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第一篇：虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)際應(yīng)用[虛擬現(xiàn)實(shí)畢業(yè)論文-基于X3D的虛擬校園漫游系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)]
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【摘要】虛擬校園是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在數(shù)字化校園中的具體應(yīng)用。虛擬校園可以再現(xiàn)真實(shí)的校園場景，可以使那些沒有機(jī)會實(shí)地參觀的人獲得身臨其境的感受。還可以在此基礎(chǔ)上建立三維虛擬大學(xué)，提供相應(yīng)的網(wǎng)上教育等，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。
本文較為全面地介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和X3D 技術(shù)，對虛擬校園漫游系統(tǒng)所涉及的技術(shù)問題進(jìn)行了比較詳細(xì)的研究。本文以深圳大學(xué)為對象，以X3D 技術(shù)為主，綜合運(yùn)用多種技術(shù)，設(shè)計(jì)了校園內(nèi)的多個(gè)場景，構(gòu)建了辦公樓、圖書館、科技樓等立體模型，經(jīng)過整體拼合，最終實(shí)現(xiàn)了一個(gè)虛擬校園漫游系統(tǒng)。
【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)；虛擬校園；漫游系統(tǒng)；場景設(shè)計(jì)；X3D
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類的進(jìn)步，人們對世界的探索越來越深入，人們對事物的認(rèn)識與了解已經(jīng)不再局限于表面，更多地的是對事物多方面的接觸與深入了解。然而，很多領(lǐng)域的發(fā)展受到了很多條件的約束和限制，很難真正意義上實(shí)現(xiàn)人類的主觀愿望，比如對沒有發(fā)生的事物的預(yù)測，未知結(jié)果的提前模擬等，也有對現(xiàn)有事物的可視化描述。這些社會的需求擺在我們眼前，迫切需要一個(gè)能解決上述問題的有效工具，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正是在這樣的背景
[1]下誕生的。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)一經(jīng)問世，人們就對它產(chǎn)生了濃厚的興趣。近幾年，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不但已開始在軍事、醫(yī)學(xué)、教育、設(shè)計(jì)、藝術(shù)、娛樂等諸多領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用，而且還給社會帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，有關(guān)人士認(rèn)為：20世紀(jì)80年代是個(gè)人計(jì)算機(jī)的時(shí)代，90年代是網(wǎng)絡(luò)、多媒體的時(shí)代，而21世紀(jì)初則將是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的時(shí)代。
虛擬校園是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域中的一個(gè)重要應(yīng)用。它是將現(xiàn)實(shí)中學(xué)校的教學(xué)環(huán)境和校園的三維景觀利用先進(jìn)的技術(shù)在計(jì)算機(jī)中虛擬的再現(xiàn)出來。虛擬校園不僅能夠構(gòu)建一個(gè)全三維的逼真的校園環(huán)境，還能夠掛到校園網(wǎng)上，讓遠(yuǎn)程用戶下載或者直接參看。有了虛擬校園，學(xué)校的對外宣傳就不再僅僅局限于文字、圖片等傳統(tǒng)的宣傳方式，能夠更加直觀的將
[2]學(xué)校的情況展現(xiàn)在用戶的眼前。
虛擬校園技術(shù)對大學(xué)的對外宣傳、招生就業(yè)、校容校貌的展示等具有非常重要的作用，是校園信息化平臺建設(shè)的重要組成部分。虛擬校園漫游系統(tǒng)可以方便瀏覽者直觀的了解校園；方便師生盡快的熟悉校園生活；有利于樹立學(xué)校形象、提高學(xué)校知名度，吸引更多生源；是校園文化，校容校貌的展示平臺、是校園信息化建設(shè)的重要組成部分。
1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究現(xiàn)狀
美國是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究的發(fā)源地，其研究水平基本就代表國際虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展的水平。近年來，虛擬現(xiàn)實(shí)在美國航空航天和軍事領(lǐng)域的若干成功應(yīng)用獲得了巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，促使美國進(jìn)一步加大對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究的支持力度。
在軍事領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實(shí)在武器系統(tǒng)的性能評價(jià)和設(shè)計(jì)、操縱訓(xùn)練和大規(guī)模軍事演習(xí)及戰(zhàn)役指揮方面發(fā)揮了重要作用，并產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。美國已初步建成了一些洲際范圍的分布式虛擬環(huán)境，并將所有人操縱和半自主兵力引入虛擬的戰(zhàn)役空間，在世界上處于領(lǐng)先地位。
在航天領(lǐng)域，美國宇航局（NASA ）已經(jīng)建立了航空、衛(wèi)星維護(hù)VR 訓(xùn)練系統(tǒng)，空間站VR 訓(xùn)練系統(tǒng)，并且建立了可供全國使用的VR 教育系統(tǒng)。北卡羅來納大學(xué)（UNC ）是進(jìn)行VR 研究最早的大學(xué)，他們主要研究分子建模、航空駕駛、外科手術(shù)仿真和建筑仿真等。
在歐洲，英國在VR 開發(fā)的某些方面，特別是分布并行處理、輔助設(shè)備（包括觸覺反饋）設(shè)計(jì)和應(yīng)用研究方面是領(lǐng)先的。英國Bristol 公司發(fā)現(xiàn)，VR 應(yīng)用的焦點(diǎn)應(yīng)集中在整體綜合
技術(shù)上，在軟件和硬件的某些領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。英國ARRL 公司關(guān)于遠(yuǎn)地呈現(xiàn)的研究實(shí)驗(yàn)，主要包括VR 重構(gòu)問題，其產(chǎn)品還包括建筑和科學(xué)可視化計(jì)算。
日本的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展在世界相關(guān)領(lǐng)域的研究中同樣具有舉足輕重的地位，它在建
[3]立大規(guī)模VR 知識庫和虛擬現(xiàn)實(shí)的游戲方面取得了很大的成就。
1.2.2 國內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究現(xiàn)狀
我國虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究起步較晚，與發(fā)達(dá)國家還有一定的差距。但是近十年來，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)得到了相當(dāng)?shù)闹匾?，國家科委、國防科工委都已將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究列為重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。國內(nèi)許多研究機(jī)構(gòu)和高校也都在進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)的研究和應(yīng)用，并取得了一些不錯(cuò)
[3]的研究成果。
