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序論：在您撰寫虛擬現(xiàn)實技術(shù)論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞:概念設(shè)計虛擬現(xiàn)實技術(shù)產(chǎn)品市場
一、產(chǎn)品概念設(shè)計與市場
概念設(shè)計是工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域中的一個重要方面。國外大公司的產(chǎn)品設(shè)計部門包括:1)(Conceptdesign)概念設(shè)計;2)(Detaildesign)詳細(xì)設(shè)計;3)(Manufacturingdesign)制造設(shè)計。由此可見，產(chǎn)品的概念設(shè)計的主導(dǎo)地位和重要性。
1概念設(shè)計的內(nèi)涵
概念的設(shè)想是創(chuàng)造性思維的一種體現(xiàn)，概念產(chǎn)品是一種理想化的物質(zhì)形式。下面以概念設(shè)計教學(xué)實例之一來說明其涵義:給出一個概念“斷藥”，讓學(xué)生進行座椅的開發(fā)設(shè)計。步驟是，首先向?qū)W生講述心理學(xué)中的一個名詞———暗示心理，并分別舉出一個“安樂死”實驗和一個“挽救少女生命”的文學(xué)名著故事，從正反兩個方面說明暗示對人的健康的影響;然后運用一個“民間故事”闡述如何將“斷藥”的概念物化到具體的產(chǎn)品上。因為，在民間曾有這樣一個說法，就是將一把斷了的鑰匙用紅線穿上掛在小孩的脖子上，取“斷鑰”的諧音“斷藥”暗示常生病的孩子掛上“斷鑰”這掛項鏈之后，就斷了藥，從此不再吃藥，這也意味著孩子走向健康。所以，將一把斷了的鑰匙(斷藥)的概念物化到具體的產(chǎn)品上來為健康做設(shè)計時，用折斷了的鑰匙做椅架為主題，由學(xué)生創(chuàng)意出現(xiàn)了形形的座椅開發(fā)設(shè)計方案(其草圖、效果圖、視圖等技術(shù)說明從略)，于是就有了一種新型的專用座椅的概念設(shè)計。其應(yīng)用場合為療養(yǎng)院、醫(yī)院、不能自理的老人家庭等。
這是傳統(tǒng)的產(chǎn)品概念設(shè)計。當(dāng)然，產(chǎn)品的類型不止是這種無障礙設(shè)計思想指導(dǎo)下的專用座椅。產(chǎn)品即人之觀念的物化，設(shè)計是一種思維行為。在這種思維創(chuàng)造活動中，產(chǎn)品概念的構(gòu)思是豐富的，人的創(chuàng)作智慧是無窮的。概念產(chǎn)品的類型更是多種多樣。
2概念設(shè)計與產(chǎn)品市場
完成概念設(shè)計只是第一步，能不能進行第二步Detaildesign，第三步Manufacturingdesign，甚至投放市場為開發(fā)商或企業(yè)帶來效益等，這是個風(fēng)險問題。設(shè)計師的概念設(shè)計畢竟與難以預(yù)料市場變化有著許多差距。如何縮短這一差距，是以往概念設(shè)計者的難題。在開發(fā)設(shè)計的許許多多產(chǎn)品中，只要一百件產(chǎn)品中有幾件能夠投放市場見效益就是成功。在追求“百分之幾”的見效益成功的過程中，如何減少做“分母”的被動，擴大見效益的百分比，仍是最關(guān)鍵的，是公司管理決策人士和設(shè)計師共同努力的方向。
3虛擬現(xiàn)實技術(shù)促使概念設(shè)計的市場化
為了更好地接近產(chǎn)品的市場需求，目前國際上流行的一種“故事版情景預(yù)言法”的概念設(shè)計，就是將所要開發(fā)的產(chǎn)品置于一定的人、時、地、事和物中進行觀察、預(yù)測、想象和情景分析，其形式是以故事版的平面設(shè)計表達(dá)展示給人們。于是，產(chǎn)品在設(shè)計的開始便多了一份生命和靈氣。然而，設(shè)計表達(dá)在信息時代已是多元化的展示形式，計算機輔助工業(yè)設(shè)計的發(fā)展，尤其是虛擬現(xiàn)實技術(shù)在產(chǎn)品概念設(shè)計中的應(yīng)用，已使設(shè)計師的設(shè)計思路和設(shè)計表達(dá)如虎添翼;可以想象面對一種虛擬的“故事版情景預(yù)言法”設(shè)計出的產(chǎn)品，讓人更多了一種直觀的、親切的及交互的感受，這樣開發(fā)設(shè)計的產(chǎn)品與傳統(tǒng)相比，就大大減少了投放市場的風(fēng)險性，也為企業(yè)決策人尋找商機、判斷概念產(chǎn)品能否進一步開發(fā)生產(chǎn)，提供更好的依據(jù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)能模擬整個產(chǎn)品開發(fā)過程，保證產(chǎn)品開發(fā)一次性成功，加快開發(fā)進程，甚至使設(shè)計者和用戶融為一體，設(shè)計出滿足市場需要的產(chǎn)品。
二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)與虛擬產(chǎn)品
1虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)(VirtualReality，VR)
虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)又稱為虛擬現(xiàn)實環(huán)境，是指計算機生成的一個實時三維環(huán)境。使用者可以在這環(huán)境中“自由地”運動，觀察周圍的景物，還可通過各種專用的傳感交互設(shè)備與虛擬物體進行交互操作。用戶看到的是全彩色景象，聽到的是虛擬環(huán)境中的音響，感覺(手、腳或皮膚等)到的是虛擬環(huán)境所反饋的作用力，從而讓使用者產(chǎn)生一種身臨其境的感覺。產(chǎn)生虛擬現(xiàn)實環(huán)境的方法有:
1)基于模型的方法(ModelbasedMethod，MM)這種方法產(chǎn)生虛擬環(huán)境的步驟為:
①用放置在不同地點的多個攝像機將某環(huán)境或事物記錄下來;
②利用計算機的視頻技術(shù)抽取出環(huán)境或事物的三維模型;
③從虛擬攝像頭的視角展示獲得模型。具體的做法是:獲得數(shù)據(jù)標(biāo)度攝像頭分離對象建立模型嵌入顏色交互回放。
2)基于圖像的方法(ImagebasedMethod，IM)一般做法是:
用攝像頭連續(xù)掃描周圍空間來獲取某一區(qū)域完整的景物圖像，將獲取的景物圖像，通過圖像處理技術(shù)，按坐標(biāo)映射到圖形工作站的虛擬全景屏上，用戶載上頭盔顯示器就可以看到所攝周圍景物環(huán)境。
2虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的常用設(shè)備及要求
虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)常用設(shè)備有:三維鼠標(biāo)(也稱鳥標(biāo))、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣、頭盔顯示器、立體聲耳機等。對虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的要求除了應(yīng)具有高性能的計算機系統(tǒng)(包括軟、硬件)外，還必須有下列關(guān)鍵技術(shù)提供強有力的支持:(1)能以實時的速度生成具有三維全色彩的、有明暗、有陰影、有紋理的、逼真感強的景物圖像;(2)頭盔顯示器能產(chǎn)生高分辨率圖像和較大的視角;(3)能高精度地實時跟蹤用戶的頭和手;(4)能對用戶的動作產(chǎn)生力學(xué)反饋。
3虛擬產(chǎn)品(VirtualProduct，VP)
虛擬產(chǎn)品是虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計的產(chǎn)物，是一個數(shù)字化的產(chǎn)品。它具有真實產(chǎn)品所必須具有的特征。通過對產(chǎn)品實時的仿真，設(shè)計人員或用戶就能夠像使用真實產(chǎn)品一樣使用虛擬產(chǎn)品。由于產(chǎn)品的設(shè)計過程是數(shù)字化的，因此節(jié)省了傳統(tǒng)方法中需要制造的物理模型(包括概念模型、模擬實驗?zāi)Ｐ?、外觀模型和生產(chǎn)模型等)的時間和物質(zhì)。在計算機中由于對設(shè)計的產(chǎn)品進行反復(fù)設(shè)計、分析、干涉檢查、模具設(shè)計等過程，使設(shè)計繪圖的工作量比傳統(tǒng)的繪圖工作量大大減少。
三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在概念設(shè)計中應(yīng)用前景
在概念設(shè)計中，如采用頭腦風(fēng)暴法進行方案創(chuàng)意時，可以將體驗設(shè)計思想更好地融于其中，也就是更多地關(guān)注產(chǎn)品使用者的感受，而非產(chǎn)品本身。比如，針對不同用戶及愛好者的要求，在不同的虛擬環(huán)境中，讓他們親自體驗修改模型的感受;利用觸摸屏來選擇產(chǎn)品的造型、色彩、裝飾風(fēng)格等許多可選部件。在渲染和生成十分逼真的三維模型時，充分感受了自己所喜愛的產(chǎn)品在虛擬環(huán)境中的“真實”情況。甚至還可根據(jù)用戶的建議，邀請部分用戶直接與設(shè)計者一起對模型提出修改意見，觀察設(shè)計和修改過程，直至大多數(shù)人滿意為止。
