虛擬現(xiàn)實技術(shù)的論文(精選6篇)
虛擬現(xiàn)實技術(shù),又稱靈境技術(shù),是90年代為科學(xué)界和工程界所關(guān)注的技術(shù)。下面時刻小編給大家搜集的關(guān)于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的科技論文,希望大家喜歡!
虛擬現(xiàn)實技術(shù)的論文 篇1
摘要:虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機技術(shù),它利用計算機生成一種模擬環(huán)境,是一種多源信息融合交互式的三維動態(tài)視景和實體行為的系統(tǒng)仿真,可借助傳感頭盔、數(shù)據(jù)手套等專業(yè)設(shè)備,讓用戶進入虛擬空間,實時感知和操作虛擬世界中的各種對象,從而通過視覺、觸覺和聽覺等獲得身臨其境的真實感受。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是仿真技術(shù)的一個重要方向,是一門富有挑戰(zhàn)性的交叉技術(shù)。
關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實技術(shù) 虛擬環(huán)境 計算機發(fā)展 新型計算機
計算機技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用方面的不斷提高使得虛擬現(xiàn)實技術(shù)也相應(yīng)同步地快速發(fā)展。尤其是計算機的發(fā)展將趨向超高速、超小型、平行處理和智能化,量子、光子、分子和納米計算機將具有感知、思考、判斷、學(xué)習(xí)及一定的自然語言能力,使計算機進入人工智能時代。這種新型計算機將推動新一輪計算技術(shù)革命,更加帶動虛擬現(xiàn)實技術(shù)的快速發(fā)展,對人類社會的發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響。
1、虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述
虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality,簡稱VR)是近年來出現(xiàn)的高新技術(shù),也稱靈境技術(shù)或人工環(huán)境。該技術(shù)集成了計算機圖形(CG)技術(shù)、計算機仿真技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)的最新發(fā)展成果,是一種由計算機技術(shù)輔助生成的高技術(shù)模擬系統(tǒng)。 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用離不開計算機技術(shù)的發(fā)展,兩者是相輔相成的關(guān)系,如果要正確認識和剖析并把握虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展,就必須深入研究計算機技術(shù)的變化與發(fā)展趨勢,這樣才能有利于我們未來更好的掌握與應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)。
2、計算機技術(shù)在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用
自從1944年世界上第一臺電子計算機誕生以來,計算機技術(shù)迅猛發(fā)展,傳統(tǒng)計算機的性能受到挑戰(zhàn),開始從基本原理上尋找計算機發(fā)展的突破口,新型計算機的研發(fā)應(yīng)運而生,計算機技術(shù)的發(fā)展將趨向超高速、超小型、并行處理和智能化。專家預(yù)計虛擬現(xiàn)實技術(shù)也會因此得到迅速發(fā)展。尤其是三維計算機圖形學(xué)技術(shù)、采用多種功能傳感器的交互式接口技術(shù)和高清晰度顯示技術(shù)在虛擬現(xiàn)實的應(yīng)用中起著重要作用。此外,智能化的超級計算機和新型高性能計算機不斷發(fā)展。這會更有利于虛擬現(xiàn)實技術(shù)方面的快速發(fā)展。虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過計算機對復(fù)雜數(shù)據(jù)進行可視化操作以及實時交互的環(huán)境。與傳統(tǒng)的計算機人-機界面(如鍵盤、鼠標(biāo)器、圖形用戶界面以及流行的Windows等)相比,虛擬現(xiàn)實無論在技術(shù)上還是思想上都有質(zhì)的飛躍。
3、虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的技術(shù)特點
3.1 虛擬現(xiàn)實有效地建立虛擬環(huán)境主要集中在兩個方面,一是虛擬環(huán)境能夠精確表示物體的狀態(tài)模型,二是環(huán)境的可視化及渲染。
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3.2 虛擬現(xiàn)實僅是計算機系統(tǒng)設(shè)置的一個近似客觀存在的環(huán)境,它是硬件、軟件和外圍設(shè)備的有機組合。
3.3 用戶可通過自身的技能以6個自由度在這個仿真環(huán)境里進行交互操作。
3.4 虛擬現(xiàn)實的關(guān)鍵是傳感技術(shù)。
3.5 虛擬現(xiàn)實離不開視覺和聽覺的新型可感知動態(tài)數(shù)據(jù)庫技術(shù),并需結(jié)合高速的動態(tài)數(shù)據(jù)庫檢索技術(shù)。
3.6 虛擬現(xiàn)實不僅是計算機圖形學(xué)或計算機成像生成的一幅畫面,更重要的是人們可以通過計算機和各種人機界面與機交互,并在精神感覺上進入環(huán)境。它需要結(jié)合人工智能,模糊邏輯和神經(jīng)元技術(shù)。
4、虛擬現(xiàn)實硬件設(shè)備與軟件技術(shù)和計算機技術(shù)的融合
在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中,硬件設(shè)備主要由3個部分組成:輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、虛擬世界生成設(shè)備。此外系統(tǒng)還需要虛擬現(xiàn)實的相關(guān)技術(shù)。
4.1 虛擬現(xiàn)實的輸入設(shè)備。有關(guān)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的輸入設(shè)備主要分為兩大類:一類是基于自然的交互設(shè)備,用于對虛擬世界信息的輸入;另一類是三維定位跟蹤設(shè)備,主要用于對輸入設(shè)備在三維空間中的位置進行判定,并送入虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中。虛擬世界與人進行自然交互的實現(xiàn)形式很多,有基于語音的、基于手的等多種形式,如數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣、三維控制器、三維掃描儀等。手是我們與外界進行物理接觸及意識表達的最主要媒介,在人機交互設(shè)備中也是如此。基于手的自然交互形式最為常見,相應(yīng)的數(shù)字化設(shè)備很多,在這類產(chǎn)品中最為常用的就是數(shù)據(jù)手套。
4.2 虛擬現(xiàn)實的輸出設(shè)備。人置身于虛擬世界中,要體會到沉浸的感覺,必須讓虛擬世界能模擬人在現(xiàn)實世界中的多種感受,如視覺、聽覺、觸覺、力覺、痛感、味覺、嗅覺等;谀壳暗募夹g(shù)水平,成熟和相對成熟的感知信息的產(chǎn)生和檢測技術(shù)僅有視覺、聽覺和觸覺(力覺)3種。感知設(shè)備的作用是將虛擬世界中各種感知信號轉(zhuǎn)變?yōu)槿怂芙邮艿亩嗤ǖ来碳ば盘,現(xiàn)在主要應(yīng)用的有基于視覺、聽覺和力覺感知的設(shè)備,基于味覺、嗅覺等的設(shè)備有待開發(fā)研究。
