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虚拟现实技术的运用范文1
【关键词】产品 三维 虚拟 动画 竞争力
虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如身临其境搬,可以及时没有限制地观察三维空间内的事物。这一技术的应用可以大大增强人机交互技术,可很大的提升用户的体验感,进一步增强产品的竞争力。
二、虚拟现实技术的现状与发展趋势
随着虚拟现实技术在城市规划,军事等方面应用的不断深入,在建模与绘制方法、交互、方式和系统构建方法等方面,对虚拟现实技术都提出来更高的需求。为了满足这些新的需求,近年来,虚拟现实相关技术研究遵循"低成本,高性能"原则取得了快速发展,表现出一些新的特点和发展趋势。
在国外西方发达国家和日本, 虚拟现实技术已经有了近30年的研究和使用。它的应用领域十分广泛,主要在航空、航天、航海的工程设计和模拟、军事模拟训练、计算机辅助设计、数据可视化、多媒体教育、医疗模拟、工业产品设计、网络游戏、娱乐等方面。国内的虚拟现实也有十多年的研究和应用, 尤其在国防的航空工业和相关院校, 比如国防科技大学,北京航空航天大学等。通过我们近几年对国内虚拟现实产业发展的密切注视, 我们高兴地看到, 虚拟现实技术应用已经走过了以前只被高端国防工业和高等院校使用和研究, 已经开始被应用于越来越多的民用项目和其它民用行业。新的虚拟现实公司的不断涌现,新的应用方向和市场也在被不断探索和开拓, 经济效益不断提高、产值不断扩大。
虚拟现实与网络通信以及多媒体技术的结合,是传统信息技术的突破, 是一项发展中的、具有深远的潜在应用方向的新技术。网上互动虚拟世界是人类社会信息时代的发展方向, 是各个行业未来信息化的必然目标。 互动的网络虚拟现实技术将改变人们的思维方式,改变人们对世界、自己、空间和时间的看法。
三、虚拟现实技术的用途
1、军事仿真和对抗演练的应用;
2、房地产和建筑、虚拟数字城市的应用;(类似建筑游历动画)
3、大型会展的应用;
4、科技馆、展览馆、博物馆的应用;
5、虚拟旅游和培训的应用;(应用虚拟现实技术模拟真实场景)
6、娱乐和商业方面的应用;(立体互动虚拟社区、立体商城、立体产品展示)
7、医学上的应用;(人体及动物器官仿真展示, 互动虚拟手术和培训等)
8、工业上的应用;(大型和重型机械设备的虚拟装配, 以及虚拟使用培训)
9、教育上的应用;(虚拟实验、虚拟课件、虚拟教学、虚拟校园等)
10、地理信息上的应用;(实用性的三维地理信息系统开始应用于军队、警察、油田、煤矿、天然气等单位)
11、公共安全和应急处理的应用;(地震模拟和预防展示系统;安全防范方面,紧急事件12、处理预案;刑事案件和交通事故的模拟)
12、交通方面的应用。(城市交通流量模拟;高速公路、城市地铁、普通铁路的模拟;机场、港口等模拟)
四、虚拟现实技术在工业设计中的具体运用
目前,国内的工业产品设计与制造已经使用电脑辅助设计,快速成型技术制作草模,但是仍是传统的产品设计流程,这影响产品开发的效率。
利用这一技术,我们在工业设计中可以在产品设计前期做一些可行性的虚拟测试,在产品设计过程中利用虚拟现实来简化产品的具体设计操作,后期产品评审可以利用这项技术做实时的动态评审和产品虚拟立体化(可以观察产品的任何角度的内外部结构),在产品推广阶段,虚拟现实技术可以直接给用户提供各种虚拟的场景供客户了解该产品在不同环境下的形态和视觉效果,以及可以利用外部设备让客户体验到更仿真的产品交互,进一步刺激消费者的购买欲和提升产品的科技感和竞争力。
1、设计前期:做可行性测试,研究用户需求,利用虚拟现实技术快速定义前期研究的可行性,以及多种形态的呈现。(草图之后可简单快速定义产品的局部动能特点,以虚拟方式展现,可以让ID设计师、产品策划更清楚更明确的选择方案和修改方案)
2、方案确定后ID设计师建模阶段,模型完成后可导入相应的软件进行产品的动画制作(根据产品的特性和功能做产品动画),为后期产品多形式展示提供支持,(动画形式展示能为用户带来不一样的视觉感受和刺激消费,也为产品提升价值定位)
3、产品评审是一个产品能否量产和认可设计师的设计创意的方式,传统的产品评审必须先做产品手板,手板的制作费时费人力费用高,产品手板为产品设计实物化更直观,在评审中用来检查外观或结构合理性的功能样板。虚拟技术对比手板唯一缺陷是非实物化,但也可以实时展示产品的各个细节角度,还能在评审中即时更改产品的部分细节(TV装饰条、底座、面壳等颜色纹理;部分细节模型小修改等),能用虚拟技术建立一个虚拟空间与产品实时结合在一起,可根据用户的习惯和性格来设置产品空间。产品评审中也可以利用虚拟现技术与实物手板相结合营造更好的用户体验空间。虚拟现实技术能为产品评审时增加更多的功能展示、产品虚拟体验、产品的实时调整、产品夸张的视觉体验和更具趣味性的评审方式。
