虚拟现实技术的概念

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虚拟现实技术的概念范文第1篇

一、虚拟现实与虚拟现实技术

（一）虚拟现实（VirtualReality，VR）及虚拟设计（VirtualDesign，VD）

虚拟现实（VirtualReality，VR）是利用计算机省城一种模拟环境，通过多种传感设备使用户“沉浸”到该环境中，实现用户与该环境直接进自然交互的技术。这里所谓模拟环境就是计算机生成的具有色彩的立体图形，它可以是某特定现实世界的真实体现，也可以是纯粹构想的世界。传感设备包括立体头盔、数据手套、数据衣服等穿戴于用户身上的装置和设置现实环境中的传感装置。自然交互是指用日常使用的方式对环境内的武体进行操作并得到实时立体反馈。虚拟现实是一种全新的人机交互系统，它能对介入者产生各种感官刺激，如听觉、视觉、嗅觉、触觉，给人身临其境的感觉，人能以自然的方式与计算机生成的环境进行交互操作。

虚拟设计是以“虚拟现实技术为基础，以机械产品为对象的设计手段”，借助这样的设计手段，设计人员可以通过多种传感器与多维的信息环境进行自然地交互，实现从定性和定量综合集成环境得到感性和理性的认识，从而帮助深化概念和萌发新意。

（二）虚拟现实技术

虚拟现实技术是人的想象力和电子学等相结合而产生的一项综合技术，它利用多媒体计算机仿真技术构成一种特殊环境，用户可以通过各种传感系统与这种环境进行自然的交互，从而体验比现实世界更加丰富的感受。

二、概念设计的定义及内涵

Pahl和Beitz在《EngineeringDesign》一书中提出“概念设计”这一名词以来，人们对概念设计进行了十几年的研究。他们将其定义为：在确定任务之后，通过抽象化，拟定功能结构，寻求适当的作用原理极其组合等，确定出基本求解途径，得到求解方案，这部分设计工作叫做概念设计。

国内的学者也对概念设计进行了大量的研究，其中邓家褆在《产品概念设计》一书中将“产品概念设计”定义为“由分析用户需求到生成概念产品的一系列有序的，可组织的，有目标的设计活动，它表现为一个由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具体、不断进化的过程。”

在几十年的时间里，人们对概念设计的研究日益增加、不断深入，使概念设计的内涵更加广泛和深刻。主要体现在:根据产品生命周期各个阶段的要求进行市场需求分析、功能分析、功能的工作原理、动作行为的构思、行为载体的选择和方案的组成的等。可见，确定方案是概念设计的最终结果，产品生命周期全过程的满足才是概念设计的关键。设计方法上更加全面融合各种方法，寻求综合最优方案，同时使设计更具创造性。

概念设计是对产品或部件的构思，目的是捕捉产品的基本形状。这个阶段，产品的形状和精确尺寸尚未确定，设计人员有一定变更自由，所以尽可能考察设计方案，以便选出生产成本最低、创意良好的方案。利用传统的计算机辅助设计，往往多是二维交互工具，缺乏三维或者多维的功能，但是产品却是三维的部件，这样必然导致人机交互效率低。现行的计算机辅助设计系统要求定义零件的尺寸，而在产品的概念设计阶段这样的尺寸可能无法精确得到或者根本没必要精确定义，这样必然影响设计效率和周期。传统的计算机辅助设计需要两类人员配合，即产品的设计人员和电脑绘图员，产品设计人员有关产品的概念信息通过草图或者口述的方法传达给电脑人员，这样导致信息的丢失或者绘图者的曲解，而如果设计者本人直接参与电脑辅助设计建模的话，由于现行的电脑辅助设计系统的操作复杂和交互能力若，大大分散了设计者的精力，限制了思路。为了克服这样的限制，充分发挥设计人员的创造性，人们开始把虚拟现实技术引入计算机辅助设计系统进行概念设计，将虚拟现实技术和概念设计有效结合，利用丰富直观的交互手段，在虚拟环境中进行概念设计，从而节省产品精确描绘和尺寸定义的时间，这就是基于虚拟现实技术的计算机辅助概念设计，即虚拟概念设计。

三、虚拟概念设计的研究方向和应用前景

（一）概念设计中应注意的两个问题

1.虚拟现实环境下的概念可视化。概念可视化是指设计师透过画面或者模型，将市场的需求转换成可视化的具体形态。概念设计是否能符合目标用户的要求，“眼见为实”的图面或者模型是最具有说服力的。