如：北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)系虛擬現(xiàn)實(shí)與可視化新技術(shù)研究室集成的分布式虛擬環(huán)境；清華大學(xué)國家光盤工程研究中心所做的“布達(dá)拉宮”，實(shí)現(xiàn)了大全景虛擬現(xiàn)實(shí)；浙江大學(xué)CAD&CG國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了一套桌面型虛擬建筑環(huán)境實(shí)時(shí)漫游系統(tǒng)；另外，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、西安交通大學(xué)、國防科技大學(xué)、中科院軟件所、上海交通大學(xué)等單位也進(jìn)行了交通
[4]領(lǐng)域的虛擬現(xiàn)實(shí)研究工作，并取得了一批研究成果。
1.2.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在虛擬校園方面的研究現(xiàn)狀
目前，虛擬校園的研究與實(shí)現(xiàn)方法主要分為兩類：
1. 基于圖形軟件的開發(fā)
基于圖形軟件的開發(fā)是指利用三維圖形程序接口軟件結(jié)合面向?qū)ο蟮目梢暬幊坦ぞ邅?/p>
[5]開發(fā)，三維圖形程序接口軟件主要有 OpenGL,Direct3D 和 Java3D?？梢暬幊坦ぞ呷?Visual C++,Visual Basic,Dephi,Java 等。這種方法的特點(diǎn)在于開發(fā)周期長、工作量大、投資大且數(shù)據(jù)兼容性差。
2. 基于 VRML 的方法
數(shù)字化信息社會最具代表性的三種新技術(shù)是多媒體、Internet 和虛擬現(xiàn)實(shí)，而這三種
[6]新技術(shù)的交叉點(diǎn)是虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言（virtual reality modeling language）。它是一種
可以發(fā)布到 3D 網(wǎng)頁的跨平臺、簡單的文本語言；也是一種能提供更自然地體驗(yàn)方式，包括沉浸感、交互性、動(dòng)態(tài)效果、延續(xù)性以及用戶參與探索的語言。
在原 VRML 組織基礎(chǔ)上成立的 Web3D 聯(lián)盟，在 2006 年 6 月制定了第三代 VRML標(biāo)準(zhǔn)
[7]X3D ，X3D 結(jié)合了 Java3D 和 XML 技術(shù)，已經(jīng)成為三維世界的主要標(biāo)準(zhǔn)。
基于 X3D 技術(shù)構(gòu)建的方法與第一種方法比較，雖然在真實(shí)感、實(shí)時(shí)性、交互功能、渲
[8]染速度等方面有些欠缺，但是它具有以下幾方面的突出優(yōu)點(diǎn):
（1）簡單易學(xué)、開發(fā)周期短、投資少收獲多。
（2）X3D 文件短小精悍，構(gòu)造的是動(dòng)態(tài)的虛擬場景，它盡可能的提供幾何造型特征，卻包含了大量不屬于造型語言范圍的特性。且具有良好的跨平臺性，能夠輕易地實(shí)現(xiàn) Internet 上的遠(yuǎn)程訪問。
（3）通過與 JavaScript 等腳本語言和 Java 語言容易實(shí)現(xiàn) GIS 查詢分析功能。結(jié)合
建立深圳大學(xué)虛擬校園的實(shí)際情況，考慮目前的技術(shù)條件、時(shí)間以及實(shí)驗(yàn)條件等綜合因素，本系統(tǒng)使用了基于X3D 的方法實(shí)現(xiàn)虛擬校園的構(gòu)建。
1.3 本文研究內(nèi)容
本文主要研究建設(shè)虛擬校園的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)，包括虛擬校園的設(shè)計(jì)、三維建模，場景構(gòu)建等功能。最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于X3D 的虛擬校園漫游系統(tǒng)。
本文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：
1．X3D 虛擬校園開發(fā)與設(shè)計(jì)
X3D 虛擬校園開發(fā)與設(shè)計(jì)，應(yīng)遵循軟件工程的思想進(jìn)行開發(fā)與設(shè)計(jì)。從立項(xiàng)、可行性分析，到需求分析，到總體設(shè)計(jì)，詳細(xì)設(shè)計(jì)，一直到編碼測試以及運(yùn)行維護(hù)等主要環(huán)節(jié)。
2．X3D 幾何節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
利用X3D 幾何節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)虛擬校園，提高虛擬校園信息資源場景瀏覽速度，使瀏覽者在虛擬現(xiàn)實(shí)世界里體驗(yàn)虛擬校園所帶來的樂趣以及身臨其境的感覺。
利用X3D 虛擬增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)的“基于X3D 的虛擬校園漫游系統(tǒng)”，利用基本幾何節(jié)點(diǎn)開發(fā)虛擬校園中的造型和場景，可以提高開發(fā)效率。
3．X3D 虛擬現(xiàn)實(shí)建筑設(shè)計(jì)
X3D 虛擬現(xiàn)實(shí)建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)是由土地規(guī)劃、公路街道設(shè)計(jì)、各種建筑設(shè)計(jì)以及校園綠化設(shè)計(jì)組成。在總體框架設(shè)計(jì)思想的基礎(chǔ)上，對各個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，根據(jù)需求分析做進(jìn)一步調(diào)整、改進(jìn)和完善，最終達(dá)到要求，完成整個(gè)建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)要求。土地規(guī)劃、公路街道設(shè)計(jì)、各種、建筑設(shè)計(jì)和綠化設(shè)計(jì)，根據(jù)用戶需求畫出草圖，再根據(jù)草圖繪制出計(jì)算機(jī)軟件層次結(jié)構(gòu)圖，再根據(jù)軟件結(jié)構(gòu)圖畫出流程圖。
4. X3D虛擬校園整體設(shè)計(jì)
X3D 虛擬校園整體設(shè)計(jì)采用深圳大學(xué)的真實(shí)校園為背景，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)完整的體現(xiàn)真實(shí)校園的校容校貌。按照以下兩點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)：
⑴ 按照學(xué)校的實(shí)際情況進(jìn)行虛擬建模，勾勒出學(xué)校的真實(shí)場景和自然風(fēng)貌。建立起包括：學(xué)校大門、辦公樓、教學(xué)樓、圖書館、體育館、游泳館、田徑運(yùn)動(dòng)場、學(xué)生宿舍、花草樹木等對象。
⑵ 為了增強(qiáng)真實(shí)的校園氣氛，可以加入汽車、行人、學(xué)生等人流。
最后使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行編碼和調(diào)試，作出合格的項(xiàng)目產(chǎn)品。
1.4 本文章節(jié)安排
本論文共分為五章，各章節(jié)的主要內(nèi)容如下：
第一章為緒論。簡要的介紹了論文的的研究背景、研究目的和研究意義，簡要的介紹了本文研究的內(nèi)容，最后闡述了論文章節(jié)的安排。
第二章為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)。介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)的基本概念、發(fā)展和現(xiàn)狀、虛擬現(xiàn)實(shí)的關(guān)
鍵技術(shù)。對于完成本系統(tǒng)所需要的X3D 和相關(guān)的知識做了詳盡的介紹。
第三章為總體設(shè)計(jì)。對虛擬校園漫游系統(tǒng)的開發(fā)和總體設(shè)計(jì)進(jìn)行了描述。討論了虛擬校園漫游系統(tǒng)的需求分析。對系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)目標(biāo)，系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)流程等進(jìn)行了闡述。
第四章為虛擬校園場景設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。這一部分是虛擬校園漫游系統(tǒng)的基礎(chǔ)支撐部分，整章針對校園場景中不同類型的對象場景提出了多種建設(shè)思路，從效率和效果兩方面考慮，為每個(gè)對象選擇最優(yōu)的構(gòu)建方法。最終實(shí)現(xiàn)了可以為用戶提供漫游平臺的虛擬校園場景，對系統(tǒng)進(jìn)行了測試與分析，并提出了優(yōu)化方法。
第五章為工作總結(jié)。對本文的研究工作進(jìn)行了總結(jié)，并提出了進(jìn)一步的研究和改進(jìn)方案。
第二篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的論文
