虛擬現實技術的實現
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虛擬現實技術的實現范文第1篇
關鍵詞：虛擬現實、技術、應用、實現
Abstract: this article mainly from the basic concept of virtual reality technology and its application field, its application of advantages in architectural design and the realization of the virtual reality technology is discussed, and further discussed the virtual reality technology in the future architectural design of the application.
Keywords: virtual reality, technology, application, realize
中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：
引言
隨著虛擬現實技術的成熟發展，在建筑設計應用中的建筑、景觀、地形及城市等，其高度、視角、位置、路線等都能隨時隨機改變和操作，實時(立即看到結果)和交互(操作者可以干預瀏覽的方式并控制場景中物體的運動)的漫游，讓人切實感受在行走中的場景變化及動畫效果，在三維立體影像和多媒體效果的支持下，不受時間和空間的限制，能夠更真實、詳盡的感受三維環境效果。
1虛擬現實的概述及其應用領域
虛擬現實：又稱為虛擬環境或虛擬真實環境，是一項迅速發展的綜合性計算機、圖形交互技術。虛擬現實集成了計算機圖形學、多媒體、人工智能、多傳感器、網絡并行處理，通過計算機生成的三維空間形象實現的目標合成技術，觀看者通過視、聽、觸覺以圖表及動畫方式來呈現。虛擬現實改變了傳統的計算機輔助設計被動靜態的信息傳遞方式。虛擬現實技術：簡稱VR，是利用三維圖形生成技術、多傳感交互技術以及高分辨顯示技術，生成三維逼真的虛擬環境。
虛擬現實的應用領域包括有：建筑物模擬、室內設計模擬、城市景觀模擬、施工過程模擬、物理環境模擬、防災模擬、歷史性建筑模擬等建筑領域，并廣泛應用于在軍事、航天、醫療、工業、工程、娛樂、教育等方面。
2建筑設計中虛擬現實技術的應用及優勢
2.1能夠展示建筑物的整個信息
目前，建筑設計中使用的二維、三維的表達方式，只能傳遞建筑物部分屬性的信息，并且只能提供單一尺度的建筑物信息；而虛擬現實技術在建筑設計應用中，它可展示一棟“真實”的虛擬建筑物，使人具有身臨其境的感受，設計過程中除了設計者外，住戶和管理部門也起到輔助決策的作用。
2.2提高了網絡的實用性
設計者設計的建筑物可以通過萬維網與工程單位進行溝通與交流，達到遠距離瀏覽目的；還能以計算機語言開發與虛擬現實造型語言相結合，在Internet網應用中，虛擬現實大大提高了其普遍性與實用性。
2.3進行多方案分析與比較
在建筑設計過程中，一般會提出多個不同的建筑物設計方案，及多種對未來建筑物的形象設想。在虛擬的建筑三維空間中，能做到實時切換不同的方案，在同一個觀察點或者觀察序列中體會不同的建筑外觀，能更好地把不同建筑方案的特點與不足進行對比。虛擬現實技術除了能夠對比分析不同方案外，還能修改某個特定的局部，并能實時地與修改前的方案進行比較分析。
2.4能建立良好的專用人機接互
人機接口作為使用者與計算機溝通的橋梁，它能夠表達使用者意圖的轉換，同時執行計算機程序；建立良好的人機接口，能大大縮短使用者對系統的學習時間，并提高了系統的使用效率。
3在建筑設計中，虛擬現實技術的實現方法
在建筑設計中，虛擬現實技術的實現由兩部分組成：硬件系統和軟件系統，如圖3.
3.1硬件系統部分
虛擬現實的系統包括模型式和圖像式。模型式虛擬現實，以虛擬現實造型語言簡稱VRML作為主要描述語言，這樣能夠通過計算機進行建筑設計的三維建模，利用效果圖、三維施工圖以及資料庫，通過虛擬現實技術連結到資料庫進行實時模擬操作。
簡單的虛擬現實系統只需滿足具備輸入、輸出功能的設備即可，簡單的計算機桌面互動系統就能夠構成一個簡單的桌面虛擬現實系統。如果要充分實現虛擬現實技術帶來的沉浸感、交互性、想象性的特征，則需要專業的信息輸入設備和信息輸出設備。信息輸入設備的組成：鍵盤、鼠標、數據手套、力反饋方向盤、手柄等，信息輸出設備的組成：高性能顯示器適配器、單通道或多通道投影儀、偏振片、立體眼鏡等。
3.2軟件系統部分
如果想讓觀看者體驗到虛擬現實技術所帶來的臨場感和沉浸感，并身臨其境的，就要建立一個與客觀世界相符合、或者是與設計者預想的設計方案相符合的虛擬三維模型。這個三維虛擬場景模型一方面能準確的表現出建筑、環境、室內等客觀存在，另一方面能較真實的反映出場景的色彩、材質、陰影、光照等方面。在技術實現上，可視化三維模型的建立可分為三步：（1）幾何建模，主要建立所需三維場景的幾何構形；（2）形象建模，主要處理幾何建模的結果進行材質、顏色、光照等；（3）行為建模，主要處理物體的運動和行為描述，如圖4.
幾何建模，是指三維空間的物體經并、交、差等集合運算和旋轉、平移、縮放等幾何變換，產生設計者所希望得到的較為復雜的立體模型的過程，它是可視化三維模型的基礎。目前，我國的幾何建模的軟件層出不窮，有3DSMAX，AUTOCAD，SKECHUP，REVIT等，這些軟件建立的模型基本都能通用互換，但比較通用的模型基本上都是基于網格技術，也即場景中的立體形體，都是由多個三角形面組成，三維形體分得越細網格就越密，形體上看起來更加逼真，不過相應的運算速度就會降低。
4結束語
目前，虛擬現實技術作為一種新技術，已經慢慢應用于軍事、醫療、建筑、培訓、機械等領域；在建筑設計中，虛擬現實技術的應用隨著網絡和計算機軟硬件的發展，其應用層面會越來越廣泛。網絡傳輸的便捷與快速處理，通過計算機技術呈現出建筑設計成果，逐漸成為新趨勢，在今后的建筑設計領域中，虛擬現實技術必將起到重要作用。
參考文獻：
[1] 林楠. 淺析虛擬現實技術在建筑領域的應用[J]. 武漢工業學院學報, 2011,(04) .