2.虚拟现实环境下的人机交互界面。想实现人机互动，必须解决一系列技术问题，形成和谐的人机环境。虚拟现实就是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境，具体地说，就是采用计算机技术为核心的现代高科技省城逼真的视听触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、互相影响，从而产生“沉浸”于等同真环境的感受和体验。

（二）虚拟现实技术在概念设计中的前景

虚拟现实技术的概念范文第2篇

【关键词】虚拟现实技术；职业教育

1 引言

随着计算机、信息、网络等相关技术的发展，计算机作为一种高效能的信息传播工具，在教育教学过程中得到越来越广泛的应用，将虚拟现实技术作为一种新兴的教学媒体应用到教育教学中，这种崭新的技术会带给我们崭新的教育思维，解决我们以前无法解决的问题。

2 虚拟现实的概念及特点

虚拟现实是由计算机及其他软、硬件技术生成的，给人多种感官刺激的虚拟境界，是一种高级的自然人机交互系统。虚拟现实概念可概括为3个方面：真实性、沉浸性和交互性。

2.1真实性:是指由计算机生成看起来、听起来、触摸起来都像真的的虚拟境界，还可以向用户提供视觉、听觉、触觉等多种感官刺激。

2.2沉浸性:是指计算机控制下的虚拟境界应给人一种身临其境的沉浸感。

2.3交互性:是指人能以纯自然方式与虚拟境界中的对象进行交互操作，即不使用常规设备，而要求使用手势、体势、人类语言等自然方式进行交互。

目前职业教育限于各种现实条件，某些内容的实验教学环节往往不能得到较好的落实，极大地影响了学生动手能力的培养，抑制了学生的创造能力，以致理论学习和实践相脱节。虚拟现实技术应用职业教育，由传统的“以教促学”的学习方式代之为学习者通过自身与信息和环境的相互作用来得到知识、技能的新型学习方式。

3 虚拟现实技术在职业教育中应用

职业教育具有实用性、开放性、生产性和时代性等特点。职业教育要完成技能型、技术型人才的培养任务，必须突出职业教育的“实用”、“实训”、“应用”等特点在，这就要求职业教育要给学生充分实践的机会。将虚拟现实技术应用到职业教育，可促进教学观念、教学内容、教学场所的变化，节省教育投资、提高教学效果。虚拟现实技术能够为学生提供一个生动、逼真的学习情景，这对调动学生的学习积极性，突破教学的重点、难点，培养学生的实践技能，有利于学生创新精神、创新能力、协作意识的培养。

3.1 虚拟现实技术在计算机专业教育中的应用

职业教育的计算机专业课程实践性很强，在书本上体现难免会给人们的理解带来困难。利用虚拟现实技术可以将文字、声音、图片、动画等几种媒体表现形式有机地结合，设计出生动活泼的界面。制作出一些三维的、交互式的、具有沉浸感的内容，满足学习者从各个角度观察和学习，仿佛身临其境，更好地理解学习的内容。为了提高实验的教学效果，应该建立一个网上的虚拟实验室系统，把计算机多媒体技术、数据库技术、网络技术和计算机动画技术引入到实验教学中，构造一个虚拟的实验环境，对学习者的不同操作给出与现实实验环境相符合的反馈。

3.2 虚拟现实技术在数控技术的应用

数控技术是现代机械制造业的核心技术，由于数控技术教学和培训都离不开数控机床，而数控机床本身价格比较昂贵，限制了学校的购买能力，所采用计算机建模和仿真技术来模拟实际的数控加工环境，同样可以让学生尽快熟悉数控机床的加工环境与真实的加工过程，从而提高数控技术的教学效果和教学质量。虚拟现实技术可以模拟实际数控机床加工环境及其工作状态的计算机仿真加工系统，这就是某一特定数控系统借助计算机软、硬件的功能，通过实验者的控制在计算机上演示、分析数控加工从零件设计图到动态切削演示的实现的全过程。

3.3 虚拟现实技术在汽车维修与驾驶专业中的应用

在汽车专业的教学中有很多知识所涉及的实物及其内部结构虽客观存在的，但无法一一呈现在学生面前，或者不能很好的展现其内部结构，利用虚拟现实技术可为学生提供生动、逼真的防真，帮助学生理解汽车的构造原理及维修操作，从而掌握实际操作的方法、步骤和要领。并且大大缩短了维修工的培养周期，节省了训练器材和场地等的经费投入，大幅度减少了教师的工作量，具有很高的经济效益和社会效益。利用强大的数据库统计分析能力，可用于对教学效果的检测，或对职业技能鉴定的考核。