4.3 虛擬現(xiàn)實的生成設(shè)備。在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中,計算機是虛擬世界的主要生成設(shè)備,所以有人稱之為“虛擬現(xiàn)實引擎”,它首先創(chuàng)建出虛擬世界的場景,同時還必須實時響應(yīng)用戶各種方式的輸入。
通常虛擬世界生成設(shè)備主要分為基于高性能個人計算機、基于高性能圖形工作站、高度并行的計算機系統(tǒng)和基于分布式計算機的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)四大類。
4.4 虛擬現(xiàn)實的相關(guān)技術(shù)。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的目標(biāo)是由計算機生成虛擬世界,用戶可以與之進行視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺等全方位的交互,并且虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)能進行實時響應(yīng)。
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要實現(xiàn)這種目標(biāo),除了需要有一些專業(yè)的硬件設(shè)備外,還必須有較多的相關(guān)技術(shù)及軟件加以保證,特別是在現(xiàn)階段計算機的運行速度還達不到虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)所需要求的情況下,相關(guān)技術(shù)就顯得更加重要。虛擬現(xiàn)實的相關(guān)技術(shù)主要有立體視覺顯示技術(shù)、環(huán)境建模技術(shù)、真實感實時繪制技術(shù)、三維虛擬聲音的實現(xiàn)技術(shù)、自然交互與傳感技術(shù)等等。
4.4.1 立體視覺顯示技術(shù)。人類從客觀世界獲得的信息的80%以上來自視覺,視覺信息的獲取是人類感知外部世界、獲取信息的最主要的傳感通道,視覺通道成為多感知的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)。
在視覺顯示技術(shù)中,實現(xiàn)立體顯示技術(shù)是較為復(fù)雜與關(guān)鍵的,立體視覺顯示技術(shù)是虛擬現(xiàn)實的重要支撐技術(shù)。
4.4.2 環(huán)境建模技術(shù)。在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中,營造的虛擬環(huán)境是它的核心內(nèi)容,要建立虛擬環(huán)境,首先要建模,然后在其基礎(chǔ)上再進行實時繪制、立體顯示,形成一個虛擬的世界。虛擬環(huán)境建模的目的在于獲取實際三維環(huán)境的三維數(shù)據(jù),并根據(jù)其應(yīng)用的需要,利用獲取的三維數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的虛擬環(huán)境模型。只有設(shè)計出反映研究對象的真實有效的模型,虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)才有可信度。在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中,環(huán)境建模應(yīng)該包括有基于視覺、聽覺、觸覺、力覺、味覺等多種感覺通道的建模。但基于目前的技術(shù)水平,常見的是三維視覺建模和三維聽覺建模。而在當(dāng)前應(yīng)用中,環(huán)境建模一般主要是三維視覺建模,這方面的理論也較為成熟。
4.4.3 真實感實時繪制技術(shù)。要實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的虛擬世界,僅有立體顯示技術(shù)是遠遠不夠的,虛擬現(xiàn)實中還有真實感與實時性的要求,也就是說虛擬世界的產(chǎn)生不僅需要真實的立體感,而且虛擬世界還必須實時生成,這就必須要采用真實感實時繪制技術(shù)。所謂真實感繪制是指在計算機中重現(xiàn)真實世界場景的過程。真實感繪制的主要任務(wù)是要模擬真實物體的物理屬性,即物體的形狀、光學(xué)性質(zhì)、表面的紋理和粗糙程度,以及物體間的相對位置、遮擋關(guān)系等等。
4.4.4 三維虛擬聲音的實現(xiàn)技術(shù)。在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中加入與視覺并行的三維虛擬聲音,一方面可以在很大程度上增強用戶在虛擬世界中的沉浸感和交互性,另一方面也可以減弱大腦對于視覺的依賴性,降低沉浸感對視覺信息的要求,使用戶能從既有視覺感受又有聽覺感受的環(huán)境中獲得更多的信息。
5、總結(jié)
能看到虛擬現(xiàn)實技術(shù)對計算機技術(shù)的聯(lián)系性非常緊密,并且虛擬現(xiàn)實技術(shù)對計算機設(shè)備的應(yīng)用分類也越來越具體,越來越廣泛。相應(yīng)的計算機設(shè)備也應(yīng)用到虛擬現(xiàn)實技術(shù)的對應(yīng)環(huán)節(jié)上。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一個極具潛力的前沿研究方向,是面向21世紀(jì)的重要技術(shù)之一。它在理論,軟硬件環(huán)境的研究方面依賴于多種技術(shù)的綜合,其中有很多技術(shù)有待完善?梢灶A(yù)見,隨著技術(shù)的發(fā)展,虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其應(yīng)用會越來越廣泛。
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虛擬現(xiàn)實技術(shù)的論文 篇2
摘要:伴隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,旅游已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的一部分,旅游文化產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟增長點,已成為各地綜合競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力的基礎(chǔ)指標(biāo)和關(guān)鍵因素,傳統(tǒng)的旅游方式需要走進真實的環(huán)境中體驗旅游的樂趣,伴隨著計算機技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感技術(shù)的發(fā)展,越來越多的年輕人開始對虛擬旅游產(chǎn)生了興趣,借助移動終端設(shè)備及可穿戴設(shè)備足不出戶即可領(lǐng)略祖國的大好河山,享受虛擬旅游的樂趣。
關(guān)鍵詞:旅游資源;虛擬旅游;計算機技術(shù)
虛擬現(xiàn)實技術(shù)是綜合利用計算機、電子技術(shù)、圖像技術(shù)、傳感器技術(shù)、多媒體技術(shù)、人機交互技術(shù)及仿真技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù)發(fā)展起來的計算機領(lǐng)域的新技術(shù),是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)[1]。通過計算機圖形處理技術(shù)搭建虛擬的環(huán)境(虛擬環(huán)境與真實環(huán)境保持高度相似),讓游覽者進入虛擬場景中,并通過各種傳感設(shè)備感受虛擬場景的變化,如同游覽者在真實場景中發(fā)生的變化相同。虛擬旅游開發(fā)涉及用360°全景拍攝技術(shù)、3D建模技術(shù)、虛擬交互技術(shù)、傳感器技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等多項技術(shù),本論文是以南通狼山景區(qū)虛擬旅游系統(tǒng)開發(fā)作為案例進行論述,通過虛擬現(xiàn)實的技術(shù)將現(xiàn)實中的狼山搬到用戶的移動端以及PC端,使用戶足不出戶就可以領(lǐng)略南通狼山周邊的自然環(huán)境之美,提升了城市知名度以及影響力,該旅游系統(tǒng)的開發(fā)主要采用以下兩種技術(shù)進行開發(fā)完成的。
