时间：2022-09-03 21:16:41
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇虚拟现实技术，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
虚拟现实(VR一Virtualreality)，又称为灵境，是一种可以创造和体验虚拟世界的计算机系统，虚拟世界是由计算机生成的，通过视、听、触觉等作用于用户，使之产生身临其境的沉浸感、交互感。虚拟现实技术实际上是包括计算机图形学、图象处理与模式识别、智能接口技术、人工智能技术、多传感器技术、语言处理与响应技术、网络技术、并行处理技术和高性能计算机系统的集合。由于“需求推动”和“技术推动”的原因，虚拟现实技术在农业脱粒机械的开发与研究中有广泛的应用，其前景十分诱人。虚拟现实技术发展较快，而且是十分活跃的技术领域之一美国、日本、英国等国的政府机构和许多大公司特别重视这方面的研究工作。
2虚拟现实技术
2.1虚拟现实技术的概念
什么是虚拟现实技术?至今为止，还没有一个确切的定义。从本质上来讲，虚拟现实技术是一种先进的以用户为核心的计算机接口。通过给用户提供诸如视、听、触觉等各种直观而又自然的实时感知交互手段，实现用户与环境直接地进行自然交互，从而达到身临其境的感知。这里所谓环境就是由计算机生成的虚拟世界。虚拟现实技术有助于减少人与计算机的隔阂，有助于人在认识问题的认识空间与计算机的处理空间趋向一致.
2.2虚拟现实技术的特征虚拟现实技术有三个最突出的特征:交互性(Interaetivity)、沉浸感(Immersion)和想象(Imagi-nation)。即所谓的三I特征。
2.2.1交互性
指用户与虚拟场景中的各种对象相互作用的能力，它是人机和谐的关键性因素。交互性包括对象的一可操作程序及用户从环境中反馈的自然程度。虚拟场景中对象依据物理定律运动。VR是自主参考系，以用户的视点变化进行虚拟交换，这个过程最重要的因素是实时性。
2.2.2沉浸感
这是VR系统的核心，使用户投人到计算机生成的虚拟场景中去，用户成为系统的一部分，有“身临其境”之感。
2.2.3想像
VR不仅仅是一个用户终端接口，而且可使用户沉浸其中获得新知识，提高感性和理性认识，从而产生新的构想。这种想像结果输入到系统中去，系统会将处理后的状态实时的显示或由传感器装置反馈给用户，如此反复，这是一个学习—创造—再学习—再创造的过程，因而可以说，VR是启发人的创造性思维的活动。
2.3虚拟现实的硬件与软件
VR系统实际就是一个计算机系统，它必需有硬件与软件的支持才能正常工作。计算机硬件包括PC、工作站和超级计算机以及各种实现视、听、触、嗅、力觉效果的输人输出设备。而软件集成了开发虚拟现实所需的模拟管理、实时描绘，目标管理，动画插人、传感器输人、纹理映射、图形显示等各种功能，提高了虚拟现实系统的开发效率。以下介绍一些常用的输人输出设备和虚拟现实开发软件。
2.3.1常用的输人设备
二维鼠标器。二维鼠标器是一个二自由度的输人设备。浮动鼠标器.浮动鼠标器在桌面上类似于上述的二维鼠标器，但当它离开桌面后，就成为一个六自由度的鼠标器。手持式操纵器。手持式操纵器包含一个位置跟踪探测器和几个按钮，专门放在手中使用。力矩球。力矩球安装在一个小型的固定平台上，可以提供六自由度的功能。数据手套.数据手套可以探测手指间的相对运动。当手运动时，手套检测这些活动，并向计算机送出电信号，这些电信号可转化为虚拟手的动作，你可以看到虚拟手随着你的真手在虚拟环境中活动。数据手套允许手去抓或推动虚拟物体。数据衣。数据衣是一种穿在参与者身上，把他的整个身体中各部位的数据输人到计算机的装置。它可以使虚拟环境的虚拟人，随参与者一起活动。语音识别。语音识别是一种很有发展前途的虚拟现实输人技术.它允许参与者对着连接计算机的拾音器说话，而不需要键盘和其他手工操作的设备输人数据。
2.3.2常用的输出设备
立体声耳机。声音可以大大增强虚拟环境中的真实程度，立体声耳机使得参与者在虚拟现实环境中有一种身临其境的感觉。立体眼镜。人的视觉在虚拟环境中起着重要的作用。为了增强虚拟环境的现实感，参与者在虚拟环境中所看到的物体和景物必须具有立体感。立体眼镜可以为参与者提供立体图像。头盔式显示器。这是一种当前比较高级的虚拟现实设备。它由一个立体图像显示器，一副立体声耳机和一个位置跟踪设备组成。位置跟踪设备用于将参与者的头部位置及运动方向告诉计算机，计算机据此调整该参与者的图像，从而使得呈现的图像更富于真实感。
2.3.3虚拟现实常用的开发软件
虚拟现实常用的图形建模软件有OPENGL、CAD、3DS一MAX等等。典型的虚拟现实软件包有MR、WTK、PROvision系统等。MR(minimalreality)是由美国Alberta大学的MarkGreen教授和他领导的开发队伍开发的用于虚拟现实环境的工具包，对于那些希望进行虚拟现实研究的机构而言，MR可以被免费使用。WTK(WorldToolKit)是由SensensCorpora-tion开发，用于虚拟环境的应用开发环境。WTK与硬件无关，可以在PC到SGI工作站上运行。而PROVision系统是由SGI公司开发的。
3虚拟现实技术在农业脱粒机械开发研究中的应用
虚拟现实技术在农业脱粒机械开发研究中主要应用于以下几个领域:
3.1虚拟制造与设计
虚拟制造系统其本质是以计算机支撑的仿真技术为前提的一个交流信息化的计算机系统，是现实制造系统在虚拟环境下的映射。把虚拟的模板显示在正加工的工件上，工人根据此模板控制代加工过程。传统生产方法是先做样机、实验、然后投人正式生产，而在虚拟现实条件下，计算机生成全部工件原形，然后对虚拟原形进行预装配，在预装配同时还能进行碰撞检测、阶段性的性能检测等，若对测试结果不满意，还可对工件设计图进行实时修改。在制造过程中，所有步骤预先在计算机上设计完成，大大减少了设计更改、错误和返工等浪费。“虚拟原形”代替“真实零部件”进行预装配提高了可靠性，节约了大量原材料。
3.2农业脱粒机械的实验仿真研究
脱粒装置是脱粒机械的核心部分，它在很大程度上决定了机器的脱粒质量与生产率，而且对分离清选也有很大影响。在就喂人量、滚筒速度、凹板栅栏间距、脱粒间隙等因素对脱尽率、破损率、夹损失率、含杂率与单位功耗等脱粒性能指标进行研究时，由于脱粒过程的复杂性、非线性，实验费用大，开发周期长，往往都先作计算机仿真实验。传统的数值仿真，其结果都是以数值、曲线表示，不直观，而且有些信息表达不出来。而采用虚拟现实技术，将其复杂的数据计算和数据处理推向后台，用户与图形打交道，通过交互方式的方法可获取仿真过程，可千预和引导计算机并最终获得计算机结果的图形、颜色、静态和动态画面，使研究者了解仿真过程和发展的趋势，理解计算机数值仿真难以“体验”的过程。同时可以提高仿真精度和仿真效率，降低对用户的操作水平.