3.4 虚拟现实技术在电子设计中的应用

用虚拟现实技术进行电子设计和测试，在教学中，可以很方便、直观地进行虚拟实验与演示各种电子电路的工作原理。这样，理论课教学中难于讲清的重点和难点问题，可以通过的验证性虚拟实验演示等教学手段进行。在实验中，用的元器件及测试仪器仪表齐全，可以做各种类型实验。方便地对测试结果进行分析，打印输出实验数据、测试曲线和电路原理图。实验不消耗器材，实验所需器材种类和数量不限制，实验成本低。实验速度快，效率高，容易开展各种设计性实验。另外，利用虚拟实验软件可以对学生实验能力进行检查。

3.5 虚拟现实技术在远程教学的应用

虚拟现实技术的远程教育对比传统的远程教育，能够为学生提供生动、逼真的学习环境，学生能够成为虚拟环境的一名参与者，在虚拟环境中扮演一个角色，这对调动学生的学习积极性，突破教学的重点、难点，培养学生的技能都将起到积极的作用。虚拟现实技术可为远程教育教学点提供可移动的电子教学场所，通过交互式远程教学的课程目录和网站，有局域网工具作为校园网站的链接，可对各个终端提供开放性的、远距离的持续教育。

此外，虚拟现实技术在电子商务、财务软件、景点模拟、酒店服务服装设计还有广泛的应用。虚拟现实技术挖掘职教院校的潜能，促进校园信息化的建设，倍增教学资源，充分激发学生的学习自觉性。虚拟现实技术在职业教育中有着独特优势。

4 结束语

尽管目前在职业教育对虚拟现实技术的应用没有得到广泛的应用和开发，但随着信息技术的发展，虚拟现实技术的不断发展和完善，以及硬件设备价格的不断降低，虚拟现实技术凭借自身的教学优势和潜力，将会在职业教育中发挥其重要作用。

参考文献：

[1] 曾建超.虚拟现实的技术及其应用.清华大学出版社，1996

[2] 曾希君.虚拟现实技术在高职计算机专业课教学中的作用[J].计算机教育，2008，(16)

[3] 刘凤田，刘玉兰．虚拟现实技术及其在教育领域的应用研究[J]．河北农业大学学报，2005

[4] 陈晓春．虚拟现实在现代教育技术中的应用[J]．铜陵学院学报，2005，(3)

虚拟现实技术的概念范文第3篇

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申明:本网站内容仅用于学术交流，如有侵犯您的权益，请及时告知我们，本站将立即删除有关内容。 覃政读完博士后没去为国家造卫星，而是选择了创办一家致力于虚拟现实技术的公司――蚁视科技。他希望顺应全息技术潮流为用户提供全息技术产品。

按照正常的人生轨迹，覃政读完博士就应该去为国家造卫星了。但现在他创办了一家致力于虚拟现实技术的公司――蚁视科技。公司最热的产品是虚拟现实头盔和虚拟现实眼镜，这些产品都与当下的智能硬件、可穿戴设备、人机交互方式等火热概念相关，努力给用户提供一个虚拟世界。

在美国，提供类似游戏头盔的Oculus Rift在去年3月被Facebook以20亿美元的股票和现金收购。

包括扎克伯格在内的很多人看好虚拟现实在商业上的前景。所谓虚拟现实，是用技术创造出一个数字世界，在其中用户能获得一些像真实的三维世界一般的感受。比如沉浸式游戏，戴上游戏头盔，玩家仿佛置身另一个世界，瞬间与真实世界隔离开来，没有现实物体会提醒你身处何处。玩家或观众能完全进入剧情，忘记了现实的存在。

蚁视科技的产品ANTVR KIT就利用了虚拟现实技术，给用户提供沉浸式体验。用户戴上头盔，连上电脑等设备，观看3D电影，或者用它来玩重度的第一视角游戏。头盔最重要的部件是全封闭的眼镜，通过左右眼镜片看到立体影像，而头盔中影像视角宽阔，就如同巨幕电影。

这类产品的技术门槛并不低，拆解开来可分为三个部分：软件、硬件和光学。软件方面在于怎样处理图形图像，游戏的关键是怎样去输入和交互。光学部分则是考虑如何让眼睛通过这个硬件看到画面是正常、自然、没有变形的。硬件则是设备和电路的设计、制造部分。