[2] 周,王選科. 虛擬現實系統概述[J]. 航空計算技術, 2005,(01) .
[3] 金小田,張小敏. 虛擬現實技術在建筑方案優化設計中的應用[J]. 建筑科學, 2004,(02) .
[4] 李琳. 虛擬環境建模方法及應用研究[D]. 重慶大學, 2002 .
虛擬現實技術的實現范文第2篇
【關鍵詞】：數碼藝術 虛擬現實技術 室內設計技術與藝術
中圖分類號： TU238+.2 文獻標識碼： A 文章編號：
數碼藝術是一種具有技術特征的藝術，是建立在數字技術的基礎上并以技術為核心的新藝術。隨著計算輔助設計技術的迅速發展和建筑室內設計創作數字化的不斷深入，利用計算機輔助設計的相關知識和藝術設計有機結合，設計出更多優秀的數碼作品，已經成為目前藝術發展的新方向。基于數碼藝術的室內設計技術研究將成為今后數碼藝術中重要的組成部分。研究基于數碼藝術的室內設計技術的理論與方法，對于提高室內設計師的設計表現能力以及室內設計專業未來的發展前景都有著重要意義。
隨著計算機硬件技術和計算機三維圖形軟件開發成熟，用數字化手段，實現虛擬技術的現實，近年來已成為一個重點。虛擬現實技術將數字媒體技術、現代信息技術和視覺審美藝術融合于一體，實現空間的平面，高度，三維建模和動態全方位的立體場景漫游，通過技術手段淋漓盡致地展現室內設計藝術，完善室內設計領域的設計表達。使之更為迅捷、科學、實時。在室內設計的設計師和用戶之間建立一個“真正的”橋梁，極大的豐富室內的空間藝術，也使室內設計表現朝著更為人性化、個性化的方向友好的發展。
一、行業現狀
虛擬現實技術在目前世界科學技術領域中來說，還是一項比較新興的技術，是數字技術領域的一個分支，而該項技術在現代設計藝術中的應用也還屬于探索和發展的階段，但由于其本身明顯的技術優勢和特點，已經體現出其獨特的魅力，在設計領域中也發揮了極其重要的作用。它給人們帶來的不僅僅是設計藝術視覺展示效果上的革命，更讓參與其中的人們從中得到了與眾不同的全新交互式體驗。首先，它與傳統的手繪圖紙相比，更具有超現實的真實感，這種真實感是除實體仿真模型以外任何一種技術手段都無法具備和比擬的。其次就是它自然屬性的人機交互，這種交互，它不僅僅局限于傳統的多媒體展示手段中電腦、鼠標鍵盤和觸摸屏的交互操作，而是模擬人的自然行為與感受，即在現實生活中的虛擬現實環境以及行為習慣來進行交互體驗，這種交互在觀眾與作品間駕起了一座溝通的橋梁，在專業設計師與業主、消費者之間更是實現了一種零距離的交流與溝通。
二、虛擬現實技術在室內設計中的優勢
傳統的室內設計遵循“平面，立面，節點大樣、沙盤模型”的表現模式。設計師在紙上的設計表達形式主要是通過手繪草案或效果圖，雖然這種模式可以培養設計師的思維秩序，但它無法完全展開設計師的空間思維以及空間的立體效果。傳統的表現形式限制了設計師的創意發揮。而虛擬現實技術的發展和應用，從很大程度上解決了這個問題。通過“虛擬實驗室”，創建一個虛擬的室內空間，讓設計師更直觀的了解室內空間，快速進行設計分析，不僅大大的提高了設計師的創新能力，同時，通過“虛擬實驗室”全面展示的設計特點，也能更完整地表達設計意圖，使設計師跟業主進行更好的溝通。因此，在室內設計中使用虛擬現實技術，是一個必然的發展趨勢。
（一）虛擬現實技術可以直觀地展現藝術設計
隨著城市的發展，房地產行業的迅速崛起，以及更多的大型公共空間環境等都需要進行設計。以室內空間設計為例，在空間設計報告論證階段，設計手段已經歷了從手工繪圖，電腦效果圖，建筑室內動畫（建筑漫游）的發展過程。隨著科技的發展，人們也在不懈的追求高科技，高品質的藝術表達，以達到最佳的視覺效果。虛擬現實技術在方案設計上有相當大的功能與技術優勢，與傳統的表現方法相比，更具有藝術性、真實性和創造性。通過軟，硬件平臺的虛擬現實技術，可以形成一個逼真的虛擬環境，給客戶提供一個全方位的視覺，聽覺，觸覺等感官刺激的信息，使需求方有親臨現場的感覺。通過感官刺激大腦，使客戶能夠在非常積極和高度集中的狀態下瀏覽和體驗設計的內容，以吸引顧客的注意力，并取得更好的溝通效果。采用虛擬現實技術，設計的作品也能夠更好的保存，使資料檔案的管理更為方便和快捷。
（二）虛擬現實可以提高預算精確性
應用虛擬現實技術，也可以體現其在項目成本預算上的優勢。因為效果圖更加真實，更加全方位，它可以加強室內結構和材料預算的準確性，所以能夠盡可能的避免由于預算問題而出現的錯誤。可以引導設計人員對結構的理解，避免在設計過程中材料預算和不必要的損失。
（三）虛擬現實技術可增強設計雙方的互動性
