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虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與應(yīng)用范文1

虛擬技術(shù)慨述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是將現(xiàn)實(shí)世界映射到虛擬世界的技術(shù)，隨著人類對(duì)客觀世界認(rèn)識(shí)的不斷加深和新技術(shù)的不斷產(chǎn)生，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的內(nèi)涵在不斷擴(kuò)展。目前，常用的又包括計(jì)算機(jī)圖形(CG：Computer Graphic J技術(shù)、計(jì)算機(jī)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)在內(nèi)的最新發(fā)展成果。事實(shí)上，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的一系列新技術(shù)的集成。

雖然人們對(duì)于什么是虛擬現(xiàn)實(shí)并無統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，但是諸多學(xué)者卻公認(rèn)虛擬現(xiàn)實(shí)具有浸沒感 (Immersion)、交互性(Interactivity)和構(gòu)想性(Imagination)的特點(diǎn)，簡稱為所謂浸沒感，又稱臨場(chǎng)感 ，指用戶感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實(shí)程度，理想的模擬環(huán)境能夠使用戶全身心地投入到由計(jì)算機(jī)所創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境中，如同在現(xiàn)實(shí)世界中的感覺～樣：交互性指用戶對(duì)模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度(包括實(shí)時(shí)性 )；而構(gòu)想性則強(qiáng)調(diào)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)具有廣闊的可想象空間，可拓寬人類認(rèn)知范圍，不僅可再現(xiàn)真實(shí)存在的環(huán)境，也可以構(gòu)想客觀不存在的甚至是不可能發(fā)生的情境。

由于虛擬現(xiàn)實(shí)具有的以上特點(diǎn)，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中已知的客觀規(guī)律進(jìn)行模擬，因而在各種領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，最常見的應(yīng)用莫過于各種場(chǎng)景逼真的游戲，玩家在虛擬的環(huán)境中可以過著現(xiàn)實(shí)生活中向往卻無法實(shí)現(xiàn)的生活，身心得到一種接近現(xiàn)實(shí)又超越現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)。除了用于娛樂之外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在規(guī)劃、設(shè)計(jì)和人員培訓(xùn)方面也有著突出的表現(xiàn)，在民航安全管理中也有不少應(yīng)用。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在民航安全管理中的應(yīng)用

安全是民航運(yùn)輸業(yè)的生命線。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于民航行業(yè)，從航空器設(shè)計(jì)、機(jī)場(chǎng)應(yīng)急救援演練、事故模擬再現(xiàn)、事故征候調(diào)查仿真、到各類行業(yè)運(yùn)行人員(飛行人員、機(jī)務(wù)維修人員及空中交通管制人員 )的教育培訓(xùn)與訓(xùn)練，不僅在很大程度上提高技術(shù)水平，而且將節(jié)約資金、大大提高運(yùn)行安全水平。從國內(nèi)外參考文獻(xiàn)看，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在民航行業(yè)的應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面：

(一)人員培訓(xùn)

空中交通管制人員、飛行人員和機(jī)務(wù)維修人員的培訓(xùn)中廣泛應(yīng)用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。以我國某軟件股份有限公司開發(fā)的CDZS機(jī)場(chǎng)塔臺(tái)視景模擬機(jī)、DRS航管雷達(dá)模擬機(jī)和 DPS程序管制模擬機(jī)為例，這些系統(tǒng)是為訓(xùn){練機(jī)場(chǎng)塔臺(tái)管制員而設(shè)計(jì)的大型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，能真實(shí)再現(xiàn)塔臺(tái)管制工作環(huán)境，以 360。開闊的機(jī)場(chǎng)和近空視景 ，逼真的飛機(jī)滑行、起飛、降落 ，各種天氣如雨、雪、霧以及夜航等，通過預(yù)先設(shè)計(jì)出的各種繁忙和危險(xiǎn)情況用以對(duì)塔臺(tái)管制員進(jìn)行系統(tǒng)訓(xùn)練，并可以對(duì)訓(xùn)練結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，同時(shí)支持多種訓(xùn)練組合方式，是培訓(xùn)空中交通管制人員的主要手段和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用更加真實(shí)地模擬機(jī)場(chǎng)復(fù)雜、大流量的運(yùn)營環(huán)境提供高畫質(zhì)、高清晰度視景，具有很好的沉浸感，因而具有較好的訓(xùn)l練效果。

模擬機(jī)是各種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的綜合應(yīng)用，在高性能計(jì)算機(jī)為核心的虛擬環(huán)境處理器的支持下，利用二維或者三維的顯示技術(shù)創(chuàng)造逼真的虛擬環(huán)境，使用各種傳感器感受用戶操縱動(dòng)作或者身體方位作為輸入，計(jì)算出相應(yīng)的響應(yīng)并輸出反饋給用戶。使用模擬機(jī)可以將現(xiàn)實(shí)中較少發(fā)生的危險(xiǎn)狀況模擬出來，使受訓(xùn)l者短期內(nèi)反復(fù)操作以至熟練掌握卻不面臨任何實(shí)際的危險(xiǎn)，避免了訓(xùn)練事故，提高了訓(xùn)練水平，在飛行員、機(jī)務(wù)維修人員和管制員的訓(xùn)練中占有極其重要的地位。自2006年以來，隨著具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的飛行訓(xùn)練器的出現(xiàn)，攻克了原來由空客、波音壟斷的盲點(diǎn)和局面。

對(duì)于機(jī)務(wù)維修人員的培訓(xùn)，亦可應(yīng)用模擬機(jī)。如飛機(jī)試車是項(xiàng)高技術(shù)、高風(fēng)險(xiǎn)的工作，用飛行模擬機(jī)替代飛機(jī)進(jìn)行試車培訓(xùn)，機(jī)務(wù)人員一方面可以熟悉試車的相關(guān)規(guī)程和工作步驟 ，另一方面也可以有效地降低飛機(jī)成本，更為重要的是規(guī)避了因誤操作帶來的一切風(fēng)險(xiǎn)。

(二)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

航空器設(shè)計(jì)耗資巨大而且時(shí)間漫長。采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)變成三維模型，并可與實(shí)物一樣進(jìn)行裝配 ，使設(shè)計(jì)人員有如身臨其境觀察航空器及其部件的外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及布局效果，甚至可以進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬的強(qiáng)度、剛度、振動(dòng)、風(fēng)洞等試驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并可以隨時(shí)修改設(shè)計(jì)，避免了生產(chǎn)試件所需的大量時(shí)間和資金浪費(fèi)，提高了安全性。

(三)安全管理

美國國家航空和宇宙航行局 (NASA，National AviationSpace agency)啟 動(dòng) 了航 空 安全計(jì) 劃(ASP：Aviation SafetyProgram)，廣泛使用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。該計(jì)劃通過對(duì)航空系統(tǒng)建模和監(jiān)控，向管理者提供實(shí)時(shí)詳盡的數(shù)據(jù)以支持決策，進(jìn)行事故預(yù)警，從而達(dá)到避免事故發(fā)生的效果，具體措施包括：通過虛擬現(xiàn)實(shí)的訓(xùn)I練設(shè)備，加強(qiáng)訓(xùn)練 ，避免人為因素造成的事故 ：通過探測(cè)惡劣天氣，并向飛行員提供及時(shí)、準(zhǔn)確的天氣信息 ，增強(qiáng)低能見度下的情境意識(shí)從而避免事故；向飛行員提供合成的視景，顯示地面地形及目標(biāo)、空中交通管制狀態(tài)、著陸進(jìn)近模式以及跑道表面狀況等信息，提高著陸安全性。

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，搭建數(shù)字化得的民航運(yùn)行系統(tǒng)

隨著我國民航行業(yè)的迅速發(fā)展，各種先進(jìn)技術(shù)陸續(xù)被引進(jìn)，上文提到的各種訓(xùn)練設(shè)備在我國都有應(yīng)用，也有了很好的效果，但是從應(yīng)用領(lǐng)域來看都是單項(xiàng)局部的應(yīng)用，未能體現(xiàn)民航運(yùn)行高度系統(tǒng)性的特點(diǎn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在我國民航運(yùn)行安全管理方面的應(yīng)用還不充分，還有較大的擴(kuò)展空間。從民航運(yùn)行的系統(tǒng)性出發(fā)，本文提出利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)搭建數(shù)字化的民航運(yùn)行系統(tǒng)的觀點(diǎn)。