4、新产品的对外会,虚拟现实技术可完美发挥其对会的主导作用,在会中建立一个虚拟场景让者与产品融为一体,完美展示产品的各个部分细节和突出的功能点,同时体现人机交互的又一高度。
5、建立产品虚拟体验中心,为优秀更具创意的产品量身定制虚拟空间。
五、虚拟现实技术为企业带来的价值
虚拟现实交互技术可以把虚拟物体变成我们可触及的东西,你可以推、抓,甚至挤压他们。它能在相互空间中俘获真实物件,利用三维建模实现高质量的虚拟克隆,变成用户可触及的东西,缩短生活中重要的人员、地点和活动之间的距离(社区、工作地点、玩游戏、教学等)。通过使用这项技术,我们可以在虚拟世界中实现更多的惊奇体验。
也许,你会认为虚拟化现实技术离我们的生活仍然很遥远。但是实际上,目前世界许多公司已经使用虚拟现实技术进行产品的网上宣传了。客户通过鼠标、键盘等简单操作就可以了解到产品的详细情况。比如海尔公司的冰王子电冰箱,客户只需在网页上,使用鼠标拖拽旋转冰箱;单击冰箱门可以打开冰箱,再单击关闭;可以任意抽拉里面的部件;使用控制按钮可以控制冰箱执行动画演示以及规定的展示动作。这样的一些人性化的设计是用户与产品逐步实现互联网人机交互。我们的电视、白电以及其他产业公司的产品,不都可以这样来体现吗。互联网的迅速发展促使我们必须利用向前看,必须利用更好的技术来适应市场的需求,才能在日益激烈的市场中稳定脚跟继续前行。
六、总结
在结合现有的工作方式和工作内容,引进虚拟现实技术将是工业设计中的一大亮点,也将增强创维品牌的科技感,进一步体现专注健康科技。虚拟现实将是未来人机交互、产品设计、显示技术方面的发展趋势。
虚拟现实技术的应用,对于产品设计来说一定能取到画龙点睛的作用,不但要在产品设计中锦上添花,还应该积极开拓一些新的范畴,让虚拟现实技术在工业设计中涉及更多的领域。科技日益发展的今天,虚拟现实技术是在不断完善中,不断的发展中,不断的在设计中发挥更大的价值,产生最大的能量,给广大用户最完美的产品和最让人享受的视觉、感知体验。
参考文献
虚拟现实技术的运用范文2
关键字:建筑设计;虚拟现实技术;建筑领域;运用
中图分类号: TU2 文献标识码: A 文章编号:
1计算机的发展应用级虚拟实现技术在建筑领域的发展应用方向
随着计算机技术的日益进步,计算机的应用在建筑领域已不是什么新鲜的事情了,最早是以简单的图纸、平面图版等形式来模仿传统的工具来应用。但是这种简单的计算机的应用形式已不能满足建筑业的日益发展和需要。随之而来的便是虚拟现实技术的应运而生,该技术包括了计算机图形学、多媒体网络并行处理和多传感器以及人工智能等一系列先进的三维空间综合技术。他通过图片和动画的网络形式让人有一种身临其境的视觉听觉和触觉的感受。综合近年来计算机模拟技术的的发展趋势,在建筑领域、施工领域极具装修领域应用比较广泛和常见,发展前景一片大好。
1.1虚拟现实技术在建筑领域的发展以及在建筑规划中的发展前景
众所周知,建筑物的设计是受一系列因素所影响的,既包括设计者的知识水平和生活阅历也受其设计经验和空间思维等的限制,同一件建筑设计品,不同的设计者在外观和艺术审美上也是不尽相同的,但是通过利用虚拟现实的技术可以以三维 的形式通过用户的可听可视可触的感官,一方面能使设计者更加有效的发挥其设计的灵感也能让客户在身临其境中提出自己的一些看法和观点,为设计工作提供便利,也节省了时间和人力资源,有提高建筑是优化设计的目的。对于任何一项建筑工程来说,规划工作是非常重要的想,需要考虑地形地质、气候气象、等诸多的因素,但是在现行的规划工作的所用的数据库存在着很大的缺陷,例如规划信息的存储和查询系统不够完善,规划的辅助表现集成系统科技化程度低,其主要的表现形式还停留在二维图片上,且数字化程度高但可视化水平低。那么虚拟实现技术的应用就会大大的让建筑规划业更加的高效和合理,不但可以轻松的得到必要的数据而且还能清楚的看到与建筑相关的地形和实际情况
1.2虚拟现实技术在建筑施工领域和建筑机械设计中的发展前景
施工领域作为建筑领域很重要的一个组成部分,虚拟现实技术的应用也显得尤为突出,比如在大型的土方挖运项目的设计时可以通过虚拟实现技术来精确的计算出挖土机的频率和运土的汽车的最佳匹配从而大大的提高了其施工的效率。由此可知建筑机械的在建筑设计的施工阶段是相当重要的,但在相当一段时间内人们并未认识到这一影响因素,就目前不断的进步和发展的科技而言,虚拟现实技术也慢慢被更多的人所接收,通过三维动画的演示和表现一方面最大限度的提升了建筑机械的功能和效率另一方面有使得机械的使用更加的简单易操作。从而大大的提高虚拟现实技术在在建筑施工领域的运用和发展。