在虛擬現實技術設計報告階段，主要體現在設計表達的獨特魅力上。比傳統的手繪模式相比，虛擬現實技術與客戶溝通的互動性更強。通過設計師的演示和介紹，客戶可以進入虛擬空間環境的體驗之中，詳細的了解整個虛擬現實空間的功能，在使用過程中可能會出現的問題。使客戶全方位的了解自己的項目以及將來建設完成的效果。同時，通過這個平臺，也讓設計師與業主之間的溝通變得更加順暢，極大的提高了工作效率。這是傳統的工作模式無法比擬的。
（四）虛擬現實技術有助于配景展現
現代環境設計虛擬現實技術的性能，除了空間的場景，配景也很重要，如植物，人物場景，汽車等都是烘托空間氣氛的元素。傳統的室內效果圖和建筑場景動畫不能直接地自行進行操作性的漫游，但虛擬現實技術卻可以非常真實的虛擬場景中的人物、形象以及配景等。隨著經濟與城市建設的發展，我國的建設工程量在不斷的增加、工程體量也在不斷地增大，虛擬現實技術國際交流也愈加廣泛。傳統的表現方法和設計程序已經不能適應科技化、高效率、簡約型的市場需求。虛擬現實技術的優越性在實際的應用中得到了充分的體現，在設計領域里逐漸扮演了越來越重要的角色。
三、虛擬現實技術在室內設計中的應用
（一）設計藝術與虛擬現實技術的對立統一
虛擬現實藝術是典型的技術與藝術相結合的產物，是一種新媒體藝術形式。在大多數人的意識中，藝術是感性的事物，是人類的感知與表達，而科學是理性的，是人們的研究與探索。如果將藝術視為人類永恒的精神家園，那么科學則是建立在經驗與邏輯上的理論研究。如果按這個層面看來，技術與藝術是兩個矛盾的個體，是“格格不入”的。但在事實上，藝術與技術有著密不可分的關系。在當今技術不斷發展的今天，藝術家們正在進行積極的嘗試，在藝術創作中應用各種科學技術手段來提高藝術創新效果；而許多科學家們，也希望通過高科技手段來提升發明創造的研究成果。虛擬現實藝術亦是如此。隨著虛擬現實技術的快速發展，最開始的在醫療航天軍事等領域的應用，到現在已經在越來越多的領域中得到廣泛的應用。在建筑和室內設計領域，設計師們也開始利用這項技術探索新的創作思路和藝術表現形式。虛擬現實技術的出現，給在現代室內設計藝術領域的設計師們提供了新的創意空間，從而也給整個藝術領域帶來了全新的歷史變革和突破。
虛擬現實設計是設計師根據業主的需求，自覺地運用視聽藝術進行創造性思維活動和設計表現的一個新興領域。虛擬現實設計中，有很多從業人員會過多的注重的是它突出的技術性，但是在我們實際的項目設計運用階段，技術與藝術的高度融合，才能把技術的優勢發揮到極致。如三維建模的比例與尺度，照明設計藝術以及互動藝術等各個方面，都需要我們通過技術對這些藝術層面進行加工創造。所以，對于虛擬現實技術的應用來說，技術是設計實現的基礎，而設計師對空間藝術性的把握及追求則是更高層次上的要求。這也就需要我們的設計者不斷地完善自身的素質，努力掌握新的應用技術，并同時提高自身的專業素養和設計水平，將美學思想和文化藝術與虛擬現實技術融合，利用技術來提升作品的可視性和藝術性，這也是在新時代背景下，室內設計師必須具備的綜合能力。
（二）虛擬現實技術的應用與發展
建筑師和城市規劃者在今后的建設工作中，需要有更廣泛的相關專業知識和集成，掌握更專業的技術能力和設計能力。這樣一個新的工作模式，也將有發展的普遍性。在面對設計對象的變化和職能剝離，在我們的職業崗位上，將出現一個新的崗位 - 虛擬建筑師。中國目前的虛擬現實相關的研究仍處于起步階段，發展上有一些困難，除了概念和技術的限制，最重要的是在高校教育的人才培養中，應該更加強調與重視技術與藝術，技術與設計之間的銜接和轉化。應該在現有建筑教育內容的基礎上，結合專業發展開拓新的專業方向。在同一時間，在參考借鑒國內外先進的經驗和技術基礎上，建立和完善環境設計領域室內設計教育體系和人才培養機制，建立有利的環境，建立一個完整的研究策略，并能夠在不斷的具體學習和實踐訓練中得到技術充實和能力提高；能夠靈活熟練的運用技術，去實現設計的創意和構想，更好的利用設計與技術手段為人們服務，促進經濟與建設的發展。這些都應當是我國當前數字時代下虛擬現實技術發展的可行之路和有力舉措。
綜上所述， 虛擬現實技術作為室內設計藝術與技術的融合，擁有在以前的任何一個歷史時期都無法比擬的想象性、創造性和身臨其境之感，其交互性，沉浸性，和構想性的特點也給室內設計藝術帶來了全新的藝術語言和創作方式。它更為合理的協調了人與人之間，人機之間的交互關系，開拓了現代設計藝術領域中的一個全新的發展思路和方向。隨著虛擬現實技術的蓬勃發展，其在現代室內設計藝術中的應用也會更加廣泛，前景也將更加廣闊。
【參考文獻
[1]嚴林.虛擬現實在室內設計中的應用.(碩士學位論文).武漢科技大學.2010.