目前蚁视科技属于技术密集型的创业公司，其虚拟现实技术的开发需要专业技术人员，而硬件设备制造也需要大量资金支持。

蚁视科技现在获得了红杉资本的Pre-A轮融资。公司有50多项专利，并以每年五5到10个专利的速度在申请。但因为虚拟现实这个领域太新了，蚁视不希望自己守着这些专利，而想把这些技术做推广应用，和业内公司以专利合作或授权的方式进行合作。

Kickstarter上的第一桶金

覃政的创业路始于他的科幻情结。大学时他选择了宇航相关专业，原本的理想是成为“宇宙飞船的研究员”。博士期间，在航天五院实习的覃政发现现实中的航天体系保守的风格让“创新的技术最快也要二十年之后才能有可能得以应用。”

2012年，他开始思考科幻里比较酷的一个方向：利用虚拟现实技术让人来体验太空。“我觉得航天只是科幻里的一块，我如果在那方面实现不了我的科幻梦想，我可能会选择另一个方向。”覃政对《财经天下》周刊记者说。学卫星制造的他接触过一些光学和电子方面的知识，于是就开始自己尝试利用技术展开相关研究。

2012年4月，Google Glass推出，引起了互联网科技领域的极大关注。可穿戴设备、智能硬件的大潮被助推开来。2012年夏季，覃政做出了自己产品的原型。这一年年底至2013年初，覃政用他的原型产品说服了投资人获得了一笔天使投资。但这笔钱只够将事情启动起来。真的研发产品，还需要再想办法。

虚拟现实技术的实现需要大量资金。覃政想到了一个被硬件创业者广泛采用的手段――众筹。在智能硬件领域，用众筹手段获得资金支持，同时做早期阶段的曝光和市场营销。“众筹就是为了让用户直接跳过生产环节就能知道你这个产品是什么样的。”覃政说。他和他的团队准备了5个多月，最终在美国著名众筹网站Kickstarter上项目。之后他们在Kickstarter上获得了26万美元的资助。覃政和夫人两个人开始了共同的创业之路――他从博士研究生退学，夫人则从央企辞职。

选择在Kickstarter上开始众筹，覃政说并不是因为重视美国市场，而是“因为那是个最好的众筹平台，蚁视科技要做最好的产品，所以选择了Kickstarter。公司最重视的一定是国内市场。”目前蚁视的销售渠道是京东和官网，其中官网是针对国外用户的，因为京东没有开放国外的付款渠道。

覃政认为公司的未来一定是以技术为导向的。他希望通过大量的产品销售，将虚拟现实相关的概念、技术和产品普及开来。游戏和电影这两个领域是用户日常生活中的大众领域。而在此之外，类似的技术和产品也可以应用到军用、医疗、教育培训、旅游、展览等这些传统应用领域。

会模仿Oculus吗？

去年Facebook高额价格收购Oculus Rift成了一件让整个科技界的意外。Oculus的创始人同样也是个大男孩，21岁，同样因为自己的兴趣尝试做头戴式的游戏设备。

伴随着这个高额收购，覃政明显感觉到国内开始关注虚拟现实的人多了，“过去很多人都不知道虚拟现实这个概念。Facebook是想把Oculus做成一个新的社交方式，未来人的社交可能就在虚拟世界里面社交。就相当于大家现在是面对电脑，以后在一个虚拟世界里面，你真的是可以在里面走，跟人交谈，每个人都有一个虚拟的化身，在里边生活。扎克伯格有这样的一个愿景，他愿意去买。”

当然，只有概念不够，硬件产品还要有内容和生态的支持才能为消费者所接受。蚁视科技和Oculus都在致力于打造自己的生态，但与Oculus Rift不同之处在于，蚁视科技走的路更像Android，而Oculus Rift更像苹果。

蚁视科技的头盔ANTVR KIT是全兼容的系统，兼容PC、XBOX、PS游戏机、BLU-RAY和Android手机等平台，而Oculus Rift并非如此。Oculus只支持PC，软件就在电脑端，最后是电路实现最终显示。蚁视科技的方案则是电脑等终端输出，然后在电路板里就进行转制处理，再给显示器。

蚁视科技在产品设计思路上也采用了不同于Oculus Rift的模式。Oculus Rift的光学方案是为了追求焦距足够远和视角足够大，有一定的画面变形，进而通过软件校正。而ANTVR KIT在追求视角足够大的同时把画面变形消除。不经过软件再一次的处理，这使得蚁视科技的产品能够兼容普通的游戏和电影资源。

