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虛擬現(xiàn)實技術論文范文第1篇

關鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術；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技術的飛速發(fā)展，絡教育的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的教學方式。尤其是計算機更新速度非?？斓奶攸c使得傳統(tǒng)的教學方式難以滿足學習的需要。虛擬現(xiàn)實技術作為一門新的技術，它在教育領域的發(fā)展將為教育提供新的活力。本文主要從虛擬現(xiàn)實技術特征和VRML語言的角度探討其在計算機專業(yè)教育中的應用。

一、虛擬現(xiàn)實技術

多媒體技術與網(wǎng)絡技術的發(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)。隨著計算機技術的快速發(fā)展，現(xiàn)代教育技術的應用已不再是停留在音像技術課堂中應用的常規(guī)模式層次上．而是朝著多媒體化、網(wǎng)絡化、信息化、教育技術應用模式多樣化和遠程教育普及化的趨勢發(fā)展，特別是基于計算機仿真技術的虛擬教學形式，是一種最新出現(xiàn)的教學模式，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)實技術概念

虛擬現(xiàn)實(VirtualReality，簡稱VR)，又稱為靈境技術，畢業(yè)論文它匯集了數(shù)字圖象處理、計算機圖形學、多媒體技術、人工智能、人機接口技術、傳感器技術，以及人體行為學等多項天技術．是計算機技術的綜合應用。具體地說，就是采川以計算機技術為核心的現(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)境作出相應的修改。

1．3虛擬現(xiàn)實技術基本特征

(1)沉浸性。虛擬現(xiàn)實技術是根據(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、鼠標進行交互，而且能夠通過特殊頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設備進行交互。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備復雜而且昂貴，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、鼠標等簡單的設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．但是結構簡單、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)實等領域相關的，在Intemet上營造虛擬環(huán)境的技術。它用來在網(wǎng)絡上創(chuàng)建可導航的、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準，規(guī)定了用來描述三維場景的文本描述語言。遠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．解釋生成的標準規(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)范標準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，它類似于程序設計，這種方法簡單方便．但不是很直觀．對設計者的空間想象能力要求也較高，設計的效率不高?，F(xiàn)在有很多的可視化的VRML設計工具，如CosmoWorld和WebWorld等．這些工具將VRML的標準節(jié)點都做成可視的組件，用戶設計時，只需要將這些組件組全自己需要的虛擬場景就可以了．而且設計的效果在設計時就可以看到。設計完畢后，系統(tǒng)自動將這些可視的虛擬場景生成標準的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。VRML在各方面都展現(xiàn)出了強大的應用可能性。蘊藏了無限生機。在教育領域的WEB站點中，它可廣泛用于學習情景創(chuàng)設上，以增加學習內(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輕輕地點擊對應的虛擬圖書。另外，使用VRML做模擬訓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練造價得到大幅度降低，這樣就使得在教育方面的應用成為可能。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練效果。現(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域中占有一席之地。

二、虛擬現(xiàn)實技術在計算機專業(yè)教育中的應用

2．1虛擬現(xiàn)實技術在輔助課堂教學中的應用

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)實技術制作的課件能夠很好地解決這一問題。例如，在計算機基礎課程中介紹計算機中各個組件的結構和講解計算機組裝的過程時，書本的文字難以讓學習者了解組件結構和組裝的過程。利用虛擬現(xiàn)實技術可以將文字、聲音、圖片、動畫等幾種媒體表現(xiàn)形式有機地結合，設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，滿足學習者從各個角度觀察和學習，仿佛身臨其境，更好地理解學習的內(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，即在構建場景的過程中，利用VRML提供的高級造型技術適當優(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，設計VRML課件來實現(xiàn)網(wǎng)上虛擬計算機組件結構和組裝的輔助教學。

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．增強感性認識，并使學習者對怎樣組裝計算機有個初步的了解。利用VRML的造型設計和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，使學習者既能在網(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。這樣使學習者能真切地、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，通過文字和圖片向學習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，風扇、內(nèi)存的安裝；第三，光驅、軟驅、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。

在學習的過程中，只要點擊相應的按鈕，就可以按相應的步驟進行安裝。拖動鼠標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。在安裝完光驅和軟驅后，點擊光驅的開、關鍵，光盤托會自動拖出和送入，點擊軟驅的按鈕，軟盤會自動取出．使學習者能動態(tài)地觀看到效果。有一種身臨其境的感覺來完成學習的過程。

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．當你點擊軟驅上的按鈕，會發(fā)出聲音并彈出一張軟盤；當你點擊光驅按鈕時，盤盒會自動地彈縮并發(fā)出逼真的聲音。為了方便學習。還可以實現(xiàn)注釋信息，當學習者的鼠標碰到硬件設備時。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)結構》課程中，對于常用的數(shù)據(jù)結構的算法思想．由于其抽象程度高。使得學生很難理解。我們也可以通過虛擬技術將其制作成課件進行教學。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，遞歸算法是學生比較難理解的，因為其算法是靠隱形調用堆棧來實現(xiàn)，而通過虛擬技術可以將堆棧內(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)。方便教師的教學和學生的理解。