一、新技术革新下的动画艺术发展趋势
动画作为艺术的一种表现形式，它具有特殊的文化内涵。动画艺术来源于生活，但它的艺术表现形式却又远远高于生活。动画创作中想象力和创新性是关键，动画中创造性大都是如何来体现的呢？它靠技术，然而在当前社会迅速发展的影响下，很多新型技术都进行了革新和研发，也伴随着动画行业的发展迎来一个灿烂的春天，并且在表现形式上呈现出多元化。很多动画作品不但在商业上获得了极大成功，而且其民族性、国际性、艺术性上也体现的淋漓尽致。所以说新技术的革新是动画艺术的发展趋势。
二、虚拟现实技术与动画艺术的融合之路
动画在当前社会的发展中，在形式上很多情况不能满足商业或艺术上的要求，这就要求动画技术进行革新以满足其需求。然而，虚拟现实技术就应运而生了，虚拟现实技术使动画艺术在表现形式上更广，甚至促进新兴行业的产生。例如，虚拟三维仿真动画游戏，建筑漫游交互可视化，模拟军事、工业制作互动领域。
三、模拟真实环境，实时仿真交互
模拟真实环境主要是应用在商业中，早在加拿大，就已经投入运用了，即，在商业会议中，会议中的人员都不会到场，而是在家拿出手机或是电脑，进入一个虚拟的办公环境中，大家都坐下来开会就好了。这样就大大节省了资源。在虚拟的环境中每个模型的外形，进行真实的拟合，然后通过数据转换成三维模型。比如，蓝天白云花草树木的模拟、虚拟现实主题公园真实模拟、真实的建筑场景等。
四、动画艺术与虚拟现实技术的发展
动画艺术的设计可以挖掘传统文化中的元素。传统文化经过几千年的沉淀，所留下来的优秀文化大多是符合大众口味，都有其独特的艺术形式，吸引着各自的爱好群体。虚拟现实技术随着科技的发展，也日益健壮，把动画艺术融入到虚拟现实当中，其视感、触觉可谓大为观止。建筑行业中，为了把握市场趋势，果断启用最新技术把握住了商机。虚拟现实技术甚至成了当今房地产行业综合实力的象征与标志；工业生产中，虚拟现实技术给其带来了便捷，提高了效率，更是减少了损失；在军事模拟动画中，给战士充足的现场感觉，提升了培训质量。
五、结语
虽然虚拟现实对于大部分人来说还很陌生，但是这个行业正以火箭般的速度快速发展，游戏、动漫、体验馆等各个领域都出现了一些成功的商业案例，制作VR游戏的追梦客、发掘VR动漫潜力的旨尖动漫、以及位于九州万达的9D体验馆，都在以自己的行动，将虚拟现实的魅力展示给更多的人.
作者：董建东
VR艺术是伴随着“虚拟现实时代”的来临应运而生的一种新兴而独立的艺术门类，在《虚拟现实艺术： 形而上的终极再创造》一文中，关于VR艺术有如下的定义：“以虚拟现实、增强现实等人工智能技术作为媒介手段加以运用的艺术形式，我们称之为虚拟现实艺术，简称VR艺术。该艺术形式的主要特点是超文本性和交互性。”
作为现代科技前沿的综合体现，VR艺术是通过人机界面对复杂数据进行可视化操作与交互的一种新的艺术语言形式，它吸引艺术家的重要之处，在于艺术思维与科技工具的密切交融和二者深层渗透所产生的全新的认知体验。与传统视窗操作下的新媒体艺术相比，交互性和扩展的人机对话，是VR艺术呈现其独特优势的关键所在。从整体意义上说，VR艺术是以新型人机对话为基础的交互性的艺术形式，其最大优势在于建构作品与参与者的对话，通过对话揭示意义生成的过程。
艺术家通过对VR、AR等技术的应用，可以采用更为自然的人机交互手段控制作品的形式，塑造出更具沉浸感的术环境和现实情况下不能实现的梦想，并赋予创造的过程以新的含义。如具有VR性质的交互装置系统可以设置观众穿越多重感官的交互通道以及穿越装置的过程，艺术家可以借助软件和硬件的顺畅配合来促进参与者与作品之间的沟通与反馈，创造良好的参与性和可操控性；也可以通过视频界面进行动作捕捉，储存访问者的行为片段，以保持参与者的意识增强性为基础，同步放映增强效果和重新塑造、处理过的影像；通过增强现实、混合现实等形式，将数字世界和真实世界结合在一起，观众可以通过自身动作控制投影的文本，如数据手套可以提供力的反馈，可移动的场景、360度旋转的球体空间不仅增强了作品的沉浸感，而且可以使观众进入作品的内部，操纵它、观察它的过程，甚至赋予观众参与再创造的机会。VR在医学方面的应用具有十分重要的现实意义。
在虚拟环境中，可以建立虚拟的人体模型，借助于跟踪球、HMD、感觉手套，学生可以很容易了解人体内部各器官结构，这比现有的采用教科书的方式要有效得多。Pieper及Satara等研究者在20世纪90年代初基于两个SGI工作站建立了一个虚拟外科手术训练器，用于腿部及腹部外科手术模拟。这个虚拟的环境包括虚拟的手术台与手术灯，虚拟的外科工具，虚拟的人体模型与器官等。借助于HMD及感觉手套，使用者可以对虚拟的人体模型进行手术。但该系统有待进一步改进，如需提高环境的真实感，增加网络功能，使其能同时培训多个使用者，或可在外地专家的指导下工作等。手术后果预测及改善残疾人生恬状况，乃至新型药物的研制等方面，VR技术都有十分重要的意义。
在医学院校，学生可在虚拟实验室中，进行“尸体”解剖和各种手术练习。用这项技术，由于不受标本、场地等的限制，所以培训费用大大降低。一些用于医学培训、实习和研究的虚拟现实系统，仿真程度非常高，其优越性和效果是不可估量和不可比拟的。外科医生在动手术前，通过虚拟现实技术的帮助，能在显示器上重复地模拟手术，移动人体内的器官，寻找最佳手术方案并提高熟练度。在远距离遥控外科手术，复杂手术的计划安排，手术过程的信息指导，手术后果预测及改善残疾人生活状况，乃至新药研制等方面，虚拟现实技术都能发挥十分重要的作用。
关键词 分形 虚拟现实 应用发展
中图分类号：TP391.9 文献标识码：A
1什么是分形技术
分形（Fractal）一词，是芒德布罗创造出来的，其原意具有不规则、支离破碎等意义。分形几何是一门以不规则几何形态为研究对象的几何学，由于不规则现象在自然界普遍存在，因此分形几何学又被称为描述大自然的几何学。
人类在认识世界和改造世界的活动中离不开几何学。在经典几何学中，可以用直线、圆锥、球等一类规则的形状去描述诸如车轮、道路、建筑物等人造物体。然而，在自然界中却存在这许许多多极其复杂、极不规则的形状，如海岸线、山川、河流、岩石、森林、闪电等，它们都是不规则的形状，无法用欧几里得几何来描述。因此可以运用分形技术来描述这类看似不规则的物体。
2什么是虚拟现实
所谓虚拟现实（VR，Virtual Reality）是利用计算机生成一种模拟环境，通过各种传感设备使用户直接投身于该环境之中，使用户可以用自然方式与虚拟环境进行交互操作，改变了过去人类除了亲身经历，就只能间接了解环境的模式，从而有效的扩展了自己的认知手段和领域。它是在计算机图形学，计算机仿真技术，多媒体技术以及传感技术的基础上发展起来的一门交叉技术。
由于虚拟现实技术的实时三维空间表现能力、人机交互式的操作环境以及给人带来的身临其境的感受。近年来，随着计算机硬件软件技术的发展，人们越来越认识到它的重要作用，因此虚拟现实技术在各行各业都得到了不同程度的发展。目前，虚拟现实技术主要应用于工业生产、影视娱乐、科学探索、医疗、教育培训、战争模拟、景观模拟等领域，并且会显现出越来越广阔的应用前景。
3分形的特点及在虚拟现实中的应用
分形的一大特点是自相似性，一种跨越不同尺度的对称，意味着图案的递归：图案之中套图案，在越来越小的尺度上产生细节，形成无穷无尽的精致结构。因此，分形图案不论在深度还是广度上都是无限的。另一方面，分形艺术借助计算机来进行创作，一定程度上超越了人脑的思维。因此其作品有很大的随机性和任意性，但又往往出人意料地新颖别致，奇特和多变，令人耳目一新，具有强烈的时代感。分形图形神奇美丽，变幻莫测，蕴含着科学之美。
运用分形技术，能用简单的规则实现对许多形状复杂且看似无规律的物体的模拟绘制，以便于虚拟现实中物体的构建。例如现实中的树木山川等复杂度极高的景物，如果采用以往的“暴力”构建方法，对树木的每一根树枝、每一片树叶，山川的每一处高耸、每一处低凹都进行人为手动式的绘制，不仅费时费力，而且自由度变化度极其有限，不能做到最大化的模拟现实。而运用分形技术则只需要人工构造几个规则，然后计算机会自动帮助你完成图形的绘制工作，且相比人工绘制的图形更符合现实中的景物，更具变化感和美感。
4分形技术的意义和发展空间
分形是一类形状，更是一类方法。分形理论至少可以从3个方面改变人们对世界的认识：
首先，自然界中许多不规则的形状其背后都有规则，比如山地、云层、树木和河流分布等，都可以用分形的方法建立模型，并在计算机上构建出以假乱真的景象来。显然利用这套办法，人们可以把世界压缩到几个分形规则中，以便于携带和传播。
其次，许多以前被认为是随机的现象，从分形理论的角度看并不是随机的，比如布朗运动、股票价格的波动以及传染病的流行传播等，这为人们控制这些貌似随机的现象奠定了理论基础。
最后，分形理论中的分维概念为人们认识世界中的复杂形态提供了一个新的尺度。复杂性科学是线代科学的前沿，在这门科学的研究过程中，发现了许多符合分形规则的复杂形态，而分维是测量这些形态复杂程度的一种度量，也就是说，人们找到了对复杂性做出定量分析的工具。
虽然分形技术在这些新领域的应用目前还停留在理论研究阶段，但是随着计算机科学技术的发展和完善以及人们对分形技术研究的不断深入，分形技术定会成为人类探索和认知世界中不为人知的秘密的重要手段之一，而且对人们的日常生活也将造成难以想象的影响。
参考文献
[1] 孙洪泉.分形几何及其分形插值研究[J].河北工业大学学报，2002（1）.