覃政分析Oculus的基因是一家游戏公司，核心技术在于游戏，这家公司的CEO是美国游戏界的泰斗，他们不是硬件不强，而是软件非常强，更倾向于用软件解决问题。而覃政认为，相对于软件，工程和技术是他更擅长的。

覃政说在光学和硬件上的差异，让蚁视科技的工作量比Oculus大很多――硬件与光学的成本增高，但同时软件开发的障碍也小了很多。在用户看起来，最终的效果应该是一样的。

虚拟现实技术的概念范文第4篇

关键词:虚拟现实技术?摇刺激-反应联结

虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR)是指利用计算机生成一种模拟环境,并通过多种专用设备使用户“投入”到该环境中,实现用户与该环境直接进行自然交互的技术;VR技术可以让用户使用人的自然技能对虚拟世界中的物体进行考察或操作,同时提供视、听、摸等多种直观而又自然的实时感知 [1]。虚拟现实技术能将三维空间的意念清楚的表示出来,并产生各种感观的刺激信息;同时,它使学习者能直接、自然地与虚拟环境中的各种对象进行交互作用,以多种形式参与到事件的发展变化过程中去,从而获得最大的控制和操作整个环境的自由度。这种呈现多维度信息的虚拟学习环境,将为参与者以最直观、最有效的方式掌握新知识、新技能提供前所未有的新途径。

一、虚拟现实技术对中学化学教学的影响

使用虚拟现实技术可以让信息的表现形式丰富多彩,实现了用可视、可听的信息来代替只能阅读的信息,用简洁形象的三维信息来代替抽象冗长的文字信息,用生动的动画形式来表现难以理解的文字叙述,为计算机辅助教育带来了生气和活力,促进了教学观念、教学内容、教学手段的改变 [2]。

1.教学观念的变化

传统的教学观念主要是“传道、授业、解惑”,教师是教学的中心,教师决定教学内容、结构、教学方法及教学进度,这种教学方法是以教为主,学生始终处于被动的学习环境中。现代化的教学方法要求改变传统的课堂讲授式为启发引导式,追求教与学的合作化,以讲授引导思维,以教导激发感情,并赋予学生学习的主动性。虚拟现实教学有利于创造这样的环境,以教师为中心的授课形式将会被改变,以学生为中心的个别化教学、合作化教学和环境中自我探究得以真正实现。虚拟现实正是在现代教育思想指导下,使用新技术改进教学方法的尝试。虚拟现实技术引入教学,从多媒体虚拟现实系统的组织形式看,虚拟现实是非线性的网络结构,逼真的虚拟环境可提供良好的人机交互功能,在这个基础上教学将特别强调由学生主动参与来构建知识结构,变学生的“被动听讲”为“主动学习”,由“要我学”转变为“我要学”,这将极大地促进教学观念发生变化。

2.教学内容的变化

教学内容是教学过程中传递的教学信息,是学生获取知识、掌握技术、发展能力的主要源泉。虚拟现实技术的引入使教学内容无论是外在形式还是内在结构都产生了很大的变化。

随着教育技术的发展,教学内容的外在形式从原来的录音、录像转变为使用具有人机交互的计算机。对于抽象的、概括的概念、原理,除了用文字和语音协同描述外,还可以用三维实景虚拟现实过程;对于看不见的变化、无法触摸的物体或有危险的场所,甚至自然界或现实生活中不可能存在的事件,也可以通过虚拟现实技术去展现。借助于计算机技术的强大功能,教学内容可以用最有效的方式来表现 [3]。

教学内容的内在结构就是学科知识结构设计,知识结构是学科知识间的逻辑关系,是学科内含智力因素的信息源。传统的化学教材及实验指导材料都是以线性结构来组织知识结构的,知识内容的结构及顺序都是以教为主,教学顺序性很强,学生只能在教师的讲授下获得正确的概念、原理及逻辑关系。这种形式的学习,学生对教师的依赖性很大,教材也只是一种教授材料,学生利用它学习的自由度不大,灵活性不强,难以促使学生从已建立的知识结构向新知识结构迁移。