1.3虚拟现实技术在建筑装修领域的应用前景
就目前这种传统的装修设计来看,仍然还存在着多方面的弊端,比如离散而有呆板的平面模式使得用户和装修者很难全方位的去了解装修的效果,还有工程量较为繁重以及造价估算慢和准确率较差的弊端和缺陷。但是如果利用现代较为先进和科学的虚拟现实技术的话,通过建模的方式来充分发挥设计者的装修水平和艺术技巧来装设修改,通过不断的去三维的观察装修效果从而来完善和改进设计的效果。在这一领域会得到进一步的发展和应用。
2虚拟现实技术在建筑设计中的作用和意义
2.1用虚拟现实技术来展示设计成果
用虚拟现实技术展示设计成果是一种比较理想的展示方式,这样的话,既可以满足面向大众的宣传需要又可以讲方案展示给业主,以便让其能及时修改。采用虚拟现实技术就可以考虑把当时的地形、景观、交通及桥梁方案输入建筑物漫游的虚拟现实系统中,人可以漫步其中也可以在任何角度来审视建筑的感受。
2.2使用虚拟现实技术可以节省投资和运行费用
采用虚拟现实技术进行先期的演示和论证,有助于及时发现方案中不协调的部分并及时的修正,从而节省了投资和运行的费用,再者通过演示论证也可以发现无法满足的不当设计,来避免建筑物完成后的反工。
2.3使用虚拟现实技术可以验证施工方案
通过不断地实践证明,我国的高层建筑施工水平有了很大的提高,施工的新技术不断出现,虽然这些技术有较大的风险但是利用虚拟现实技术的先期演示和技术避免了大的风险,提高了成功率。
3虚拟现实技术在建筑设计中的实现方法
虚拟现实技术在建筑设计中的实现方法大略可分为硬件系统的应用和软件系统的完善两部分相互作用来实现。
3.1虚拟现实硬件系统
简单的虚拟现实系统并不需要太多复杂的设备来实现,只要有输入输出功能的设备即可。简单的计算机桌面互动系统就可以构成一个简单的桌面虚拟现实系统。但要充分实现展示虚拟现实技术的沉浸感、交互性及想象性的优势就必须要有专业的信息输入设备和信息输出设备,。借助于传感设备用户可以将自己在现实的行为通过用户化身在用户与虚拟环境的交互作用中起到了关键的作用,防伪跟踪器所具备的的测量功能实现了对用户行为尺度范围的较精确的采样并及时的投射给虚拟空间,虚拟空间有实时的把信息反馈给用户,因此用户对虚拟空间除了身临其境的感受外还具备触觉感受。这对于建筑设计方案是很有帮助的。
3.2虚拟现实技术软件系统
要想让设计者和用户或其他人真正体验到虚拟现实技术所带来的身临其境的临场感和沉浸感,就必须建立一个与客观世界相符合或与设计者的方案向一致的虚拟三维模型。这个虚拟的模型必须要能够准确的表现出建筑、环境、室内的客观存在而且要真实的反应出场景的色彩、材质、光照等方面、通过以下三步可建立三维模型。第一,是几何建模,只初步建立集合构型。第二步是通过形象建模的方式来实现,主要是对建模进行材质颜色光照的处理。第三步是运用行为建模来对物体的运动和行为描述。几何建模是指三维空间的物体通过合并、相交、参差等集合运算和旋转平移缩放的几何变换从而得出设计者所希望的复杂三维模型。但几何建模建立的模型仅能反应出虚拟对象的形状及结构而不能反应形体的真实感。为使虚拟环境中 的对象有真实感的效果。我们必须在此基础上对其物理特性加以描述从而建立一个生动逼真的三维立体模型。光照效果对提高虚拟场景的真实感有很大的作用。包括聚光灯光源、泛光灯光源、天光等。另外要想建立一个真正能让人们沉浸其中的虚拟环境。就要正确合理恰当的给虚拟环境分配材质是非常关键的。色彩的设计也是建模的重要的环节,根据需要对物体的色彩进行新的创作和设计,如果没有色彩的表现形式,建模就显得呆板毫无生机,直接会影响到整个虚拟模型的质量。
4结束语
在虚拟现实技术的应用中人们可以在一个虚拟的三维环境中用动态的交互的方式对未来的建筑领域进行全方位的身临其境的审视和设计,对未来建筑设计中的运用将会是里程碑式的意义,从某种意义上来说,他还改了人们的思维方式,对建筑师而言,这些改变意味着新的设计思路和想法。随着当今信息化的高度发展建筑业作为一科很重要且实践性很强的学问来说,也必然会面临许多大的变化和改革,不管是理论到实践还是管理都无不渗透着信息化的烙印。这就要求建筑工作者在今后的的工作中如何更好的迎接虚拟现实技术的挑战是一项十分迫切的任务。我们也看好虚拟现实技术在未来建筑中所可以发挥的更加好的作用。
参考文献
虚拟现实技术的运用范文3
关键词:虚拟现实;建筑;软件开发
一 虚拟与现实技术的定义以及主流开发平台