【摘要】
計(jì)算機(jī)技術(shù)是新世紀(jì)以來迅速崛起的技術(shù)，它的快速發(fā)展極大地促進(jìn)了國家經(jīng)濟(jì)的繁榮。而其中的計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種全新的綜合信息技術(shù)，彌補(bǔ)了很多傳統(tǒng)技術(shù)的缺點(diǎn)，它通過和包裝設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合，從而使構(gòu)建和體驗(yàn)商品包裝的虛擬世界成為可能。本文通過對計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行剖析，分析其在商品包裝設(shè)計(jì)的應(yīng)用，從而更加有效地發(fā)揮計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的作用，最終使商品包裝設(shè)計(jì)邁向一個(gè)新臺階。
【關(guān)鍵詞】
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；包裝設(shè)計(jì)；應(yīng)用
引言
包裝技術(shù)是人類社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展過程中所衍生的一個(gè)專業(yè)技術(shù)，它具有商品性和藝術(shù)性，是一門綜合性的學(xué)科。包裝設(shè)計(jì)不僅具有商品適用功能，更有美觀的藝術(shù)追求，其創(chuàng)造的產(chǎn)品是物質(zhì)和精神雙重影響下的結(jié)果，該產(chǎn)品是利用外在的物質(zhì)來體現(xiàn)內(nèi)在的精神活動(dòng)的藝術(shù)創(chuàng)作。得益于計(jì)算機(jī)和多媒體技術(shù)的迅猛發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)這個(gè)全新的信息技術(shù)，這樣才會使構(gòu)建和體驗(yàn)商品包裝的虛擬世界成為可能。將該虛擬技術(shù)應(yīng)用到商品包裝中，一方面可以使設(shè)計(jì)師充分發(fā)揮自己的設(shè)計(jì)意圖，另一方面又可以將消費(fèi)者帶入到這個(gè)充滿藝術(shù)氛圍的虛擬世界中，讓消費(fèi)者獲得一種嶄新的視覺體驗(yàn)。人類文明在發(fā)展，科技水平也在不斷提高，人們的生活方式在不斷豐富。判斷一件商品包裝設(shè)計(jì)作品成功與否，一方面要看其是否滿足商品基本功能，更重要的是看其是否給消費(fèi)者帶去愉悅的享受。如此看來，商品包裝不僅是物質(zhì)產(chǎn)品，更是精神產(chǎn)品，它是一種實(shí)現(xiàn)商品基本功能的同時(shí)又要反映人們精神活動(dòng)的藝術(shù)創(chuàng)作。
1、何謂虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
人們口中的靈境技術(shù)就是指的計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，它是一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用戶可以通過它創(chuàng)建一個(gè)虛擬世界，并且可以親身體驗(yàn)到這個(gè)虛擬世界的樂趣。該計(jì)算機(jī)技術(shù)的研發(fā)和利用給設(shè)計(jì)師、客戶、消費(fèi)者提供一個(gè)可以方便互動(dòng)的平臺，產(chǎn)生的效果更加生動(dòng)逼真。計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有交互性、構(gòu)想性以及沉浸性等三大特性。近些年以來，該技術(shù)的快速發(fā)展，為我國商品包裝設(shè)計(jì)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，結(jié)合三維圖像的計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在商品包裝設(shè)計(jì)中越來越受到設(shè)計(jì)師和客戶的青睞。應(yīng)用該技術(shù)的包裝設(shè)計(jì)主要具有以下優(yōu)點(diǎn)。
（1）更加逼真，相較與傳統(tǒng)的二維平面圖像，它更能全方位體現(xiàn)商品信息。
（2）沉浸感強(qiáng)，可以讓人有一種置身其中的感覺。
（3）制作便捷、成本低廉。
（4）電子文件形式更加便于攜帶、儲存和傳輸。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以給設(shè)計(jì)師、客戶和消費(fèi)者創(chuàng)建一個(gè)便捷的三方互動(dòng)平臺，使商品包裝設(shè)計(jì)產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。
2、現(xiàn)代商品包裝設(shè)計(jì)
包裝，通俗來講就是商品保護(hù)層，在商品運(yùn)輸、銷售的過程中起到保護(hù)和展示作用，它最終的目的是通過特定的外在形象加工來吸引消費(fèi)者達(dá)到消費(fèi)的目的。因而要求包裝不僅僅要有過硬的外在保護(hù)技術(shù)，以保證其中的商品不被損壞，更要具備一定的視覺沖擊效果和傳播效應(yīng)，全面反映商品的信息，從而最大可能的勾起消費(fèi)者的'消費(fèi)欲望，達(dá)到銷售商品的目的。隨著人類社會的不斷進(jìn)步，人們已經(jīng)不僅僅限于物質(zhì)方面的滿足，越來越趨向?qū)駥哟蔚淖非?。隨著社會潮流，現(xiàn)代商品包裝設(shè)計(jì)也被加入新的內(nèi)涵，不在簡簡單單的是一種物質(zhì)生產(chǎn)活動(dòng)，更多的是其商品包裝本身所帶有的文化氣息、時(shí)尚品味。
3、包裝設(shè)計(jì)中所體現(xiàn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用
將計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于包裝設(shè)計(jì)中是一種全新的工作理念，它的出現(xiàn)不僅使包裝設(shè)計(jì)變得更加美觀和直觀，而且還降低了制作成本，縮短了生產(chǎn)周期，進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)效率，具體分析如下。
（1）滿足消費(fèi)者的個(gè)性化需求。在這個(gè)信息全球化和經(jīng)濟(jì)全球化的時(shí)代里，人們的對物質(zhì)文化的追求變得日益多樣化，消費(fèi)者的需求變得越來越有個(gè)人特色，消費(fèi)觀念隨著社會發(fā)展而不斷變化，那些時(shí)尚而個(gè)性的商品受到更多人的吹捧。企業(yè)為了能夠在競爭激烈的市場中獲得一杯羹，不得不把商品的包裝設(shè)計(jì)提升到企業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略新高度，對那些新興的技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣。計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，為包裝設(shè)計(jì)師創(chuàng)造了一個(gè)全新便捷的設(shè)計(jì)平臺。在整個(gè)包裝設(shè)計(jì)過程中，怎樣有效做到把握商品的命脈，這是所有包裝設(shè)計(jì)者面臨的最重要而復(fù)雜的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在商品包裝設(shè)計(jì)中可以提供一種全新的感官體驗(yàn)，這一點(diǎn)是傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)和多媒體技術(shù)無法提供的，并且通過將計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)和計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，使兩者共同作用產(chǎn)生藝術(shù)成為可能。計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)可以充分將消費(fèi)者個(gè)人的需求融入到商品包裝設(shè)計(jì)中，從而滿足客戶的多樣化需求。
