虚拟现实技术对电商发展的影响

虚拟现实技术对电商发展的影响
虚拟现实技术对电商发展的影响

××××××××××××××××××

学院:经济与管理学院

专业:电子商务

姓名:张浩普

学号:201323060101

指导教师:邢一亭

完成时间:2016年1月10日

二〇一六年一月

目录

问题背景 (2)

VR(虚拟现实技术)简介 (3)

技术简介 (3)

技术现状 (4)

VR对电商发展的影响 (5)

新的电商平台 (5)

对电商下市场的影响 (6)

VR的附属产品所带来的影响概述 (7)

VR应用电商所面临的问题 (8)

总结 (9)

主要参考文献 (10)

问题背景

在2013年第一代 Oculus Rift的开发者大会上,所有的与会者都看到了一个充满潜力的虚拟现实平台。在上世纪六十年代VR技术就已经开始萌芽,限于技术限制,始终只是在军方和医药的领域的前沿应用,而现在,在互联网、智能平台迸发的年代,科技厂商们重新拾起虚拟现实的概念,Oculus Rift等设备便应运而生了。VR技术开始真正的可能步入人们的生活当中。

虚拟现实技术(VR技术)作为一项当今世界的最前沿技术,它的发展可能像是计算机和移动电话一样,从前沿技术,到改变人们生活。2014年Facebook20亿美金收购虚拟现实技术厂商oculus VR,瞬间引爆了人们对于虚拟现实行业的关注,两个月后微软豪掷1.5亿美元买下81项虚拟现实专利。谷歌则连续买下立体声技术团队 Thrive Audio、VR 渲染能力制造商 Skillman& Hackett。此前,谷歌还投资了几支 VR“潜力股”,如神秘的 Magic leap、VR 电影公司 Jaunt、VR 场景公司 AltspaceVR 以及 VR 游戏开发商 Resolution Games。这些科技巨头的举动,似乎在向外界释放一种信号——“虚拟现实”这个曾经只应用在企业和专业领域中的高新技术,或许即将要进入普通人的视线,成为人人都能够体验到的“标准化产品”。百度指数对于关键词“虚拟现实”的观测图如下

百度指数所反映的是关键词的搜索表现,从2013年开始,VR技术就开始步入人们的视线,并在2014年爆发了一次,VR技术在近年来被人们关注的次数逐渐增加。

近两年,国际上的各大科技巨头开始推出自己的VR设备,比如就头显设备来说有Oculus Rift, 索尼Project Morpheus, 三星Gear VR, 谷歌纸板眼镜,游戏

巨头Valve的HTC Vive,Homido,Freefly VR等等,还有其他的设备在此就不一一列举。据悉2016年Oculus VR,索尼,还有HTC头显的消费版将会发售,这或将极大提高设备普及率,因此也有人将2016年视为“虚拟现实元年”。据市场研究公司Juniper Research预测,2016年虚拟现实将经历巨大的市场增长,设备销售量将达到300万台。2020年之前,市场上硬件厂商的虚拟现实设备销量将达到3000万台,产生逾40亿美元的销售额。VR的崛起,已经是一种趋势。

前面谈了那么多的VR技术,那么VR技术又怎么和电商有联系的呢?电商其实本身是通过互联网技术来支撑,实现的商业模式,现在有一个新的交互技术出现了,VR完全可以作为一个新的电商载体,通过高度仿真的模拟用电脑技术来提供更真实自由的体验。这些更好的体验有什么作用呢?从电商产业结构来看,第一点便是可以提供一个新的平台,引发电商行业重新洗牌。从PC端电商到移动电商的转变是人们对电脑的依赖下降转移到对手机依赖,腾讯的电商产业因此而崛起,当人们对设备的依赖从电脑和手机转移到VR设备,那么就很可能引发新一轮电商行业的大洗牌,这时候谁能抓住VR平台谁就能成为巨头。第二点便是可以改变在网上销售的产业类型。虽然现在几乎所有的产品都能在网上销售,但是还是有些产品适合有些产品不太适合。比如服装类的商品就不太适合在网上销售,因为服装这一类的产品别人穿好看自己穿不一定好看,所以试穿是一件很重要的事,而在网上试穿在现在的市场上并不流行,所以服装类在网上的销售情况并没有达到理想水平。还有很多产品有同样的问题,VR电商能够克服这些困难,甚至把这些困难变成优势,从而改变电商下的市场。还有很多VR可能会带来的改变在后面的文章中会有具体谈到,在此就不一一列举了。

在上述背景下,本文就VR对电商发展的影响展开论述和分析。

一、虚拟现实技术(VR)简介

虚拟现实技术是一项世界前沿的技术之一,很多人对他了解的不多,所以有必要在此赘述。

技术简介

虚拟现实技术(Virtual Reality)简称VR,是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。它利用计算机生成一种模拟环境是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。

特征:

多感知性:指除一般计算机所具有的视觉感知外,还有听觉感知、触觉感知、运动感知,甚至还包括味觉、嗅觉、感知等。理想的虚拟现实应该具有一切人所具有的感知功能。

存在感:指用户感到作为主角存在丁模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该达到使用户难辨真假的程度。

交互性:指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度。

自主性:指虚拟环境中的物体依据现实世界物理运动定律动作的程度。

其实通俗来形容就是如同《黑客帝国》所描述的用计算机技术构建一个虚拟世界,我们视觉,听觉,嗅觉,触觉等等东西都被模拟。现在VR技术在消费级市场上所表现的只有听觉和视觉,本文也只对这个层次的VR技术做基础来讨论。但即使是这个层次的产品,也经常可以看到很多玩家沉溺在虚拟世界中无法自拔技术现状

从人们的直观角度来想,这样一个世界科技前沿的,能够逼真的模拟很多自热场景,让人可以感受飞翔的快感,跳楼的刺激,提供虚拟试衣间,和远方的人面对面交流等等的设备大概多少钱?问起虚拟现实设备的价格,人们的第一反应就是会非常贵,不是普通人能玩的起的,肯定有几万或者十几万。这的确是过去虚拟现实发展停滞的原因之一。举个例子,作为HMD产品老字号的Vusix早在上个世纪末(1990-2000)就提出了VR设备的解决方案。即便是可视角度和解析度均处于很低水平的低端产品,价格也在5至10万日元。程度稍好的“高端产品”则买到几十万日元。这确实太贵了……。但2013年3月,Oculus Rift最初版本的开发机型Development Kit 1(DK1)在GDC 2013大会上正式亮相,这使原本的概念转变为现实,并让所有人见证了家用机VR及VR游戏的可行性。Oculus Rift的DK2型号仅需要4万日元,假设这是开发套件的成本价,具备如此大的可视角度以及真正的VR体验,这样的价格也绝对是革命性的。即便到时候正式版的发售价格会上涨,但是量产与出货应该可以再把价格降下来。Oculus VR公司也表明会设定一个大家都能付得起的价格。现在市面上流行的头显或眼镜大概都在2000到3000元人民币,谷歌开发了一个简易的头显——Google Cardboard。Cardboard采取了一种特别的方式让玩家可以用非常实惠的价钱体验虚拟现实头戴设备。但为了能够享受这样的实惠,玩家需要学会怎么安装设备。实际上Google并没有卖Cardboard设备。它只是提供了让消费者不花钱组装自己头显的方案(若干公司都在卖自家版本的Cardboard,通常少于30美金)。VR设备的价格或许就是一个手机的价格,这已经说明了,VR技术已经可以推广到普通大众。或许明年我们身边的人就有人开始使用VR设备了。它离我们的距离或许只有一个了解与否的距离。

谈完好的,再谈缺点。

第一个问题是性能问题。由于现阶段商用化VR产品尚处于早期阶段,其硬件成本和用户体验之间的矛盾较为突出,考察部分具有代表性已上市的VR产品,诸如三星GEAR、OculusRift等国外知名产品的价格往往较高,而国内类似产品的价格虽然较低,但往往设备软硬件质量较低,导致出现卡顿或过热等严重影响使用体验的缺陷。;

第二个问题是山寨问题。亚洲这块的山寨成风,山寨厂商的成本控制优势。虽然各个厂商都为自家的产品开发了独立的APP,其实不同的眼镜盒子和APP之间是可以互相兼容的,这便给山寨产品提供了滋生的空间。暴风等公司的爆款产品离不开“烧钱”,而山寨产品的低价却源自产品控制,毕竟是纯粹的硬件制造,直接省去了软件开发成本,在内容上的投入也等于零。而且国内VR水平落后,VR内容开发较少,这些都是VR技术发展所面临的问题。

