淺析vr技術及其應用

張若洲

[摘 要]虛擬的環境主要是通過計算機生產的，在視覺、聽覺、觸覺等方面作用于用戶，從而產生身臨其境般的感覺。這是一門和計算機、圖像處理和模式識別、語音及音響處理、人工智能技術、傳感和測量以及反正等技術有機結合的技術。借助計算機，我們便能過進入該虛擬環境中，對其中的對象進行操控，從而實現交互。基于此，本文詳細探討了vr技術及其應用領域。

[關鍵詞]vr技術 虛擬現實技術 應用

中圖分類號：TU741.1 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）25-0366-01

Vr技術即虛擬現實技術，這是一種通過對人的視覺、聽覺以及觸覺等行為進行模擬的高度仿真人機交互技術。這是一門交叉性的學科，涉及到了包括計算機圖形學、計算機仿真技術、人機交互技術、人工智能技術、多媒體技術以及傳感技術等領域的學科。無論是其生成的視覺環境，還是音效，都是立體的，所以這種技術改善了人和計算機之間原本單調、生硬以及被動的狀態，讓人在身臨其境般的感受中戀戀不舍。

一、vr技術簡介

（一）vr技術的概念及分類

虛擬現實技術也叫做vr技術，它所指的是借助于三維圖形生成技術、多傳感交互技術、多媒體技術、人工智能技術以及人機接口技術等新興技術，營造成三維逼真的虛擬環境。該技術是通過創設文字圖形、圖像、動畫、聲音以及視頻等各種信息為一體的人機交互環境，建設內容豐富、圖文并茂且動靜結合的虛擬環境。置于此環境中，能夠極大的刺激著人們的大腦、眼睛、手、口等器官，讓人在身臨其境中體會到近乎真實的感受。

按照支持設備來分類，可以分成沉浸式和非沉浸式。沉浸式主要是除了計算機的標準設備以外，還應該加入那些比較特殊的外部設備，從而為體驗者提供更多可以感知的視覺、觸覺以及嗅覺等信息。這些外部設備可以是三維立體顯示器，也可以是數字手套等。非沉浸式主要指除了計算機的標準設備以外，不加入其他的外部設備，只為用戶提供視覺和聽覺的感受，盡可能的通過計算機軟件，為用戶營造出虛擬現實的環境。

按照漫游的方式來進行分類，可以分成自動漫游以及交互式漫游。自動漫游主要指制作者需要先將漫游的路徑設定好，再由計算機按照預先設定好的路徑將虛擬的場景展現出來。交互式漫游和自動漫游存在的一個最大不同之處便是其漫游路徑，前者是由體驗者借助于鼠標、鍵盤以及其他的特殊設備來進行操作的，不會受到角度和方位的限制便能夠看到虛擬的場景。

（二）vr技術的特征

第一，沉浸感。主要指vr技術能夠使得使用者和計算機之間實現完全的自然交互，從而陶醉于所創設的虛擬環境中。

第二，交互性。主要指vr技術能夠使得使用者不再被動的接受信息，而是借助于交互輸入設備，實現對虛擬物體的操作，從而將虛擬的環境改變。

第三，想象。主要指vr技術能夠使得使用者站在定性和定量有機結合的環境里，實現理性和感性的雙重認知，從而更深入的了解，并產生新的創意。

二、vr技術的應用

（一）教育培訓中的應用

首先，通過vr技術可以用來演示設備的工作過程。我們知道不管是機械設備，還是電子設備，或者是其他的很多設備，其工作的過程我們是無法看到的。如果借助于掛圖教學，必然是無法將其立體且連續的展現在我們眼前，但是，如果通過vr技術，則可以將設備的工作過程展現在我們眼前，使學生能夠更加直觀的看到設備的工作過程，從而明白工作原理，提升教學效果。

其次，通過vr技術能夠將工程中難以展示的損壞現象展現出來。它主要應用于施工工程教學，由于這些教學中會涉及到設計以及施工不當而造成的事故現象，但是這些現象要想在現實中模擬出來，肯定是不太可能的，而借助于vr技術，則可以把各種不同事故的原因，以及各種事故形象的展現給我們。

當然，在教育領域中，vr技術的也應用還有很多，比如醫學教學，可以通過構建虛擬人體，使學生能夠更清楚的知道人體的構造和功能。總的來講，vr技術通過生動且逼真的將教學內容展現在學生的面前，來促使學生更好地掌握知識，提升學生的積極性，最終提升教學效果。

（二）在醫學中的應用

Vr技術在醫學中的應用也是極富意義的。具體來講，通過對vr技術的應用，能夠幫助我們在虛擬的環境當中，構建虛擬的人體模型，并結合跟蹤球以及感覺手套等，又能夠幫助學生更好的了解和明白人體的結構，這種方式顯然要比教科書來的有效。另外，借助于vr技術，能夠更好地為醫療手術訓練服務，比如可以通過CT以及MRI數據，在計算機中建立人體的模型，或者專門建立某一個器官的模型，通過為其賦予物理特征，加之數據手套等高精度交互工具，便能夠為學生模擬一個手術過程，從而更深刻的幫助學生記憶。此外，vr技術在醫學領域的應用還能夠應用于解剖教學以及復雜手術過程的規劃等等，還可以在手術中，給予操作上的輔助，并對手術的結果做出預測。

（三）在建筑中的應用

和上面兩種應用不同的是，在建筑處理上的應用，主要可以分為兩個方面，第一，建筑物面很多的處理中；第二，建筑每一個面材質比較復雜的處理中。具體來講：

Vr技術在規劃設計中的應用，主要是通過構建建筑動畫的方式，來把規劃的區域展示出來，從而可以站在各個角度上全方位的進行審視，并站在更高決策層進行完善。

Vr技術在建筑設計中的應用，主要是通過構建建筑動畫的方式，不但能夠對建筑物的外觀進行觀察，從而判斷其有沒有滿足業主要求。而其還能夠判斷建筑和周圍環境的和諧與否，避免了建造完成之后才發現和所在區域原本風格不協調的問題。

Vr技術在裝飾設計中的應用，通過構建建筑動畫的方式，設計師可以把設計的方案展現給客戶，客戶能夠從中觀察，從而發現問題提出要求，和設計師進行交流，表達他們的想法，更好地完善方案，從而更符合客戶要求。

當然，除了上述所說的應用領域，vr技術還被廣泛的應用于制造業、軍事等多種領域，總的來說，vr技術下營造的虛擬現實是極富活力且有著廣闊應用前景的，它的發展是傳統交流方式的革命性飛躍，實現了人機的更人性化交互，是一種值得推廣和使用的技術。

參考文獻：

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