物質(zhì)世界的發(fā)展變化規(guī)律是可以被認(rèn)識(shí)的，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是將現(xiàn)實(shí)世界的物質(zhì)及其演變規(guī)律映射到數(shù)字空間，從而更加有利于人們認(rèn)識(shí)客觀世界。虛擬的“現(xiàn)實(shí)”空間有多大內(nèi)涵有多豐富，取決于人們對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)程度。民航運(yùn)行系統(tǒng)是完全“人造”的系統(tǒng)，理論上說，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以制造出一個(gè)與實(shí)際完全相同的“數(shù)字化”的運(yùn)行系統(tǒng)，人們可以利用這個(gè)系統(tǒng)對(duì)民航運(yùn)行進(jìn)行更加深入的研究，解決民航運(yùn)行中存在的難點(diǎn)和熱點(diǎn)問題，尤其是由于種種人為原因、組織失效造成的“系統(tǒng)性”問題。下面對(duì)當(dāng)前民航運(yùn)行安全管理中存在的幾個(gè)方面問題進(jìn)行探討，用以說明數(shù)字化民航運(yùn)行系統(tǒng)的應(yīng)用。

(一)機(jī)場(chǎng)設(shè)計(jì)安全問題

機(jī)場(chǎng)運(yùn)行安全在很大程度上受設(shè)計(jì)水平影響。由于目前我國在機(jī)場(chǎng)布局規(guī)劃和設(shè)計(jì)中主要還是靠經(jīng)驗(yàn)和參考同等級(jí)別機(jī)場(chǎng)的布局規(guī)劃，許多機(jī)場(chǎng)都存在由于先天缺陷而造成的對(duì)運(yùn)行的困擾，甚至造成各類不安全事件的發(fā)生。例如跑道滑行道系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不合理可能導(dǎo)致跑道侵入事件，停機(jī)坪滑行路線和停機(jī)位設(shè)計(jì)缺陷則可能導(dǎo)致車輛與航空器搶道、車輛刮蹭甚至航空器與航空器刮蹭的事件，而候機(jī)樓通道設(shè)計(jì)缺陷則可能造成樓內(nèi)控制區(qū)邊界上的薄弱點(diǎn)，形成空防安全的隱患與威脅。另一種情況是在更改設(shè)計(jì)時(shí)，由于缺乏科學(xué)的評(píng)估手段，對(duì)更改設(shè)計(jì)的影響估計(jì)不足，破壞了原有設(shè)計(jì)的完整性和系統(tǒng)性，從而引發(fā)運(yùn)行中的問題，這種情況更為常見。

機(jī)場(chǎng)運(yùn)行涉及眾多航空器、保障車輛和人員，要在圖紙上預(yù)見并避免未來運(yùn)行中的問題的確不是一件容易的事情。因此，雖然機(jī)場(chǎng)立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、施工、竣工驗(yàn)收到最后投入運(yùn)行，中間經(jīng)過多次專家評(píng)審，但是仍然難以避免有考慮不周而遺留下的問題。

如果采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在機(jī)場(chǎng)初始設(shè)計(jì)結(jié)束之后利用圖紙進(jìn)行建模，根據(jù)預(yù)期的吞吐量設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，配置相應(yīng)數(shù)量的運(yùn)行車輛和運(yùn)行人員，使機(jī)場(chǎng)在計(jì)算機(jī)中先行“運(yùn)行”起來，統(tǒng)計(jì)模擬運(yùn)行中的不安全事件，分析引發(fā)原因中的設(shè)計(jì)因素，修改設(shè)計(jì)以避免“木已成舟”后再發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的缺陷，實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)的設(shè)計(jì)安全。

(二)航班延誤的評(píng)估與應(yīng)對(duì)

航班延誤是一個(gè)長期存在而又令人無可奈何的情況。造成航班延誤的原因很多，可能是航路上的天氣原因，也可能是流量控制原因，也可能是由于航空公司飛機(jī)調(diào)配造成的，還有一種可能是航空公司為了提高飛機(jī)利用率而安排了實(shí)際上難以準(zhǔn)確執(zhí)行的航班計(jì)劃，造成航班延誤。

航班延誤具有累加效應(yīng)和擴(kuò)散效應(yīng)，一個(gè)航段的延誤極可能導(dǎo)致該飛機(jī)執(zhí)行的后續(xù)航段繼續(xù)延誤，甚至由于打亂原有的時(shí)刻表占用跑道、滑行道和停機(jī)位而使正點(diǎn)到達(dá)的其他飛機(jī)無法落地或者出發(fā)航班無法正點(diǎn)起飛，造成更多的航班延誤和機(jī)場(chǎng)保障的混亂，航班密度大的繁忙機(jī)場(chǎng)受到的影響更大。準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)航班延誤 的后果 ，及 時(shí)采取 應(yīng)對(duì)措施 ，可以最大程度地降低航班延誤造成的影響。

采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)計(jì)算航班延誤的后果，可以對(duì)延誤的后續(xù)影響和擴(kuò)散影響得到直觀的評(píng)估結(jié)果，航空公司可以根據(jù)評(píng)估結(jié)果靈活調(diào)整飛機(jī)派遣計(jì)劃，機(jī)場(chǎng)也可及時(shí)調(diào)整跑道、滑行道以及機(jī)位和登機(jī) 口的分配 ，而 民航主管機(jī)關(guān)也可根據(jù)評(píng)估結(jié)果及時(shí)發(fā)現(xiàn)航空公司虛占航線的情況。

(三)機(jī)場(chǎng)容量評(píng)估和擴(kuò)容

機(jī)場(chǎng)容量同樣是一個(gè)系統(tǒng)性的問題。影響機(jī)場(chǎng)容量的因素很多，包括空域容量、跑道滑行道容量、機(jī)位數(shù)、貨運(yùn)能力和候機(jī)樓布局乃至地面交通限制等。一個(gè)機(jī)場(chǎng)的容量符合“木桶效應(yīng)”規(guī)律，即取決于航空器運(yùn)行流程、行李和貨物流程及旅客流程中的“瓶頸”環(huán)節(jié)，對(duì)機(jī)場(chǎng)容量進(jìn)行評(píng)估，或者要采取恰當(dāng)?shù)拇胧?shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)擴(kuò)容，本質(zhì)上是要找到這個(gè)“瓶頸”。實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，由于以上眾多因素相互交織，相互影響，很難準(zhǔn)確找到影響機(jī)場(chǎng)容量的根本原因。

采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以將這些因素統(tǒng)統(tǒng)視為變量，調(diào)整某一個(gè)變量數(shù)值，而保持其余變量不變并觀察容量的變化，依次類推得到機(jī)場(chǎng)容量對(duì)各個(gè)變量的經(jīng)驗(yàn)公式，從而方便地找到不同運(yùn)行條件下的容量“瓶頸”，使得評(píng)估結(jié)果和擴(kuò)容措施有了科學(xué)的依據(jù)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與應(yīng)用范文2

中圖分類號(hào)：TP391.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-9416（2012）04-0000-00

1、論文研究背景及意義

近多年來，由于計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)的迅猛發(fā)展，世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)就是數(shù)字化，數(shù)字城市也逐漸引起了人們的注意。那么怎樣應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)來構(gòu)建數(shù)字城市，近而實(shí)現(xiàn)城市的數(shù)字化已經(jīng)引起城市規(guī)劃及管理人員和城市居民的共同關(guān)注。城市仿真技術(shù)在構(gòu)造數(shù)字城市過程中發(fā)揮著非常重要的作用，因此成為當(dāng)前一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。仿真(Simulation)技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)軟件模擬實(shí)際環(huán)境進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)，以模擬的方式為使用者創(chuàng)造一個(gè)實(shí)時(shí)反映實(shí)體對(duì)象變化與相互作用的三維圖形界面，使之在感知行為的逼真體驗(yàn)中獲得直接參與和探索仿真技術(shù)對(duì)象在所處環(huán)境中的作用和變化。城市仿真(Urban Simulation)技術(shù)就是仿真技術(shù)在城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)等領(lǐng)域中的應(yīng)用，表現(xiàn)為人機(jī)交互、真實(shí)建筑空間感與大面積三維地形仿真，即交互式實(shí)時(shí)三維(Interactive Realtime 3D)。采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)造出來的城市視景仿真系統(tǒng)是數(shù)字地球的重要組成部分和支撐手段，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在城市的規(guī)劃、建設(shè)以及管理當(dāng)中，對(duì)于城市發(fā)展規(guī)劃的各個(gè)方面都具有相當(dāng)重要的意義。