虛擬現實技術的實現范文第3篇
關鍵詞：虛擬現實；室內設計；課程融合
室內設計專業教學具有較強的實踐性，除了常規課程教學外，對于學生的專業考察、實踐動手、畢業實習等環節來說，因缺乏時效性、針對性，往往制約該學科實踐教學質量的提高。虛擬現實技術以現代計算機仿真系統為基礎，通過構建虛擬三維圖像技術，構建虛擬世界，增強學生對三維虛擬空間環境的視、聽、觸覺等感官的直接體驗，讓學生能夠“沉浸”其中，達到室內設計實踐性目標。為此，針對室內設計課程與虛擬現實技術的融合教學，現就其應用思路進行如下歸納。
1虛擬現實技術特點及在室內設計中的應用必要性
虛擬現實技術（Virtual…Reality）最早由美國軍方用于研制飛行駕駛模擬訓練，因其綜合了對人體視覺、觸覺、聽覺等感官的模擬感知，使其在學習領域更具應用優勢。虛擬現實技術通過創建基于真實環境的虛擬空間，其特點表現在四方面。一是多感知性。從虛擬現實技術的應用之初，就是將人類的感知功能作為模擬對象，使其能夠具有人具有的綜合感知能力。二是沉浸性。虛擬現實技術將計算機生成的虛擬環境，作為逼真的體驗空間，為人在虛擬空間中實現看得到、聽得到、摸得到、感覺得到的真實體驗，從而獲得身臨其境的感覺。三是交互性。借助用戶與虛擬空間的相互作用，在用戶體驗與虛擬環境之間，形成與真實世界一模一樣的“互動”體驗。
2虛擬現實技術與室內設計課程的融合
2.1“1+1”融合方式
所謂“1+1”融合模式，就是將室內設計課程的常規教學與虛擬現實實踐教學進行整合，促進學生理論知識與實踐動手環節的有效互補，發揮虛擬現實課程教學的優勢。在具體實施過程中，前期重點學習室內設計相關專業課程知識，條件成熟后將拓寬其在虛擬現實實踐教學體系中的應用。當然，也可以將個別學科專業知識穿插到常規課程教學中。需要強調的是，在常規課程與虛擬現實實踐教學融合時，要從設計思路、實驗目標、虛擬環境等方面進行明確，引導學生在虛擬環境中正確、有序地展開各類操作實踐，強化虛擬實踐教學效果。比如以某居住空間設計教學為例，對于常規課程教學，主要圍繞案例設計、小組討論、引導啟發、講練結合等方法來突出基礎知識、理論學習。在虛擬現實教學環節，主要由教師來引導學生設置虛擬實踐教學環境，特別是在教學模式上，要發揮現代多媒體技術教學優勢，通過案例解析、現場引導示范等方式，讓學生了解和熟悉室內設計虛擬實踐環境的規劃。同時，在虛擬實踐教學重點上，要突出對室內設計功能性、經濟性、個性化、審美特性的滲透，尤其是在三維仿真環境下進行虛擬化空間設計，要從方案設計的可行性、實效性上進行評價。在能力目標考查上，虛擬現實實踐教學更加注重啟發學生在虛擬空間設計中的感性與理性設計能力。特別是在居室空間功能區劃分上、室內設計施工圖繪制上以及室內設計效果圖展示等方面，要引導學生挖掘室內居室空間的特征，處理好居室、廚房、餐廳、臥室、衛生間、公共區域以及居室綠化區間的關系。
2.2差異化虛擬現實實踐教學融合模式
對于室內設計課程中引入虛擬現實技術，可以從差異化虛擬實踐教學模式中突出課程教學內容的差異性。比如在室內景觀設計上，利用虛擬現實技術來重點訓練學生對室內環境的總體規劃與布局；在室內設計居室空間設計上，重點對室內空間進行規則與改造，以及對室內光照效果、家具陳設等環境的營造。因此，針對差異化教學目標，立足室內設計課程教學實際，細化虛擬現實實踐教學任務，便于學生從模塊化虛擬現實教學體系中，從“虛擬”教學中得到“真實”的驗證，在“真實”中不斷完善“虛擬”實踐項目。比如在室內照明設計虛擬現實教學中，其課程重點要放在室內外照度的理解、材料的選擇、電氣線路的安裝、光學原理及合理布局的應用。在能力目標上，要突出學生不同空間照明系統的規范化設計，以及電氣線路的科學化設計與安裝，能夠根據虛擬布光實驗，確定光源類型、布光位置以及得到的照明效果展示。因此，差異化虛擬現實實踐教學模式，其目標在于結合專業教學方向來制定相應的實踐內容，并確定虛擬現實教學任務和考評目標。
2.3定制式虛擬現實實踐教學融合模式
從實踐教學的初衷來看，學生能夠從知識的獲取、信息的交互，實踐動手中來體驗不同的虛擬現實實踐教學內容，并啟發參與定制設計任務。應該強調的是，對于虛擬現實實踐教學環境，本身具有可視化軟件與交互性硬件設備。比如每個學生可以配備Oculus…Rift…VR頭盔顯示器、交互操作計算機硬件系統，通過對虛擬化實踐軟件環境中各模塊的學習，來完成相應的實踐教學目標。在定制式虛擬現實實踐教學融合模式中，可以通過虛擬教學模型及組件，來構建仿真環境。比如草木花卉、建筑、交通等人工環境。當然，學生也可以根據設計需求，自己定制特定的模型，來參照真實世界進行室內設計規劃。以室內居住空間設計為例，在虛擬仿真三維設計環境中，學生不必關注虛擬環境，而是要專注于實踐設計，明確室內居室的功能，對相關設計要素進行布局，依托設計方案的合理性、經濟性而考查其實效性。
2.4確定虛擬現實實踐教學評價機制