總之，通過制作課件來輔助課堂的教學，能為學習者提供生動、逼真的感性學習材料，使抽象的學習直觀化、形象化，幫助學習者解決學習中的重點和難點，提高學習者的積極性。

2．2虛擬現(xiàn)實技術在計算機實驗中的應用

由虛擬現(xiàn)實技術生成的適用于進行虛擬實驗的實驗系統(tǒng)，包括相應的實驗室環(huán)境、有關的實驗儀器設備、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)。也可以是虛擬構想的實驗室。例如，在城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的網(wǎng)絡建設過程中，不必真正把網(wǎng)絡構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到電路設計的目的，而沒有購買器件問題所帶來的麻煩。在電子商務課程實驗中，可以虛擬商務環(huán)境，讓學生進入這個虛擬環(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，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，達到事半功倍的效果。VMware只是一個軟件。可以幫助你在一個操作系統(tǒng)的環(huán)境下安裝另一個操作系統(tǒng)，而不會對當前的操作系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

虛擬現(xiàn)實技術還可以對學生學習過程中所提出的各種假設模型進行虛擬．通過虛擬系統(tǒng)便可以直接地觀察到這一假設所產(chǎn)生的結果或效果。利用虛擬技術。學生還可以進行網(wǎng)絡設備設計、電路設計等方面的學習探索，設計出新型的網(wǎng)絡設備和電子器件．從而激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學生的創(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構原理和不可重組的精密設備進行仿真實訓，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．易于改變教學項目，減少設備投入經(jīng)費，使教學內(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的發(fā)展。但是在采用虛擬實驗進行教學的過程中，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)絡實驗中，用到的網(wǎng)絡設備像路由器、交換機等種類、型號都很多，在虛擬實驗中．學生很難見到這些設備，如果在真正的實踐中可能會無從下手。因此，在具體實施中，應該虛實進行結合。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、結束語

虛擬現(xiàn)實技術在計算機教育領域發(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的不同。虛擬現(xiàn)實技術能形象、生動、逼真地表現(xiàn)教學內(nèi)容，有效地營造一個發(fā)展的教學環(huán)境。提高學生掌握知識和技能的效率和積極性，達到優(yōu)化教學過程、提高教學質量的目的，從而解決傳統(tǒng)教學方式無法解決的問題。隨著計算機網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展，基于WEB的虛擬現(xiàn)實遠程教育具有廣泛的應用前景，必將成為21世紀教育的主流。

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虛擬現(xiàn)實技術論文范文第2篇

1.1、VR技術的特征

虛擬現(xiàn)實技術有沉浸感、交互性、想象力等3大基本特征。一個典型的VR系統(tǒng)，主要由專業(yè)圖形處理軟件、硬件系統(tǒng)(包括VR和VR軟件，數(shù)據(jù)庫)、輸入和輸出設備等部件組成。交互性是指通過輸入和輸出設備的用戶，在虛擬環(huán)境中對象的范圍是可操作的以及與自然環(huán)境的反饋程度，它的用戶和虛擬環(huán)境之間接近虛擬環(huán)境中的交互方式是自然可取的。身臨其境的參與感，也被稱為是虛擬現(xiàn)實技術最重要的特征點，用戶利用交互設備和自己的知覺系統(tǒng)，接觸到虛擬現(xiàn)實環(huán)境中的真實程度。園林景觀設計中VR技術的運用產(chǎn)生了巨大的影響，虛擬現(xiàn)實技術正在改變傳統(tǒng)規(guī)劃設計方法的許多方面。一方面，為創(chuàng)造景觀虛擬現(xiàn)實技術提供了一種新的藝術表現(xiàn)手段：另一方面，它使景觀規(guī)劃設計方法和觀念發(fā)生改變。計算機網(wǎng)絡技術與虛擬現(xiàn)實技術相結合實現(xiàn)網(wǎng)絡虛擬化，讓更多的市民通過網(wǎng)絡可以看到和聽到設計師的作品，理解設計意圖，參與景觀規(guī)劃設計。