关键词：虚拟现实 建模技术 3dsmax教学
中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）09-0218-03
虚拟现实（Virtual ReaIity），简称VR技术。在百度百科中这样描述虚拟现实技术：虚拟现实（Virtual Reality，简称VR，又译作灵境、幻真）是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。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，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。
1、虚拟现实技术
虚拟现实的三个最突出的特征.即交互性、沉浸感和构想性。浸没感（Immersion）又称临场感，指感受者作为主角存在于虚拟环境中的真实程度的感受。交互性（Interactivity）指感受者对虚拟环境内物体的进行操作和从虚拟环境中得到反馈的自然程度（包括实时性）。构想性（Imagination）又称（想象性），强调虚拟现实技术应具有广阔的可想像空间，可拓展人类认知范围，不仅可以真实再现真实的现实环境，还可以创建出现实不存在的甚至是不可能发生的环境。
近年来随着计算机软硬件技术的飞速发展，虚拟现实技术也得到了广泛应用，主要表现在城市规划、大型工程漫游、旅游景观漫游、室内设计装修展示、房地产开发、各种虚拟展会、博物馆展示、教育培训等领域。
虚拟现实系统是由计算机生成虚拟世界，感受者与这个虚拟世界进行视觉、听觉、触觉等进行交互，同时这个虚拟世界可以进行及时相应。虚拟现实技术的关键是虚拟场景建模，即虚拟世界的构造问题，因为虚拟世界建模的好坏是产生沉浸感、真实感的关键，同时场景的复杂程度又会影响实时性，场景太过简单，实时性虽然好，但是感受者缺乏沉浸感，真实感；反之，场景逼真复杂，就会增加交互性难度，影响实时性。目前虚拟现实建模的技术主要有三种：
1.1 基于图形渲染的建模技术
基于图形渲染的建模方法是充分利用计算机图形学技术进行虚拟环境的建模和渲染。运用3dsmax软件创建虚拟场景的建模方法即属于此类。
1.2 基于图像的建模技术
基于图像的建模技术是利用照相机采集的离散图像或摄像机采集的连续视频为基础，经过图像处理生成真实的全景图像。采用这种建模技术可以实现普通计算机上的真实感图形绘制。
1.3 基于图形与图像的混合建模技术
混合建模技术将上述两种建模方法进行结合，用户与之交互的场景对象采用图形渲染的建模方法，其他场景采用图像技术建模，这样实现了构造真实感强、逼真度高、实时性好，交互方便的理想虚拟现实建模要求。
2、3dsmax的建模技术
运用3dsmax软件创建虚拟场景，是目前比较流行的做法。3dsmax是Autodesk公司的一套强大的三维建模软件，由于它是基于WinNT或Win98平台的，图形界面，方便易学，是目前个人PC上最为流行的三维建模软件之一。
3dsmax的建模技术主要有以下三种方式：
2.1 多边形建模方式
多边形建模是最为经典和传统的一种建模方式。3ds Max中的多边形建模主要有两个命令：可编辑网格（Editable Mesh）和可编辑多边形（Editable Poly），Editable Mesh方式建模兼容性好，制作的模型占用系统资源较少，运行速度比较快，在较少的面数下可以制作较复杂的模型。它原理是将多边形划分为三角面，通过推拉表面构建基本模型，最后增加平滑网格修改器，进行表面平滑，并提高模型精度。这种技法主要使用点、线、面的编辑操作，对空间控制能力要求比较高，适合创建各种复杂的模型。CHn大爱无彊 把我的最爱写成书CHn大爱无彊 把我的最爱写成书
2.2 面片建模方式
面片建模是在多边形建模方式的基础上发展而来，面片建模解决了多边形表面不易进行弹性编辑的难题，可以使用类似编辑Bezier曲线的方法来编辑曲面。它通过调整表面的控制句柄来改变面片的曲率。面片建模的原理是编辑顶点较少，使用较少的细节就能制作出光滑的物体表面。它非常适合创建生物模型。CHn大爱无彊 把我的最爱写成书
2.3 NURBS建模方式
NURBS（非均匀有理B样条曲线）是建立在数学原理的公式基础上的一种较新的建模方法。它基于控制节点调节表面曲度，自动计算表面精度，相对面片建模，NURBS可使用更少的控制点来表现相同的曲线，但由于曲面的表现是由曲面的算法来决定的。NURBS建模特别适合创建复杂的生物表面和呈流线型的工业产品的外观，如阿凡达等外星生物、流线型的高铁火车等等，而不太适合创建规则的机械或建筑模型。
3、3dsmax制作虚拟场景教学总结CHn大爱无彊 把我的最爱写成书
3dsmax软件应用领域很广，广泛应用于影视广告、工业产品设计、建筑效果表现、多媒体设计制作、游戏以及工程可视化。在我国，建筑效果图和建筑动画制作中，3dsmax的使用率更是占据了绝对的优势。根据不同行业的特点对3dsmax的掌握程度也各不相同，建筑效果表现方面，它主要表现单帧的渲染效果和环境效果，动画方面相对简单，主要是漫游动画；游戏制作中对角色动画的要求很高；影视广告、片头动画则把3DS MAX的特效功能发挥到了极致。目前，随着虚拟现实应用的广泛，3dsmax也展现出其强大的优势。运用3dsmax进行虚拟场景建模流程如图1所示：
由于虚拟现实具有交互性、实时性，因此在3dsmax中的建模要求和进行漫游动画制作、效果图制作、产品设计、片头动画制作的要求有很大不同。我校在多媒体设计专业设立了以虚拟现实为方向的3dsmax教学，由于之前本人参与过虚拟现实项目制作，因此在讲授这门3dsmax的课程比较有体会，在进行3dsmax教学过程中一定要有针对性，注意建模技法讲解，其主要表现在模型的精度上，建模的模型注意几个优化：模型个数优化、模型面数优化、场景贴图量优化。
3.1 场景模型创建
在进行虚拟场景建模讲解时，模型的尺寸、模型对齐、建面的方法都要特别注意虚拟现实的特点，主要如下：
（1）虚拟现实是要模拟一个真实世界，场景模型的尺寸需要特别注意，在3dsmax的尺寸设定中要设计合理，比如在3dsmax中创建一个边长100厘米*100厘米的大广场，导入虚拟现实中，就是一个1米*1米的小空地。
（2）尽量减少每个模型面片数量，模型的细节部分尽量使用贴图技术表现。
（3）将需要对齐的物体面和顶点进行对齐，尽量删除每一个模型中看不见的面，三角面尽量为等边三角形，不要出现细长条型，合理分布模型密度。
（4）对模型进行合理的命名和分组。
（5）尽量控制场景模型的数量，场景中的模型数量太多会给后面的工序带来很多麻烦，推荐一个完整场景中的模型数量控制在2000个以内。
3.2 场景贴图
3dsmax的材质表现丰富，可以创建出任何你能想象到的质感，但是在虚拟现实场景建模时，一般推荐3dsmax的标准材质，在贴图格式、贴图尺寸上都有一定的要求。
