時間：2023-03-30 11:36:06
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虛擬現實技術可利用計算機產生一個以自然的視、聽、觸等功能感受的三維環境，人們可以方便地對生成的“虛擬世界”進行交互式的觀察、分析、操作和控制。它以仿真方式給用戶創造了一個實時反映實體變化與相互作用的界面，使用戶可直接參與并探索仿真對象在所處環境中的作用與變化，它具有多媒體信息的感知性、沉浸性、交互性和自主性等特點。利用虛擬現實技術創建出逼真的礦山工程環境對優化系統設計具有重要的實用價值。
為了給用戶創建一個能使其感到身臨其境和沉浸其中的環境，必要的條件就是根據需要能在虛擬現實系統中逼真地顯示出客觀世界中的一切對象：不僅要求所顯示的對象模型在外形上與真實對象酷似，而且要求在形態、光照、質感等方面十分逼真。
目前，相關軟件發展迅速、種類較多，其中常用的軟件有MultiGenGreator、Vega、OpenGI以及我國圖靈公司的VRMAP、適普公司的IMAGIS等。
1．1模型構建軟件
MultiGenCreator是美國MultiGenParadigm公司開發的三維建模軟件，廣泛用于視景仿真、虛擬城市、模擬設計、交互式游戲等。它在滿足實時性的前提下可生成逼真的場景，可進行多邊形建模、矢量建模和地形生成。它的層次細節、多邊形篩選、邏輯篩選、繪圖優先級、自由度設置等高級功能使得其數據格式OpenFlight在實時三維領域成為流行的圖像生成格式。該軟件可接受DXF、DEM和其它矢量格式的數據與AutoCAD和GIS軟件結合方便。
1．2支持視景生成的語言——OpenGL
應該使用已有的商品化或標準化的圖形庫和程序設計語言來設計與實現虛擬環境，其中OpenGI(服務器)及其支持系統就是這樣一種可選用的圖形生成環境。OpenGI可按函數庫的形式被C語言調用，也可以被窗口系統直接調用。OpenGI是使用專用圖形處理軟件接口，該接口目前由幾百個過程函數組成，用以支持用戶對高質量三維對象的圖形和圖像進行操作。
()penGI指令的模型是客戶／服務器模式，即一個程序(客戶)提供指令，該指令由OpenGI解釋并處理，它直接執行3D及2D圖型的基本操作。這些操作包括轉換矩陣、光照模型和光線跟蹤、反混淆方法、z～Buf以及像素更新操作等。OpenGI也支持雙緩沖技術，該技術提供了生成動畫效果圖形所需要的機制，使所生成的圖形能夠像電影一樣平滑運動。
1．3視景漫游軟件
Vega是MultiGen--Paradigm公司開發的應用于實時視景、聲音仿真和虛擬現實等領域的高性能軟件環境和開發平臺，由Lynx圖形化用戶接口和Vega庫組成。利用Vega庫函數可在Lynx中建立漫游所需要的場景、窗口、通道、運動和碰撞方式，可以定義對象的初始化參數并建立對象之間的相互聯系。
2地質構造情況的模擬
對于礦山技術人員來說地質構造情況非常重要，如果對煤層、巖層、含水層、流沙層以及斷層和褶曲等情況的推斷有偏差，或圖形表現不直觀易懂，則在建井或生產過程中就可能發生塌方、突水等事故，造成人員傷亡和經濟損失。應用虛擬現實軟件可以根據地質體的三維分布，使礦井的規劃設計更加直觀方便。
綜合國內外現狀，三維地質體的繪制有塊段、表面、實體和斷面建模法等。
MultiGenCreator中需要的曲面數據是ded或。dem格式，使用GIS軟件Arolnfo、用插值方法生成不規則三角網(TIN)，然后轉成USGSDEM格式，將其導入Creator就可以生成煤層曲面。然后，通過光照、著色、紋理、渲染等處理三維地質體更加逼真。
3地形地貌及地物的模擬
地形地貌和地物的建立需要相應的三維數據。如果有研究區域的紙質地形圖，可以用掃描數字化的方法得到平面數據，按照圖上的標注得到高程數據；如果已有該區域的電子地圖，則可直接使用或通過數據格式轉換得到需要的數據；如果沒有上述數據源，則需要由野外測量獲得。
地形生成與地質曲面生成過程類似，先用ArcInfo將地形圖上的等高線和高程點進行數字化，把圖上標注的高程值輸入到屬性表中，生成不規則三角網(TIN)，然后轉成USGSDEM格式將其導入Creator生成三維地形。
對于建筑物、道路、圍墻、河流、湖泊等的建立，先用Auto—CAD進行數字化，得到其平面位置。將得到的*．def文件導入Creator，并與地形匹配。如果建筑物比較規則，則直接將其底面按照高度拉伸為立體，如果建筑物造型比較復雜，則需要分成規則的幾部分進行構建。
4礦山井下巷道建模
目前，礦山信息主要是通過CAD格式的雙線采掘工程平面圖來表達。首先根據采掘工程平面圖上的高程信息，利用CAD中的三維多線段重新描繪巷道，同時將高程信息賦予每個節點，實現巷道的單線顯示，井筒和巷道設計要布置合理，盡量避免穿過斷層、褶曲、含水層等不良地質構造，盡量減少礦井建設和生產地面的影響。
使用MultiGenCreator進行設計，用圓柱體表示井簡，用半圓型截面的柱體表示巖巷，然后進行模擬生產，以發現生產中可能遇到的問題，對設計方案進行比較和選擇。設計方案完成后可模擬不同設備、不同開采方式的生產系統進行生產，從而達到優化礦井設計和生產系統的目的。綜合考慮地質和技術條件、經濟、環境等各種因素，選擇合理的方案。
5虛擬巷道系統的建立
虛擬巷道系統是對礦井真實巷道多分辨率的三維虛擬表示，建立的主要任務之一是實現基于web環境下的可交互的、真實巷道的三維可視化表達，用戶可以從各個角度對巷道虛擬環境進行任意的瀏覽和觀察，并可通過網絡進行各種交互。
5．1礦井巷道的建模