1.2、園林景觀設計中VR技術的關鍵技術

支持圖形建模的軟件工具有很多，由于3DSMAX對VRML有較好的支持功能，因此對園林景觀設計師而言，3DSMAX是較為合適的建模軟件。它不僅支持VRML程序的輸出，同時還可以在VRML程序中通過選擇攝像機在三維場景中進行導航設置，在場景中指定活動控件和感應器，豐富實時瀏覽的內(nèi)容。所以，對于熟悉3DSMAX的園林設計師來說，VRML是一個很好的選擇。景觀設計中視景建模是虛擬現(xiàn)實的基礎，也是園林設計的關鍵，要使參與者有沉浸感，必須創(chuàng)建真實的虛擬世界。園林場景的建立主要由AutoCAD和3DSMAX來完成，場景平面圖在AutoCAD中處理完后導入3DSMAX中，進行園林模型的構建，然后將這些元素進行整合，整合后的地形模型上再加入如建筑物、小品、植物等充實虛擬環(huán)境，最后得到設計者理想的園林場景。三維圖形的生成技術較為成熟，目前關鍵是如何實現(xiàn)實時生成設計中虛擬場景數(shù)據(jù)量較大的問題，典型的大規(guī)模場景，難以達到實時制的技術要求。為此，需要配置高性能計算機，為達到實時目的，至少要在保證圖形質量和復雜程度的前提下提高刷新頻率，這是影響該技術發(fā)展的瓶頸問題。設計師在園林設計方案過程中，需要有功能強大的交互技術作為支持，方便實時更換移動場景中的要素模型，以便于審視和比較設計方案的合理性；VR技術是交互、系統(tǒng)集成、管理模型識別和合成技術等多個技術的綜合運用，如何將這些技術合理地運用，最大化地展示設計作品的功能理念是園林景觀設計應用VR技術的關鍵。

2、園林景觀設計中應用VR技術的意義

2.1、VR技術使景觀設計意圖直觀呈現(xiàn)

園林景觀設計要求設計師對空間形象思維要有一個整體的把握，既要考慮公眾的要求，又要滿足場景功能需要，同時達到與周邊環(huán)境的相互協(xié)調，所以設計過程是一系列的創(chuàng)新過程。如何將規(guī)劃、設計、施工、維護等工作合理地結合起來，即對項目施工前后所要呈現(xiàn)的效果有一個清晰、明確的方案和思路。VR技術應用在園林景觀設計中，可減輕設計人員的勞動強度、縮短設計周期、提高設計準確性和工程質量要求。通常情況下，設計者會通過沙盤、三維效果圖、漫游動畫等方式展示設計效果，供決策者、設計者、工程人員以及公眾理解和感受。以上的傳統(tǒng)展示方式都各有其不同的優(yōu)缺點，但有一個缺點是共同的，即不能以人的視點深入其中，得到全方位的觀察設計效果，而運用VR技術則可以很好地做到這一點。使用VR技術后，決策者、設計者、工程人員以及公眾可從任意角度，實時互動真實地看到設計效果，身臨其境地掌握周圍環(huán)境和理解設計師的設計意圖，這是傳統(tǒng)手段所不能達到的。

2.2、VR技術輔助激發(fā)設計師創(chuàng)作靈感

園林景觀設計中，公眾有時無法親臨項目現(xiàn)場進行實地考察，可以采用VR技術進行場地環(huán)境分析評判，并通過網(wǎng)絡平臺進入到虛擬項目的場地內(nèi)部，全面了解項目的周邊環(huán)境，包括氣候條件、地質條件、交通狀況、人流分布、水系分布、土壤條件、植物資源等現(xiàn)狀特征。在方案設計階段，設計者需要將一些景觀節(jié)點定位定量地表達出來，包括植物配置平面圖、立面圖、剖面圖及局部效果圖。采用VR技術使設計者能夠進入虛擬的環(huán)境空間內(nèi)，直接擺放、移動、組合各種園林植物、小品，反復調整植物種類位置數(shù)量，綜合對比不同植物組合的景觀效果和空間形態(tài)，較大程度彌補了傳統(tǒng)平面設計中對植物空間與環(huán)境無法進行綜合感知的缺陷，進一步激發(fā)設計師的創(chuàng)作靈感。在該階段，可采用VR技術對植物種植模式和植物空間組合進行高度仿真，模擬植物的栽植位置、植株大小及材料種類，最終完成植物種植總平面體現(xiàn)高程和剖面的豎向組合圖、植物與各種景觀要素搭配立面圖等，其間反復調整植株數(shù)量和樹木株行距獲取最佳的生態(tài)效益和景觀效果，可以直觀地展示出植物群落的景觀特征和空間形態(tài)。

