在實際應用的過程中，通過給一些存在障礙的人群提供一些相應的輔助工具，保障他們的安全，使他們可以獨立行動。

第四，經濟性。要符合大眾化的經濟實力，不論是強勢人群還是弱勢人群在價格上都可以接受。因此，在實際使用的過程中，不僅要保證其自身的安全性和便捷性，還要保證它的低成本，另外，要具有高度的性價比。

5 結語

綜上所述，在科學信息技術高速發展，信息化氣息十足的今天，虛擬現實技術得以廣泛的應用并取得了顯著效果，特別是在虛擬現實環境中，該技術將會獲得對未來現實環境的感覺和認識，可以將環境設計的潛能充分發揮出來。