使用虚拟现实技术后,多种媒体的信息结合为一体,就可以接近人类认知特点的方式去组织和展示教学内容、构建知识结构,这种网状的信息组织方式是一种非线性结构,虚拟现实技术是多媒体信息处理的高度集成,可以将信息的组织形式与信息内容呈现的多样性、复杂性有效结合起来,为学生提供了一种动态、开放的结构化认知形式。既包括了学科的基本内容,又包括了学科内容之间的逻辑关系,既注重知识的形成过程,又注重知识的结构,凭借视觉、听觉、触觉信息的协调作用使教学内容的统一与灵活性得到了完善的结合,更有利于学生进行扩散思维,联想原有的知识,获得新知识。

3.教学手段的变化

教学手段是教学过程重要的组成部分之一,它是实现教学目的和教学任务的有效保证。虚拟现实技术可以促使教学手段向科学化、高效益方向发展。

虚拟现实技术能提供直观的、形象的多重感官刺激的视听觉材料,以一种直接的信息传递方式,通过身临其境的、自主控制的人机交互,由视觉、听觉、触觉获取“外界”的反应,提供生动活泼的直观形象思维材料、展现学生不能直接观察到的事物,从而形成新的知识点[ 4]。与传统媒体相比,虚拟现实技术更有利于训练学生的分析总结能力,构建多学科交叉的知识网络,有利于学生知识的获取和增长,培养有创新意识的综合型人才。

二、虚拟现实技术在化学教学中的具体应用分类

虚拟现实技术在化学教学中可以让学生进入问题存在的环境,有针对性地建构虚拟情境,引导学生进行探究。虚拟现实以一种接近人类认知特点的网络化结构形式,用各种媒体信息包含知识点,由各知识点之间的逻辑链接关系构成了教学内容的知识结构,提供发现式的学习思维轨迹。虚拟现实可以让学生通过分析、综合、比较、归纳、推理等高级思维技能围绕假设进行论证,接近或掌握真理,形成发现式的学习风格和策略,培养高层次的思维技能,这也是素质教育的重要内容之一。

虚拟现实学习系统主要包括五个要素:专家、真实世界、认知模型、虚拟世界和学习者 [5]。根据这五个要素的相互关系可以将虚拟现实在化学教学中的具体应用分为四种类型:概念学习、技能训练、协作学习和科学探究。

1.概念学习

专家在真实世界对化学概念进行研究,通过科学的方法建立相应的认知模型,通过计算机技术建立各种感知模型来创设虚拟环境,把教学中的抽象概念、原理以形象生动的方式表现出来,通过虚拟环境的反馈来调整自己的认知模型,并重新调整虚拟环境,直到与真实世界相符。学生在虚拟世界建立刺激-反应联结,获得感知,建立关于抽象化学概念的智力模型。

2.实验技能训练

专家首先创设和真实实验相符的虚拟环境。学生在虚拟化学实验室里反复观看演示实验或进行模拟操作,获得的操作经验和操作技能正向迁移到真实实验。2005年8月,清华附中网校推出了网上虚拟实验室,包含了教材中部分典型实验内容,其学习步骤分为“实验演示”、“动手实验”、“实验探索”三部分。学生在网页中选择实验课程后,就可以进入虚拟实验室学习。

3.协作学习

和概念学习类似,专家首先创设和真实环境相符的虚拟环境。学生一方面可以单独操作虚拟环境来进行知识学习,另一方面还可以通过虚拟环境与其他的介入者进行交流或协作,并从真实世界获得知识,共同完成知识的建构。

在传统的化学教学中,交流只限于师生之间,学生与学生之间缺乏协作,而虚拟现实教学不受空间位置和相互距离的限制,可让远距离的师生或位置分散的学生共同“存在”于一个虚拟空间中,通过共同参与,且必须具备协同操作能力才能完成某些项目的设计或训练。这种教学手段与传统的课堂教学中师生之间的交流仅局限于固定时间、固定空间的结构中有很大的差别,不但师生之间可有效交流,而且学生之间能实现协作,有利于培养学生的协作能力。

4.科学探究

专家首先创设和真实环境相符的虚拟环境。学习者可以单独或者和其他介入者进行合作来操作虚拟环境中的对象,进行探索研究,以专家设计的认知模型系统为基础探索建构个体的认知模型,再通过虚拟环境和真实世界进行检验和调整。

任何一种新技术、新媒体的出现,都会引起教育上的革命。虚拟现实技术促进了教学观念、教学内容、教学手段的改变,对优化教学过程、培养具有创新意识和创新能力的人才产生深远的影响。在化学教学中合理应用虚拟现实技术,一定会产生质和量的飞跃。

参考文献

[1]申蔚,夏立文.虚拟现实技术.北京:希望电子出版社,2002.