（2）計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)完美詮釋商品包裝。從構(gòu)造手段來看那些應(yīng)用計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計(jì)的包裝作品，它具有技術(shù)性，但是從可視化的角度來看，它又是具有藝術(shù)性的。商品包裝設(shè)計(jì)師通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以將自己的設(shè)計(jì)意圖簡潔、新穎的體現(xiàn)出來，并將商品的適用性和藝術(shù)性進(jìn)行完美地詮釋。商品包裝設(shè)計(jì)的目的是依托商品外在的形象而最大限度的吸引消費(fèi)者的目光，無限的激發(fā)他們內(nèi)心的購買欲望，從而達(dá)到將商品推銷出去的目的。在當(dāng)今的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，包裝已不僅僅其保護(hù)商品完整的作用了，更承擔(dān)起宣傳商品的角色，它對擴(kuò)大商品的市場認(rèn)可度起著舉足輕重的作用。
（3）計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以激發(fā)包裝設(shè)計(jì)者的創(chuàng)作潛能。較之其他的包裝，包裝設(shè)計(jì)不止追求外觀的時(shí)尚美觀從而吸引眼球，更潛力于通過三維視覺圖像來全方位、多層次的將商品的信息反映在消費(fèi)者面前，從而使商品獲得消費(fèi)市場的廣泛認(rèn)可，最終提升商品的銷量。一個(gè)上層的包裝設(shè)計(jì)不僅可以推動(dòng)企業(yè)的大力發(fā)展，而且很可能會新開辟一個(gè)銷售方式。商品包裝設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，可以將空間的兩個(gè)任意形體集合進(jìn)行隨意組合運(yùn)算，如并集、交集、合集等，給商品包裝設(shè)計(jì)師提供多種運(yùn)算結(jié)果，發(fā)掘更多的可能性，從而擴(kuò)散設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思維，激發(fā)設(shè)計(jì)者的創(chuàng)作潛能，最終達(dá)到無限激發(fā)他們創(chuàng)作靈感的目的。與此同時(shí)，通過計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用還可以將設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)作品更加逼真客觀的表現(xiàn)出來，這樣就可以使設(shè)計(jì)者和消費(fèi)者進(jìn)行思想溝通互動(dòng)，如此就可以將兩者的有效建議充分融合到包裝設(shè)計(jì)中，而且還可以達(dá)到縮短商品包裝設(shè)計(jì)周期，從而降低制作成本的目的，最終將計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢最大可能的凸顯出來。
4、結(jié)語
隨著信息全球化、經(jīng)濟(jì)全球化的不斷發(fā)展，對于商品包裝設(shè)計(jì)來說，這既是一個(gè)挑戰(zhàn)也可以是一種機(jī)遇。包裝設(shè)計(jì)作為服務(wù)業(yè)中的一種新興知識性行業(yè)，它融合了多學(xué)科的技術(shù)，在企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演著不可或缺的重要作用。普通大眾的消費(fèi)觀念隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已然從傳統(tǒng)物質(zhì)追求變?yōu)槿缃竦木裎幕淖非?，更加注重商品包設(shè)計(jì)的人性化、個(gè)性化、時(shí)尚化，對商品的品牌服務(wù)、商品包裝、廣告宣傳和形象設(shè)計(jì)有了更高的要求。包裝設(shè)計(jì)唯有堅(jiān)持以市場消費(fèi)為導(dǎo)向的原則，同時(shí)具有超前的時(shí)尚嗅覺，這樣才不會被消費(fèi)市場所拋棄。計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與包裝設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合，為我們創(chuàng)造了一個(gè)有別于傳統(tǒng)媒介的全新視覺盛宴，使我們可以得到新穎的視覺享受，這是所有其他的設(shè)計(jì)手段所無法達(dá)到的。隨著計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在包裝設(shè)計(jì)中的不斷深入應(yīng)用，在未來的日子中，它的其他它優(yōu)勢肯定會得到體現(xiàn)，從而使商品包裝設(shè)計(jì)更加貼近消費(fèi)者的個(gè)性需求，最終使企業(yè)在激烈的行業(yè)競爭中脫穎而出，不斷提升商品的市場份額。
參考文獻(xiàn)
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第三篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的論文
摘要：近年來，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域開發(fā)了一種新的教學(xué)模式。通過相關(guān)研究，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)關(guān)于計(jì)算機(jī)課程教學(xué)的一些功能模塊，可以幫助學(xué)生掌握和鞏固教學(xué)中的難、重點(diǎn)，提高學(xué)生的自主性、積極性和創(chuàng)造性。筆者以計(jì)算機(jī)教學(xué)為例，探討基于VRP的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在輔助計(jì)算機(jī)課堂教學(xué)中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：VRP；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；計(jì)算機(jī)教學(xué)
1引言
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于教育領(lǐng)域中，實(shí)踐了建構(gòu)主義、情景學(xué)習(xí)的思想，可為學(xué)生提供一個(gè)逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境。提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生獲得真實(shí)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，熟練掌握和鞏固教學(xué)中的重、難點(diǎn)，以取得更好的教學(xué)效果。
2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡介
虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality，VR）是20世紀(jì)末提出的一項(xiàng)多學(xué)科綜合技術(shù)。它以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，通過計(jì)算機(jī)仿真，生成具有視覺、聽覺、觸覺等多種感官的逼真的三維虛擬環(huán)境。用戶可以通過專業(yè)的傳感器設(shè)備進(jìn)入虛擬環(huán)境，與虛擬場景中的對象進(jìn)行交互，從而獲得身臨其境的體驗(yàn)，被認(rèn)為是21世紀(jì)最有潛力的技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)有三種特性，即沉浸感、交互性和想象力（又稱創(chuàng)造性），使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域具有獨(dú)特的、明顯的應(yīng)用優(yōu)勢?；谔摂M現(xiàn)實(shí)創(chuàng)建的教育和教學(xué)環(huán)境，為學(xué)習(xí)者營造了自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，從傳統(tǒng)的“以教促學(xué)”的學(xué)習(xí)模式，轉(zhuǎn)入一個(gè)新的學(xué)習(xí)方式，學(xué)習(xí)者通過自我互動(dòng)和信息環(huán)境，獲取知識和技能。但在實(shí)際教學(xué)中，有些基本概念、原理和方法是很難用實(shí)物來演示?？山柚摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作三維演示程序，解決教學(xué)中的難點(diǎn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用
