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虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)論文范文第1篇

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；虛擬實(shí)驗(yàn)；VRML；計(jì)算機(jī)專業(yè)

前言

隨著我國(guó)教育的不斷改革和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，絡(luò)教育的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式。尤其是計(jì)算機(jī)更新速度非?？斓奶攸c(diǎn)使得傳統(tǒng)的教學(xué)方式難以滿足學(xué)習(xí)的需要。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一門(mén)新的技術(shù)，它在教育領(lǐng)域的發(fā)展將為教育提供新的活力。本文主要從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特征和VRML語(yǔ)言的角度探討其在計(jì)算機(jī)專業(yè)教育中的應(yīng)用。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為現(xiàn)代教育手段的現(xiàn)代化帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用已不再是停留在音像技術(shù)課堂中應(yīng)用的常規(guī)模式層次上．而是朝著多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、教育技術(shù)應(yīng)用模式多樣化和遠(yuǎn)程教育普及化的趨勢(shì)發(fā)展，特別是基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬教學(xué)形式，是一種最新出現(xiàn)的教學(xué)模式，具有廣闊的發(fā)展前景，代表了教育的未來(lái)和發(fā)展的方向。

1．1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念

虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality，簡(jiǎn)稱VR)，又稱為靈境技術(shù)，畢業(yè)論文它匯集了數(shù)字圖象處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、人工智能、人機(jī)接口技術(shù)、傳感器技術(shù)，以及人體行為學(xué)等多項(xiàng)天技術(shù)．是計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合應(yīng)用。具體地說(shuō)，就是采川以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技生成逼真的視、聽(tīng)、觸覺(jué)一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，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，相互影響，從而產(chǎn)生如同真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn)。盡管該環(huán)境并不真實(shí)存在，但它作為一個(gè)逼真的三維環(huán)境．仿佛就在我們周圍。由于用戶對(duì)計(jì)算機(jī)環(huán)境中的虛擬物體產(chǎn)生了類似于對(duì)現(xiàn)實(shí)物體的存存意識(shí)或幻覺(jué)，從而使得用戶在計(jì)算機(jī)所創(chuàng)建的維虛擬環(huán)境中處于一種全身心投入的狀態(tài)。

1．2虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的構(gòu)成

一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)由以下幾部分組成：

(1)虛擬環(huán)境。它由虛擬環(huán)境發(fā)生器所產(chǎn)生，且可讓使用者通過(guò)傳感器件和作用器件與之交互，這種交互的結(jié)果是使用者有全身心進(jìn)入這一環(huán)境的感覺(jué)。

(2)傳感器件。它將虛擬環(huán)境中的物體的形、動(dòng)作、聲音等進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使人能獲得視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等多方面的感覺(jué)。這些感覺(jué)與他以往在實(shí)際環(huán)境中的感覺(jué)一致。

(3)作用器件。它將人的一些約定動(dòng)作(如行走、手勢(shì)等)變成作用的信息，讓虛擬環(huán)境有所察覺(jué)。

(4)人。虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)質(zhì)上是一內(nèi)含反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，只有人的存在才能使這一反饋環(huán)路有效成立。碩士論文所以人是VR系統(tǒng)中不可缺少的成分。人通過(guò)傳感器件感受虛擬環(huán)境的存在．又通過(guò)作用器件去影響虛擬環(huán)境，使其作出相應(yīng)的變化。

(5)虛擬環(huán)境發(fā)生器。它能產(chǎn)生使用者所需要的虛擬環(huán)境，且能通過(guò)作用器件傳來(lái)的作用信息。了解使用者的位置和動(dòng)作。并對(duì)已產(chǎn)生的虛擬環(huán)境作出相應(yīng)的修改。

1．3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基本特征

(1)沉浸性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是根據(jù)人類的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)的生理心理特點(diǎn)，由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生逼真的三維立體圖像。使用者戴上頭盔顯示器和數(shù)據(jù)手套等交互設(shè)備，便可將自己置身于虛擬環(huán)境中，成為虛擬環(huán)境中的一員。使用者與虛擬環(huán)境中的各種對(duì)象的相互作用，就如同在現(xiàn)實(shí)世界中的一樣。當(dāng)使用者移動(dòng)頭部時(shí)。虛擬環(huán)境中的圖像也實(shí)時(shí)地跟隨變化，拿起物體可使物體隨著手的移動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，而且還可以聽(tīng)到三維仿真聲音。使用者在虛擬環(huán)境中，一切感覺(jué)都是那么逼真，有一種身臨其境的感覺(jué)。

(2)交互性。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的人機(jī)交互是一種近乎自然的交互．使用者不僅可以利用電腦鍵盤(pán)、鼠標(biāo)進(jìn)行交互，而且能夠通過(guò)特殊頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備進(jìn)行交互。計(jì)算機(jī)能根據(jù)使用者的頭、手、眼、語(yǔ)言及身體的運(yùn)動(dòng)，來(lái)調(diào)整系統(tǒng)呈現(xiàn)的圖像及聲音。使用者通過(guò)自身的語(yǔ)言、身體運(yùn)動(dòng)或動(dòng)作等自然技能．就能對(duì)虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行考察或操作。

(3)多感知性。由于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中裝有視、聽(tīng)、觸、動(dòng)覺(jué)的傳感及反應(yīng)裝置，因此，使用者在虛擬環(huán)境中可獲得視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、動(dòng)覺(jué)等多種感知，從而達(dá)到身臨其境的感受。

1．4虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的類型

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)按其功能，可分為以下幾種類型：

(1)沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是利用頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套、三維鼠標(biāo)等傳感跟蹤裝置與虛擬世界進(jìn)行交互。由于這種系統(tǒng)把人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和其它感覺(jué)封閉在虛擬的感覺(jué)空間，能使人全身心投入并沉浸其中。不足之處在于專用設(shè)備復(fù)雜而且昂貴，難以在教育行業(yè)普及推廣。

(2)桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是運(yùn)用軟件編程的方法在顯示器上顯示三維場(chǎng)景．用戶通過(guò)鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等簡(jiǎn)單的設(shè)備與虛擬場(chǎng)景進(jìn)行交互。這種系統(tǒng)由于用戶坐在顯示器前，通過(guò)屏幕觀察虛擬世界并與之交互，往往會(huì)受到周圍環(huán)境的影響，難以做到完全投入．但是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，易于普及推廣。

(3)分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

分布式虛擬系統(tǒng)是多個(gè)用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享一個(gè)虛擬空間，共同參與虛擬活動(dòng)。

(4)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)不僅是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)模擬現(xiàn)實(shí)世界、仿真現(xiàn)實(shí)世界，而且要利用它來(lái)增強(qiáng)參與者對(duì)真實(shí)環(huán)境的感受，也就是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中無(wú)法感知的感受。

1．5虛擬現(xiàn)實(shí)造型語(yǔ)言VRML

VRML(VirtualRealityModelingLanguage1即虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言，是一項(xiàng)和多媒體通訊、因特網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域相關(guān)的，在Intemet上營(yíng)造虛擬環(huán)境的技術(shù)。它用來(lái)在網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)建可導(dǎo)航的、超鏈接的三維虛擬場(chǎng)景。