為了適應(yīng)激烈的市場競爭，設(shè)計廠家不能坐等用戶找上門訂購產(chǎn)品，而應(yīng)該主動把自己廠家的產(chǎn)品推向市場。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)做出虛擬產(chǎn)品的動畫廣告，再與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合起來，使用戶能夠通過網(wǎng)絡(luò)來游覽設(shè)計廠家的設(shè)計產(chǎn)品，并能直接在虛擬環(huán)境中對產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、外形、色彩等方面進行實時交互、了解、觀察;同時，還可以通過Email對產(chǎn)品提出意見和建議，讓廠家參照各方面的意見修改和完善所設(shè)計的產(chǎn)品。這樣可提高設(shè)計廠家的競爭力，為設(shè)計廠家謀得更多的市場份額。
若用戶對廠家設(shè)計的產(chǎn)品引起購買的欲望，通過網(wǎng)上游覽，將信息反饋到各商家，商家則會主動爭先與廠家聯(lián)系，網(wǎng)上定貨，使廠家的產(chǎn)品提前占領(lǐng)市場。由于激烈的全球市場競爭，各國都投入了大量的資金對虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域中的應(yīng)用進行深入地研究。將研究的成果及時轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，這是產(chǎn)品迅速占領(lǐng)市場的關(guān)鍵。
參考文獻(xiàn)
1陳軍等虛擬現(xiàn)實中虛擬景象產(chǎn)生的技術(shù)初探計算機應(yīng)用研究，1999，6
2熊曼辰等數(shù)字化與概念化工業(yè)設(shè)計ICME2000論文集
虛擬現(xiàn)實技術(shù)可利用計算機產(chǎn)生一個以自然的視、聽、觸等功能感受的三維環(huán)境，人們可以方便地對生成的“虛擬世界”進行交互式的觀察、分析、操作和控制。它以仿真方式給用戶創(chuàng)造了一個實時反映實體變化與相互作用的界面，使用戶可直接參與并探索仿真對象在所處環(huán)境中的作用與變化，它具有多媒體信息的感知性、沉浸性、交互性和自主性等特點。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)建出逼真的礦山工程環(huán)境對優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計具有重要的實用價值。
為了給用戶創(chuàng)建一個能使其感到身臨其境和沉浸其中的環(huán)境，必要的條件就是根據(jù)需要能在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中逼真地顯示出客觀世界中的一切對象：不僅要求所顯示的對象模型在外形上與真實對象酷似，而且要求在形態(tài)、光照、質(zhì)感等方面十分逼真。
目前，相關(guān)軟件發(fā)展迅速、種類較多，其中常用的軟件有MultiGenGreator、Vega、OpenGI以及我國圖靈公司的VRMAP、適普公司的IMAGIS等。
1．1模型構(gòu)建軟件
MultiGenCreator是美國MultiGenParadigm公司開發(fā)的三維建模軟件，廣泛用于視景仿真、虛擬城市、模擬設(shè)計、交互式游戲等。它在滿足實時性的前提下可生成逼真的場景，可進行多邊形建模、矢量建模和地形生成。它的層次細(xì)節(jié)、多邊形篩選、邏輯篩選、繪圖優(yōu)先級、自由度設(shè)置等高級功能使得其數(shù)據(jù)格式OpenFlight在實時三維領(lǐng)域成為流行的圖像生成格式。該軟件可接受DXF、DEM和其它矢量格式的數(shù)據(jù)與AutoCAD和GIS軟件結(jié)合方便。
1．2支持視景生成的語言——OpenGL
應(yīng)該使用已有的商品化或標(biāo)準(zhǔn)化的圖形庫和程序設(shè)計語言來設(shè)計與實現(xiàn)虛擬環(huán)境，其中OpenGI(服務(wù)器)及其支持系統(tǒng)就是這樣一種可選用的圖形生成環(huán)境。OpenGI可按函數(shù)庫的形式被C語言調(diào)用，也可以被窗口系統(tǒng)直接調(diào)用。OpenGI是使用專用圖形處理軟件接口，該接口目前由幾百個過程函數(shù)組成，用以支持用戶對高質(zhì)量三維對象的圖形和圖像進行操作。
()penGI指令的模型是客戶／服務(wù)器模式，即一個程序(客戶)提供指令，該指令由OpenGI解釋并處理，它直接執(zhí)行3D及2D圖型的基本操作。這些操作包括轉(zhuǎn)換矩陣、光照模型和光線跟蹤、反混淆方法、z～Buf以及像素更新操作等。OpenGI也支持雙緩沖技術(shù)，該技術(shù)提供了生成動畫效果圖形所需要的機制，使所生成的圖形能夠像電影一樣平滑運動。
1．3視景漫游軟件
Vega是MultiGen--Paradigm公司開發(fā)的應(yīng)用于實時視景、聲音仿真和虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域的高性能軟件環(huán)境和開發(fā)平臺，由Lynx圖形化用戶接口和Vega庫組成。利用Vega庫函數(shù)可在Lynx中建立漫游所需要的場景、窗口、通道、運動和碰撞方式，可以定義對象的初始化參數(shù)并建立對象之間的相互聯(lián)系。
2地質(zhì)構(gòu)造情況的模擬
對于礦山技術(shù)人員來說地質(zhì)構(gòu)造情況非常重要，如果對煤層、巖層、含水層、流沙層以及斷層和褶曲等情況的推斷有偏差，或圖形表現(xiàn)不直觀易懂，則在建井或生產(chǎn)過程中就可能發(fā)生塌方、突水等事故，造成人員傷亡和經(jīng)濟損失。應(yīng)用虛擬現(xiàn)實軟件可以根據(jù)地質(zhì)體的三維分布，使礦井的規(guī)劃設(shè)計更加直觀方便。
綜合國內(nèi)外現(xiàn)狀，三維地質(zhì)體的繪制有塊段、表面、實體和斷面建模法等。
MultiGenCreator中需要的曲面數(shù)據(jù)是ded或。dem格式，使用GIS軟件Arolnfo、用插值方法生成不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)，然后轉(zhuǎn)成USGSDEM格式，將其導(dǎo)入Creator就可以生成煤層曲面。然后，通過光照、著色、紋理、渲染等處理三維地質(zhì)體更加逼真。
3地形地貌及地物的模擬
地形地貌和地物的建立需要相應(yīng)的三維數(shù)據(jù)。如果有研究區(qū)域的紙質(zhì)地形圖，可以用掃描數(shù)字化的方法得到平面數(shù)據(jù)，按照圖上的標(biāo)注得到高程數(shù)據(jù)；如果已有該區(qū)域的電子地圖，則可直接使用或通過數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換得到需要的數(shù)據(jù)；如果沒有上述數(shù)據(jù)源，則需要由野外測量獲得。
地形生成與地質(zhì)曲面生成過程類似，先用ArcInfo將地形圖上的等高線和高程點進行數(shù)字化，把圖上標(biāo)注的高程值輸入到屬性表中，生成不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)，然后轉(zhuǎn)成USGSDEM格式將其導(dǎo)入Creator生成三維地形。
對于建筑物、道路、圍墻、河流、湖泊等的建立，先用Auto—CAD進行數(shù)字化，得到其平面位置。將得到的*．def文件導(dǎo)入Creator，并與地形匹配。如果建筑物比較規(guī)則，則直接將其底面按照高度拉伸為立體，如果建筑物造型比較復(fù)雜，則需要分成規(guī)則的幾部分進行構(gòu)建。
4礦山井下巷道建模
目前，礦山信息主要是通過CAD格式的雙線采掘工程平面圖來表達(dá)。首先根據(jù)采掘工程平面圖上的高程信息，利用CAD中的三維多線段重新描繪巷道，同時將高程信息賦予每個節(jié)點，實現(xiàn)巷道的單線顯示，井筒和巷道設(shè)計要布置合理，盡量避免穿過斷層、褶曲、含水層等不良地質(zhì)構(gòu)造，盡量減少礦井建設(shè)和生產(chǎn)地面的影響。
使用MultiGenCreator進行設(shè)計，用圓柱體表示井簡，用半圓型截面的柱體表示巖巷，然后進行模擬生產(chǎn)，以發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中可能遇到的問題，對設(shè)計方案進行比較和選擇。設(shè)計方案完成后可模擬不同設(shè)備、不同開采方式的生產(chǎn)系統(tǒng)進行生產(chǎn)，從而達(dá)到優(yōu)化礦井設(shè)計和生產(chǎn)系統(tǒng)的目的。綜合考慮地質(zhì)和技術(shù)條件、經(jīng)濟、環(huán)境等各種因素，選擇合理的方案。
5虛擬巷道系統(tǒng)的建立
虛擬巷道系統(tǒng)是對礦井真實巷道多分辨率的三維虛擬表示，建立的主要任務(wù)之一是實現(xiàn)基于web環(huán)境下的可交互的、真實巷道的三維可視化表達(dá)，用戶可以從各個角度對巷道虛擬環(huán)境進行任意的瀏覽和觀察，并可通過網(wǎng)絡(luò)進行各種交互。
5．1礦井巷道的建模