礦井中各種實體大多是三維實體，其表面為不規則曲面，且內部礦體品位分布不均勻。對于礦體的外形，可用一個不規則的封閉曲面來確定。為確定礦體的范圍，要經地表勘查、地下勘探及推估等手段來完成。在瀏覽器上三維實體模型，可通過將現有的三維礦體模型中存儲的信息按照一定的規范轉換為系統可接受的格式得到。要在MuhiGenCreator中構建三維礦井巷道模型，首先應進行簡單的坐標轉換，這是因為MuhiGenCreator中采用的坐標系和地學中實際采用的坐標系的含義有所不同。MultiGenCreator中采用的坐標系為符合右手規則的空間坐標系，是以MuhiGenCreator瀏覽器中用戶區的中作為其坐標系的圓心，基底坐標為XOZ面，y表示高程。其坐標長度以米為單位，標準角度以弧度為單位。因此，為使它與人們通常采用的地學坐標系保持一致，應將原來礦井三維實體的(，Y，：)坐標轉換為MuhiGenCreator坐標系中的(，Y，Z)。轉換后的三維實體坐標應滿足虛擬場景中所采用的局部坐標系顯示的需要。由于礦井實體坐標的數值一般相當大，而實際顯示坐標值的前幾位高位數據對圖形形狀不產生任何影響，因此可將地理坐標數據各分量同時做一預選。
5．2虛擬巷道場景的繪制
對于規則格網構成的礦山地表模型及礦井實體的頂底板數字表面模型，可用ElevationGrid節點構建。該節點能很容易有效地設計創建一個位于局部坐標系X()Z平面上高低起伏的地域造型。該造型用高度值組成的標量陣列描述，陣列指定了表面每個格網點上的高度。和z方向的柵格點數量可以分別用xDimension和zDimension域建立。xSpacing和zSpacing域值指定了柵格行和列之間的空間。Height域的值指定了每一個柵格點的海拔高度，基底上的每一個柵格點都與height矩陣中的一個海拔值相對應；colorPerVertex域指定為TRUE或FAISE，表示color域中指定的顏色是用到ElevationGrid節點的每個頂點上(TRUE)，還是應用到每個四邊形上(FAISE)；此外，通過建立solid域值，所有的海拔柵格都可以當作實體。
對于由不同的三角面構成的復雜地表模型，則需要用MUITIGENCREATO提供的萬能幾何節點IndexedFaceSet來創建，它有coord與coordlndex兩個域，與IndexedFaceSet節點中的兩個域類似，前者提供了一個節點，列出了構造面幾種所有面的坐標。Coordlndex域的值提供了一張描述一張或多張面周界的列表。其中每一個值都是整型索引，并且每個索引都指定了在coord域內的坐標列表中的一個坐標。在實際的創建過程中，要求建立三角網的各個三角面按照法線方向向外的法則。
6結語
應用虛擬現實技術，生成一個逼真的礦山虛擬環境(VirtualEnvironment)。這樣在礦山設計或研究階段，科研人員可以置身于礦山虛擬環境下直觀審視礦山，按照設計給定的工藝方法和參數，選擇設備及確定生產模式。從基建到閉坑的全過程實時監控，發現問題進行實時修正。設計結束后，設計單位、礦山企業可向審查者、公眾展示一個三維和動態的礦山。總之，虛擬現實技術在礦山設計、技術改造、生產中可廣泛應用。
參考文獻：
[1]古德生．金屬礦山深部開采中的科學問題[A]．香山科學會議第175次學術討論會[c]．北京：2001．
[2]喬林，費廣正等．OpenGI程序設計[M]．北京：科學出版社，2002：130～134．
[3]齊安文等．三維地學模擬述評及其礦山應用關鍵問題．《中國礦業》．2001(5)：10．
[4張瑞新、任延祥．虛擬現實技術及采礦工程中的應用．《中國礦業大學學報》，1998(3)：27
1.虛擬現實技術可以增強環境藝術設計的畫面感
近年來，隨著經濟的快速發展，我國的城市化進程越來越快，許多公共環境需要進行設計，虛擬現實技術的運用能夠形成逼真的虛擬環境，以刺激公眾的聽覺、視覺、觸覺等感官，使公眾享受身臨其境的感覺，也能夠集中公眾的注意力，加深記憶和印象，增強環境藝術設計的畫面感。
2.虛擬現實技術可以減少費用損失
在建設一個重大工程之前，人們可以通過虛擬現實技術構建建筑的結構和圖形，為建設項目提供框架引導。設計人員根據虛擬圖的引導能夠更精確地設計圖紙、進行材料預算，從而減少不必要的損失，節省資金。
二、虛擬現實技術在環境藝術設計中的應用
1.應用虛擬現實技術彌補環境藝術設計的缺陷
在環境藝術設計的過程中常常會出現現實條件限制的情況，如場地缺乏、經費不足等，導致環境藝術設計不能正常進行。而虛擬現實技術可以模擬各種場景，彌補了環境藝術設計中的缺陷。
2.應用虛擬現實技術避免實際操作潛在的危險
在環境藝術設計中因為各種現實條件的限制和危險情況的存在，人們為了保障生命和健康安全往往不直接參與現實情境，進而不能親身體驗。虛擬現實技術的應用可以幫助人們模擬這些無法親自參與的情境，人們可以在這種模擬的環境下進行作業，既避免了潛在的危險，又得到了切實的感受。
3.應用虛擬現實技術打破空間和時間的限制
虛擬現實技術是一種超空間、超時間的技術，它可以打破空間和時間的限制，模擬任何一種場景，從巨大的宇宙天體到渺小的微塵粒子，從幾億年前到當今，設計人員都可以在模擬的環境中探索研究，打破了空間和時間的限制。如在研究恐龍時代時，由于恐龍在地球上已經銷聲匿跡，人們無從考證與研究，但是通過虛擬現實技術，人們可以模擬出恐龍生存的時代。人們置身其中，與恐龍零距離接觸，加快了對恐龍時代的研究進程。這種場景的模擬就是打破了時間和空間的限制，模擬出了人們想要的真實場景。
4.應用虛擬現實技術模擬環境藝術設計中需要的現實體系
因為現實條件的各種限制，環境藝術設計不能全部采用真實的環境來試驗和操作，它需要虛擬現實技術模擬出環境藝術需要的真實場景。虛擬現實技術可以模擬人物、動物、植物等，使設計者在一個人性化的環境中自然地交流和工作。如世界著名的西安天幕廣場，利用虛擬現實技術給觀者創造了一個大型天幕，人們在天幕之下仿佛置身在浩瀚的星空中，非常具有震撼力。這一場景的模擬淋漓盡致地發揮了虛擬現實技術的功能。
三、結語
1.虛擬現實技術的基本特征
虛擬現實技術有沉浸感、交互性、想象力等三大基本特征。
(1)沉浸感:沉浸感可理解為浸入性，虛擬現實技術的發展已經可以使人“沉浸”在計算機模擬出來的虛擬環境中而不分真假，讓使用者感覺已經成為了虛擬世界中的一部分，從而使用者從被動的觀察者成為主動的參與者。理想的虛擬環境是可以達到讓使用者難分真假的程度，由于目前科學技術發展的局限性，虛擬現實系統研究與應用比較成熟的只有視覺沉浸、聽覺沉浸、觸覺沉浸和嗅覺沉浸。