VRML的基本工作原理可概括為：文本描述、遠(yuǎn)程傳輸和本地計(jì)算生成。所謂文本描述，是指VRML并不是用三維坐標(biāo)點(diǎn)的數(shù)據(jù)來(lái)描述三維物體的，因?yàn)檫@樣會(huì)有很大的數(shù)據(jù)量．在Intemet上傳輸會(huì)遇到很多困難．VRML是用類似HTML的標(biāo)記文本語(yǔ)言來(lái)描述三維場(chǎng)景．就像我們的編程語(yǔ)言。比如，一個(gè)立方體的描述文本是：Box(size3.03.03.0)。VRML就是一種描述語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了用來(lái)描述三維場(chǎng)景的文本描述語(yǔ)言。遠(yuǎn)程傳輸是指用戶瀏覽VRML描述的虛擬場(chǎng)景時(shí)，需要通過(guò)Intemet將描述場(chǎng)景的文本傳送到本地。一般來(lái)說(shuō)，文本描述是嵌在WEB頁(yè)面中，在瀏覽器請(qǐng)求相應(yīng)頁(yè)面時(shí)與頁(yè)面描述文本一起傳送本地。本地計(jì)算生成是指描述虛擬場(chǎng)景的數(shù)據(jù)傳送到本地后，瀏覽器對(duì)它進(jìn)行解釋計(jì)算，動(dòng)態(tài)地生成虛擬場(chǎng)景。比如，描述球形的文本，瀏覽器會(huì)在屏幕上繪制一個(gè)立體的球形。概括地說(shuō)，就是用文本信息描述三維場(chǎng)景．在Intemet網(wǎng)上傳輸，在本地機(jī)上由VRML的瀏覽器解釋生成三維場(chǎng)景．解釋生成的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范即是VRML規(guī)范。

VRML文件主要包括四個(gè)主要成分：VRML文件頭、原型、造型節(jié)點(diǎn)、腳本和路由。在這四個(gè)要素中．醫(yī)學(xué)論文只有文件頭部分是必須的，它用來(lái)告訴瀏覽器該文件符合的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及使用的字符集等信息。原型定義了創(chuàng)建帶有指定名稱、接口和整體的新節(jié)點(diǎn)類型。一旦成功地定義了原型，它就可以在VRML文件的其他地方隨意使用。造型節(jié)點(diǎn)是VRML中的基本建造模塊．它構(gòu)成了VRML文件的主體部分，正是由于造型節(jié)點(diǎn)定義而產(chǎn)生了虛擬的VRML空間。腳本可以看作是一個(gè)節(jié)點(diǎn)的外殼，它有域、eventIn事件和eventOut事件。其本身沒(méi)有任何動(dòng)作．然而你可以通過(guò)程序腳本來(lái)賦予你腳本節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作。程序腳本實(shí)際上是一種簡(jiǎn)化了的應(yīng)用程序，一個(gè)典型的腳本是由Java或javascript編程語(yǔ)言寫(xiě)成的程序。路由是一種文本描述的消息．一旦在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間創(chuàng)建了一個(gè)路由．第一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以順著路由傳遞消息給第二個(gè)節(jié)點(diǎn)，這樣的消息被稱為事件。VRML還可以包含下列條目：注釋、節(jié)點(diǎn)和域值、定義的節(jié)點(diǎn)名、使用的節(jié)點(diǎn)名等。

設(shè)計(jì)VRML虛擬場(chǎng)景時(shí)。最簡(jiǎn)單的方法是直接使用文本編輯器來(lái)編輯描述文本，它類似于程序設(shè)計(jì)，這種方法簡(jiǎn)單方便．但不是很直觀．對(duì)設(shè)計(jì)者的空間想象能力要求也較高，設(shè)計(jì)的效率不高?，F(xiàn)在有很多的可視化的VRML設(shè)計(jì)工具，如CosmoWorld和WebWorld等．這些工具將VRML的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)都做成可視的組件，用戶設(shè)計(jì)時(shí)，只需要將這些組件組全自己需要的虛擬場(chǎng)景就可以了．而且設(shè)計(jì)的效果在設(shè)計(jì)時(shí)就可以看到。設(shè)計(jì)完畢后，系統(tǒng)自動(dòng)將這些可視的虛擬場(chǎng)景生成標(biāo)準(zhǔn)的VRML描述文本，這樣，這些文本傳送到用戶的瀏覽器后．便會(huì)在用戶的屏幕上重現(xiàn)這個(gè)虛擬場(chǎng)景。

VRML使得Intemet的平面世界出現(xiàn)了三維場(chǎng)景。它的問(wèn)世在世界上引起了極大的反響．得到眾多的軟硬件廠商的支持，成為了Intemet上最有發(fā)展前景的新興技術(shù)。VRML在各方面都展現(xiàn)出了強(qiáng)大的應(yīng)用可能性。蘊(yùn)藏了無(wú)限生機(jī)。在教育領(lǐng)域的WEB站點(diǎn)中，它可廣泛用于學(xué)習(xí)情景創(chuàng)設(shè)上，以增加學(xué)習(xí)內(nèi)容的形象性和趣味性。例如：創(chuàng)建網(wǎng)上三維圖書(shū)館，它的好處就在于書(shū)籍歸類整理更接近真實(shí)并將高于真實(shí)，匯編或查閱時(shí)書(shū)籍只需要鼠標(biāo)輕輕地點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的虛擬圖書(shū)。另外，使用VRML做模擬訓(xùn)練是一種可行性極高的措施，它不僅可以減少某些情況下現(xiàn)實(shí)空間中操作的難度和危險(xiǎn)。

更為重要的是它可以使訓(xùn)練造價(jià)得到大幅度降低，這樣就使得在教育方面的應(yīng)用成為可能。由于這種模擬系統(tǒng)具有高度的真實(shí)性，所以并不會(huì)因?yàn)闆](méi)有真實(shí)系統(tǒng)介入而造成較差的訓(xùn)練效果?，F(xiàn)在虛擬校園、虛擬考場(chǎng)也已經(jīng)陸續(xù)地出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中，這些新興的教育形式必將因其優(yōu)越的一面而在未來(lái)教育領(lǐng)域中占有一席之地。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)專業(yè)教育中的應(yīng)用

2．1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在輔助課堂教學(xué)中的應(yīng)用

眾所周知，計(jì)算機(jī)課程實(shí)踐性很強(qiáng)，在書(shū)本上體現(xiàn)難免會(huì)給人們的理解帶來(lái)困難。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作的課件能夠很好地解決這一問(wèn)題。例如，在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中介紹計(jì)算機(jī)中各個(gè)組件的結(jié)構(gòu)和講解計(jì)算機(jī)組裝的過(guò)程時(shí)，書(shū)本的文字難以讓學(xué)習(xí)者了解組件結(jié)構(gòu)和組裝的過(guò)程。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將文字、聲音、圖片、動(dòng)畫(huà)等幾種媒體表現(xiàn)形式有機(jī)地結(jié)合，設(shè)計(jì)出生動(dòng)活潑的界面。制作出一些三維的、交式的、具有沉浸感的內(nèi)容，滿足學(xué)習(xí)者從各個(gè)角度觀察和學(xué)習(xí)，仿佛身臨其境，更好地理解學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