2.3、園林景觀設計中運用VR技術是必然趨勢

園林景觀中常用的設計要素，如植物、地形、水體等都是不規(guī)則的形體，用計算機的模型表示會非常復雜。例如，一棵樹有成千上萬片樹葉，做成模型后需要用到的面數(shù)量龐大，這對于普通民用計算機來說，實現(xiàn)流暢的VR效果是不可能的。因此，VR技術在園林造景中的應用研究仍處于起步階段。當前，計算機的運行速度不能滿足完全建模情況下園林景觀的虛擬現(xiàn)實，那么只能使用貼圖(MAP)的方式來模擬其中的植物。使用一張?zhí)幚砗玫臉淠菊掌湍茉赩R中用一個面來表現(xiàn)一棵樹，雖然在真實度方面會有一定的損失，但相對于完全建模所需的上百萬個面來說，這樣操作能減少工作強度。隨著季節(jié)的變化，四季中同一地點的植物也會有完全不同的景觀效果，所以，如何編寫基于VR技術的程序，體現(xiàn)出植物景觀的時效性，也就成為VR技術應用發(fā)展的方向。將植物群落四季交替的數(shù)據(jù)信息輸入VR的場景數(shù)據(jù)庫中，當公眾需要觀察不同季節(jié)植物景觀特征時，實時改變場景信息即可。從20世紀80年代提出VR技術應用在園林景觀設計中的創(chuàng)新理念，到現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實技術得到了很大的發(fā)展。與傳統(tǒng)風景園林設計思維相比，VR技術突破了傳統(tǒng)維度限制的虛擬風景園林，應該是一種相對全面的設計表達系統(tǒng)。未來應用VR技術輔助園林景觀設計是發(fā)展的必然趨勢，現(xiàn)代科技能夠將風景園林的物質功能與信息功能分別賦以不同的載體，使一些風景園林的存在形式發(fā)生質的飛躍。

3、討論

虛擬現(xiàn)實技術論文范文第3篇

數(shù)字媒體方向課程體系的建設以創(chuàng)新性復合型人才培養(yǎng)為基本指導思想，重視實踐課程的開設，使學生所學習掌握的方法具有充分的實效性，真正做到學有所用，以適應未來的工作崗位，成為本行業(yè)和企業(yè)所歡迎的有用人才。課程體系分為軟件工程專業(yè)核心課程模塊、數(shù)字媒體方向核心課程模塊、專業(yè)實訓、畢業(yè)實習和畢業(yè)設計（論文）等模塊。

1.1核心課程

軟件工程專業(yè)數(shù)字媒體技術方以軟件工程專業(yè)為主線構成專業(yè)基礎和專業(yè)主干課程。其中，計算機與軟件基礎課程有：計算機導論、程序設計入門、面向對象程序設計、數(shù)據(jù)結構與算法、Java程序設計、計算機組成原理、數(shù)據(jù)庫原理、計算機網(wǎng)絡、操作系統(tǒng)、編譯原理、信息安全技術、計算機體系結構以及J2EE與中間件技術；軟件工程專業(yè)課程有：軟件工程導論、軟件測試技術、需求分析與UML設計、軟件項目管理與過程控制；數(shù)字媒體技術專業(yè)課程有：數(shù)字媒體技術導論、計算機圖形學、數(shù)字圖像處理、網(wǎng)絡流媒體技術、用戶界面設計、視頻音頻制作與處理、數(shù)字影視特技應用、高級游戲特性與游戲引擎、人機交互技術、虛擬現(xiàn)實技術與應用、高級腳本與插件技術等。對于實踐性較強的課程開始單獨的實驗課程和配套的課程設計。

1.2特色課程

計算機網(wǎng)絡游戲由計算機技術、藝術設計學和計算機動畫以及計算機圖形圖像技術高度交叉結合，目的是培養(yǎng)具有扎實的游戲編程功底和良好的邏輯思維習慣，具備較強的審美能力和一定的藝術素養(yǎng)，熟悉游戲產(chǎn)品開發(fā)流程，具有一定的策劃能力，能在游戲公司、門戶網(wǎng)站、手機運營企業(yè)、動畫公司等單位從事游戲設計、游戲開發(fā)、游戲制作、游戲策劃、游戲運營等方面工作的富于競爭力與創(chuàng)新精神的高級復合型人才。計算機游戲程序設計。課程目標：本課程主要學習普及游戲開發(fā)理念，培養(yǎng)游戲開發(fā)氛圍，挑選有潛力的學生組成開發(fā)團隊；傳授游戲開發(fā)中的程序設計要素，特別是游戲引擎開發(fā)的基本知識。通過本課程的學習，學生能夠掌握游戲開發(fā)的基本理念，熟悉游戲開發(fā)的基本技巧和流程，并具備從事游戲程序設計工作的基本技能。虛擬現(xiàn)實與數(shù)字娛樂。課程目標：本課程主要介紹虛擬現(xiàn)實的基本概念及其系統(tǒng)組成、相關的軟件技術及虛擬現(xiàn)實的應用，并介紹了當前數(shù)字娛樂的現(xiàn)狀，發(fā)展和一些關鍵技術。內(nèi)容包括：虛擬現(xiàn)實的定義、特性和組成，虛擬世界的創(chuàng)建和管理，虛擬現(xiàn)實中的視覺計算，虛擬現(xiàn)實中的交互技術，虛擬現(xiàn)實中的聲覺計算，增強現(xiàn)實，分布式虛擬現(xiàn)實，虛擬現(xiàn)實應用，與虛擬現(xiàn)實相關的數(shù)字娛樂技術。

