虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)技術(shù)范文

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)，稱之為虛擬設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)手段沒辦法達(dá)到現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)的完整程度，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用到產(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)中，這樣可填補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)手段的不足。從其虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)本身來說，虛擬設(shè)計(jì)是將將要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品從設(shè)計(jì)概念到最終的投入市場(chǎng)使用的全過程在計(jì)算機(jī)上創(chuàng)造的虛擬環(huán)境中假象地實(shí)現(xiàn)。主要目標(biāo)不僅是對(duì)未來產(chǎn)品的外在形態(tài)和生產(chǎn)程序進(jìn)行模擬開發(fā)和可視化視頻，而且對(duì)產(chǎn)品的使用、技術(shù)、功能和指標(biāo)以及在產(chǎn)品未來實(shí)現(xiàn)的各個(gè)階段中的實(shí)施方法進(jìn)行評(píng)價(jià)、測(cè)量和完善。

1.1虛擬技術(shù)的特征符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)的教學(xué)特點(diǎn)

交互性、沉浸性、構(gòu)想性是虛擬技術(shù)的主要特征。交互性，是虛擬技術(shù)的共同特性。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計(jì)的概念產(chǎn)品是一個(gè)數(shù)字化的虛擬產(chǎn)品，它具有真實(shí)產(chǎn)品所具有的特征。通過對(duì)產(chǎn)品實(shí)時(shí)的模仿真是存在的特性，設(shè)計(jì)師就可以像使用現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品一樣使用虛擬設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，不必受到現(xiàn)實(shí)情況和儀器設(shè)備的各種束縛，通過虛擬設(shè)備設(shè)計(jì)無拘束的在虛擬空間發(fā)展、完成自己的創(chuàng)造性能力和想象性能力。沉浸性，是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)區(qū)別于其他應(yīng)用性技術(shù)領(lǐng)域和教育范圍的最重要也是最明顯的特征之一。應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)節(jié)約了傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中需要制造的模型產(chǎn)品所需的材料物資，時(shí)間也盡可能的縮短。而且在計(jì)算機(jī)技術(shù)軟件中對(duì)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品修改、分析、測(cè)量等過程中比以往教學(xué)設(shè)計(jì)方法中反復(fù)修改繪圖及重新制造產(chǎn)品的外觀模型的方法要快捷省力很多。因此從虛擬現(xiàn)實(shí)中學(xué)習(xí)的的設(shè)計(jì)知識(shí)和實(shí)踐能力是以往的學(xué)習(xí)方法所不能比擬的。構(gòu)想性，是從概念的認(rèn)知到最終的知識(shí)完全掌握的一個(gè)循序漸進(jìn)的過程。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供了減小產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)過程，充分利用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)功能對(duì)產(chǎn)品色彩、造型、材料的完善，并模擬一個(gè)假設(shè)的使用情景和使用環(huán)境，將設(shè)計(jì)產(chǎn)品放置于其中進(jìn)行分析、檢測(cè)、總結(jié)、歸納。這種情景式的教學(xué)設(shè)計(jì)方式能夠產(chǎn)生高水平的思維能力，使學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)縮短時(shí)間，提高學(xué)習(xí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率。

1.2虛擬技術(shù)的特征符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)需要

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)上的應(yīng)用開創(chuàng)了“虛擬教學(xué)”模式。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)的創(chuàng)造性和實(shí)踐性為學(xué)生提供了一個(gè)自主、交互和直觀的學(xué)習(xí)環(huán)境,為教學(xué)的創(chuàng)新提供了新的平臺(tái)和可能性,豐富了教學(xué)的實(shí)踐形式和多樣性。從而培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散思維、形象思維、直覺思維。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)必將具有更加廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。隨著VR、Java3D、3DStudioMAX等計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)教育領(lǐng)域的應(yīng)用,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一個(gè)全新的教學(xué)手段方式,將會(huì)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)過程中廣泛應(yīng)用并發(fā)揮非常重要的作用。其自身強(qiáng)大的教學(xué)優(yōu)勢(shì)和潛力必將更好地服務(wù)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)當(dāng)中。

1.3虛擬技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)模式的改變

教學(xué)改革的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)教學(xué)現(xiàn)代化，提高教學(xué)效益和質(zhì)量，全面提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)課程中虛擬技術(shù)的應(yīng)用起到了實(shí)現(xiàn)教學(xué)方式現(xiàn)代化的手段之一。教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)代化、教學(xué)手段的現(xiàn)代化、教學(xué)觀念的現(xiàn)代化、教學(xué)組織的現(xiàn)代化是教學(xué)現(xiàn)代化核心內(nèi)容。虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)有利于創(chuàng)造性創(chuàng)造這樣的環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逼真的虛擬設(shè)計(jì)環(huán)境為學(xué)生提供了很好的人機(jī)交換的過程，產(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)本身就是一個(gè)全面、整合、多學(xué)科知識(shí)交叉的專業(yè)課程，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)針對(duì)這些問題提供了文本、圖像、圖形、音頻、視頻、和動(dòng)畫等多媒體的教學(xué)模式，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)改革實(shí)現(xiàn)的重要手段之一。在這種全新的環(huán)境中極大地促進(jìn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)觀念和學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，同時(shí)也對(duì)教師教學(xué)方法的多樣性提供了幫助。

2虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)在教學(xué)應(yīng)用中存在的問題

2.1計(jì)算機(jī)軟件對(duì)虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)支持情況

虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)主要是應(yīng)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)帶來全新的改變，彌補(bǔ)了教學(xué)中的不足。這就不得不面臨計(jì)算機(jī)軟件本身的技術(shù)、研發(fā)、應(yīng)用等問題。圖形生成技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)的重要瓶頸。圖形生成的速度取決于設(shè)計(jì)軟件的運(yùn)算能力，除此之外還要求計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)人員在開發(fā)、研發(fā)、材料、運(yùn)算方法等方面都要有較高的水平。等等這些都制約著虛擬技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)教學(xué)中的應(yīng)用。