制作VRML課件的基本思路是：

(1)制作一系列空間形體的三維造型和動(dòng)畫(huà)．并且為這些造型指定所需要的顏色、大小等。

(2)引入VRML的相關(guān)節(jié)點(diǎn)，建立虛擬運(yùn)動(dòng)空間。實(shí)現(xiàn)課件多媒體功能。

(3)優(yōu)化VRML場(chǎng)景，即在構(gòu)建場(chǎng)景的過(guò)程中，利用VRML提供的高級(jí)造型技術(shù)適當(dāng)優(yōu)化程序。

(4)VRML文件的輸出，將已創(chuàng)建的空間場(chǎng)景輸出為．wrl形式的文件。

例如，設(shè)計(jì)VRML課件來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上虛擬計(jì)算機(jī)組件結(jié)構(gòu)和組裝的輔助教學(xué)。

首先，在介紹計(jì)算機(jī)組件選擇知識(shí)同時(shí)?？梢栽诰W(wǎng)上從各個(gè)角度來(lái)觀察VRML制作的計(jì)算機(jī)組件的造型．增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，并使學(xué)習(xí)者對(duì)怎樣組裝計(jì)算機(jī)有個(gè)初步的了解。利用VRML的造型設(shè)計(jì)和VRMLScript的動(dòng)畫(huà)鏈接．虛擬出組裝計(jì)算機(jī)過(guò)程中所需的主要硬件，再通過(guò)把VRML文件嵌入到網(wǎng)頁(yè)的方法，使學(xué)習(xí)者既能在網(wǎng)頁(yè)中看到二維不同型號(hào)硬件的圖片和一些描述硬件的文字．又能看到三維的虛擬制作出來(lái)的硬件模型。這樣使學(xué)習(xí)者能真切地、直觀地感受到二維和三維的不同．感受到虛擬世界的美妙。然后，通過(guò)文字和圖片向?qū)W習(xí)者介紹如何將各計(jì)算機(jī)組件組裝到一起。接著，通過(guò)VRML的動(dòng)畫(huà)節(jié)點(diǎn)控制和VRMLScript的結(jié)合。制作出安裝、注釋和視點(diǎn)切換的效果，然后按照六個(gè)安裝步驟：第一，機(jī)箱、主板的安裝；第二，風(fēng)扇、內(nèi)存的安裝；第三，光驅(qū)、軟驅(qū)、硬盤(pán)的安裝；第四，聲卡、顯卡的安裝；第五，電源的安裝；

第六。顯示器、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)的安裝，組合完成整個(gè)在虛擬三維世界中組裝計(jì)算機(jī)的過(guò)程。

在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，只要點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕，就可以按相應(yīng)的步驟進(jìn)行安裝。拖動(dòng)鼠標(biāo)或按鈕可以隨意地移動(dòng)計(jì)算機(jī)組件到指定的位置進(jìn)行安裝。在安裝完光驅(qū)和軟驅(qū)后，點(diǎn)擊光驅(qū)的開(kāi)、關(guān)鍵，光盤(pán)托會(huì)自動(dòng)拖出和送入，點(diǎn)擊軟驅(qū)的按鈕，軟盤(pán)會(huì)自動(dòng)取出．使學(xué)習(xí)者能動(dòng)態(tài)地觀看到效果。有一種身臨其境的感覺(jué)來(lái)完成學(xué)習(xí)的過(guò)程。

通過(guò)VRMLScript語(yǔ)言的鏈接。制作出生動(dòng)有趣的動(dòng)畫(huà)效果和逼真的聲音效果。例如．當(dāng)你點(diǎn)擊軟驅(qū)上的按鈕，會(huì)發(fā)出聲音并彈出一張軟盤(pán)；當(dāng)你點(diǎn)擊光驅(qū)按鈕時(shí)，盤(pán)盒會(huì)自動(dòng)地彈縮并發(fā)出逼真的聲音。為了方便學(xué)習(xí)。還可以實(shí)現(xiàn)注釋信息，當(dāng)學(xué)習(xí)者的鼠標(biāo)碰到硬件設(shè)備時(shí)。在對(duì)象的旁邊會(huì)出現(xiàn)一個(gè)注釋信息，說(shuō)明該對(duì)象名稱。

又如，在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中，對(duì)于常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的算法思想．由于其抽象程度高。使得學(xué)生很難理解。我們也可以通過(guò)虛擬技術(shù)將其制作成課件進(jìn)行教學(xué)。將抽象的算法過(guò)程以淺顯易懂、形象直觀的形式展現(xiàn)出來(lái)。例如，遞歸算法是學(xué)生比較難理解的，因?yàn)槠渌惴ㄊ强侩[形調(diào)用堆棧來(lái)實(shí)現(xiàn)，而通過(guò)虛擬技術(shù)可以將堆棧內(nèi)部情況的變化動(dòng)態(tài)、直觀、形象地表現(xiàn)出來(lái)，這樣學(xué)生就很容易理解。同樣在講解樹(shù)和圖的遍歷時(shí)，可以從可視化的角度觀察遍歷的順序。二叉樹(shù)與樹(shù)的概念的區(qū)別、Hanoi塔等問(wèn)題都可以直觀地表現(xiàn)。方便教師的教學(xué)和學(xué)生的理解。

總之，通過(guò)制作課件來(lái)輔助課堂的教學(xué)，能為學(xué)習(xí)者提供生動(dòng)、逼真的感性學(xué)習(xí)材料，使抽象的學(xué)習(xí)直觀化、形象化，幫助學(xué)習(xí)者解決學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)者的積極性。

2．2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

由虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)生成的適用于進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、有關(guān)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)對(duì)象。以及實(shí)驗(yàn)信息資源等。虛擬實(shí)驗(yàn)室可以是某一現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室的真實(shí)再現(xiàn)。也可以是虛擬構(gòu)想的實(shí)驗(yàn)室。例如，在城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中，不必真正把網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建起來(lái)就可以親身體驗(yàn)，猶如進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的操作。在數(shù)字電路的課程實(shí)驗(yàn)中，可以通過(guò)虛擬的電路器件來(lái)達(dá)到電路設(shè)計(jì)的目的，而沒(méi)有購(gòu)買(mǎi)器件問(wèn)題所帶來(lái)的麻煩。在電子商務(wù)課程實(shí)驗(yàn)中，可以虛擬商務(wù)環(huán)境，讓學(xué)生進(jìn)入這個(gè)虛擬環(huán)境。身臨其境地體驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)交易的氣氛和參與交易的過(guò)程。計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的安裝是比較基礎(chǔ)但又是難做好的一個(gè)實(shí)驗(yàn)。由于在計(jì)算機(jī)上安裝新的操作系統(tǒng)不可避免地會(huì)對(duì)原有的操作系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

