虚拟现实设计范文精选

摘要：现代城市居民对于生活环境质量的要求越来越高，公共艺术设计在城市环境建设中不断推广，成功实现了美化城市生活环境的目的。在公共艺术设计的推广过程中，人们对该项艺术的可塑性进行了探索，发现了数字信息技术下的城市公共艺术设计方式，这种方式更具现代感，更贴合现代居民对生活环境的要求。文章对数字信息技术的基本概念进行论述，对数字信息技术在城市公共艺术设计中的应用原则、应用方式进行分析。

关键词：数字信息技术；城市公共艺术；生活环境

以往城市公共艺术设计主要采用两种形式，即园艺、设施布局设计，这两种设计形式确实起到了美化城市生活环境的作用，但因为沿用时间较久且不易改动，导致城市居民普遍产生了审美疲劳。这些现象逐渐让城市公共艺术设计人员意识到问题所在，认为现代设计需要朝灵活性方向发展。数字信息技术的出现丰富了城市公共艺术设计的发展渠道，利用该项技术即可让城市公共艺术设计具有较强的灵活性，能够随意改动，避免居民产生审美疲劳，进一步突显设计价值。因此，对数字信息技术在城市公共艺术设计中的应用进行分析具有一定现实意义。

一、数字信息技术的基本概念

数字信息技术在本质上是一种用数字去代表现实事物或某种行动，使得现实事物或某种行动在信息环境中被“数字化”，这样人们就能通过数字生成控制指令，在信息环境的信息交互功能下对“数字化”事物进行控制的技术。例如，假设要对某个照明设备的光照强度进行控制，就可以将该照明设备的光照强度用数字表达，依照对应数字，人们能通过信息设备向照明设备发出对应数字的光照强度指令，待指令被照明设备接收，其光照强度就会发生对应的变化，这就是数字信息技术应用的典型表现。因此，可以将数字信息技术视作一种让现实事物数字化，再依靠信息交互进行控制，让数字化设备依照控制要求发生动作的技术。值得注意的是，因为人们生活中绝大部分事物都可以被数字化，诸如以上提到的光照强度及移动距离、颜色变化、开启关闭等都是可以被数字化的，所以数字化信息技术具有泛用性，能够在多个领域中使用，其中就包括了城市公共艺术设计领域，利用该项技术设计人员能够在设计工作中构建出多种灵活性高的设计形式，只要遵从基本原则设计，即可让设计变得更具现代美感，进一步提升设计价值[1]。

二、数字信息技术的设计应用原则

一、虚拟现实系统的关键技术及成本构成

虚拟现实系统的关键技术及成本构成主要包括以下几个方面：

1.动态环境建模技术：虚拟环境的建立是虚拟现实技术的核心内容。动态环境建模技术的目的是获取实际环境的三维数据，并根据应用的需要，利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。三维数据的获取可以采用CAD技术（有规则的环境），而更多的环境则需要采用非接触式的视觉建模技术，两者的有机结合可以有效地提高数据获取的效率。这里的开发成本主要表现为环境三维模型和贴图带来的系统空间及时间占用，如果不能较好的优化模型和贴图将会严重影响整个系统的视觉效果及运行速度，大量浪费计算机系统资源，甚至导致复杂场景环境无法实现。

2.实时三维图形生成技术：三维图形的生成技术已经较为成熟，其关键是如何实现“实时”生成。为了达到实时的目的，至少要保证图形的刷新率不低于15桢/秒，最好是高于30桢/秒。在不降低图形的质量和复杂度的前提下，如何提高刷新频率将是该技术的研究内容。随着新一代高性能图形处理器三维渲染技术的实用化，经过适当优化模型贴图的虚拟环境实时生成已不再是系统设计的成本瓶颈了—大多数主流图形处理器已可以轻松胜任此项任务，不必再增加额外的开发成本。

3.立体显示和传感器技术：虚拟现实的交互能力依赖于立体显示和传感器技术的发展。现有的传感器技术还远远不能满足系统的需要。例如，数据手套有延迟大、分辨率低、作用范围小、使用不便等缺点；虚拟现实设备的跟踪精度和跟踪范围也有待提高，因此有必要开发新的三维显示技术。由此可见，现有的立体显示和传感器技术还远远不能满足高仿真度虚拟环境的构建要求，并且由于技术的不成熟性还极大的提高了系统开发的成本。据统计系统开发成本的40%以上将消耗在该方面，因此是低成本虚拟现实系统开发必须解决的问题。

3.仿真控制技术：自然环境中的各物体之间是有相互作用的，简单的说就是各种力场的存在特性。几乎所有的运动和交互动作都要涉及到约束力学，这意味着仿真环境及身处其中的用户应该在合理的作用力影响下活动。因此虚拟现实系统需要模拟环境中出现的大量物体的材料及物理力学特性，单从需要仿真的数量及类型上看就会极大地增加系统实际的工作量及成本，更何况虚拟环境中物体之间纷繁复杂的相互影响关系了。事实上针对这些问题现代工程物理学也没有一种简单有效的解决方法，故而要想找到合理简单的数学模型并最终形成算法是虚拟现实技术的重要研究方向。就目前的情况来看仿真度要求越高算法的实现就越困难，系统开发成本就越巨大。

［摘要］现如今，虚拟现实技术水平不断提高，相关行业也随之完善，尤其是在风景园林行业中的应用效果尤为突出，为了更好地在风景园林设计工作中发挥出该项技术的优势，本文结合风景园林设计工程案例项目围绕着虚拟现实技术的应用展开探讨分析，明确虚拟现实技术在风景园林设计中的应用范围、应用方法、应用模式和应用效果，打造出一个完善的技术应用体系，在提高设计水平的同时，丰富设计手法。