。1)狼山360°全景交互技術(shù)為了更好的展現(xiàn)狼山周邊的旅游資源,通過使用360°全景拍攝的方式對區(qū)域內(nèi)的旅游景點進行拍攝,拍攝時可借用常規(guī)的智能手機,沿中心點水平旋轉(zhuǎn)一周通過計算機算法將照片拼接成360°的全景照片,通過全景照片平臺上傳到互聯(lián)網(wǎng),通過社交媒體進行傳播;或者通過專業(yè)的全景相機(insta360)直接拍攝全景照片,在后臺直接生成全景交互,在社交媒體進行傳播。360度全景照片是以第一人稱視角展現(xiàn)周邊的環(huán)境及地貌,只能通過移動、旋轉(zhuǎn)、縮放畫面來觀看照片上的景物,優(yōu)點是生成的文件小,便于傳播,能夠與移動終端設(shè)備完美結(jié)合。缺點是看到的景物都是平面的2d照片,缺乏立體感。
。2)通過3d建模技術(shù),搭建虛擬的三維場景,借助unity3d程序建立交互腳本,借助傳感設(shè)備完成虛擬場景的交互。在對狼山周邊環(huán)境建模時,使用的'多邊形建模的方式,該建模方式適合不規(guī)則的模型[2]。前期采集狼山周邊的地貌特征,在三維軟件Maya制作成三維模型,其中對于狼山內(nèi)部重點區(qū)域—靜海商貿(mào)界重點制作(圖1),在制作三維模型中尤其要注意模型的數(shù)量,盡可能用少的面來表現(xiàn)更多的細節(jié)。
借助unity3d技術(shù),完成交互腳本的創(chuàng)建;將完成后的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換為通用格式—Fbx格式,除了帶有模型數(shù)據(jù)信息外,還帶有貼圖及紋理坐標(biāo)信息[3],在unity3d中直接打開Fbx模型文件,模型及紋理坐標(biāo)信息都在其中,在場景中創(chuàng)建虛擬的角色,并分別給虛擬角色添加前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等腳本命令,將場景中除地面之外的所有物體添加固定障礙物屬性,從而保障人物在場景中行走時不會穿過物體(圖2)。在場景中添加平面物體,并賦予其地形的屬性,通過Unity3d中自帶的筆刷工具對地形進行美化,讓場景更加趨于真實場景特征;向場景中添加燈光,并設(shè)置燈光的陰影屬性,場景中的物體就會出現(xiàn)陰影,通過改變燈光的屬性場景中的陰影也隨之產(chǎn)生變化;為了讓場景更加趨于真實場景,可以向燈光添加不同的腳本,從而產(chǎn)生光線的變化,例如添加耀斑效果,當(dāng)鏡頭對準(zhǔn)陽光時,就會產(chǎn)生耀斑效果;向場景中添加霧氣效果,周邊環(huán)境會產(chǎn)生虛實效果的變化,運行后發(fā)現(xiàn)角色可以在場景中自由移動,且不能穿過場景中物體。在Unity3d中,看到的畫面為實時渲染的畫面,對電腦以及顯卡的要求非常高,所以在制作虛擬現(xiàn)實場景中要保證電腦的配置高,最好是獨立顯卡。使用HTCvive設(shè)備完成可穿戴設(shè)備與場景的交互為了讓用戶能夠獲得更好的體驗,借助HTCvive的設(shè)備,完成對虛擬場景的交互,該設(shè)備采用激光定位技術(shù),配備兩個游戲手柄、兩個定位器、一臺頭顯設(shè)備,借助Steamvrplugin及ViveInputUtility軟件,完成游戲手柄、頭顯設(shè)備與場景的交互。雖然目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)在旅游方面的開發(fā)尚處于探索階段,同時也會存在一系列的問題,例如眩暈、延時等,但是伴隨著硬件技術(shù)的不斷成熟發(fā)展這些問題都終將會解決,虛擬現(xiàn)實技術(shù)必將會帶給人類全新的視聽感受。
參考文獻
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虛擬現(xiàn)實技術(shù)的論文 篇3
【摘要】物理抽象概念的表示以及理想的物理實驗環(huán)境的模擬,一直是中學(xué)物理學(xué)習(xí)中的重難點。一些抽象思維尚未完全成熟的高中生難以準(zhǔn)確地想象天體運行的規(guī)律。而虛擬現(xiàn)實以其沉浸性、交互性、想象性的特點,能夠準(zhǔn)確模擬虛擬的“理想環(huán)境”,形象地表示抽象的概念,并能讓學(xué)生與實驗對象進行交互,以解決傳統(tǒng)物理課堂中情境性、沉浸感、互動性不強的問題。本文設(shè)計、開發(fā)“三體運動”VR教學(xué)軟件,并通過在實踐中應(yīng)用該軟件,探索了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高中物理學(xué)習(xí)中的影響及效果。
【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實;VR教學(xué);高中物理;三體運動
物理是高中階段非常重要的學(xué)科,學(xué)生通過對物體運動本質(zhì)規(guī)律的參悟,會幫助其塑造辯證、科學(xué)的世界觀和人生觀[1]。但抽象的物理概念的理解,復(fù)雜的物體運動規(guī)律的參悟,理想的實驗環(huán)境的模擬一直是學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)的難點,這些虛幻游離的'力、電、磁等,往往令學(xué)生望而生畏。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展為物理教學(xué)帶來了新的機遇,恰好可以解決上述這些問題。虛擬現(xiàn)實可以創(chuàng)設(shè)逼真的三維多感官環(huán)境,同時環(huán)境還會對參與者行為產(chǎn)生相應(yīng)的反饋,應(yīng)用于教學(xué)中,可實現(xiàn)情境學(xué)習(xí)、創(chuàng)設(shè)心理沉浸感[2]。本研究聚焦高中物理重點內(nèi)容“萬有引力定律”,開發(fā)并應(yīng)用“三體運動”VR教學(xué)軟件,旨在探究VR技術(shù)在高中物理學(xué)習(xí)中的影響及效果。
VR技術(shù)在物理學(xué)科中的應(yīng)用案例
1.國外VR技術(shù)在物理學(xué)科中的應(yīng)用國外大學(xué)很早就開始關(guān)注虛擬現(xiàn)實技術(shù)在物理學(xué)科中的應(yīng)用,主要表現(xiàn)為物理虛擬實驗。美國科羅拉多大學(xué)的一個研究團隊,基于Java和VR技術(shù)研發(fā)了一套物理學(xué)科的“PhET系列互動仿真軟件”,該軟件通過虛擬實驗來幫助學(xué)生理解抽象的概念和隱含的關(guān)系[3]。該軟件以寓教于樂的方式,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。美國路易斯安那州立大學(xué)的學(xué)者,將VR和AR技術(shù)在物理教學(xué)(主要為力學(xué)、電磁學(xué)等)中的應(yīng)用模式進行了對比[4]。研究結(jié)果表明,這兩類技術(shù)均能促進教學(xué),提高學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量。此外,還有美國俄勒岡大學(xué)設(shè)計的物理實驗網(wǎng)站“VLab”,以及卡羅萊納州立大學(xué)開發(fā)的基于WEB的“探究型虛擬物理實驗室”等眾多應(yīng)用[5]。2.國內(nèi)VR技術(shù)在物理學(xué)科中的應(yīng)用與國外相比,國內(nèi)的虛擬現(xiàn)實教育應(yīng)用起步較晚,但近年來越來越受到重視。同樣,也主要集中于多媒體輔助物理實驗教學(xué)。中國科技大學(xué)人工智能與計算機應(yīng)用研究室開發(fā)出了一個“幾何光學(xué)實驗設(shè)計平臺”,該系統(tǒng)基本涵蓋了中學(xué)物理的光學(xué)實驗,學(xué)生可以通過該虛擬系統(tǒng)提供的實驗儀器,完成或練習(xí)大部分的光學(xué)實驗。西安科技大學(xué)開發(fā)了一套“通信原理仿真實驗系統(tǒng)”。該系統(tǒng)主要基于Matlab技術(shù),不僅有較強的交互性,而且操作簡單,十分人性化[5]。