使用虛擬計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行操作系統(tǒng)的安裝試驗(yàn)就十分的方便了。工作總結(jié)使用虛擬機(jī)的軟件VMware可以創(chuàng)建與真實(shí)計(jì)算機(jī)一模一樣的虛擬機(jī)。創(chuàng)建的虛擬機(jī)有自己的CPU、內(nèi)存、硬盤(pán)、光驅(qū)，在這個(gè)虛擬機(jī)上，可以安裝Windows、Linux等真實(shí)的操作系統(tǒng)以及各種應(yīng)用程序。通過(guò)在虛擬的操作系統(tǒng)環(huán)境中進(jìn)行操作，熟悉操作和新技術(shù)，達(dá)到事半功倍的效果。VMware只是一個(gè)軟件?？梢詭椭阍谝粋€(gè)操作系統(tǒng)的環(huán)境下安裝另一個(gè)操作系統(tǒng)，而不會(huì)對(duì)當(dāng)前的操作系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還可以對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中所提出的各種假設(shè)模型進(jìn)行虛擬．通過(guò)虛擬系統(tǒng)便可以直接地觀察到這一假設(shè)所產(chǎn)生的結(jié)果或效果。利用虛擬技術(shù)。學(xué)生還可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)等方面的學(xué)習(xí)探索，設(shè)計(jì)出新型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和電子器件．從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。:

通過(guò)虛擬的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，既可以縮短實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，又可以獲得直觀、真實(shí)的效果，還能對(duì)那些不可見(jiàn)的結(jié)構(gòu)原理和不可重組的精密設(shè)備進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn)，避免真實(shí)實(shí)驗(yàn)操作帶來(lái)的各種危險(xiǎn)。并且，虛擬實(shí)驗(yàn)具有先進(jìn)性和共享性，易擴(kuò)充．易于改變教學(xué)項(xiàng)目，減少設(shè)備投入經(jīng)費(fèi)，使教學(xué)內(nèi)容在虛擬的環(huán)境中不斷更新．使實(shí)驗(yàn)實(shí)踐及時(shí)跟上技術(shù)的發(fā)展。但是在采用虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中，并不能完全代替真實(shí)實(shí)驗(yàn)。虛擬實(shí)驗(yàn)是虛擬的實(shí)驗(yàn)，缺少“實(shí)物感”，正如在網(wǎng)上看書(shū)與拿真實(shí)的書(shū)看時(shí)，會(huì)覺(jué)得真實(shí)的書(shū)更實(shí)在。在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)中，用到的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備像路由器、交換機(jī)等種類、型號(hào)都很多，在虛擬實(shí)驗(yàn)中．學(xué)生很難見(jiàn)到這些設(shè)備，如果在真正的實(shí)踐中可能會(huì)無(wú)從下手。因此，在具體實(shí)施中，應(yīng)該虛實(shí)進(jìn)行結(jié)合。有目的地安排一些實(shí)驗(yàn)在真實(shí)環(huán)境中操作，這樣，他們會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)備有親身的體會(huì)，更能加深實(shí)驗(yàn)的印象，提高實(shí)驗(yàn)的效果。

三、結(jié)束語(yǔ)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)教育領(lǐng)域發(fā)展的潛力是巨大的，只有親身去經(jīng)歷、親身去體驗(yàn)去感受，比空洞抽象的說(shuō)教更具說(shuō)服力，主動(dòng)地去交互與被動(dòng)地觀看有質(zhì)的不同。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能形象、生動(dòng)、逼真地表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，有效地營(yíng)造一個(gè)發(fā)展的教學(xué)環(huán)境。提高學(xué)生掌握知識(shí)和技能的效率和積極性，達(dá)到優(yōu)化教學(xué)過(guò)程、提高教學(xué)質(zhì)量的目的，從而解決傳統(tǒng)教學(xué)方式無(wú)法解決的問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，基于WEB的虛擬現(xiàn)實(shí)遠(yuǎn)程教育具有廣泛的應(yīng)用前景，必將成為21世紀(jì)教育的主流。

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虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)論文范文第2篇

1.1、VR技術(shù)的特征

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有沉浸感、交互性、想象力等3大基本特征。一個(gè)典型的VR系統(tǒng)，主要由專業(yè)圖形處理軟件、硬件系統(tǒng)(包括VR和VR軟件，數(shù)據(jù)庫(kù))、輸入和輸出設(shè)備等部件組成。交互性是指通過(guò)輸入和輸出設(shè)備的用戶，在虛擬環(huán)境中對(duì)象的范圍是可操作的以及與自然環(huán)境的反饋程度，它的用戶和虛擬環(huán)境之間接近虛擬環(huán)境中的交互方式是自然可取的。身臨其境的參與感，也被稱為是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最重要的特征點(diǎn)，用戶利用交互設(shè)備和自己的知覺(jué)系統(tǒng)，接觸到虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的真實(shí)程度。園林景觀設(shè)計(jì)中VR技術(shù)的運(yùn)用產(chǎn)生了巨大的影響，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正在改變傳統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方法的許多方面。一方面，為創(chuàng)造景觀虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供了一種新的藝術(shù)表現(xiàn)手段：另一方面，它使景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)方法和觀念發(fā)生改變。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬化，讓更多的市民通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以看到和聽(tīng)到設(shè)計(jì)師的作品，理解設(shè)計(jì)意圖，參與景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)。

1.2、園林景觀設(shè)計(jì)中VR技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)

支持圖形建模的軟件工具有很多，由于3DSMAX對(duì)VRML有較好的支持功能，因此對(duì)園林景觀設(shè)計(jì)師而言，3DSMAX是較為合適的建模軟件。它不僅支持VRML程序的輸出，同時(shí)還可以在VRML程序中通過(guò)選擇攝像機(jī)在三維場(chǎng)景中進(jìn)行導(dǎo)航設(shè)置，在場(chǎng)景中指定活動(dòng)控件和感應(yīng)器，豐富實(shí)時(shí)瀏覽的內(nèi)容。所以，對(duì)于熟悉3DSMAX的園林設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，VRML是一個(gè)很好的選擇。景觀設(shè)計(jì)中視景建模是虛擬現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)，也是園林設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，要使參與者有沉浸感，必須創(chuàng)建真實(shí)的虛擬世界。園林場(chǎng)景的建立主要由AutoCAD和3DSMAX來(lái)完成，場(chǎng)景平面圖在AutoCAD中處理完后導(dǎo)入3DSMAX中，進(jìn)行園林模型的構(gòu)建，然后將這些元素進(jìn)行整合，整合后的地形模型上再加入如建筑物、小品、植物等充實(shí)虛擬環(huán)境，最后得到設(shè)計(jì)者理想的園林場(chǎng)景。三維圖形的生成技術(shù)較為成熟，目前關(guān)鍵是如何實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)生成設(shè)計(jì)中虛擬場(chǎng)景數(shù)據(jù)量較大的問(wèn)題，典型的大規(guī)模場(chǎng)景，難以達(dá)到實(shí)時(shí)制的技術(shù)要求。為此，需要配置高性能計(jì)算機(jī)，為達(dá)到實(shí)時(shí)目的，至少要在保證圖形質(zhì)量和復(fù)雜程度的前提下提高刷新頻率，這是影響該技術(shù)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。設(shè)計(jì)師在園林設(shè)計(jì)方案過(guò)程中，需要有功能強(qiáng)大的交互技術(shù)作為支持，方便實(shí)時(shí)更換移動(dòng)場(chǎng)景中的要素模型，以便于審視和比較設(shè)計(jì)方案的合理性；VR技術(shù)是交互、系統(tǒng)集成、管理模型識(shí)別和合成技術(shù)等多個(gè)技術(shù)的綜合運(yùn)用，如何將這些技術(shù)合理地運(yùn)用，最大化地展示設(shè)計(jì)作品的功能理念是園林景觀設(shè)計(jì)應(yīng)用VR技術(shù)的關(guān)鍵。

