基于數字媒體技術的虛擬現實的分析與研究

房奇蕙 長春建筑學院

引言

虛擬現實是虛擬現實搜索公司萊納創造的一個術語，它一般指由一系列新的交互設備（如頭盔顯示器和傳感手套）構成的計算機軟件和硬件環境。

虛擬現實技術不只是那些戴著交互設備的人，還包括所有相關的技術和方法，具有自然模擬和現實體驗。想要創造一個類似于客觀環境的和諧的人機環境，超越客觀的時間和空間，能夠沉浸其中，能夠控制它。可以實現或部分實現這一目標的系統被作為虛擬現實系統。

1 虛擬現實技術的優點和其廣泛應用

和別的國家相比較，中國的虛擬現實技術起步有些晚。虛擬現實技術在中國發展十分迅速，虛擬現實技術被廣泛應用在各個領域中：

1.1 計算機輔助設計領域

現在計算機輔助設計領域中主要使用的技術是虛擬現實技術。通過使用各種虛擬現實的軟件，比如CAD軟件被用來制作虛擬家居和虛擬建筑，讓設計方案變得更加有效、直觀，有助于對設計方案進行修改。

1.2 軍事方面

自20世紀90年代以來，發達國家已經將虛擬現實技術用于軍事訓練中。例如無人飛行器和無人坦克，虛擬現實技術可以降低實戰過程中的人員和物資消耗。虛擬現實技術在評估武器系統性能、軍事演習和對武器操作的訓練方面都起到的作用很大。

1.3 航空航天領域

虛擬現實技術允許飛行員提前進行模擬訓練，而不是實際進入航天器等，模擬訓練艙的艙外場景，飛行員可以面對屏幕進行實際的駕駛操作。像航天器這樣的現代飛行器要花費很多錢，而且發射過程中的風險是未知的，虛擬現實技術的應用可以減少費用和降低事故發生的概率。

1.4 醫療領域

虛擬現實技術在醫療領域中扮演著兩個角色。通過虛擬環境場景演練的患者，可以減輕他們的壓力和痛苦。對成千上萬的醫生來說，模擬手術平臺的位置，有助于醫生識別手術的成功，處理各種急癥病人，具有很高的應用價值。對于成千上萬剛進入工作場所的醫生來說，虛擬現實技術還可以模擬人體器官、手術環境等。有利于他們更快地和醫生的角色相互結合。

2 虛擬現實模型

虛擬現實有不同的建模方法：

幾何建模有兩種方法，手動和自動，手動的方法：

(l）使用計算機軟件進行建模。

(2）利用建模軟件，比如CAD、3DMAX等軟件。

(3）自己制作制的工具軟件。建模是用成千上萬的硬件設備進行的，還回采用基于成千上萬張圖片的幾何建模技術。

在虛擬現實技術中，粒子是由成千上萬個動態運動的物體進行建模的。分形建模方式是使用簡單的操作來完成復雜對象的建模，通常用于虛擬現實技術中靜態遠景的建模。

3 虛擬現實和數字媒體技術兩者之間的關系

事實上，虛擬現實技術只是剛進入公眾的視野的東西，然而，雖然虛擬現實是一個新出現的技術，但是多媒體可能早已為許多人所知，可能很多人并不清楚，多媒體和虛擬現實也是相關的，可以具體了解一些多媒體和虛擬現實兩者之間的聯系，并嘗試在未來改變職業。

多媒體技術為虛擬現實技術提供了基礎的條件。這表明多媒體技術和虛擬現實技術兩者上是不可分割的，如果我們將來想從事虛擬現實行業，還需要了解一些多媒體知識。高等教育是高度專業化的，研究地質學的人應該知道地質晶體的類型和結構。那些研究物理的人應該理解這個定理的結構；那些研究力學的人應該知道齒輪是怎樣旋轉的，以及怎樣形成傳導力的效果……在高速科學技術的形成過程中，許多大學和一些機構使用多媒體輔助技術教學，來幫助教師向學生傳授知識，并通過計算機技術對機構進行培訓。如果學生和教職員工想親身體驗和實踐，想近距離全面地觀察更珍貴的物品、繪畫或古代世代，體驗火山爆發巖漿和太空子彈發射的過程……這過去看起來像是天與地之間的對話，現在利用虛擬現實技術就可以變成現實。

虛擬教室是利用網絡建立遠程視頻和音頻的主體，能夠滿足時效性、靈活性和大規模學生教學的需要。通過軟件系統、實時的交互系統等對學生進行管理，虛擬教室具有以下特點：

(1）成本低、消費少；

(2）可以實現廣泛覆蓋，提高應用率；

(3）課程的設置和學生的選擇具有一定的靈活性；

(4）不受上課時間的限制，可以24小時在線；

(5）可管理性和教學效率有所提高；

(6）可升級和可擴展，這有利于后續開發；

然而，目前的虛擬課堂在學習過程中也存在一定的局限性，比如只有字幕和聲音，這些都不同于真實課堂中的學習情境，觀察和言語等動態學習活動難以實現，還會出現教學信息資源缺乏和網絡帶寬不足等問題。

4 結束語

虛擬現實技術在傳統教學系統的基礎上，創造了一種新的學習環境和學習方法，有十分廣闊的發展前景，對于教師隊伍建設和教育方式轉型也有重要作用。國家對基礎設施和教學資源的不斷完善，虛擬現實技術必將對教學方式產生巨大的改變。