2、國內(nèi)、外的視景仿真工具

MultiGen-Paradigm公司的MultiGen Creator的各版本三維建模軟件是世界上流行的實(shí)時(shí)三維數(shù)據(jù)庫生成系統(tǒng)的軟件環(huán)境，在仿真系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。Vega Prime是MultiGen-Paradigm公司應(yīng)用于實(shí)時(shí)視景仿真、聲音仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域的世界領(lǐng)先的軟件環(huán)境。Urbansim是基于城市交通需求模擬分析和城市土地綜合分析的新型城市發(fā)展仿真軟件。MagicCity屬于WinTel架構(gòu)基礎(chǔ)上的虛擬現(xiàn)實(shí)和視景仿真系統(tǒng)。我國在視景仿真系統(tǒng)開發(fā)的同時(shí)，也在進(jìn)行仿真系統(tǒng)軟件平臺(tái)的開發(fā)。TrueSim v2.0 三維實(shí)時(shí)仿真軟件平臺(tái)是深圳市創(chuàng)想科技發(fā)展有限公司在綜合了國內(nèi)外多項(xiàng)最新三維仿真技術(shù)的研究成果以及多年來從事三維仿真研究所積累的多種經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上推出的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的仿真平臺(tái)。神州視景信息技術(shù)有限公司自主研發(fā)了“基于普通PC和Internet的大規(guī)模場(chǎng)景實(shí)時(shí)漫游引擎系統(tǒng)――SCVR”。 Virtools是一個(gè)實(shí)時(shí)三維虛擬現(xiàn)實(shí)編輯軟件，可將多種常用文件格式（三維模型、二維圖表、聲音等）整合到一起，并具備交互功能，能夠開發(fā)出電腦游戲、建筑仿真、交互娛樂等多種3D產(chǎn)品。

3、本文的研究目的及重要內(nèi)容

本文通過研究虛擬現(xiàn)實(shí)視景仿真技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)以我們學(xué)院校園為虛擬環(huán)境的視景漫游系統(tǒng)。通過對(duì)虛擬場(chǎng)景的構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)視景漫游中的自動(dòng)漫游和交互漫游等效果。本系統(tǒng)應(yīng)用建筑草圖大師Sketchup和MultiGen Creator軟件工具來構(gòu)建虛擬場(chǎng)景中地形及建筑物的三維模型，并建立道路、樹木、路燈等虛擬景物，借助Vega Prime軟件平臺(tái)和工具集對(duì)校園虛擬場(chǎng)景進(jìn)行仿真，在VC++開發(fā)平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)三維景觀及模型的交互式（以鼠標(biāo)、鍵盤等交互方式）控制，實(shí)現(xiàn)了虛擬校園景觀的視景仿真漫游系統(tǒng)。

本文主要研究內(nèi)容和所做工作總結(jié)如下：

(1)了解視景漫游技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展，對(duì)國內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研。

(2)對(duì)黑龍江農(nóng)墾科技職業(yè)學(xué)院的視景環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集和整理，包括地形數(shù)據(jù)的獲取、建筑物數(shù)據(jù)的獲取、紋理數(shù)據(jù)的獲取等等。

(3)研究用虛擬現(xiàn)實(shí)建模軟件Sketchup、Creator以及三維建模技術(shù)、模型真實(shí)感技術(shù)以及模型優(yōu)化技術(shù)等對(duì)地形、道路、教學(xué)樓和圖書館等建筑以及校園之中的花草樹木等進(jìn)行建模，構(gòu)建出虛擬場(chǎng)景模型庫，然后用視景漫游軟件Vega Prime和VC++對(duì)虛擬場(chǎng)景進(jìn)行漫游和交互控制。

(4)研究模型數(shù)據(jù)庫建模和優(yōu)化技術(shù)問題，模型數(shù)據(jù)庫的建構(gòu)、調(diào)整和優(yōu)化對(duì)提高實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)中運(yùn)行的速度和流暢性起著至關(guān)重要的作用，成為目前重要的研究課題。

(5)碰撞檢測(cè)技術(shù)。開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)有一個(gè)主要目標(biāo)就是能夠讓用戶以盡可能接近自然的方式與構(gòu)建的虛擬場(chǎng)景中的物體直接進(jìn)行交互。要實(shí)現(xiàn)自然的、精確的人機(jī)交互功能首先要解決的是碰撞檢測(cè)的問題。碰撞檢測(cè)是虛擬場(chǎng)景中動(dòng)態(tài)物體與靜態(tài)物體之間或動(dòng)態(tài)物體與動(dòng)態(tài)物體之間進(jìn)行交互的基礎(chǔ)。在碰撞檢測(cè)中有兩個(gè)問題需要解決，一是檢測(cè)到碰撞的發(fā)生和碰撞的位置，二是計(jì)算碰撞后的反應(yīng)。而碰撞檢測(cè)是計(jì)算碰撞反應(yīng)的先決條件，因此，碰撞檢測(cè)是虛擬環(huán)境中一個(gè)必不可少的部分。

(6)為保證虛擬場(chǎng)景的真實(shí)性、生動(dòng)性及其對(duì)用戶的感染力，對(duì)基于粒子系統(tǒng)的虛擬場(chǎng)景環(huán)境特效技術(shù)進(jìn)行研究。

校園視景仿真就是在計(jì)算機(jī)環(huán)境中對(duì)真實(shí)校園的景觀進(jìn)行虛擬再現(xiàn)，采用虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)技術(shù)，生成一個(gè)實(shí)時(shí)的、能給用戶各種真實(shí)感受的三維虛擬環(huán)境。利用計(jì)算機(jī)軟硬件及其相關(guān)輸入輸出設(shè)備，使用戶可以在虛擬的校園場(chǎng)景中進(jìn)行瀏覽和交互漫游，感受校園中的風(fēng)景。利用這種方法可以讓更多的人來了解我們的學(xué)校，對(duì)本校園的環(huán)境及交通現(xiàn)狀等方面有更深刻的認(rèn)識(shí)。

參考文獻(xiàn)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與應(yīng)用范文3

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展至今，在技術(shù)以及應(yīng)用領(lǐng)域方面都有很大的突破。早期具有代表性的虛擬現(xiàn)實(shí)電影《指環(huán)王》中塑造的虛擬角色“咕嚕”，作為早期比較完善的虛擬角色，在取得巨大成就的同時(shí)，更是推動(dòng)了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電影領(lǐng)域的發(fā)展。如今，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電影中的應(yīng)用相比其他領(lǐng)域而言，仍處于初級(jí)階段。一方面是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電影的應(yīng)用比較晚，另一方面是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)改變了電影的傳統(tǒng)制作過程，既為電影注入了新的活力，又帶來了新的挑戰(zhàn)。這意味著電影制作團(tuán)隊(duì)要跟隨技術(shù)發(fā)展的步伐，以早期的動(dòng)作捕捉技術(shù)與虛擬拍攝技術(shù)為基礎(chǔ)，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與傳統(tǒng)電影進(jìn)行融合，為電影的創(chuàng)新發(fā)展開辟新道路。

關(guān)鍵詞

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)《指環(huán)王》虛擬角色動(dòng)作捕捉

目前電影中所應(yīng)用到的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，大多還停留在虛擬人物與虛擬場(chǎng)景的構(gòu)建上，而沒有做到真實(shí)的沉浸式交互體驗(yàn)。《指環(huán)王》作為目前的頂級(jí)系列電影，在電影中也應(yīng)用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，塑造出電影中的虛擬角色“咕嚕”，再配合電影中的虛擬場(chǎng)景特效，使觀眾在觀看《指環(huán)王》的三部影片中擁有更加真實(shí)的視覺效果體驗(yàn)。

一、動(dòng)作捕捉在電影中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電影中的應(yīng)用基本上還只是體現(xiàn)在虛擬角色的創(chuàng)造中。虛擬角色的創(chuàng)造首先需要采集角色扮演者的信息，然后扮演者根據(jù)劇情內(nèi)容進(jìn)行表演，再實(shí)施表演捕捉，最后通過特效制作完成虛擬角色的創(chuàng)造。簡單來說就是角色動(dòng)作捕捉+電影后期特效制作，比較具有代表性的虛擬角色有《猩球崛起：黎明之戰(zhàn)》中的猩猩“凱撒”、《指環(huán)王》系列電影中的“咕嚕”、《黑客帝國2》中的“史密斯探員”等。

動(dòng)作捕捉簡單來講就是將角色扮演者表演時(shí)的動(dòng)作捕捉下來，然后把捕捉到的動(dòng)作同步給電腦上的虛擬角色，使電腦中的虛擬角色能夠做出與真人完全一致的動(dòng)作，從而給觀眾一種逼真、自然的效果。最初使用了動(dòng)作捕捉的電影為保羅·范霍文執(zhí)導(dǎo)的科幻電影《全面回憶》，盡管這部電影僅僅將動(dòng)作捕捉運(yùn)用在短短幾秒的X光掃描鏡頭中。在那之后也有不少使用了動(dòng)作捕捉的電影，但在整個(gè)電影中的占比仍然是少之又少。再后來一部偉大的電影《指環(huán)王》上映了。電影《指環(huán)王》取得了巨大成功，其中“咕嚕”的扮演者安迪·瑟金斯賦予這個(gè)角色鮮活的生命力，帶給觀眾一種真實(shí)存在的感覺，而不是停留在視覺表面的虛擬角色上，打破了傳統(tǒng)表演與電影后期特效兩者的界限。