（1）模型的贴图一般只允许使用：jpg、bmp、tga、png、dds这个几种格式，不支持其他格式贴图。贴图的大小建议使用216*216、512*512、1024*1024的尺寸大小。
（2）透明贴图一般可以用png和tga两种格式的图像文件来表现，如虚拟现实场景中主要表现花草、树木，一般不是建模，而是通过透明贴图实现，如图2所示：
3.3 场景烘培
烘焙就是把3ds MAX中的物体表面的光影关系以贴图的方式带到虚拟现实场景中，以求真实感；相反，如果将物体不进行烘焙而直接导入到虚拟现实场景中，其效果是不真实的。
在3dsMax中进行烘焙的工具是“Rendering | Render To Texture”命令。
在对场景烘培前必须对场景进行渲染，并对渲染效果满意，这样才进行场景的烘焙。其操作步骤如下：
（1）在3dsMax中，选择需要烘焙的模型。
（2）单击【Rendering 】|【Render To Texture】，随后便会弹出Render To Textures对话框。
（3）依次按照图3所示的参数进行设置，图中提示部分是必须设置的，其他为默认参数，设置完毕后点击Render开始烘焙（如图3）。
3.4 将模型和制作的动画导出
根据虚拟现实制作软件的不同，将模型、动画导出。
4、结语
面向虚拟现实的3dsmax教学，不能简单地进行讲解3dsmax命令，一定要面向虚拟现实的工作流程，以项目化案例式教学模式为主导，将理论与实践相紧密结合，贯穿“学中做，做中学”的教学方法，让学生迅速掌握3dsmax软件，快速准确创建虚拟现实场景，成为企业需要的虚拟现实建模人才。
参考文献
[1] 刘向铜，熊助国，曹秋香.基于3Dmax的虚拟现实的建立过程的探讨[J].西部探矿工程，2009年02期.
[2] 王正盛，陈征.VRP10/3dsMax虚拟现实制作技能实训教程[M].北京：科学出版，2010.
关键词 虚拟 教学 应用
中图分类号：U463.03 文献标识码：A
1虚拟现实技术运用于教学领域的现实意义
如果说在上世纪虚拟现实技术基本上还是处于研究阶段，那么本世纪就是虚拟现实技术被广泛运用的世纪。随着计算机、信息、网络等相关技术的飞速发展，在一定程度上加快了虚拟现实技术的实际运用步伐，也使得该技术在教育教学领域发挥着越来越重要的作用。虚拟现实技术作为一种新兴的实用型技术正主导着教育领域的一场新的革命。
（1）虚拟现实技术开创了全新的学习场景――彻底打破了空间、时间的限制。利用虚拟现实技术，学生可以进入物体的内部进行观察，如学生可以进入虚拟的分子、原子、航天工作站等内部，观察物体内部的情况。
（2）虚拟现实技术提供了崭新的教学手段――即构建实物虚化、虚物实化的方法。通过虚拟现实、计算机、网络等技术的综合运用，可在课堂和实验室中展现在传统的教学模式中无法实现的教学过程。
（3）虚拟现实技术改变了传统的学习方式――开创了一个开放性的网上探索学习模式。
（4）虚拟现实技术丰富了课堂教学内容――展示出全方位、多角度的教学内容。
（5）虚拟现实技术节约了教学成本――开展虚拟实验，进行虚拟生产。
2虚拟现实技术在汽车专业教学中的优势
虚拟现实技术运用于汽车专业教学是该技术在教育领域的具体运用，时间不长，并且遇到的问题也不少，但并不能阻止人们对它的喜爱，无论是教育者还是受教育的一方，在对待虚拟现实技术的态度上都非常默契地保持了一致。
虚拟现实技术在汽车专业教学中有以下优势：
（1）弥补了教学条件的不足。在汽车专业教学中，由于实验设备、实验场地、教学经费等方面的原因，而使一些应该开设的教学实验无法进行。利用虚拟现实系统，可以弥补这些方面的不足，在虚拟实验室里学生可以做各种各样的实验，并获得与真实实验一样的体会，从而丰富感性认识，加深对教学内容的理解。虚拟现实技术进入教育领域将有助于解决高等院校设备不足、型号落后、难以及时更新换代的困难，必将带来教学环境的重大变革。
（2）激发学生的学习兴趣，有利于学生能力的培养。传统的教学手段在一般情况下很难激发学生的学习兴趣，因而影响课堂教学效果。虚拟现实是借助于计算机生成逼真的汽车零部件、发动机、整车实体，学习的内容不抽象，不枯燥，从而取得最佳的学习效果。虚拟的物体空间结构能培养学生的想象能力和动手能力，有助于培养具有创新意识和创新能力的人才。
（3）促进学生从感性认识上升到理性认识。虚拟现实技术能够为学生提供生动、逼真的学习环境。比如在讲自动变速器油液流向时，以前即使有实物也不能看到油液的流向，现在可以通过虚拟现实技术，把油液流向形象地表现出来，学生在学习的过程当中可以直观的看到，学生的理解也就从感性认识上升到理性认识了。
3虚拟现实技术在汽车专业教学中的具体运用
（1）虚拟驾驶技术是虚拟现实技术在汽车驾驶训练中的具体运用。虚拟现实技术模拟汽车驾驶的运行环境和操作效果，模拟系统的图形部分是由计算机实时形成的，在视频上看到的道路、车辆、行人、建筑物和交通标志等均是随着驾驶过程的变化而不断实时变化的，如同驾驶真车一样，有身临其境的感觉。利用虚拟现实技术的经济性、安全性及逼真性等特点，对学生进行交通、驾驶知识的训练和驾驶技能的锻炼，以代替驾驶前期的实车驾驶训练，能有效减少学生的培训时间，降低驾驶初期的危险性，并快速提高学生的驾驶技能。
（2）虚拟汽车造型是虚拟现实技术在汽车构造教学中的具体运用。通过虚拟现实技术事先建立逼真的汽车模型，教师在讲授汽车构造时，学生可以方便地从各个角度观察汽车车身与发动机的结构，随时解剖任何他想要观察的部位，对零部件进行随意放大或缩小。理论知识与实践通过虚拟现实技术实现了一体化，将大大提高学习的效率。
（3）虚拟汽车故障是虚拟现实技术在汽车故障与维修课程中的具体运用。如在学习“起动机控制电路故障排除”这部分内容时，利用虚拟现实技术创建一个逼真的起动机及其控制电路，并设置故障点，学生可以根据三维电路查找故障，采用顺藤摸瓜的方式找到相对应的故障所在，然后对故障点进行虚拟处理，起动机恢复原有的性能。通过虚拟现实技术可以对所有部件的特定部位设置故障点，通过反复练习，学生可获得丰富的维修经验。由于虚拟的故障训练系统无任何危险，学生可以任意进行探索性操作，可提高学生的创造性。
[关键字] 城市规划；虚拟现实技术；应用
前言
随着在城市规划中多媒体动态需求的不断增加，虚拟现实的操作环境能够带给人们身临其境的感觉，形成逼真的现场效果，从视觉、听觉、触觉全方位进行体验，此外还可以通过各种互动方式进行交互操作。因此，虚拟现实技术的应用带给我们更多的跨学科技术的融合，城市规划中采用虚拟现实技术，不仅可以直观的展示城市建筑，同时也可以通过使用者的操作得到很好的直接反馈。
2、什么是虚拟现实技术？