虛擬現實技術與室內設計課程的融合，要注重考評機制的完善，特別是對學生初期設計方案的規劃，對中期設計思路的檢驗，對后期設計效果的評價等，都要給予全面評判。由于實踐教學環節需要明確具體的設計任務，同樣在室內設計虛擬環境設計實踐中，也要根據項目設計的可行性進行實踐驗證，并對存在的問題進行改進、優化和完善，以強化虛擬現實技術的教學實效性。比如在室內家具虛擬設計教學中，通過對室內環境的考察，來分析家具設計的合理性問題，并通過不同家具的選用、組裝、布置，來檢驗家具設計的舒適性，確保家具設計在整個室內空間上的審美體驗。
3結語
在室內設計課程教學中融入虛擬現實技術，可以利用計算機仿真環境來模擬真實的室內設計教學訓練場景，讓學生從技能仿真實訓中來感知和體驗，激發創造力和實踐積極性，增強綜合動手實踐能力。同時，虛擬現實技術獨有的沉浸式、交互性實踐環境，便于讓學生從多種感知中來展現其創作構想，必將對室內設計實踐教學帶來深刻的變革。
參考文獻：
虛擬現實技術的實現范文第4篇
論文摘要：文章在介紹虛擬現實技術等相關概念的基礎上，探討虛擬技術的在產品概念設計中的應用，這項技術的使用讓設計思路和設計表達更上一個全新的臺階，在產品的開發過程中，保證產品開發的一次性成功。
目前國際上流行的一種“故事版情景預言法”的概念設計，就是將要開發的產品置于一定的人、時、地、事和物中進行觀察、預測、想象和情景分析，其形式是以故事版的平面設計表達展示給人們。于是，產品在設計的開始便多了一份生命和靈氣。然而，設計表達在信息時代已是多元化的展示形式，虛擬現實技術的應用，使設計思路和設計表達如虎添翼。讓人多了一種直觀的、親切的及交互的感受，這樣開發設計的產品與傳統相比，大大減少了投放市場的風險性，也為 企業 決策人尋找商機、判斷概念產品能否進一步開發生產，提供更好的依據。
一、虛擬現實與虛擬現實技術
（一）虛擬現實（virtual reality，vr）及虛擬設計（virtual design，vd）
虛擬現實（virtual reality，vr）是利用 計算 機省城一種模擬環境，通過多種傳感設備使用戶“沉浸”到該環境中，實現用戶與該環境直接進 自然 交互的技術。這里所謂模擬環境就是計算機生成的具有色彩的立體圖形，它可以是某特定現實世界的真實體現，也可以是純粹構想的世界。傳感設備包括立體頭盔、數據手套、數據衣服等穿戴于用戶身上的裝置和設置現實環境中的傳感裝置。自然交互是指用日常使用的方式對環境內的武體進行操作并得到實時立體反饋。虛擬現實是一種全新的人機交互系統，它能對介入者產生各種感官刺激，如聽覺、視覺、嗅覺、觸覺，給人身臨其境的感覺，人能以自然的方式與計算機生成的環境進行交互操作。
虛擬設計是以“虛擬現實技術為基礎，以機械產品為對象的設計手段”，借助這樣的設計手段，設計人員可以通過多種傳感器與多維的信息環境進行自然地交互，實現從定性和定量綜合集成環境得到感性和理性的認識，從而幫助深化概念和萌發新意。
（二）虛擬現實技術
虛擬現實技術是人的想象力和 電子 學等相結合而產生的一項綜合技術，它利用多媒體計算機仿真技術構成一種特殊環境，用戶可以通過各種傳感系統與這種環境進行自然的交互，從而體驗比現實世界更加豐富的感受。
二、概念設計的定義及內涵
pahl和beitz在《engineering design》一書中提出“概念設計”這一名詞以來，人們對概念設計進行了十幾年的研究。他們將其定義為：在確定任務之后，通過抽象化，擬定功能結構，尋求適當的作用原理極其組合等，確定出基本求解途徑，得到求解方案，這部分設計工作叫做概念設計。
國內的學者也對概念設計進行了大量的研究，其中鄧家褆在《產品概念設計》一書中將“產品概念設計”定義為“由分析用戶需求到生成概念產品的一系列有序的，可組織的，有目標的設計活動，它表現為一個由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具體、不斷進化的過程。”
在幾十年的時間里，人們對概念設計的研究日益增加、不斷深入，使概念設計的內涵更加廣泛和深刻。主要體現在:根據產品生命周期各個階段的要求進行市場需求分析、功能分析、功能的工作原理、動作行為的構思、行為載體的選擇和方案的組成的等。可見，確定方案是概念設計的最終結果，產品生命周期全過程的滿足才是概念設計的關鍵。設計方法上更加全面融合各種方法，尋求綜合最優方案，同時使設計更具創造性。
概念設計是對產品或部件的構思，目的是捕捉產品的基本形狀。這個階段，產品的形狀和精確尺寸尚未確定，設計人員有一定變更自由，所以盡可能考察設計方案，以便選出生產成本最低、創意良好的方案。利用傳統的計算機輔助設計，往往多是二維交互工具，缺乏三維或者多維的功能，但是產品卻是三維的部件，這樣必然導致人機交互效率低。現行的計算機輔助設計系統要求定義零件的尺寸，而在產品的概念設計階段這樣的尺寸可能無法精確得到或者根本沒必要精確定義，這樣必然影響設計效率和周期。傳統的計算機輔助設計需要兩類人員配合，即產品的設計人員和電腦繪圖員，產品設計人員有關產品的概念信息通過草圖或者口述的方法傳達給電腦人員，這樣導致信息的丟失或者繪圖者的曲解，而如果設計者本人直接參與電腦輔助設計建模的話，由于現行的電腦輔助設計系統的操作復雜和交互能力若，大大分散了設計者的精力，限制了思路。為了克服這樣的限制，充分發揮設計人員的創造性，人們開始把虛擬現實技術引入計算機輔助設計系統進行概念設計，將虛擬現實技術和概念設計有效結合，利用豐富直觀的交互手段，在虛擬環境中進行概念設計，從而節省產品精確描繪和尺寸定義的時間，這就是基于虛擬現實技術的計算機輔助概念設計，即虛擬概念設計。