2.2學(xué)生使用計(jì)算機(jī)軟件自控能力和熟練程度

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)本身是一項(xiàng)走在時(shí)代科技前列的科學(xué)技術(shù)，吸收和應(yīng)用的普及化難度較高，從而影響到虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用。同時(shí)鑒于教師本身的素質(zhì),使用這些教育軟件也存在困難。在學(xué)生的角度來看，由于自身在這種虛擬環(huán)境中的學(xué)習(xí),沒有了傳統(tǒng)的教學(xué)方法，他們的學(xué)習(xí)方式需要改變。現(xiàn)在很多學(xué)生自制能力較差、學(xué)習(xí)依賴性較大，對(duì)教學(xué)中教師的主導(dǎo)作用依賴比較高，而且每個(gè)學(xué)習(xí)個(gè)體對(duì)計(jì)算機(jī)知識(shí)的了解情況不同，對(duì)軟件的操作能力水平也不相同等等，這些都造成了部分學(xué)生跟不上教師講解的問題。

2.3教學(xué)過程中不應(yīng)該完全依賴虛擬技術(shù)

產(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)過程中虛擬技術(shù)的應(yīng)用本身只是教學(xué)手段的一種擴(kuò)展。產(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)方式應(yīng)采用多種手段的教學(xué)方式。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)模式在教育觀念、教學(xué)方式、教師的素質(zhì)、教學(xué)手段等都有著較大的差異。產(chǎn)品設(shè)計(jì)本身是多學(xué)科相互交叉、相互融合的一種設(shè)計(jì)方法。怎樣才能更好的在產(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)中應(yīng)用多種教學(xué)方式、教學(xué)手段，擴(kuò)大學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，引用不同的教學(xué)技術(shù)等，都是我們?cè)诮虒W(xué)中應(yīng)該注意的問題。所以雖然虛擬技術(shù)是能夠?qū)Ξa(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)創(chuàng)新模式提供一定的幫助，但是不能把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)手段看成是萬能的教學(xué)方法。還應(yīng)該從產(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)本身的特點(diǎn)、要求、實(shí)現(xiàn)方法等方面，找出可以適合不同教學(xué)重點(diǎn)、適合不同學(xué)生、適合不同的地域文化、適合不同的教學(xué)技術(shù)的教學(xué)方法。

3如何促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)更好的服務(wù)

3.1加大虛擬技術(shù)的技術(shù)更新

現(xiàn)在大多數(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)軟件普遍存在語言專業(yè)性較強(qiáng)、通用性較差、易用性較差等問題。同時(shí)，軟件的開發(fā)費(fèi)用支出十分巨大，這都是因?yàn)橛布O(shè)備的局限性，而軟件所能實(shí)現(xiàn)的效果受到空間和時(shí)間的影響較大。很多的設(shè)計(jì)軟件開發(fā)不成熟，同時(shí)也缺少高性能、高速度、高配置的計(jì)算機(jī)來處理相關(guān)的圖像、圖片、計(jì)算等。這些都制約著虛擬技術(shù)的在教學(xué)中的應(yīng)用水平和教學(xué)效果。所以加大虛擬技術(shù)的技術(shù)更新?lián)Q代，提高計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力，開發(fā)適合在產(chǎn)品設(shè)計(jì)教學(xué)中應(yīng)用的軟件是非常重要的。

3.2加強(qiáng)對(duì)虛擬技術(shù)教學(xué)教師的培訓(xùn)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，是教師有了更多的有效的教學(xué)方法。但是教師要想利用好這種新的教學(xué)手段，尤其是產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)課程中所涉及到的相關(guān)計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件多是一些在行業(yè)中比較領(lǐng)先的技術(shù)，這就對(duì)教師提出了挑戰(zhàn)。教師要想繼續(xù)的在教學(xué)中發(fā)揮主導(dǎo)作用就必須提高自己的綜合素質(zhì)，學(xué)習(xí)、掌握、應(yīng)用新的技術(shù)知識(shí)，要想做到這些就要求教師利用更多的時(shí)間去學(xué)習(xí)新的科學(xué)知識(shí)、相關(guān)技術(shù)知識(shí)和相應(yīng)計(jì)算機(jī)軟件，積極地進(jìn)行教學(xué)研究，以適應(yīng)現(xiàn)代化產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程的教學(xué)需要。教育機(jī)構(gòu)在購置或者開發(fā)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教育軟件后，還應(yīng)該加大對(duì)使用者的技術(shù)能力培訓(xùn)，這樣他們能正確、獨(dú)立、完整地操作這些設(shè)計(jì)軟件，并且要向開發(fā)者尋求幫助，得以對(duì)軟件使用過程中出現(xiàn)的新的需求和問題得到有效的解決。對(duì)設(shè)計(jì)軟件在使用時(shí)產(chǎn)生的效果還應(yīng)建立長期有效的評(píng)價(jià)機(jī)制?，F(xiàn)代我國的工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)教師在教學(xué)手段和教學(xué)能力上還有待遇提高。由于虛擬技術(shù)本身產(chǎn)生的時(shí)間較短，在有些關(guān)鍵技術(shù)又是以信息技術(shù)為技術(shù)創(chuàng)新，對(duì)于有些教師來說掌握和學(xué)習(xí)起來比較吃力。如何使這些老師能更好、更快的適應(yīng)新的教學(xué)技術(shù)、教學(xué)手段，這就需要社會(huì)和學(xué)校應(yīng)該加大這方面的教育投入。從而使虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)在產(chǎn)品教學(xué)中的應(yīng)用更廣泛、更適合、更靈活的應(yīng)用到教學(xué)中來。