二、VR对电商发展的影响

VR通过沉浸式体验,可以完完全全的改变以往的运营模式,颠覆性改变一切。但是在电商领域,VR技术只是给电商换了一个表现形式,在一些小的方面发生了改变,电子商务本身的业务流程,供应链,物流,客户关系管理等等都没有发生大的变化,Internet所带来的影响依然是没有被VR覆盖。毕竟电子商务相对于传统商务是信息传递,分享,管理上面的变革,而VR电商相对于电商只是呈现方式的变化。但即使这样,VR电商和现阶段的电商相比也是有很大不同的,而且电商发展VR是一种不可改变的趋势。

1.新的电商平台

平台所依赖的根本是设备。从历史的角度来看,PC端电子商务向移动端电子商务转移的原因,整合起来便是对设备依赖的改变。拆开来看原因,不过是移动端适应了移动办公的趋势,更便捷化,而且用户量巨大,所以人们选择了移动电商,对PC端电商的需求降低了。而VR设备相比现在的设备而言也是类似的。第一,VR设备有一些无法被传统电商替代的改变——更高级的交互方式,未来上网的方式变成VR式上网,无论是看电影,玩游戏,开虚拟会议还是浏览网页查询资料都使用VR设备。第二,VR设备未来会有大量的用户,而且现在PC端的作用都可能被替代,更未来来看或许移动VR变得更成熟了移动端也可能会被替代的差不多了。VR设备如此发展,有大量用户,电商一定会做VR平台的。同样的,对于企业而言,VR的门户网站也会建立起来。

VR电商平台相对于现在的平台有哪些不同呢。

(1)呈现方式的不同。现在商品的展示方式两种,一是图片而是视频,这两者一个是二维的,一个是比二维稍微好点的,那么在VR电商平台上,商品就是三维的模型,随着建模技术的增强,商品在VR电商平台就越显真实,二维和三维的效果完全不同,三维的模型加上沉浸式的体验,更容易使顾客产生安全感,而且对顾客来说可以更好的去挑选适合自己的商品而不至于由于感官错误买到了不适合的商品。

(2)浏览方式的变化。我们现在在网上购物是浏览网页,而成熟的VR电商平台是可以做到把线下的购物体验模拟到VR的,我们可以像在逛商场一样类似的去逛平台,这样的浏览方式对平台而言都需要重新设计布局等。

(3)更绚丽的设计。由于浏览方式的变化,和虚拟世界的自由性,对于平台而言装修也再一次从线下搬到了线上,在VR平台上,更绚丽多彩的装修设计替代现在对于网页的布局设计,店主可以通过营造适合购物的氛围来提高交易的成功率,这原本是线下实体店所用的手段,在VR平台上可以照搬过来。而且在VR 平台上,可以采用设计好的导购NPC,让顾客体验到更加人性化的设计,总的来说,VR平台的设计会更加和谐,更加利于交易。

(4)VR平台上会出现部分高科技产业的商店独立的现象,现在各大巨头在VR 上面都有投资,虽然现在各巨头的投资都在VR设备硬件上面,比如让暴风科技的暴风魔镜,还有腾讯于12月21日在北京正式公布的Tencent VR SDK等等,VR平台不像现在这样网站设计的成本低,在VR平台中做店铺需要的成本比较高,

在发展早期,会出现高科技产品的公司先行做VR店铺,而且很可能会是独立于平台的VR门户店铺。

VR电商平台是未来发展的趋势,平台的转型往往是电商格局改变的时候,如同移动电商的兴起使得原来不得入电商其门的腾讯崛起,未来谁能先抓住VR平台,谁或许就能成为新的巨头,从现在的实际情况来看,做VR概念的公司能获得巨额的资金,比如“妖股”暴风科技,一路32个涨停,虽然后面因为暴风魔镜的亏损导致股价下滑,但不可否认的是暴风科技已经在中国科技市场上崛起,只因为它是第一个吃螃蟹的人。

2.对电商下市场的影响

VR电商同现在的电商相比,呈现方式是不同的,并不仅仅是二维转变成三维这么简单,它还可以把产品的内部构造,或者其他可以体现产品特点的细节进行更真实的展示,这无疑不是增加了顾客对产品的信任度和了解度。

在VR平台上,高端产品和低端产品会有区别化。VR作为一种高科技产品,最先进入市场的往往是有资本的人,小资本零散的店铺开始很难支撑起装修和服务器的成本,所以最先进去的产业应该是一些奢侈品产品和高科技产品,对高科技产品而言,现在便有很多高科技公司发展VR,他们的提前进入理所当然,其次是奢侈品,奢侈品往往很看重高端的装修和用户极致的体验,而VR完全满足他们的需求,所以在VR电商才发展时,可能最容易看到这两类专卖VR店铺,低端产品的销售在VR电商刚刚兴起的时候应该更依赖于VR电商平台,通过租用店铺的方式来进行销售,那么不可避免的装修上面就比不上独立于平台的专卖店。现在的电子商务并没有在网页上面有什么手段能增加交易成功率,并不能通过构造一个适合购物的网页氛围来这样做,而VR电商时代,一个装修又将成为一件专门的学问。

VR电商也会改变现有的适合通过电商销售的产业类型。在现在的电商,基本上没有什么是不能在网上买得到的,但是人们在网上购买时有些产品还面临着一些问题使它们的网上销售渠道不是那么畅通,而在VR电商下,VR技术可以解决一些问题,甚至把缺点变成优点。比如服装类产品,在现在的电商下,用户网上买的衣服,等拿到货时才发现不适合,这是让用户很头疼的事,还有即便大小合适,但是模特穿的和自己穿脸不同穿起来也是很不同的。反正种种问题需要试穿衣服。在现在网上试衣的确有的,但是使用过的网友还是感觉效果不好。因为网络试衣间展示的都是平面图像,这样会使试衣的效果大打折扣,而且,试衣网站上提供的服饰很有限。在试衣时,用户只能选择试衣网站上提供的服饰,而不能把用户喜欢的衣服都拿来试穿。这样一来,用户的选择范围就很小了。部分用户认为,其实这种模特和用户自己的体型还是有比较大的差别网络提供的模特试穿类似于商场的模特,或许穿在模特身上效果不错,但是拿下来套在用户的身上后还是不一样的。而在VR时代,这些问题都是可以解决的,通过扫描来构建真人模型,在虚拟世界里面我们可以比镜子还直观的看到自己穿衣的效果。还有体验类的产品,拿旅游来说,衣服可以试穿食品可以试吃,但是你有没有听过旅游可以试游?肯定没有吧,用搜狗输入法打都没这个词,对于旅游业而言从来就没有说有试游这一说,但是随着VR时代的到来,旅游业的试游也可以成为现实,现在的电商下电商所能提供给旅游业的只有一个宣传和卖票的作用罢了,但是在VR电商下,通过对旅游景点的实际采集,做成demo,让顾客可以在网络上试游。

VR可以改变很多网上销售的特性,但是很可惜的是现在的VR技术只能作用于视觉和听觉,对于其他的感觉还没有成熟的技术模拟。所以比如食品类的产品依然和当下是一样的情况还有诸如化妆品药品之类的效果类的产品也是无法在VR上展现它的特性。

3.VR的附属产品所带来的影响概述

一个革命性技术的兴起往往会带动一系列的产业的兴起。我们试着推断VR 技术成熟后所带动的技术对电商的影响。

AR技术

说起VR的附属技术就不得不说AR(Augmented Reality)了,虽然AR不是VR 的附属,但是AR却是和VR技术相对的,VR是虚拟现实,AR是增强现实。

增强现实技术,它是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术,是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息,声音,味道,触觉等),通过电脑等科学技术,模拟仿真后再叠加,将虚拟的信息应用到真实世界,被人类感官所感知,从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。

简单来描述就是,《钢铁侠》的视角,通过AR设备可以看到很多虚拟构建的东西比如数据,比如投影。在AR的研究领域上进展并没有VR好,12年谷歌开发的谷歌眼镜(Google Project Glass)便是AR设备,不过很可惜他失败了,并没有在市场上受人们追捧。VR和AR听起来很相通,但是事实上这两个技术是相反的。VR和AR打造的是不同的生态平台,而且是相反的平台。所以说如果AR能够崛起,那么VR可能就有些阻碍,不过VR在游戏和电影上面的应用是无法被撼动的,所以VR的大趋势不会改变。

假设AR崛起会对电商产生什么影响呢,总体来说,AR的崛起同样会使平台改变,还有AR是一款更注重生活的设备,所以在本地电商方面会有很大的拓展。

建模技术的发展

在互联网时代,二维的图片和视频是常用的表现方式。所以现在的PS技术对人们的生活有很大的影响,但是在VR时代,三维的模型和VR视频会替代图片的作用作为一种很基本的表现方式,而且在VR条件下建模是比现在的二维容易无数倍的,那么建模技术就一定会有急速的发展,那么建模技术的发展会又怎样对电商产生影响呢?