虚拟与现实又称灵境技术—简称VR。它是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供使用者视觉、 听觉、触觉、甚至味觉等感官的模拟,让使用者如同身临其境一般,可以及时没有限制地、直观地观察三度空间内的事物,并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互,创建了一种适人化的多维信息空间。虚拟现实是一项综合集成技术,涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域,它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉,使人作为参与者通过适当装置,自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。虚拟与现实是一个软件跟硬件完美结合的产物,因此在开发虚拟与现实中我们除了使用必要的硬件设备满足我们的感官需要外,同时我们也要配合软件进行开发。目前主要使用的是三维软件以及交互式的开发平台,三维软件主要用Autodesk3DMAX以及AutodeskMaya、XSI、C4D等。现今在虚拟现实行业内出现的编辑软件不计其数,而比较热门的有四款软件,他们分别是:Unity3d、Virtools、VR-Platform、EON Studio。在这四款软件中,Unity3d尤为突出,稳稳的把握住了虚拟现实,独领。
Unity3D是由Unity Technologies开发的一个让玩家轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合型游戏开发工具,是一个全面整合的专业游戏引擎。Unity类似于Director,Blender game engine,Virtools 或 Torque Game Builder等利用交互的图型化开发环境为首要方式的软件其编辑器运行在Windows 和Mac OS X下,可游戏至Windows、Mac、Wii、iPhone和Android平台。Virtools是一种构建三维交互式虚拟系统十分便捷、非常有效的软件。特有的“可视化脚本交互设计界面”大大的降低了学习门槛。学者无须钻研艰深的程序语言,就能完成虚拟现实的制作,它也因为独具的游戏交互式功能,多被用于游戏的开发和制作。
VR-Platform三维互动仿真平台,是一款互动仿真能力较强的软件,现多被使用于实现场景的模拟和制作。EON Studio是一个完全基于GUI的设计工具,能够开发出许多实用性的训练、培训软件。在教育和技术培训行业运用较为广泛。
二 虚拟与现实技术在建筑设计方面的应用
虚拟与现实技术被广泛的运用到生活的各个方面,其中在建筑设计方面得到极大地运用。传统的建筑设计工程一般是设计师通过草图、文字以及个人的经验进行设计,然而对于一些复杂程度较高或者设计师未曾设计过的建筑而言,设计师很难对其进行详细的定位于分析,有些设计方案太过于概念化,无法跟实际环境进行关联。虚拟与现实技术帮我们解决了这样的难题,我们以大华房地产开发作项目为案例进行讲解,在大华房地产项目开发中,为了让用户能够切实的感受到虚拟世界与现实世界的差别,我们主要采用了比较顶端的两套开发软件:Autodesk3Dmax以及Unity3D。
(1)前期工作准备阶段
通过实地的考察,了解建筑工地所在的环境以及周边的设施,建立详细的数据库资料,为我们模拟周边真实的环境提供详细的数据。
(2)三维数字模型的制作阶段
项目方案确定之后,我们通过详细的施工图并结合拍摄的现场资料,以及前期所获得的数据资料,在三维软件中制作数字模型,在此我们使用的三维软件主要是3DMAX,采用多边形建模的方式,在运用三维软件模拟虚拟环境的时候,尽可能做到按照实际尺寸在我们电脑上等比例制作模型。在建模过程中要尽量完善,力求能够达到逼真环境的效果。我们通过三维软件建造模型,并通过灯光、贴图、材质、渲染等技术,让电脑制作出的三维模型能够达到逼真环境的效果。
(3)三维数字模型的烘焙制作
为了能够实现对三维场景中的建筑模型进行交互,我们需要对三维软件中制作的模型进行二次加工,只有这样方可进入到Unity3d,为了能够达到真实的环境效果我们需要对建筑模型进行烘焙,模型的烘焙是在3Dmax中进行的,采用的是Vray的烘焙方式,采用Vray烘焙可以获得比较真实的烘焙效果。烘焙的目的就是将颜色、材质、贴图、灯光信息直接记录在一张贴图上,这样我们在Unity3d中可以减少我们电脑的运算速度,更快的实时渲染,而不需要在后台进行渲染合成,减少运算的时间,烘焙后的贴图是将所有的信息(包括颜色、材质、灯光、贴图)都集中在了一张贴图的上面,我们将贴图的格式存储为TGA格式,我们后期也可以采用Photoshop软件将贴图中有瑕疵的信息进行修改,进而能够达到一种更加完美的效果。