[2]赵士滨.虚拟现实技术进入高校教学的研究与实现.电化教育研究,2001(2).

[3]单美贤,李艺.虚拟实验原理与教学应用.北京:教育科学出版社,2004.

[4]宋达.虚拟现实技术在教育领域中的应用与设计.东北师范大学,2005.

[5]王凡.虚拟现实在计算机辅助教学领域的应用研究.哈尔滨工程大学,2001.

虚拟现实技术的概念范文第5篇

虚拟现实技术在二十世纪末、二十一世纪初方才兴起一项新兴的综合实用技术。其将计算机图形学、传感测量技术、仿真及人工智能、多媒体技术以及底滞枷翊理技术等多项技术融为一体。该项技术可以创建出一个交互式、虚拟的、逼真的三维立体空间环境，同时可以对于人的操作以及活动作出相对准确、及时的反应，使人们有种出于现实中的感受。本文就虚拟现实技术的起源发展、现实应用以及发展现状进行分析，简要的对未来发展的方向进行介绍。

【关键词】虚拟现实技术 应用 现状 发展趋势

随着计算机技术的高速发展，近年来虚拟现实技术也得到了快速的成长。虚拟现实技术是一个可以进行虚拟世界创建与体验的计算机系统。虚拟现实技术是对计算机技术加以利用，从而形成一个逼真的、包含有视觉、听觉、触觉等多个感官的虚拟环境，使用者利用各式交互设备与虚拟环境内的实体进行相互作用，从而产生一种身临其境的信息交流，是当前时期较为先进的实现数字化人机交互感受的技术。

1 虚拟现实技术的简介

1.1 虚拟现实技术原理

虚拟现实（Virtual Reality），简称为VR，是使用计算机模拟出一个三维的虚拟空间，为使用者提供包括视觉、触觉、听觉等感官感受进行实际模拟，同时可以快速、不受限制地对事物进行观察。使用者在进行移动位置时，计算机将会及时展开复杂运算，精确地将虚拟三维世界的视频传输给使用者，从而产生亲身临场的感觉。是一种经过计算机技术加以辅助而产生的高技术性的模拟系统。虚拟现实技术集成了计算机仿真、人工智能、计算机图形、传感、显示以及网络处理等技术的发展成果。

1.2 虚拟现实技术的发展史

虚拟现实技术的发展大致上可分为四个发展时期。1963年以前式虚拟现实技术发展的萌芽期，1963年至1972年的十年间将带有声音的形动态进行模拟过程中便包含有虚拟现实思想。1973年至1989年，该时期虚拟现实的概念以及理论开始产生。1990年至今虚拟现实技术得到不断的发展与完善并应用于实际中。2012年Google首次了Google Glass，将虚拟现实技术、头戴式显示器、增强现实展现到普通民众的视野中，这对原有的图像显示设备进行完全的颠覆。2013年，头戴式显示器得到了广泛的关注，随后世界众多公司均加入到虚拟现实头盔的竞争中。

2 虚拟现实技术的应用范围

虚拟现实技术主要在现实中应用于如下几方面。

2.1 医学

虚拟现实技术应用于医学方面有着极其重要的实际意义。创建虚拟人体模型的环境中，可以利用HMD、感觉手套、跟踪球等更加方便的对人体内部的器官构造进行了解，在进行外科手术时，医生可以通过虚拟技术在显示器上进行模拟手术，寻求最佳的手术方案同时可以提升医生的操作熟练度。

2.2 娱乐、教育

由于虚拟现实技术拥有丰富的感知力以及3D现实环境致使其成为了理想的视频、游戏工具。因为娱乐上在虚拟现实技术上的真实性要求较低，因此近年来该项技术在娱乐、游戏方面发展较快。此外，在家庭娱乐上也取得可较为良好的发展前景。

2.3 军事航天

模拟和练习始终是军事航天业里的一个重点的内容，这对虚拟现实技术的应有提供了极为广阔的前景。此外，虚拟现实技术可以对零重力进行真是的模拟，来对现有对宇航员的训练方式进行替代。