(2)交互性:交互性主要指使用者操作虛擬物體和從虛擬環境中得到反饋信息的程度。交互性是虛擬現實技術同傳統多媒體技術差別最大的地方，強調人機交互的自然性，如植物的搖動、水系的流動、鳥蟲的鳴叫等。當學生在虛擬環境中抓住一個實體，其感受都與自然環境中一致或者極為相似。但交互性的有效性和實時性就需要回饋設備等強大的硬件系統和特殊設備支持了。
(3)想象力:虛擬現實技術具有十分開放的構想性。使用者沉浸在虛擬的環境中，除了體驗真實的自然感覺，還可以想象一些客觀不存在的超越自然的環境。虛擬現實技術可以提供這種豐富想象空間的特點，能夠使學習者增加興趣，提高學習效率。
2.虛擬現實的軟件系統
想要實現虛擬現實必須硬件和軟件相互配合，軟件系統是實現VR技術的關鍵。
(1)Virtools:是一款功能強大，整合豐富的產品，它能將各種復雜的3D模型，2D圖片及聲音文字很好地整合在一起，開發具備豐富行為模塊的3D虛擬環境，已經運用于多種3D產品當中。
(2)VR－Platform:這款軟件比較方便，可以在配置不是特別高的計算機上使用，運行流暢，但同時效果也有一定的損失，能夠滿足基本的3D浸入和360度視角觀察。
(3)Quest3D:該款極具實用性的產品，有著良好的交互性，支持導入文件的格式非常多，音頻視頻都可以靈活方便的加載，Quest3D可以滿足大多數編輯者的應用需求，利用它可以比較方便地創建出復雜的圖形程序。
(4)EONStudio:在處理已經建模的3D模型時這款軟件較為方便，可輕易在導入的模型上加入設計的動作。
(5)Converse3D:是一款比較成熟的整合軟件，在兼容性方面比較突出，運用起來高效并穩定。
(6)WireFusion:這款軟件在web3D中應用較多，不需要用戶獨立的編程，而采用簡單的拖放式操作，就可以輕松地建立動態的web3D網頁。
(7)CityMaker:是國內自主研發軟件，很有專業的針對性，在建立虛擬建筑和虛擬城市方面有很強的應用能力，是一款面向規劃與建筑行業的專用軟件。當然，各種軟件復雜多樣，設計目的不同所以傾向性也各有不同。當前，適合園林植物景觀設計教學的有Virtools、EONStudio、WireFusion軟件。但是，大多數軟件使用費用較高，并且專業方向不明顯，與行業的結合不夠緊密，使用時經常需要二次開發(如天正CAD、中望CAD)。
二、VR技術在“園林植物景觀設計”教學中的應用
VR技術應用于“園林植物景觀設計”教學是科學技術發展所產生的新形式。區別于傳統教學，VR技術的優勢非常明顯。在VR技術應用現實系統中，按照項目分析、方案設計、施工圖設計等教學流程完成“園林植物景觀設計”課程作業。
1.項目分析階段
在“園林植物景觀設計”虛擬項目教學中，許多學生常常無法親臨項目現場進行實地考察，可以采用VR技術進行場地分析、環境評判，并通過網絡平臺，進入到虛擬項目的場地內部，全面了解項目的周邊環境，包括氣候條件、地質條件、交通狀況、人流分布、水系分布、土壤條件、植物資源、歷史文化等現狀特征。
2.方案設計階段
在方案設計階段，學生需要將一些景觀節點定位定量地表達出來，包括植物配置平面圖、立面圖、剖面圖及局部效果圖。采用VR技術使學生能夠進入虛擬的場地空間中，直接擺放、移動、組合各種園林植物，反復調整植物種類、位置、數量，綜合對比不同植物組合的景觀效果和空間形態，較大程度彌補了傳統教學中學生對植物空間與環境無法進行綜合感知的缺陷，進一步激發學生的創作靈感。
3.施工圖設計階段
在該階段，可采用VR技術對植物種植模式和植物空間組合進行高度仿真，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，其間反復調整植株數量和樹木株行距獲取最佳的生態效益和景觀效果，可以直觀地展示出植物群落的景觀特征和空間形態。
三、虛擬現實技術在“園林植物景觀設計”教學中應用的難點
1.程序設計難點
園林植物景觀設計是風景園林本科生的重點學習內容。隨著季節的變化，四季中同一地點植物也會有著完全不同的景觀效果，所以如何編寫基于VR技術的程序，體現出植物景觀的時效性，也就成為VR技術應用的難點。
(1)將植物群落四季交替的數據信息輸入VRML的場景數據庫中，當學生需要觀察不同季節植物景觀特征時，實時改變場景信息即可。但數據的獲取較難，可以在教學中利用OnyxComputing公司的TreeProfessional，這款插件有一定的樹木參數庫可以利用。
(2)動畫技術比較成熟，四季的情景很容易模擬，但運用在VR技術時缺點極為明顯。動畫每幀的順序都是固定的，編輯好的，這樣就大大降低了VR技術實時調整的交互性，同時動畫無法提供操作人自然的物理互動，所以浸入性也大打折扣。
2.硬件支持難點
各種植物三維模型是由許多面組成的，達到理想的虛擬效果需要計算機有很強的運算能力。一株枝葉豐富的景觀樹模型大概需要幾千個面，如果仿真一個很大的植物種植場景，可能產生上千萬，上億的面，對于計算機硬件的壓力是十分巨大的。
3.教學推廣難點
虛擬現實技術的應用需要較高專業水平和較強的計算機技術應用能力，而目前一些高校同時具備專業能力和計算機技術水平的教師較少，嚴重制約了虛擬現實技術在“園林植物景觀設計”教學中的應用與發展步伐。
四、討論與建議
虛擬現實技術是基于現代計算技術的綜合性較強的信息技術，興起于本世紀初期，發展勢頭良好，具有高度的實際應用價值。虛擬現實技術主要立足于虛擬與現實的關系轉換，通過將圖形學、計算機技術以及人工智能技術三者融合，輸入現實工程的各項具體參數，在計算機上形成虛擬的三維模型，賦予設計方案更多的變動空間，顛覆了傳統的交互方法，臨場感更加強烈，高度的構想性更是賦予了虛擬現實技術理想的浸沒感，虛擬與現實之間的自然反饋更加明顯而強烈。雖然虛擬現實技術具有高度的實用價值，然而我國由于計算機技術的限制，在實際應用方面發展較為緩慢，最初是應用于城市設計方面，所取得的設計效果非常理想，然而城市設計注重的是實用性與功能性，這與風景園林設計存在本質上的區別，雖然目前虛擬現實技術在風景園林設計運用當中尚欠缺足夠成熟的經驗，然而整體的發展前景是比較樂觀的。