運用VR技術(shù)開展高中萬有引力定律教學(xué)的實證研究
筆者開發(fā)了一款“三體運動”VR教學(xué)軟件,模擬出“萬有引力定律”章節(jié)中的實驗,對“三體運動”進行直觀的表現(xiàn),創(chuàng)設(shè)一個沉浸式的、交互性的虛擬教學(xué)環(huán)境。1.“三體運動”VR教學(xué)教具“三體運動”VR教學(xué)軟件基于C#語言、Unity3D平臺設(shè)計開發(fā),并以“智能手機+Cardboard”作為終端。通過Unity3D創(chuàng)建三個球體代表三體,為每一個球體添加了運動軌跡,并將三個球體的物理屬性設(shè)為剛性球體碰撞。以“萬有引力定律”和“牛頓第二定律”為基礎(chǔ)來模擬三個球體的相互運動。2.用戶操作使用該軟件進行實驗時,學(xué)生只需戴上CardBoard,向左便能看到導(dǎo)航界面,可以自主選擇想要觀察的場景。進入實驗場景后,學(xué)生在觀察時可以通過改變頭部位置凝視交互的方式,來改變每個球體的位置、質(zhì)量、速度等,觀察由此發(fā)生的運動改變,實現(xiàn)其與實驗內(nèi)容交互。3.實驗結(jié)果本研究選擇北京市八一中學(xué)高二年級的一個班進行實驗,共計40位學(xué)生和1位物理教師。在師生體驗了軟件后,發(fā)放問卷,并隨機抽取5名學(xué)生(3男2女)和1名教師進行訪談,收集他們對該應(yīng)用的感受及建議。通過對問卷和訪談數(shù)據(jù)的分析,主要包括學(xué)生對VR教學(xué)的已有經(jīng)驗、態(tài)度、滿意度及效果評價,得出以下結(jié)論。(1)高中生對VR的已有經(jīng)驗研究發(fā)現(xiàn),大部分學(xué)生對VR技術(shù)有一定了解,但是了解不多;大多數(shù)學(xué)生都曾經(jīng)體驗過VR產(chǎn)品,但是體驗不多。絕大多數(shù)學(xué)生沒有體驗過VR在教學(xué)中的應(yīng)用。(2)高中生對VR教學(xué)的態(tài)度學(xué)生整體上對VR教學(xué)持非常積極的態(tài)度。使用VR教學(xué)軟件前后的數(shù)據(jù)對比顯示,“三體運動”VR軟件顯著提升了學(xué)生對VR教學(xué)的興趣。有95%的學(xué)生表示愿意或非常愿意在未來教學(xué)中能應(yīng)用VR,特別是在“物理、化學(xué)、生物、地理”等學(xué)科。他們期待通過VR教學(xué)提升他們對內(nèi)容的興趣和學(xué)習(xí)積極性。(3)師生對VR教學(xué)教具的滿意度體驗過VR教學(xué)軟件后,100%的學(xué)生都對該軟件的界面設(shè)計、交互設(shè)計、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計、架構(gòu)設(shè)計表示滿意,其中75%以上的學(xué)生表示非常滿意。同時,學(xué)生們也對軟件的交互設(shè)計提出了更高的期望。(4)師生對VR教學(xué)教具效果的評價問卷和訪談數(shù)據(jù)都表明,教師和學(xué)生們都非常認可VR教學(xué)軟件的教學(xué)效果,包括:能夠創(chuàng)設(shè)生動形象的學(xué)習(xí)情境、有助于萬有引力定律的理解、有助于對空間三體運動的理解、有助于擴展物理知識、有助于提升物理學(xué)習(xí)興趣。物理教師表示,“這款軟件對于幫助學(xué)生理解天體運動和相關(guān)知識很有幫助,它很適合作為物理教學(xué)的輔助軟件”。幾乎所有學(xué)生都對這款VR教具表現(xiàn)出了濃厚的興趣,均認為該軟件創(chuàng)設(shè)了生動形象的學(xué)習(xí)情境,能夠加深他們對知識點的理解,因為它將“看不見”的東西變得直觀了。他們說,“這款軟件能夠把那些看不見、摸不著、離我們非常遙遠的東西呈現(xiàn)在我們眼前,使它們具體化了,幫助我們更深刻地理解”。
“三體運動”VR教學(xué)軟件體現(xiàn)了VR在物理學(xué)科教學(xué)中的潛力。通過本研究發(fā)現(xiàn),VR在教學(xué)中的應(yīng)用非常必要且充滿潛力,高中生有濃厚興趣;VR教學(xué)軟件在創(chuàng)設(shè)情境、提升學(xué)習(xí)興趣、促進知識理解方面存在積極有效的作用。它以其構(gòu)建學(xué)習(xí)情境、形象化抽象內(nèi)容、實現(xiàn)自然交互的優(yōu)勢,既可以用于內(nèi)容展示,又可以實現(xiàn)探究式學(xué)習(xí)[3][5],其提升學(xué)習(xí)動機、優(yōu)化學(xué)習(xí)效果的作用展現(xiàn)得淋漓盡致。物理學(xué)科需要進行大量的實驗,這意味著VR技術(shù)在物理教學(xué)中有巨大的發(fā)展空間[6],也有更多的探索之處。哪些內(nèi)容適合VR技術(shù)?如何將其融入學(xué)習(xí)活動中?如何使VR工具更便捷、更具可獲得性?這需要更多設(shè)計人員和實踐者的參與,進一步優(yōu)化其效果,并解決成本過高的問題,早日實現(xiàn)VR技術(shù)進課堂。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)的論文 篇4
摘要:近年來,利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域開發(fā)了一種新的教學(xué)模式。通過相關(guān)研究,設(shè)計與實現(xiàn)關(guān)于計算機課程教學(xué)的一些功能模塊,可以幫助學(xué)生掌握和鞏固教學(xué)中的難、重點,提高學(xué)生的自主性、積極性和創(chuàng)造性。筆者以計算機教學(xué)為例,探討基于VRP的虛擬現(xiàn)實技術(shù)在輔助計算機課堂教學(xué)中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:VRP;虛擬現(xiàn)實技術(shù);計算機教學(xué)
1引言
虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于教育領(lǐng)域中,實踐了建構(gòu)主義、情景學(xué)習(xí)的思想,可為學(xué)生提供一個逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境。提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生獲得真實的學(xué)習(xí)體驗,熟練掌握和鞏固教學(xué)中的重、難點,以取得更好的教學(xué)效果。
2虛擬現(xiàn)實技術(shù)簡介
虛擬現(xiàn)實(VirtualReality,VR)是20世紀(jì)末提出的一項多學(xué)科綜合技術(shù)。它以計算機技術(shù)為核心,通過計算機仿真,生成具有視覺、聽覺、觸覺等多種感官的逼真的三維虛擬環(huán)境。用戶可以通過專業(yè)的傳感器設(shè)備進入虛擬環(huán)境,與虛擬場景中的對象進行交互,從而獲得身臨其境的體驗,被認為是21世紀(jì)最有潛力的技術(shù)。虛擬現(xiàn)實有三種特性,即沉浸感、交互性和想象力(又稱創(chuàng)造性),使虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域具有獨特的、明顯的應(yīng)用優(yōu)勢。基于虛擬現(xiàn)實創(chuàng)建的教育和教學(xué)環(huán)境,為學(xué)習(xí)者營造了自主學(xué)習(xí)的環(huán)境,從傳統(tǒng)的“以教促學(xué)”的學(xué)習(xí)模式,轉(zhuǎn)入一個新的學(xué)習(xí)方式,學(xué)習(xí)者通過自我互動和信息環(huán)境,獲取知識和技能。但在實際教學(xué)中,有些基本概念、原理和方法是很難用實物來演示?山柚摂M現(xiàn)實技術(shù)制作三維演示程序,解決教學(xué)中的難點,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機教學(xué)中的應(yīng)用