2實踐教學體系

培養(yǎng)符合時代需要的創(chuàng)新性人才，就要強化實驗教學的開放性和多層次化?；趧?chuàng)新性原則和以生為本原則，結合培養(yǎng)目標和自身教學特點，數(shù)字媒體技術方向實踐教學體系分為課程實驗，專業(yè)實訓、畢業(yè)實習和畢業(yè)設計三個方面，各實踐環(huán)節(jié)之問相互協(xié)調、相互銜接、循序漸進。

2.1課程實驗

依照實踐能力培養(yǎng)循序漸進的原則，根據(jù)實現(xiàn)數(shù)字媒體技術專業(yè)基本能力培養(yǎng)的系列課程，并按照系列課程的復雜度和規(guī)模設計實踐環(huán)節(jié)，開展了多層次課程實驗教學，根據(jù)學生的需要和實踐能力培養(yǎng)的漸進規(guī)則，將實驗課安排大學四年的各個環(huán)節(jié)。多層次實驗教學是指在實驗大綱與目標的規(guī)范基礎上，將實驗項目設計成基礎型、綜合設計型、研究創(chuàng)新型不同層次的實驗。同一學生從基礎規(guī)范一綜合設計一研究創(chuàng)新這樣難度遞增的實驗項目中逐漸進行訓練，實現(xiàn)系統(tǒng)培養(yǎng)學生綜合實踐能力。課程實驗主要包括：手繪訓練、視頻特技與非線性編輯、多媒體網(wǎng)頁設計、移動娛樂軟件開發(fā)、網(wǎng)絡娛樂軟件開發(fā)、界面設計課程設計、虛擬現(xiàn)實開發(fā)課程設計等。

2.2專業(yè)實訓

專業(yè)實訓作為知識、能力、綜合素質教育的結合點，成為數(shù)字媒體技術專業(yè)實踐教學的重點之一。專業(yè)實訓是對課堂教學具有延伸作用，是學生培訓職業(yè)能力、熟悉職業(yè)環(huán)境、了解實際知識的重要渠道。通過專業(yè)實訓，學生不僅可以把所學轉化為所用，還能使學生在學習操作過程中通過不斷調整自己的知識結構來慢慢適應相應職業(yè)崗位，鍛煉職業(yè)的能力，為實習以及今后走向社會積累經(jīng)驗、打下基礎。我校軟件工程專業(yè)是校級專業(yè)綜合改革試點專業(yè)，以爭建微軟IT學院、HP軟件學院為契機，與知名IT企業(yè)開展深度合作，聯(lián)合培養(yǎng)具有國際視野的軟件開發(fā)、軟件測試和服務外包人才。與中軟國際、Tarena（達內(nèi)）科技等十多家IT企業(yè)聯(lián)合建立了實習實訓基地、就業(yè)基地。

2.3畢業(yè)實習和畢業(yè)設計

畢業(yè)實習是學生將前期學習到的知識運用到生產(chǎn)實踐中，真正了解、感受未來的工作，鍛煉自己各方面的綜合能力。真正實現(xiàn)與行業(yè)需求的專業(yè)實踐能力對接。能勝任相應崗位的工作，從而積累工作經(jīng)驗，為就業(yè)做準備。為了增強學生和指導老師對畢業(yè)設計(論文)及畢業(yè)實習的重視，提高畢業(yè)設計(論文)的質量和提高學生在畢業(yè)設計(論文)及畢業(yè)實習實踐環(huán)節(jié)獲得的實踐能力，也為緩解畢業(yè)設計時間(論文)不足，筆者將畢業(yè)實習與畢業(yè)設計(論文)有機結合，實行“畢業(yè)實習+畢業(yè)設計”相結合的模式，學生畢業(yè)設計的內(nèi)容來自于畢業(yè)實習，并且畢業(yè)設計的內(nèi)容要將畢業(yè)實習的內(nèi)容進行一定的升華，除體現(xiàn)學生四年來所學知識綜合之外，還要體現(xiàn)出學生的創(chuàng)新能力與科研能力，達到培養(yǎng)創(chuàng)新型、復合型人才的標準。

3結束語

虛擬現(xiàn)實技術論文范文第4篇

一、網(wǎng)絡虛擬實驗室的建立

1.虛擬現(xiàn)實技術

虛擬現(xiàn)實VR(VirtualReality)是近幾年來信息技術迅速發(fā)展的產(chǎn)物,畢業(yè)論文是一門在計算機圖形學、計算機仿真技術、人機接口技術、多媒體技術和傳感技術的基礎上發(fā)展起來的交叉學科。其基本方法和目標是集成并利用高性能的計算機軟硬件及各類傳感器創(chuàng)建一個使參與者處于身臨其境的、具有完善的交互能力、能幫助和啟發(fā)構思的信息環(huán)境,即讓用戶在人工合成的環(huán)境里獲得角色的體驗。