(4)虚拟与现实程序的开发以及运用
通过计算机语言的编写,控制可视化的场景模型,实现人机交互。让用户更大程度的感知建筑空间。由于Unity3d为我们提供了一个开放性的开发平台,支持C+语言、JS语言等多种计算机语言,那我们就可以通过计算机语言对我们虚拟中的建筑物体进行程序开发,通过计算机语言让虚拟中的物体执行我们想要的交互效果。
(5)交互式设备的开发
为了让用户能够更好的与建筑之间进行交互,我们需要一些传感设备,以此满足虚拟世界的3I特性:多感知性(Multi-Sensory)所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外,还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知,甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。由于相关技术,特别是传感技术的限制,目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。浸没感(Immersion)又称临场感,指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假,使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中,该环境中的一切看上去是真的,听上去是真的,动起来是真的,甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的,交互性(Interactivity)指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度(包括实时性)。构想性(Imagination)强调虚拟现实技术应具有广阔的可想像空间,可拓宽人类认知范围,不仅可再现真实存在的环境,也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。由于浸没感、交互性和构想性三个特性的英文单词的第一个字母均为I,所以这三个特性又通常被统称为3I特性。
为此我们需要专门的一些接受设备、传感设备等其他的感知设备。通过这些设备的运用让我们可以更大程度的与建筑之间进行互动,达到虚拟与现实交互的目的。
三 虚拟与现实在建筑方面的发展前景以及趋势
现在各个国家都在加强对虚拟现实技术的应用以及开发,我国也一样,在虚拟建筑世界方面,都已经制作出了复杂的建筑模型,并且已经应用到城市生活中来,虚拟现实技术所涉及的领域十分的广泛,技术潜力巨大,在建筑方面的前景更是十分的广阔。随着数字化城市建设的蓬勃发展和网络技术的发达以及计算机软硬件的进展,虚拟现实技术在建筑设领域的应用将会更广,特别是随着三维可视化地理信息系统、真实与虚拟现实的集成、视景仿真和海量数据漫游等关键技术完善和走向实用,为在真实三维环境中实现虚拟建筑,提供了良好的技术条件和拓展空间。
参考文献
[1] 沈金良.虚拟与现实技术在工程设计方面的运用[J]科技交流,2004(3).
虚拟现实技术的运用范文4
关键词:三维;磨损性;虚拟
中图分类号:TP391.9
近年来,学者们对于虚拟现实这一领域的研究越来越深入,并将其应用在了电影、动画等的制作之中。虚拟现实集合了包括图像的处理技术、智能接口技术等多项先进的技术在内的现代高新技术,在学科领域涉及到了声、光、电、力等多类基础学科,是现代科技发展的成果。现阶段,三维建模技术已经被广泛的应用到了电影、动画等行业当中。本文下面来探讨下。
1 影视动漫中三维模型场景构建流程的改进
构建三维场景的步骤主要可以分为以下三点:
(1)前期准备:收集相关数据并预先进行处理;将具体的场景和相关模型确定出来,并对此进行改进和优化;
(2)场景构建:主要是构建相关模型,包括自然和环境景观以及三维的实体;
(3)后期工作:对模型和场景进行整合并优化,同时对场景进行调整等。
2 影视动漫中三维模型数据收集和预处理
2.1 数据收集
数据收集是构建三维模型的前提和基础,需要对收集的数据进行整理和分析,只有做好这一基础性工作才能使得整个模型和场景更加准确、真实。