此外虚拟现实技术还在房地产开发、动作捕捉、数字地球、室内设计、工业仿真、文物保护、应急演练等方面均有所应用。

3 虚拟现实技术发展现状

虚拟现实技术是由美国人提出的概念，后来由美国宇航局对其的利用，从而展开了对成本较低的虚拟现实系统的研制，从而对虚拟现实技术的硬件发展有着一定的推动作用。现在虚拟现实技术虽已获得了较大的发展，但是仍处于研究的初级阶段。目前虚拟现实技术主要在感知、后台软件、硬件以及用户界面四个方面进行研究。就当前时期的技术来看，场馆虚拟漫游存在的最大难点是建模与实施绘制。通常情况下，会选择在绘制速度与模型精细度上选取一个平衡点，这样不仅可以保证绘制质量又不会为用户造成不适感。目前世界上有着诸多的虚拟现实应用的开发商，已经开发了一些虚拟现实软件的平台，比如Superscape公司的VRT、Deneb Robotics公司的ENVISION等。这类平台面对不同的目的，在很大程度上提升了虚拟现实应用系统的研制效果，但是在开发中依然有着很多的问题，尤其是对自主知识产权缺乏的问题，对其中的核心了解不充分，一旦要对新功能进行开发补充时，都会造成无法运行的状况。

2015年三星公司了一个新的配件Gear VR，吸引了广大用户的关注，Gear VR是一款利用手机作为屏幕的移动虚拟现实的配件，可以实现虚拟现实得应用体验。三星公司的这款虚拟现实的设备对于同行业的其他品牌有着很大的竞争优势，由于其是第一家将其应用于手机上。此外将虚拟现实技术应用于航拍中，再结合三维制作技术，实现现实拍摄与三维制作的交互，这在游戏上应用较为广泛。目前有大量的游戏制作商将虚拟现实技术应用于游戏开发，例如“星球大战”、“鹰击长空”、“最终幻想14”等，均实现了将现实内容与三维制作相结合，制作出的游戏效果使玩家有者身临其境的游戏感受，得到了广大玩家的喜爱。

4 虚拟现实技术发展趋势

对虚拟现实技术的发展历程来看，虚拟现实技术在今后的发展过程中依然会遵循“低成本、高性能”的原则。本文将从软硬件上展开探讨，主要的发展方向如下。

4.1 动态环境建立技术

虚拟环境的创建是虚拟现实技术最为核心的内容，动态环境建模主要的目的在于获得现实环境数据的基础上，以此来创建相应的虚拟环境的模型。

4.2 实时三维图像生成与显示

三维图像生成技术已经较为成熟，目前关键是实时生成如何实现，目前就如何不降低图像质量与复杂程度的基础上对频率的刷新是今后发展的重点研究内容。另外，虚拟现实技术的发展依赖于传感器与立体显示器的发展，当前时期的虚拟设备上无法满足系统的需求，需要对三维图像的生成与显示技术进行不断的开发。

4.3 研制新型交互设备

虚拟现实要能够完成人可以自由的和虚拟世界内的对象实现交互，有一种身临其境的感受，使用的主要输入、输出设备有数据手套、头盔显示器、三维声音产生器、三维位置传感器以及数据衣服等。所以，价格低廉、新型、耐用性好的数据衣服和手套将成为今后的研究重点。

4.4 智能语音虚拟建模

虚拟现实建模过程是较为复杂的，需要有较多的时间和精力。假设将智能、语音识别等技术与虚拟现实技术相结合的话，可以很好的对这一问题加以解决。可以将模型的方法、属性、特点的描述利用语音识别技术来对建模数据加以转化，之后再使用计算机的图像处理技术以及人工智能来进行设计、评价，将模型用对象进行表示，同时逻辑地使各个模型进行动、静态的连接，最终创建出系统模型。在模型形成后对其进行评价，给出一定的评价结果，同时由人工使用语言对其编辑和确认。

4.5 应用大型分布式网络虚拟现实

分布式网络虚拟现实是将零散的虚拟现实系统和仿真器利用网络将其连接在一起，采取协调一致的标准、结构、数据库以及协议，创建出一个在空间、时间相互联系的虚拟合成系统，使用者可以进行自由的交互。当前，分布式虚拟现实交互已经成为国际上的研究热门。网络分布式显示虚拟在航天上有着极为重要的应用价值，可以减少研制经费以及设备费，同时可以降低人员的出差费以及出差造成的不适。

5 结语

综上所述，虚拟现实技术有着广阔发展前景的高新技术，但是仍有着诸多的需要解决的问题。虚拟现实技术已经在现实生活中的许多方面得到应用，并发挥出了极为重要的作用。作为二十一世纪大力发展的技术，在今后的发展中将会取得越来越广泛的应用，将会对人们的习惯以及理念加以改变，同时深入的应用与我们的日程生活和工作中。

参考文献

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