2.虛擬現實技術在風景園林設計中的應用現狀
2.1三維模型初步發展
風景園林設計與其他的建筑工程設計存在較的區別，對環境變化有著更高的靈敏度要求，所以要求設計人員在進行設計之前就對周圍環境有一個較為全面的概念。在虛擬現實技術出現之前，為了滿足上述的設計要求，設計人員采用的是建立沙盤進行分析，然而嚴謹性不足，將人的主觀感受與設計理念分隔開來使得風景園林設計方案存在先天的不足。虛擬現實技術是在計算機技術的基礎上，創建三維模型，將人的主觀感受與設計理念緊緊相連，三維模型的核心技術原理就是數學幾何表達形式，由多個單面組成，單面數量與所模擬的實物體態復雜性成正比例關系，如：風景園林設計當中常涉及到的石頭與假山等，體態復雜性非常高，運用計算機技術進行模擬的難度也較大。當前，我國的虛擬現實技術在三維模型方面取得了初步的進展，理論上可以實現對體態復雜的實物的外觀模擬，只是由于單面數量較多，所需的模擬時間較長，隨著計算技術的發展，三維模型勢必會得到更高程度的完善。
2.2圖形語言與虛擬場景的進步
虛擬現實技術圖形語言與虛擬場景的實現主要是基于VRML以及3DSMAX兩種技術，這也是現代計算機技術發展的產物。VRML通過虛擬技術以圖形語言的方式描繪出風景園林的建成效果，搭建虛擬世界，設計人員可在這個虛擬世界當中發現原有設計方案的不足并加以改進，轉變設計理念，與傳統的手工繪圖方法相比較，具有更高的嚴謹性。而3DSMAX比VRML技術更為先進，輸入與輸出的轉換更為方便，通過攝像頭還可以實現虛擬場景內的導航效果，瀏覽內容更加豐富，根據人體的感受對風景園林設計的具體參數進行變更，落實到細節方面，促使風景園林設計在美感與調理兩個方面實現更加完美的平衡。此外，由于風景園林最大的存在意義在于其觀賞性，寒暑更迭，四季變換，園林內的主體色彩也會發生巨大的變化，圖形語言與虛擬場景的進步實現了以四季的變換為標準進行色彩編輯的想法，強化風景園林設計的美感特性。
3.虛擬現實技術在風景園林設計中的應用前景
3.1進一步突破二維模式的形式禁錮
虛擬現實技術在風景園林設計中的實際應用時間并不長，目前仍處于上升的階段，有待完善。受傳統設計方法與理念的制約，三維模型雖然取得了初步的發展，但是未能完全突破二維模式的形式禁錮，設計信息不夠豐富。鑒于此，風景園林在運用虛擬現實技術進行設計的時候，需要進一步提升數據顯示的多維性特征，虛擬的范圍不應該僅僅局限于空間的變化與色彩的編輯，更應該向聲音、感官等面發展，實現全方位的虛擬，使設計信息更加豐富。二維模式的形式被時代淘汰已經是大勢所趨的方向了，風景園林設計在信息技術的支撐下應當進一步突破二維模式的形式禁錮，向著三維模型的方向發展。
3.2促使物質性信息載體更加多元化
風景園林具有明顯的物質性，內部用以裝飾的景物非常復雜，傳統的設計方法使其更顯單一性，而虛擬現實技術則具有高度的信息性，多元化特征明顯，以三維模型、圖形語言、虛擬場景等為途徑，使單一的物質性呈現更加多元化的形態，使設計人員的設計理念得到更好的展示平臺，充分利用VRML以及3DSMAX技術，落實于色彩的編輯、空間的規劃、聲音的虛擬等環節，完善設計方案，保證風景園林在建成之后能夠給予游人更加豐富的美感體驗，進一步完善虛擬效果。
4.結語
1.1體育教學訓練中的應用
虛擬現實技術在體育授課教學中的應用多限于理論方面的探討，但在某些高等院校的訓練中有了一些嘗試.比如：尚曉軍虛擬現實技術在高等學校“射擊”訓練、趙克寧虛擬技術輔助籃球教育、朱曉蘭虛擬現實技術的體育場景虛擬系統、李峰虛擬現實技術的虛擬乒乓球系統等等.但教學訓練研究多處于視聽感知階段的研究，學生沉浸不夠，缺乏深沉次的交流與互動，模具的構建單一.
1.2制作體育教學課件的應用
虛擬現實技術根據體育教學課件自身的需求構建全面的虛擬教學環境，使學生能夠在創建的環境中學習訓練.但需要把體育課程上所有的知識都創編到虛擬的環境中，是需要有海量的工作要做的，所以利用虛擬現實技術制作相應的文件嵌入到體育課件中，配合使用，是目前這個階段制作體育教學課件行之有效的措施.
1.3網絡遠程教育
諸多高校校園網建成，且通過“中國教育和科研計算機網”連在了一起，這是實現虛擬現實技術聯網的基礎.在學校體育網頁的基礎上拓展了虛擬現實技術的課件以及成立數據庫，使其可以覆蓋學校體育教學中的每個方面，包括授課體育教師的個人資料、校內體育競賽群體活動開展簡介、體育專項課開課時網上的選課、體育鍛煉的知識內容和方法、校內外競賽情況、學生對教學的反饋意見以及國內外實時體育信息等等，促進培養學生的“終身體育”意識，以及可以更好地宣傳和實施“健康第一”的體育教育思想，使網頁充分地發揮了信息傳播和教育的作用.
2虛擬現實技術在體育教學中的展望
2.1可以避免體育教學中的傷害事故
體育是以身體練習為手段增強體質增進健康的活動過程.身體練習的過程是會痛苦的、難受的、是要體會“極點”的，甚至會出現生命危險的.如今學生體質健康逐年下降，別說高難度、高危險的體育技術技能的教學，就連簡單的中長跑也慢慢將要在學校體育中消失.傳統的體操課、田徑課（鉛球、跨欄等）很難再體育課中看見.教師、學生畏手畏腳，其嚴重影響了傳統體育技能的傳承，體育文化的繼承.然而在虛擬現實的場景中，脫離了真實的危險器械、場地等因素，又能還原其真實的感受，教與學將都在一種安全模式下經行，體育教師和學生將能放心的體會高難的、高危險的技術動作.
2.2彌補教學條件的不足
雖說近年來學校引來了高速發展的時機，諸多大中型體育場（館）落成，解決了學校體育中體育場館缺乏的一些問題.然而諸多體育場（館）的經營管理維修落后，不能完全對外開放，不能充分發揮它的功效.何況還有一部分體育場（館）不足的區域，教學條件有限的學校.虛擬現實技術的虛擬場景的功能可以彌補一些場（館）不足造成的影響.
2.3可以虛擬人物形象
榜樣的力量是無窮大的.學生對某個體育項目感興趣，很多時候是因為喜歡某個體育明星.虛擬現實能從強大的數據庫中提取某個明星的數據虛擬出明星的場景，由虛擬的明星去教學，去陪練.能充分調動學生的學習積極性.