礦井中各種實體大多是三維實體，其表面為不規(guī)則曲面，且內(nèi)部礦體品位分布不均勻。對于礦體的外形，可用一個不規(guī)則的封閉曲面來確定。為確定礦體的范圍，要經(jīng)地表勘查、地下勘探及推估等手段來完成。在瀏覽器上三維實體模型，可通過將現(xiàn)有的三維礦體模型中存儲的信息按照一定的規(guī)范轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)可接受的格式得到。要在MuhiGenCreator中構(gòu)建三維礦井巷道模型，首先應(yīng)進行簡單的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，這是因為MuhiGenCreator中采用的坐標(biāo)系和地學(xué)中實際采用的坐標(biāo)系的含義有所不同。MultiGenCreator中采用的坐標(biāo)系為符合右手規(guī)則的空間坐標(biāo)系，是以MuhiGenCreator瀏覽器中用戶區(qū)的中作為其坐標(biāo)系的圓心，基底坐標(biāo)為XOZ面，y表示高程。其坐標(biāo)長度以米為單位，標(biāo)準(zhǔn)角度以弧度為單位。因此，為使它與人們通常采用的地學(xué)坐標(biāo)系保持一致，應(yīng)將原來礦井三維實體的(，Y，：)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為MuhiGenCreator坐標(biāo)系中的(，Y，Z)。轉(zhuǎn)換后的三維實體坐標(biāo)應(yīng)滿足虛擬場景中所采用的局部坐標(biāo)系顯示的需要。由于礦井實體坐標(biāo)的數(shù)值一般相當(dāng)大，而實際顯示坐標(biāo)值的前幾位高位數(shù)據(jù)對圖形形狀不產(chǎn)生任何影響，因此可將地理坐標(biāo)數(shù)據(jù)各分量同時做一預(yù)選。
5．2虛擬巷道場景的繪制
對于規(guī)則格網(wǎng)構(gòu)成的礦山地表模型及礦井實體的頂?shù)装鍞?shù)字表面模型，可用ElevationGrid節(jié)點構(gòu)建。該節(jié)點能很容易有效地設(shè)計創(chuàng)建一個位于局部坐標(biāo)系X()Z平面上高低起伏的地域造型。該造型用高度值組成的標(biāo)量陣列描述，陣列指定了表面每個格網(wǎng)點上的高度。和z方向的柵格點數(shù)量可以分別用xDimension和zDimension域建立。xSpacing和zSpacing域值指定了柵格行和列之間的空間。Height域的值指定了每一個柵格點的海拔高度，基底上的每一個柵格點都與height矩陣中的一個海拔值相對應(yīng)；colorPerVertex域指定為TRUE或FAISE，表示color域中指定的顏色是用到ElevationGrid節(jié)點的每個頂點上(TRUE)，還是應(yīng)用到每個四邊形上(FAISE)；此外，通過建立solid域值，所有的海拔柵格都可以當(dāng)作實體。
對于由不同的三角面構(gòu)成的復(fù)雜地表模型，則需要用MUITIGENCREATO提供的萬能幾何節(jié)點IndexedFaceSet來創(chuàng)建，它有coord與coordlndex兩個域，與IndexedFaceSet節(jié)點中的兩個域類似，前者提供了一個節(jié)點，列出了構(gòu)造面幾種所有面的坐標(biāo)。Coordlndex域的值提供了一張描述一張或多張面周界的列表。其中每一個值都是整型索引，并且每個索引都指定了在coord域內(nèi)的坐標(biāo)列表中的一個坐標(biāo)。在實際的創(chuàng)建過程中，要求建立三角網(wǎng)的各個三角面按照法線方向向外的法則。
6結(jié)語
應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，生成一個逼真的礦山虛擬環(huán)境(VirtualEnvironment)。這樣在礦山設(shè)計或研究階段，科研人員可以置身于礦山虛擬環(huán)境下直觀審視礦山，按照設(shè)計給定的工藝方法和參數(shù)，選擇設(shè)備及確定生產(chǎn)模式。從基建到閉坑的全過程實時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題進行實時修正。設(shè)計結(jié)束后，設(shè)計單位、礦山企業(yè)可向?qū)彶檎?、公眾展示一個三維和動態(tài)的礦山?？傊?，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在礦山設(shè)計、技術(shù)改造、生產(chǎn)中可廣泛應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：
[1]古德生．金屬礦山深部開采中的科學(xué)問題[A]．香山科學(xué)會議第175次學(xué)術(shù)討論會[c]．北京：2001．
[2]喬林，費廣正等．OpenGI程序設(shè)計[M]．北京：科學(xué)出版社，2002：130～134．
[3]齊安文等．三維地學(xué)模擬述評及其礦山應(yīng)用關(guān)鍵問題．《中國礦業(yè)》．2001(5)：10．
[4張瑞新、任延祥．虛擬現(xiàn)實技術(shù)及采礦工程中的應(yīng)用．《中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報》，1998(3)：27
動畫作為藝術(shù)的一種表現(xiàn)形式，它具有特殊的文化內(nèi)涵。動畫藝術(shù)來源于生活，但它的藝術(shù)表現(xiàn)形式卻又遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于生活。動畫創(chuàng)作中想象力和創(chuàng)新性是關(guān)鍵，動畫中創(chuàng)造性大都是如何來體現(xiàn)的呢？它靠技術(shù)，然而在當(dāng)前社會迅速發(fā)展的影響下，很多新型技術(shù)都進行了革新和研發(fā)，也伴隨著動畫行業(yè)的發(fā)展迎來一個燦爛的春天，并且在表現(xiàn)形式上呈現(xiàn)出多元化。很多動畫作品不但在商業(yè)上獲得了極大成功，而且其民族性、國際性、藝術(shù)性上也體現(xiàn)的淋漓盡致。所以說新技術(shù)的革新是動畫藝術(shù)的發(fā)展趨勢。
二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)與動畫藝術(shù)的融合之路
動畫在當(dāng)前社會的發(fā)展中，在形式上很多情況不能滿足商業(yè)或藝術(shù)上的要求，這就要求動畫技術(shù)進行革新以滿足其需求。然而，虛擬現(xiàn)實技術(shù)就應(yīng)運而生了，虛擬現(xiàn)實技術(shù)使動畫藝術(shù)在表現(xiàn)形式上更廣，甚至促進新興行業(yè)的產(chǎn)生。例如，虛擬三維仿真動畫游戲，建筑漫游交互可視化，模擬軍事、工業(yè)制作互動領(lǐng)域。
三、模擬真實環(huán)境，實時仿真交互
模擬真實環(huán)境主要是應(yīng)用在商業(yè)中，早在加拿大，就已經(jīng)投入運用了，即，在商業(yè)會議中，會議中的人員都不會到場，而是在家拿出手機或是電腦，進入一個虛擬的辦公環(huán)境中，大家都坐下來開會就好了。這樣就大大節(jié)省了資源。在虛擬的環(huán)境中每個模型的外形，進行真實的擬合，然后通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成三維模型。比如，藍(lán)天白云花草樹木的模擬、虛擬現(xiàn)實主題公園真實模擬、真實的建筑場景等。
四、動畫藝術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展
動畫藝術(shù)的設(shè)計可以挖掘傳統(tǒng)文化中的元素。傳統(tǒng)文化經(jīng)過幾千年的沉淀，所留下來的優(yōu)秀文化大多是符合大眾口味，都有其獨特的藝術(shù)形式，吸引著各自的愛好群體。虛擬現(xiàn)實技術(shù)隨著科技的發(fā)展，也日益健壯，把動畫藝術(shù)融入到虛擬現(xiàn)實當(dāng)中，其視感、觸覺可謂大為觀止。建筑行業(yè)中，為了把握市場趨勢，果斷啟用最新技術(shù)把握住了商機。虛擬現(xiàn)實技術(shù)甚至成了當(dāng)今房地產(chǎn)行業(yè)綜合實力的象征與標(biāo)志；工業(yè)生產(chǎn)中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)給其帶來了便捷，提高了效率，更是減少了損失；在軍事模擬動畫中，給戰(zhàn)士充足的現(xiàn)場感覺，提升了培訓(xùn)質(zhì)量。
五、結(jié)語
概念設(shè)計是工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域中的一個重要方面。國外大公司的產(chǎn)品設(shè)計部門包括:
1)(Conceptdesign)概念設(shè)計;2)(Detaildesign)詳細(xì)設(shè)計;3)(Manufacturingdesign)制造設(shè)計。由此可見，產(chǎn)品的概念設(shè)計的主導(dǎo)地位和重要性。
1概念設(shè)計的內(nèi)涵