2、園林景觀設(shè)計(jì)中應(yīng)用VR技術(shù)的意義

2.1、VR技術(shù)使景觀設(shè)計(jì)意圖直觀呈現(xiàn)

園林景觀設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)師對(duì)空間形象思維要有一個(gè)整體的把握，既要考慮公眾的要求，又要滿足場(chǎng)景功能需要，同時(shí)達(dá)到與周邊環(huán)境的相互協(xié)調(diào)，所以設(shè)計(jì)過(guò)程是一系列的創(chuàng)新過(guò)程。如何將規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)等工作合理地結(jié)合起來(lái)，即對(duì)項(xiàng)目施工前后所要呈現(xiàn)的效果有一個(gè)清晰、明確的方案和思路。VR技術(shù)應(yīng)用在園林景觀設(shè)計(jì)中，可減輕設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、縮短設(shè)計(jì)周期、提高設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性和工程質(zhì)量要求。通常情況下，設(shè)計(jì)者會(huì)通過(guò)沙盤(pán)、三維效果圖、漫游動(dòng)畫(huà)等方式展示設(shè)計(jì)效果，供決策者、設(shè)計(jì)者、工程人員以及公眾理解和感受。以上的傳統(tǒng)展示方式都各有其不同的優(yōu)缺點(diǎn)，但有一個(gè)缺點(diǎn)是共同的，即不能以人的視點(diǎn)深入其中，得到全方位的觀察設(shè)計(jì)效果，而運(yùn)用VR技術(shù)則可以很好地做到這一點(diǎn)。使用VR技術(shù)后，決策者、設(shè)計(jì)者、工程人員以及公眾可從任意角度，實(shí)時(shí)互動(dòng)真實(shí)地看到設(shè)計(jì)效果，身臨其境地掌握周圍環(huán)境和理解設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)意圖，這是傳統(tǒng)手段所不能達(dá)到的。

2.2、VR技術(shù)輔助激發(fā)設(shè)計(jì)師創(chuàng)作靈感

園林景觀設(shè)計(jì)中，公眾有時(shí)無(wú)法親臨項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地考察，可以采用VR技術(shù)進(jìn)行場(chǎng)地環(huán)境分析評(píng)判，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)入到虛擬項(xiàng)目的場(chǎng)地內(nèi)部，全面了解項(xiàng)目的周邊環(huán)境，包括氣候條件、地質(zhì)條件、交通狀況、人流分布、水系分布、土壤條件、植物資源等現(xiàn)狀特征。在方案設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)者需要將一些景觀節(jié)點(diǎn)定位定量地表達(dá)出來(lái)，包括植物配置平面圖、立面圖、剖面圖及局部效果圖。采用VR技術(shù)使設(shè)計(jì)者能夠進(jìn)入虛擬的環(huán)境空間內(nèi)，直接擺放、移動(dòng)、組合各種園林植物、小品，反復(fù)調(diào)整植物種類位置數(shù)量，綜合對(duì)比不同植物組合的景觀效果和空間形態(tài)，較大程度彌補(bǔ)了傳統(tǒng)平面設(shè)計(jì)中對(duì)植物空間與環(huán)境無(wú)法進(jìn)行綜合感知的缺陷，進(jìn)一步激發(fā)設(shè)計(jì)師的創(chuàng)作靈感。在該階段，可采用VR技術(shù)對(duì)植物種植模式和植物空間組合進(jìn)行高度仿真，模擬植物的栽植位置、植株大小及材料種類，最終完成植物種植總平面體現(xiàn)高程和剖面的豎向組合圖、植物與各種景觀要素搭配立面圖等，其間反復(fù)調(diào)整植株數(shù)量和樹(shù)木株行距獲取最佳的生態(tài)效益和景觀效果，可以直觀地展示出植物群落的景觀特征和空間形態(tài)。

2.3、園林景觀設(shè)計(jì)中運(yùn)用VR技術(shù)是必然趨勢(shì)

園林景觀中常用的設(shè)計(jì)要素，如植物、地形、水體等都是不規(guī)則的形體，用計(jì)算機(jī)的模型表示會(huì)非常復(fù)雜。例如，一棵樹(shù)有成千上萬(wàn)片樹(shù)葉，做成模型后需要用到的面數(shù)量龐大，這對(duì)于普通民用計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)流暢的VR效果是不可能的。因此，VR技術(shù)在園林造景中的應(yīng)用研究仍處于起步階段。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度不能滿足完全建模情況下園林景觀的虛擬現(xiàn)實(shí)，那么只能使用貼圖(MAP)的方式來(lái)模擬其中的植物。使用一張?zhí)幚砗玫臉?shù)木照片，就能在VR中用一個(gè)面來(lái)表現(xiàn)一棵樹(shù)，雖然在真實(shí)度方面會(huì)有一定的損失，但相對(duì)于完全建模所需的上百萬(wàn)個(gè)面來(lái)說(shuō)，這樣操作能減少工作強(qiáng)度。隨著季節(jié)的變化，四季中同一地點(diǎn)的植物也會(huì)有完全不同的景觀效果，所以，如何編寫(xiě)基于VR技術(shù)的程序，體現(xiàn)出植物景觀的時(shí)效性，也就成為VR技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的方向。將植物群落四季交替的數(shù)據(jù)信息輸入VR的場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)中，當(dāng)公眾需要觀察不同季節(jié)植物景觀特征時(shí)，實(shí)時(shí)改變場(chǎng)景信息即可。從20世紀(jì)80年代提出VR技術(shù)應(yīng)用在園林景觀設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新理念，到現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)得到了很大的發(fā)展。與傳統(tǒng)風(fēng)景園林設(shè)計(jì)思維相比，VR技術(shù)突破了傳統(tǒng)維度限制的虛擬風(fēng)景園林，應(yīng)該是一種相對(duì)全面的設(shè)計(jì)表達(dá)系統(tǒng)。未來(lái)應(yīng)用VR技術(shù)輔助園林景觀設(shè)計(jì)是發(fā)展的必然趨勢(shì)，現(xiàn)代科技能夠?qū)L(fēng)景園林的物質(zhì)功能與信息功能分別賦以不同的載體，使一些風(fēng)景園林的存在形式發(fā)生質(zhì)的飛躍。