3.3完善虛擬技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一項(xiàng)投資大、見效慢、高難度的科學(xué)領(lǐng)域。和一些發(fā)達(dá)國家相比，我國的虛擬技術(shù)研究起步較晚，技術(shù)上有一定的差距。但是這些引起了我國政府相關(guān)部門的高度重視，根據(jù)我國國情及時(shí)的制定出了開展虛擬技術(shù)的研究計(jì)劃。于我國的上世紀(jì)90年代在國家“九五”規(guī)劃、“十五”規(guī)劃、863計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金會(huì)、國防科工委等部門的重視下，把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)列入了重點(diǎn)資助范圍。這些都對(duì)我國的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)未來發(fā)展起到關(guān)鍵作用。在國內(nèi)其他民營企業(yè)及組織對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究中，產(chǎn)生了一大批的技術(shù)網(wǎng)站，為國內(nèi)眾多的虛擬現(xiàn)實(shí)愛好者創(chuàng)建了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。同時(shí)也提供有益的虛擬現(xiàn)實(shí)引導(dǎo)，他們?cè)诜e極推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)本土化、大眾化、普遍化的同時(shí)，也在建筑仿真、房地產(chǎn)交互、教育虛擬技術(shù)教學(xué)的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)方面取得了良好的效果。使虛擬現(xiàn)實(shí)在商業(yè)應(yīng)用、教學(xué)應(yīng)用、科學(xué)應(yīng)用、工業(yè)應(yīng)用等方面得到了廣泛的應(yīng)用。這些技術(shù)不斷的成熟，同時(shí)也為虛擬技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用帶來發(fā)展的空間。所以說虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)業(yè)的提升對(duì)教學(xué)使用虛擬技術(shù)的成果起到至關(guān)重要的作用。

4結(jié)語

第2篇：虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室；3ds Max；VRML

Based on Virtual Reality Technology of The Construction of the Network Virtual Chemical Laboratory Design

YAN Xiao-li ZHENG Yan-bin YAO Fei SU Jing-xia

【Abstract】This article first introduces the network based on virtual reality technology， virtual chemical laboratory of architecture， and then introduces the combination of 3ds Max software and VRML language implementation of virtual test scenarios interaction function and the method of animation effects theory， lays the foundation for the construction of network virtual laboratory.

【Key words】Virtual reality technology； Network virtual laboratory； 3ds Max； VRML

0 引言

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域已經(jīng)深入到軍事、醫(yī)學(xué)、教育等各個(gè)領(lǐng)域。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室相比高效、開放、靈活、用戶自定義等優(yōu)點(diǎn)決定了它在遠(yuǎn)程教育中的良好應(yīng)用前景，必將成為教學(xué)活動(dòng)的重要環(huán)節(jié)。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，VR）是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心生成的一個(gè)三維空間的虛擬世界，借用專用設(shè)備為用戶提供關(guān)于視覺、聽覺、觸覺的感官的模擬，并通過鍵盤鼠標(biāo)等操作實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，使用戶有身臨其境之感。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的突出特征為“3I”，即 Immersion（沉浸性）、Imagination（想象性）、Interactive（交互性）[1]。根據(jù)用戶參與VR的形式以及沉浸的程度，本文用的是桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。

1989年，美國弗吉尼亞大學(xué)（University Of Vinginia）威廉?沃爾夫（William Wulf）教授首次提出了虛擬實(shí)驗(yàn)室的概念：用來描述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境[2]。本文要建立虛擬實(shí)驗(yàn)室就是基于互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下完成的網(wǎng)絡(luò)虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室指的是在網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建一個(gè)可視化的三維環(huán)境，其中每個(gè)可視的三維模型代表一種實(shí)驗(yàn)對(duì)象，用戶通過對(duì)鼠標(biāo)和鍵盤的操作，可以模擬和仿真具體的試驗(yàn)對(duì)象、實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)過程，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)的模擬，實(shí)現(xiàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境下相一致的實(shí)驗(yàn)效果，達(dá)到同樣的教學(xué)目的和要求。

2 網(wǎng)絡(luò)虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)室體系結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)室體系結(jié)構(gòu)主要由兩部分構(gòu)成：服務(wù)器端（Server）和客戶端（Client），如圖1所示。其中客戶端的功能是客戶通過直觀的界面操作來實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。界面上有各種操作，都是基于模擬軟件，即虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)的。服務(wù)器端的主要功能則是及時(shí)響應(yīng)客戶端的請(qǐng)求。由于此軟件的訪問量較之商業(yè)網(wǎng)站的訪問量少很多，因此可以建立一個(gè)比較小的云平臺(tái)，當(dāng)客戶向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求時(shí)，就把請(qǐng)求轉(zhuǎn)入云端進(jìn)行集中處理。但是為了避免多個(gè)客戶對(duì)共享資源的互斥訪問，要采用并發(fā)處理機(jī)制，這樣才能及時(shí)的響應(yīng)客戶端的多用戶請(qǐng)求。

客戶端與服務(wù)器端的交互是通過一系列的協(xié)議和連接來實(shí)現(xiàn)的?？蛻糁鳈C(jī)上安裝有支持Java語言的瀏覽器，Web服務(wù)器為Java Application，啟動(dòng)后服務(wù)器便會(huì)在端口偵聽客戶端的請(qǐng)求。當(dāng)客戶端通過瀏覽器向Web服務(wù)器提出HTTP請(qǐng)求時(shí)，Web服務(wù)器就會(huì)通過HTTP協(xié)議把客戶所需要的文件資料傳送到瀏覽器上，此時(shí)客戶就可以在瀏覽器上閱讀了。在這一過程中，通信接口作為客戶端和服務(wù)器端的媒介，通過TCP/IP協(xié)議和數(shù)據(jù)庫接口進(jìn)行通信[3]。