建模技术所影响最大的就是个性化定制的发展。VR是更高级和真实沉浸的交互方式,加上建模技术的急速发展,那么个性化定制也就有了VR的发展方向。我们假设一个场景,我们在购物的时候,可能会对商品有一些细节方面的要求或者不满,在现在的电商是无法说我要怎么调整,那么店家就给你调整,因为模型的改变是需要数据的。而在VR模拟下,对模型的调整变得很容易,用户调整的怎样,就把模型的数据传输给厂家,进行个性化定制。所以建模技术的发展会对个性化定制有很大的影响。

三、VR应用电商所面临的问题

对于一门才兴起不就的技术,它进入市场不可避免的面临着许多技术本身问题和市场的阻碍。但是这些问题都不是能限制一项必然兴起的技术,问题的存在的目的就是要被解决嘛。不过我们也必须得谈一谈VR的问题,这也是介绍一门技术必须的部分。

VR本身的问题

从二维转向三维,必然带来的问题就是计算量的几何倍数增加的问题。虽然处理器不断的更新换代,但是计算量的突然增加更大。所以在设备上,需求会很高,就现在做PC端VR的Oculus Rift流畅玩耍的显卡最低配置就要GTX970,这还是台式机的配置如果是笔记本的话,没有像外星人那样的价格的也不能愉快的玩耍。如果VR进一步发展,画质更加精细了,那就需求更高的配置了。同时呢如果做联网的话,那么对于服务器的要求就提升的更大了,倍增的计算量对设备的开发还有运维都提了一个新的目标。所以在VR普及上面,虽然VR设备的价格不高,但是与它匹配的设备的价格还是一座不大不小的山。第二个问题是VR 设备本身问题,虽然现在的设备看起来挺有科技感的,但是它的不便携带性就不是我们最终要求的VR设备,对于VR设备而言,技术方面过关之后外形成为了一个必然被注重的问题,必须对VR设备的大小重量进行缩减,必须设计出更加合适的外设,虽然现在的Oculus touch 也算新一代模拟手的VR输入设备了,但是它还不是我们梦想中的和手一样的设备。VR设备的开发还是需要像是个人计算机的发展过程,从大变小,从固定变成移动。如果把这些问题也能完美的解决,那么VR的普及就只是价格的问题了。

VR电商发展的问题

VR电商发展的第一个问题是场景问题,需要打造怎么的VR消费场景是很需要考虑的问题,一个合适的VR场景才能调动起消费者的兴趣,现在技术上,有多种VR商场的开发场景,有和现实靠近的,有未来科技感的,还有梦幻般奇妙的,各种各样的场景还有模式,每一种模式都有自己的特点,在未来如何奇思妙想打造模式是一个VR电商如何发展的问题。

其实对于还没出现的VR电商,很难深入的预测他会出现的问题,不过可以肯定的事,一定会有很多我们想不到的问题等着我们,但我们终将克服。

四、总结

VR电商的发展是未来的未来会发生的问题,在VR发展的成熟后才会有VR 电商,现在我们谈这个问题的确早了一点,但是不可否认的是VR电商是未来的商业模式。往往很多技术的兴起都有吃肉的和喝汤的,越早的关注和积累经验,对VR电商真的来的那一天是起跑线上的优势。

整篇文章我们都在讨论VR对于电商的影响,整理起来VR对电商的影响写了三大块。

第一块是对电商平台的影响。

VR设备因为在游戏和电影还有色情业的巨大潜力导致VR的必然崛起,而平台所依赖的基础是设备,所以在VR上搭建电商平台是必然的了。VR对商品的表现方式和现在的二维图片是完全不同的,这样平台里面的布局结构也会发生变化,变得更加绚丽奇妙,我们可能会在VR上面重新体验在实体店的感觉,又或者我们会有新的体验。同时对于平台的变化,会引起电商行业重新洗牌,或许又有一个新的巨头出现。

第二大块谈的是对电商下市场结构的变化。

由于VR的门槛还是比较高的,那些开发成本和运维成本不是一般小企业能负担的起的,很可能先进入市场是那些高科技类的和奢侈品,没有靠山或者资本很难在VR上生存。VR市场上,那些曾经不适合在网上销售的商品可能变劣势成优势,比如服装类的,礼物类的,或者旅游啥的。不过可惜的是VR还没有在除了听觉和视觉以外的感觉上成熟,所以食品类的还有化妆品类的并不会变化太大。

第三部分谈的是VR附属技术对电商的影响。

AR技术的确是随着VR兴起而兴起的,但是AR技术又和VR相反,一个是增强一个是模拟,两者所搭建的平台是完全不同的,即便过去两年业内对AR的前景比较看好,但是联系实际的话,AR并没有VR那么大的需求动力,玩家和屌丝的眼光并没有在AR上停留多久,如果AR在未来的发展比较好的话,很可能对于本地电商有很大的影响。谈的另一个技术是建模技术,就这两年来看,各种新兴起的技术好多都和建模有极大的关系,比如VR,AR,全息投影,3D打印等等,可以想象建模技术在VR条件下是有多么简单,所以我们可以预见的是建模技术的急速发展,建模技术对电商的影响最简单的就是对于个性化定制的影响,过去调整的数据不好把握,但是在VR条件下数据直接传过去就好,所以个性化定制会有很大的发展。

VR的发展不可避免的有很多问题,这些问题主要集中在设备上,其实这就只是一个时间的问题了,如同计算机和手机的发展一样,设备从大变小,重量逐渐变轻,处理速度越来越快。VR电商我们就拭目以待吧。

主要参考文献

百度百科:AR技术,虚拟现实技术

雷锋网:VR是一场“大骗局”

毕业论文:浅谈虚拟现实技术

论文虚拟现实技术

浅谈虚拟现实技术 摘要虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术是近年来新兴的借助计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段,其核心是建模与仿真。概括介绍了虚拟现实技术的概念、特征及应用领域,涉及的关键技术,最新研究进展,应用与前景展望。 关键词虚拟现实技术,研究现状,相关应用,信息安全 一.虚拟现实的概念、特征及应用领域 虚拟现实是一种由计算机和电子技术创造的新世界,是一个看似真实的模拟环境,通过多种传感设备,用户可根据自身的感觉,使用人的自然技能对虚拟世界中的物体进行考察和操作,参与其中的事件,同时提供视、听、触等直观而自然的实时感知,并使参与者“沉浸”于模拟环境中。虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术是指借助计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段,其核心是建模与仿真。 虚拟现实技术主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设各等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外,还有听觉、触觉、力觉、运动等感知,甚至还包括嗅觉和味觉等,也称为多感知。自然技能是指人的头部转动,眼睛、手势、或其他人体行为动作,由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据,并对用户的输入作出实时响应,并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。常用的有立体头盔、数据于套、三维鼠标、数据衣等穿戴于用户身上的装置和设置于现实环境中的传感装置,如摄像机、地板压力传感器等。 (虚拟现实技术穿戴的装备)

GrigoreBurdea和Philippe Coiffet在著作“Virtual Reality Technology”一书中指出,虚拟现实具有三个最突出的特征,即人们称道的“3I”特性:交互性(interactivity) 、沉浸感(Illusion of Immersion) 和构想性(imagination)。交互性主要是指参与者通过使用专门输入和输出设备,用人类的自然技能实现对模拟环境的考察与操作的程度。沉浸感是虚拟现实最主要的技术特征,它是指参与者在纯自然的状态下,借助交互设备和自身的感知觉系统,对虚拟环境的投入程度。构想性是指借助虚拟现实技术,使抽象概念具像化的程度。另外还有多感知性(Multi-Sensory)。所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外,还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知,甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能,由于相关技术,特别是传感技术的限制,目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。 所以,“3I+M”就是虚拟现实系统的基本特征。 自1968年Ivan Sutherland发表一篇名为“The Ultimate Display”的论文至今,虚拟现实技术已经伴随着计算机技术的进步得到长足的发展。如今,众多的设备可被用于虚拟现实,包括头戴式显示器、数据手套、动作捕捉系统等[1]。虚拟现实技术已经在诸如建筑设计、军事仿真、虚拟制造、游戏娱乐、医学等领域得到广泛的应用。在教育、心理学、环保、文化艺术领域,虚拟现实技术也得到越来越多的关注[2]。 二.虚拟现实涉及的关键技术[3] 虚拟现实的关键技术主要包括:动态环境建模技术,实时三维图形生成技术,立体显示和传感器技术,应用系统开发工具,系统集成技术,实时三维计算机图形技术,广角立体显示技术,对观察者头、眼和手的跟踪技术,触觉、力觉反馈技术,立体声、语音输入输出技术。 动态环境建模技术:虚拟环境的建立是VR系统的核心内容,目的就是获取实际环境的三维数据,并根据应用的需要建立相应的虚拟环境模型。 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,那么关键就是“实时”生成。为了达到实时的目的,至少保证图形的刷新频率不低于15帧/秒,最好高于30帧/秒。