2.4徹底打破空間、時間的限制
虛擬現實技術的成本較低，學生利用這一技術，能夠隨時隨地的將建筑設計中的不同階段和過程投入到計算機當中，生成虛擬場景，以便直接對建筑設計的過程進行觀察和參與。同時，學生還可以利用這項技術將自己的想法付諸實踐，來進行測試。這樣，能夠讓學生更加直觀的理解建筑設計方面的知識點和關鍵點，同時提高學生靈活運用所學知識的能力。
二、虛擬現實技術在中職院校建筑設計教學中的運用
(一)立體物體的展示
在教學過程當中，為了能夠加深學生對知識的理解，經常要用到實物展示。在進行三維物體展示的時候，為了達到更好的效果，中職教師主要采取以下幾種方式:第一種是用投影儀展示圖片。這種方法的弊端是只能對物體的某些視角進行展示，學生無法進行全面、自主的觀察。第二種是實物展示。這種方法比較實用，但是其缺點也十分明顯。在課堂上學生所處的位置都不同，因而觀察實物的角度也不同，難免會產生不正確的理解。第三種是利用計算機的三維造型和動畫制作軟件，建立一個與事物相同的三維模型，然后通過旋轉展示其各個角度。這種方法相對更為理想，但是其最大的問題就是整個展示過程都是預先設定的動畫過程，學生只能進行暫停或繼續的操作，卻不能根據自己的需求改變視角。而通過對虛擬現實技術的運用，教師可以建立與實物相同的三維物體，然后再利用3DSMAX建立模型，再通過VRML語言來建立虛擬境界。學生可以根據自己對知識的理解，對梁、柱、墻的數量、比例、排列方式、截面形式等各種因素進行調整。這樣，就可以使枯燥的結構體展示出豐富的表現力。這對中職院校建筑設計教學的效率和效果具有極大的幫助。
(二)立體空間的展示
立體空間，包括了在現實世界中真實存在，或者在歷史中曾經存在的空間。在進行建筑設計教學時，有時需要向學生展示這些空間。但是，由于條件上的限制，使得學生無法親自進入這些空間當中，通過教師的描述和學生的想象，在學生的頭腦中對立體空間進行虛擬。而利用虛擬現實技術，不但能在學生腦中建立這些立體空間，還能夠讓學生看見、聽見這些立體空間，從而進行切身的感受和體會。因此，相比于傳統的中職院校建筑設計教學來說，虛擬現實技術能夠讓學生更加直觀、真實、深刻的對相關知識進行理解和掌握。在充分理解相關知識點的同時，也能夠提高學生的想象力和創造力，以及對所學知識的應用能力。
(三)虛擬場景的構造
虛擬場景指的是在現實生活當中，可能出現或是曾經出現過的一些具體場景。利用虛擬現實技術能夠隨時隨地的將這些場景展示出來。在傳統的中職傳統建筑設計教學當中，教師只能通過語言的描述、圖片的展示、或者視頻的播放來創設學習情景，而學生也只能被動的接受，無法進行直觀的理解。例如，在進行圓明園的介紹與講解的時候，雖然教師對圓明園當中包含的眾多中外建筑形式的介紹和講解，同時也向學生展示了大量的圖片和視頻，但學生仍然無法做到完全的認識和理解。而運用虛擬現實技術對圓明園進行模擬，就可以讓學生親自走進圓明園，親身游覽，面對面的觀察圓明園當中的亭臺樓閣。學生通過近距離觀察圓明園當中的各種建筑形式，然后再與教科書當中的內容進行對照，可以大大提高學生對相關知識的認知，從而提高教學效果。如果學校的條件允許，還可以利用沉浸虛擬現實系統，讓學生帶聲頭盔顯示器，使學生能夠在身臨其境中理解園林建造的理論知識，從而進行更加深刻的體會和感受，就能夠取得更為理想的教學效果。
三、結論
關鍵詞：沉浸式傳播;虛擬現實藝術;設計策略;分析
引言
沉浸式傳播是該技術表現出的基本特征，該技術的藝術設計主要是指設計人員進行相應的技術作品創造，為體驗者塑造全新的世界。其不僅是指對真實環境的改變，其也涉及到虛擬世界中的歷史、法則、物種甚至時間的重新規劃與改變。但要實現這一點，脫離不開媒介的輸入與輸出的支持，相關媒介正是實現虛擬與現實世界連接的重要橋梁。而根據體驗者在虛擬世界中的沉浸程度的區別，其對于相關媒介的認知程度也會出現差異，即當體驗者的沉浸程度較高，則會出現忽略媒介存在的情況發生。
一、虛擬現實技術中的沉浸內容
（一）生理沉浸
體驗者在虛擬現實技術下完成的影片觀看過程中，雖然心理上了解該影片的內容并不真實，但是依舊在生理條件下做出驚慌、害怕甚至閃躲的狀態。該技術主要是實現了對真實空間的高強度壓縮，讓體驗者從真實的環境中走向虛擬環境中的感受。而隨著技術應用媒介的逐漸升級，體驗者的沉浸感受也被不斷強化，例如現代電影中的2D、3D、4D等不同的分類就是指觀影沉浸感的不同，而這類沉浸感受被統稱為生理沉浸。生理沉浸主要是指運用虛擬現實技術就體驗者的感官能力進行擴大與延伸，并隨著程度加深而實現媒介忽略，盡可能地降低對真實世界的感受。
（二）心理沉浸
心理沉浸較之生理沉浸更早地實現了發展，其主要是指在不具備高效率媒介的情況下，通過優秀的故事作為載體來應當體驗者進行故事想象，從而實現體驗者的沉浸感受，例如戲劇作品的演繹等。心理沉浸的實現屬于體驗者在認知層面上的沉浸。要實現高水平的心理沉浸，一定不能脫離優秀的內容作為支撐。但是運用媒介來強化生理沉浸也能實現體驗者心理沉浸狀態的提升。但是，虛擬現實技術本身是不能直接就體驗者的心理沉浸進行塑造的，其主要是承擔了實現媒介的作用，是心理沉浸實現的重要輔助手段。總體而言，虛擬現實技術中的沉浸內容主要可通過進行表現。
二、該技術的生理沉浸式傳播技術的應用分析
（一）靜止狀態下的輸出技術應用
該技術在視覺效果方面的表達時，主要是通過進行分別兩臺攝影機的架設來實現。其主要是模擬人眼的左右視覺進行相應的畫面拍攝，最后將相關的畫面賦予人眼，以此來實現在視覺感知方面保證體驗者的沉浸實現。例如HTCVive頭盔就是在該技術下實現的。而該技術在聽覺塑造方面，主要是對人耳聽聲進行模擬，即人耳主要是通過聲音到達的時間差異來進行聲音的方位以及聲音的距離判斷。而該技術設計中主要是控制聲音在左右耳機中的發出時間差來進行模仿，保證體驗者在獲取聲音時保證聲音的三維特征體現，當前的部門電子游戲已經實現了該技術的運用。正是通過對視覺與聽覺的模擬實現，體驗者能在這過程中實現生理沉浸，但這并不是該技術的全部應用表現，其還包含了在該技術支持下實現的觸覺模擬。這主要通過具有數據輸出能力的手套或者服裝等來實現，Skinterface設備就是通過對體驗者的觸感能力進行模擬而實現的對虛擬世界中物體的觸感感受。該技術的應用對于提高體驗者的生理沉浸感受意義重大，但該技術在當前依舊處于研發階段。此外，設計工作者也可通過加入滿足視覺心理的相關刺激物信息來實現生理沉浸。即設計者在進行虛擬環境塑造時，至少應當創設一個滿足體驗者心理需求的刺激物，同時用該刺激物信息作為視覺信息平臺建立的核心，實現體驗過程中對體驗者注意力的吸引，也有利于設計者的思想與信息在視覺交的前提下向用戶進行傳遞。