概念的設(shè)想是創(chuàng)造性思維的一種體現(xiàn)，概念產(chǎn)品是一種理想化的物質(zhì)形式。下面以概念設(shè)計教學(xué)實例之一來說明其涵義:給出一個概念“斷藥”，讓學(xué)生進行座椅的開發(fā)設(shè)計。步驟是，首先向?qū)W生講述心理學(xué)中的一個名詞———暗示心理，并分別舉出一個“安樂死”實驗和一個“挽救少女生命”的文學(xué)名著故事，從正反兩個方面說明暗示對人的健康的影響;然后運用一個“民間故事”闡述如何將“斷藥”的概念物化到具體的產(chǎn)品上。因為，在民間曾有這樣一個說法，就是將一把斷了的鑰匙用紅線穿上掛在小孩的脖子上，取“斷鑰”的諧音“斷藥”暗示常生病的孩子掛上“斷鑰”這掛項鏈之后，就斷了藥，從此不再吃藥，這也意味著孩子走向健康。所以，將一把斷了的鑰匙(斷藥)的概念物化到具體的產(chǎn)品上來為健康做設(shè)計時，用折斷了的鑰匙做椅架為主題，由學(xué)生創(chuàng)意出現(xiàn)了形形的座椅開發(fā)設(shè)計方案(其草圖、效果圖、視圖等技術(shù)說明從略)，于是就有了一種新型的專用座椅的概念設(shè)計。其應(yīng)用場合為療養(yǎng)院、醫(yī)院、不能自理的老人家庭等。
這是傳統(tǒng)的產(chǎn)品概念設(shè)計。當(dāng)然，產(chǎn)品的類型不止是這種無障礙設(shè)計思想指導(dǎo)下的專用座椅。產(chǎn)品即人之觀念的物化，設(shè)計是一種思維行為。在這種思維創(chuàng)造活動中，產(chǎn)品概念的構(gòu)思是豐富的，人的創(chuàng)作智慧是無窮的。概念產(chǎn)品的類型更是多種多樣。
2概念設(shè)計與產(chǎn)品市場
概念設(shè)計只是第一步，能不能進行第二步Detaildesign，第三步Manufacturingdesign，甚至投放市場為開發(fā)商或企業(yè)帶來效益等，這是個風(fēng)險問題。設(shè)計師的概念設(shè)計畢竟與難以預(yù)料市場變化有著許多差距。如何縮短這一差距，是以往概念設(shè)計者的難題。在開發(fā)設(shè)計的許許多多產(chǎn)品中，只要一百件產(chǎn)品中有幾件能夠投放市場見效益就是成功。在追求“百分之幾”的見效益成功的過程中，如何減少做“分母”的被動，擴大見效益的百分比，仍是最關(guān)鍵的，是公司管理決策人士和設(shè)計師共同努力的方向。
3虛擬現(xiàn)實技術(shù)促使概念設(shè)計的市場化
為了更好地接近產(chǎn)品的市場需求，目前國際上流行的一種“故事版情景預(yù)言法”的概念設(shè)計，就是將所要開發(fā)的產(chǎn)品置于一定的人、時、地、事和物中進行觀察、預(yù)測、想象和情景分析，其形式是以故事版的平面設(shè)計表達(dá)展示給人們。于是，產(chǎn)品在設(shè)計的開始便多了一份生命和靈氣。然而，設(shè)計表達(dá)在信息時代已是多元化的展示形式，計算機輔助工業(yè)設(shè)計的發(fā)展，尤其是虛擬現(xiàn)實技術(shù)在產(chǎn)品概念設(shè)計中的應(yīng)用，已使設(shè)計師的設(shè)計思路和設(shè)計表達(dá)如虎添翼;可以想象面對一種虛擬的“故事版情景預(yù)言法”設(shè)計出的產(chǎn)品，讓人更多了一種直觀的、親切的及交互的感受，這樣開發(fā)設(shè)計的產(chǎn)品與傳統(tǒng)相比，就大大減少了投放市場的風(fēng)險性，也為企業(yè)決策人尋找商機、判斷概念產(chǎn)品能否進一步開發(fā)生產(chǎn)，提供更好的依據(jù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)能模擬整個產(chǎn)品開發(fā)過程，保證產(chǎn)品開發(fā)一次性成功，加快開發(fā)進程，甚至使設(shè)計者和用戶融為一體，設(shè)計出滿足市場需要的產(chǎn)品。
二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)與虛擬產(chǎn)品
1虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)(VirtualReality，VR)
虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)又稱為虛擬現(xiàn)實環(huán)境，是指計算機生成的一個實時三維環(huán)境。使用者可以在這環(huán)境中“自由地”運動，觀察周圍的景物，還可通過各種專用的傳感交互設(shè)備與虛擬物體進行交互操作。用戶看到的是全彩色景象，聽到的是虛擬環(huán)境中的音響，感覺(手、腳或皮膚等)到的是虛擬環(huán)境所反饋的作用力，從而讓使用者產(chǎn)生一種身臨其境的感覺。產(chǎn)生虛擬現(xiàn)實環(huán)境的方法有:
1)基于模型的方法(ModelbasedMethod，MM)這種方法產(chǎn)生虛擬環(huán)境的步驟為:
①用放置在不同地點的多個攝像機將某環(huán)境或事物記錄下來;
②利用計算機的視頻技術(shù)抽取出環(huán)境或事物的三維模型;
③從虛擬攝像頭的視角展示獲得模型。具體的做法是:獲得數(shù)據(jù)標(biāo)度攝像頭分離對象建立模型嵌入顏色交互回放。
2)基于圖像的方法(ImagebasedMethod，IM)一般做法是:
用攝像頭連續(xù)掃描周圍空間來獲取某一區(qū)域完整的景物圖像，將獲取的景物圖像，通過圖像處理技術(shù)，按坐標(biāo)映射到圖形工作站的虛擬全景屏上，用戶載上頭盔顯示器就可以看到所攝周圍景物環(huán)境。
2虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的常用設(shè)備及要求
虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)常用設(shè)備有:三維鼠標(biāo)(也稱鳥標(biāo))、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣、頭盔顯示器、立體聲耳機等。對虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的要求除了應(yīng)具有高性能的計算機系統(tǒng)(包括軟、硬件)外，還必須有下列關(guān)鍵技術(shù)提供強有力的支持:(1)能以實時的速度生成具有三維全色彩的、有明暗、有陰影、有紋理的、逼真感強的景物圖像;(2)頭盔顯示器能產(chǎn)生高分辨率圖像和較大的視角;(3)能高精度地實時跟蹤用戶的頭和手;(4)能對用戶的動作產(chǎn)生力學(xué)反饋。
3虛擬產(chǎn)品(VirtualProduct，VP)
虛擬產(chǎn)品是虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計的產(chǎn)物，是一個數(shù)字化的產(chǎn)品。它具有真實產(chǎn)品所必須具有的特征。通過對產(chǎn)品實時的仿真，設(shè)計人員或用戶就能夠像使用真實產(chǎn)品一樣使用虛擬產(chǎn)品。由于產(chǎn)品的設(shè)計過程是數(shù)字化的，因此節(jié)省了傳統(tǒng)方法中需要制造的物理模型(包括概念模型、模擬實驗?zāi)Ｐ?、外觀模型和生產(chǎn)模型等)的時間和物質(zhì)。在計算機中由于對設(shè)計的產(chǎn)品進行反復(fù)設(shè)計、分析、干涉檢查、模具設(shè)計等過程，使設(shè)計繪圖的工作量比傳統(tǒng)的繪圖工作量大大減少。
三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在概念設(shè)計中應(yīng)用前景
在概念設(shè)計中，如采用頭腦風(fēng)暴法進行方案創(chuàng)意時，可以將體驗設(shè)計思想更好地融于其中，也就是更多地關(guān)注產(chǎn)品使用者的感受，而非產(chǎn)品本身。比如，針對不同用戶及愛好者的要求，在不同的虛擬環(huán)境中，讓他們親自體驗修改模型的感受;利用觸摸屏來選擇產(chǎn)品的造型、色彩、裝飾風(fēng)格等許多可選部件。在渲染和生成十分逼真的三維模型時，充分感受了自己所喜愛的產(chǎn)品在虛擬環(huán)境中的“真實”情況。甚至還可根據(jù)用戶的建議，邀請部分用戶直接與設(shè)計者一起對模型提出修改意見，觀察設(shè)計和修改過程，直至大多數(shù)人滿意為止。
為了適應(yīng)激烈的市場競爭，設(shè)計廠家不能坐等用戶找上門訂購產(chǎn)品，而應(yīng)該主動把自己廠家的產(chǎn)品推向市場。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)做出虛擬產(chǎn)品的動畫廣告，再與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合起來，使用戶能夠通過網(wǎng)絡(luò)來游覽設(shè)計廠家的設(shè)計產(chǎn)品，并能直接在虛擬環(huán)境中對產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、外形、色彩等方面進行實時交互、了解、觀察;同時，還可以通過Email對產(chǎn)品提出意見和建議，讓廠家參照各方面的意見修改和完善所設(shè)計的產(chǎn)品。這樣可提高設(shè)計廠家的競爭力，為設(shè)計廠家謀得更多的市場份額。