虛擬現(xiàn)實具有三個基本特征。沉浸性,是指觀察者對虛擬世界的情感反映,這種感覺能使用戶全方位地投入這個虛擬世界,這是虛擬現(xiàn)實的首要特征。交互性,是指虛擬現(xiàn)實是一個開放的環(huán)境,能對用戶的輸入作出響應,并能通過監(jiān)控裝置來影響用戶和被用戶影響。想象性,是指虛擬現(xiàn)實不僅是一個媒體、一個高級用戶界面,還是一個應用系統(tǒng),它以生動形象的形式反映設計者的思想。虛擬現(xiàn)實的三個基本特征強調了人在這個系統(tǒng)中的主導作用。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)按其功能不同,可以分為三種類型:沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)和分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。其中,桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是運用軟件編程方法在顯示器上顯示三維場景,用戶通過鍵盤、鼠標等設備與虛擬場景交互,它的特點是結構簡單、成本較低,易于推廣。

2.網(wǎng)絡虛擬實驗室

所謂網(wǎng)絡虛擬實驗室,是指利用區(qū)域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng),由虛擬現(xiàn)實技術生成的一類適于進行虛擬實驗的實驗系統(tǒng),包括相應的實驗室環(huán)境、有關的實驗儀器設備、實驗對象及實驗信息資源等。虛擬實驗室可以是某一現(xiàn)實實驗室的真實實現(xiàn),也可以是虛擬構想的實驗室,虛擬實驗通過虛擬實驗室進行。在虛擬實驗中,實驗者有逼真的感覺,有身臨其境的感受,好像是真正在現(xiàn)實實驗室里近距離進行現(xiàn)場操作。在虛擬實驗中,沒有一個有形的實驗室,也沒有以實物形態(tài)存在的實驗工具與實驗對象,實驗過程主要是對虛擬物的操作。

3.計算機專業(yè)虛擬實驗室的創(chuàng)建

構建專業(yè)虛擬實驗室,其實就是搭建一個網(wǎng)絡平臺系統(tǒng),包括硬件、軟件及管理三個方面。在硬件上,

目前各校都建立了校園網(wǎng)絡并接入了互聯(lián)網(wǎng),這些基礎設施基本可以滿足需求,不需要太多的投入。在軟件方面,一個是實驗室平臺軟件系統(tǒng)的開發(fā),它與網(wǎng)站建設相聯(lián)系;另一個是網(wǎng)站的內(nèi)容(實驗內(nèi)容)建設,這是實驗室建設的關鍵。虛擬實驗室應有可以做的實驗來支撐,不然軟件平臺就是一個空架子,形同虛設。同時,該平臺上還應有實驗管理的支持,對實驗儀器、實驗報告、實驗指導、實驗成績及網(wǎng)上答疑等進行有效管理,并對虛擬實驗室進行監(jiān)控,計算機網(wǎng)絡虛擬實驗室系統(tǒng)各模塊的主要功能如下。

(1)實驗管理模塊,由學生管理、教師管理、儀器管理和學生成績管理等組成。碩士論文在學生管理方面,學生通過瀏覽器進行注冊登錄,登陸成功后可瀏覽實驗項目,查看實驗的詳細資料,預約實驗項目及做實驗的時間,在線發(fā)送和接受消息,進行問題討論,進行實驗登記,實驗完成后可通過網(wǎng)絡寫實驗報告并提交報告。教師管理方面,可對實驗內(nèi)容添加、修改、整理、刪除,對學生提交的實驗報告列表,批改實驗報告,填寫評語和成績,提交批改結果,與學生進行討論。儀器管理方面,對新設計開發(fā)的虛擬儀器上傳并進行分類整理,以便實驗使用。成績管理方面對學生的實驗情況(實驗次數(shù)、實驗報告及完成情況)給出成績,并進行統(tǒng)計分析及提供查詢等。

(2)儀器展示模塊,對虛擬實驗室可用虛擬元器件、虛擬儀器設備分門別類地進行管理,以圖形的方式直觀呈現(xiàn)出來,供學生在實驗時進行選擇。

(3)實驗指導模塊,包括實驗介紹、實驗方法、實驗項目的重點及難點、實驗目的、實驗原理、實驗準備、實驗任務、實驗過程、實驗報告的要求及實驗應注意的事項等。

(4)實驗報告模塊,主要對學生完成實驗后,提供相關的實驗報告模板,供學生下載,由學生填寫相關內(nèi)容以及實驗的結果,完成后上傳電子版實驗報告,由教師進行批閱,并進行記載。