构建系统的信息包括自然景观、具体事物外观与几何形状、纹理信息等,这些信息都是到具体地点进行实时采集的。同时,在收集数据的过程中,现场的工作人员和技术人员细心的给我们讲解了联合站工作流程的具体情况,从这些讲解中我们可以更好的了解到联合站的具体概况,进而更加准确的进行建模。
2.2 数据预处理
(1)自然景观数据。自然景观就是包括山、水、天空、大地等在内的数据信息。因为该联合系统对自然景观要求一般,所以没有非常高的质量要求,通过拍摄普通的蓝天、白云、山水之后,用PS等图像处理软件进行简单的修饰就可以达到所需要求,因此这些数据可以直接从实际地点中获得。
(2)场景实体数据。场景实体数据是指所建三维模型的空间组成、结构框架、外形尺寸等相关数据信息,涉及到实体的外表形状、几何尺寸和空间方位等。只有准确的掌握了实体的外形尺寸、空间方位等具体数据信息,才能使构建的虚拟系统更加具有真实性。从场区的建筑图纸和规划图纸等相关文件中采集数据之后,应当对这些数据进行仔细的研究分析,充分掌握模型各个单元之间数据的联系,为之后的准确建模打好基础。
(3)纹理数据。纹理数据来源于对实际拍摄的照片进行图像处理之后获得的数据。在建模的过程中也有着广泛的应用。数据整理的具体过程就是首先对收集到的数据进行筛选,删除一些不准确和多余的数据,然后将数据进行整理和转换,使之变为具体可用的建模数据。
3 影视动漫中三维场景的集成和调度管理
3.1 场景模型的集成
场景层次结构划分的依据是构建场景的实体模型,然后组合、集成之前构建成的实体景观,最后,整合这些实体景观形成整体的动漫虚拟场景模型。另外,实体模型要单独建模时,则应该逐个将天空及远景建模、实体建模、环境建模等添加到整体场区的模型里,然后,依据建模时的层次观念,将例如天空远景模型等与其他关联不大的模型单独生成一个文件储存。每个不同的环境景观模型组合形成地形表面,然后将他们组合成一个总体模型,同时,应该将这些文件单独储存,可以实时显示各种不同场景。最后,将之前的所有实体模型组合到一个文件中,依据正确的排列方式分别添加到各个地方,组合成一个完整的整体模型。
3.2 场景调度管理
对于一个通用性的漫游系统时,要想实现它则需要完成一个一般模型到复杂场景的调度和管理的过程。对于规模较小的模型时,可以直接一次性导入内存,输出图像进行渲染,另外,在对于那些内容丰富、内存较大的场景模型时,在装载、调用和输出图像时就需要采用场景调度技术了,只有这样才能保证系统的实时性。
(1)场景地形的分块调度。在处理那些复杂的多边形场景时,一般都是进行分块调度的。先是将地形分割成若干个小的单元地形,同时将这些不同的地形存成不同的文件,另外,再用外部引用的方式调度地形上的地物,构建成一个完整的地形模式。这样的话,以后可以根据视点所见来动态选择单元地形,就不需要用整个地形模式,这样在输出视景时也就可以有效的提高系统的实时性。
1)静态导入,动态调用。当地形数据文件不是特别大,同时计算机的内存容量十分充足的时候,可以一次性的导入,再需要调用时则可以再分块进行调用。假如,当某一地形是由多个小地形形成的时候,由于每一块的地形坐标是已知的,那么就可以根据坐标位置确定当前实体是属于哪一个地形的数据库,进而确定地形。
2)动态导入,动态调用。对于那些地形数据很大的复杂场景时,计算机内存容量对此有所限制,在实时的系统中,实体周围的地形模型需要动态导入。另外,可以将整个地形区域划分成若干个大小的小模块。在绘制三维地形的环境时,一般只是需要对观察者视线内的模块进行处理。
(2)场景模型的动态调度。就复杂的场景系统来说,有的时候采用地形分块的调度技术也不能够保证最终生成良好的效果,例如,实体较为密集的情况下,如果要同时绘制一小块的地物模型,也一样会极大的影响场景系统的实时性。因此,对于场景模型要减少一帧渲染的多边数量,对场景模型进行动态的调度。另外,采用场景渲染和调度方式时,在场景模型中,系统每帧都会绘制落在视域体内德场景模型,这样一来,可以大大减少渲染的工作量,调高绘制的速度。
4 结论
一般而言,人们在建模时,既要考虑到模型的精细程度同时还要兼顾绘制的速度,所以人们会较两者之间取一个折中,在保证质量的同时也兼顾到绘图的质量,同时,还不让用户感觉到不适感。除此之外,一些图形学的解决方法也可以加以利用,例如在室内环境中考虑建筑物的漫游,利用辐射度方法对场景进行预处理,如此一来,在漫游时就可以省去很多关于光照的计算量。另外,对场景生成不同的细节层次可以用LOD的方法加以解决,在不同的参数下,可以用绘制不同的细节层次,由此也大大减少了绘制的计算量。
参考文献:
[1]李长山,刘晓明,朱丽萍,李冰.虚拟现实技术及其应用[M].北京:石油工业出版社,2006:1-3.