若用戶對廠家設(shè)計的產(chǎn)品引起購買的欲望，通過網(wǎng)上游覽，將信息反饋到各商家，商家則會主動爭先與廠家聯(lián)系，網(wǎng)上定貨，使廠家的產(chǎn)品提前占領(lǐng)市場。由于激烈的全球市場競爭，各國都投入了大量的資金對虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域中的應(yīng)用進行深入地研究。將研究的成果及時轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，這是產(chǎn)品迅速占領(lǐng)市場的關(guān)鍵。
參考文獻(xiàn)
1陳軍等虛擬現(xiàn)實中虛擬景象產(chǎn)生的技術(shù)初探計算機應(yīng)用研究，1999，6
2熊曼辰等數(shù)字化與概念化工業(yè)設(shè)計ICME2000論文集
關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù)；虛擬實驗；VRML；計算機專業(yè)
前言
隨著我國教育的不斷改革和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，絡(luò)教育的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式。尤其是計算機更新速度非?？斓奶攸c使得傳統(tǒng)的教學(xué)方式難以滿足學(xué)習(xí)的需要。虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一門新的技術(shù)，它在教育領(lǐng)域的發(fā)展將為教育提供新的活力。本文主要從虛擬現(xiàn)實技術(shù)特征和VRML語言的角度探討其在計算機專業(yè)教育中的應(yīng)用。
一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)
多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為現(xiàn)代教育手段的現(xiàn)代化帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用已不再是停留在音像技術(shù)課堂中應(yīng)用的常規(guī)模式層次上．而是朝著多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、教育技術(shù)應(yīng)用模式多樣化和遠(yuǎn)程教育普及化的趨勢發(fā)展，特別是基于計算機仿真技術(shù)的虛擬教學(xué)形式，是一種最新出現(xiàn)的教學(xué)模式，具有廣闊的發(fā)展前景，代表了教育的未來和發(fā)展的方向。
1．1虛擬現(xiàn)實技術(shù)概念
虛擬現(xiàn)實(VirtualReality，簡稱VR)，又稱為靈境技術(shù)，畢業(yè)論文它匯集了數(shù)字圖象處理、計算機圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、人工智能、人機接口技術(shù)、傳感器技術(shù)，以及人體行為學(xué)等多項天技術(shù)．是計算機技術(shù)的綜合應(yīng)用。具體地說，就是采川以計算機技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設(shè)備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對象進行交互作用，相互影響，從而產(chǎn)生如同真實環(huán)境的感受和體驗。盡管該環(huán)境并不真實存在，但它作為一個逼真的三維環(huán)境．仿佛就在我們周圍。由于用戶對計算機環(huán)境中的虛擬物體產(chǎn)生了類似于對現(xiàn)實物體的存存意識或幻覺，從而使得用戶在計算機所創(chuàng)建的維虛擬環(huán)境中處于一種全身心投入的狀態(tài)。
1．2虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的構(gòu)成
一個虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)由以下幾部分組成：
(1)虛擬環(huán)境。它由虛擬環(huán)境發(fā)生器所產(chǎn)生，且可讓使用者通過傳感器件和作用器件與之交互，這種交互的結(jié)果是使用者有全身心進入這一環(huán)境的感覺。
(2)傳感器件。它將虛擬環(huán)境中的物體的形、動作、聲音等進行轉(zhuǎn)換，使人能獲得視覺、聽覺、觸覺等多方面的感覺。這些感覺與他以往在實際環(huán)境中的感覺一致。
(3)作用器件。它將人的一些約定動作(如行走、手勢等)變成作用的信息，讓虛擬環(huán)境有所察覺。
(4)人。虛擬現(xiàn)實實質(zhì)上是一內(nèi)含反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，只有人的存在才能使這一反饋環(huán)路有效成立。碩士論文所以人是VR系統(tǒng)中不可缺少的成分。人通過傳感器件感受虛擬環(huán)境的存在．又通過作用器件去影響虛擬環(huán)境，使其作出相應(yīng)的變化。
(5)虛擬環(huán)境發(fā)生器。它能產(chǎn)生使用者所需要的虛擬環(huán)境，且能通過作用器件傳來的作用信息。了解使用者的位置和動作。并對已產(chǎn)生的虛擬環(huán)境作出相應(yīng)的修改。
1．3虛擬現(xiàn)實技術(shù)基本特征
(1)沉浸性。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是根據(jù)人類的視覺、聽覺的生理心理特點，由計算機產(chǎn)生逼真的三維立體圖像。使用者戴上頭盔顯示器和數(shù)據(jù)手套等交互設(shè)備，便可將自己置身于虛擬環(huán)境中，成為虛擬環(huán)境中的一員。使用者與虛擬環(huán)境中的各種對象的相互作用，就如同在現(xiàn)實世界中的一樣。當(dāng)使用者移動頭部時。虛擬環(huán)境中的圖像也實時地跟隨變化，拿起物體可使物體隨著手的移動而運動，而且還可以聽到三維仿真聲音。使用者在虛擬環(huán)境中，一切感覺都是那么逼真，有一種身臨其境的感覺。
(2)交互性。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的人機交互是一種近乎自然的交互．使用者不僅可以利用電腦鍵盤、鼠標(biāo)進行交互，而且能夠通過特殊頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備進行交互。計算機能根據(jù)使用者的頭、手、眼、語言及身體的運動，來調(diào)整系統(tǒng)呈現(xiàn)的圖像及聲音。使用者通過自身的語言、身體運動或動作等自然技能．就能對虛擬環(huán)境中的對象進行考察或操作。
(3)多感知性。由于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應(yīng)裝置，因此，使用者在虛擬環(huán)境中可獲得視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知，從而達(dá)到身臨其境的感受。
1．4虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的類型
虛擬現(xiàn)實技術(shù)按其功能，可分為以下幾種類型：
(1)沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)
沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是利用頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套、三維鼠標(biāo)等傳感跟蹤裝置與虛擬世界進行交互。由于這種系統(tǒng)把人的視覺、聽覺和其它感覺封閉在虛擬的感覺空間，能使人全身心投入并沉浸其中。不足之處在于專用設(shè)備復(fù)雜而且昂貴，難以在教育行業(yè)普及推廣。
(2)桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)
桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是運用軟件編程的方法在顯示器上顯示三維場景．用戶通過鍵盤、鼠標(biāo)等簡單的設(shè)備與虛擬場景進行交互。這種系統(tǒng)由于用戶坐在顯示器前，通過屏幕觀察虛擬世界并與之交互，往往會受到周圍環(huán)境的影響，難以做到完全投入．但是結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，易于普及推廣。
(3)分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)
分布式虛擬系統(tǒng)是多個用戶通過網(wǎng)絡(luò)共享一個虛擬空間，共同參與虛擬活動。
(4)增強現(xiàn)實性虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)
增強現(xiàn)實性的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)不僅是利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來模擬現(xiàn)實世界、仿真現(xiàn)實世界，而且要利用它來增強參與者對真實環(huán)境的感受，也就是增強現(xiàn)實中無法感知的感受。