［关键词］风景园林；虚拟现实；绿化建设；应用优势

引言

风景园林是国家建设发展中最为关键的环节，尤其是在城市发展建设的过程中，对风景园林设计均提出了较高的要求，按照以往常见的设计方法及表现方式，园林的设计容易产生雷同性，或缺少一定的新意，无法给人留下深刻的印象，在趣味性或娱乐性等方面表现不佳。而将虚拟现实技术应用在风景园林设计环节中，可以帮助设计人员更好地了解设计作品，把控整体效果，提高设计质量，设计效果也会得到有效改善。因此，加强对风景园林设计中虚拟现实技术的应用分析具有非常重要的现实意义。

1虚拟现实技术的概述

虚拟现实技术借助计算机技术实现的，旨在生成出一种虚拟化、模拟化、仿真化的环境，为用户带来沉浸式体验。在虚拟现实技术使用过程中需要利用大量现实真实数据，配合输出设备打造出三维立体模型，虽然在虚拟环境中，物体可以是真实存在的，但也有一些是尚未完善的内容。虚拟现实技术又被称为VR技术，发展至今已经实现了人机交互功能，用户在实际操作过程中，五感上能够得到最直接的体会，因此在多个领域中得到了广泛应用。尤其是虚拟现实技术在设计、建筑类领域中，因其本身的交互性、多感知性、存在性得到了广泛应用。

【摘要】本文以工业机器人的虚拟仿真实验教学为切入点，针对当前工业机器人实验教学面临的问题探索教学改革方案，提出虚拟现实技术与在线课堂相结合的混合式教学模式来开展工业机器人虚拟仿真实验教学，通过虚拟现实技术构建适用于学科建设要求的新一代实验教学平台，既能够生动地展现工业机器人的组成原理和操作细节，又可以避免实验危险因素，提高学生的学习热情，使学生对课程知识有更深刻的理解和熟练的掌握。

【关键词】工业机器人；智能制造；虚拟仿真实验；虚拟现实；在线课堂

1引言

为打造具有国际竞争力的制造业，我国提出“中国制造2025”战略计划——实施制造强国战略第一个十年的行动纲领来应对未来国际制造产业日益激烈的竞争挑战。工业机器人是智能制造的重要组成部分，在工业自动化改造的需求刺激下，工业机器人的需求逐年增长，因此对培养实用型专业技能人才随之提出新的要求。从工业机器人教学质量来看，需要改进上课的教学手段，进行教学改革，加强实践操作，为提升课程质量必须加快推进信息技术与教育教学的深层次融合，将互联网、遥操作、虚拟现实等技术深度应用到教育教学中来，以此培养出更多优秀的工业机器人专业化人才[1]。

2传统工业机器人实验教学中存在的问题

2.1教学过程的问题

1研究背景

随着我国高速铁路的迅猛发展以及“高铁出海”战略的提出，社会对轨道交通类人才的需求急剧增加。因此，为相关行业培养和培训技术人才和熟练技工的需求也日趋紧迫。地处淮海经济区和铁路交通枢纽（徐州）的江苏师范大学，立足于为区域经济社会发展提供技术人才和科技服务，加快了轨道交通类专业人才的培养，在理论教学的同时，也注重对学生的实验教学。实验教学是理论教学的延续，学生通过亲历实验过程，能够加深对理论教学的理解，有助于对课堂教学知识的消化和吸收。实验室建设是实验教学的重要平台和保障基础，可以提升学科专业水平，提高人才培养质量。目前，我国轨道交通专业实验教学和实践培训存在如下问题：真实平台设备价格高昂，占地面积大，难以同时实现多人的标准化实训和考核；对涉及不可逆的操作，极端的环境，不可控天气条件的运行状况无法进行真实教学和研究。然而，基于虚拟仿真技术的实验教学方法具有投资少、安全性高、拓展性强的优点，可为轨道交通专业实验教学的开展提供有力支持。

2虚拟仿真技术概述

虚拟仿真技术是以计算机仿真技术、多媒体技术和网络技术为依托，用一个虚拟的仿真系统来模仿真实系统的技术。虚拟仿真实验教学中心是通过虚拟仿真技术，模拟真实的实验设备和实验场景，使学生通过人机交互的方式在模拟的实验场景、实验设备中开展相关实验，达到在虚拟现实环境中，完成各种实验教学活动的目的。它是虚拟仿真技术、计算机技术和专业理论知识等多学科融合的结晶。在实验教学中引入虚拟仿真技术，具有以下几点优势：第一，虚拟实验设备可以代替昂贵的真实设备，同时节约实验室用地，降低实验室建设成本，有利于缓解经费紧张压力；第二，仿真实验的引入突破了实验时间、空间的限制，有利于实验教学的开展和实验设备的利用，进而有利于推进实验教学的改革；第三，虚拟仿真技术可为实验教学提供良好的环境，有利于学生创新能力的培养；第四，虚拟仿真技术使得实验环境更接近现实，有利于缩短学生进入相关行业的适应期。

3构建虚拟仿真实验教学平台

根据教育部公布的“十二五”发展规划，工程实验室应在信息集成技术、虚拟仿真技术和智能制造技术等方面寻求突破，并大力推广和应用虚拟仿真技术。构建虚拟仿真实验教学平台、开展网络实验教学，不仅可以改进实验教学方法，还可以缓解实验设备和实验硬件资源不足等问题，有利于改善和提升实验教学的效果。基于此，江苏师范大学利用现有实验室条件和软件平台，积极筹划轨道交通信号与控制虚拟仿真实验教学中心的建设，主要包括“三位一体”实验平台、“一纵四横多分支”实验体系和“三层六型”实验项目。