虚拟现实技术的运用范文5
在20世纪80年代,虚拟现实技术的概念被正式提出。自90年代以来,随着计算机技术的不断发展和创新,虚拟现实技术也得以迅速发展。现如今,计算机网络技术已经渗透发展到各个领域,虚拟现实技术也挺进了设计的每个角落。风景园林设计虽还处于初级发展阶段,但是虚拟现实技术却在其中被大量地运用开来。例如,设计者如果想要对风景园林空间有一个全方位的、真实切身的体验,通过虚拟现实技术多角度变化运动方位,便可轻松实现。另外,这种设计的运动变化模式正呈现出多样化的趋势,其利用人们对运动模式数据的不同选择,便可以掌握受众的切身感受。虚拟现实技术在这一运用中具有很大的真实性,这是因为虚拟现实技术不但能够从各种细节上掌控园林设计,还可以做到美而有序。同时,还能够根据不同的季节变化、不同的节气色彩,做到时空的双重真实性。最重要的是,通过这一虚拟现实,在园林设计过程中可以引入人们的各种意见和建议,使设计又多了一层成功的保障。
2应用中的特点
2.1设计空间展示的全面性传统的表现形式只可以传输一种空间信息,而且无法做到完整性。虚拟现实技术利用三维立体的表现形式,可以完整地把每一个细节予以呈现,让人有一种身临其境的真实感,不再只是看着图纸来想象,而是身临其境进行感受。
2.2浏览的快捷性
利用发达的计算机网络,设计者和施工单位可以联系的更为快捷。设计者的“想法”不必亲手送到施工单位,立体的设计样品利用远程浏览便可商榷,不但节省了时间,而且提高了工作效率。另外,浏览的快捷性还可以让大部分群众参与到决策中来,让群众在享受虚拟的园林设计活动中,可以提出自己的建议,有助于施工单位和设计者的工作。
2.3设计趋于完美性
虚拟现实技术具有很强的可操作性,设计者在整个风景园林的设计过程中能够随意进入任何一个设计阶段进行切身的体验,从而客观地审查自己的作品,如果发现不足,可及时进行修改。此外,在虚拟的现实环境中审视自己的作品,有利于提高设计者的水平。
2.4决策的准确性
风景园林设计的实施过程中受到的影响因素较多,因为风景园林设计与周遭环境氛围以及和大众审美趣味是息息相关的。人们利用虚拟现实技术对园林设计的整体过程知晓的越来越多,越来越具体,就越能提出建设性的建议及意见。简而言之,虚拟现实技术是连接大众和设计者的纽带。只有前期人们对园林设计进行了整体的了解,施工方的后期施工过程才能得到人们的宽容和见谅,此种人性化、大众化的园林设计才能获得双赢。
3应用的展望
3.1不断进行创新
首先要加快计算机技术的创新和革新,不断发展现代虚拟技术系统,制造出高性能、低成本的计算机设备,要在技术层面为虚拟现实技术的发展提供有力的支持。此外,在运用过程中,要根据风景园林设置的理念进行再创新,使其具备风景园林设计的特色。技术的创新是风景园林设计的内核动力,是虚拟现实技术进步发展的源泉。
3.2加强参与的大众化程度
要充分利用虚拟现实技术的自身优越性,让更多的人们参与到风景园林设计中来。利用虚拟现实技术可以通过网络传播,利用各种网络、电视等新媒体进行更大、更广范围内的网络虚拟活动,使园林设计有更多的大众参与,这样将有助于决策者的科学准确决策,最终得出既科学准确而又人性化的风景园林设计方案。
3.3充分利用其他科学技术发展自身
例如,与环境和空间技术的结合,便能够应用到城市的规划、修复与重建、城市的绿化等各个方面,这不但可以使虚拟现实技术的应用更加科学化,而且更加人性化、更加环保。
4结语
虚拟现实技术的运用范文6
中图分类号:O31.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)30-0237-01
我国在步入新世纪之后,新型技术成为社会建设发展的主要方向。教育事业作为我国的重要发展对象,将各项新兴技术运用于实际教学当中一直是教育研究者的首要工作。随着虚拟现实技术的兴起,将其与实验教学进行相互融合可以帮助学生深入了解实验过程,提升关于实验细节的认知程度。
一、虚拟现实技术的界定及发展
虚拟现实技术的本质是借助计算机等相关信息技术设备,为使用者提供听觉、视觉等感官体验。虚拟现实技术主要针对现实情况进行模拟,借助不同的表现形式来达到传播信息的目的。其技术特点主要分为真实性和交互性两部分。
真实性是指在虚拟现实技术中的模拟对象均来自于的现实生活中真实存在的事物,因此通过虚拟现实技术模拟出来的环境效果与真实环境相似度极高,将实际事物及环境作为虚拟技术的基础出发点是用户获取良好体验的主要保障。虚拟现实技术的交互性主要体现于模拟过程中不仅能对现实中的事物进行模拟,对于模M对象的相关交流情景也能够起到模拟效果,因此体验者在模拟环境中也能够像现实中一样与周边事物进行?,这在很大程度上提升了虚拟环境的真实性,增强了用户的互动体验。
虚拟现实技术的飞速发展对实验教学在技术和思维观念上都有着很大的影响。教师是教学工作中的主体,想要在新技术环境下制定合适的教育模式,教师必须适应教学信息技术化的转变,在正式确立教育模式前,教育工作人员之间必须构建起有关虚拟现实技术思维的教育体系,也就是要注重对教育工作者信息素养的培养。在步入新世纪之后,信息素养已经成为多个国家的基础教育目标,作为教育工作的核心角色,教师信息素养的提升对新型技术环境下开展实验教学工作起着一定的推进作用。