（二）運動狀態下的輸出技術應用
運動狀態下的輸出技術應用主要是指體驗者在運動狀態下實現對虛擬世界的感知，但是其與靜止狀態下的感知存在差異，其建立在由生活經驗而形成的心理預期基礎上。該技術的應用在當前已經實現了較大突破，例如HTCVive頭盔在應用中就能有效地實現現實與虛擬世界的行走同步，并完全滿足了心理預期層面上的身高與步長。這樣能有效地使體驗者在運動狀態之中實現最大程度地沉浸體驗，其也實現了空間約束的有效突破。而針對運動狀態中的身體交互等復雜運動，該技術的應用主要是通過抽象按鈕的觸發來實現的。例如在該技術支持下實現的格斗游戲就是通過按鍵的方式來模擬相關的角色運動，而這過程中勢必會存在與現實操作的差異，當前的技術優化發展就應當致力于將這種差異情況進行縮小。
三、實現該技術的藝術設計水平優化的相關策略
（一）注重虛擬視點設計的合理性
在現實世界中，視點即人眼的位置，而在虛擬世界中，視點則主要是指體驗者的觀察點，即為虛擬視點。例如，在就Unity游戲進行制作時，設計者在虛擬場景中會進行攝像機的安放，而這個攝像機就是主要的觀察點，而該攝像機主要承擔著將虛擬場景向體驗者進行傳遞的作用。而由于體驗者本身具有的生活體驗會根據其所處的位置以及姿勢來進行視點的判斷，只有將虛擬視點與體驗者的經驗視點進行重合，才能進一步提高真實感。但是在虛擬技術應用時，設計者也可根據實際需求與想法進行全新的視點創造，比如模擬動物、昆蟲的視點進行視點設計，而這些獨特視點的創造能進一步吸引體驗者的參與。體驗者在利用相關的虛擬設備進行體驗時能獲得最大程度的視覺沉浸，但要想獲得預期視覺信號的接受就離不開真實環境中的體驗者的位置與姿勢。例如，體驗者在真實環境中的姿勢為垂直站立，則體驗者的預期視覺為眼睛到地面的距離為自己的身高。所以，設計者如果不能就虛擬視點進行合理的設計，導致視覺信號不能與體驗者的預期視覺相匹配，則其將造成體驗者的實際沉浸感受受到影響。例如，設計者在模擬昆蟲視點進行設計時，應當從昆蟲接近地面的視點進行考慮，這就造成與體驗者的真實感受存在的矛盾，這就需要設計者在虛擬體驗的過程中能夠使體驗者的身體穿透虛擬世界的地面。同時，為保證體驗者的真實感進一步提升，設計者還應當根據不同的視點特征進行專門化的體驗者動作或體驗平臺的設計，讓體驗者從生理感受的角度對相關視點進行接收。例如當體驗者以魚的視覺進行體驗時，可將體驗平臺設計為符合人體曲線的平圖2臺，讓體驗者以伏地的姿態參與到視覺體驗之中。以（圖2）為錯誤的虛擬視點的設計。
（二）加強身體慣性與運動的匹配設計
身體的慣性主要是由人體的前庭系統與視覺系統的刺激來共同完成的，其都會通過各自系統進行運動狀態辨別，并將相應的運動狀態信息傳遞到大腦。當兩者信息一致時，人體則會出現正常的運動體驗。但是當兩種信息存在差別，則會導致人體出現眩暈感，常見的暈車現象就是這兩種信息體現的矛盾。而虛擬與現實世界中的運動狀態不一致主要是指現實運動而虛擬靜止或者現實靜止而虛擬運動，在當前的藝術設計中大多數都會存在第二種情況的問題。但是在現實世界中進行相應的動力設備的搭建就可避免這種矛盾的出現，實現身體慣性與虛擬運動的相互匹配。例如，Mmone虛擬現實座椅就在設計中實現了身體慣性與運動的匹配。當體驗者參與到游戲中時，座椅能根據虛擬世界中的運動狀態進行自動的調整與運動，根據體驗者的視覺系統進行相匹配的身體慣性提供，在避免暈眩狀態的同時提高體驗者的真實感受。
（三）保證虛擬與現實世界中的動作一致
在當前，虛擬與現實世界的動作并不能很好地實現統一，這主要是由于輸入與輸出媒介的實際工作效率存在差異，導致體驗者的動作節奏難以實現匹配。而傳統的觸屏、鼠標等輸入媒介的運用就能為實現運動節奏匹配提供幫助。設計者應當盡可能地保證運動狀態的一致性，例如在進行虛擬的射擊游戲設計時，體驗者在真實的環境中進行扳機扣動應當同時更新到虛擬角色的動作中，這就是從實現虛擬與現實世界中的設備控件一致的方式實現的。而在當前的許多游戲主機設置中也都很好地實現了體驗者與虛擬角色的良好交互，例如，Wii主機中存在的手柄具有較高的空間位置感知能力，在利用該主機完成高爾夫游戲時能通過動作與角色進行高度統一的運動。其主要是通過短暫精確的手柄振動來進行動作傳遞的，實現體驗者與虛擬角色運動之間的高度統一。
結語
虛擬現實技術在當前已經實現了較大的發展突破，其所表達的沉浸式傳播的特征主要表現在生理沉浸方面，該沉浸傳播的功能實現，脫離不開準確的動作捕捉的輸入以及人體感官技術的支撐。要實現該技術的藝術設計工作的突破，相關設計工作者應當就該技術中涉及的沉浸式方式進行分析，并加強對該技術的生理沉浸技術的研究，此外還要在這基礎上積極實現藝術設計水平提升。只有這樣，才能促進我國虛擬現實技術應用水平的發展。
參考文獻
[1]杭云，蘇寶華.虛擬現實與沉浸式傳播的形成[J].現代傳播(中國傳媒大學學報)，2007（06）:21-24
[2]方楠.VR視頻“沉浸式傳播”的視覺體驗與文化隱喻[J].傳媒，2016（10）:75-77
[3]黃心淵，陳柏君.基于沉浸式傳播的虛擬現實藝術設計策略[J].現代傳播(中國傳媒大學學報)，2017（01）:85-89
[4]曹戍.論身臨其境的藝術設計——虛擬現實藝術設計研究[D].清華大學，2004
近年來，隨著科學技術的發展，虛擬現實技術逐漸由高端實驗室走向大眾和實用化，尤其是在微軟公司推出名為HoloLens的商業產品后[5-6]。微軟公司在谷歌公司推出的GoogleGlass的基礎上引入全息影像技術，將虛擬世界與真實世界連接起來，創造出一種具有全新人機交互模式的虛擬現實交互設備。虛擬現實技術課程作為進入當前最前沿科技領域的學科基礎，其課程性質決定了該課程需要不斷實時更新教學內容，及時與最新技術、最新發展方向保持一致。現行的虛擬現實技術課程教學面臨著嚴峻的挑戰，主要存在的問題是由于傳統教科書從撰寫到發行的周期較長，往往是課程教材一投入使用，其中的內容已經陳舊，遠遠落后于學科技術發展的速度。同時，課程教學方式和方法也還采用傳統單向交流的方式，互動不夠，不利于激發互聯網社交思想影響下的90后大學生群體的學習興趣。