虚拟现实技术-综述

浅谈虚拟现实技术在规划领域中的应用 作者:Why 摘要:随着信息时代的到来,越来越多的高新技术应用到社会的各个领域中来,而作为信息技术发展的首要驱动力的“虚拟现实”技术也越来越多地应用到规划领域中来。本文着重论述了虚拟现实技术在城市规划中的应用范围、应用的意义及其为我们带来的便利。 关键词:虚拟现实、范围、发展、迫切性、城市规划 虚拟现实(Virtual Reality,简称VR),又称灵境技术,是90年代为科学界和工程界所关注的技术。它的兴起,为人机交互界面的发展开创了新的研究领域;为智能工程的应用提供了新的界面工具;为各类工程的大规模的数据可视化提供了新的描述方法。它是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境,具体的说,就是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、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使用、相互影响,从而产正亲临其境的真实环境的感受和体验。这种技术的应用,改进了人们利用计算机进行多工程数据处理的方式,尤其在需要对大量抽象数据进行处理时;同时,它在许多不同领域的应用,可以带来巨大的经济效益。 1、虚拟现实技术的发展概述 1965年,Sutherland在篇名为《终极的显示》的论文中首次提出了包括具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示的虚拟现实系统的基本思想,从此,人们正式开始了对虚拟现实系统的研究探索历程。 随后的1966年,美国MIT的林肯实验室正式开始了头盔式显示器的研制工作。在这第一个HMD的样机完成不久,研制者又把能模拟力量和触觉的力反馈装置加入到这个系统中。1970年,出现了第一个功能较齐全的HMD系统。基于从60年代以来所取得的一系列成就,美国的JaronLanier在80年代初正式提出了“VirtualReality”一词。 80年代,美国宇航局(NASA)及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实技术的研究,并取得了令人瞩目的研究成果,从而引起了人们对虚拟现实技术的广泛关注。1984年,NASAAmes研究中心虚拟行星探测实验室的M.McGreevy和J.Humphries博士组织开发了用于火星探测的虚拟环境视觉显示器,将火星探测器发回的数据输入计算机,为地面研究人员构造了火星表面的三维虚拟环境。在随后的虚拟交互环境工作站(VIEW)项目中,他们又开发了通用多传感个人仿真器和遥现设备。 进入90年代,迅速发展的计算机硬件技术与不断改进的计算机软件系统相匹配,使得基于大型数据集合的声音和图象的实时动画制作成为可能;人机交互系统的设计不断创新,新颖、实用的输入输出设备不断地进入市常而这些都为虚拟现实系统的发展打下了良好的基矗例如1993年的11月,宇航员利用虚拟现实系统成功地完成了从航天飞机的运输舱内取出新的望远镜面板的工作,而用虚拟现实技术设计波音777获得成功,是近年来引起科技界瞩目的又一件工作。可以看出,正是因为虚拟现实系统极其广泛的应用领域,如娱乐、军事、航天、设计、生产制造、信息管理、商贸、建筑、医疗保险、危险及恶劣环境下的遥操作、教育与培训、信息可视化以及远程通讯等,人们对迅速发展中的虚拟现实系统的广阔应用前景充满了憧憬与兴趣。 2、虚拟现实在规划领域的应用范围 虚拟现实在规划信息存储和查询系统中的应用 例如土质数据库系统,地域信息系统,地理信息系统,城市政策信息系统等。这一类系

虚拟现实技术在教育中应用的优势与挑战

虚拟现实技术在教育中应用的优势与挑战作者:范安琪袁玖根 来源:《发明与创新(职业教育)》 2019年第4期 范安琪袁玖根 (江西科技师范大学,江西南昌330038) 摘要:如今科技发展的越来越迅速,教育随着科技的发展也不断有新的教学媒体的出现。在多媒体技术后,虚拟现实技术(Virtual Reality)的出现无疑将对教学产生一定的影响。文 章主要探讨虚拟现实技术在教育教学中应用的优势与挑战。 关键词:虚拟现实技术;教育应用;优势与挑战 虚拟现实是以计算机技术为核心,结合相关科学技术,生成与一定范围真实环境在视、听、触感等方面高度近似的数字化环境,用户借助必要的装备与数字化环境中的对象进行交互作用、相互影响,可以产生亲临对应真实环境的感受和体验。 一、虚拟现实技术在教育中应用的现状 虚拟现实技术在20世纪80年代就开始应用于教育了,当时人们还对这方面的研究给予较 少的关注度。而现在世界上许多发达国家都设立了相关项目,如澳大利亚和新西兰于2009年合作成立的虚拟世界工作组和美国林登实验室的Second Life项目等。我国也有很多研究学者在 探索该技术运用于教学中的应用成果。 二、虚拟现实技术在教育应用中的优势 (一)更好地帮助学生学习知识与技能 运用虚拟现实技术可以在仿真的模拟环境中对知识和技能进行不断地巩固和重复学习训练,学习者将处于一个安全的环境中练习观察到的行为和机会,以促进学习者在高效率的环境下达 到预期的教学目标。采用情景记忆(Episodic Memory),这种包含有关生活经历的信息,如特别引人注目的教学活动。通常很难记住课堂上讨论过的学习内容,但是很容易记住教室的样子、老师的桌子的位置。在虚拟技术课堂上通过现代教育技术,创设生动、逼真的教学情境,使用 虚拟现实头戴式显示设备、手柄或传感手套等交互设备从视觉、听觉和触觉这三方面使学生如 临其境。情境记忆为学习者提供一种模式,使他们能够在此基础上掌握知识,发展能力,形成 感情并生成意义。 (二)个性化的学习环境提升学生学习兴趣 个性化学习环境的设计通过虚拟现实技术可以促进学生心流(Flow)的产生,心流是一种 精神状态的运作,在这种状态下,一个人完全沉浸在他所做的事情中,全神贯注。它包含了在 活动过程中的精神投入和持续的参与,是介于无聊和焦虑之间的理想状态。在传统课堂中很难 实现心流,但是通过虚拟现实技术却可以很好地进行相关教学设计。 游戏化学习就是采用游戏化的方式来学习,它是目前比较新颖的教学理论和教育实践。一 个人对一个事物感兴趣,他就会愿意去尝试,努力去做从而做得更好。那么把这个事物换成学习,当学习也变得有趣时,相信学习者也会学有所成。同样对比传统课堂,虚拟现实技术在这

虚拟现实技术应用及其未来展望

虚拟现实技术应用及其未来展望 虚拟现实是利用计算机、电子技术、图像技术、传感器技术、多媒体技术、人机接口技术及仿真技术等多种科学技术发展起来的计算机领域的最新技术, 是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。虚拟技术是一门富有挑战性的交叉技术、前沿科学和研究领域。目前虚拟技术已涉及到军事、教育、医学、心里学、商业、影视等领域,是21世纪的重要发展学科。 一、虚拟技术的特征 虚拟环境是利用计算机生成并控制的,因此人处在利用虚拟技术创建的拟环境之中和真实环境是没有差别的。虚拟现实具有3个最突出的特性:交互性、沉浸性和构想性。 1、交互性: 人们可以通过使用专门的输入和输出设备(主要通过数据手套、头盔、数据衣等)以自然地方式(如自身的语言、动作等)和虚拟世界中的对象进行交互操作和交流。 2、沉浸感: 沉浸感是指用户在纯自然的状态下借助交互设备和自身的感知觉系统对虚拟环境的投入程度。虚拟世界给人一种身临其境的感觉。 3、构想性:指借助虚拟技术可以使用户沉浸其中并获得新的知识,从而使用户深 化概念和萌发新意。因此说虚拟现实可以启发人创造性思维,使抽象概念具体化。 二、虚拟现实技术的应用领域 虚拟现实技术应用非常广泛,它可以用于军事、教育训练、设计规划、产品建模、心理学治疗及艺术与娱乐等多方面。 1、军事领域 虚拟现实技术已成为军事和航天领域的先锋技术虚拟技术最初是美国航空航天局与军事部门为了模拟训练而开发的。现在广泛用于各兵种部队的战术研究、演习、模拟训练和培训等,战斗实验室已成为数控战士的战场。 “司令部军事演习”也已成为一种军事演习的重要形式,这类演习可用于为未来战争组织装备、主导原则和综合训练等决策提供参考数据。美国航空航天局埃姆斯研究中心还建立了一座虚拟实验室,它所拥有的飞机模型器无论从规模上还是从逼真程度来看都处于世界之最,主要用于研究现在的或拟议中的飞机飞行控制、制导、座舱显示、自动化和操纵的品质,它能够获得有关飞机性能的实时数据和视图,并且航空研究人员和设计师坐在家里就可以“进入”该实验室进行操作,其灵敏度远远高于现在的任何其他此类研究手段。 虚拟现实技术在军事领域中发挥着重要的作用,被广泛的应用于军事训练、武装装备的研究和生产以及军事教育等各个方面。目前的军事模拟训练