計(jì)算機(jī)這門學(xué)科，邏輯性和實(shí)踐性較強(qiáng)，教材上的一些知識點(diǎn)學(xué)生較難理解。教師可以用VRP結(jié)合3DsMax開發(fā)制作VR課件，更好輔助課堂教學(xué)。例如《操作系統(tǒng)》這門課，內(nèi)容上更具理論性和相對抽象性。在講解進(jìn)程管理中的生產(chǎn)者-消費(fèi)者問題以及處理機(jī)調(diào)度中的死鎖等問題時(shí)，學(xué)生理解起來非常困難。因此，教師可以用VR課件，將動(dòng)畫、聲音、圖片等表現(xiàn)形式有機(jī)結(jié)合起來，將生產(chǎn)者-消費(fèi)者問題以及死鎖等問題的原理，通過動(dòng)畫生動(dòng)形象地展現(xiàn)出來，學(xué)生理解起來就更加容易。且老師還可以設(shè)計(jì)開發(fā)《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)重難點(diǎn)案例解析》的VR課件，此課件不是教材內(nèi)容的堆砌，而是用來解決教材的難重點(diǎn)。又如在《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程中，講解信息編碼、二進(jìn)制、十進(jìn)制等基本概念時(shí)，可用VR課件開發(fā)一些游戲案例。既能激發(fā)學(xué)生的興趣，又能在課件中設(shè)置相應(yīng)的問題，讓學(xué)生思考問題，培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)思考和解決問題的能力，并有助于培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力。再如，在講解《計(jì)算機(jī)組裝與維修》課程時(shí)，由于無法提供足夠的硬件設(shè)備來滿足學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需求，傳統(tǒng)的教學(xué)主要采用播放PPT課件的方式，給學(xué)生展示相應(yīng)的圖片和組裝流程，或通過播放組裝的視頻方式來教學(xué)。學(xué)生只能獲得感官上的認(rèn)識，而實(shí)際動(dòng)手操作的體會不深刻。為此，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，利用其創(chuàng)建的虛擬場景，可使知識更形象化、直觀化，便于理解和增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力。學(xué)生在虛擬場景中，可進(jìn)行交互學(xué)習(xí)，具有較強(qiáng)的沉浸感和交互性，極大提高了學(xué)生實(shí)踐能力。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)設(shè)的教學(xué)環(huán)境相對其他教學(xué)媒體創(chuàng)建的學(xué)習(xí)情境更有真實(shí)性、獨(dú)特性和優(yōu)越性。在計(jì)算機(jī)學(xué)科的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，通過3DsMax軟件創(chuàng)建教學(xué)中所需的硬件模型，構(gòu)建三維模型庫，結(jié)合VRP虛擬現(xiàn)實(shí)軟件，開發(fā)出適合各門計(jì)算機(jī)課程教學(xué)的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，能很好降低教學(xué)成本，提高教學(xué)效率。
4基于VRP的虛擬現(xiàn)實(shí)課件設(shè)計(jì)流程
4.1VR-Platform虛擬現(xiàn)實(shí)平臺
VRP是VR-Platform的簡稱，是國內(nèi)第一款自主研發(fā)的虛擬現(xiàn)實(shí)平臺軟件。該軟件實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單、高度可視化，所見即所得?？蓮V泛應(yīng)用于城市規(guī)劃、房產(chǎn)開發(fā)、工業(yè)仿真、文物古跡、電子商務(wù)、教育以及娛樂游戲等行業(yè)。該軟件打破了被國外軟件壟斷虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的現(xiàn)狀。以極高的性價(jià)比獲得了國內(nèi)廣大客戶的青睞，并已成為一個(gè)國內(nèi)應(yīng)用非常廣泛的虛擬現(xiàn)實(shí)和三維制作工具。許多理工科重點(diǎn)院校，購買了VRP虛擬現(xiàn)實(shí)平臺及其相關(guān)產(chǎn)品（如清華大學(xué)電機(jī)系、中國傳媒大學(xué)動(dòng)畫學(xué)院等），在高等學(xué)校的教學(xué)科研工作中發(fā)揮了重要作用。
4.2基于VRP的虛擬現(xiàn)實(shí)課件制作
在制作VRP作品前，必須先通過相關(guān)的三維建模軟件（如3DsMax）進(jìn)行基礎(chǔ)建模，并設(shè)定對象的材質(zhì)、燈光、動(dòng)畫等。大致分為以下幾步。4.2.1模型建立。大多數(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)場景中的模型，都是由3DsMax等三維軟件制作完成。VRP對建模階段的模型沒有太多的限制，只要它符合3DsMax標(biāo)準(zhǔn)即可。但在建模時(shí)，模型數(shù)量不要太多，刪除看不見的面，對于較復(fù)雜的造型，可用貼圖或照片來表現(xiàn)，以簡模原則優(yōu)化模型。4.2.2材質(zhì)和燈光設(shè)置。完成場景模型的建立之后，可為模型添加材質(zhì)?？墒褂脴?biāo)準(zhǔn)材質(zhì)，也可添加紋理貼圖。具體根據(jù)所要?jiǎng)?chuàng)建的場景來設(shè)置。VRP對3DsMax場景中的燈光設(shè)置也沒有特殊要求，根據(jù)需求設(shè)置合理的燈光即可。4.2.3烘焙。通過烘焙操作，可將3DsMax場景中的模型光影，以貼圖的方式導(dǎo)入VRP中，從而獲得一個(gè)真實(shí)光影效果的虛擬場景。4.2.4導(dǎo)入。VRP進(jìn)行后期制作虛擬現(xiàn)實(shí)場景中的模型制作完成并經(jīng)過烘焙后，通過VrpForMax插件導(dǎo)出模型到VRP-Builder，即可在VRP-Builder中進(jìn)行編輯，根據(jù)教學(xué)需求，編輯具有交互功能的VR作品。4.2.5輸出。在完成場景中所有模型的交互功能后，可運(yùn)行、預(yù)覽效果，進(jìn)行修改、調(diào)試，最后可編譯輸出*.EXE的可獨(dú)立執(zhí)行文件或是可網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的*.VRPIE文件。
5結(jié)語
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。不僅適用于科學(xué)技術(shù)研究、虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境、虛擬實(shí)驗(yàn)室、虛擬實(shí)訓(xùn)，還可應(yīng)用于虛擬仿真校園及虛擬遠(yuǎn)程教育等。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展和完善以及硬件設(shè)備成本的不斷降低，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為新的教學(xué)媒體，以其強(qiáng)大的教學(xué)優(yōu)勢和潛力，將會逐步吸引教育工作者的關(guān)注和青睞，最終在教育領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用并發(fā)揮其重要作用。
參考文獻(xiàn)
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第四篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的論文
摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 媒體展示設(shè)計(jì)的形式與方法越來越多樣， 而Virtual reality即虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)無疑是對新媒體展示技術(shù)的又一次革新， 為新媒體展示設(shè)計(jì)帶來新的技術(shù)支持， 極大地豐富了新媒體展示設(shè)計(jì)的形式， 為新媒體展示設(shè)計(jì)提升了展示效果。本文將簡要對新媒體展示設(shè)計(jì)與VR技術(shù)做一個(gè)介紹并簡單分析VR技術(shù)在新媒體展示設(shè)計(jì)中的應(yīng)用， 希望能夠?qū)R技術(shù)發(fā)展與新媒體展示設(shè)計(jì)豐富作出貢獻(xiàn)。
關(guān)鍵詞：VR技術(shù); 新媒體; 展示設(shè)計(jì); 應(yīng)用研究分析;
