虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在動(dòng)物生境調(diào)查與保護(hù)中的應(yīng)用

潘清蕓 高堃 齊子安 李友邦

摘要：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是利用交互系統(tǒng)及多個(gè)學(xué)科交叉應(yīng)用衍生出的新技術(shù)。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)廣西崇左白頭葉猴自然保護(hù)區(qū)板利片區(qū)8個(gè)樣點(diǎn)進(jìn)行全景圖拍攝和制作，更加立體地展示白頭葉猴棲息地，并以新型宣傳方式進(jìn)行白頭葉猴保護(hù)宣傳，同時(shí)通過(guò)無(wú)人機(jī)追蹤觀察白頭葉猴，確定利用無(wú)人機(jī)技術(shù)在動(dòng)物調(diào)查方面的可能性，探究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與動(dòng)物生境調(diào)查及保護(hù)相結(jié)合的未來(lái)發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：白頭葉猴;虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);生境調(diào)查;生境保護(hù);無(wú)人機(jī)

The Application of Virtual Reality Technology in Animal

Habitat Investigation and Protection

——A Case Study of the Banli Area in Trachypithecus Leucocephalus

Nature Reserve in Chongzuo， Guangxi

PAN qing?yun， GAO Kun， QI Zian， LI You?bang

（College of Life Science， Guangxi Normal University， Guilin 541006，China）

Abstract： Virtual reality technology is a new technology derived from interactive system and an interdisciplinary application. This study aims to explore the possibility and future development of the combination of virtual reality technology and animal habitat investigation and protection. Through virtual reality technology， 8 sample points of Banli area of Chongzuo trachypithecus leucocephalus nature reserve in Guangxi were photographed and made， and the habitat was shown more tridimensionally， and the protection could be publicized with this new publicity method. At the same time， the possibility of using drone technology in animal survey was confirmed by tracking and observing the animals.

Key Words：trachypithecus leucocephalus; virtual reality technology; habitat investigation;habitat?protection; unmanned aerial vehicle

0?引言

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ膶W(xué)科，是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心、結(jié)合相關(guān)科學(xué)的交叉技術(shù)。用戶(hù)借助必要裝備與數(shù)字化環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行交互，產(chǎn)生身臨實(shí)境的感觀體驗(yàn)[1]。近年來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展迅速，在醫(yī)學(xué)治療、舞蹈教育教學(xué)[2]及電子圖書(shū)館等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)合成為研究熱點(diǎn)。

保護(hù)我國(guó)現(xiàn)有葉猴棲息地，改善和恢復(fù)葉猴原有棲息生境植被是保護(hù)葉猴的最重要措施[3]，同時(shí)白頭葉猴的宣傳與其棲息地記錄及展示也極為重要。目前國(guó)內(nèi)針對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用于動(dòng)物生境保護(hù)的研究比較鮮見(jiàn)。本文闡述了如何利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)白頭葉猴進(jìn)行宣傳保護(hù)，探索虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在動(dòng)物生境保護(hù)方面應(yīng)用的可能性。

1?虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

1.1?虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）技術(shù)，也稱(chēng)靈境技術(shù)，是一種以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)及核心，綜合多種技術(shù)、利用交互設(shè)備構(gòu)建虛擬世界的新興技術(shù)，使用戶(hù)仿佛置身于現(xiàn)實(shí)環(huán)境，達(dá)到境界虛擬但感覺(jué)真實(shí)的效果[4]。其主要特征包括沉浸感、交互性、構(gòu)想性。

VR技術(shù)近年來(lái)成為技術(shù)研究領(lǐng)域熱門(mén)，匯集人工智能、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)、人體仿真學(xué)及人機(jī)交互等多種學(xué)科。該技術(shù)借助虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)處理的單一數(shù)字化信息轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑S空間信息，將單一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)槿四芨惺艿降?、在思維過(guò)程中接觸的、除數(shù)據(jù)外其它各種形式的多維信息集合，從而達(dá)到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的作用[5]。VR系統(tǒng)主要包括輸入輸出設(shè)備、數(shù)據(jù)庫(kù)、專(zhuān)業(yè)圖形處理計(jì)算機(jī)、虛擬現(xiàn)實(shí)處理平臺(tái)及軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)[6]。

VR系統(tǒng)按照輸入方式可分為基于現(xiàn)實(shí)圖景構(gòu)造的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)和基于三維模擬圖形構(gòu)建的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)[7]。同時(shí)根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的輸出方式又可以分為：①桌面式，即借助PC輸出的VR系統(tǒng)，易受環(huán)境干擾，沉浸感較差;②沉浸式，即借助基站輸出的VR系統(tǒng)，不僅通過(guò)圖像展示，同時(shí)借助聲音、觸感等進(jìn)行展示，可加強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的交互感和沉浸感;③增強(qiáng)式，即高度平行的VR系統(tǒng)，指在能看見(jiàn)真實(shí)世界物象的同時(shí)，將虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)模擬的圖形投射在真實(shí)物體上，加強(qiáng)對(duì)真實(shí)世界的展示;④網(wǎng)絡(luò)分布式VR系統(tǒng)，指通過(guò)前幾種VR系統(tǒng)交互形成的大型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[8]。

1.2?VR技術(shù)應(yīng)用

目前VR技術(shù)已廣泛應(yīng)用于軍事及民用生產(chǎn)。

（1）軍事及航天領(lǐng)域。VR技術(shù)在軍事及航天領(lǐng)域的應(yīng)用有效推進(jìn)了技術(shù)發(fā)展。在航空航天領(lǐng)域，VR技術(shù)可利用無(wú)人機(jī)采集圖像，還可對(duì)環(huán)境進(jìn)行模擬，對(duì)載人航天事業(yè)有極大推動(dòng)作用，有助于航天員模擬訓(xùn)練航天任務(wù)[9]，同時(shí)也為軍事演習(xí)提供了一個(gè)新思路與方向。