虚拟现实技术行业应用范围

虚拟现实技术行业应用范围 1.城市规划 在城市规划中经常会用到虚拟现实技术,用虚拟现实技术不仅能十分直观的表现虚拟的城市环境,能运用三维GIS地理信息系统来表现直观的三维地形地貌,为城市建设提供可靠的参考数据。而且能很好的模拟各种天气情况下的城市,能了解排水系统,供电系统,道路交通,沟渠湖泊等等。而且能模拟自然灾害的突发情况。对于政府在城市规划的工作中起到了举足轻重的作用。 2.医学 虚拟现实技术在医学领域上的应用主要体现在医学动画上。传统的医学动画仅仅只能在平面、三维的角度展示医学原理、人体结构等。而虚拟现实技术的应用突破了视角的限制,让人能进到“体内”,在人体内漫游,以任意角度观察人体结构。 3.文物保护 虚拟现实技术在文物保护方面也是应用相当广泛的,埃及的金字塔就做过网上的体验中心,运用了全景虚拟技术和三维虚拟技术,而且IBM目前正在运用VR虚拟现实技术对北京故宫进行整个故宫的数字虚拟。届时大家也许可以在网上直接看到数字三维化的故宫。 4.交通 无论是在空中、陆地还是海洋河流的交通规划模拟方面,VR虚拟现实技术都有其得天独厚的优势,不仅仅能用三维GIS技术将各种交通路线表现得十分到位,更能动态模拟各种自然灾害情况。 5.房地产 近几年在房地产的表现和推广应用方面,VR虚拟现实技术被得到越来越多的应用,把虚拟现实和传统的建筑动画、地产动画结合起来,不仅十分完美的表现室内的环境和整个小区的环境,设施。还能表现不存在但即将建成的绿化带,https://www.360docs.net/doc/2b12601349.html,喷泉,休息区,运动场等等。不仅如此,用户还能在三维的室内空间中自由行走、任意漫游、仔细欣赏小区的每一处风景。大大刺激了浏览者的感受。 6.游戏 对于游戏的开发,目前虚拟现实技术比较适合开发:角色扮演类、动作类、冒险解迷类、竞速赛车类的游戏,其先进的图像引擎丝毫不亚于目前的主流游戏引擎的图像表现效果,而且整合配套的动力学和AI系统更给游戏的开发提供了便利。 7.军事 虚拟现实技术就是诞生于军事应用,在军事应用方面很多,包括:模拟战场,模拟操作,模拟驾驶,模拟装配等等。都需要通过VR技术来实现。而且在相关军事工作汇报中也会有VR技术的支持。 8.家电 家电产品的展示、展览、发布上。运用虚拟现实技术不仅可以完美表现产品的外观,更能将其功能表现的淋漓尽致。而且家电行业产品种类繁多、数量庞大。市场需求量十分大,无论是使用全景虚拟还是视频虚拟还是三维虚拟技术都能在家电行业大有作为。

浅谈虚拟现实技术特点教学提纲

浅谈虚拟现实技术特 点

浅谈虚拟现实技术特点,组成和分类。常用的虚拟现实软件,硬件和优缺点。 经过3节课的老师的讲解和上网资料的查看,我对虚拟现实技术有了浅显的了解。 一:虚拟现实技术特点: 虚拟现实(VirtualReality)又称灵境技术是利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨显示技术,生成三维逼真的虚拟环境,使用者戴上特殊的头盔、数据手套等传感设备,或利用键盘、鼠标等输入设备,便可以进入虚拟空间,成为虚拟环境的一员,进行实时交互,感知和操作虚拟世界中的各种对象,从而获得身临其境的感受和体会。 虚拟现实技术具有以下五个主要特征: (1)沉浸性使之所创造的虚拟环境能使学生产生“身临其境”感觉,使其相信在虚拟环境中人也是确实存在的,而且在操作过程中它可以自始至终的发挥作用,就像真正的客观世界一样。 (2)交互性是在虚拟环境中,学生如同在真实的环境中一样与虚拟环境中的任务、事物发生交互关系,其中学生是交互的主体,虚拟对象是交互的客体,主体和客体之间的交互是全方位的。 (3)构想性是虚拟现实是要能启发人的创造性的活动,不仅要能使沉浸于此环境中的学生获取新的指示,提高感性和理性认识,而且要能使学生产生新的构思。

(4)动作性是指学生能以客观世界的实际动作或以人类实际的方式来操作虚拟系统,让学生感觉到他面对的是一个真实的环境。 (5)自主性是虚拟世界中物体可按各自的模型和规则自主运动。 二:虚拟现实技术组成和分类: 1 :虚拟现实系统的组成 用户通过头盔、手套和话筒等输入设备为计算机提供输入信号,虚拟现实软件收到输入信号后加以解释,然后对虚拟环境数据库进行必要更新,调整当前虚拟环境视图,并将这一新视图及其它信息如声音立即传送给输出设备,以便用户及时看到效果。 系统由输入部分、输出部分、虚拟环境数据库、虚拟现实软件组成。 2:虚拟现实系统的分类 虚拟现实系统按照不同的标准有不同的分类,通常分为以下四类:(1)桌面虚拟现实系统(Desktop VR) (2)沉浸式虚拟现实系统(Immersive VR) (3)分布式虚拟现实系统(Distributed VR) (4)增强式虚拟现实系统(Augmented Reality AR) 2.1桌面虚拟现实系统(简称PCVR) 桌面虚拟现实系统是一套基于普通PC平台的小型虚拟现实系统。利用中低端图形工作站及立体显示器,产生虚拟场景,参与者使用位置跟踪器、数据手套、力反馈器、三维鼠标、或其它手控输入设备,实现虚拟现实技术的重要技术特征:多感知性、沉浸感、交互性、真实性。

虚拟现实应用技术专业实训课程的教学研究

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/2b12601349.html, 虚拟现实应用技术专业实训课程的教学研究作者:曾鹏 来源:《学习与科普》2019年第30期 摘要:本文基于笔者的教学实践和相关研究,首先介绍了虚拟现实技术的前景和实训课程出现的问题,然后问题从教学理念、教学方式、教学反馈三个方面,对虚拟现实应用技术专业实训课程的优化进行了研究。 关键词:虚拟现实应用技术专业;实训课程;优化 伴随着我国新一轮产业革命的临近,虚拟现实应用技术也开始逐渐活跃在人们的视野之中。虚拟现实应用技术可供应用的领域非常广泛,在影视、航天、建筑和医学等方面都能得到应用,各个高校顺应产业改革的步伐,也纷纷开始了虚拟现实技术与应用专业的相关课程。本文以虚拟现实应用技术专业实训课程为例,基于产教融合的思想对实训课程加以优化,为虚拟现实应用技术专业的进一步发展提供参考。 一、相关性分析 1.虚拟现实应用技术前景 虚拟现实应用技术也称灵境技术,属于仿真技术的一个前沿方向。虚拟现实应用技术依托电子信息、计算机技术和仿真技术,构造出虚拟环境来给用户以沉浸式的体验,当前最为代表性的虚拟现实技术当属VR眼镜。虚拟现实技术集交互性、沉浸性、自主性、构想性和多感知性于一体,当前各高校纷纷开设了虚拟现实技术专业,旨在为社会培育出高素质的技术型人才。 2.实训课程教学现状 因为虚拟现实应用技术专业开设的时间较为短暂,使得其实训课程在构建时便遇到了许多的问题。首先是资源的引入和整体实训课程缺乏一定的系统性,虚拟现实应用技术专业是一项集多种技术于一体的系统性开发工程,要求岗位工作人员不仅需要掌握相关建模语言的编写,更要掌握插补器和传感器的具体应用,需要完备的开发流程进行整体的规范,部分学校在进行实训课程时采用的是手工作坊式的开发模式,与企业的岗位需求有不小的差距;其次是整体积极性不足,主要表现为企业的积极性和学生的热情不足,使得整体的实训进度达不到预期的目标。企业方面主要是因为需要一线人员的长期参与,同时无法获得足够的短期效益,所以积极性不高,学生方面主要是因为实训课程的难度较大,使得部分学生无法跟上实训课程的进度。 二、专业实训课程教学优化设计 1.教学理念优化