三、虛擬概念設計的研究方向和應用前景
（一）概念設計中應注意的兩個問題
1. 虛擬現實環境下的概念可視化。概念可視化是指設計師透過畫面或者模型，將市場的需求轉換成可視化的具體形態。概念設計是否能符合目標用戶的要求，“眼見為實”的圖面或者模型是最具有說服力的。
2. 虛擬現實環境下的人機交互界面。想實現人機互動，必須解決一系列技術問題，形成和諧的人機環境。虛擬現實就是一種基于可 計算 信息的沉浸式交互環境，具體地說，就是采用計算機技術為核心的 現代 高科技省城逼真的視聽觸覺一體化的特定范圍的虛擬環境，用戶借助必要的設備以 自然 的方式與虛擬環境中的對象進行交互作用、互相影響，從而產生“沉浸”于等同真環境的感受和體驗。
（二）虛擬現實技術在概念設計中的前景
在虛擬現實環境下，進行產品的概念設計是虛擬現實技術的基本內容。在電腦虛擬現實提供的良好的可視化條件下，對電腦輔助設計建立的三維模型在幾何、功能、加工與裝配等方面進行交互性的修改，利用虛擬現實給用戶提供諸如視聽觸覺等各種感知交互手段，最大限度地方便用戶的操作，從而減輕用戶的負擔、提高整個系統的工作效率。相關人員可以對原型的各方面包括視覺效果、部件間比率進行評價。針對不同用戶的愛好要求，在不同的虛擬環境中，親自體驗修改模型；選擇產品的可選部件，觀察設計和修改過程。
概念設計是設計過程的初步階段，它的目的是獲得做夠多的有關產品式樣和形狀的信息，同時它又是設計過程中的重要階段，因為產品成本的60%～70%是由這個階段決定的。面對日益加劇的產品市場競爭的挑戰，可以預見，基于虛擬現實技術的計算機輔助概念設計必有長足 發展 ，最終將與現有計算機輔助設計系統實現無縫集成。激烈的全球市場競爭，各國投入大量的資金對虛擬現實技術及其在 工業 設計領域中的應用進行深入研究。將研究的成果及時轉化為生產力，這是產品迅速占領市場的關鍵。
參考 文獻
[1]周洪玉，王慧君，周巖．虛擬現實及應用的研究[j]．哈爾濱理工大學學報，2005，(5)．
[2]薄瑞峰，李戈．虛擬現實技術在計算機輔助概念設計中的應用[j]．華北工學院學報，2004，(10)．
虛擬現實技術的實現范文第5篇
[論文摘要]虛擬現實技術是一種多維度模擬仿真的計算機技術，在以多媒體技術為主要技術手段的現代展示藝術中，虛擬現實技術的運用給其帶來了一種“身臨其境”的表現手法。本文通過分析虛擬現實的技術應用與藝術表現力，凸顯此技術在現代展示藝術中的優越性，虛擬現實將成為現代展示藝術的新的發展方向。
一、 現代展示藝術的發展概況
現代展示藝術是以科學技術和藝術為設計手段，并利用傳統的或現代的媒體對展示環境進行系統的策劃、創意、設計及實施的過程。隨著社會不斷發展，現代展示藝術在經濟與文化中的地位也越來越重要，它不僅僅是單純的產品宣傳推銷的窗口，同時還是國家或地區綜合經濟與文化的宣傳窗口。它在當今社會領域和信息領域、商業領域中充當著其他行業或媒體不可替代的角色。
在現代展示藝術中，早已不再只是單純依靠展板或展柜這種純靜態的展示方式，而是運用了大量的多媒體技術，表現出一種動態的、交互的展示方式。觀眾不但可以多維度的觀看展品，還可以對展品進行操作，與展品產生互動，讓觀眾更加直接的了解產品的功能和特點。這種以多媒體技術為平臺的現代展示技術手段多種多樣，這些技術是隨著計算機技術的發展而不斷豐富的。近年來，虛擬現實技術的興起，使現代展示藝術又有了新的創作手法，虛擬現實技術所帶來的全新仿真交互體驗將成為現代展示藝術新的發展方向。
二、現代展示藝術中的虛擬現實技術平臺
虛擬現實(Virtual Reality)，簡稱VR，是利用計算機模擬生成虛擬空間，提供使用者關于視覺、聽覺、觸覺等感官的仿真模擬，讓使用者如同身臨其境一般，可以實時的地觀察空間內的事物，并產生各種交互行為。虛擬現實集成了計算機圖形技術、計算機仿真技術、人工智能、傳感技術、立體顯示技術等技術，是一項綜合的集成技術。它所具有的沉浸性(immersion)、交互性(interaction)和構想性 (imagination)，使人們能沉浸其中，形成具有交互功能的多維化的信息環境。現如今虛擬現實技術已經運用在軍事、航天、醫療、教育、娛樂、文化藝術等諸多領域，在現代展示藝術中，虛擬現實技術才剛剛開始被使用。
虛擬現實技術主要是由硬件與軟件兩大塊技術組成，這兩塊技術是相輔相成、互相關聯的。在現代展示藝術中，根據展示的特性，通常將其分為四種主要技術，即全景圖像技術、三維顯示技術、立體聲效技術和交互技術。