二、“咕嚕”與動(dòng)作捕捉技術(shù)的融合

早期系列電影《指環(huán)王》在設(shè)計(jì)電影中的虛擬角色“咕嚕”時(shí)，應(yīng)用了動(dòng)作捕捉技術(shù)。一開始，安迪·瑟金斯僅作為咕嚕的配音，然而導(dǎo)演彼得·杰克遜發(fā)現(xiàn)了其表演的潛力，于是決定讓他嘗試掌握動(dòng)作捕捉，以完成“咕嚕”的表演。

在動(dòng)作捕捉過程中，導(dǎo)演為了能有更好的效果，在演員安迪·瑟金斯的表演區(qū)域架設(shè)了許多攝像機(jī)，并讓安迪·瑟金斯穿上帶有特殊標(biāo)志的單色衣，再利用電腦的視覺系統(tǒng)識(shí)別和處理這些符號(hào)，以便更好的捕捉安迪·瑟金斯的動(dòng)作細(xì)節(jié)。視覺系統(tǒng)標(biāo)定后，電腦將對(duì)捕捉到的圖像信息進(jìn)行分析處理，辨認(rèn)出各個(gè)瞬間的標(biāo)志并計(jì)算其空間位置，從而得到其運(yùn)動(dòng)軌跡，這也使得“咕嚕”的動(dòng)作表情更加自然。而安迪·瑟金斯所扮演的“咕嚕”、“凱撒”等經(jīng)典角色的成就使他成為電影歷史上第一位動(dòng)作捕捉大師。

《指環(huán)王》電影能夠取得如此巨大成就，不僅是導(dǎo)演、演員以及拍攝團(tuán)隊(duì)的功勞，還有與《指環(huán)王》合作的維塔工作室。維塔工作室在與《指環(huán)王》合作過程中，為其手工制作了大量的表演道具。在《指環(huán)王》系列電影的第一部中，由于當(dāng)時(shí)的動(dòng)作捕捉技術(shù)不夠成熟，安迪·瑟金斯只能先與其他演員一起配合表演，再到專門進(jìn)行動(dòng)作捕捉的房間內(nèi)獨(dú)自表演，以此獲取動(dòng)作信息，再用電腦將動(dòng)作信息轉(zhuǎn)換到“咕嚕”中。這不僅是對(duì)進(jìn)行動(dòng)作捕捉團(tuán)隊(duì)的考驗(yàn)，更是對(duì)演員的表演能力的考驗(yàn)。在《指環(huán)王》系列電影的后兩部中，動(dòng)作捕捉技術(shù)相比之前有了一定的發(fā)展，安迪·瑟金斯才能夠穿上帶有特殊標(biāo)志的單色衣進(jìn)行表演，這也相對(duì)減少了一部分工作量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，維塔工作室為了能夠精確表現(xiàn)“咕嚕”的表情，為其設(shè)計(jì)了9000多種不同的頭部肌肉組合方式，在成千上萬的半獸人軍隊(duì)的大場(chǎng)面中為演員制作的特效面具就超過了一萬個(gè)，同時(shí)，模型制作與后期特效處理完美結(jié)合，使該場(chǎng)面達(dá)到了史詩級(jí)的震撼效果。這也使維塔工作室的特效化妝技術(shù)和后期特效制作技術(shù)在《指環(huán)王》中發(fā)揮得淋漓盡致。維塔工作室不僅參與了《指環(huán)王》系列電影的制作，還有后續(xù)的《霍比特人》系列電影、《金剛》、《阿凡達(dá)》等影片，其中的虛擬人物設(shè)計(jì)、模型道具以及視覺特效均出自于維塔工作室的制作團(tuán)隊(duì)。

三、虛擬場(chǎng)景在電影中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)電影在構(gòu)建虛擬角色的過程中，還需要構(gòu)建虛擬場(chǎng)景給電影提供更好的視覺效果。比較具有代表性的有《指環(huán)王》系列電影、《黑客帝國》電影、《變形金剛》電影等。虛擬場(chǎng)景與虛擬角色在構(gòu)建上有異曲同工之處，虛擬場(chǎng)景的設(shè)計(jì)是在演員表演的場(chǎng)景中布置純色的幕布，一般為綠色或藍(lán)色的，在演員表演結(jié)束后，通過電腦技術(shù)將純色的幕布背景替換為電影相應(yīng)的虛擬場(chǎng)景。這些虛擬場(chǎng)景是在電腦中提前制作完成的，這種拍攝技術(shù)也稱為電影虛擬拍攝。

這種虛擬拍攝技術(shù)在電影中的應(yīng)用也比較普遍，無論是在早期的《指環(huán)王》系列電影中的建筑場(chǎng)景以及火山等場(chǎng)景還是在《黑客帝國》電影中槍戰(zhàn)情節(jié)的數(shù)據(jù)流場(chǎng)景都對(duì)虛擬技術(shù)做了很好的應(yīng)用和宣傳，這些電影也成為早期較好地應(yīng)用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的里程碑電影。

虛擬拍攝技術(shù)真正被觀眾所熟知還是在2009年的《阿凡達(dá)》電影的公映。電影《阿凡達(dá)》的拍攝幾乎都是在藍(lán)綠幕布中進(jìn)行的，超過2000個(gè)以上的藍(lán)綠場(chǎng)景鏡頭需要進(jìn)行剪輯、特效、聲音等環(huán)節(jié)的合成與制作，這為電影的工作人員在后期對(duì)照劇本文字描述來逐一匹配鏡頭時(shí)，帶來巨大的工作量，也正是這巨大的需求推動(dòng)了虛擬技術(shù)的發(fā)展。早期的《指環(huán)王》電影、《黑客帝國》電影中，導(dǎo)演在監(jiān)視器的畫面中，只能夠看到演員在幕布場(chǎng)景中的表演，真正的虛擬場(chǎng)景只能等到后期的合成中才能夠與幕布場(chǎng)景進(jìn)行替換，這要求導(dǎo)演對(duì)電影的每個(gè)情節(jié)中的所有細(xì)節(jié)都必須了解的非常清楚，否則后期場(chǎng)景合成時(shí)一旦發(fā)現(xiàn)前期拍攝達(dá)不到要求時(shí)，還得重新進(jìn)行前期拍攝，增加了電影制作團(tuán)隊(duì)的工作量。而到了2009年的《阿凡達(dá)》電影，虛擬拍攝技術(shù)已達(dá)到了另一個(gè)新高度，虛擬場(chǎng)景與幕布場(chǎng)景能夠?qū)崟r(shí)替換，這也意味著導(dǎo)演能夠在監(jiān)視器中實(shí)時(shí)觀看到演員在虛擬場(chǎng)景的表演情況，也能保證前期拍攝的質(zhì)量。

早期的虛擬拍攝技術(shù)受計(jì)算機(jī)硬件、軟件和技術(shù)的限制，發(fā)展速度較為緩慢，也在一定程度上影響了虛擬現(xiàn)實(shí)電影的發(fā)展。1975年微軟成立，之后發(fā)展出Windows操作系統(tǒng)。1976年蘋果公司成立，使用蘋果自己的Mac OS操作系統(tǒng)。1981年IBM推出IBM-PC，大大簡化了硬件構(gòu)架，定位面向普通大眾，此時(shí)由于操作系統(tǒng)的發(fā)展仍處于DOS階段，普及的速度也較為緩慢。1982年美國SGI公司成立，基于它完成的電影包括《侏羅紀(jì)公園》、《泰坦尼克號(hào)》、《玩具總動(dòng)員》、《指環(huán)王》等。1995年SGI并購了Alias Wavefront公司，這就是現(xiàn)在比較常見的制作三維模型的軟件MAYA的前身。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬拍攝技術(shù)也在不斷進(jìn)步，推動(dòng)了虛擬現(xiàn)實(shí)電影的發(fā)展。