計算機這門學(xué)科,邏輯性和實踐性較強,教材上的一些知識點學(xué)生較難理解。教師可以用VRP結(jié)合3DsMax開發(fā)制作VR課件,更好輔助課堂教學(xué)。例如《操作系統(tǒng)》這門課,內(nèi)容上更具理論性和相對抽象性。在講解進程管理中的生產(chǎn)者-消費者問題以及處理機調(diào)度中的死鎖等問題時,學(xué)生理解起來非常困難。因此,教師可以用VR課件,將動畫、聲音、圖片等表現(xiàn)形式有機結(jié)合起來,將生產(chǎn)者-消費者問題以及死鎖等問題的原理,通過動畫生動形象地展現(xiàn)出來,學(xué)生理解起來就更加容易。且老師還可以設(shè)計開發(fā)《計算機操作系統(tǒng)重難點案例解析》的VR課件,此課件不是教材內(nèi)容的堆砌,而是用來解決教材的難重點。又如在《計算機基礎(chǔ)》課程中,講解信息編碼、二進制、十進制等基本概念時,可用VR課件開發(fā)一些游戲案例。既能激發(fā)學(xué)生的興趣,又能在課件中設(shè)置相應(yīng)的問題,讓學(xué)生思考問題,培養(yǎng)學(xué)生的主動思考和解決問題的能力,并有助于培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力。再如,在講解《計算機組裝與維修》課程時,由于無法提供足夠的硬件設(shè)備來滿足學(xué)生的實驗需求,傳統(tǒng)的教學(xué)主要采用播放PPT課件的方式,給學(xué)生展示相應(yīng)的圖片和組裝流程,或通過播放組裝的視頻方式來教學(xué)。學(xué)生只能獲得感官上的認識,而實際動手操作的體會不深刻。為此,借助虛擬現(xiàn)實技術(shù),利用其創(chuàng)建的虛擬場景,可使知識更形象化、直觀化,便于理解和增強學(xué)生的實踐操作能力。學(xué)生在虛擬場景中,可進行交互學(xué)習(xí),具有較強的沉浸感和交互性,極大提高了學(xué)生實踐能力。虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)設(shè)的教學(xué)環(huán)境相對其他教學(xué)媒體創(chuàng)建的學(xué)習(xí)情境更有真實性、獨特性和優(yōu)越性。在計算機學(xué)科的理論教學(xué)和實驗教學(xué)中,可借助虛擬現(xiàn)實技術(shù),通過3DsMax軟件創(chuàng)建教學(xué)中所需的硬件模型,構(gòu)建三維模型庫,結(jié)合VRP虛擬現(xiàn)實軟件,開發(fā)出適合各門計算機課程教學(xué)的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境,能很好降低教學(xué)成本,提高教學(xué)效率。
4基于VRP的虛擬現(xiàn)實課件設(shè)計流程
4.1VR-Platform虛擬現(xiàn)實平臺
VRP是VR-Platform的簡稱,是國內(nèi)第一款自主研發(fā)的虛擬現(xiàn)實平臺軟件。該軟件實用性強、操作簡單、高度可視化,所見即所得?蓮V泛應(yīng)用于城市規(guī)劃、房產(chǎn)開發(fā)、工業(yè)仿真、文物古跡、電子商務(wù)、教育以及娛樂游戲等行業(yè)。該軟件打破了被國外軟件壟斷虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域的現(xiàn)狀。以極高的性價比獲得了國內(nèi)廣大客戶的青睞,并已成為一個國內(nèi)應(yīng)用非常廣泛的虛擬現(xiàn)實和三維制作工具。許多理工科重點院校,購買了VRP虛擬現(xiàn)實平臺及其相關(guān)產(chǎn)品(如清華大學(xué)電機系、中國傳媒大學(xué)動畫學(xué)院等),在高等學(xué)校的教學(xué)科研工作中發(fā)揮了重要作用。
4.2基于VRP的虛擬現(xiàn)實課件制作
在制作VRP作品前,必須先通過相關(guān)的三維建模軟件(如3DsMax)進行基礎(chǔ)建模,并設(shè)定對象的材質(zhì)、燈光、動畫等。大致分為以下幾步。4.2.1模型建立。大多數(shù)虛擬現(xiàn)實場景中的模型,都是由3DsMax等三維軟件制作完成。VRP對建模階段的模型沒有太多的限制,只要它符合3DsMax標(biāo)準(zhǔn)即可。但在建模時,模型數(shù)量不要太多,刪除看不見的面,對于較復(fù)雜的造型,可用貼圖或照片來表現(xiàn),以簡模原則優(yōu)化模型。4.2.2材質(zhì)和燈光設(shè)置。完成場景模型的建立之后,可為模型添加材質(zhì)。可使用標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì),也可添加紋理貼圖。具體根據(jù)所要創(chuàng)建的場景來設(shè)置。VRP對3DsMax場景中的`燈光設(shè)置也沒有特殊要求,根據(jù)需求設(shè)置合理的燈光即可。4.2.3烘焙。通過烘焙操作,可將3DsMax場景中的模型光影,以貼圖的方式導(dǎo)入VRP中,從而獲得一個真實光影效果的虛擬場景。4.2.4導(dǎo)入。VRP進行后期制作虛擬現(xiàn)實場景中的模型制作完成并經(jīng)過烘焙后,通過VrpForMax插件導(dǎo)出模型到VRP-Builder,即可在VRP-Builder中進行編輯,根據(jù)教學(xué)需求,編輯具有交互功能的VR作品。4.2.5輸出。在完成場景中所有模型的交互功能后,可運行、預(yù)覽效果,進行修改、調(diào)試,最后可編譯輸出*.EXE的可獨立執(zhí)行文件或是可網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的*.VRPIE文件。
5結(jié)語
虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。不僅適用于科學(xué)技術(shù)研究、虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境、虛擬實驗室、虛擬實訓(xùn),還可應(yīng)用于虛擬仿真校園及虛擬遠程教育等。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展和完善以及硬件設(shè)備成本的不斷降低,虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為新的教學(xué)媒體,以其強大的教學(xué)優(yōu)勢和潛力,將會逐步吸引教育工作者的關(guān)注和青睞,最終在教育領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用并發(fā)揮其重要作用。
參考文獻
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虛擬現(xiàn)實技術(shù)的論文 篇5
【摘要】
計算機技術(shù)是新世紀(jì)以來迅速崛起的技術(shù),它的快速發(fā)展極大地促進了國家經(jīng)濟的繁榮。而其中的計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種全新的綜合信息技術(shù),彌補了很多傳統(tǒng)技術(shù)的缺點,它通過和包裝設(shè)計的有機結(jié)合,從而使構(gòu)建和體驗商品包裝的虛擬世界成為可能。本文通過對計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行剖析,分析其在商品包裝設(shè)計的應(yīng)用,從而更加有效地發(fā)揮計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)的作用,最終使商品包裝設(shè)計邁向一個新臺階。