3 實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景建模實(shí)現(xiàn)

虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的制作通常有如下三種途徑：第一是通過數(shù)碼相機(jī)或攝像機(jī)進(jìn)行實(shí)景拍攝，然后制成全景圖；第二是使用計(jì)算機(jī)編程的方法直接生成，常用的程序設(shè)計(jì)語言有VRML、OpenG、LX3D等；第三則是使用商品化的軟件制作虛擬的三維場(chǎng)景和動(dòng)畫，如用3ds Max、EON Studio等[4]。

為了使用戶最大程度上的“沉浸感”，要求虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景與真實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境高度一致。將虛擬實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景的建模分為兩大類：一是實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)環(huán)境，包括實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部環(huán)境以及實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)施；二是虛擬實(shí)驗(yàn)器材，包括實(shí)驗(yàn)器材以及實(shí)驗(yàn)藥品等。對(duì)于這些虛擬實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部構(gòu)造的實(shí)現(xiàn)不僅需要形似，更需要其在材質(zhì)、紋理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面都十分逼真。

圖1 網(wǎng)絡(luò)虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)室體系結(jié)構(gòu)

對(duì)于虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建模，比如天花板、窗戶等的建模可采用實(shí)景虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。實(shí)景虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)是對(duì)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的處理和再現(xiàn)，因而展現(xiàn)的是完全真實(shí)的場(chǎng)景。相比于利用3ds Max建模得到的效果，更能使用戶沉浸其中。

對(duì)于那些比較比較簡單的實(shí)驗(yàn)藥品和儀器，由3ds Max建模實(shí)現(xiàn)。3ds Max建模軟件包含了基本的幾何模型，這些幾何模型不僅在建模時(shí)可以直接使用，也可以將其作為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的模型的創(chuàng)建。對(duì)于實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備而言，建模時(shí)最重要的是要根據(jù)實(shí)際情況賦予不同的物品不同的材質(zhì)。賦材質(zhì)時(shí)可以使用VRML中的Appearance （外觀節(jié)點(diǎn)）反應(yīng)造型的屬性。如物體的材質(zhì)、表面顏色、透明度等。

實(shí)驗(yàn)室很多其它場(chǎng)景如燒杯，藥品架、投影儀等的建模都可以采用以上的原理實(shí)現(xiàn)。

4 交互功能以及動(dòng)畫場(chǎng)景的實(shí)現(xiàn)

VRML是一種用于建立真實(shí)世界的場(chǎng)景模型或人們虛構(gòu)的三維世界的場(chǎng)景建模語言，它在3ds Max創(chuàng)造出的三維場(chǎng)景，不僅可以插入多種多種VRML節(jié)點(diǎn)，同時(shí)也可以將其直接導(dǎo)出到VRML中，因此可以利用VRML的傳感器節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的交互功能以及動(dòng)畫效果。

4.1 交互功能實(shí)現(xiàn)

在虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，可通過VRML中的檢測(cè)、感知等節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)用戶和虛擬對(duì)象之間的交互。

根據(jù)用戶在場(chǎng)景中的動(dòng)作，將檢測(cè)器分為兩類：觸摸型的傳感器和感知型的傳感器。將動(dòng)作從廣義上分為兩類：一類是用戶的輸入設(shè)備對(duì)于對(duì)象的操作，一類是用戶和場(chǎng)景中的某對(duì)象接近的程度，對(duì)象進(jìn)而做出反應(yīng)。用戶在虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)中，將鼠標(biāo)作為主要的輸入設(shè)備，這時(shí)采用第一類檢測(cè)器檢測(cè)鼠標(biāo)單擊、指向和拖動(dòng)等動(dòng)作，從而對(duì)場(chǎng)景做出做出相應(yīng)的回應(yīng)。

以KMnO4制造O2實(shí)驗(yàn)為例，在實(shí)驗(yàn)過程中需要加熱，因此單擊鼠標(biāo)點(diǎn)燃酒精爐，此時(shí)觸摸型傳感器中的接觸檢測(cè)器節(jié)點(diǎn)（TouchSensor）可以很好地檢測(cè)鼠標(biāo)是否單擊了對(duì)象，從而做出反應(yīng)。在實(shí)驗(yàn)時(shí)難免會(huì)出現(xiàn)虛擬空間物體之間的碰撞，此時(shí)可以感知型傳感器中的碰撞傳感器節(jié)點(diǎn)（Collision）可以用來檢測(cè)何時(shí)用戶和虛擬空間中的造型發(fā)生碰撞并作出反應(yīng)，同時(shí)該節(jié)點(diǎn)中的ROUTE路由提交的事件可以啟動(dòng)一個(gè)聲音節(jié)點(diǎn)，使實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景更加真實(shí)。

對(duì)于一些復(fù)雜的計(jì)算、智能推理能力等，可以利用VRML的Script節(jié)點(diǎn)。Script節(jié)點(diǎn)包含一個(gè)程序腳本，可以定義和改變場(chǎng)景中對(duì)象的行為和外觀。在Script初始化時(shí)（即事件被檢測(cè)到時(shí)）調(diào)用程序腳本將事件和節(jié)點(diǎn)從VRML傳遞到Java程序中，同時(shí)將命令從Java程序傳遞到VRML中[5]。比如在實(shí)驗(yàn)過程中處理自由落體及反彈就可以利用此節(jié)點(diǎn)。

4.2 動(dòng)畫場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)