虚拟现实技术简称VR，是virtual reality的缩写，又称灵境技术，是依托于计算机技术来实现的高级人机互动界面。虚拟现实技术所涉及的学科广泛，并不是一门单一的技术而是综合了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、传感器技术、人工智能技术、计算机网络技术等等，同时涉及心理学、生理学、认知科学、信息科学等多门学科的综合性新兴科学。可以通过模拟人的视觉、听觉、触觉等感官反映，来使人进入计算机生成的虚拟环境中，并与计算机形成互动，通过语言、手势等方式进行人机交流，创造一个多维的信息空间，其应用前景十分广阔，已经成为近几年来飞速发展的重要学科。虚拟现实技术与多媒体技术、可视化技术的根本区别在于“沉浸”，即要求该技术能够使用户沉浸在虚拟环境中，具有立体的视觉效果、逼真的听觉与真实的触觉感，而不仅仅是停留在对模型的观察上，仿佛构建了一个虚拟的思维空间，能够使用户全方位的体验数字化构建的仿真环境。因此，传感器技术是虚拟现实技术中重要的构成部分，这样才能够使人们更加真实的投入和参与到信息处理的环境中，能够从力学、生物学等方面做出对用户行为的逼真反应。
3、虚拟现实技术的应用领域
虚拟现实技术的兴起引起了各领域的广泛关注，其应用前景与科学价值也逐步得到认可，其中涉及军事、教育、工程、建筑、医学等各个领域。虚拟现实技术的早期实验起源于MIT，最早是开发军事作战的虚拟环境，用于模拟战场的各种突发状况的变化等，由美国国防部出资资助进行开发实验。随着这项技术的逐步成熟，开始由军事领域向民用领域逐步转变，应用范围不断扩大，著名的飞机制造商波音公司就曾经用虚拟现实技术成功的设计了波音747的座舱。此外，在英国人们研制了基于虚拟现实技术的解剖模拟器，可供外科医生进行模拟解剖练习。而对于我们日常生活中所接触到的，莫过于各类科幻电影中的应用，例如“侏罗纪公园”就大胆的应用了该项技术，给人们耳目一新的视觉冲击感。在建筑领域中，人们可以通过逼真的行走方式，徜徉在虚拟的建筑中，感受环境、街道，甚至是进入建筑内部，对其内部结构进行观察等。
4、虚拟现实技术在城市规划中的应用
随着人们对城市建设与生态建设重视程度的不断增加，虚拟现实技术也同样被应用于城市规划的虚拟和城市生态的虚拟中，甚至参与生态改造等虚拟性的实验中，在城市规划领域发挥着不可替代的重要作用。
4、1虚拟城市规划及建筑设计
城市规划是一个城市可持续发展的重要基础，从城市的建筑布局到街道设计、景观安置等等，如果不进行反复论证从而得出合理的、详细的规划图纸，是很难保证城市建设的远期效果的。利用虚拟现实技术，可以进行旧城区的改造实验，用来评价各城市设计、规划方案的合理性，将城市的街道、建筑物、景观等结合起来，特别是对于高层建筑的美学功能也能够进行充分的论证。此外，街道绿化的景观效果，四季的植物色彩变化和搭配等等，都可以通过虚拟现实技术来给出重要的参考依据。在建筑设计方面，建筑空间的合理性也同样可以依靠虚拟现实技术来反应出来，从用户身临其境的反映可以得出最直接的反馈，对建筑的功能与空间布局给出合理的结论。在城市整体规划的大背景下，建筑的空间感与周围景观的结合程度，都可以依靠虚拟现实技术给出的反馈来得到解决。
4、2街区重建与小区规划
城市是由多个细化的街区与居民生活的小区构成的，因此，城市规划既是全局行为也是局部行为。虚拟现实技术可以将街区改造设计进行模拟，显示该地区内的街道重建结构与道路的功能性，该项技术特别是在一些地震重建城市将得到更有价值的应用。修复损毁道路、重建街区功能使城市的街区与城市整体结构紧密契合，将是虚拟现实技术在城市规划中的典型应用。对于居民小区规划不仅要考虑到周边的交通，同时也要充分考虑到自然环境的影响，小区与周边的协调性等等，将拟建的小区虚拟模型放置在完成的周边环境中进行综合评价，将大大提高小区公共设施的利用价值与绿化的景观价值与整体布局的合理性。应用虚拟现实技术，可以将街区改造与小区建设的效率性进行提升，从而构成城市规划的整体布局的完整性。
5、结语
虚拟现实技术借助三维的虚拟模型可以实现我们模拟建设的重要功能，特别是在城市规划方面，既能够满足城市的建设的整体需求，同时也为设计者提供了可靠的设计依据。通过仿真技术等高新技术手段，不断完善虚拟现实技术的同时，也使得这门技术的应用范围不断扩大，对于城市规划方案的甄选，越完善的模拟效果越能够呈现出整个城市的功能与景观的协调效果，从而使这项技术得到长足的发展，是城市的生命力得到提升。
关键词：虚拟现实技术；艺术设计；创新；变革
就在30年以前，设计师们还在用纸和笔进行创作，无论是广告插画，还是工业制图，都离不开尺子、铅笔和纸张。然而，个人计算机普及后，电脑迅速替代了之前的作画工具。在短短的几年内，就已经很少再看到设计师使用传统的纸和笔绘图了，这可以说是设计界的一场革命。现在，一场全新的革命风暴正在酝酿，得益于虚拟现实技术所取得的突破性进展，也许在不远的将来，设计师们就将打破电脑屏幕的限制，进入亦真亦幻的虚拟世界绘图了。虚拟现实（Virtual…Reality，简称VR）是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，通过对视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身临其境一般，可以实时地观察虚拟空间内的事物并与之进行一定的交互。广义的虚拟现实还包括增强现实（Augmented…Reality，简称AR）和混合现实（Mix…Reality，简称MR）。对虚拟现实的研究和开发源于20世纪60年代，得益于计算机图形学、人机接口技术、图像处理与模式识别、多传感技术、语音处理与音响技术、高性能计算机系统、人工智能等领域的长足发展，为虚拟现实技术的爆发打下了坚实的基础。现在，虚拟现实技术正逐渐走出实验室，进入市场，而艺术设计正是和计算机紧密结合的一个领域，因此可以预见，虚拟现实技术必然对设计界产生巨大的、革命性的影响。这是虚拟现实技术为设计界带来的一次变革，这场变革不同于以往的地方在于，它带来的不仅仅是技术上的变革，更是设计思想上的全面革新。
1设计工具的智能化
得益于人工智能的发展，设计工具将变得越来越智能化，这是必然的趋势。而虚拟现实正是基于人工智能的支持才能更好地实现，因此设计师们会发现，设计工具的开发者将会更倾向于将工具转变为智能助手。设计师手中的创作工具不再仅仅是简单地将设计师的想法“绘制”出来，而是会模拟出设计师所设计的产品将要应用的环境，并通过人工智能来判断这些设计应用在真实环境中是否合理，借此向设计师提供更合理的建议。除此之外，客户也将深度参与到设计的过程中来。不同于以往的设计产品必须交付之后才能进行测试和反馈，在虚拟现实技术的帮助下，客户可以在设计师设计的过程中实时模拟各种测试环境来检验设计，并及时与设计师进行沟通，提出意见。这将会极大地提升设计效率，降低设计的失误。对于一些需要生产样品的设计，同样可以借助虚拟现实的帮助，在设计完成后，“生产”出虚拟的样品，并邀请用户在虚拟的环境中进行体验和使用，如果发现问题，可以马上调整设计。这将极大地节约设计成本，包括经济成本和时间成本。
2打破空间对设计师的限制