【關(guān)鍵詞】
虛擬現(xiàn)實技術(shù);包裝設(shè)計;應(yīng)用
引言
包裝技術(shù)是人類社會經(jīng)濟不斷發(fā)展過程中所衍生的一個專業(yè)技術(shù),它具有商品性和藝術(shù)性,是一門綜合性的學(xué)科。包裝設(shè)計不僅具有商品適用功能,更有美觀的藝術(shù)追求,其創(chuàng)造的產(chǎn)品是物質(zhì)和精神雙重影響下的結(jié)果,該產(chǎn)品是利用外在的物質(zhì)來體現(xiàn)內(nèi)在的精神活動的藝術(shù)創(chuàng)作。得益于計算機和多媒體技術(shù)的迅猛發(fā)展,利用計算機虛擬技術(shù)這個全新的信息技術(shù),這樣才會使構(gòu)建和體驗商品包裝的虛擬世界成為可能。將該虛擬技術(shù)應(yīng)用到商品包裝中,一方面可以使設(shè)計師充分發(fā)揮自己的設(shè)計意圖,另一方面又可以將消費者帶入到這個充滿藝術(shù)氛圍的虛擬世界中,讓消費者獲得一種嶄新的視覺體驗。人類文明在發(fā)展,科技水平也在不斷提高,人們的生活方式在不斷豐富。判斷一件商品包裝設(shè)計作品成功與否,一方面要看其是否滿足商品基本功能,更重要的是看其是否給消費者帶去愉悅的享受。如此看來,商品包裝不僅是物質(zhì)產(chǎn)品,更是精神產(chǎn)品,它是一種實現(xiàn)商品基本功能的同時又要反映人們精神活動的藝術(shù)創(chuàng)作。
1、何謂虛擬現(xiàn)實技術(shù)
人們口中的靈境技術(shù)就是指的計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù),它是一種計算機系統(tǒng),用戶可以通過它創(chuàng)建一個虛擬世界,并且可以親身體驗到這個虛擬世界的樂趣。該計算機技術(shù)的研發(fā)和利用給設(shè)計師、客戶、消費者提供一個可以方便互動的平臺,產(chǎn)生的效果更加生動逼真。計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有交互性、構(gòu)想性以及沉浸性等三大特性。近些年以來,該技術(shù)的快速發(fā)展,為我國商品包裝設(shè)計提供了堅實的技術(shù)保障。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,結(jié)合三維圖像的計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)在商品包裝設(shè)計中越來越受到設(shè)計師和客戶的青睞。應(yīng)用該技術(shù)的包裝設(shè)計主要具有以下優(yōu)點。
。1)更加逼真,相較與傳統(tǒng)的二維平面圖像,它更能全方位體現(xiàn)商品信息。
。2)沉浸感強,可以讓人有一種置身其中的感覺。
(3)制作便捷、成本低廉。
。4)電子文件形式更加便于攜帶、儲存和傳輸。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以給設(shè)計師、客戶和消費者創(chuàng)建一個便捷的三方互動平臺,使商品包裝設(shè)計產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。
2、現(xiàn)代商品包裝設(shè)計
包裝,通俗來講就是商品保護層,在商品運輸、銷售的過程中起到保護和展示作用,它最終的目的是通過特定的外在形象加工來吸引消費者達到消費的目的。因而要求包裝不僅僅要有過硬的外在保護技術(shù),以保證其中的商品不被損壞,更要具備一定的視覺沖擊效果和傳播效應(yīng),全面反映商品的信息,從而最大可能的勾起消費者的消費欲望,達到銷售商品的目的。隨著人類社會的不斷進步,人們已經(jīng)不僅僅限于物質(zhì)方面的滿足,越來越趨向?qū)駥哟蔚淖非蟆kS著社會潮流,現(xiàn)代商品包裝設(shè)計也被加入新的內(nèi)涵,不在簡簡單單的是一種物質(zhì)生產(chǎn)活動,更多的是其商品包裝本身所帶有的文化氣息、時尚品味。
3、包裝設(shè)計中所體現(xiàn)的虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用
將計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于包裝設(shè)計中是一種全新的工作理念,它的出現(xiàn)不僅使包裝設(shè)計變得更加美觀和直觀,而且還降低了制作成本,縮短了生產(chǎn)周期,進一步提高設(shè)計效率,具體分析如下。
。1)滿足消費者的個性化需求。在這個信息全球化和經(jīng)濟全球化的時代里,人們的對物質(zhì)文化的追求變得日益多樣化,消費者的需求變得越來越有個人特色,消費觀念隨著社會發(fā)展而不斷變化,那些時尚而個性的商品受到更多人的吹捧。企業(yè)為了能夠在競爭激烈的市場中獲得一杯羹,不得不把商品的包裝設(shè)計提升到企業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略新高度,對那些新興的技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣。計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)運而生,為包裝設(shè)計師創(chuàng)造了一個全新便捷的設(shè)計平臺。在整個包裝設(shè)計過程中,怎樣有效做到把握商品的命脈,這是所有包裝設(shè)計者面臨的最重要而復(fù)雜的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)在商品包裝設(shè)計中可以提供一種全新的感官體驗,這一點是傳統(tǒng)計算機技術(shù)和多媒體技術(shù)無法提供的,并且通過將計算機數(shù)字技術(shù)和計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)的有機結(jié)合,使兩者共同作用產(chǎn)生藝術(shù)成為可能。計算機虛擬技術(shù)可以充分將消費者個人的需求融入到商品包裝設(shè)計中,從而滿足客戶的多樣化需求。
。2)計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)完美詮釋商品包裝。從構(gòu)造手段來看那些應(yīng)用計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)計的包裝作品,它具有技術(shù)性,但是從可視化的角度來看,它又是具有藝術(shù)性的。商品包裝設(shè)計師通過運用計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù),可以將自己的設(shè)計意圖簡潔、新穎的體現(xiàn)出來,并將商品的適用性和藝術(shù)性進行完美地詮釋。商品包裝設(shè)計的目的是依托商品外在的形象而最大限度的`吸引消費者的目光,無限的激發(fā)他們內(nèi)心的購買欲望,從而達到將商品推銷出去的目的。在當(dāng)今的經(jīng)濟活動中,包裝已不僅僅其保護商品完整的作用了,更承擔(dān)起宣傳商品的角色,它對擴大商品的市場認可度起著舉足輕重的作用。