對(duì)于VRML場(chǎng)景來說，交互功能僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)場(chǎng)景的控制，為了達(dá)到虛擬現(xiàn)實(shí)的目的，還需要制造動(dòng)畫的效果。在VRML中實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫實(shí)際上就是借助于時(shí)間檢測(cè)傳感器節(jié)點(diǎn)確定發(fā)生變化的時(shí)間，借助于描述場(chǎng)景中造型的狀態(tài)，利用外觀變化的內(nèi)插節(jié)點(diǎn)來控制他們的外觀和狀態(tài)隨著時(shí)間的變化以產(chǎn)生動(dòng)畫的效果。

VRML設(shè)計(jì)了許多插補(bǔ)器節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同的狀態(tài)變化，利用插補(bǔ)的方法構(gòu)建場(chǎng)景中的動(dòng)畫效果，如實(shí)現(xiàn)造型位置變化的位置插補(bǔ)器（PositionInterpolator）、實(shí)現(xiàn)方位變化的朝向插補(bǔ)器（OrientationInterpolator）、實(shí)現(xiàn)顏色變化的顏色插補(bǔ)器（Colour Interpolator）以及坐標(biāo)插補(bǔ)器（CoordinateInterpolator）等[6]。

仍然以KMnO4制造O2為例說明，在此實(shí)驗(yàn)中涉及到的有藥品顏色的變化、O2的增加等動(dòng)態(tài)變化。這時(shí)可以采用時(shí)間傳感器和顏色插補(bǔ)器（Colour Interpolator）描述實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)后KMnO4變?yōu)镸nO2時(shí)的顏色變化（紫色變?yōu)楹谏挥梦恢貌逖a(bǔ)器（PositionInterpolator）和時(shí)間傳感器來描述O2由少變多時(shí)的動(dòng)態(tài)效果。

5 結(jié)束語

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室不僅彌補(bǔ)傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，同時(shí)為教師提供了一個(gè)良好的教學(xué)環(huán)境、為學(xué)生提供了一個(gè)學(xué)習(xí)化學(xué)的平臺(tái)，同時(shí)為其它實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革與發(fā)展提供了技術(shù)支持，對(duì)于推動(dòng)教學(xué)體制的改革有及其深遠(yuǎn)的意義。

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作者簡介：閆曉麗（1993―），女，河南平頂山人，本科，研究方向?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù) 。

鄭延斌（196年―），男，河南新鄉(xiāng)人，博士，教授，主要研方向?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)、人工智能。

第3篇：虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)技術(shù)范文

一種新興技術(shù)正改變著人們工作生活的各個(gè)方面，它就是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)如今已經(jīng)在很多個(gè)領(lǐng)域得到了非常廣泛的運(yùn)用。作為一種獨(dú)特技術(shù)手段存在的虛擬現(xiàn)實(shí)，在展示空間設(shè)計(jì)中很有效地解決了一個(gè)重要的問題，這個(gè)問題就是實(shí)體建立和抽象思維之間的聯(lián)系。

關(guān)鍵詞：

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；展示空間設(shè)計(jì)；教學(xué)設(shè)計(jì)

伴隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人類已經(jīng)跨入數(shù)字時(shí)代。虛擬現(xiàn)實(shí)作為一種新興技術(shù)，在很多領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用。而在展示空間設(shè)計(jì)領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實(shí)已經(jīng)作為一種非常重要的技術(shù)手段，滲入整個(gè)行業(yè)。其可以有效地解決抽象思維與展示空間設(shè)計(jì)實(shí)體間的聯(lián)系問題。讓人身臨其境的感受、體會(huì)展示空間落成后的效果，讓觀者充分理解展示空間設(shè)計(jì)師的意圖，達(dá)到實(shí)效溝通。因此也大大受到展示空間設(shè)計(jì)師們的青睞，并在展示空間設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到了初步的應(yīng)用。

1展示空間設(shè)計(jì)教學(xué)的內(nèi)容和原則

展示空間設(shè)計(jì)是指展示空間在施工建造之前，設(shè)計(jì)者按照施工要求，把使用過程和施工過程中存在的問題或者可能發(fā)生的問題，做好全面的設(shè)計(jì)設(shè)想，擬定好解決這些問題的方案，用圖紙表現(xiàn)出來。而展示設(shè)計(jì)教學(xué)則是將該設(shè)計(jì)過程放入課堂教學(xué)中，使學(xué)生明白如何實(shí)現(xiàn)展示空間設(shè)計(jì)的優(yōu)化過程。最終落成，充分滿足使用者的各種要求。下面就展示設(shè)計(jì)教學(xué)的基本原則、展示設(shè)計(jì)教學(xué)的基本內(nèi)容做一闡述。

1.1展示空間設(shè)計(jì)教學(xué)的基本原則

把抽象的問題形象化、具體化，從而讓學(xué)生更快速的理解教師的設(shè)計(jì)意圖、調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，使教學(xué)更有效，使學(xué)生更容易建構(gòu)新知識(shí)。

1.2展示空間設(shè)計(jì)教學(xué)的基本內(nèi)容

一個(gè)優(yōu)秀的展示空間設(shè)計(jì)作品要求滿足空間環(huán)境的構(gòu)造設(shè)計(jì)和展示空間空間環(huán)境的組合設(shè)計(jì)。要達(dá)到空間環(huán)境的構(gòu)造設(shè)計(jì)和組合設(shè)計(jì)，在展示空間設(shè)計(jì)教學(xué)中，我們更需要做到為學(xué)生創(chuàng)設(shè)有效的情境，讓學(xué)生有強(qiáng)烈的臨場(chǎng)感、沉浸感，從而讓學(xué)生在設(shè)計(jì)作品時(shí)不僅在功能、要求上創(chuàng)造良好的空間環(huán)境以滿足人們生產(chǎn)生活文化等各種活動(dòng)的需要，而且在內(nèi)外形勢(shì)上，創(chuàng)造良好的展示空間形象以滿足人們的審美要求，最終達(dá)到讓課堂教學(xué)更有效的目的。