1．全景圖像技術
全景圖像技術是目前迅速發展并逐步流行的一種新的視覺藝術 ，它是一種基于圖像處理的全景攝影技術，它是把相機環繞四周進行360。拍攝的一組照片或利用魚眼鏡頭所拍攝的全方位照片拼接成一個全景圖像，通過計算機技術實現全方位互動式觀看的真實場景還原展示方式雖然全景圖像技術從嚴格意義上來說并不是三維技術，也并不算是完全的虛擬現實技術，但它畢競能給人帶來一種真實的現場感和交互感受，所以它也常被稱之為是一種準虛擬現實技術。由于全景圖像技術相對較為簡單，實現成本也相對較低，因此大量運用于許多場景展示中。
2．三維顯示技術
立體三維顯示的臨場感是使人具有“身臨其境”逼真感之根本，也是虛擬現實的核心技術之一。為了要逼真地模擬視覺功能，在很大程度上是依賴于三維顯示技術的圖像處理及理解能力。這種三維顯示技術，一種是在軟件三維制作基礎上的基于平面顯示器的三維圖像，一種是基于硬件技術在空間中所展現出來的三維圖像。第一種技術實質就是軟件技術，即運用3dsmax、Maya等三維建模軟件制作出三維圖像，而顯示硬件平臺仍為平面顯示器，是一種平面視覺上的三維顯示 ；第二種技術則是硬件技術，如多通道投影、空氣成像技術等。多通道投影技術，可以實現環幕影像的放映，再如立體眼鏡可以增強影像的立體感，而空氣成像技術則是近年來才研制出的相對高端的硬件技術，它可以實現在空氣中呈現立體影像，并具備觸控感應交互性。
3．立體聲效技術
為了追求虛擬現實的逼真程度，聲效的制作是至關重要的一個環節。而虛擬現實的聲效不僅僅是普通的立體聲，而是比立體聲更為復雜3D聲音技術，它是通過人頭錄音技術實現的，是一種在虛擬現實環境中高度逼真的模擬真實世界中聲音的各種物理特征的技術。3D聲音可以使虛擬環境的用戶分辨出其遠近，并判斷出音源所在的位置。在虛擬的三維空間中3D聲音可以在3D模型的表面發生反射，遇到障礙物還會被遮擋，模擬現實中聲音的各種特性 。
4．交互技術
現代展示藝術所追求的不再是單方面的視聽展示而更多地注重互動性，因此虛擬現實技術中交互設計就顯得尤為重要，這也是它最吸引人的地方。目前，交互技術主要有空間定位的交互，環境變化的交互以及三維行為的交互這三種交互方式。如果說建模與貼圖給虛擬現實作品創造了世界和角色形象，那么交互技術的運用就是給世界增加了生氣與靈魂。
三、虛擬現實技術在現代展示藝術中的應用現狀
虛擬現實技術的不斷成熟使得現代展示藝術也從中找到新的突破口，逐漸開始在展示中運用虛擬現實技術它所帶來的沉浸性、交互性與構想性給現代展示藝術注入了新鮮的血液。
1．產品展示
在現代展示藝術中，虛擬現實技術最早被應用于產品展示。在信息時代的今天，商業產品的銷售與服務都逐漸走向數字化，數字媒介高效而又經濟的信息傳播特點提高了產品的競爭力。而隨著計算機硬件的發展，計算機的3D運算能力不斷提升，二維圖片的展示方式逐漸向三維虛擬現實發展。產品的展示通過三維的方式能全方位的展現產品的外觀，同時也可通過交互功能來實時體驗操作演示產品的各項功能，使顧客通過對之進行的觀察與操作能夠對產品有更加全面的了解和認識，并有助于加深對產品特色的印象，從而吸引消費者的購買欲望。目前許多知名的企業都開始運用了虛擬現實技術來展示其商品。例如上海汽車工業總公司旗下的榮威(Roewe)品牌，在其官方網站上就采用了虛擬現實技術來展示榮威轎車。通過其展示界面，用戶可以拖動鼠標進行任意角度的觀看轎車外形，同時也可以進入轎車內部，觀察內飾，這樣的展示方式比傳統的圖片方式更具真實感，同時也增強了產品展示效果。
2．建筑展示
傳統的建筑展示 ，如商業領域的房地產展示以及文化領域的歷史建筑的展示往往都以等比例縮小的實體模型的方式展現，這樣的方式雖然也能夠多角度的展示建筑 ，但由于是等比例縮小的模型，觀察者無法真正感受到建筑的體量大小，更無法體會到建筑融入現實環境后的感覺。通過虛擬現實技術來展示建筑，可以使觀察者像現實一樣漫步于建筑環境中，是一種身臨其境的真切感受。這種虛擬現實的小區規劃以及樣板房的展現形式已經在我國北京、上海、廣州等大城市逐漸熱門起來。同時，虛擬現實技術運用于文化遺產領域的景觀建筑，并借助于網絡的傳播，可以使遠在千里之外的游客可以足不出戶即可游覽名勝古跡，使其文化可以得到更快更好的傳播。目前，一些著名的文化景點如，故宮、敦煌、明孝陵等都已做了這樣的虛擬現實系統。其中南京的明孝陵則運用了網絡虛擬現實技術實現了網絡化展示，并建立了虛擬明孝陵網站，游客不僅可以自由的游覽三維的明孝陵景點場景，還可以進行實時的文字對話交流。
3．環境模擬
虛擬現實技術不僅可以對具體的物體進行仿真模擬 還可以對環境進行多維度的虛擬仿真，可以實現視覺、聽 覺、觸覺等多種感知的模擬。例如通過3D立體眼鏡、3D頭盔、多通道投影等實現多角度全方位的三維視覺模擬 通過人頭錄音技術展現具有更加真實感的3D聲音；通過數據手套可以實現隔空取物等。這種對環境模擬的虛擬現實技術已經在很多展覽館中得到應用。上海科技館內的全息音響就是一個虛擬現實的三維聲音試聽體驗，游客進入一 間封閉的房間內，四周通過古老的裝飾渲染古屋的氣氛游客帶上耳機，屋內燈光熄滅，耳機內傳來具有位置感很強的立體聲音，讓人僅僅聽到聲音就仿佛置身于環境之中。