二、虚拟现实技术的内在价值
实验课程一直以来都是培养学生综合能力的主要课程,随着虚拟现实技术在各地学校的实验教学过程中的广泛运用,学生的实验环境和教学内容都变得更加丰富。作为全新的科学技术,虚拟现实技术包含着十分重要的使用价值。例如火灾现场、突发医疗现场等人们在现实生活中难以切身体验的特殊环境,通过虚拟现实技术对现实环境及周边事物进行模拟,可以帮助火灾抢险和医护人员在真实性较强的环境中学习相关抢险、救治技术,提升工作人员的实际操作能力。
虚拟现实技术所具有的丰富的感觉能力与显示环境使其成为理想的娱乐休闲开发工具。使用者可以借助虚拟现实技术对想要的娱乐场景进行模拟,增强娱乐的趣味性。在教育方面,学生在学习某种纯理论知识的过程中,可以借助虚拟现实技术对理想状态下的某些实验进行模拟,帮助学生深化理论知识的理解;在设计课程的教学过程中,学生针对某些需要抽象思维的内容一时无法理解,这时可以通过虚拟现实技术对所需空间进行模拟,学生不再局限于对图纸上的图形进行理解,可以在模拟空间中观察各种抽象图形的具体构造,加强自身对抽象空间的感知认识,培养学生的空间想象能力,培养良好的思维习惯。
三、虚拟现实技术在实验教学中的实际应用
(1)注重学生自主学习能力的培养
将虚拟现实技术运用于实际实验教学中的同时还应当注意对学生自主学习能力的培养。首先,教师要熟悉虚拟现实技术的基本原理。在运用虚拟现实技术的过程中对学生就相关基本概念进行一定讲解,培养学生对该技术的基础认识。虚拟现实技术的本质是帮助学生在实验学习过程中对于具体的操作环境和实验细节有着更加深刻的认识。虚拟现实技术只是教学工作中的辅助手段,教师依然在教学工作中占据着主导地位。在实际的教学过程中,教师对学生的亲身指导仍然是提升学生学习积极性,培养学生主动思考能力的最佳途径。虚拟现实技术在实验教学过程中只是帮助学生营造一个更加真实的操作环境,学生必须通过具体的动手操作以及对实验过程中产生相关问题的起因及解决方法进行思考才能真正锻炼出良好的实验动手和思维判断能力。
(2)提前做好教学演练
为了更加有效的将虚拟现实技术应用于实验教学当中,教学人员首先要熟悉虚拟现实技术的基本原理,在实验教学前组织学生进行课前培训,对实验中运用的虚拟现实技术的相关仪器工作原理及实验过程中的相关技术设备特点和使用方法为学生详细的讲解,帮助学生预留虚拟现实技术的概念在脑海中,这样一来实际实验过程中,学生对于实验内容及操作事项有了预先的准备,在有限的实验课时中可以直接进行实验操作,节约时间和教学资源的同时也能够促进学生针对自己的理解程度对实验结果和相关问题事项进行分析研究,加强了学生的学习兴趣,提高学习效率,达到通过实验教学培养学生动手操作及观察计算等能力。另一方面,教师需要强调学生在课后对所学实验知识及时进行复习,加深关于实验演练的印象,并且预先布置下一次实验课程的相关内容,让学生在课后时间做好预习工作,在方便教师备课的同时也能够为虚拟现实技术在实验教学中的良好运用奠定一定的基础。
(3)关注虚拟现实技术在实验教学中的应用效果
学校开设实验教学课程的主要目的在于培养学生将所学知识在实际中转化的能力。在以往的实验教学过程中,由于学校实验设备准备不足、教学特点等因素,影响了多数实验课程的正常开展,仅有的实验教学活动也只是验证性实验,通常由老师进行操作,学生在一旁观看,这对于学生动手能力和自主思考能力的锻炼十分有限。随着虚拟现实技术在实验教学活动中的引进,学校可以开展各项综合性的教学实验,借助虚拟现实技术或者使用数字仿真技术通过计算机软件模拟实验效果,可以帮助解决因实验内容繁杂或实验环境难以营造的问题。模拟所需的实验环境使得每一位学生都能够参与到实验操作当中,深化学生对于教材知识的理解,培养学生的动手操作能力,发散学生创新思维。
作为当今社会的新兴技术,虚拟现实技术在实际实验教学过程中的运用还处于初步阶段,为了避免在教学过程中因虚拟现实技术的运用导致相关问题的发生,教学人员应当依据学校自身教育状况建立其一套完善的实验结果反馈体系,每次实验教学活动结束后第一时间将实验内容和结果记录下来,实验过程中虚拟现实技术的应用状况和使用效果也应当记录备份,对产生的问题及时制定解决措施,并在下一次实验教学中给予关注,确保实验教学工作的顺利开展。
四、小结
在科学技术飞速发展的当今社会,教育界的变革已经十分显著。随着我国计算机水平的不断提升,虚拟现实技术在教学过程中的运用也更加广泛。无论是学习方式还是教学模式,虚拟现实技术的建立使得老师需要逐步提升自身对新技术环境下实验教学的认识,老师始终是建立良好教育体制的核心因素,当代教师应当加快对虚拟现实技术的熟悉进度,帮助营造开放的实验教学环境,将虚拟现实技术与实验教学理念紧密结合,推动教育事业的持续化发展。
参考文献
[1] 梁宇涛.虚拟现实技术及其在实验教学中的应用[J].实验技术与管理,2006,23(3):81-85.
[2] 王宇飞.虚拟现实技术及其在实验教学中的应用[J].教学与管理,2005(3):88-89.