虚拟现实技术的历史与发展

虚拟现实技术的历史与发展 摘要:虚拟现实技术作为一种综合多种科学技术的计算机领域新技术,已经涉及众多研究和应用领域,被认为是21世纪重要的发展学科以及影响人们生活的重要技术之一。本文介绍了虚拟现实技术的概念、特性以及发展历史和发展趋势,并对虚拟现实技术的应用前景进行展望。 关键词:虚拟现实技术发展历史发展趋势 一、虚拟现实的概念和特性 虚拟现实(Virtual Reality,又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术,也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身历其境一般,可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物[1]。虚拟现实技术作为一种新的技术,主要有三个特性,分别是沉浸性、交互性和构想性。 1.沉浸性,是指利用计算机产生的三维立体图像,让人置身于一种虚拟环境中,就像在真实的客观世界中一样,能给人一种身临其境的感觉。 2.交互性,在计算机生成的这种虚拟环境中,人们可以利用一些传感设备进行交互,感觉就像是在真实客观世界中一样,比如:当用户用手去抓取虚拟环境中的物体时,手就有握东西的感觉,而且可感觉到物体的重量。 3.构想性,虚拟环境可使用户沉浸其中并且获取新的知识,提高感性和理性认识,从而使用户深化概念和萌发新的联想,因而可以说,虚拟现实可以启发人的创造性思维。 二、虚拟现实技术的发展历程 虚拟现实技术演变发展史大体上可以分为四个阶段:1963 年以前,蕴涵虚拟现实技术思想的第一阶段;1963年~1972 年,虚拟现实技术的萌芽阶段;1973 年~1989 年,虚拟现实技术概念和理论产生的初步阶段;1990 年至今,虚拟现实技术理论的完善和应用阶段。 第一阶段:虚拟现实技术的前身。虚拟现实技术是对生物在自然环境中的感官和动作等行为的一种模拟交互技术,它与仿真技术的发展是息息相关的。中国古代战国时期的风筝,就是模拟飞行动物和人之间互动的大自然场景,风筝的拟声、拟真、互动的行为是仿真技术在中国的早期应用,它也是中国古代人试验飞行器模型的最早发明。西方人利用中国古代风筝原理发明了飞机,发明家Edwin A. Link 发明了飞行模拟器,让操作者能有乘坐真正飞机的感觉。1962 年,Morton Heilig的“全传感仿真器”的发明,就蕴涵了虚拟现实技术的思想理论。这三个较典型的发明,都蕴涵了虚拟现实技术的思想,是虚拟现实技术的前身。 第二阶段:虚拟现实技术的萌芽阶段。1968 年美国计算机图形学之父Ivan Sutherlan 开发了第一个计算机图形驱动的头盔显示器HMD 及头部位置跟踪系统,是虚拟现实技术发展史上一个重要的里程碑。此阶段也是虚拟现实技术的探索阶段,为虚拟现实技术的基本思想产生和理论发展奠定了基础。 第三阶段:虚拟现实技术概念和理论产生的初步阶段。这一时期出现了VIDEOPLACE 与VIEW两个比较典型的虚拟现实系统。由M.W.Krueger 设计的VIDEOPLACE系统,将产生一个虚拟图形环境,使参与者的图像投影能实时地响应参与者的活动。由M.MGreevy 领导完成的VIEW 系统,在装备了数据手套和头部跟踪器后,通过语言、手势等交互方式,形成虚拟现实系统。 第四阶段:虚拟现实技术理论的完善和应用阶段。在这一阶段虚拟现实技术从研究型阶段转向为应用型阶段,广泛运用到了科研、航空、医学、军事等人类生活的各个领域中,如美军开发的空军任务支援系统和海军特种作战部队计划和演习系统,对虚拟的军事演习也能达到

虚拟现实技术的概念与类型

虚拟现实技术的概念和类型 虚拟现实技术的概念和类型 1. 虚拟现实的概念 虚拟现实技术是利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨显示技术,生成三维逼真的虚拟环境,使用者戴上特殊的头盔、数据手套等传感设备,或利用键盘、鼠标等输入设备,便可以进入虚拟空间,成为虚拟环境的一员,进行实时交互,感知和操作虚拟世界中的各种对象,从而获得身临其境的感受和体会。 2. 虚拟现实的特征 (1) 沉浸性 虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特点,由计算机产生逼真的三维立体图像.使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备,便可将自己置身于虚拟环境中,成为虚拟环境中的一员。使用者和虚拟环境中的各种对象的相互作用,就如同在现实世界中的一样。当使用者移动头部时,虚拟环境中的图像也实时地跟随变化,拿起物体可使物体随着手的移动而运动,而且还可以听到三维仿真声音。使用者在虚拟环境中,一切感觉都是那么逼真,有一种身临其境的感觉。。 (2) 交互性 虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互,

使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互,而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。计算机能根据使用者的头、手、眼、语言及身体的运动,来调整系统呈现的图像及声音。使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能,就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。 (3) 想象 由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置,因此,使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知,从而达到身临其境的感受。 3.虚拟现实技术的类型 (1) 桌面虚拟现实 (2) 沉浸的虚拟现实 (3) 增强现实性的虚拟现实 (4) 分布式虚拟现实 4.虚拟现实技术在网络教育中的作用 (1) 弥补远程教学条件的不足 在远程教学中,往往会因为实验设备、实验场地、教学经费等方面的原因,而使一些应该开设的教学实验无法进行。利用虚拟现实系统,可以弥补这些方面的不足,学生足不出户便可以做各种各样的实验,获得和真实实验一样的体会,从而丰富感性认识,加深对教学内容的理解。 (2) 避免真实实验或操作所带来的各种危险

虚拟现实技术的应用发展前景

虚拟现实技术的应用发展前景 VR在医学方面的应用具有十分重要的现实意义。在虚拟环境中,可以建立虚拟的人体模型,借助于跟踪球、HMD、感觉手套,学生可以很容易了解人体内部各器官结构,这比现有的采用教科书的方式要有效得多。 Pieper及Satara等研究者在90年代初基于两个SGI工作站建立了一个虚拟外科手术训练器,用于腿部及腹部外科手术模拟。这个虚拟的环境包括虚拟的手术台与手术灯,虚拟的外科工具(如手术刀、注射器、手术钳等),虚拟的人体模型与器官等。借助于HMD及感觉手套,使用者可以对虚拟的人体模型进行手术。但该系统有待进一步改进,如需提高环境的真实感,增加网络功能,使其能同时培训多个使用者,或可在外地专家的指导下工作等。另外,在远距离遥控外科手术,复杂手术的计划安排,手术过程的信息指导,手术后果预测及改善残疾人生恬状况,乃至新型药物的研制等方面,VR技术都有十分重要的意义。 世峰数字科技丰富的感觉能力与3D显示环境使得VR成为理想的视频游戏工具。由于在娱乐方面对VR的真实感要求不是太高,故近些年来VR在该方面发展最为迅猛。如Chicago(芝加哥)开放了世界上第一台大型可供多人使用的VR娱乐系统,其主题是关于3025年的一场未来战争;英国开发的称为“Virtuality”的VR游戏系统,配有HMD,大大增强了真实感;1992年的一台称为“Legeal Qust”的系统由于增加了人工智能功能,使计算机具备了自学习功能,大大增强了趣味性及难度,使该系统获该年度VR产品奖。另外在家庭娱乐方面VR也显示出了很好的前景。 模拟与练一直是军事与航天工业中的一个重要课题,这为VR提供了广阔的应用前景。美国国防部高级研究计划局DARPA自80年代起一直致力于研究称为SIMNET的虚拟战场系统,以提供坦克协同训1练,该系统可联结200多台模拟器。另外利用VR技术,可模拟零重力环境,https://www.360docs.net/doc/2b12601349.html,以代替现在非标准的水下训练宇航员的方法。 对艺术的潜在应用价值同样适用于教育,如在解释一些复杂的系统抽象的概念如量子物理等方面,VR是非常有力的工具,Lofin等人在1993年建立了一个“虚拟的物理实验室”,用于解释某些物理概念,如位置与速度,力量与位移等。 VR在管理工程方面也显示出了无与伦比的优越性。如设计一新型建筑物时,可以在建筑物动工之前用VR技术显示一下;当财政发生危机时,可以帮助分析大量的股票、债券等方面的数据以寻找对策等等。 世峰数字科技作为传输显示信息的媒体,VR在未来艺术领域方面所具有的潜在应用能力也不可低估。VR所具有的临场参与感与交互能力可以将静态的艺术(如油画、雕刻等)转化为动态的,可以使观赏者更好地欣赏作者的思想艺术。另外,VR提高了艺术表现能力,如一个虚拟的音乐家可以演奏各种各样的乐器,手足不便的人或远在外地的人可以在他生活的居室中去虚拟的音乐厅欣赏音乐会等等。 以上仅列出虚拟现实的部分应用前景,可以预见,在不久的将来,虚拟现实技术将会影响甚至改变我们的观念与习惯,并将深入到人们的日常工作与生活。