電影是創(chuàng)作的藝術(shù)，背景式的照片無法滿足拍攝需要，很多時(shí)候需要建立三維模型，并有真實(shí)的貼圖，還可以根據(jù)影片需要進(jìn)行光線模擬，符合標(biāo)準(zhǔn)后放入模型庫，根據(jù)創(chuàng)作的需要調(diào)入虛擬拍攝系統(tǒng)，根據(jù)劇本需要讓攝影機(jī)靈活選取需要的角度進(jìn)行拍攝。模型素材庫的建立是一個(gè)龐大的工程，不僅要包羅萬象，而且還要能進(jìn)行清晰的檢索和調(diào)用。這個(gè)工程需要持續(xù)的投入和建設(shè)的，可以通過專門的團(tuán)體搭建架構(gòu)，制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，把符合的納入數(shù)據(jù)庫內(nèi)，并可以有償進(jìn)行商業(yè)推廣，讓這個(gè)素材庫慢慢發(fā)展壯大。現(xiàn)在比較常見的制作三維模型的軟件有3Dmax、MAYA以及Cinema 4D等，這些軟件中自身攜帶了一些常見的模型素材庫，可供平時(shí)的使用，若是在電影拍攝中有其他需要，還可在軟件中進(jìn)行模型制作。這些軟件與后期剪輯的軟件之間也有共通的文件格式，這為兩類軟件之間的互通提供了基礎(chǔ)。

四、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在當(dāng)代的發(fā)展

反觀現(xiàn)在，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電影中的應(yīng)用已不再停在虛擬角色的創(chuàng)作中了。現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了不少的虛擬現(xiàn)實(shí)電影，例如《亨利》VR動(dòng)畫電影、《Allumette》VR動(dòng)畫電影等，這些虛擬現(xiàn)實(shí)電影都有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，就是時(shí)長非常短，基本上只有十幾二十分鐘，這也是現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實(shí)電影中存在的一個(gè)局限性。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在與電影融合后，改變了電影傳統(tǒng)的拍攝、創(chuàng)作思維、演員演出等方式。這是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與電影結(jié)合后必將出現(xiàn)的情況。無論是之前融入虛擬角色的電影還是現(xiàn)在的需要佩戴VR頭盔或眼鏡的電影，都與傳統(tǒng)電影有很大差異。

首先，虛擬角色與虛擬場(chǎng)景的創(chuàng)造過程十分繁瑣，需要花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行前期的模型道具準(zhǔn)備，同時(shí)在人物設(shè)計(jì)與場(chǎng)景設(shè)計(jì)上也更加考驗(yàn)設(shè)計(jì)師的能力。而現(xiàn)在的虛擬現(xiàn)實(shí)電影中，由于要讓觀眾能夠自己的意愿選擇觀看的主要角色的演出，因此就需要電影的創(chuàng)作團(tuán)隊(duì)對(duì)電影細(xì)節(jié)的不斷完善，同時(shí)因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)能夠模擬生活中的人物、場(chǎng)景等，這更加考驗(yàn)攝像師與特效師對(duì)人物面部表情與場(chǎng)景的細(xì)節(jié)的把握，由此完成觀眾從旁觀—參與—我即角色的最終實(shí)現(xiàn)。

其次，虛擬現(xiàn)實(shí)電影彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電影的拍攝缺陷。在傳統(tǒng)電影拍攝中，經(jīng)常會(huì)遇到無法進(jìn)行真實(shí)拍攝的鏡頭，傳統(tǒng)的做法是利用實(shí)拍的場(chǎng)景視頻加上后期特效合成，這種做法也能夠?qū)崿F(xiàn)不錯(cuò)的效果。在虛擬現(xiàn)實(shí)電影中，需要實(shí)拍的視頻素材并不多，大部分素材都是依靠虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行模擬合成，盡管是通過模擬合成的，但其影像效果還是非常真實(shí)的。前面所提到的《亨利》VR動(dòng)畫電影也是其代表作之一。相比以前的虛擬角色創(chuàng)造過程，現(xiàn)在的虛擬現(xiàn)實(shí)電影中的角色以及場(chǎng)景，都是由虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)生成，從這看出了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在短短十幾年的巨大發(fā)展。

最后，虛擬現(xiàn)實(shí)電影相比傳統(tǒng)電影，在劇情設(shè)計(jì)上的完整度要求更高。傳統(tǒng)的電影中，由于觀眾沒有自主選擇的權(quán)利，導(dǎo)演在電影制作過程中幾乎都是將劇情重心放在主角身上并圍繞著主角推動(dòng)。而在虛擬現(xiàn)實(shí)電影中，觀眾能夠自由選擇觀看的角色，這就要求電影中的每個(gè)主要角色都要有完整的劇情線，讓觀眾在選擇想看的角色后，能夠體驗(yàn)到完整的劇情線，這很大程度上增加了電影制作的難度，同時(shí)賦予電影更多的劇情發(fā)展可能性。

盡管現(xiàn)在的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)比起之前已經(jīng)取得了巨大的發(fā)展，但是在電影制作與播放方面還是存在一定的局限。虛擬現(xiàn)實(shí)電影無論從制作還是播放，都與現(xiàn)代科技的發(fā)展有著緊密聯(lián)系。傳統(tǒng)電影院的設(shè)備都是為傳統(tǒng)電影或是3D電影所準(zhǔn)備的，而虛擬現(xiàn)實(shí)電影在設(shè)備上則要求較高，例如頭盔設(shè)備，它可以帶領(lǐng)觀眾進(jìn)入虛擬現(xiàn)實(shí)電影的場(chǎng)景中；而手柄設(shè)備可以幫助觀眾在觀看過程中進(jìn)行一些選擇，這是實(shí)現(xiàn)沉浸式交互體驗(yàn)的基礎(chǔ)。同時(shí)，一旦觀眾自己擁有了虛擬現(xiàn)實(shí)電影的播放設(shè)備后，便可以不受環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地看電影，這也意味著傳統(tǒng)影院將遭受巨大的沖擊。因此，在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)高速發(fā)展下，傳統(tǒng)影院需要做出相應(yīng)的調(diào)整，打破自己的局限性，尋找新的發(fā)展契機(jī)。

結(jié)語

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電影中的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)電影的創(chuàng)作過程，為電影創(chuàng)作注入了新的活力，也給相關(guān)的電影公司以及傳統(tǒng)影院帶來了新的挑戰(zhàn)。現(xiàn)在所出現(xiàn)的虛擬現(xiàn)實(shí)電影時(shí)長大多只有十多二十分鐘，影片類型也比較單調(diào)，在各方面受到的限制都比較大。如果想實(shí)現(xiàn)完整的虛擬現(xiàn)實(shí)電影，就需要更加成熟的技術(shù)以及大量的人力物力的支持。

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展，未來的虛擬現(xiàn)實(shí)電影必將在科技的支持下大放異彩，不僅是電影時(shí)長的延長與影片類型的增多，更重要的是打破了傳統(tǒng)電影的限制，讓電影有了更多的可能。綜上所述，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電影中的應(yīng)用是未來影視領(lǐng)域新的發(fā)展方向，電影從事人員要跟上虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展步伐，將其與傳統(tǒng)電影進(jìn)行融合，迎接虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與電影融合后所帶來的新挑戰(zhàn)、新機(jī)遇，為電影的創(chuàng)新發(fā)展開一條辟新的道路。

參考文獻(xiàn)

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[2]湯蓓蓓.新媒體背景下VR技術(shù)對(duì)電影的影響研究[J].當(dāng)代電影,2020(10):165-168.

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[4]徐海峰,呂鋒,李明月.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在當(dāng)代電影中的應(yīng)用分析與探究[J].藝術(shù)評(píng)鑒,2017(16):109-111.