2信息時(shí)代展示設(shè)計(jì)教學(xué)中存在的問題

展示空間設(shè)計(jì)教學(xué)是一門比較新興的學(xué)科，一直以來不斷發(fā)展和完善，在以往的展示空間設(shè)計(jì)教育中，教師大都是以尺子、圖板、鉛筆、工作模型等來展開的，教師通過手繪草圖、電腦繪圖（二維或三維)或向?qū)W生展示展示空間的模型，以向?qū)W生傳達(dá)基本的展示設(shè)計(jì)構(gòu)思。這種教學(xué)方法雖然快捷，但是過多依賴于二維圖形，對(duì)于二維形體的推敲就顯得捉襟見肘。

3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于展示空間設(shè)計(jì)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)非常有利于以學(xué)習(xí)者為虛擬學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)一個(gè)良好的環(huán)境。教學(xué)是一門藝術(shù)，它強(qiáng)調(diào)學(xué)生的獨(dú)特情感體驗(yàn)，要求教師在課堂上能夠引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主、積極的學(xué)習(xí)。可以這樣說，情境教學(xué)在課堂教學(xué)實(shí)施過程中起到非常重要的作用。用情境教學(xué)法也更便于引出新內(nèi)容，通過構(gòu)建展示空間情境，教師用語言描繪展示空間理論和設(shè)計(jì)理念的同時(shí)，師生能共同進(jìn)入角色，讓學(xué)生在不知不覺中進(jìn)入新知識(shí)的掌握和學(xué)習(xí)中。

4虛擬展示空間設(shè)計(jì)教學(xué)過程的組織

學(xué)生完成了以上的知識(shí)和技術(shù)儲(chǔ)備的基礎(chǔ)上，我們?nèi)绾蝸硪龑?dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)虛擬展示空間設(shè)計(jì)呢？從教學(xué)方式上，選擇的是任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式，有利于學(xué)生克服單向思維，學(xué)會(huì)多向思維，綜合運(yùn)用知識(shí)，不斷增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)分為以下四個(gè)步驟：第一步：展示計(jì)劃。在這一部分中，教師創(chuàng)建情景，演示整個(gè)展示空間設(shè)計(jì)的任務(wù)。教師通過創(chuàng)建虛擬展示空間設(shè)計(jì)作品的任務(wù)情景，在情景中理解展示空間設(shè)計(jì)的新問題，教師提出總體設(shè)計(jì)目標(biāo)，學(xué)生一邊體驗(yàn)虛擬情景，一邊提取自己知識(shí)結(jié)構(gòu)中的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，嘗試用已有的知識(shí)解決教學(xué)情境中的問題。從而激發(fā)學(xué)生的探究欲和求知欲。第二步：分析計(jì)劃。在第一個(gè)步驟中，教師演示的展示空間設(shè)計(jì)總?cè)蝿?wù)一般較繁雜、信息量也較多，學(xué)生不能立刻理解并設(shè)計(jì)出合理方案。這時(shí)需要教師帶領(lǐng)學(xué)生共同分析教學(xué)任務(wù)書，并讓學(xué)生用自己已有的經(jīng)驗(yàn)將總設(shè)計(jì)任務(wù)分解成一個(gè)個(gè)小任務(wù)，并且這些小任務(wù)要環(huán)環(huán)相扣，滿足展示空間設(shè)計(jì)總?cè)蝿?wù)書的要求。第三階段：解決疑問。在這個(gè)步驟中，主要目的是讓教師引導(dǎo)學(xué)生，發(fā)揮自身本有的主觀能動(dòng)性，主動(dòng)探究問題，將上一步分解出來的小任務(wù)逐個(gè)完成。這時(shí)學(xué)生需要結(jié)合自己的初始能力，完成新知識(shí)的建構(gòu)，并建立各個(gè)小任務(wù)之間的相互聯(lián)系，然后再去驗(yàn)證，從中獲得完成總?cè)蝿?wù)所需的知識(shí)、能力。第四階段：效果反饋。學(xué)習(xí)的過程就是一個(gè)不斷反思、不斷提高的過程，在探究性學(xué)習(xí)獲得結(jié)果之后，學(xué)生應(yīng)該對(duì)自己的學(xué)習(xí)效果有一個(gè)比較客觀的評(píng)價(jià)。比如：我完成了什么內(nèi)容、完成的效果自己是否滿意、哪些地方還需進(jìn)一步改進(jìn)和提高、是否有更好的方法實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容等。通過反思，學(xué)生不斷地對(duì)設(shè)計(jì)作品作出調(diào)整和反饋，從而獲得新的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)、豐富經(jīng)驗(yàn)。

總之，在展示空間設(shè)計(jì)教學(xué)的過程中，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行展示空間設(shè)計(jì)，不能單單只建立在虛擬場(chǎng)景基礎(chǔ)上的模像直觀教學(xué)，而缺乏語言準(zhǔn)確性、生動(dòng)性、形象性的表述。如果那樣虛擬場(chǎng)景也僅僅起到一種陳列作用，學(xué)生難以獲得確切的感性認(rèn)知。因而，在展示空間設(shè)計(jì)教學(xué)過程中要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生素質(zhì)、教學(xué)環(huán)境等靈活運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建虛擬場(chǎng)景，同時(shí)輔以語言直觀教學(xué)，就會(huì)有更好的教學(xué)效果。

作者：張嬌 單位：吉林動(dòng)畫學(xué)院

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第4篇：虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)技術(shù)范文