虚拟现实技术将打破空间对设计师的限制，设计师的视野将从电脑屏幕扩展至整个周围的空间。我们可以完全虚拟出一个时空，在虚拟的世界构建自己的作品。比如，当我们需要设计一套古代服装时，设计师可以借助虚拟现实设备在工作场所虚拟一个相对应的古代场景，并让虚拟的模特“穿”上这套服装在该场景中进行展示，这种沉浸式的设计体验将帮助设计师更好地把握设计的时代感，提高设计的准确度。除此之外，我们还可以基于周围的真实环境，在真实空间中绘制虚拟的作品，比如在设计师的工作台上使用虚拟现实设计工具创作一辆迷你赛车，工作台就是它的赛车场，它能和工作台上真实存在的物品进行互动，并在行驶中绕开这些真实的障碍。这也就意味着，设计师将从二维的平面中解放出来，真正进入三维的空间进行创作。这里需要注意的是，我们目前所谓的“三维”图像，实际上仍然是显示在各种设备屏幕上的平面图像，并非能够从任意角度观察的真正的三维图像。通过维度的提升，将使得设计师的视角更加自由，能够从以往无法想象的视角去审视自己设计的作品。
3设计思维的改变
传统的设计要求设计师们凭借自身的经验去理解设计需求，也就是说，当客户提出的设计需求涉及设计师陌生的领域时，就会对设计师造成很大的困扰。比如，一名建筑设计师在设计建筑方面非常在行，但当一名电影导演要求他为某部科幻电影设计一座火星基地时，他可能就会感到非常棘手，因为他并没有到过火星，无法实地观察火星的地貌环境。此时，借助虚拟现实技术，这名设计师就可以通过相关设备进入虚拟的火星表面，全方位地观察和体验。而且，这个虚拟的火星表面是由专业的宇宙空间研究机构提供的数据搭建而成的。从这个角度来看，我们就会发现，通过虚拟现实技术，设计师的整个设计思维将会产生极大的变化，他们将彻底地换位思考，不再完全从设计师的角度出发，而是可以进入客户的角度，在虚拟的环境中感受客户的需求。这种变化将引起设计思想的革命——真正从客户、从需求的角度出发进行设计，而不是凭借自身对客户需求的有限理解来设计。
4设计师培养方式的变革
【关键词】虚拟现实，建筑施工，应用
中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
随着信息技术变革对现代社会带来了巨大的冲击和影响，针对建筑施工这一领域，如何加快施工生产的信息化是改造和提升传统建筑业、促使施工生产进步与发展的方向。研究和开发土木工程施工技术的数字化和集成化，可促进我国建筑业的发展，改造和提升建筑业的生产水平。特别是虚拟现实所衍生的虚拟建筑技术的诞生，促使建筑业发生着根本性的变革。
二、虚拟现实技术概述
所谓虚拟现实是20世纪90年代以来在美国兴起的一门崭新的综合性信息技术、它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、人工智能、人机接 口技术、传感器技术、高度并行的实时计算技术及人的行为学研究等多项关键信息技术, 是这些技术高层次的集成和渗透, 并以模拟方式为用户创造了一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维图像世界, 给用户以视、听、触、嗅等感知行为的逼真体验, 为人们探索宏观世界和微观世界中由于种种原因而不便直接观察的事物的运动变化规律, 提供了极大的便利。虚拟现实技术具有以下几个明显的特征:动态性、系统性、分布性、交互性、实时性、一致性、可信性、直观性。
三、虚拟现实技术在建筑施工中的应用
1、在培训中的应用
在虚拟环境中对施工人员进行培训,能有效地保证复杂结构施工安全高效.另外,现代新型的结构形式,结构的最终受力状态和结构的施工安装过程有密切关系,建筑结构施工中前往往要对施工方案进行受力状态复核，如在预应力空间结构中,索的张拉次序及张拉力对结构最终成形的受力状态及使用状态都影响巨大,施工阶段的内力复核非常必要，基于计算机仿真技术的虚拟现实技术可以很好的解决这个问题,在施工过程计算中,可以针对不同的施工阶段,不同的边界条件,适时的修改结构的内力计算条件,动态的跟踪观察复杂结构在施工阶段的内力及变形状态,为结构的成形安装和最终使用状态下结构的受力安全提供保障，上海海湾国家森林公园内茶长厅钢结构设计及钢构件的安装均是钢结构施工中在虚拟施工上的一个成功尝试,另外园中超过24米跨度的2摊拱桥施工,更是验证了虚拟现实技术在工程实践中的运用.在工程施工中其工作主要包括三部分:
首先，钢结构施工方案及其优化。
其次，桅杆起重机和钢构件内力及焊接变形分析。
最后，建筑外观与公园景观的虚拟漫游。即在建筑物建成之前,虚拟显现建筑物建成后周围的环境,获得直观的视觉效果.该项目的开发研究为虚拟施工的应用提供了重要经验，在大跨度结构施工中,由虚拟现实技术构造的虚拟施工环境,可以虚拟大跨度钢结构工程施工的全过程,技术人员可以通过该虚拟施工环境对施工方案进行验证，在茶餐厅钢构架的建设中,通过虚拟现实技术真实地反映了这座六边形,室内空间超过30米的宝塔形钢结构在各施工阶段中各结构节点的内力情况,对工程建设的施工方案，施工流程起到指导性的作用。
综上所述,虚拟现实技术己基本应用到建筑产业链的全过程,从规划构思、方案可行性研究、建筑设计、结构设计、施工管理和施工方案制定等全过程,虚拟现实技术都发挥了巨大的作用,并取得了一些成就,虚拟现实技术是一项高尖端技术,它还有很多不完善的地方，但是虚拟现实技术在建筑业中有着广阔的应用前景,它将改变人们的传统理念,带给工程界一个崭新的天地。
2、在设计中的应用
虚拟现实施工方案设计是利用虚拟现实技术构造一个虚拟施工环境, 在此虚拟环境中 , 建立围场景、结构构件及机械设备等的三维CAD 模型和有限元模型, 形成基于计算机的具有一定功能的仿真系统, 让系统中的模型具有动态性能, 并对系统中的模型进行虚拟装配, 根据虚拟装配的结果, 在人机交互的可视化环境中对施工方案进行修改。沉浸性和交互性是虚拟现实系统关键的两个特性, 这两个特性充分反映了建筑施工方案设计在人机关系上的基本特征, 它们充分反映了设计者的主导作用: 从过去只能在计算结束后查看计算结果, 到能沉浸到虚拟现实的环境中参与整个计算过程; 由过去的经验、静态和类比设计转向动态优化设计。在虚拟现实的环境中进行建筑施工方案的分析和设计时,设计人员能对可视化的虚拟模型进行适时修改, 从而优化施工方案。
（一）搭建用户与设计者的交流平台
当设计者根据用户最初提供的需求确定设计方案时，设计者往往确定一个方案与用户进行交流、确认。通过传统的介绍虽然也能使用户了解到，但由于设计者的表达能力和客户最专业知识的认知程度不同，交流的过程可能会出现很多问题。然而设计者可以通过虚拟现实技术，展示给用户一个虚拟的施工方案进行过程，以及施工过程中出现的问题都将呈现给用户。用户可以根据现象来告诉给设计者方案与自己的需求之间是否吻合，哪里需要改进。这样，通过虚拟建造技术给用户和设计者搭建了一个非常直观的交流，省去了其中很多不必要的中间环节，使得用户能更好的提出设计需求，设计者能够更加明确用户需求而建立其需要的设计方案。
（二）设计者的方案的自我修正