(5)實驗答疑模塊,由專業(yè)教師對學生實驗中出現(xiàn)的疑難問題進行及時解答,幫助學生順利通過實驗。同時了解學生對實驗的掌握程度,并及時反饋、調整教學。

(6)論壇交流模塊,教師和學生可以通過論壇進行充分的交流,學生可以將實驗中的收獲、經(jīng)驗和體會及問題到論壇上,教師可以將一些典型的問題提出來,供大家探討。學生在這樣寬松的環(huán)境下發(fā)表自己的見解,教師從中可以得到及時的實驗教學反饋信息,以便整改7)虛擬實驗模塊,是虛擬實驗室建設的重要部分。學生通過該模塊進行虛擬實驗,醫(yī)學論文以達到鞏固強化知識的目的。該模塊內(nèi)容根據(jù)專業(yè)學習的具體情況及實驗建設條件,可不斷增加。計算機專業(yè)網(wǎng)絡虛擬實驗室系統(tǒng)的建設,可以引入其他學校的虛擬實驗室中。這種方式比較簡單,容易實現(xiàn),見效較快。但需要投入較多的軟件購置費用,同時也需要結合本校的實際情況進行一些調整,有一個磨合期。另一種是因地制宜,自主開發(fā)。根據(jù)本校的實際教學和實驗情況,結合學生的實際水平,由任課教師或聘請部分專家組成開發(fā)小組,進行一系列的虛擬實驗項目的開發(fā)研究,并將研究的成果連接到虛擬實驗室中,逐漸擴充直至完善。這種方式比較靈活,能充分發(fā)揮教師的積極性,能有針對性地進行設計開發(fā),適合學生的實際情況,學生容易接受,并且經(jīng)費投入較少。缺點是開發(fā)周期較長,系統(tǒng)性不夠,水平有限。也可以將上述兩種方式結合起來,一是引入、購置部分自己不宜開發(fā)的實驗項目,二是結合自身的優(yōu)勢和長處開發(fā)一些實驗項目,如非交互性的、演示性的虛擬實驗項目等。

二、加強網(wǎng)絡虛擬實驗室的管理

1.加強用戶管理,為每個學生分配賬號。對學生進入虛擬實驗室,使用實驗室做虛擬實驗等進行登記保存。鼓勵學生經(jīng)常訪問虛擬實驗室,在上面提出問題、發(fā)表見解,做好實驗,努力提高虛擬實驗室的人氣。

2.全天候開放虛擬實驗室。學生可以隨時進入虛擬實驗實自己動手組織實驗,自己設計實驗方案,動手完成實驗,整理和總結實驗數(shù)據(jù),職稱論文提交實驗報告,培養(yǎng)學生的分析能力和創(chuàng)新能力,逐步向以“學生為中心”的自主個性發(fā)展模式轉變。

3.組織專業(yè)教師網(wǎng)上指導與答疑,參與論壇討論交流,及時批改實驗報告,為學生順利完成實驗提供服務。在虛擬實驗室中,教師應對學生提出的疑問盡快給出幫助和解答,并進行必要的指導。在實驗室論壇上發(fā)表觀點,提出問題讓學生思考,使師生在虛擬實驗室中有較強的互動性,教師應充當好學生實驗的合作者和知識的建構者的角色。

4.對學生在虛擬實驗室的表現(xiàn)及實驗效果進行

評價。針對學生每一門課程的虛擬實驗完成情況、實驗報告、網(wǎng)上提問、論壇發(fā)帖的情況,給學生一個成績和評價,反饋給學生,英語論文并與該課程的正常實物實驗一起記入實驗總分。教師也要在對學生評價的同時,征求學生對虛擬實驗室的意見,對學生反饋的信息進行整改。

計算機網(wǎng)絡虛擬實驗室的建立,可以很好地解決目前硬件設備跟不上實驗的要求、學生實驗時間不夠用等問題,對于提高學生的動手能力、分析問題和解決實際問題的能力具有非常重要的意義。但在具體應用中還要注意處理好“虛擬實驗”和“實物實驗”的關系,不能一味地強調虛擬實驗,要“虛實”結合,既相互補充,又各有側重,這樣才能取得很好的實驗教學效果。同時,在虛擬實驗中要注意培養(yǎng)學生嚴謹?shù)?、一絲不茍的科學實驗作風。

參考文獻

[1]王嗣源.虛擬實驗室建設的初步探討.西安郵電學院學報,2005(4).

[2]蔣光明.基于互聯(lián)網(wǎng)的開放式虛擬實驗模型研究.西南師范大學學報(自然科學版),2002(3).