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虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與應(yīng)用范文4

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)體育高校應(yīng)用建議

1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基本概述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主體借助了仿生學(xué)和自動(dòng)化控制方面的學(xué)科內(nèi)容，結(jié)合人機(jī)交互的技術(shù)背景，創(chuàng)建出一個(gè)極具體驗(yàn)特征的空間氛圍。同時(shí)，該技術(shù)還利用了網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、傳感技術(shù)、遙感技術(shù)及圖形處理技術(shù)等方法形式，巧妙的模擬了不同的教學(xué)環(huán)境，能夠讓學(xué)生在場(chǎng)景中不斷體驗(yàn)感知，從而加深了學(xué)生對(duì)體育教學(xué)的融入[1]。

2計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用特征分析

2.1信息交互特征

該技術(shù)能將充分滿足不同信息模型進(jìn)行整合，通過雙向的信息交互法則，有效的構(gòu)建出一個(gè)教學(xué)所需的空間意境。在此過程中，教師可以借助指定的操作命令，創(chuàng)造出一個(gè)有效空間模型，能夠系統(tǒng)的反映出不同的景觀特征。同時(shí)，該技術(shù)聯(lián)動(dòng)了現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景和虛擬場(chǎng)景，以對(duì)應(yīng)的方法將兩者的信息進(jìn)行匯總，能夠讓學(xué)生在不同的場(chǎng)景中進(jìn)行氛圍轉(zhuǎn)化，從而明確相應(yīng)場(chǎng)景的中心價(jià)值。

2.2感知特征

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）技術(shù)使用了集成化的信息管理模式，將不同的場(chǎng)景以圖像的形式進(jìn)行呈現(xiàn)。同時(shí)，VR技術(shù)整合了不視角同的學(xué)科理論，借助如感應(yīng)力學(xué)、電磁學(xué)方面的內(nèi)容，將不同的動(dòng)作形式以特異性的信息模型進(jìn)行處理與判斷，借助不同的信號(hào)模型進(jìn)行方式呈現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生在全息的空間環(huán)境中進(jìn)行感知學(xué)習(xí)。

2.3沉浸體驗(yàn)特征

VR技術(shù)能夠根據(jù)人們對(duì)不同場(chǎng)景的需求進(jìn)行情境模擬，將肉體的感知與精神理念進(jìn)行價(jià)值碰觸，從而充分滿足了學(xué)生對(duì)于情境的基本需求。該技術(shù)能夠讓情境更為逼真，通過構(gòu)建出一個(gè)意想的空間形式，引導(dǎo)學(xué)生深入體驗(yàn)體育課程的魅力[2]。

3基于在高校體育教育中計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用建議

3.1確立教學(xué)框架

首先，教師應(yīng)全面認(rèn)知虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的內(nèi)涵及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，結(jié)合新時(shí)期的網(wǎng)絡(luò)背景進(jìn)行目標(biāo)探索，從而有效掌握新時(shí)期的體育教學(xué)的內(nèi)容。由此，需優(yōu)化體育課程的設(shè)計(jì)。如對(duì)于籃球項(xiàng)目的教學(xué)框架的設(shè)計(jì)中，需對(duì)籃球的技法內(nèi)容進(jìn)行綜合性設(shè)計(jì)和講述，制定適合學(xué)生接受的框架內(nèi)容。如對(duì)于“行進(jìn)間上籃”內(nèi)容設(shè)計(jì)中，則可以利用VR技術(shù)模擬出該技巧的特點(diǎn)，結(jié)合圖片的內(nèi)容呈現(xiàn)出正確的上籃方法和模式，并針對(duì)性的拓展錯(cuò)誤的內(nèi)容。同時(shí)可以模擬出該技巧的注意事項(xiàng)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的技術(shù)形式，凸顯出踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)等關(guān)節(jié)部位的動(dòng)作規(guī)范。此框架設(shè)計(jì)中需重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)避免腿部肌肉拉傷的方法，不僅能夠提高學(xué)生對(duì)籃球技巧的核心認(rèn)知，還能讓學(xué)生在空間中感同身受的了解主體框架的特殊價(jià)值，進(jìn)而提高了學(xué)生的自我保護(hù)意識(shí)。其次，需針對(duì)投籃技巧及項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化，制定對(duì)應(yīng)的硬件設(shè)備于VR技術(shù)中，讓學(xué)生借助該設(shè)備觀看不同形式下的實(shí)踐技巧和動(dòng)作姿態(tài)。此時(shí)，教師需有效的輸入相關(guān)代碼程序，明確虛擬空間技術(shù)中各類圖像的綜合性價(jià)值，從而逐步提升學(xué)生的感知體驗(yàn)?zāi)芰3]。最后，教師需結(jié)合不同維度的模塊屬性進(jìn)行整合，將體育教育的框架模型融入于主體數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，借助數(shù)據(jù)庫的分析、整合、診斷系統(tǒng)，有效的制定一個(gè)較為科學(xué)的體育教學(xué)體系。

3.2詳細(xì)功能設(shè)計(jì)情況

在計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的功能設(shè)計(jì)的優(yōu)化過程，需構(gòu)建有效的目標(biāo)體驗(yàn)功能，結(jié)合不同場(chǎng)景的實(shí)際情況進(jìn)行充分的模擬。如需將科學(xué)的呈現(xiàn)草地、水泥地、塑膠田徑場(chǎng)地、籃球場(chǎng)地等方面的場(chǎng)地信息，將三維額度的信息融入于功能要求當(dāng)中。在此過程中，需精準(zhǔn)的分析出學(xué)生的體驗(yàn)情況，并結(jié)合如圖1所示的流程進(jìn)行功能制定。由此，需針對(duì)體育項(xiàng)目的技術(shù)要求和現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行有效的對(duì)比，結(jié)合不同場(chǎng)景模式的方針設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)際優(yōu)化，圍繞該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行項(xiàng)目制定，從而明確具體功能的設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，需根據(jù)計(jì)算機(jī)背景下的要求模式進(jìn)行制定，分解不同動(dòng)作的基本要求，構(gòu)架一個(gè)有效的溝通空間，從而有效提高體育教學(xué)的有效性。特別需要注意將訓(xùn)練要求與模擬訓(xùn)練進(jìn)行整合，要求學(xué)生結(jié)合云網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行方法對(duì)比，從而提高模擬功能的有效性。對(duì)于體育場(chǎng)景的設(shè)計(jì)要求中，需根據(jù)學(xué)生的接受情況拓展有效的模擬訓(xùn)練環(huán)境。如在“運(yùn)球”的教學(xué)中，則可以構(gòu)建木質(zhì)地板的場(chǎng)景，學(xué)生們通過跳躍、走位、傳球等動(dòng)作充分感知運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地地板的軟硬度，結(jié)合靈活的體驗(yàn)情境分析出相應(yīng)的訓(xùn)練場(chǎng)地，這對(duì)于后期實(shí)際教學(xué)有積極的作用。同時(shí)，教師需結(jié)合多媒體形式進(jìn)行體育教學(xué)，讓學(xué)生通過多媒體設(shè)備感受實(shí)際場(chǎng)景的魅力價(jià)值，從而更快的認(rèn)知體育場(chǎng)景的目標(biāo)導(dǎo)向。特別需要借助該技術(shù)設(shè)計(jì)不同結(jié)構(gòu)的三維數(shù)據(jù)模型，并融合對(duì)應(yīng)的情境設(shè)計(jì)內(nèi)容，設(shè)計(jì)出有效的賽事標(biāo)準(zhǔn)和賽事情況（NBA），讓學(xué)生在VR技術(shù)中了解不同賽事的規(guī)則和賽場(chǎng)中項(xiàng)目訓(xùn)練目標(biāo)和方法，潛移默化的加深了學(xué)生對(duì)不同體育項(xiàng)目的認(rèn)知與了解。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與應(yīng)用范文5

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；體育教學(xué)；體育訓(xùn)練；應(yīng)用方法

我們所說的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VirtualReality，VR）是一種由計(jì)算機(jī)生成的模擬環(huán)境，這項(xiàng)技術(shù)需要各種傳感設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。這項(xiàng)技術(shù)最早是由美國人在80年代提出的，一直到了90年代才有較為快速的發(fā)展。可以這樣說，這項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)標(biāo)志著全球的信息科學(xué)技術(shù)又上了一個(gè)新的臺(tái)階，包含計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、智能技術(shù)、傳感技術(shù)和語音處理技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)想要實(shí)現(xiàn)的是表現(xiàn)多方面多形式的多維信息，將視覺和聽覺很好地融合，給人們帶來一種不一樣的體驗(yàn)。目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在我國的應(yīng)用十分廣泛，比如航天航空、醫(yī)學(xué)實(shí)習(xí)、建筑和軍事設(shè)計(jì)、體育教學(xué)等，這項(xiàng)技術(shù)在這些領(lǐng)域的成功應(yīng)用，標(biāo)志著我國計(jì)算機(jī)事業(yè)的發(fā)展之快。而且虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育事業(yè)中的應(yīng)用，給教育事業(yè)的發(fā)展也帶來了比較深遠(yuǎn)的影響，它可以非常生動(dòng)地表現(xiàn)教學(xué)的內(nèi)容，這樣的課堂教學(xué)氛圍，不僅能夠提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，還能提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特征及其類型

1.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特征

1.1.1沉浸型

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)給人們帶來的是一種身臨其境的體驗(yàn)，當(dāng)人們所處的方位和位置發(fā)生變化時(shí)，人們所看到的圖像也是在不斷變化的，這是因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合人們視覺和聽覺的特點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)呈現(xiàn)出三維立體圖像，再通過一些自然交互設(shè)備就可以正常運(yùn)行了，其主要目的是給人們帶來一種身臨其境的感覺。