3、討論

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)論文范文第3篇

數(shù)字媒體方向課程體系的建設(shè)以創(chuàng)新性復(fù)合型人才培養(yǎng)為基本指導(dǎo)思想，重視實(shí)踐課程的開(kāi)設(shè)，使學(xué)生所學(xué)習(xí)掌握的方法具有充分的實(shí)效性，真正做到學(xué)有所用，以適應(yīng)未來(lái)的工作崗位，成為本行業(yè)和企業(yè)所歡迎的有用人才。課程體系分為軟件工程專業(yè)核心課程模塊、數(shù)字媒體方向核心課程模塊、專業(yè)實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）等模塊。

1.1核心課程

軟件工程專業(yè)數(shù)字媒體技術(shù)方以軟件工程專業(yè)為主線構(gòu)成專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)主干課程。其中，計(jì)算機(jī)與軟件基礎(chǔ)課程有：計(jì)算機(jī)導(dǎo)論、程序設(shè)計(jì)入門(mén)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、Java程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)組成原理、數(shù)據(jù)庫(kù)原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、編譯原理、信息安全技術(shù)、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)以及J2EE與中間件技術(shù)；軟件工程專業(yè)課程有：軟件工程導(dǎo)論、軟件測(cè)試技術(shù)、需求分析與UML設(shè)計(jì)、軟件項(xiàng)目管理與過(guò)程控制；數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)課程有：數(shù)字媒體技術(shù)導(dǎo)論、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)字圖像處理、網(wǎng)絡(luò)流媒體技術(shù)、用戶界面設(shè)計(jì)、視頻音頻制作與處理、數(shù)字影視特技應(yīng)用、高級(jí)游戲特性與游戲引擎、人機(jī)交互技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與應(yīng)用、高級(jí)腳本與插件技術(shù)等。對(duì)于實(shí)踐性較強(qiáng)的課程開(kāi)始單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)課程和配套的課程設(shè)計(jì)。

1.2特色課程

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)游戲由計(jì)算機(jī)技術(shù)、藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)和計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)以及計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)高度交叉結(jié)合，目的是培養(yǎng)具有扎實(shí)的游戲編程功底和良好的邏輯思維習(xí)慣，具備較強(qiáng)的審美能力和一定的藝術(shù)素養(yǎng)，熟悉游戲產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程，具有一定的策劃能力，能在游戲公司、門(mén)戶網(wǎng)站、手機(jī)運(yùn)營(yíng)企業(yè)、動(dòng)畫(huà)公司等單位從事游戲設(shè)計(jì)、游戲開(kāi)發(fā)、游戲制作、游戲策劃、游戲運(yùn)營(yíng)等方面工作的富于競(jìng)爭(zhēng)力與創(chuàng)新精神的高級(jí)復(fù)合型人才。計(jì)算機(jī)游戲程序設(shè)計(jì)。課程目標(biāo)：本課程主要學(xué)習(xí)普及游戲開(kāi)發(fā)理念，培養(yǎng)游戲開(kāi)發(fā)氛圍，挑選有潛力的學(xué)生組成開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)；傳授游戲開(kāi)發(fā)中的程序設(shè)計(jì)要素，特別是游戲引擎開(kāi)發(fā)的基本知識(shí)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握游戲開(kāi)發(fā)的基本理念，熟悉游戲開(kāi)發(fā)的基本技巧和流程，并具備從事游戲程序設(shè)計(jì)工作的基本技能。虛擬現(xiàn)實(shí)與數(shù)字娛樂(lè)。課程目標(biāo)：本課程主要介紹虛擬現(xiàn)實(shí)的基本概念及其系統(tǒng)組成、相關(guān)的軟件技術(shù)及虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用，并介紹了當(dāng)前數(shù)字娛樂(lè)的現(xiàn)狀，發(fā)展和一些關(guān)鍵技術(shù)。內(nèi)容包括：虛擬現(xiàn)實(shí)的定義、特性和組成，虛擬世界的創(chuàng)建和管理，虛擬現(xiàn)實(shí)中的視覺(jué)計(jì)算，虛擬現(xiàn)實(shí)中的交互技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)中的聲覺(jué)計(jì)算，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，分布式虛擬現(xiàn)實(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，與虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)的數(shù)字娛樂(lè)技術(shù)。

2實(shí)踐教學(xué)體系

培養(yǎng)符合時(shí)代需要的創(chuàng)新性人才，就要強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)放性和多層次化?；趧?chuàng)新性原則和以生為本原則，結(jié)合培養(yǎng)目標(biāo)和自身教學(xué)特點(diǎn)，數(shù)字媒體技術(shù)方向?qū)嵺`教學(xué)體系分為課程實(shí)驗(yàn)，專業(yè)實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)三個(gè)方面，各實(shí)踐環(huán)節(jié)之問(wèn)相互協(xié)調(diào)、相互銜接、循序漸進(jìn)。

2.1課程實(shí)驗(yàn)

依照實(shí)踐能力培養(yǎng)循序漸進(jìn)的原則，根據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)基本能力培養(yǎng)的系列課程，并按照系列課程的復(fù)雜度和規(guī)模設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)，開(kāi)展了多層次課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)，根據(jù)學(xué)生的需要和實(shí)踐能力培養(yǎng)的漸進(jìn)規(guī)則，將實(shí)驗(yàn)課安排大學(xué)四年的各個(gè)環(huán)節(jié)。多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)是指在實(shí)驗(yàn)大綱與目標(biāo)的規(guī)范基礎(chǔ)上，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)成基礎(chǔ)型、綜合設(shè)計(jì)型、研究創(chuàng)新型不同層次的實(shí)驗(yàn)。同一學(xué)生從基礎(chǔ)規(guī)范一綜合設(shè)計(jì)一研究創(chuàng)新這樣難度遞增的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中逐漸進(jìn)行訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)踐能力。課程實(shí)驗(yàn)主要包括：手繪訓(xùn)練、視頻特技與非線性編輯、多媒體網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)、移動(dòng)娛樂(lè)軟件開(kāi)發(fā)、網(wǎng)絡(luò)娛樂(lè)軟件開(kāi)發(fā)、界面設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)、虛擬現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)課程設(shè)計(jì)等。

2.2專業(yè)實(shí)訓(xùn)

專業(yè)實(shí)訓(xùn)作為知識(shí)、能力、綜合素質(zhì)教育的結(jié)合點(diǎn)，成為數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的重點(diǎn)之一。專業(yè)實(shí)訓(xùn)是對(duì)課堂教學(xué)具有延伸作用，是學(xué)生培訓(xùn)職業(yè)能力、熟悉職業(yè)環(huán)境、了解實(shí)際知識(shí)的重要渠道。通過(guò)專業(yè)實(shí)訓(xùn)，學(xué)生不僅可以把所學(xué)轉(zhuǎn)化為所用，還能使學(xué)生在學(xué)習(xí)操作過(guò)程中通過(guò)不斷調(diào)整自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)來(lái)慢慢適應(yīng)相應(yīng)職業(yè)崗位，鍛煉職業(yè)的能力，為實(shí)習(xí)以及今后走向社會(huì)積累經(jīng)驗(yàn)、打下基礎(chǔ)。我校軟件工程專業(yè)是校級(jí)專業(yè)綜合改革試點(diǎn)專業(yè)，以爭(zhēng)建微軟IT學(xué)院、HP軟件學(xué)院為契機(jī)，與知名IT企業(yè)開(kāi)展深度合作，聯(lián)合培養(yǎng)具有國(guó)際視野的軟件開(kāi)發(fā)、軟件測(cè)試和服務(wù)外包人才。與中軟國(guó)際、Tarena（達(dá)內(nèi)）科技等十多家IT企業(yè)聯(lián)合建立了實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地、就業(yè)基地。