在实际的方案制定的过程中，设计者往往根据自己的经验来确定施工方案，然而，对于一些高难度的或者从未涉及的领域来说，经验往往会付出很高的代价。有些设计者根据自身自己能够估计到的问题进行考虑，然而往往现实总是与设计者所估计的有偏差，而这其中的偏差大小取决于设计者的水平。为此，设计者往往考虑到所有可能的问题，根据经验和运算来使自己的设计能够和实际更加接近。但是，正是由于建筑施工中使用传统的方式进行设计，使得很多方案在实际的操作过程中遇到问题，施工人员将问题反馈给设计者，设计者此时根据施工的现状对方案进行调整。虽然大多都能完成施工任务，但在此过程中所浪费的人力、物力、时间等问题确是十分巨大的。因此，通过虚拟建造技术，设计者可以在计算机上模拟出施工中可能出现的问题，进而对施工方案进行考察，从而使得设计者对自己的设计方案进行自我修正，达到设计者能够更好的确定施工方案的目的。
3、虚拟现实在建筑施工安全工程中的应用
（1）首先可以用在评价施工安全价值工程中。在施工过程中出现危险事故的原因主要有人的不安全行为、物的不安全状态、环境隐患和组织管理不力等。可以根据这四个因素的重要程度进行各个方面的安全价值分析，指定不同的安全方案。可以达到资金与安全程度的最大优化。
（2）各种施工设备的操作训练。尤其是某些重要工程中要采用先进的特种设备，而这些设备是不允许出现失误且需要不断反复的操作训练。即使一般的起重机、挖掘机、塔吊也需要熟练的操作，还有混凝土搅拌站等等。采用虚拟现实技术开发相应的设备模型用户通过各种传感及输入装置与虚拟场景的交互，使之通过虚拟的设备得到“真实”地训练。还可以观察操作过程中存在那些不规范的操作，可以提前改正，还可以观察～些设备的操作隐患。以此好采取相应的措施预防和加强。
(3）可以进行按事故过程模拟。有经验的工程师了解工程当中那些部位容易出现隐患，那些部位容易发生事故。比如爆炸、坍塌、坠落、交通事故等。利用虚拟现实技术可协助建立安全事故发生过程三维动态仿真模型，为以后类似的事故的分析、职工安全教育停工有力的工具支撑。
四、结束语
以上就是本人结合多年的实践经验和理论知识，对建筑施工过程中，虚拟现实技术的应用及作用做的浅要分析，希望可以为广大施工技术人员提供一些建议，从而促进我国建筑虚拟现实技术的飞跃发展。
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关键词：虚拟现实技术；模拟；视传方向；真实场景
中图分类号：TP391.9
近年来，随着计算机领域的发展、PC的计算功能越发强大，模拟现实的技术应运而生――虚拟现实技术，虚拟现实技术采用计算机模拟现实场景的模式，通过创建一些虚拟的环境，包括山、树、虚拟实体等，通过逼近现实的场景，将现实世界中的场景形似地再现出来，使得观看虚拟场景的人，能够更加轻松地的获得所描述问题的背景以及分析的问题。随着计算机处理能力的增强，虚拟现实技术已经逐渐地应用于各种工况下，具体的如交通事故的再现，经常在视频上可看见虚拟场景的描述，使得事故过程清晰可见。虚拟实现技术一种体验虚拟世界的计算系统，使人的感觉彷佛看到真实的过程一样，能够从视觉、听觉、触觉上真正身临其境地感知虚拟环境，达到人机交互、虚拟再现的功能。虚拟现实技术是现代高科技、智能产品的结晶，通过计算机的模拟与建模，通过纹理特征的匹配，更加地符合人们的审美观。本文基于虚拟现实技术在视传方向的应用分析，全面而系统地分析虚拟技术的应用以及情景。
1 虚拟现实技术特点
虚拟现实技术是一种采用计算机模拟的一种视觉效果技术，虚拟现实技术通过模拟已经发生的事件、正在运行的事件、预测要发生的事件等。虚拟现实技术具有很大的可调整型，可根据人的先验知识点，逐渐完成一系列虚拟场景中的事件发生经过，让观众觉得真实，具有一定的可靠性。虚拟现实技术已经广泛应用于军事上、交通部门事故回放、机车运行监控等一系列高科技应用领域，因此虚拟现实技术在未来很长一段时间将具有极大的应用前景。虚拟现实技术的三大要素主要为“沉浸”、“交互”和“构想”。对于“沉浸”而言，“沉浸”的目的是使用户尽可能的沉浸在虚拟现实技术模拟的三维场景中，让用户有着身临其境的感觉，增加虚拟现实场景的真实性，从而提高虚拟现实场景的质量。“交互”则是指的是虚拟现实技术应用于构建的虚拟场景，具有可控性，例如列车通行在高速铁路上，轨道的切换、运行的速度、运行的线路的选择等等。例如现在MATALB软件提供一种vrworld的模拟，场景的物体通过三维软件构件虚拟实体，通过编程的方式控制虚拟场景的物体的运动，因此，“交互”特点越来越引起人们的关注。“构想”这一点有时候可以用到，有时候则不需要用到，对于事故现场的再现，用户只需要了解事件发生的经过，因此也许不需要“构想”，而在军事领域则需要士兵通过对不同地形进行作战演练，构想各种障碍物等，营造更加逼真的场景，从而提高模拟演练水平。总之，虚拟现实技术就是通过先进计算机技术（现有的专业软件），利用高科技术将现实中的一些场景或者过程，制作成客观的虚拟环境，给人们以触、听、视觉上的感受。所以，用户在对虚拟现实技术尽心应用的时候，常常会产生一些跟现实世界类似的意识或幻觉，让用户真正从嗅觉、触觉等多个感官上了解虚拟世界的情境和事物，让人们沉浸在虚拟情境之中。
虚拟现实技术是高科技的结晶，它使计算机图形学的应用更加具有可操作性，用户根据需要可进行相关渲染，虚拟现实技术包括图形学、图像处理、网络技术、模式识别等一系列人工智能技术，结合气象、地质、心理学、美学的角度出发，采用一系列智能方法，使得虚拟现实场景更加地为观众所吸引。
2 视景仿真中的虚拟现实技术
虚拟现实技术应用的领域极其广泛，在计算机通信领域应用在BCGcentrex、centrex的业务系统，IP网络的数据网，呼叫中心等，使得用户可以在逻辑上建立起有关业务数据的获取，采用虚拟内存和虚拟主机的通信，完成虚拟现实技术的应用。例如虚拟呼叫中心为企业和客户提供一个个性化的服务平台，能够有效提升客户和企业之间的沟通和信息交流服务，提供更加专业化的服务。
虚拟现实技术在视觉仿真过程中，能够实现建模技术和视点控制的高度化结合，通过现有的Maya、Softimage XSI、Houdini、3DS max、Lightware 3D以及MUltigen Creator等三维建模工具，通过三维建模软件以及三维软件自带工具包中物理场景的调用，用户可实现快速的建模仿真设计，通过修饰其纹理特征，导出相应的开发模型。三维建模包括几何建模和形象建模。几何建模是整个虚拟现实场景的一个大的工作部分，对于大型的虚拟场景绘制，则采用MUltigen Creator软件可实现虚拟现实的快速刻画，得到一个非常接近于实际物理模型的所需几何模型。形象建模则是根据几何模型，进行相关的修饰，包括几何模型的纹理、材质、光照等特征，也是虚拟现实技术应用的一个重要组成部分，虚拟现实技术逼真地再现实际场景，从而在视传方向，引起观众的注意，从而达到满意的效果。对于形象建模，主要有四种纹理修饰方法：投影式贴图、立体式贴图、球体式贴图以及柱体式贴图，其中投影式贴图在虚拟现实场景中应用最广泛，投影式贴图可以满足多个角度进行渲染。