1.1.2交互型

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的交互是一種非常自然的交互，只需要通過一些自然設(shè)備即可完成，目前我們常見的交互設(shè)備有VR眼鏡、電腦、頭盔和數(shù)據(jù)手套等，而且還可以根據(jù)使用者的需求不同，呈現(xiàn)不同的圖像和用戶體驗(yàn)。

1.1.3多感知型

由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是根據(jù)人們的視覺、聽覺和觸覺等實(shí)現(xiàn)的一種計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，所以人們?cè)隗w驗(yàn)這項(xiàng)技術(shù)時(shí)，也可以很好地感知這些方面，帶來的是一種更高一級(jí)的體驗(yàn)，而且這種感覺還是無法描述的感覺。

1.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的類型

1.2.1沉浸型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

這個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，使用者在體驗(yàn)的過程中必須佩帶相應(yīng)的設(shè)備，比如數(shù)據(jù)手套和頭盔等，只有這樣才能很好地實(shí)現(xiàn)與虛擬世界的交互，因?yàn)檫@個(gè)系統(tǒng)的隔離效果超強(qiáng)，所以用戶在體驗(yàn)的過程中，可以更加全身心地投入到其中去。但是唯一美中不足的就是這個(gè)系統(tǒng)使用成本較高，而且所使用的設(shè)備價(jià)格昂貴，不適合我國廣大人民的消費(fèi)水平。

1.2.2簡易型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

這個(gè)系統(tǒng)相對(duì)于沉浸型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)就比較簡單了，只要一臺(tái)計(jì)算機(jī)就可以很好地完成與虛擬世界的交互。例如在旅游業(yè)的市場(chǎng)營銷中，目前在網(wǎng)上出現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實(shí)旅游，讓使用者置身于一個(gè)由計(jì)算機(jī)模擬出來的世界中。這個(gè)世界既可以是現(xiàn)實(shí)世界（如三峽、九寨溝）的模擬，也可以是一個(gè)完全虛構(gòu)的世界（如太空、外星球等），使用者在其中可以看、可以聽、可以嗅，還可以有觸覺上的感受。這種虛擬現(xiàn)實(shí)的旅游體驗(yàn)，可能會(huì)有兩種發(fā)展方向：（1）給旅游者以全面的旅游體驗(yàn)，使之真正成為一種全新的旅游方式；（2）作為現(xiàn)實(shí)中的旅游地在網(wǎng)絡(luò)中的產(chǎn)品，讓旅游者在實(shí)地旅游之前可以先對(duì)準(zhǔn)備購買的旅游產(chǎn)品有一定的了解。這種形式的廣告，效果無疑會(huì)比圖片之類的廣告更吸引人。

1.2.3共享型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

從今年開始共享這個(gè)概念就一直存在于我們的生活之中，例如共享小黃車、摩拜單車和共享雨傘的出現(xiàn)，這都很好地體現(xiàn)了共享這個(gè)概念，同樣，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也在很好地詮釋共享這個(gè)概念，所以另一系統(tǒng)就是共享型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要靠遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)，將不同區(qū)域、不同種族的用戶聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)了多空間和多用戶的共享，而且這個(gè)系統(tǒng)還可以通過單個(gè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)同一個(gè)虛擬實(shí)際進(jìn)行觀察和操作，以此達(dá)到共同工作的目的，讓我們也能夠體驗(yàn)到虛擬世界帶給我們的樂趣。

2虛擬現(xiàn)代技術(shù)在體育教學(xué)中的作用

虛擬現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用到我國的教育領(lǐng)域是一項(xiàng)重大的發(fā)展，同時(shí)應(yīng)用到體育教學(xué)中也是一個(gè)較大跨度的飛躍。虛擬現(xiàn)代技術(shù)可以使人們感受到身臨其境，參與者和虛擬環(huán)境之間是不可分的，可以互相作用、互相影響。參與者和虛擬環(huán)境都是這一個(gè)整體的主要組成部分。與之前的教學(xué)模式相比有了很大的改進(jìn)和完善，虛擬現(xiàn)代技術(shù)在如今的教學(xué)中可以說是一項(xiàng)新型的教學(xué)方式，同時(shí)也有著自身在體育教學(xué)的作用，符合現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的潮流。

2.1避免體育教學(xué)中對(duì)學(xué)生自身帶來的傷害

現(xiàn)代的體育教學(xué)中很受學(xué)生歡迎的項(xiàng)目有拳擊、跆拳道等，這些都是一些有一定對(duì)抗性的體育項(xiàng)目。在教學(xué)中很難避免會(huì)給學(xué)生帶來意外傷害，因?yàn)槲ｋU(xiǎn)系數(shù)很高，所以有些學(xué)校干脆直接不開設(shè)這些對(duì)抗性的課程。利用虛擬現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行體育項(xiàng)目的虛擬練習(xí)，可以直接避免會(huì)給學(xué)生造成意外傷的顧慮。在學(xué)校設(shè)定好的虛擬環(huán)境中可以讓學(xué)生大膽地去和虛擬環(huán)境所設(shè)計(jì)的對(duì)手進(jìn)行對(duì)抗性的搏斗練習(xí)，同時(shí)卻不用擔(dān)心受傷的問題。除此之外，虛擬環(huán)境還可以對(duì)學(xué)生的動(dòng)作進(jìn)行客觀智能的評(píng)價(jià)，快速地指出學(xué)生的不足，提高學(xué)生的訓(xùn)練效率。

2.2彌補(bǔ)教學(xué)設(shè)施建設(shè)的不足

在學(xué)校開設(shè)的體育課類型往往要受到學(xué)校設(shè)施、建設(shè)場(chǎng)地的限制，因此將會(huì)刪減大部分經(jīng)費(fèi)過高、設(shè)施較高端的體育課，這也就使得好多學(xué)生喜歡的體育課無法開課，比如射擊、賽車、野外生存等項(xiàng)目。但是在體育課中應(yīng)用虛擬現(xiàn)代技術(shù)就會(huì)有很大的改善，甚至可以直接彌補(bǔ)這其中的不足，學(xué)生在虛擬的環(huán)境中練習(xí)，不用受到學(xué)校場(chǎng)地設(shè)施的約束，并且可以在虛擬的環(huán)境中感受到和真實(shí)環(huán)境的感受。在虛擬現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用中，運(yùn)用了計(jì)算機(jī)的智能化特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)的虛擬技術(shù)的人機(jī)交換，也使得體育教學(xué)有了一定的特殊性和個(gè)性化。

2.3徹底打破時(shí)間空間的限制

在虛擬化現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用中，看不到、摸不到的物體甚至沒有感受過的危險(xiǎn)場(chǎng)所等，都能在虛擬環(huán)境中體現(xiàn)出來，又或者這個(gè)自然界根本不存在的事物，也可以根據(jù)它固有的特性在虛擬的環(huán)境中生成，這些的出現(xiàn)已經(jīng)徹底地打破時(shí)間和空間的約束和限制。例如在足球射門的教學(xué)過程中，傳統(tǒng)的教學(xué)模式可能會(huì)應(yīng)用多媒體技術(shù)來展現(xiàn)射門的動(dòng)作，一般也就通過幾個(gè)動(dòng)作的慢鏡頭來完成射門的全過程，而射門的動(dòng)作也都是經(jīng)過慢鏡頭剪輯出來的。但是應(yīng)用到虛擬設(shè)備就會(huì)有很大的不同了，從上到下、從左到右、從前到后，可以從每一個(gè)你想看到的任何角度來看射門的全過程，可以生動(dòng)地展現(xiàn)射門過程的技巧，提高學(xué)生訓(xùn)練技巧的效率。

3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在體育教學(xué)中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是在體育教學(xué)中充分應(yīng)用的一項(xiàng)技術(shù)，虛擬技術(shù)在體育教學(xué)發(fā)展中使教學(xué)技術(shù)不斷地更新生成不同的設(shè)備，使學(xué)生可以在虛擬的環(huán)境中全身心投入進(jìn)去，對(duì)學(xué)生的技能訓(xùn)練有很大的幫助。以下是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在體育教學(xué)中的幾個(gè)應(yīng)用舉例。

3.1技能訓(xùn)練

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將學(xué)生的技能訓(xùn)練有效地提高，比如在乒乓球訓(xùn)練的時(shí)候，可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和不同水平、不同技術(shù)手法的對(duì)手進(jìn)行對(duì)打，來提高自己的技術(shù)能力，現(xiàn)實(shí)中是不能將這么多手法的人集合在一起的。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以在體育教學(xué)中讓學(xué)生扮演不同的角色，開展針對(duì)性的訓(xùn)練，為學(xué)生能力的提高起到了推進(jìn)作用。