2互聯網下教學新方法和舉措
2.1社交軟件
不管是獲取信息還是與他人交流，大部分人都能在社交軟件中找到適合自己需求的東西。社交軟件的特點就是包羅萬象、有不同的人和圈子、內容符合人類的共性，并極有可能形成病毒性傳播的趨勢等。經過長期與大學生群體的接觸及調查，筆者發現當前大學生群體尤其是90后在日常學習、生活中都十分喜愛如下的社交軟件。
（1）QQ。QQ是騰訊公司于1999年推出的基于Internet的即時通訊網絡工具。隨著時間推移，騰訊公司旗下的QQ軟件高速發展，逐漸發展成為影響大眾日常生活的重要社交軟件，其最大特點是不僅可提供點對點即時通訊，還能提供群通訊功能。
（2）微信。微信是騰訊公司于2011年推出的一個為智能手機提供即時通訊服務的免費應用程序，其最大特點是可以跨通信運營商、跨操作系統平臺，用極少的網絡流量實現語音短信、視頻、圖片和文字交流，并具有共享流媒體內容和基于位置的社交插件，在廣大年輕用戶群體中非常流行，尤其是在90后的大學生群體內。
（3）貼吧。貼吧是百度公司于2003年推出的一款重量級產品，是基于關鍵詞的主題交流社區，可以與搜索緊密聯系，能夠準確把握用戶需求，通過用戶輸入的關鍵詞自動生成討論區，使用戶可實時參加交流、自己感興趣話題的信息和想法，在各類學生興趣愛好團體中極具人氣。
（4）知乎。知乎作為社交軟件中的后起新秀，是一個廣受各行各業精英所喜愛的實名制網絡問答社區，友好、理性和認真的社區氛圍使其成為集求知、分享和社交為一體的UGC（usergeneratedcontent）平臺，在求知欲極強的90后大學生群體中也極具人氣。
通過對比分析，可以發現上述社交軟件具有共同的特點。
（1）社會關系鏈整合。社交軟件可以清晰地整合熟人圈，形成團結程度甚高的小團體，尤其在90后大學生群體中效果最為明顯。在這個相對密閉的小團體空間內，用戶傳播信息，可使該信息快速通過社交軟件得到擴散，而且擴散速度在與目標群體相關的臨近群體中快得超乎想象，極具傳染性。
（2）聊天。社交軟件聚合大量同屬性的用戶形成群體，群體內用戶對由群體成員發起的話題進行及時討論，形成積極快速的討論氛圍。熱點話題通常會激發群體內大多數用戶的積極性，擴大討論的范圍，增加信息量。
（3）圖片/視頻/流媒體分享。社交軟件大都可以在智能手機/智能平板等終端上應用，很便捷地上傳圖片/視頻/流媒體資料，并使之在目標群體內快速傳播。
（4）興趣聚合。社交軟件大多是通過興趣愛好聚合，即一個群體基本具有一定共同相關屬性的聯系，這類聯系可以使群體內部用戶相互之間形成強烈的聚合效應。90后大學生群體基本上都喜愛使用這些社交軟件，保持極高的刷屏率，基本貫穿在日常生活、學習中，極具黏性。這些社交軟件已經儼然成為90后大學生群體日常生活中不可缺少的一部分。
2.2虛擬現實技術課程教學新方法和舉措
基于90后大學生對上述社交軟件的應用程度，教師可提出如下課程教學新方法和新手段。
（1）針對教科書教學內容較為陳舊的問題，使用貼吧讓學生自主瀏覽虛擬現實的主題社區關鍵詞。通過瀏覽主題社區，學生對于當前國內外虛擬現實技術的發展動向能夠有一個較直觀的認知。由于貼吧每天都有新的話題出現，信息更新速率極快，因此學生通過對話題的瀏覽可在較短時間內對當前虛擬現實技術的發展狀況有較深入的認知。這樣就可以達到先導引入虛擬現實技術課程基本概念的目標，令學生對教科書上較枯燥的理論內容有更直觀的認知。
（2）在虛擬現實技術課程開始至中期階段，適時建立相關主題QQ群，給學生一個對課程相關內容自由發言的平臺。主講教師可以適時引入一些與課程相關的話題，發動學生討論并給予適當的指引；及時回復和解答學生在群里的提問，形成師生間的良好互動；對于學生提問較多或疑惑較大的共性問題，可以作為重點內容進行課堂講解，提高學生的學習參與度，培養學生對問題本質的探索精神；通過課堂教學和群內討論，積極發現和挖掘具有一定潛質的學生，使其成為二次傳播的源頭，為群內其他成員答疑。
（3）虛擬現實技術實驗課開始后，教師可以利用群共享流媒體內容，突破傳統課堂教學中教學手段陳舊跟不上時代的問題，及時上傳與學習內容相關的最新資料，供學生參考。學生也可以積極地把找到的學習資料傳到群中，實現資源共享；適時引入相關視頻公開課讓學生觀看及學習，導入基于VRML開發虛擬現實技術的案例，引導學生從虛擬現實技術基礎內容入手，學會使用VRML類腳本語言進行相關的應用開發。由于基于VRML的程序調試及編寫簡單易學并可使用瀏覽器直接查看、易于掌握，因此能更好地激發學生的學習興趣。
（4）在虛擬現實技術課程的最后，引導一些對虛擬現實技術有濃厚興趣并學有余力的學生進入知乎，在知乎上對他們感興趣的技術問題進行提問，借助軟件平臺獲得其他專業人士的幫助和指導，為學生認知策略的發展提供可行性。通過課程學習，學生逐漸從一個單純的提問者轉變成一個在提問的同時也能為新入門者解惑的專業人士，從而達到能力提升的目的。（5）虛擬現實技術課程結束后仍保留QQ群，功能則轉換為主題興趣愛好群，成為一些對虛擬現實技術有興趣的學生能夠持續交流的平臺。到最后畢業設計階段，又可以轉換為畢設主題群，方便選擇虛擬現實技術相關畢業設計課題的學生進一步交流，并借助QQ群的特點為學生的畢業設計提供幫助，達到能力提升的目的。
3教學實踐
3.1虛擬現實技術課程實踐
武漢工程大學智能科學與技術本科專業的虛擬現實技術課程開設在四年級秋季學期，自2012年以來，對該專業4屆共計260余名學生開展了課程教學方法和手段的改革實踐。實踐證明，學生成績均有所提高。暫不考慮2012級學生的情況，單純通過平均成績分析表中期末考試卷面數據，可以發現這幾屆學生的課程平均成績有顯著提升，而且2011級學生的成績提升幅度最大，平均已達到80分以上。通過對不及格人數的統計發現，經過幾年的實踐，學生對課程的喜愛程度逐漸提高，不及格人數明顯減少，到2011級不及格人數為0。這說明不斷調整課程的教學方法和教學手段后，學生對課程的重視程度和學習熱情都有明顯提高，通過課程學習起到學以致用、能力提升的作用，消除了不及格情況。所以說，對教學方法和教學手段的改革取得了一定成效，具有積極價值。
3.2虛擬現實技術相關畢業設計實踐