四、虛擬現實技術在現代展示藝術中的藝術性表現
虛擬現實藝術是典型的科技與藝術結合的產物，是 一種新媒體藝術形式。在很多人的認識中，藝術是人的感知與表達，科學是人的理性與探泰 如果將藝術視為人類永恒的精神家園，那么科學則是建立在經驗與邏輯上的極端晦澀的理論，那么這樣一來，科學與藝術往往會顯得“格格不入”。但事實上，藝術家正積極的嘗試將各種科技手段應用于藝術的創作而許多科學家也希望借助高技術手段實現著精彩的創意 ，跨入藝術家的行列。“每一種藝術形式的產生必然會經歷一個由實用到審美，以勞動為前提的發展過程，這似乎是每一種藝術形式的必由之路”。虛擬現實藝術亦是如此，從最初的在軍事航天醫療等領域的應用到現在越來越廣泛應用范圍，隨著虛擬現實技術的不斷發展，也逐漸開始利用此技術探索新的藝術手段。現代展示藝術中，虛擬現實技術的出現給予了設計者新的創意空間，從而給藝術領域帶來了新的表現手法。
虛擬現實技術所表現出的藝術性首先存在于數字影像的虛擬性、非物質性。由于數字影像是一種真正的非物質化的圖像，它并不是客觀存在，也不是用物質顏料表現的想象性現實，而是一種真正屬于電子視覺質感的影像。但同時這種數字影像又在模擬現實物質環境，甚至是超越現實的構建新物質新環境，這種亦幻亦真、現實與虛擬的糾纏常常引發人們無限的思考，這種源于現實，又超越現實的表現，本身就已經成為了一種藝術。同時 ，與傳統的平面多媒體展示相比，虛擬現實的數字影像從視覺上是一種三維立體的展示，是可以多角度的、非線性的呈現虛擬物體或虛擬環境。其次，通過基于虛擬現實技術的聲、光、電技術在現代展示藝術中的應用，與傳統的聲、光、電技術所表現出的純粹電子視覺不同，虛擬現實的聲、光、電技術更加注重物理真實、感官真實性，同時通過立體顯示技術呈現出更為讓人沉浸其中的逼真三維視覺效果。真實世界的光影聲效是復雜的，但并不完美，而通過虛擬現實技術，在其模擬真實性的基礎上對整體的色彩對比與光影層次上進行和諧統一，加強氣氛的渲染和情感的傳達，以達到超越現實的完美程度，增加其藝術性。再次，虛擬現實技術所帶來的沉浸式交互的特性也給現代展示藝術帶來了新的魅力。在虛擬的物品或空間里，用戶可以實時的、非線性的進行人機交互，控制虛擬的物品，或在虛擬空間內自由活動。這種虛擬交互 ，最基本的方式是通過鼠標或鍵盤的操作，對三維物體或場景進行多角度瀏覽觀察，并實現對物體的控制以及虛擬角色的行為控制。這種交互方式就類似于如今的3D游戲一樣，充滿互動趣味性。而更高級的交互則是利用數據手套、多點觸摸屏等傳感硬件設備來實現更加具有沉浸感的交互體驗。這種交互是讓人利用更加自然的行為來實現人機虛擬交互，使其降低人機交互那種純粹模擬感，而變得更加真實，更為身臨其境。
由此我們不難看出，虛擬現實技術的沉浸性、交互性與構想性在現代展示藝術中有著其特有的優勢與魅力，它的這些特性所帶來的全方位多維度的自由化的交互體驗使得觀眾可以從一個傳統藝術的受眾者一躍成為藝術的參與者，而逼真的三維場景與視聽效果使觀眾沉浸其中，在這種積極的狀態下與所展示的作品進行能動的交流，從而可以分解或接受或改變作品原先的觀念。
五 現代展示藝術的虛擬現實化發展展望
虛擬現實技術對于目前科學技術發展來說還是一項較為新興的技術，屬于數字技術的一個分支，而此技術在現代展示藝術中的應用才剛剛起步，就 已經體現出其明顯的優勢和魅力。它所帶來的不僅僅是展示藝術視覺效果上的革命，更帶來了與眾不同的全新交互體驗。首先就是它的真實感，這種真實感是除實體仿真模型以外任何一種展示手段所不具備的，是基于計算機技術來實現對現實的虛擬仿真以及對現實中所沒有的事物進行虛構。其次就是它的自然屬性的交互，這種交互不僅僅是傳統多媒體展示手段中的電腦的鼠標鍵盤或觸摸屏的交互操作，而是利用人的自然行為屙眭，即現實生活中的行為習慣來與虛擬現實環境進行交互，這種交互拉近了觀眾與展示作品間的距離，甚至是一種零距離的交互。
由此可見，虛擬現實化的現代展示藝術作為科技與藝術的嶄新結合點，擁有以前任何一個時代都無法比擬的創造性、想象性和身臨其境之感，更為合理的協調了人機之間、人與人之間的交互關系，開拓了現代展示藝術領域中的一個新的發展方向，其沉浸性、交互性和構想性的特點也給展示藝術帶來了新的創作方式和藝術語言。隨著虛擬現實技術的不斷發展，其在現代展示藝術中的應用也會更加廣泛。
參考文獻
[1] Grigore C．Burdea(美)，Philippe Coiffet(法)著 ．魏迎梅 等譯電子工業出版社 2005．
[2]胡小強．虛擬現實技術[M]．北京郵 電大學出版社 2005
[5]李勛祥．虛擬現實技術與藝術[M]． 武漢理工大學出版社2007．
[4]廖祥忠．數字藝術論[M]． 中國廣播電視出版社 2 006．
[5]李喻軍．現代展示藝術設計[M]． 湖南科學技術出版社2002．