展示設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合藝術(shù)設(shè)計(jì)， 它包含多種學(xué)科， 運(yùn)用多種技術(shù)作為支撐， 涵蓋的領(lǐng)域很廣泛。傳統(tǒng)的展示設(shè)計(jì)主要是通過實(shí)物或模型來向人們展現(xiàn)設(shè)計(jì)成果， 但是隨著時(shí)代的發(fā)展， 模型和實(shí)物已經(jīng)不能滿足展示設(shè)計(jì)發(fā)展所需要的展現(xiàn)力， 因?yàn)閱渭兊匾阅Ｐ秃蛯?shí)物作為載體的傳統(tǒng)展示設(shè)計(jì)是一種靜態(tài)展示， 對于觀眾而言比較單調(diào)、乏味， 此時(shí)VR技術(shù)的發(fā)展適時(shí)地為展示設(shè)計(jì)帶來了新的技術(shù)支持和新的展現(xiàn)方式， 幫助展示設(shè)計(jì)豐富表現(xiàn)形式， 提升展現(xiàn)力， 滿足了人們對于展示設(shè)計(jì)的諸多需求， 因此， 加強(qiáng)VR技術(shù)在新媒體展示設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究很有必要。
一、新媒體展示設(shè)計(jì)的特征
(一) 虛擬化。
隨著時(shí)代與科技的發(fā)展， 新媒體展示設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生， 它與傳統(tǒng)的展示設(shè)計(jì)相比具有諸多優(yōu)勢， 不僅能夠通過3D技術(shù)使得許多不存在的事物和想法創(chuàng)意得到展現(xiàn)， 還能夠很大程度節(jié)約實(shí)物運(yùn)輸、維護(hù)等成本， 可以說是一舉多得。而這種優(yōu)勢正是得益于新媒體展示設(shè)計(jì)具有虛擬化特性， 因?yàn)檫@種虛擬化， 設(shè)計(jì)師可以在有限的空間里展示無限的設(shè)計(jì)， 讓人們在很小的地方就能夠感受到多種感官上的體驗(yàn)， 例如， 通過新媒體展示設(shè)計(jì)能夠使人們坐在座椅上就從春天的百花爛漫走到冬日的白雪皚皚， 能夠從氣勢磅礴的三峽大壩走到一覽眾山小的黃山之巔， 將四季的風(fēng)光與中國大地的魅力風(fēng)物盡收眼底， 這都是得益于新媒體展示設(shè)計(jì)的虛擬化。虛擬化的展示能夠通過VR眼鏡等多種道具的配合讓參觀者體驗(yàn)電影中才會出現(xiàn)的現(xiàn)象， 當(dāng)參觀者戴上VR眼鏡， 他不僅可以與獵豹賽跑， 還可以體驗(yàn)像超人一樣飛在天空的感覺， 這為參觀者帶來了更好的參觀體驗(yàn)。由于新媒體展示設(shè)計(jì)具有的這種虛擬化特性， 設(shè)計(jì)師可以擺脫傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的平面化敘事風(fēng)格， 將故事更加立體化、現(xiàn)實(shí)化地展現(xiàn)出來， 使得展示變得更加有趣， 不再空洞。
(二) 互動(dòng)性。
在新媒體展示設(shè)計(jì)環(huán)境下， 參觀者的觀感是越來越受到設(shè)計(jì)師重視的一個(gè)因素， 新媒體展示設(shè)計(jì)不再是傳統(tǒng)的那種簡單將實(shí)物擺到參觀者眼前， 而是更加注重與參觀者的互動(dòng)， 注重人性化設(shè)計(jì)、強(qiáng)調(diào)參與者體驗(yàn)已經(jīng)是新媒體展示設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)師的共識了。目前， 新媒體展示設(shè)計(jì)越來越多地轉(zhuǎn)向通過人機(jī)互動(dòng)等方式來加強(qiáng)參觀者與展示對象之間的交流互動(dòng)， 這樣的互動(dòng)能夠幫助參觀者更好地體驗(yàn)到設(shè)計(jì)展示對象的特點(diǎn)和優(yōu)勢， 更好地完成信息傳遞， 達(dá)到更好的展示效果。比如， 通過為參觀者佩戴數(shù)字化手套、頭盔和VR眼鏡等裝置可以幫助參觀者達(dá)到在月球散步的觀感， 這就是將參觀者融入展示設(shè)計(jì)之中的一大體現(xiàn)， 是新媒體展示設(shè)計(jì)區(qū)別于傳統(tǒng)的媒體展示設(shè)計(jì)的一大特點(diǎn)， 這種互動(dòng)性增強(qiáng)了參觀者對于展覽的體驗(yàn)度， 幫助展覽達(dá)到更好的展示效果， 同時(shí)也能夠活躍展覽的氛圍， 打破傳統(tǒng)展覽那種嚴(yán)肅甚至枯燥的氛圍， 為參觀者帶來更好的觀感體驗(yàn)。
(三) 沉浸感。
新媒體展示設(shè)計(jì)另一個(gè)比較顯著的特征就是沉浸感， 設(shè)計(jì)師通過對數(shù)字設(shè)備的運(yùn)用能夠?qū)σ粋€(gè)時(shí)空進(jìn)行展現(xiàn)， 讓參觀者仿佛真正置身其中， 沉浸在設(shè)計(jì)師展現(xiàn)出來的故事或環(huán)境中。比如， 現(xiàn)在利用VR技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對歷史遺跡的虛擬展現(xiàn)， 讓那些已經(jīng)破敗甚至接近銷毀的歷史遺跡重新“出現(xiàn)”在參觀者眼前， 讓參觀者能夠置身其中， 體驗(yàn)這些遺跡曾經(jīng)的輝煌。這就是新媒體展示設(shè)計(jì)沉浸感的體現(xiàn)， 通過設(shè)計(jì)環(huán)境、人物、故事情節(jié)等將參觀者更加深入地帶進(jìn)展示對象中去， 達(dá)到更好的展示效果。沉浸感是新媒體展示設(shè)計(jì)對新時(shí)代的適應(yīng)， 也是對具有更高要求的參觀者的滿足， 這種沉浸感能夠幫助參觀者真正融入進(jìn)展覽中去， 體驗(yàn)展覽所要傳遞的信息， 能夠極大地提升新媒體展示設(shè)計(jì)的效果。
二、VR技術(shù)
(一) VR技術(shù)的概念。
VR技術(shù)是隨著科技發(fā)展產(chǎn)生的又一大成果， 它是一項(xiàng)新興的高新實(shí)用項(xiàng)目， 主要是指通過計(jì)算機(jī)模擬出一個(gè)虛擬三維空間， 將參觀者的多種感官調(diào)動(dòng)起來， 把參觀者帶入虛擬空間， 實(shí)現(xiàn)在虛擬空間像現(xiàn)實(shí)生活中一樣的交流與互動(dòng)， 從而達(dá)到讓參觀者仿佛置身其中的效果， 提升展示效果。目前， 媒體展示正逐漸打破局限性， 向著更加高效便捷的方向發(fā)展， 而VR技術(shù)就是其中一種發(fā)展方向， 是在新媒體展示設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)交互藝術(shù)、增加參觀者體驗(yàn)感的重要技術(shù)基礎(chǔ)。有了良好的技術(shù)支撐， 豐富的展示形式才得到了實(shí)現(xiàn)的可能， VR技術(shù)的出現(xiàn)幫助設(shè)計(jì)師實(shí)現(xiàn)了許多以前不可能實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)， 比如帶領(lǐng)參觀者體驗(yàn)原本普通人無法體驗(yàn)的活動(dòng)或者將已經(jīng)消失的物種重新展示到人們面前加強(qiáng)人們對動(dòng)物的關(guān)注等等。VR技術(shù)能夠運(yùn)用的范圍十分廣泛， 不僅僅體現(xiàn)在新媒體展示設(shè)計(jì)上， 還可以運(yùn)用到橋梁設(shè)計(jì)、機(jī)器人技術(shù)研發(fā)等諸多方面， 由此可見， 加強(qiáng)對VR技術(shù)與其發(fā)展方向的研究十分有必要。
(二) 特征。
VR技術(shù)主要具有交互性、沉浸感和構(gòu)想性三大特征。交互性是指VR技術(shù)能夠通過數(shù)字化設(shè)備如VR眼鏡將參觀者的動(dòng)作等在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中作出反應(yīng)， 產(chǎn)生一定的交互性與實(shí)時(shí)性， 這種交互性和實(shí)時(shí)性能夠極大地提升參觀者對于該虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的體驗(yàn)度， 從而幫助參觀者更好地理解該設(shè)計(jì)所想要表現(xiàn)的思想。VR技術(shù)幫助參與者在虛擬現(xiàn)實(shí)中能夠做出與現(xiàn)實(shí)中一樣的動(dòng)作與反應(yīng)， 甚至還能夠模擬不可能在現(xiàn)實(shí)中存在的互動(dòng)， 非常神奇， 同時(shí)對于很多領(lǐng)域的研究也具有參考意義。沉浸感是指通過VR技術(shù)的運(yùn)用讓參觀者“真正”進(jìn)入到設(shè)計(jì)師的展示中去， 將傳統(tǒng)媒體展示中以展示物為主體轉(zhuǎn)變成新媒體展示中以人為主體， 幫助參與者在虛擬現(xiàn)實(shí)中獲得真實(shí)的體驗(yàn)和感受， 從而達(dá)到良好的展覽效果。構(gòu)想性是指設(shè)計(jì)師能夠通過VR技術(shù)將抽象的事物“具象”地表現(xiàn)出來， 但是并不作為控制的主體， 設(shè)計(jì)師實(shí)際上是為參觀者提供一個(gè)虛擬環(huán)境， 但是真正的體驗(yàn)與參與是參觀者自身進(jìn)行的活動(dòng)， 簡單來說就是設(shè)計(jì)師為參觀者提供一個(gè)環(huán)境， 但是參觀者在環(huán)境中如何發(fā)揮是一個(gè)充滿參與性與形象力的過程。以上三個(gè)特點(diǎn)是幫助虛擬現(xiàn)實(shí)更好地為新媒體展示設(shè)計(jì)服務(wù)的基石， 缺乏了這三種條件， 新媒體展示設(shè)計(jì)的特點(diǎn)就很難展現(xiàn)， 效果也很難實(shí)現(xiàn)。