1．5虛擬現(xiàn)實造型語言VRML
VRML(VirtualRealityModelingLanguage1即虛擬現(xiàn)實建模語言，是一項和多媒體通訊、因特網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域相關(guān)的，在Intemet上營造虛擬環(huán)境的技術(shù)。它用來在網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)建可導(dǎo)航的、超鏈接的三維虛擬場景。
VRML的基本工作原理可概括為：文本描述、遠(yuǎn)程傳輸和本地計算生成。所謂文本描述，是指VRML并不是用三維坐標(biāo)點的數(shù)據(jù)來描述三維物體的，因為這樣會有很大的數(shù)據(jù)量．在Intemet上傳輸會遇到很多困難．VRML是用類似HTML的標(biāo)記文本語言來描述三維場景．就像我們的編程語言。比如，一個立方體的描述文本是：Box(size3.03.03.0)。VRML就是一種描述語言標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了用來描述三維場景的文本描述語言。遠(yuǎn)程傳輸是指用戶瀏覽VRML描述的虛擬場景時，需要通過Intemet將描述場景的文本傳送到本地。一般來說，文本描述是嵌在WEB頁面中，在瀏覽器請求相應(yīng)頁面時與頁面描述文本一起傳送本地。本地計算生成是指描述虛擬場景的數(shù)據(jù)傳送到本地后，瀏覽器對它進行解釋計算，動態(tài)地生成虛擬場景。比如，描述球形的文本，瀏覽器會在屏幕上繪制一個立體的球形。概括地說，就是用文本信息描述三維場景．在Intemet網(wǎng)上傳輸，在本地機上由VRML的瀏覽器解釋生成三維場景．解釋生成的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范即是VRML規(guī)范。
VRML文件主要包括四個主要成分：VRML文件頭、原型、造型節(jié)點、腳本和路由。在這四個要素中．醫(yī)學(xué)論文只有文件頭部分是必須的，它用來告訴瀏覽器該文件符合的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及使用的字符集等信息。原型定義了創(chuàng)建帶有指定名稱、接口和整體的新節(jié)點類型。一旦成功地定義了原型，它就可以在VRML文件的其他地方隨意使用。造型節(jié)點是VRML中的基本建造模塊．它構(gòu)成了VRML文件的主體部分，正是由于造型節(jié)點定義而產(chǎn)生了虛擬的VRML空間。腳本可以看作是一個節(jié)點的外殼，它有域、eventIn事件和eventOut事件。其本身沒有任何動作．然而你可以通過程序腳本來賦予你腳本節(jié)點的動作。程序腳本實際上是一種簡化了的應(yīng)用程序，一個典型的腳本是由Java或javascript編程語言寫成的程序。路由是一種文本描述的消息．一旦在兩個節(jié)點之間創(chuàng)建了一個路由．第一個節(jié)點可以順著路由傳遞消息給第二個節(jié)點，這樣的消息被稱為事件。VRML還可以包含下列條目：注釋、節(jié)點和域值、定義的節(jié)點名、使用的節(jié)點名等。
設(shè)計VRML虛擬場景時。最簡單的方法是直接使用文本編輯器來編輯描述文本，它類似于程序設(shè)計，這種方法簡單方便．但不是很直觀．對設(shè)計者的空間想象能力要求也較高，設(shè)計的效率不高?，F(xiàn)在有很多的可視化的VRML設(shè)計工具，如CosmoWorld和WebWorld等．這些工具將VRML的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點都做成可視的組件，用戶設(shè)計時，只需要將這些組件組全自己需要的虛擬場景就可以了．而且設(shè)計的效果在設(shè)計時就可以看到。設(shè)計完畢后，系統(tǒng)自動將這些可視的虛擬場景生成標(biāo)準(zhǔn)的VRML描述文本，這樣，這些文本傳送到用戶的瀏覽器后．便會在用戶的屏幕上重現(xiàn)這個虛擬場景。
VRML使得Intemet的平面世界出現(xiàn)了三維場景。它的問世在世界上引起了極大的反響．得到眾多的軟硬件廠商的支持，成為了Intemet上最有發(fā)展前景的新興技術(shù)。VRML在各方面都展現(xiàn)出了強大的應(yīng)用可能性。蘊藏了無限生機。在教育領(lǐng)域的WEB站點中，它可廣泛用于學(xué)習(xí)情景創(chuàng)設(shè)上，以增加學(xué)習(xí)內(nèi)容的形象性和趣味性。例如：創(chuàng)建網(wǎng)上三維圖書館，它的好處就在于書籍歸類整理更接近真實并將高于真實，匯編或查閱時書籍只需要鼠標(biāo)輕輕地點擊對應(yīng)的虛擬圖書。另外，使用VRML做模擬訓(xùn)練是一種可行性極高的措施，它不僅可以減少某些情況下現(xiàn)實空間中操作的難度和危險。
更為重要的是它可以使訓(xùn)練造價得到大幅度降低，這樣就使得在教育方面的應(yīng)用成為可能。由于這種模擬系統(tǒng)具有高度的真實性，所以并不會因為沒有真實系統(tǒng)介入而造成較差的訓(xùn)練效果?，F(xiàn)在虛擬校園、虛擬考場也已經(jīng)陸續(xù)地出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中，這些新興的教育形式必將因其優(yōu)越的一面而在未來教育領(lǐng)域中占有一席之地。
二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機專業(yè)教育中的應(yīng)用
2．1虛擬現(xiàn)實技術(shù)在輔助課堂教學(xué)中的應(yīng)用
眾所周知，計算機課程實踐性很強，在書本上體現(xiàn)難免會給人們的理解帶來困難。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)制作的課件能夠很好地解決這一問題。例如，在計算機基礎(chǔ)課程中介紹計算機中各個組件的結(jié)構(gòu)和講解計算機組裝的過程時，書本的文字難以讓學(xué)習(xí)者了解組件結(jié)構(gòu)和組裝的過程。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以將文字、聲音、圖片、動畫等幾種媒體表現(xiàn)形式有機地結(jié)合，設(shè)計出生動活潑的界面。制作出一些三維的、交式的、具有沉浸感的內(nèi)容，滿足學(xué)習(xí)者從各個角度觀察和學(xué)習(xí)，仿佛身臨其境，更好地理解學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
制作VRML課件的基本思路是：
(1)制作一系列空間形體的三維造型和動畫．并且為這些造型指定所需要的顏色、大小等。
(2)引入VRML的相關(guān)節(jié)點，建立虛擬運動空間。實現(xiàn)課件多媒體功能。
(3)優(yōu)化VRML場景，即在構(gòu)建場景的過程中，利用VRML提供的高級造型技術(shù)適當(dāng)優(yōu)化程序。
(4)VRML文件的輸出，將已創(chuàng)建的空間場景輸出為．wrl形式的文件。
例如，設(shè)計VRML課件來實現(xiàn)網(wǎng)上虛擬計算機組件結(jié)構(gòu)和組裝的輔助教學(xué)。
首先，在介紹計算機組件選擇知識同時?？梢栽诰W(wǎng)上從各個角度來觀察VRML制作的計算機組件的造型．增強感性認(rèn)識，并使學(xué)習(xí)者對怎樣組裝計算機有個初步的了解。利用VRML的造型設(shè)計和VRMLScript的動畫鏈接．虛擬出組裝計算機過程中所需的主要硬件，再通過把VRML文件嵌入到網(wǎng)頁的方法，使學(xué)習(xí)者既能在網(wǎng)頁中看到二維不同型號硬件的圖片和一些描述硬件的文字．又能看到三維的虛擬制作出來的硬件模型。這樣使學(xué)習(xí)者能真切地、直觀地感受到二維和三維的不同．感受到虛擬世界的美妙。然后，通過文字和圖片向?qū)W習(xí)者介紹如何將各計算機組件組裝到一起。接著，通過VRML的動畫節(jié)點控制和VRMLScript的結(jié)合。制作出安裝、注釋和視點切換的效果，然后按照六個安裝步驟：第一，機箱、主板的安裝；第二，風(fēng)扇、內(nèi)存的安裝；第三，光驅(qū)、軟驅(qū)、硬盤的安裝；第四，聲卡、顯卡的安裝；第五，電源的安裝；
第六。顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)的安裝，組合完成整個在虛擬三維世界中組裝計算機的過程。
在學(xué)習(xí)的過程中，只要點擊相應(yīng)的按鈕，就可以按相應(yīng)的步驟進行安裝。拖動鼠標(biāo)或按鈕可以隨意地移動計算機組件到指定的位置進行安裝。在安裝完光驅(qū)和軟驅(qū)后，點擊光驅(qū)的開、關(guān)鍵，光盤托會自動拖出和送入，點擊軟驅(qū)的按鈕，軟盤會自動取出．使學(xué)習(xí)者能動態(tài)地觀看到效果。有一種身臨其境的感覺來完成學(xué)習(xí)的過程。
通過VRMLScript語言的鏈接。制作出生動有趣的動畫效果和逼真的聲音效果。例如．當(dāng)你點擊軟驅(qū)上的按鈕，會發(fā)出聲音并彈出一張軟盤；當(dāng)你點擊光驅(qū)按鈕時，盤盒會自動地彈縮并發(fā)出逼真的聲音。為了方便學(xué)習(xí)。還可以實現(xiàn)注釋信息，當(dāng)學(xué)習(xí)者的鼠標(biāo)碰到硬件設(shè)備時。在對象的旁邊會出現(xiàn)一個注釋信息，說明該對象名稱。