前言

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以稱作靈境技術(shù)，具體就是結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、多傳感技術(shù)、圖形技術(shù)、仿真技術(shù)、以及智能技術(shù)等等方式，通過構(gòu)建三維虛擬模式，同時(shí)利用專門的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。也就是說，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種全新的信息技術(shù)，可以生成多維信息環(huán)境，對(duì)于環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)具有至關(guān)重要的意義，可以使環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)更加完善。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用特征

1.效率性

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用到環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中，可以極大程度的改變傳統(tǒng)的環(huán)境設(shè)計(jì)模式，突破了其中存在的各種復(fù)雜性問題，比如說摒棄沙盤或者模型的方式，有利于控制設(shè)計(jì)成本，節(jié)約了設(shè)計(jì)時(shí)間。通過高科技技術(shù)手段，能夠以多媒體模式、數(shù)字化模式真實(shí)形象的展示出虛擬設(shè)計(jì)的項(xiàng)目，而用戶只需要在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的平臺(tái)中，即可觀看模型效果，以此將網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)勢(shì)有效全面的發(fā)揮出來，更加充分的展示出作品的效果，以此實(shí)現(xiàn)宣傳目標(biāo)，促進(jìn)工作效率的提升。

2.交互性

通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以將環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)作品更加全面、更加形象的展示出來。在虛擬世界中，利用數(shù)字化技術(shù)，能夠?qū)φ故疚锏囊恍?shù)據(jù)信息進(jìn)行傳輸，同時(shí)可以接受信息、認(rèn)知信息、以及反饋信息等過程。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所創(chuàng)建的環(huán)境，更加向真實(shí)化方向發(fā)展，通過計(jì)算機(jī)所構(gòu)建的三維數(shù)字模型，內(nèi)嵌虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，能夠使用戶的各種感官感受有效激發(fā)出來，產(chǎn)生真實(shí)的交互感受。比如說，在虛擬空間中，用戶可以用手去獲取虛擬環(huán)境中的物品，同時(shí)還能夠真實(shí)的感受到物品的重量，并且可以讓被抓住的物體隨著是自身移動(dòng)。

3.藝術(shù)性

在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中，通過使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，需要具備較高性能的圖像處理工藝。比如說3D虛擬建模、Flash、全景圖片等方式，可以以高清的形式，展示出各種圖像，從而使設(shè)計(jì)作品更加具有藝術(shù)性和真實(shí)性。用戶在觀察圖像之后，可以對(duì)項(xiàng)目的整體結(jié)構(gòu)做到全方位了解，并且了解所使用的材料和工藝等等。所以說，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有更加良好的藝術(shù)性效果。

4.侵入性

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有侵入性，其可以讓用戶感覺到更加真實(shí)的環(huán)境效果，有些時(shí)候，還可以讓用戶感受到身臨其境的感覺。產(chǎn)生此種感受的主要因素，在于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的設(shè)計(jì)正是充分基于人的感官感受、以及心理特點(diǎn)出發(fā)，同時(shí)通過計(jì)算機(jī)技術(shù)，使圖形更加具有立體效果，從而使用戶置身于三維空間中。對(duì)于侵入性來講，在某種程度上來講，其可以理解為臨場(chǎng)性和存在性，關(guān)鍵是對(duì)用戶在虛擬環(huán)境中的真實(shí)感受程度進(jìn)行反映。用戶需要提前佩戴專門的頭盔和手套，才可以真實(shí)的感受到虛擬環(huán)境中的立體效果，同時(shí)在此種虛擬環(huán)境中，不會(huì)受到外界因素影響，能夠全身心的投入到虛擬世界中。假如用戶無法分辨出真假效果，也就是好比置身在真實(shí)的環(huán)境中，那么可以說是最為理想的侵入性效果。

5.多感知性

考慮到虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，均會(huì)配備齊全各種感官裝置，包括有視覺、聽覺以及觸覺。用戶不僅僅具有視覺感知，還可以形成聽覺感知、觸覺感知、以及力覺感知，特別情況下還會(huì)產(chǎn)生嗅覺感知以及味覺感知。所以說，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有非常良好的多感知性，可以讓用戶感受到身臨其境的感覺。就現(xiàn)階段的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來講，尚未實(shí)現(xiàn)所有感知功能，也就是無法達(dá)到最理想的虛擬技術(shù)狀態(tài)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1.應(yīng)用到環(huán)境藝術(shù)模型設(shè)計(jì)當(dāng)中

由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有交互性、多感知性、侵入性等等特征，通過上述種種特征，可以讓用戶進(jìn)入到交互式的、三維虛擬環(huán)境中，同時(shí)可以與虛擬環(huán)境進(jìn)行一些互動(dòng)溝通，用戶的各個(gè)感官受到刺激，會(huì)產(chǎn)生到身臨其境的感覺。在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)過程中，通過使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以說非常具有必要性，設(shè)計(jì)可以通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)系統(tǒng)處理，能夠虛擬系統(tǒng)中，展示出現(xiàn)實(shí)生活中的事物。通過此種設(shè)計(jì)過程，能夠讓設(shè)計(jì)人員更加真實(shí)、直觀的感受到，在實(shí)際生活中設(shè)計(jì)作品的相同感受，并且有利于設(shè)計(jì)人員更加全面、準(zhǔn)確的把握每一個(gè)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，以此構(gòu)建良好的環(huán)境藝術(shù)模型，確保自己的設(shè)計(jì)想法可以順利的轉(zhuǎn)換成設(shè)計(jì)成果。可以說，極大程度的增加了環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的感知性與直觀性。