(三) 發(fā)展前景。
隨著經(jīng)濟(jì)與科技的進(jìn)步， VR技術(shù)在我國得到了迅猛的發(fā)展， 目前， VR技術(shù)及其思想在我國諸多領(lǐng)域都得到了一定的運(yùn)用， 并取得了諸多成果與突破， 帶來很多行業(yè)變革， 尤其是在設(shè)計(jì)行業(yè)， 虛擬現(xiàn)實(shí)的出現(xiàn)讓設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)生了很大的變革， 它使得藝術(shù)設(shè)計(jì)很多不可能實(shí)現(xiàn)的構(gòu)想得到展現(xiàn)， 同時(shí)也打破了藝術(shù)設(shè)計(jì)材料、成本、時(shí)間、空間等諸多方面的限制， 使得藝術(shù)設(shè)計(jì)原本單一的展示方式向著多樣化、趣味性、科技化方向發(fā)展， 為藝術(shù)設(shè)計(jì)開拓了更加廣闊的空間， 促進(jìn)了藝術(shù)設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展。對于博物館這樣具有龐大儲存空間與展示空間的場所來說， VR技術(shù)是一項(xiàng)非常實(shí)用的技術(shù)， 它能夠極大地縮小展覽所需要占據(jù)的空間， 同時(shí)也能夠增強(qiáng)展覽的趣味性， 吸引更多的人參展， 可謂一舉多得。同時(shí)， 對于大多數(shù)展覽來說， VR技術(shù)能夠增強(qiáng)參觀者對于展覽對象的真實(shí)體驗(yàn)獲得更加真實(shí)的感受， 將展覽想要傳遞的思想和觀念更好地傳達(dá)給參與者， 從而增強(qiáng)展覽的效果。在商業(yè)化的展覽上， VR技術(shù)的運(yùn)用能夠更好地幫助客戶了解企業(yè)的產(chǎn)品， 由于VR技術(shù)具有交互性、沉浸感和構(gòu)想性三大特點(diǎn)， 客戶對于企業(yè)產(chǎn)品的感受和了解更加直觀， 這也增加了商業(yè)活動(dòng)的效率， 節(jié)省了時(shí)間和成本。由此可見， VR技術(shù)在設(shè)計(jì)展覽行業(yè)的應(yīng)用范圍很廣， 作用也很顯著， 因此， 加強(qiáng)對VR技術(shù)的應(yīng)用研究對于促進(jìn)展覽行業(yè)的發(fā)展來說很有幫助。目前我國VR技術(shù)雖然已經(jīng)取得了諸多方面的運(yùn)用但是總體仍然處于起步階段， 通過層層分析我們可以發(fā)現(xiàn)， VR技術(shù)在我國很多行業(yè)都有運(yùn)用的價(jià)值并且能夠帶來十分顯著的變革， 尤其新媒體展示設(shè)計(jì)行業(yè)， VR技術(shù)既是其發(fā)展的熱點(diǎn)也是其發(fā)展的必然趨勢， 有著不可估量的發(fā)展前景。
三、VR技術(shù)在新媒體展示設(shè)計(jì)中的應(yīng)用案例
我國VR技術(shù)在新媒體展示設(shè)計(jì)中的一大應(yīng)用實(shí)例不得不提2010年中國上海舉辦的世博會， 在這場世博會中設(shè)計(jì)者使用了大量的VR技術(shù)來進(jìn)行展示， 比如參觀者能夠通過VR技術(shù)模擬香港人的日常生活， 而這種體驗(yàn)只要通過觸摸屏幕便可以進(jìn)入影像之中進(jìn)行體驗(yàn)， 另外， 在這場展示中， 地面采用了觸感式地面， 于是在影像中行走的參與者看到的景象會隨著步伐的改變而改變。而在這場世博會中最令人驚嘆的莫過于動(dòng)態(tài)的《清明上河圖》展示， 通過VR技術(shù)讓參觀者仿佛置身真實(shí)的北宋汴梁風(fēng)情之中， 相比較觀看動(dòng)畫更加真切地體會到北宋汴梁繁華的街市和人文風(fēng)情。與此同時(shí)， 在上海世博會的眾多展覽中， VR技術(shù)不僅應(yīng)用在了中國館， 在其他國家的展示上也有很多運(yùn)用， 比如在意大利館就展示出了一個(gè)虛擬翻書的觸摸媒體裝置， 這種裝置與真實(shí)的書本不同， 使用者不需要真正動(dòng)用手指去翻動(dòng)書頁， 只需要在裝置前擺動(dòng)手臂就可以進(jìn)行書頁的翻動(dòng)， 同時(shí)， 這個(gè)裝置能夠幫助使用者迅速找到想要閱讀的內(nèi)容。通過上海世博會我們可以看出， 目前， VR技術(shù)在展示設(shè)計(jì)中的運(yùn)用已經(jīng)越來越多， 虛擬現(xiàn)實(shí)無疑是新媒體展示設(shè)計(jì)的重要發(fā)展方向。
四、總結(jié)
VR技術(shù)是近年來在我國興起的新興產(chǎn)業(yè)， 雖然仍處在起步階段， 但是其在新媒體展示設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用展示出了其巨大的潛力， 它不僅為新媒體展示設(shè)計(jì)節(jié)省了大量的時(shí)間、空間以及成本， 還為新媒體展示設(shè)計(jì)提供了更多可能性， 打破了傳統(tǒng)展示中實(shí)物帶來的局限性。盡管VR技術(shù)在我國新媒體展示設(shè)計(jì)領(lǐng)域已經(jīng)取得了很多很好的發(fā)展， 但是與部分發(fā)達(dá)國家相比， 我國VR技術(shù)還存在諸多問題， 如資金缺乏、技術(shù)落后等， 如何解決這些問題， 使VR技術(shù)在新媒體展示設(shè)計(jì)及其他行業(yè)中發(fā)揮更大的效果是目前VR技術(shù)的研究重點(diǎn)之一。
參考文獻(xiàn)
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第五篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的論文
【摘要】物理抽象概念的表示以及理想的物理實(shí)驗(yàn)環(huán)境的模擬，一直是中學(xué)物理學(xué)習(xí)中的重難點(diǎn)。一些抽象思維尚未完全成熟的高中生難以準(zhǔn)確地想象天體運(yùn)行的規(guī)律。而虛擬現(xiàn)實(shí)以其沉浸性、交互性、想象性的特點(diǎn)，能夠準(zhǔn)確模擬虛擬的“理想環(huán)境”，形象地表示抽象的概念，并能讓學(xué)生與實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行交互，以解決傳統(tǒng)物理課堂中情境性、沉浸感、互動(dòng)性不強(qiáng)的問題。本文設(shè)計(jì)、開發(fā)“三體運(yùn)動(dòng)”VR教學(xué)軟件，并通過在實(shí)踐中應(yīng)用該軟件，探索了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高中物理學(xué)習(xí)中的影響及效果。
【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)；VR教學(xué)；高中物理；三體運(yùn)動(dòng)
物理是高中階段非常重要的學(xué)科，學(xué)生通過對物體運(yùn)動(dòng)本質(zhì)規(guī)律的參悟，會幫助其塑造辯證、科學(xué)的世界觀和人生觀[1]。但抽象的物理概念的理解，復(fù)雜的物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的參悟，理想的實(shí)驗(yàn)環(huán)境的模擬一直是學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)的難點(diǎn)，這些虛幻游離的力、電、磁等，往往令學(xué)生望而生畏。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展為物理教學(xué)帶來了新的機(jī)遇，恰好可以解決上述這些問題。虛擬現(xiàn)實(shí)可以創(chuàng)設(shè)逼真的三維多感官環(huán)境，同時(shí)環(huán)境還會對參與者行為產(chǎn)生相應(yīng)的反饋，應(yīng)用于教學(xué)中，可實(shí)現(xiàn)情境學(xué)習(xí)、創(chuàng)設(shè)心理沉浸感[2]。本研究聚焦高中物理重點(diǎn)內(nèi)容“萬有引力定律”，開發(fā)并應(yīng)用“三體運(yùn)動(dòng)”VR教學(xué)軟件，旨在探究VR技術(shù)在高中物理學(xué)習(xí)中的影響及效果。
VR技術(shù)在物理學(xué)科中的應(yīng)用案例