2.3畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)

畢業(yè)實(shí)習(xí)是學(xué)生將前期學(xué)習(xí)到的知識(shí)運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)踐中，真正了解、感受未來(lái)的工作，鍛煉自己各方面的綜合能力。真正實(shí)現(xiàn)與行業(yè)需求的專業(yè)實(shí)踐能力對(duì)接。能勝任相應(yīng)崗位的工作，從而積累工作經(jīng)驗(yàn)，為就業(yè)做準(zhǔn)備。為了增強(qiáng)學(xué)生和指導(dǎo)老師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)及畢業(yè)實(shí)習(xí)的重視，提高畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的質(zhì)量和提高學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)及畢業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)獲得的實(shí)踐能力，也為緩解畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間(論文)不足，筆者將畢業(yè)實(shí)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)有機(jī)結(jié)合，實(shí)行“畢業(yè)實(shí)習(xí)+畢業(yè)設(shè)計(jì)”相結(jié)合的模式，學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容來(lái)自于畢業(yè)實(shí)習(xí)，并且畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容要將畢業(yè)實(shí)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行一定的升華，除體現(xiàn)學(xué)生四年來(lái)所學(xué)知識(shí)綜合之外，還要體現(xiàn)出學(xué)生的創(chuàng)新能力與科研能力，達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型人才的標(biāo)準(zhǔn)。

3結(jié)束語(yǔ)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)論文范文第4篇

一、網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室的建立

1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)VR(VirtualReality)是近幾年來(lái)信息技術(shù)迅速發(fā)展的產(chǎn)物,畢業(yè)論文是一門(mén)在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)、多媒體技術(shù)和傳感技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的交叉學(xué)科。其基本方法和目標(biāo)是集成并利用高性能的計(jì)算機(jī)軟硬件及各類傳感器創(chuàng)建一個(gè)使參與者處于身臨其境的、具有完善的交互能力、能幫助和啟發(fā)構(gòu)思的信息環(huán)境,即讓用戶在人工合成的環(huán)境里獲得角色的體驗(yàn)。

虛擬現(xiàn)實(shí)具有三個(gè)基本特征。沉浸性,是指觀察者對(duì)虛擬世界的情感反映,這種感覺(jué)能使用戶全方位地投入這個(gè)虛擬世界,這是虛擬現(xiàn)實(shí)的首要特征。交互性,是指虛擬現(xiàn)實(shí)是一個(gè)開(kāi)放的環(huán)境,能對(duì)用戶的輸入作出響應(yīng),并能通過(guò)監(jiān)控裝置來(lái)影響用戶和被用戶影響。想象性,是指虛擬現(xiàn)實(shí)不僅是一個(gè)媒體、一個(gè)高級(jí)用戶界面,還是一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng),它以生動(dòng)形象的形式反映設(shè)計(jì)者的思想。虛擬現(xiàn)實(shí)的三個(gè)基本特征強(qiáng)調(diào)了人在這個(gè)系統(tǒng)中的主導(dǎo)作用。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)按其功能不同,可以分為三種類型:沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)和分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。其中,桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是運(yùn)用軟件編程方法在顯示器上顯示三維場(chǎng)景,用戶通過(guò)鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等設(shè)備與虛擬場(chǎng)景交互,它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低,易于推廣。

2.網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室

所謂網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室,是指利用區(qū)域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng),由虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)生成的一類適于進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),包括相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、有關(guān)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)對(duì)象及實(shí)驗(yàn)信息資源等。虛擬實(shí)驗(yàn)室可以是某一現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室的真實(shí)實(shí)現(xiàn),也可以是虛擬構(gòu)想的實(shí)驗(yàn)室,虛擬實(shí)驗(yàn)通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。在虛擬實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)者有逼真的感覺(jué),有身臨其境的感受,好像是真正在現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室里近距離進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作。在虛擬實(shí)驗(yàn)中,沒(méi)有一個(gè)有形的實(shí)驗(yàn)室,也沒(méi)有以實(shí)物形態(tài)存在的實(shí)驗(yàn)工具與實(shí)驗(yàn)對(duì)象,實(shí)驗(yàn)過(guò)程主要是對(duì)虛擬物的操作。

3.計(jì)算機(jī)專業(yè)虛擬實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)建

構(gòu)建專業(yè)虛擬實(shí)驗(yàn)室,其實(shí)就是搭建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)系統(tǒng),包括硬件、軟件及管理三個(gè)方面。在硬件上,

目前各校都建立了校園網(wǎng)絡(luò)并接入了互聯(lián)網(wǎng),這些基礎(chǔ)設(shè)施基本可以滿足需求,不需要太多的投入。在軟件方面,一個(gè)是實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā),它與網(wǎng)站建設(shè)相聯(lián)系;另一個(gè)是網(wǎng)站的內(nèi)容(實(shí)驗(yàn)內(nèi)容)建設(shè),這是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的關(guān)鍵。虛擬實(shí)驗(yàn)室應(yīng)有可以做的實(shí)驗(yàn)來(lái)支撐,不然軟件平臺(tái)就是一個(gè)空架子,形同虛設(shè)。同時(shí),該平臺(tái)上還應(yīng)有實(shí)驗(yàn)管理的支持,對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)及網(wǎng)上答疑等進(jìn)行有效管理,并對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行監(jiān)控,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)各模塊的主要功能如下。

(1)實(shí)驗(yàn)管理模塊,由學(xué)生管理、教師管理、儀器管理和學(xué)生成績(jī)管理等組成。碩士論文在學(xué)生管理方面,學(xué)生通過(guò)瀏覽器進(jìn)行注冊(cè)登錄,登陸成功后可瀏覽實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,查看實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)資料,預(yù)約實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間,在線發(fā)送和接受消息,進(jìn)行問(wèn)題討論,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)登記,實(shí)驗(yàn)完成后可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告并提交報(bào)告。教師管理方面,可對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容添加、修改、整理、刪除,對(duì)學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告列表,批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告,填寫(xiě)評(píng)語(yǔ)和成績(jī),提交批改結(jié)果,與學(xué)生進(jìn)行討論。儀器管理方面,對(duì)新設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的虛擬儀器上傳并進(jìn)行分類整理,以便實(shí)驗(yàn)使用。成績(jī)管理方面對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況(實(shí)驗(yàn)次數(shù)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及完成情況)給出成績(jī),并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及提供查詢等。