浅析虚拟现实技术

浅析虚拟现实技术应用与未来发展 摘要虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR)是近年来出现的高新技术,也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身历其境一般,可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。本文主要探讨了虚拟现实技术发展历史、当下应用及未来发展展望。 关键字虚拟现实技术历史发展未来趋势应用局限性 虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR)是近年来出现的高新技术,也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身历其境一般,可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物【1】。近几年,虚拟现实技术发展迅速,在航空航天、船舶建造与设计、军事模拟、机械工程、先进制造、城市规划、地理信息系统、医学生物等领域中发挥了巨大作用,与网络、多媒体技术并称为2l世纪最具应用前景的三大技术。 一、虚拟现实技术特点简析。 虚拟现实技术涉及计算机图形学、数字图像处理技术、多媒体技术、网络技术、人工智能等等,主要是实时三维计算机图形技术,广角(宽视野)立体显示技术,对观察者头、眼和手的跟踪技术,以及触觉/力觉反馈、立体声、网络传输、语音输入输出技术等的综合。 而虚拟现实技术的三大主要特点则分别是由上述技术组合实现的。 1、沉浸性。 沉浸性是指虚拟现实技术所创造的虚拟环境能使体验者产生“身临其境”感觉,使其相信在虚拟环境中人也是确实存在的,而且在操作过程中体验者可以自始至终的发挥作用,就像真正的客观世界一样。 根据人类视觉、听觉的生理心理特点,由计算机产生逼真的三维立体图像.使用者戴上头盔显示器和数据手套交互设备,便可将自己置身于虚拟环境中,成为虚拟环境中的一员。 2、交互性。 交互性指在虚拟环境中体验者不是被动地感受,而是可以自行改变感受的内容。?体验者是交互的主体,虚拟对象是交互的客体,主体和客体之间的交互是全方位的。 虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互,可通过键盘、鼠标、头盔、数据手套等设备进行交互。使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能,对虚拟环境中的对象进行触摸或操作。 3、多感知性。 多感知性是指除了一般计算机所具有的视觉感知外 还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知,甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。 虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置,因此,使用者在虚拟环境中可获得多种感知,亲身体验交互操作的反应与感受。 二、虚拟现实技术发展历史

浅述虚拟现实技术的现状及发展前景

浅述虚拟现实技术的现状及发展前景 虚拟现实技术是一门新兴的边缘技术,它的研究内容涉及多个专业,应用空间也十分广泛,作为3D技术的一项重要应用,其在指控显示方面也有着重要的发展应用前景,下面就从以下几个方面对虚拟现实技术的发展状况进行简单的概述。 首先,从虚拟现实技术的定义入手,了解其基本内容。虚拟现实,又译为临境,灵境等,从应用上看它是一种综合计算机图形技术、多媒体技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术及仿真技术等多种科学技术综合发展起来的计算机领域的最新技术,也是力学、数学、光学、机构运动学等各种学科的综合应用。这种计算机领域最新技术的特点在于以模仿的方式为用户创造一种虚拟的环境,通过视、听、触等感知行为使得用户产生一种沉浸于虚拟环境的感觉,并与虚拟环境相互作用从而引起虚拟环境的实时变化。虚拟现实的主要特征是:多感知性、浸没感、交互性、构想性。这些使操作者能够真正进入一个由计算机生成的交互式三维虚拟环境中,与之产生互动,进行交流。通过参与者与仿真环境的相互作用,并借助人本身对所接触事物的感知和认知能力,帮助启发参与者的思维,以全方位的获取环境所蕴含的各种空间信息和逻辑信息。身临其境的沉浸感和人机互动的趣味性是虚拟现实的实质特征,对时空环境的现实构想是虚拟现实的最终目的。 其次,对国内外虚拟现实技术的发展历史及现状进行简单的总

结,全面认识虚拟现实技术的产生背景和现在的发展状况。国内外虚拟现实技术主要涉及到三个研究领域:通过计算图形方式建立实时的三维视觉效果;建立对虚拟世界的观察界面;使用虚拟现实技术加强诸如科学计算技术等方面的应用。 美国是虚拟现实技术研究的发源地,虚拟现实技术可以追溯到上世纪40年代。最初的研究应用主要集中在美国军方对飞行驾驶员与宇航员的模拟训练。然而,随着冷战后美国军费的削减,这些技术逐步转为民用,目前美国在该领域的基础研究主要集中在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面。上世纪80年代,美国宇航局及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实技术的研究,并取得了令人瞩目的研究成果,美国宇航局Ames实验室致力于一个叫“虚拟行星探索”的实验计划。现NASA已经建立了航空、卫星维护虚拟现实训练系统,空间站虚拟现实训练系统,并已经建立了可供全国使用的虚拟现实教育系统。北卡罗来纳大学的计算机系是进行虚拟现实研究最早最著名的大学。他们主要研究分子建模、航空驾驶、外科手术仿真、建筑仿真等。乔治梅森大学研制出一套在动态虚拟环境中的流体实时仿真系统。施乐公司研究中心在虚拟现实领域主要从事利用虚拟现实T建立未来办公室的研究,并努力设计一项基于虚拟现实使得数据存取更容易的窗口系统。图形图像处理技术和传感器技术是以上虚拟现实项目的主要技术。就目前看,空间的动态性和时间的实时性是这项技术的最主要焦点。 欧洲各国在虚拟现实技术上也有诸多成果和应用。英国在虚拟现

《熠熠发光的虚拟现实技术》阅读理解及答案

2013年中考说明文阅读题精选:熠熠发光的虚拟现实技术 阅读下面选文,完成12-16题。 熠熠发光的虚拟现实技术 刘露 2010年上海世博会已在全球瞩目之中落下了帷幕,但是,“永不落幕”的网上世博会却依然吸引无数游客的眼球。世博史上首个“在线世博”成为中国举办世博会的一大创举,“在线世博”充分利用和借助3D、虚拟现实和互联网技术将上海世博会的精彩内容以虚拟和现实相结合的方式呈现出来,打造出一个能够进行三维体验和互动交流的综合性网络平台,为世博会插上数字化的翅膀,使世博会得到更广泛的传播。上海世博会惟妙惟肖的网上展馆以及2.8亿次的点击访问量,已经让虚拟现实技术展现出了巨大的吸引力。 虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。它充分利用计算机硬件与软件资源的集成技术,提供了一种实时的、三维的虚拟环境,使用者完全可以进入虚拟环境中,观看计算机产生的虚拟世界,听到逼真的声音,在虚拟环境中交互操作,有真实感,可以讲话,甚至能够嗅到气味。 虚拟与现实两词具有相互矛盾的含义,把这两个词放在一起,似乎没有意义,但是科学技术的发展却赋予了它新的含义。 虚拟现实的关键技术可以包括以下几个方面:1、动态环境建模技术;2、实时三维图形生成技术;3、应用系统开发工具;4、系统集成技术。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性,而且能够突破空间、时间以及其他客观限制,感受到真实世界中无法亲身经历的体验。 现在虚拟现实技术已经和理论分析、科学实验一起,成为人类探索客观世界规律的三大手段。当人们需要构造当前不存在的环境(合理虚拟现实)、人类不可能达到的环境(夸张虚拟现实)或构造纯粹虚构的环境(虚幻虚拟现实)以取代需要耗资巨大的真实环境时,就可以利用虚拟现实技术。 虚拟现实技术的应用前景十分广阔。它始于军事和航空航天领域的需求——早在20世纪70年代,美国便开始将虚拟现实技术用于培训宇航员。随后,这种省钱、安全、有效的虚拟方法被推广到各行各业中。例如,克莱斯勒公司1998年初便利用虚拟现实技术,在设计某两种新型车上取得突破,首次使设计的新车直接从计算机屏幕投入生产线,也就是说完全省略了中间的试生产过程。 近年来,虚拟现实技术更是大步走进工业、建筑设计、教育培训、文化娱乐等各个方面,逐渐改变着我们的生活。而在虚拟现实技术的应用领域,基于互联网的应用开始显现出前所未有的爆发力。 国内为数不少的数字科技馆、数字规划馆、数字博物馆都已经开始采用虚拟现实技术。馆内展品都经过虚拟现实技术得到了1:1的数码还原,供人们在网上“端详”、“赏玩”。 此外,根据国外媒体的报道,澳大利亚新南威尔士大学采矿工程学系,还利用虚拟现实技术开发出面向煤炭开采行业的培训系统,并为国外一些先进的采矿公司所使用。该系统通过虚拟现实技术,模拟出矿坑内常见问题,让矿工们针对自主逃生、倒班前矿车检查、危险预警、隔离程序、瓦斯管理、煤层自燃等各种环节进行训练,以此降低矿难造成的伤亡。该大学采矿工程学系教授罗伯特·路易斯说:“这个项目可以让人更深刻理解虚拟现实技术对人类的影响,它的作用远不只展示和娱乐。” 虚拟现实技术的应用领域日趋网络化、多元化,虚拟现实技术将与人类更加贴近,未来互联网的主角很有可能就是虚拟现实技术。