。3)計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以激發(fā)包裝設(shè)計者的創(chuàng)作潛能。較之其他的包裝,包裝設(shè)計不止追求外觀的時尚美觀從而吸引眼球,更潛力于通過三維視覺圖像來全方位、多層次的將商品的信息反映在消費者面前,從而使商品獲得消費市場的廣泛認可,最終提升商品的銷量。一個上層的包裝設(shè)計不僅可以推動企業(yè)的大力發(fā)展,而且很可能會新開辟一個銷售方式。商品包裝設(shè)計和計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)的有機結(jié)合,可以將空間的兩個任意形體集合進行隨意組合運算,如并集、交集、合集等,給商品包裝設(shè)計師提供多種運算結(jié)果,發(fā)掘更多的可能性,從而擴散設(shè)計師的設(shè)計思維,激發(fā)設(shè)計者的創(chuàng)作潛能,最終達到無限激發(fā)他們創(chuàng)作靈感的目的。與此同時,通過計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用還可以將設(shè)計者的設(shè)計作品更加逼真客觀的表現(xiàn)出來,這樣就可以使設(shè)計者和消費者進行思想溝通互動,如此就可以將兩者的有效建議充分融合到包裝設(shè)計中,而且還可以達到縮短商品包裝設(shè)計周期,從而降低制作成本的目的,最終將計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢最大可能的凸顯出來。
4、結(jié)語
隨著信息全球化、經(jīng)濟全球化的不斷發(fā)展,對于商品包裝設(shè)計來說,這既是一個挑戰(zhàn)也可以是一種機遇。包裝設(shè)計作為服務(wù)業(yè)中的一種新興知識性行業(yè),它融合了多學(xué)科的技術(shù),在企業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展中扮演著不可或缺的重要作用。普通大眾的消費觀念隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展已然從傳統(tǒng)物質(zhì)追求變?yōu)槿缃竦木裎幕淖非,更加注重商品包設(shè)計的人性化、個性化、時尚化,對商品的品牌服務(wù)、商品包裝、廣告宣傳和形象設(shè)計有了更高的要求。包裝設(shè)計唯有堅持以市場消費為導(dǎo)向的原則,同時具有超前的時尚嗅覺,這樣才不會被消費市場所拋棄。計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)與包裝設(shè)計的有機結(jié)合,為我們創(chuàng)造了一個有別于傳統(tǒng)媒介的全新視覺盛宴,使我們可以得到新穎的視覺享受,這是所有其他的設(shè)計手段所無法達到的。隨著計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)在包裝設(shè)計中的不斷深入應(yīng)用,在未來的日子中,它的其他它優(yōu)勢肯定會得到體現(xiàn),從而使商品包裝設(shè)計更加貼近消費者的個性需求,最終使企業(yè)在激烈的行業(yè)競爭中脫穎而出,不斷提升商品的市場份額。
參考文獻
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虛擬現(xiàn)實技術(shù)的論文 篇6
摘要:隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展, 媒體展示設(shè)計的形式與方法越來越多樣, 而Virtual reality即虛擬現(xiàn)實技術(shù)無疑是對新媒體展示技術(shù)的又一次革新, 為新媒體展示設(shè)計帶來新的技術(shù)支持, 極大地豐富了新媒體展示設(shè)計的形式, 為新媒體展示設(shè)計提升了展示效果。本文將簡要對新媒體展示設(shè)計與VR技術(shù)做一個介紹并簡單分析VR技術(shù)在新媒體展示設(shè)計中的應(yīng)用, 希望能夠?qū)R技術(shù)發(fā)展與新媒體展示設(shè)計豐富作出貢獻。
關(guān)鍵詞:VR技術(shù); 新媒體; 展示設(shè)計; 應(yīng)用研究分析;
展示設(shè)計是一項綜合藝術(shù)設(shè)計, 它包含多種學(xué)科, 運用多種技術(shù)作為支撐, 涵蓋的領(lǐng)域很廣泛。傳統(tǒng)的展示設(shè)計主要是通過實物或模型來向人們展現(xiàn)設(shè)計成果, 但是隨著時代的發(fā)展, 模型和實物已經(jīng)不能滿足展示設(shè)計發(fā)展所需要的展現(xiàn)力, 因為單純地以模型和實物作為載體的傳統(tǒng)展示設(shè)計是一種靜態(tài)展示, 對于觀眾而言比較單調(diào)、乏味, 此時VR技術(shù)的發(fā)展適時地為展示設(shè)計帶來了新的技術(shù)支持和新的展現(xiàn)方式, 幫助展示設(shè)計豐富表現(xiàn)形式, 提升展現(xiàn)力, 滿足了人們對于展示設(shè)計的諸多需求, 因此, 加強VR技術(shù)在新媒體展示設(shè)計中的應(yīng)用研究很有必要。
一、新媒體展示設(shè)計的特征
(一) 虛擬化。
隨著時代與科技的發(fā)展, 新媒體展示設(shè)計應(yīng)運而生, 它與傳統(tǒng)的展示設(shè)計相比具有諸多優(yōu)勢, 不僅能夠通過3D技術(shù)使得許多不存在的事物和想法創(chuàng)意得到展現(xiàn), 還能夠很大程度節(jié)約實物運輸、維護等成本, 可以說是一舉多得。而這種優(yōu)勢正是得益于新媒體展示設(shè)計具有虛擬化特性, 因為這種虛擬化, 設(shè)計師可以在有限的空間里展示無限的設(shè)計, 讓人們在很小的地方就能夠感受到多種感官上的體驗, 例如, 通過新媒體展示設(shè)計能夠使人們坐在座椅上就從春天的百花爛漫走到冬日的白雪皚皚, 能夠從氣勢磅礴的三峽大壩走到一覽眾山小的黃山之巔, 將四季的風(fēng)光與中國大地的魅力風(fēng)物盡收眼底, 這都是得益于新媒體展示設(shè)計的虛擬化。虛擬化的展示能夠通過VR眼鏡等多種道具的配合讓參觀者體驗電影中才會出現(xiàn)的現(xiàn)象, 當(dāng)參觀者戴上VR眼鏡, 他不僅可以與獵豹賽跑, 還可以體驗像超人一樣飛在天空的感覺, 這為參觀者帶來了更好的參觀體驗。由于新媒體展示設(shè)計具有的這種虛擬化特性, 設(shè)計師可以擺脫傳統(tǒng)設(shè)計的平面化敘事風(fēng)格, 將故事更加立體化、現(xiàn)實化地展現(xiàn)出來, 使得展示變得更加有趣, 不再空洞。
(二) 互動性。
在新媒體展示設(shè)計環(huán)境下, 參觀者的觀感是越來越受到設(shè)計師重視的一個因素, 新媒體展示設(shè)計不再是傳統(tǒng)的那種簡單將實物擺到參觀者眼前, 而是更加注重與參觀者的互動, 注重人性化設(shè)計、強調(diào)參與者體驗已經(jīng)是新媒體展示設(shè)計設(shè)計師的共識了。目前, 新媒體展示設(shè)計越來越多地轉(zhuǎn)向通過人機互動等方式來加強參觀者與展示對象之間的交流互動, 這樣的互動能夠幫助參觀者更好地體驗到設(shè)計展示對象的特點和優(yōu)勢, 更好地完成信息傳遞, 達到更好的展示效果。比如, 通過為參觀者佩戴數(shù)字化手套、頭盔和VR眼鏡等裝置可以幫助參觀者達到在月球散步的觀感, 這就是將參觀者融入展示設(shè)計之中的一大體現(xiàn), 是新媒體展示設(shè)計區(qū)別于傳統(tǒng)的媒體展示設(shè)計的一大特點, 這種互動性增強了參觀者對于展覽的體驗度, 幫助展覽達到更好的展示效果, 同時也能夠活躍展覽的氛圍, 打破傳統(tǒng)展覽那種嚴(yán)肅甚至枯燥的氛圍, 為參觀者帶來更好的觀感體驗。
(三) 沉浸感。
新媒體展示設(shè)計另一個比較顯著的特征就是沉浸感, 設(shè)計師通過對數(shù)字設(shè)備的運用能夠?qū)σ粋時空進行展現(xiàn), 讓參觀者仿佛真正置身其中, 沉浸在設(shè)計師展現(xiàn)出來的故事或環(huán)境中。比如, 現(xiàn)在利用VR技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對歷史遺跡的虛擬展現(xiàn), 讓那些已經(jīng)破敗甚至接近銷毀的歷史遺跡重新“出現(xiàn)”在參觀者眼前, 讓參觀者能夠置身其中, 體驗這些遺跡曾經(jīng)的輝煌。這就是新媒體展示設(shè)計沉浸感的體現(xiàn), 通過設(shè)計環(huán)境、人物、故事情節(jié)等將參觀者更加深入地帶進展示對象中去, 達到更好的展示效果。沉浸感是新媒體展示設(shè)計對新時代的適應(yīng), 也是對具有更高要求的'參觀者的滿足, 這種沉浸感能夠幫助參觀者真正融入進展覽中去, 體驗展覽所要傳遞的信息, 能夠極大地提升新媒體展示設(shè)計的效果。