(2)儀器展示模塊,對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)室可用虛擬元器件、虛擬儀器設(shè)備分門(mén)別類地進(jìn)行管理,以圖形的方式直觀呈現(xiàn)出來(lái),供學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行選擇。

(3)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)模塊,包括實(shí)驗(yàn)介紹、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的重點(diǎn)及難點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)任務(wù)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求及實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的事項(xiàng)等。

(4)實(shí)驗(yàn)報(bào)告模塊,主要對(duì)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后,提供相關(guān)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板,供學(xué)生下載,由學(xué)生填寫(xiě)相關(guān)內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,完成后上傳電子版實(shí)驗(yàn)報(bào)告,由教師進(jìn)行批閱,并進(jìn)行記載。

(5)實(shí)驗(yàn)答疑模塊,由專業(yè)教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的疑難問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)解答,幫助學(xué)生順利通過(guò)實(shí)驗(yàn)。同時(shí)了解學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的掌握程度,并及時(shí)反饋、調(diào)整教學(xué)。

(6)論壇交流模塊,教師和學(xué)生可以通過(guò)論壇進(jìn)行充分的交流,學(xué)生可以將實(shí)驗(yàn)中的收獲、經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)及問(wèn)題到論壇上,教師可以將一些典型的問(wèn)題提出來(lái),供大家探討。學(xué)生在這樣寬松的環(huán)境下發(fā)表自己的見(jiàn)解,教師從中可以得到及時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)反饋信息,以便整改7)虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)K,是虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重要部分。學(xué)生通過(guò)該模塊進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn),醫(yī)學(xué)論文以達(dá)到鞏固強(qiáng)化知識(shí)的目的。該模塊內(nèi)容根據(jù)專業(yè)學(xué)習(xí)的具體情況及實(shí)驗(yàn)建設(shè)條件,可不斷增加。計(jì)算機(jī)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的建設(shè),可以引入其他學(xué)校的虛擬實(shí)驗(yàn)室中。這種方式比較簡(jiǎn)單,容易實(shí)現(xiàn),見(jiàn)效較快。但需要投入較多的軟件購(gòu)置費(fèi)用,同時(shí)也需要結(jié)合本校的實(shí)際情況進(jìn)行一些調(diào)整,有一個(gè)磨合期。另一種是因地制宜,自主開(kāi)發(fā)。根據(jù)本校的實(shí)際教學(xué)和實(shí)驗(yàn)情況,結(jié)合學(xué)生的實(shí)際水平,由任課教師或聘請(qǐng)部分專家組成開(kāi)發(fā)小組,進(jìn)行一系列的虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)研究,并將研究的成果連接到虛擬實(shí)驗(yàn)室中,逐漸擴(kuò)充直至完善。這種方式比較靈活,能充分發(fā)揮教師的積極性,能有針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā),適合學(xué)生的實(shí)際情況,學(xué)生容易接受,并且經(jīng)費(fèi)投入較少。缺點(diǎn)是開(kāi)發(fā)周期較長(zhǎng),系統(tǒng)性不夠,水平有限。也可以將上述兩種方式結(jié)合起來(lái),一是引入、購(gòu)置部分自己不宜開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,二是結(jié)合自身的優(yōu)勢(shì)和長(zhǎng)處開(kāi)發(fā)一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,如非交互性的、演示性的虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等。

二、加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室的管理

1.加強(qiáng)用戶管理,為每個(gè)學(xué)生分配賬號(hào)。對(duì)學(xué)生進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)室,使用實(shí)驗(yàn)室做虛擬實(shí)驗(yàn)等進(jìn)行登記保存。鼓勵(lì)學(xué)生經(jīng)常訪問(wèn)虛擬實(shí)驗(yàn)室,在上面提出問(wèn)題、發(fā)表見(jiàn)解,做好實(shí)驗(yàn),努力提高虛擬實(shí)驗(yàn)室的人氣。

2.全天候開(kāi)放虛擬實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生可以隨時(shí)進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)實(shí)自己動(dòng)手組織實(shí)驗(yàn),自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn),整理和總結(jié)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),職稱論文提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告,培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和創(chuàng)新能力,逐步向以“學(xué)生為中心”的自主個(gè)性發(fā)展模式轉(zhuǎn)變。

3.組織專業(yè)教師網(wǎng)上指導(dǎo)與答疑,參與論壇討論交流,及時(shí)批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告,為學(xué)生順利完成實(shí)驗(yàn)提供服務(wù)。在虛擬實(shí)驗(yàn)室中,教師應(yīng)對(duì)學(xué)生提出的疑問(wèn)盡快給出幫助和解答,并進(jìn)行必要的指導(dǎo)。在實(shí)驗(yàn)室論壇上發(fā)表觀點(diǎn),提出問(wèn)題讓學(xué)生思考,使師生在虛擬實(shí)驗(yàn)室中有較強(qiáng)的互動(dòng)性,教師應(yīng)充當(dāng)好學(xué)生實(shí)驗(yàn)的合作者和知識(shí)的建構(gòu)者的角色。

4.對(duì)學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)室的表現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行

評(píng)價(jià)。針對(duì)學(xué)生每一門(mén)課程的虛擬實(shí)驗(yàn)完成情況、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、網(wǎng)上提問(wèn)、論壇發(fā)帖的情況,給學(xué)生一個(gè)成績(jī)和評(píng)價(jià),反饋給學(xué)生,英語(yǔ)論文并與該課程的正常實(shí)物實(shí)驗(yàn)一起記入實(shí)驗(yàn)總分。教師也要在對(duì)學(xué)生評(píng)價(jià)的同時(shí),征求學(xué)生對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)室的意見(jiàn),對(duì)學(xué)生反饋的信息進(jìn)行整改。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室的建立,可以很好地解決目前硬件設(shè)備跟不上實(shí)驗(yàn)的要求、學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)間不夠用等問(wèn)題,對(duì)于提高學(xué)生的動(dòng)手能力、分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力具有非常重要的意義。但在具體應(yīng)用中還要注意處理好“虛擬實(shí)驗(yàn)”和“實(shí)物實(shí)驗(yàn)”的關(guān)系,不能一味地強(qiáng)調(diào)虛擬實(shí)驗(yàn),要“虛實(shí)”結(jié)合,既相互補(bǔ)充,又各有側(cè)重,這樣才能取得很好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。同時(shí),在虛擬實(shí)驗(yàn)中要注意培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、一絲不茍的科學(xué)實(shí)驗(yàn)作風(fēng)。

參考文獻(xiàn)

[1]王嗣源.虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的初步探討.西安郵電學(xué)院學(xué)報(bào),2005(4).

[2]蔣光明.基于互聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)放式虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ脱芯?西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2002(3).

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)論文范文第5篇

論文摘要：文章在介紹虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等相關(guān)概念的基礎(chǔ)上，探討虛擬技術(shù)的在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，這項(xiàng)技術(shù)的使用讓設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)表達(dá)更上一個(gè)全新的臺(tái)階，在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，保證產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的一次性成功。

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?！?/p>

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?，F(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。 

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