又如，在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中，對于常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的算法思想．由于其抽象程度高。使得學(xué)生很難理解。我們也可以通過虛擬技術(shù)將其制作成課件進行教學(xué)。將抽象的算法過程以淺顯易懂、形象直觀的形式展現(xiàn)出來。例如，遞歸算法是學(xué)生比較難理解的，因為其算法是靠隱形調(diào)用堆棧來實現(xiàn)，而通過虛擬技術(shù)可以將堆棧內(nèi)部情況的變化動態(tài)、直觀、形象地表現(xiàn)出來，這樣學(xué)生就很容易理解。同樣在講解樹和圖的遍歷時，可以從可視化的角度觀察遍歷的順序。二叉樹與樹的概念的區(qū)別、Hanoi塔等問題都可以直觀地表現(xiàn)。方便教師的教學(xué)和學(xué)生的理解。
總之，通過制作課件來輔助課堂的教學(xué)，能為學(xué)習(xí)者提供生動、逼真的感性學(xué)習(xí)材料，使抽象的學(xué)習(xí)直觀化、形象化，幫助學(xué)習(xí)者解決學(xué)習(xí)中的重點和難點，提高學(xué)習(xí)者的積極性。
2．2虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機實驗中的應(yīng)用
由虛擬現(xiàn)實技術(shù)生成的適用于進行虛擬實驗的實驗系統(tǒng)，包括相應(yīng)的實驗室環(huán)境、有關(guān)的實驗儀器設(shè)備、實驗對象。以及實驗信息資源等。虛擬實驗室可以是某一現(xiàn)實實驗室的真實再現(xiàn)。也可以是虛擬構(gòu)想的實驗室。例如，在城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，不必真正把網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建起來就可以親身體驗，猶如進行現(xiàn)場的操作。在數(shù)字電路的課程實驗中，可以通過虛擬的電路器件來達(dá)到電路設(shè)計的目的，而沒有購買器件問題所帶來的麻煩。在電子商務(wù)課程實驗中，可以虛擬商務(wù)環(huán)境，讓學(xué)生進入這個虛擬環(huán)境。身臨其境地體驗現(xiàn)場交易的氣氛和參與交易的過程。計算機操作系統(tǒng)的安裝是比較基礎(chǔ)但又是難做好的一個實驗。由于在計算機上安裝新的操作系統(tǒng)不可避免地會對原有的操作系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
使用虛擬計算機來進行操作系統(tǒng)的安裝試驗就十分的方便了。工作總結(jié)使用虛擬機的軟件VMware可以創(chuàng)建與真實計算機一模一樣的虛擬機。創(chuàng)建的虛擬機有自己的CPU、內(nèi)存、硬盤、光驅(qū)，在這個虛擬機上，可以安裝Windows、Linux等真實的操作系統(tǒng)以及各種應(yīng)用程序。通過在虛擬的操作系統(tǒng)環(huán)境中進行操作，熟悉操作和新技術(shù)，達(dá)到事半功倍的效果。VMware只是一個軟件?？梢詭椭阍谝粋€操作系統(tǒng)的環(huán)境下安裝另一個操作系統(tǒng)，而不會對當(dāng)前的操作系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)還可以對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中所提出的各種假設(shè)模型進行虛擬．通過虛擬系統(tǒng)便可以直接地觀察到這一假設(shè)所產(chǎn)生的結(jié)果或效果。利用虛擬技術(shù)。學(xué)生還可以進行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計、電路設(shè)計等方面的學(xué)習(xí)探索，設(shè)計出新型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和電子器件．從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。:
通過虛擬的實驗室進行實驗，既可以縮短實驗的時間，又可以獲得直觀、真實的效果，還能對那些不可見的結(jié)構(gòu)原理和不可重組的精密設(shè)備進行仿真實訓(xùn)，避免真實實驗操作帶來的各種危險。并且，虛擬實驗具有先進性和共享性，易擴充．易于改變教學(xué)項目，減少設(shè)備投入經(jīng)費，使教學(xué)內(nèi)容在虛擬的環(huán)境中不斷更新．使實驗實踐及時跟上技術(shù)的發(fā)展。但是在采用虛擬實驗進行教學(xué)的過程中，并不能完全代替真實實驗。虛擬實驗是虛擬的實驗，缺少“實物感”，正如在網(wǎng)上看書與拿真實的書看時，會覺得真實的書更實在。在網(wǎng)絡(luò)實驗中，用到的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備像路由器、交換機等種類、型號都很多，在虛擬實驗中．學(xué)生很難見到這些設(shè)備，如果在真正的實踐中可能會無從下手。因此，在具體實施中，應(yīng)該虛實進行結(jié)合。有目的地安排一些實驗在真實環(huán)境中操作，這樣，他們會對實驗的設(shè)備有親身的體會，更能加深實驗的印象，提高實驗的效果。
三、結(jié)束語
虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機教育領(lǐng)域發(fā)展的潛力是巨大的，只有親身去經(jīng)歷、親身去體驗去感受，比空洞抽象的說教更具說服力，主動地去交互與被動地觀看有質(zhì)的不同。虛擬現(xiàn)實技術(shù)能形象、生動、逼真地表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，有效地營造一個發(fā)展的教學(xué)環(huán)境。提高學(xué)生掌握知識和技能的效率和積極性，達(dá)到優(yōu)化教學(xué)過程、提高教學(xué)質(zhì)量的目的，從而解決傳統(tǒng)教學(xué)方式無法解決的問題。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，基于WEB的虛擬現(xiàn)實遠(yuǎn)程教育具有廣泛的應(yīng)用前景，必將成為21世紀(jì)教育的主流。
參考文獻(xiàn)：
[1]劉鳳田，劉玉蘭．虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其在教育領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J]．河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2005，(1)．
[2]余勝泉，車皓陽，姚顧波．教育中的虛擬現(xiàn)實[J]．現(xiàn)代教育技術(shù)研究所．2O00．
[3]李玲，湯小紅．虛擬現(xiàn)實建模語言及其在工程制圖教學(xué)中的應(yīng)用[J]．微計算機應(yīng)用，2004，(3)．
[4]郭鳳英．虛擬現(xiàn)實技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用[J]．北京聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2004，(3)．
[5]何來坤，徐淵．虛擬現(xiàn)實建模語言VRML及其應(yīng)用[J]．杭州師范學(xué)院學(xué)報，2005，(2)．
[6]祝智庭．現(xiàn)代教育技術(shù)[M]．北京：教育科學(xué)出版社，2004．
[7]陳曉春．虛擬現(xiàn)實在現(xiàn)代教育技術(shù)中的應(yīng)用[J]．銅陵學(xué)院學(xué)報，2005，(3)．
[8]宣翠仙．虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其在教育中的應(yīng)用[J]．浙江樹人學(xué)報，2004，(2)．
[9]楊宗凱，吳砥，劉清堂．網(wǎng)絡(luò)教育標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)[M]．北京：清華大學(xué)出版社。2003．
[10]陽化冰，劉忠麗．虛擬現(xiàn)實構(gòu)造語言VRML[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2O00．
[11]金杰．遠(yuǎn)程教育中虛擬實驗與虛擬儀器及技術(shù)的運用與前景[J]．電腦與技術(shù)，2005．
1.虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以增強環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的畫面感