自2012年以來，武漢工程大學計算機科學與工程學院對智能科學與技術專業4屆共計29位學生開展了與虛擬現實技術相關的畢業設計實踐，暫不考慮2012級學生選擇虛擬現實技術相關內容課題的情況，從最終獲得的評價來看，學生參加實踐改革后再進入畢業論文環節，對于虛擬現實技術相關的最新知識較為熟悉，在興趣驅動下能夠較好地完成課題并寫出較高質量的畢業論文，而且成績逐年提高的趨勢非常明顯；還有2位同學的畢業設計通過專家評審獲得湖北省優秀學士學位論文的榮譽。這說明教學改革實踐對于畢業論文質量的提高有促進作用，能夠為創新人才培養模式的形成提供可借鑒的思路和做法。
4結語
[關鍵詞]虛擬現實 工業旅游
隨著計算機技術的飛速發展,涉及計算機圖形技術、人機交互技術、人工智能、傳感技術等領域的虛擬現實技術在近階段同樣高速發展。虛擬現實技術通過計算機模擬出一個三維的虛擬世界,為用戶提供視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬,令用戶如同身臨其境。由于虛擬現實技術所具有的突出特性,目前虛擬現實技術已廣泛應用在軍事、醫療、教育、文化、航天、水利、城市規劃等方面,無形中改變著我們的工作、學習、生活的方式,因此也成為學者們當前關注和研究的熱點。
工業旅游是伴隨城市化和工業化高速發展而產生的,是融合知識、觀光、休閑的一種旅游項目。工業旅游在滿足大眾好奇心的同時,也可以宣傳企業文化、提升企業形象,隨著工業旅游的深入發展,將來也可以成為企業新的經濟增長點。工業旅游最早出現在西方,人們把倒閉、廢棄的工礦企業重新進行改造,轉變成為工業博物館、景觀公園、藝術表演場地、設計公司的辦公場所等現代實用場所,逐漸發展成為工業遺產旅游。隨著工業遺產旅游的發展,旅游開始進入生產經營中的工業企業,從而形成現在完整的工業旅游概念。我國在經歷了幾十年的工業高速發展后,工業企業逐步成熟,對于工業旅游的認識不斷深入,近年來越來越多的工業企業開始加入到工業旅游中,并呈現出一種快速增長的趨勢。
一、虛擬現實技術涉及了多種學科的技術,綜合利用了多種先進技術裝備,具有如下三個主要的特點
1. 沉浸性。指用戶感覺完全置身于虛擬世界中,被虛擬世界所包圍。由于虛擬現實技術提供的多感知性,用戶不僅具有常見的視覺、聽覺感知,還具有觸覺感知、嗅覺感知、運動感知等。通過多感知性,使用戶沉浸于虛擬世界中,由被動的觀察者成為主動的參與者,參與虛擬世界的活動。
2. 交互性。在虛擬現實系統中,交互性的實現相比以往的人機交互方式有了巨大的改變,不再像以往那樣完全依賴于鍵盤、鼠標,借助于虛擬現實系統殊的硬件設備,人與虛擬現實世界可以通過自然的方式進行交互,例如人的走動、頭的轉動、手的移動等等。
3. 想象性。虛擬現實技術不僅可以虛擬構建真實存在的環境,還可以構建人們的想象空間,從而去體現設計者的思想,實現一定的目標。虛擬現實技術為人類認識世界提供了一種全新的方法和手段,為人類去探索和研究已知以及未知的問題提供了新的方法及思路。
充分利用虛擬現實技術所具有的鮮明特點,在工業旅游中發揮虛擬現實技術的優勢,從而完善、促進工業旅游。
二、增強工業旅游中知識的傳播與普及
在工業旅游過程中,工業企業或多或少都會對工業企業的制造流程、制造工藝進行一定的介紹,但是由于制造流程、制造工藝涉及的知識專業性、理論性較強,有些很難通過講解員的講解完全說明,并且很多機器設備內部結構也是無法直接觀察到的,因此目前的講解方式還不能十分有效的進行知識傳播。但是通過虛擬現實技術,就可以完全解決這些問題,通過對廠房、機器設備的虛擬構建,在計算機的虛擬平臺上就可以構建任何我們需要的部件,不僅可以渲染動畫進行工作原理、工作流程的介紹,還可以提供計算機終端設備供參觀者模擬操作,從而極大提高知識的普及和傳播。
三、增強工業旅游中的沖擊力、感染力
由于虛擬現實技術是以計算機平臺為基礎的,因此通過虛擬現實技術生成的虛擬環境、虛擬模型都可以利用計算機的圖形技術進行畫面的優化,從而為參觀者呈現出精美絢麗的畫面。在擁有了優質畫面的前提下,充分發揮計算機多媒體技術的優勢,聲覺、觸覺等設備營造出完整地虛擬現實環境將給予參觀者多感官的刺激,帶給參觀者強勁的沖擊力、感染力。
四、增強工業旅游過程中的安全性
在工業企業中,總是有些區域是具有一定危險性的。在參觀過程中,由于人員數量多,人員的組成結構復雜,增加了工業企業管理上的難度。而利用虛擬現實技術,可以在實地參觀中避開潛在危險區,通過在虛擬廠區系統中模擬游覽來替代實地參觀,從而徹底避免危險情況的發生,增強工業旅游的安全性。
五、增強工業旅游企業的宣傳方式
通過虛擬現實技術完成了虛擬廠區的整個系統之后,可以利用系統在多種途徑進行知識傳播和企業宣傳。例如:在多媒體放映廳進行大屏幕播放、裝載在單機上供使用者單機操作、還可以通過互聯網使普通民眾在網絡上進行瀏覽操作、通過系統導出數據刻錄在光盤等媒介后,用戶可以在個人電腦上進行瀏覽。總而言之,虛擬現實技術可以極大豐富工業企業現有的宣傳方式。
六、增強工業旅游企業的規劃管理能力
通過擴展系統功能,可以為工業企業提供一個全三維可視化的規劃管理系統平臺,在管理系統中工業企業可以對廠區的改建、擴建規劃方案進行可視化的評估論證,為規劃方案的修改完善提供有力的支持。同時對于廠區中的地下管線等隱蔽設備,通過系統可以進行可視化的管理,從而極大提高地下管線等隱蔽設備的管理、維護水平。
本文從虛擬現實技術入手,對虛擬現實技術在工業旅游方面的應用進行了闡述,結合虛擬現實的技術特點對它在工業旅游應用中的優勢進行了初步的介紹,對于虛擬現實技術在工業旅游中更深入的應用,有待于以后的研究。隨著工業旅游的不斷發展,虛擬現實技術的進步,虛擬現實技術與工業旅游的結合必將更加緊密,推動工業旅游更加蓬勃的發展。
參考文獻:
[1] 張 潔 李同升:我國工業旅游發展的現狀與趨勢[J].西北大學報(自然科學版),2007年6月,第37卷第3期.
[2] 莫毅華:基于VRML的可視化技術在科普展教中的應用[D]:(碩士學位論文).華中科技大學,2006.
[3] 黃心淵:虛擬現實技術及應用[M].北京:北京科學出版社,1999.
[4] 方 麗:虛擬校園的研究與實現[M].西安科技大學,碩士學位論文,2007.4.
[5] 丁愛玲 周琳等.計算機圖形學.西安電子科技大學出版社,2005.7.