1.國外VR技術(shù)在物理學(xué)科中的應(yīng)用國外大學(xué)很早就開始關(guān)注虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在物理學(xué)科中的應(yīng)用，主要表現(xiàn)為物理虛擬實(shí)驗(yàn)。美國科羅拉多大學(xué)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，基于Java和VR技術(shù)研發(fā)了一套物理學(xué)科的“PhET系列互動(dòng)仿真軟件”，該軟件通過虛擬實(shí)驗(yàn)來幫助學(xué)生理解抽象的概念和隱含的關(guān)系[3]。該軟件以寓教于樂的方式，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。美國路易斯安那州立大學(xué)的學(xué)者，將VR和AR技術(shù)在物理教學(xué)（主要為力學(xué)、電磁學(xué)等）中的應(yīng)用模式進(jìn)行了對比[4]。研究結(jié)果表明，這兩類技術(shù)均能促進(jìn)教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量。此外，還有美國俄勒岡大學(xué)設(shè)計(jì)的物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)站“VLab”，以及卡羅萊納州立大學(xué)開發(fā)的基于WEB的“探究型虛擬物理實(shí)驗(yàn)室”等眾多應(yīng)用[5]。2.國內(nèi)VR技術(shù)在物理學(xué)科中的應(yīng)用與國外相比，國內(nèi)的虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用起步較晚，但近年來越來越受到重視。同樣，也主要集中于多媒體輔助物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。中國科技大學(xué)人工智能與計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究室開發(fā)出了一個(gè)“幾何光學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)平臺”，該系統(tǒng)基本涵蓋了中學(xué)物理的光學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以通過該虛擬系統(tǒng)提供的實(shí)驗(yàn)儀器，完成或練習(xí)大部分的光學(xué)實(shí)驗(yàn)。西安科技大學(xué)開發(fā)了一套“通信原理仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”。該系統(tǒng)主要基于Matlab技術(shù)，不僅有較強(qiáng)的交互性，而且操作簡單，十分人性化[5]。
運(yùn)用VR技術(shù)開展高中萬有引力定律教學(xué)的實(shí)證研究
筆者開發(fā)了一款“三體運(yùn)動(dòng)”VR教學(xué)軟件，模擬出“萬有引力定律”章節(jié)中的實(shí)驗(yàn)，對“三體運(yùn)動(dòng)”進(jìn)行直觀的表現(xiàn)，創(chuàng)設(shè)一個(gè)沉浸式的、交互性的虛擬教學(xué)環(huán)境。1.“三體運(yùn)動(dòng)”VR教學(xué)教具“三體運(yùn)動(dòng)”VR教學(xué)軟件基于C#語言、Unity3D平臺設(shè)計(jì)開發(fā)，并以“智能手機(jī)+Cardboard”作為終端。通過Unity3D創(chuàng)建三個(gè)球體代表三體，為每一個(gè)球體添加了運(yùn)動(dòng)軌跡，并將三個(gè)球體的物理屬性設(shè)為剛性球體碰撞。以“萬有引力定律”和“牛頓第二定律”為基礎(chǔ)來模擬三個(gè)球體的相互運(yùn)動(dòng)。2.用戶操作使用該軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生只需戴上CardBoard，向左便能看到導(dǎo)航界面，可以自主選擇想要觀察的場景。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)場景后，學(xué)生在觀察時(shí)可以通過改變頭部位置凝視交互的方式，來改變每個(gè)球體的位置、質(zhì)量、速度等，觀察由此發(fā)生的運(yùn)動(dòng)改變，實(shí)現(xiàn)其與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容交互。3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果本研究選擇北京市八一中學(xué)高二年級的一個(gè)班進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，共計(jì)40位學(xué)生和1位物理教師。在師生體驗(yàn)了軟件后，發(fā)放問卷，并隨機(jī)抽取5名學(xué)生（3男2女）和1名教師進(jìn)行訪談，收集他們對該應(yīng)用的感受及建議。通過對問卷和訪談數(shù)據(jù)的分析，主要包括學(xué)生對VR教學(xué)的已有經(jīng)驗(yàn)、態(tài)度、滿意度及效果評價(jià)，得出以下結(jié)論。（1）高中生對VR的已有經(jīng)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生對VR技術(shù)有一定了解，但是了解不多；大多數(shù)學(xué)生都曾經(jīng)體驗(yàn)過VR產(chǎn)品，但是體驗(yàn)不多。絕大多數(shù)學(xué)生沒有體驗(yàn)過VR在教學(xué)中的應(yīng)用。（2）高中生對VR教學(xué)的態(tài)度學(xué)生整體上對VR教學(xué)持非常積極的態(tài)度。使用VR教學(xué)軟件前后的數(shù)據(jù)對比顯示，“三體運(yùn)動(dòng)”VR軟件顯著提升了學(xué)生對VR教學(xué)的興趣。有95%的學(xué)生表示愿意或非常愿意在未來教學(xué)中能應(yīng)用VR，特別是在“物理、化學(xué)、生物、地理”等學(xué)科。他們期待通過VR教學(xué)提升他們對內(nèi)容的興趣和學(xué)習(xí)積極性。（3）師生對VR教學(xué)教具的滿意度體驗(yàn)過VR教學(xué)軟件后，100%的學(xué)生都對該軟件的界面設(shè)計(jì)、交互設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、架構(gòu)設(shè)計(jì)表示滿意，其中75%以上的學(xué)生表示非常滿意。同時(shí)，學(xué)生們也對軟件的交互設(shè)計(jì)提出了更高的期望。（4）師生對VR教學(xué)教具效果的評價(jià)問卷和訪談數(shù)據(jù)都表明，教師和學(xué)生們都非常認(rèn)可VR教學(xué)軟件的教學(xué)效果，包括：能夠創(chuàng)設(shè)生動(dòng)形象的學(xué)習(xí)情境、有助于萬有引力定律的理解、有助于對空間三體運(yùn)動(dòng)的理解、有助于擴(kuò)展物理知識、有助于提升物理學(xué)習(xí)興趣。物理教師表示，“這款軟件對于幫助學(xué)生理解天體運(yùn)動(dòng)和相關(guān)知識很有幫助，它很適合作為物理教學(xué)的輔助軟件”。幾乎所有學(xué)生都對這款VR教具表現(xiàn)出了濃厚的興趣，均認(rèn)為該軟件創(chuàng)設(shè)了生動(dòng)形象的學(xué)習(xí)情境，能夠加深他們對知識點(diǎn)的理解，因?yàn)樗鼘ⅰ翱床灰姟钡臇|西變得直觀了。他們說，“這款軟件能夠把那些看不見、摸不著、離我們非常遙遠(yuǎn)的東西呈現(xiàn)在我們眼前，使它們具體化了，幫助我們更深刻地理解”。
“三體運(yùn)動(dòng)”VR教學(xué)軟件體現(xiàn)了VR在物理學(xué)科教學(xué)中的潛力。通過本研究發(fā)現(xiàn)，VR在教學(xué)中的應(yīng)用非常必要且充滿潛力，高中生有濃厚興趣；VR教學(xué)軟件在創(chuàng)設(shè)情境、提升學(xué)習(xí)興趣、促進(jìn)知識理解方面存在積極有效的作用。它以其構(gòu)建學(xué)習(xí)情境、形象化抽象內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)自然交互的優(yōu)勢，既可以用于內(nèi)容展示，又可以實(shí)現(xiàn)探究式學(xué)習(xí)[3][5]，其提升學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、優(yōu)化學(xué)習(xí)效果的作用展現(xiàn)得淋漓盡致。物理學(xué)科需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)，這意味著VR技術(shù)在物理教學(xué)中有巨大的發(fā)展空間[6]，也有更多的探索之處。哪些內(nèi)容適合VR技術(shù)？如何將其融入學(xué)習(xí)活動(dòng)中？如何使VR工具更便捷、更具可獲得性？這需要更多設(shè)計(jì)人員和實(shí)踐者的參與，進(jìn)一步優(yōu)化其效果，并解決成本過高的問題，早日實(shí)現(xiàn)VR技術(shù)進(jìn)課堂。