对于虚拟现实技术的视点控制，在视传方向上的控制，如果视点方向不合适，那么很难再现虚拟场景的细节，可能导致所建立的虚拟场景看不到的情况，因此虚拟现实技术中视点方向问题需要适当的调整。目前的视点方向主要有：静止视点、运动模式视点、束缚固定视点、束缚选装视点和规划路径视点等。用户可以实时地跟踪该视点，达到实时化运动检测的目的。关于视点化的效果，常采用Vega软件进行设计开发。进行视点设计时，一般需要进行视点类的创建，即分开创建运动模式和网络传来的各种参数控制等，常常电脑鼠标作为运动模式实例进行创建。对于虚拟现实技术运用，虚物实化技术常常涉及到，常见的显示设备有CRT显示器、电子投影以及立体眼镜等，帮助用户实时定位视频流以及声音所在帧。因此基于虚拟现实技术的应用，虚拟现实技术对于视传方向的应用价值以及应用前景随着计算机仿真技术的提高，逐渐变得更加可视化和简单化。
3 结束语
虚拟现实技术在各行各业中广泛应用，例如汽车运行、列车运输、事故现场模拟等一系列再现和仿真领域，虚拟现实技术通过三维模型重建加之以纹理渲染使得三维模型更加适合观众的视觉感受，从而营造一种逼真的场景。虚拟现实技术借助于计算机模拟，全面直观可控地构造一种虚拟场景，真实地反映事件发生之前、正在发生、发生之后的状态，从而使得虚拟现实技术应用更加具有针对性，更加地迎合观众的视觉效应。虚拟现实技术是现代高科技的融合，结合了图形学、图像处理、模式识别等一系列人工智能技术，结合心理学、美学的角度，使得虚拟现实场景更加地为观众所吸引。本文针对虚拟现实技术在视传方向的应用，讨论其应用价值，并介绍了虚拟现实技术的广泛应用前景。
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关键词：虚拟现实技术；水文地质；研究应用
中图分类号：P64 文献标识码：A
虚拟现实技术主要是利用计算机生成的虚拟现实的环境逼真的模拟人在自然环境中的听觉和视觉等行为而进行的人机界面的新技术。利用虚拟现实技术的实时表现、沉浸感、与计算机交互的功能可以建立起相关的水文地质模型，从而实现对地下水质、水流及环境地质的深入研究，以促进人们对地下水的开采及提高工程建设的可靠性。
一、虚拟现实技术概述
1概念
虚拟现实技术主要是指利用计算机生成的虚拟环境对人在自然环境中的视觉、运动、听觉等行为进行逼真模拟的人机界面技术。虚拟现实技术是由美国的VPL.Research公司创始人于1989年所创造，通常情况下被称为虚拟现实。虚拟现实技术主要有沉浸、交互、构想三个基本特征，对于虚拟现实系统的发展主要有两个基本方向，一是基于虚拟现实技术的发展，二是基于万维网和因特网的三维图形环境的发展。虚拟现实技术自从20世纪90年代开展以来，利用其虚拟环境与现实无限贴近的特点，使实际环境中难以进行模拟和实现的复杂结果得以简单的表现出来，并实现了对各种不同条件的预测和结果计算，对于现实环境中各方面的发展都起到了良好的促进作用。当前，虚拟现实技术主要应用在军事、电子仪器检测、远程高等教育、模具制作、新产品开发等方面，对人类的生产、生活产生了巨大的影响。
2优点
虚拟现实技术是一种综合了众多优点的新技术，在其应用的过程中，自身所具有的优势得到了充分的显示。虚拟现实技术的主要优势为：①实时表达，虚拟现实技术最大的一个优点就是可以在不同的时间、不同的地点进行环境变化的虚拟，可以随时反应事物的动态变化过程，从而提供有效的数据信息。②三维立体表达，虚拟现实技术由于较多的与计算机技术连接，将计算机的立体表达优势充分显现出来，可以实现对所要表达内容从不同的角度进行展现和研究。③反映细致，对于研究物体，即使是再细小的差别，虚拟现实技术也可以将其充分的反应出来，并且能够实现对研究物体全貌的综合研究。④实现对事物发展的预测，虚拟现实技术的应用不仅可以实现对已存在事物的细致表达，同时还可以实现对尚未存在但可能发生的事物变化进行虚拟反映。⑤反映结果全面，建立虚拟的现实系统，不仅可以实现对事物发展过程的虚拟，还可以根据不同的条件，虚拟出不同的结果。⑥为研究发展提供了新的方向，虚拟现实技术的应用为对各种未知环境的探究提供了新的研究放向和研究方法。
3应用条件
虚拟现实技术具有较强的实现事物三维可视化的功能，但需要用海量的数据资料作为支持。基础资料越是全面、丰富，虚拟出来的结果就越贴近现实。
二、虚拟现实技术在水文地质中的应用
1虚拟现实技术对地下水流的表达
在水文地质研究中，地下水流的运动规律是其研究的重要组成部分，地下水流的运动是一个动态的变化过程，也是目前水文地质研究中最活跃的研究因素。在研究地下水流时，虚拟现实系统不仅可以利用自身实时变化的功能对地下水流的运动变化进行虚拟的表达，以充分的表现出地下水流的特点，还可以对地下水开采后对地下水的变化情况进行虚拟，使人们充分了解在开采利用地下水后对含水系统造成的影响，从而使人们采取相应的措施或者是减少对地下水的开采。在对地下水流研究的虚拟过程中，不仅可以实现对地下水的可视化管理，还可以由此虚拟出相应的开采方式和管理方案，并利用虚拟现实技术对其进行不断的完善和表达，从而实现对地下水流研究的可靠性和科学性。
2虚拟现实技术对含水层的表达
在以往的研究工作中，只能够通过剖面图来展示隔水层和含水层的分布特点，在平面图中则通过含水层厚度的等值线来表现含水层的空间分布特点，这样进行研究分析，既不够直观，也不够全面，对于含水层和隔水层的变化状况研究起到的作用不大。虚拟现实技术中的三维可视化功能能够将地下含水层与隔水层的分布、空间的变化情况及含水层的厚度很好的进行真实再现，对于深入研究隔水层和含水层有很大的帮助，同时，随着虚拟现实系统中资料的不断完善，人们对地下含水系统的研究也更加深入、全面。
3水文地质环境问题
随着经济的快速发展，人口不断增长，人们对地下水的开采利用也不断的增长，导致过分开采，从而引发了地下水位持续下降、地面沉降、水资源枯竭、土壤沙漠化等环境地质问题，对人类的居住环境形成了巨大的威胁，严重影响了人们生活质量的提高。由于虚拟技术既可以对存在的事物发展过程进行虚拟，也可以对尚未存在但可能发生的事物进行虚拟，将其利用在水文地质环境的监测上，则可以实现对开采地下水可能引发的各种环境问题进行虚拟分析，从而制定出相应的对策或减少对水资源的开发，以减少环境问题给人类带来的灾害。
4地下水水质的虚拟表现
当前，由于经济快速发展，造成环境污染严重，影响到了地下水的水质，也影响到了人们对地下水的开采使用。利用虚拟现实技术，可以对地下水在自然状态下的变化进行虚拟，从而找出对地下水水质影响较大的因素，以实现对水质变化更深刻的理解，为人们提供有效的控制水质恶化的方法，使地下水质逐步转为良性循环，水质恢复正常。在研究地下水质时，可以建立相应的水质虚拟实验室，将可能影响地下水质的因素都虚拟出来，并对这些影响因素进行分析研究，找出相应的解决方案，以实现对影响因素的良好控制，从而改变地下水的水质，以保证人类的生活质量。