3.2知識(shí)學(xué)習(xí)

可以通過對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在體育教學(xué)中的應(yīng)用來讓學(xué)生感到新奇，在現(xiàn)實(shí)生活中無法觀察的生活狀況以及事物變化的過程，都可以通過這個(gè)技術(shù)向?qū)W生表達(dá)出逼真的效果。另外還可以讓抽象的理論概念變得更加直觀形象，學(xué)生可以通過這種實(shí)時(shí)的教學(xué)方式，最大限度地開發(fā)自己的能力，提高體育教學(xué)中的教學(xué)質(zhì)量。

3.3體育遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的成熟，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境良好的情況下，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與體育的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相互結(jié)合，將會(huì)成為一種革新?lián)Q代的教學(xué)方式，可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)體育教學(xué)資源進(jìn)行開發(fā)，將遠(yuǎn)程的體育教學(xué)作為教育界的重點(diǎn)來推進(jìn)。并且隨著時(shí)代的發(fā)展，這種網(wǎng)絡(luò)授課的方式已經(jīng)逐漸被各地的高校所采納，人們對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的要求不斷地增高，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也在不斷地完善，所以開發(fā)一種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的遠(yuǎn)程體育教學(xué)軟件，具有很好的發(fā)展前景。

4結(jié)語

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與應(yīng)用范文6

[關(guān)鍵詞]虛擬技術(shù) 應(yīng)用 教學(xué)

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行全面仿真的技術(shù)，能夠解決學(xué)習(xí)媒體的情景化及自然交互性的要求。通常用立體眼鏡、傳感手套等一系列傳感輔助設(shè)施來實(shí)現(xiàn)三維現(xiàn)實(shí)，人們通過這些設(shè)施以自然的方式（如頭的轉(zhuǎn)動(dòng)、身體的運(yùn)動(dòng)等）向計(jì)算機(jī)送入各種動(dòng)作信息，并且通過視覺、聽覺以及觸覺設(shè)施使人們得到三維的視覺、聽覺及觸覺等感覺世界，隨著人們不同的動(dòng)作信息，這些感覺也隨之改變。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅指戴著頭盔和手套的技術(shù)，而且還包括一切與之有關(guān)的具有自然模擬、逼真體驗(yàn)的技術(shù)與方法。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用于教育是教育技術(shù)發(fā)展的一個(gè)飛躍。對(duì)教育教學(xué)的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（一）改善課堂教學(xué)方法

現(xiàn)代化的教學(xué)方法要求改變傳統(tǒng)的課堂講授式為啟發(fā)引導(dǎo)式，追求教與學(xué)的合作化，以講授引導(dǎo)思維，以教導(dǎo)激發(fā)感情，并賦予學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。在現(xiàn)代教育思想指導(dǎo)下，虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)有利于創(chuàng)造這樣的環(huán)境，以教師為中心的授課形式將會(huì)被改變，以學(xué)生為中心的個(gè)別化教學(xué)、合作化教學(xué)和環(huán)境中自我探究得以真正實(shí)現(xiàn)。從多媒體虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的組織形式看，虛擬現(xiàn)實(shí)是非線性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，逼真的虛擬環(huán)境可提供良好的人機(jī)交互功能，在這個(gè)基礎(chǔ)上教學(xué)內(nèi)容的組織安排將特別強(qiáng)調(diào)由學(xué)生主動(dòng)參與來構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)，變學(xué)生的“被動(dòng)聽講”為“主動(dòng)學(xué)習(xí)”，由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”。

（二）改善教學(xué)內(nèi)容的內(nèi)在結(jié)構(gòu)

教學(xué)內(nèi)容的內(nèi)在結(jié)構(gòu)就是學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，知識(shí)結(jié)構(gòu)是學(xué)科知識(shí)間的邏輯關(guān)系，是學(xué)科內(nèi)含智力因素的信息源。傳統(tǒng)的教材及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)材料都是以線性結(jié)構(gòu)來組織學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)的，知識(shí)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)及順序都是以教為主，教學(xué)順序性很強(qiáng)，學(xué)生對(duì)教師的依賴性很大，難以促使學(xué)生從已建立的知識(shí)結(jié)構(gòu)向新知識(shí)結(jié)構(gòu)遷移。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以利用接近人類認(rèn)知特點(diǎn)的方式去組織和展示教學(xué)內(nèi)容、構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)，為學(xué)生提供一種動(dòng)態(tài)、開放的結(jié)構(gòu)化認(rèn)知形式，它既包括學(xué)科的基本內(nèi)容，又包括學(xué)科內(nèi)容之間的邏輯關(guān)系，既注重知識(shí)的形成過程，又注重知識(shí)的結(jié)構(gòu)，通過這種非線性結(jié)構(gòu)擴(kuò)散學(xué)生思維，進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)。

另外還可以在演示教學(xué)內(nèi)容方面提供直觀的、形象的多重感官刺激的視聽覺材料，以一種直接的信息傳遞方式，通過親臨其境的、自主控制的人機(jī)交互，由視覺、聽覺、觸覺獲取“外界”的反應(yīng)，提供生動(dòng)活潑的直觀形象思維材料、展現(xiàn)學(xué)生不能直接觀察到的事物等，形成知識(shí)點(diǎn)。

（三）改善教學(xué)活動(dòng)的空間

發(fā)展虛擬教學(xué)課堂教學(xué)不再局限于有形的教室中，教學(xué)活動(dòng)的空間和時(shí)間將得到無形擴(kuò)展，進(jìn)一步向虛擬課堂、虛擬大學(xué)發(fā)展。虛擬現(xiàn)實(shí)也將為高校擴(kuò)大招生后設(shè)置的分校和遠(yuǎn)程教育教學(xué)點(diǎn)提供可移動(dòng)的電子教學(xué)場(chǎng)所，使資源由一校“獨(dú)占”變?yōu)槎嘈！肮蚕怼薄Ｍㄟ^交互式遠(yuǎn)程教學(xué)的課程目錄和網(wǎng)站，由局域網(wǎng)工具作校園網(wǎng)站的鏈接，可對(duì)各個(gè)行業(yè)提供開放性和遠(yuǎn)距離的繼續(xù)教育，及其急需的課程教學(xué)，還可為社會(huì)提供新技術(shù)和高等職業(yè)培訓(xùn)的機(jī)會(huì)，促進(jìn)全國教育水平的提高。

（四）改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境

實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)是鞏固學(xué)生理論知識(shí)，提高學(xué)生動(dòng)手操作能力的必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。很多高校花費(fèi)巨額資金來滿足教學(xué)需求，由此導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足、型號(hào)落后、難以更新?lián)Q代跟上科技發(fā)展的現(xiàn)象頻頻出現(xiàn)。虛擬技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的引進(jìn)為各大高校提供了最新思路，如建設(shè)“常新”型的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)基地，利用多媒體技術(shù)，半實(shí)物仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)相結(jié)合的方法，建造虛擬演練的現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)基地，其“設(shè)備”或“部件”多是“虛擬”的，可根據(jù)發(fā)展需要重新“生成”新設(shè)備，也可使“設(shè)備”和教學(xué)內(nèi)容在虛擬環(huán)境中不斷更新，使實(shí)踐訓(xùn)練及時(shí)跟上技術(shù)的發(fā)展，以培養(yǎng)高素質(zhì)的畢業(yè)生，保證知識(shí)型的技術(shù)人才和管理人才能滿足當(dāng)今經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。

另外，虛擬技術(shù)對(duì)全方位的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)也起到顯著作用。從原來只是用錄音、錄像來輔助文字教材進(jìn)行教學(xué)的方式發(fā)展為使用具有人機(jī)交互的多媒體技術(shù)。多媒體的信息類型有靜態(tài)的、運(yùn)動(dòng)的、超級(jí)鏈接的視覺和聽覺信息，媒體信息形式通過計(jì)算機(jī)的集成處理，提供了超文本、圖形、圖像、圖表、音頻、視頻和動(dòng)畫。對(duì)于抽象的、概括的概念、原理，除了用文字和語音協(xié)同描述外，還可以通過多媒體用三維實(shí)景進(jìn)行虛擬展示，可以讓學(xué)生進(jìn)入問題存在的環(huán)境，有針對(duì)性地建構(gòu)虛擬情景，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究，通過自身與信息和環(huán)境的相互作用來得到知識(shí)。

結(jié)語

綜上所述，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展將對(duì)探索發(fā)展現(xiàn)代教育思想、提高教育技術(shù)水平、改善實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)境、優(yōu)化教學(xué)過程，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的人才產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

參考文獻(xiàn)：

［1］何增穎.虛擬機(jī)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2010