虛擬現(xiàn)實技術論文范文第5篇

論文摘要：文章在介紹虛擬現(xiàn)實技術等相關概念的基礎上，探討虛擬技術的在產(chǎn)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(chǎn)品的開發(fā)過程中，保證產(chǎn)品開發(fā)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(fā)的產(chǎn)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(chǎn)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(xiàn)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(fā)設計的產(chǎn)品與傳統(tǒng)相比，大大減少了投放市場的風險性，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)。

一、虛擬現(xiàn)實與虛擬現(xiàn)實技術

（一）虛擬現(xiàn)實（virtual reality，vr）及虛擬設計（virtual design，vd）

虛擬現(xiàn)實（virtual reality，vr）是利用 計算 機省城一種模擬環(huán)境，通過多種傳感設備使用戶“沉浸”到該環(huán)境中，實現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進 自然 交互的技術。這里所謂模擬環(huán)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(xiàn)實世界的真實體現(xiàn)，也可以是純粹構想的世界。傳感設備包括立體頭盔、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣服等穿戴于用戶身上的裝置和設置現(xiàn)實環(huán)境中的傳感裝置。自然交互是指用日常使用的方式對環(huán)境內(nèi)的武體進行操作并得到實時立體反饋。虛擬現(xiàn)實是一種全新的人機交互系統(tǒng)，它能對介入者產(chǎn)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(huán)境進行交互操作。

虛擬設計是以“虛擬現(xiàn)實技術為基礎，以機械產(chǎn)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(huán)境進行自然地交互，實現(xiàn)從定性和定量綜合集成環(huán)境得到感性和理性的認識，從而幫助深化概念和萌發(fā)新意。

（二）虛擬現(xiàn)實技術

虛擬現(xiàn)實技術是人的想象力和 電子 學等相結合而產(chǎn)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(huán)境，用戶可以通過各種傳感系統(tǒng)與這種環(huán)境進行自然的交互，從而體驗比現(xiàn)實世界更加豐富的感受。

二、概念設計的定義及內(nèi)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?shù)淖饔迷順O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(nèi)的學者也對概念設計進行了大量的研究，其中鄧家褆在《產(chǎn)品概念設計》一書中將“產(chǎn)品概念設計”定義為“由分析用戶需求到生成概念產(chǎn)品的一系列有序的，可組織的，有目標的設計活動，它表現(xiàn)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?！?/p>

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(nèi)涵更加廣泛和深刻。主要體現(xiàn)在:根據(jù)產(chǎn)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?？梢姡_定方案是概念設計的最終結果，產(chǎn)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(yōu)方案，同時使設計更具創(chuàng)造性。

概念設計是對產(chǎn)品或部件的構思，目的是捕捉產(chǎn)品的基本形狀。這個階段，產(chǎn)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(chǎn)成本最低、創(chuàng)意良好的方案。利用傳統(tǒng)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(chǎn)品卻是三維的部件，這樣必然導致人機交互效率低?，F(xiàn)行的計算機輔助設計系統(tǒng)要求定義零件的尺寸，而在產(chǎn)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(tǒng)的計算機輔助設計需要兩類人員配合，即產(chǎn)品的設計人員和電腦繪圖員，產(chǎn)品設計人員有關產(chǎn)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(xiàn)行的電腦輔助設計系統(tǒng)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(fā)揮設計人員的創(chuàng)造性，人們開始把虛擬現(xiàn)實技術引入計算機輔助設計系統(tǒng)進行概念設計，將虛擬現(xiàn)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(huán)境中進行概念設計，從而節(jié)省產(chǎn)品精確描繪和尺寸定義的時間，這就是基于虛擬現(xiàn)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(xiàn)實環(huán)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(tài)。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(xiàn)實環(huán)境下的人機交互界面。想實現(xiàn)人機互動，必須解決一系列技術問題，形成和諧的人機環(huán)境。虛擬現(xiàn)實就是一種基于可 計算 信息的沉浸式交互環(huán)境，具體地說，就是采用計算機技術為核心的 現(xiàn)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(huán)境，用戶借助必要的設備以 自然 的方式與虛擬環(huán)境中的對象進行交互作用、互相影響，從而產(chǎn)生“沉浸”于等同真環(huán)境的感受和體驗。

（二）虛擬現(xiàn)實技術在概念設計中的前景

在虛擬現(xiàn)實環(huán)境下，進行產(chǎn)品的概念設計是虛擬現(xiàn)實技術的基本內(nèi)容。在電腦虛擬現(xiàn)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(xiàn)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(tǒng)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(huán)境中，親自體驗修改模型；選擇產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品成本的60%～70%是由這個階段決定的。面對日益加劇的產(chǎn)品市場競爭的挑戰(zhàn)，可以預見，基于虛擬現(xiàn)實技術的計算機輔助概念設計必有長足 發(fā)展 ，最終將與現(xiàn)有計算機輔助設計系統(tǒng)實現(xiàn)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(xiàn)實技術及其在 工業(yè) 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(chǎn)力，這是產(chǎn)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(xiàn)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(xiàn)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)．