二、VR技術(shù)
(一) VR技術(shù)的概念。
VR技術(shù)是隨著科技發(fā)展產(chǎn)生的又一大成果, 它是一項新興的高新實用項目, 主要是指通過計算機模擬出一個虛擬三維空間, 將參觀者的多種感官調(diào)動起來, 把參觀者帶入虛擬空間, 實現(xiàn)在虛擬空間像現(xiàn)實生活中一樣的交流與互動, 從而達到讓參觀者仿佛置身其中的效果, 提升展示效果。目前, 媒體展示正逐漸打破局限性, 向著更加高效便捷的方向發(fā)展, 而VR技術(shù)就是其中一種發(fā)展方向, 是在新媒體展示設(shè)計中實現(xiàn)交互藝術(shù)、增加參觀者體驗感的重要技術(shù)基礎(chǔ)。有了良好的技術(shù)支撐, 豐富的展示形式才得到了實現(xiàn)的可能, VR技術(shù)的出現(xiàn)幫助設(shè)計師實現(xiàn)了許多以前不可能實現(xiàn)的設(shè)計, 比如帶領(lǐng)參觀者體驗原本普通人無法體驗的活動或者將已經(jīng)消失的物種重新展示到人們面前加強人們對動物的關(guān)注等等。VR技術(shù)能夠運用的范圍十分廣泛, 不僅僅體現(xiàn)在新媒體展示設(shè)計上, 還可以運用到橋梁設(shè)計、機器人技術(shù)研發(fā)等諸多方面, 由此可見, 加強對VR技術(shù)與其發(fā)展方向的研究十分有必要。
(二) 特征。
VR技術(shù)主要具有交互性、沉浸感和構(gòu)想性三大特征。交互性是指VR技術(shù)能夠通過數(shù)字化設(shè)備如VR眼鏡將參觀者的動作等在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中作出反應(yīng), 產(chǎn)生一定的交互性與實時性, 這種交互性和實時性能夠極大地提升參觀者對于該虛擬現(xiàn)實環(huán)境的體驗度, 從而幫助參觀者更好地理解該設(shè)計所想要表現(xiàn)的思想。VR技術(shù)幫助參與者在虛擬現(xiàn)實中能夠做出與現(xiàn)實中一樣的動作與反應(yīng), 甚至還能夠模擬不可能在現(xiàn)實中存在的互動, 非常神奇, 同時對于很多領(lǐng)域的研究也具有參考意義。沉浸感是指通過VR技術(shù)的運用讓參觀者“真正”進入到設(shè)計師的展示中去, 將傳統(tǒng)媒體展示中以展示物為主體轉(zhuǎn)變成新媒體展示中以人為主體, 幫助參與者在虛擬現(xiàn)實中獲得真實的體驗和感受, 從而達到良好的展覽效果。構(gòu)想性是指設(shè)計師能夠通過VR技術(shù)將抽象的事物“具象”地表現(xiàn)出來, 但是并不作為控制的主體, 設(shè)計師實際上是為參觀者提供一個虛擬環(huán)境, 但是真正的體驗與參與是參觀者自身進行的活動, 簡單來說就是設(shè)計師為參觀者提供一個環(huán)境, 但是參觀者在環(huán)境中如何發(fā)揮是一個充滿參與性與形象力的過程。以上三個特點是幫助虛擬現(xiàn)實更好地為新媒體展示設(shè)計服務(wù)的基石, 缺乏了這三種條件, 新媒體展示設(shè)計的特點就很難展現(xiàn), 效果也很難實現(xiàn)。
(三) 發(fā)展前景。
隨著經(jīng)濟與科技的進步, VR技術(shù)在我國得到了迅猛的發(fā)展, 目前, VR技術(shù)及其思想在我國諸多領(lǐng)域都得到了一定的運用, 并取得了諸多成果與突破, 帶來很多行業(yè)變革, 尤其是在設(shè)計行業(yè), 虛擬現(xiàn)實的出現(xiàn)讓設(shè)計行業(yè)發(fā)生了很大的變革, 它使得藝術(shù)設(shè)計很多不可能實現(xiàn)的構(gòu)想得到展現(xiàn), 同時也打破了藝術(shù)設(shè)計材料、成本、時間、空間等諸多方面的限制, 使得藝術(shù)設(shè)計原本單一的展示方式向著多樣化、趣味性、科技化方向發(fā)展, 為藝術(shù)設(shè)計開拓了更加廣闊的空間, 促進了藝術(shù)設(shè)計行業(yè)的發(fā)展。對于博物館這樣具有龐大儲存空間與展示空間的場所來說, VR技術(shù)是一項非常實用的技術(shù), 它能夠極大地縮小展覽所需要占據(jù)的空間, 同時也能夠增強展覽的趣味性, 吸引更多的人參展, 可謂一舉多得。同時, 對于大多數(shù)展覽來說, VR技術(shù)能夠增強參觀者對于展覽對象的真實體驗獲得更加真實的感受, 將展覽想要傳遞的思想和觀念更好地傳達給參與者, 從而增強展覽的效果。在商業(yè)化的展覽上, VR技術(shù)的運用能夠更好地幫助客戶了解企業(yè)的產(chǎn)品, 由于VR技術(shù)具有交互性、沉浸感和構(gòu)想性三大特點, 客戶對于企業(yè)產(chǎn)品的感受和了解更加直觀, 這也增加了商業(yè)活動的效率, 節(jié)省了時間和成本。由此可見, VR技術(shù)在設(shè)計展覽行業(yè)的應(yīng)用范圍很廣, 作用也很顯著, 因此, 加強對VR技術(shù)的應(yīng)用研究對于促進展覽行業(yè)的發(fā)展來說很有幫助。目前我國VR技術(shù)雖然已經(jīng)取得了諸多方面的運用但是總體仍然處于起步階段, 通過層層分析我們可以發(fā)現(xiàn), VR技術(shù)在我國很多行業(yè)都有運用的價值并且能夠帶來十分顯著的變革, 尤其新媒體展示設(shè)計行業(yè), VR技術(shù)既是其發(fā)展的熱點也是其發(fā)展的必然趨勢, 有著不可估量的發(fā)展前景。
三、VR技術(shù)在新媒體展示設(shè)計中的應(yīng)用案例
我國VR技術(shù)在新媒體展示設(shè)計中的一大應(yīng)用實例不得不提2010年中國上海舉辦的世博會, 在這場世博會中設(shè)計者使用了大量的VR技術(shù)來進行展示, 比如參觀者能夠通過VR技術(shù)模擬香港人的日常生活, 而這種體驗只要通過觸摸屏幕便可以進入影像之中進行體驗, 另外, 在這場展示中, 地面采用了觸感式地面, 于是在影像中行走的參與者看到的景象會隨著步伐的改變而改變。而在這場世博會中最令人驚嘆的莫過于動態(tài)的《清明上河圖》展示, 通過VR技術(shù)讓參觀者仿佛置身真實的北宋汴梁風(fēng)情之中, 相比較觀看動畫更加真切地體會到北宋汴梁繁華的街市和人文風(fēng)情。與此同時, 在上海世博會的眾多展覽中, VR技術(shù)不僅應(yīng)用在了中國館, 在其他國家的展示上也有很多運用, 比如在意大利館就展示出了一個虛擬翻書的觸摸媒體裝置, 這種裝置與真實的書本不同, 使用者不需要真正動用手指去翻動書頁, 只需要在裝置前擺動手臂就可以進行書頁的翻動, 同時, 這個裝置能夠幫助使用者迅速找到想要閱讀的內(nèi)容。通過上海世博會我們可以看出, 目前, VR技術(shù)在展示設(shè)計中的運用已經(jīng)越來越多, 虛擬現(xiàn)實無疑是新媒體展示設(shè)計的重要發(fā)展方向。
四、總結(jié)
VR技術(shù)是近年來在我國興起的新興產(chǎn)業(yè), 雖然仍處在起步階段, 但是其在新媒體展示設(shè)計方面的應(yīng)用展示出了其巨大的潛力, 它不僅為新媒體展示設(shè)計節(jié)省了大量的時間、空間以及成本, 還為新媒體展示設(shè)計提供了更多可能性, 打破了傳統(tǒng)展示中實物帶來的局限性。盡管VR技術(shù)在我國新媒體展示設(shè)計領(lǐng)域已經(jīng)取得了很多很好的發(fā)展, 但是與部分發(fā)達國家相比, 我國VR技術(shù)還存在諸多問題, 如資金缺乏、技術(shù)落后等, 如何解決這些問題, 使VR技術(shù)在新媒體展示設(shè)計及其他行業(yè)中發(fā)揮更大的效果是目前VR技術(shù)的研究重點之一。
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