近年來，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的城市化進程越來越快，許多公共環(huán)境需要進行設(shè)計，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用能夠形成逼真的虛擬環(huán)境，以刺激公眾的聽覺、視覺、觸覺等感官，使公眾享受身臨其境的感覺，也能夠集中公眾的注意力，加深記憶和印象，增強環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的畫面感。
2.虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以減少費用損失
在建設(shè)一個重大工程之前，人們可以通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建建筑的結(jié)構(gòu)和圖形，為建設(shè)項目提供框架引導(dǎo)。設(shè)計人員根據(jù)虛擬圖的引導(dǎo)能夠更精確地設(shè)計圖紙、進行材料預(yù)算，從而減少不必要的損失，節(jié)省資金。
二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的應(yīng)用
1.應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)彌補環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的缺陷
在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的過程中常常會出現(xiàn)現(xiàn)實條件限制的情況，如場地缺乏、經(jīng)費不足等，導(dǎo)致環(huán)境藝術(shù)設(shè)計不能正常進行。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以模擬各種場景，彌補了環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的缺陷。
2.應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)避免實際操作潛在的危險
在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中因為各種現(xiàn)實條件的限制和危險情況的存在，人們?yōu)榱吮Ｕ仙徒】蛋踩恢苯訁⑴c現(xiàn)實情境，進而不能親身體驗。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用可以幫助人們模擬這些無法親自參與的情境，人們可以在這種模擬的環(huán)境下進行作業(yè)，既避免了潛在的危險，又得到了切實的感受。
3.應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)打破空間和時間的限制
虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一種超空間、超時間的技術(shù)，它可以打破空間和時間的限制，模擬任何一種場景，從巨大的宇宙天體到渺小的微塵粒子，從幾億年前到當(dāng)今，設(shè)計人員都可以在模擬的環(huán)境中探索研究，打破了空間和時間的限制。如在研究恐龍時代時，由于恐龍在地球上已經(jīng)銷聲匿跡，人們無從考證與研究，但是通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，人們可以模擬出恐龍生存的時代。人們置身其中，與恐龍零距離接觸，加快了對恐龍時代的研究進程。這種場景的模擬就是打破了時間和空間的限制，模擬出了人們想要的真實場景。
4.應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中需要的現(xiàn)實體系
因為現(xiàn)實條件的各種限制，環(huán)境藝術(shù)設(shè)計不能全部采用真實的環(huán)境來試驗和操作，它需要虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬出環(huán)境藝術(shù)需要的真實場景。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以模擬人物、動物、植物等，使設(shè)計者在一個人性化的環(huán)境中自然地交流和工作。如世界著名的西安天幕廣場，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)給觀者創(chuàng)造了一個大型天幕，人們在天幕之下仿佛置身在浩瀚的星空中，非常具有震撼力。這一場景的模擬淋漓盡致地發(fā)揮了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的功能。
三、結(jié)語
計算機現(xiàn)在是運用的比較普遍的一種表現(xiàn)方式，有三維表現(xiàn)和虛擬動漫的表現(xiàn)形式，而現(xiàn)在我們運用計算機表現(xiàn)的形式是3D多，現(xiàn)在基于人們的文化修養(yǎng)和審美意識提高，在室內(nèi)設(shè)計方面的表現(xiàn)手法選擇性越來越多，有時候同樣方案和同樣的設(shè)計，但是表現(xiàn)手法不一樣，就會給客戶不一樣體驗和效果。而基于這種計算機和傳統(tǒng)手法相結(jié)合的虛擬表現(xiàn)手法就有很大的優(yōu)勢，可以更加直觀充分的展現(xiàn)給客戶看了。
二、虛現(xiàn)實在室內(nèi)設(shè)計的運用和發(fā)展目的
室內(nèi)設(shè)計發(fā)展至今，已經(jīng)有多種表現(xiàn)形式了，那么虛擬表現(xiàn)在室內(nèi)設(shè)計中有一下幾個功能和目的：
1、充分的幫助設(shè)計師講解設(shè)計理念
在室內(nèi)設(shè)計這專業(yè)出現(xiàn)之前，室內(nèi)裝修都是以業(yè)主根據(jù)自己的欣賞水平和想象來施工的，這種方式只能以親自在現(xiàn)場知道工人去施工，所以也就沒有施工圖啊，設(shè)計方案之說，裝修功能也只局限于人類的居住需求。隨著社會發(fā)展才分工出設(shè)計師行業(yè)，也就有了方案和平面圖包括效果圖，伴隨著設(shè)計師和客戶交流也越來越多。但是在交流中客戶和設(shè)計師都有對方案的理解，那么就能使設(shè)計師更好的修改方案，也就能和施工人員對接施工，但是這種施工固然能解決設(shè)計問題，也能更好的和施工人員交流，但是還不能滿足設(shè)計師和客戶之間的交流，在這個發(fā)展過程中虛擬現(xiàn)實運用很好的彌補了室內(nèi)設(shè)計的不足，能使設(shè)計師的方案更直接的和客戶交流對接，當(dāng)然更加豐富了室內(nèi)設(shè)計的表現(xiàn)手法。
2、在室內(nèi)設(shè)計中優(yōu)勢
近年來，虛擬設(shè)計在室內(nèi)設(shè)計中作為一個獨立體系正在快速的發(fā)展，三維立體在虛擬現(xiàn)實中相比于傳統(tǒng)手繪中的優(yōu)勢在于實際設(shè)計空間的真實尺寸體現(xiàn)。這種設(shè)計更加直觀的表達(dá)出設(shè)計師的效果，更加人性化和專業(yè)化，在設(shè)計過程中更加快捷、直觀、逼真。
3、靈感創(chuàng)作的來源
計算機更能反映空間的真實性，虛擬在空間的創(chuàng)作中，能把各種模型組合有利于激發(fā)設(shè)計師的創(chuàng)作潛能和再創(chuàng)作的靈感。在計算機創(chuàng)造中，各種模型有趣的組合，能使設(shè)計師找到源自大自然的設(shè)計，一切的設(shè)計來自大自然萬物，它能使設(shè)計師在面對計算機時消除疲勞，避免單調(diào)的工作，使設(shè)計師有更多的時間來找創(chuàng)作作品的靈感。
4、合理的展示平面布局
計算機處理數(shù)據(jù)的強大功能，室內(nèi)設(shè)計的數(shù)據(jù)一般通過計算機數(shù)據(jù)處理得來的，像室內(nèi)的平面圖的尺寸、標(biāo)注等都可以用計算機處理得來的。傳統(tǒng)方式則需要設(shè)計師發(fā)費大量的人力物力來計算，而且沒有計算機那樣精準(zhǔn)?，F(xiàn)在計算機的處理大大節(jié)省了時間和人力成本。
三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在運用中的不足
1、時間成本更高
以往通過傳統(tǒng)方式手繪來與客戶交流，直接可以描繪出客戶的想法，而虛擬現(xiàn)實的制作方式則相對來說時間周期更長，也更加不好修改，在表現(xiàn)方式越來越多的情況下，手繪通常時間比較節(jié)省，而電腦制作的效果圖相對來說也比較短，而使用的虛擬現(xiàn)實技術(shù)來表現(xiàn)方案時，通常比較漫長的，而且也不容易修改，因此虛擬技術(shù)在現(xiàn)實運用中的時間成本比較高。
2、價格成本偏高
虛擬技術(shù)與傳統(tǒng)方式相比較的價格偏高由多方面的成本因素的，首先虛擬技術(shù)是一門新型的信息技術(shù)，是伴隨著科技發(fā)展的成果，目前掌握這門技術(shù)的人員不是很多，這是作為一門技術(shù)表現(xiàn)的方式，其次是因為虛擬技術(shù)在現(xiàn)實操作中時間成本相對來說比較高，而且對計算機的硬件要求比較高，這也無形中增加了運行成本，因此虛擬現(xiàn)實運用在實際運行中有著多方面的制約因素。
3、技術(shù)人才的匱乏
目前我國教育還沒有大量培養(yǎng)掌握這門技術(shù)的人才，而科技在前進，所以人才的匱乏不足也制約著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展。
四、結(jié)束語