虚拟现实技术的应用研究

虚拟现实技术的应用研究 来源:毕业论文网 摘要:随着计算机技术的迅猛发展,虚拟现实技术的应用日趋广泛和深入。基于此,本文 将深入浅出地对虚拟现实技术的定义、应用领域、未来的发展前景和存在的问题进行介绍,重点阐述虚拟现实技术的应用领域以及相关研究,以期使读者对于虚拟现实有一个相对明 晰的认知。本文内容介绍:在第2部分会对虚拟现实技术进行简单介绍;第3部分将部分应用虚拟现实技术的领域进行介绍;第4部分描述虚拟现实技术研究现状和前景;在第5部分 对全文进行总结。 关键词:虚拟现实技术研究现状虚拟现实应用虚拟现实发展前景 一、引言 虚拟现实对于很多人来讲还是一个比较新的词汇,也可能你听说过,但并不了解,只 是认为佩戴显示设备,观看虚拟出来的内容,有身临其境之感,以为这就是虚拟现实技术。不尽然,那虚拟现实技术究竟指什么呢?本文将为读者解决这个困惑。 二、虚拟现实技术简介 2.1什么是虚拟现实技术 虚拟现实技术即虚拟现实。虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)是近年来出现的高 新技术。从本质上来说,虚拟现实是一种先进的计算机用户接口,它通过给用户同时提供视、听、触等各种直观而又自然的实时感知交互手段,因此具有多感知性、存在感、交互性、自主性等重要特征。虚拟现实技术并不是一项单一的技术,而是多种技术综合后产生的,其核心的关键技术主要有动态环境建模技术、立体显示和传感器技术、系统开发工具 应用技术、实时三维图形生成技术、系统集成技术等五大项。 2.2虚拟现实技术特征 虚拟现实技术主要有四个特征:(1)沉浸性:主要是指让计算机产生一种虚拟的环境,让参与到其中的人有一种和现实世界一样的感觉,就如身临其境一般。(2)交互性:主要是指用户对计算机模拟出的虚拟环境中的物体具有可操作性和从虚拟环境中的物体上得到的 反馈。(3)想象力:主要是指虚拟现实技术它具有很广阔的想象空间,不仅可以模拟出现实存在的世界,而且还可以模拟出不存在的环境。(4)多感知性:主要是指这项技术不仅能够让我们感受到视觉和听觉这两种一般计算机就可以给我们提供的感觉外,还可以给我们提 供触觉、味觉等一般计算机难以模拟出的感觉。 三、虚拟现实技术的应用领域 虚拟现实技术在很多领域内均有比较理想的应用,如教育与培训、娱乐与艺术、医学、军事、商业等领域,下面我们将就其中几个比较典型的应用领域展开叙述。 3.1教育与培训

虚拟现实技术特点及常用硬件

浅谈虚拟现实技术特点,组成和分类。常用的虚拟现实软件,硬件和优缺点。 一:虚拟现实技术特点: 多感知性(Multi-Sensory) 所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外,还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知,甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。由于相关技术,特别是传感技术的限制,目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。 浸没感(Immersion) 又称临场感,指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假,使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中,该环境中的一切看上去是真的,听上去是真的,动起来是真的,甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的,如同在现实世界中的感觉一样。 交互性(Interactivity) 指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度(包括实时性)。例如,用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体,这时手有握着东西的感觉,并可以感觉物体的重量,视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。 构想性(Imagination) 强调虚拟现实技术应具有广阔的可想像空间,可拓宽人类认知范围,不仅可再现真实存在的环境,也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。由于浸没感、交互性和构想性三个特性的英文单词的第一个字母均为I,所以这三个特性又通常被统称为3I特性。一般来说,一个完整的虚拟现实系统由虚拟环境、以高性能计算机为核心的虚拟环境处理器、以头盔显示器为核心的视觉系统、以语音识别、声音合成与声音定位为核心的听觉系统、以方位跟踪器、数据手套和数据衣为主体的身体方位姿态跟踪设备,以及味觉、嗅觉、触觉与力觉反馈系统等功能单元构成。 二:虚拟现实技术组成和分类: 1、虚拟现实技术组成: 1、效果发生器。效果发生器是完成人与虚拟环境交互的硬件接口装置,包括人们产生现实沉浸感受到的各类输出装置,例如头盔显示器、立体声耳机;还包括能测定视线方向和手指动作的输入装置,例如头部方位探测器和数据手套等 2、实景仿真器。实景仿真器是虚拟现实系统的核心部分,它实际上是计算机软硬件系统,包括的软件开发工具及配套硬件组成,其任务是接受和发送效果发生器产生或接收的信号。 3、应用系统。应用系统是面向不同虚拟过程的软件部分,它描述虚拟的具体内容,包括仿真动态逻辑、结构,以及仿真对象及之间和仿真对象与用户之间交互关系。 4、几何构造系统。它提供描述仿真对象物理属性,例如形状、外观、颜色、位置等信息,应用系统在生成虚拟世界时,需要这些信息。

国内外虚拟现实技术发展现状和发展趋势的技术报告

国内外虚拟现实技术发展现状和发展趋势的技术报告 一. 国内外虚拟现实几种主流技术的介绍 VRML技术 虚拟现实技术与多媒体、网络技术并称为三大前景最好的计算机技术。自1962年,美国青年(Morton Heilig),发明了实感全景仿真机开始。虚拟现实技术越来越受到大众的关注。以三个I,即Immersion沉浸感,Interaction交互性,Imagination思维构想性,作为虚拟现实技术最本质的特点,并融合了其它先进技术。在国际互联网发展迅猛的今天,具有广泛的应用前景。重大的发展过程如下: VRML开始于20世纪90年代初期。1994年3月在日内瓦召开的第一届WWW大会上,首次正式提出了VRML这个名字。1994年10月在芝加哥召开的第二届WWW大会上公布了规范的VRML1.0标准。VRML1.0可以创建静态的3D景物,但没有声音和动画,你可以在它们之间移动,但不允许用户使用交互功能来浏览三维世界。它只有一个可以探索的静态世界。 1996年8月在新奥尔良召开的优秀3D图形技术会议-Siggraph'96上公布通过了规范的VRML2.0标准。它在 VRML1.0的基础上进行了很大的补充和完善。它是以SGI公司的动态境界Moving Worlds提案为基础的。比 VRML1.0增加了近 30个节点,增强了静态世界,使3D场景更加逼真,并增加了交互性、动画功能、编程功能、原形定义功能。 1997年12月VRML作为国际标准正式发布,1998年1月正式获得国际标准化组织ISO批准(国际标准号ISO/IEC14772-1:1997)。简称VRML97。VRML97只是在VRML2.0基础进行上进行了少量的修正。但它这意味着VRML已经成为虚拟现实行业的国际标准。 1999年底,VRML的又一种编码方案X3D草案发布。X3D整合正在发展的XML、JAVA、流技术等先进技术,包括了更强大、更高效的3D计算能力、渲染质量和传输速度。以及对数据流强有力的控制,多种多样的交互形式。 2000年6月世界web3D协会发布了VRML2000国际标准(草案),2000年9月又发布了VRML2000国际标准(草案修订版)。预计将在2002年,正式发表X3D标准。及相关3D浏览器。由此,虚拟现实技术进入了一个崭新的发展时代。 Wed3D协会其组织包括各种97家会员公司。主要公司如下: Sun、Sony、Hp、Oracle 、Philips 、3Dlabs 、ATI 、3Dfx 、Autodesk /Discreet、ELSA、Division、MultiGen、Elsa、NASA、Nvidia、France Telecom等等。 其中以Blaxxun和ParallelGraphics公司为代表,它们都有各自的VR浏览器插件。并各自开发基于VRML标准的扩展节点功能。使3D的效果,交互性能更加完美。支持MPEG,Mov、Avi等视频文件, Rm等流媒体文件,Wav、Midi、Mp3、Aiff等多种音频文件,Flash动画文件,多种材质效果,支持Nurbs曲线,粒子效果,雾化效果。支持多人的交互环境,VR眼镜等硬件设备。在娱乐、电子商务等领域都有成功的应用。并各自为适应X3D的发展,以X3D为核心,有Blaxxun3D 等相关产品。在虚拟场景,尤其是大场景的应用方面,以VRML标准为核心的技术具有独特的优势。相关网址如下:https://www.360docs.net/doc/2b12601349.html, , https://www.360docs.net/doc/2b12601349.html,

相关文档
最新文档