2.更加便捷的對(duì)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)作品進(jìn)行完善

對(duì)于設(shè)計(jì)作品來講，需要反反復(fù)復(fù)的不斷修改，一直到完善，最終成為一個(gè)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)做你。在以往的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)過程中，在完成設(shè)計(jì)作品時(shí)，設(shè)計(jì)人員很難對(duì)作品做到全面直觀的感受，抽象性的概念影響作品的完整性。通過使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以有效解決此項(xiàng)問題。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以在最開始，將設(shè)計(jì)構(gòu)建成虛擬的現(xiàn)實(shí)模型，通過觀察模型，便于設(shè)計(jì)人員更加直觀的觀察每一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。在具體方案實(shí)施之前，利用模型，設(shè)計(jì)人員能夠全面的進(jìn)行觀察，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案中存在的一些不足之處，并且在此情況下，對(duì)方案反復(fù)修改完善，直到其符合設(shè)計(jì)要求。所以，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)一方面使完善環(huán)節(jié)得到簡化，另一方面還能夠使修改更加具有針對(duì)性。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中應(yīng)用效果

1.增強(qiáng)了環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的直觀性

在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)的發(fā)展過程中，逐漸經(jīng)歷了手繪圖紙、電腦效果圖和建筑動(dòng)畫三個(gè)過程。在此階段，可以看出人們都不斷追求高科技，新型的科學(xué)技術(shù)，從而獲取更加高層次的藝術(shù)品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)最佳的藝術(shù)表現(xiàn)效果。在如今的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中，通過使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在各種軟件和硬件的作用下，可以創(chuàng)建非常真實(shí)的虛擬環(huán)境，基于此種環(huán)境考慮，利用技術(shù)手段，將環(huán)境藝術(shù)作品轉(zhuǎn)換為此種環(huán)境，在創(chuàng)建的虛擬環(huán)境中，用戶能夠感受到類似真實(shí)的聽覺刺激、視覺刺激、觸覺刺激?？梢哉f虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?qū)h(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)作品中的細(xì)節(jié)全面表達(dá)出來，有利于吸引用戶注意，提升環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)作品的接受程度。

2.提高預(yù)算精準(zhǔn)度

環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)，需要將所設(shè)計(jì)內(nèi)容轉(zhuǎn)換成實(shí)踐應(yīng)用的項(xiàng)目。在以往的設(shè)計(jì)作品中，普遍存在預(yù)算精確性不理想的情況，對(duì)于工程建設(shè)的成本控制均產(chǎn)生一定影響。通過使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠有效解決此類問題，在虛擬模型中，可以全面了解項(xiàng)目所需要的材料預(yù)算等內(nèi)容，可以實(shí)現(xiàn)材料預(yù)算、結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)度提升，防止出現(xiàn)由于預(yù)算失誤而導(dǎo)致的各種問題。

3.增強(qiáng)了設(shè)計(jì)雙方的互動(dòng)性

在完成設(shè)計(jì)方案之后，在同客戶溝通階段，需要營造良好的雙方互動(dòng)性，對(duì)于匯報(bào)溝通具有重要幫助。通過運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，有利于提升雙方互動(dòng)性。利用此種技術(shù)，用戶能夠在設(shè)計(jì)作品中，感受到每一個(gè)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)和設(shè)計(jì)成果，全買呢了解每一個(gè)設(shè)計(jì)部位的演示狀況，并且可以了解不同設(shè)計(jì)方案之間的關(guān)聯(lián)性。對(duì)于存在的設(shè)計(jì)問題，雙方之間還可以展開協(xié)商探討。

總結(jié)

第5篇：虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；風(fēng)景園林；設(shè)計(jì)

前言

在風(fēng)景園林設(shè)計(jì)過程中，傳統(tǒng)的方式主要是設(shè)計(jì)人員通過平面規(guī)劃圖、以及方案效果圖進(jìn)行表達(dá)，效果難以做到令人滿意。而利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以多方位和多角度的、真實(shí)的進(jìn)行模擬，讓用戶能夠更加真實(shí)、直觀的進(jìn)行體驗(yàn)。所以說，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)于風(fēng)景園林設(shè)計(jì)的發(fā)展，具有重要意義。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在風(fēng)景園林設(shè)計(jì)應(yīng)用中的特點(diǎn)

1.1能夠全面展示風(fēng)景園林設(shè)計(jì)的空間

同以往的二維表達(dá)方式或者是其他表達(dá)方式不同的是，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅可以對(duì)單一的空間信息進(jìn)行傳遞，還可以進(jìn)行三維立體表達(dá)方式，針對(duì)設(shè)計(jì)中的每一個(gè)細(xì)節(jié)之處、以及整體把握，均能夠完整而又準(zhǔn)確的表達(dá)出，使園林設(shè)計(jì)的空間信息更加完善，風(fēng)景園林設(shè)計(jì)更加符合實(shí)際。1.2遠(yuǎn)程瀏覽，方便快捷利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，更加便于施工企業(yè)與設(shè)計(jì)人員之間的聯(lián)系。設(shè)計(jì)人員不需要再到施工企業(yè)遞送圖紙，立體化的設(shè)計(jì)，利用遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)便可以實(shí)現(xiàn)圖紙的瀏覽與討論，極大程度的節(jié)省了雙方的時(shí)間，對(duì)于提供工作效率具有重大幫助。

1.3輔助設(shè)計(jì)師臻于完美

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有非常強(qiáng)大的可操作性，在風(fēng)景園林設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員不管是在哪個(gè)設(shè)計(jì)階段，均可以進(jìn)入虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中進(jìn)行體驗(yàn)，對(duì)于自己設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行檢查和審視，比如說如果存在空間、尺寸以及用料等方面的問題，可以第一時(shí)間進(jìn)行修改。此外，通過在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中對(duì)自己設(shè)計(jì)的作品進(jìn)行檢查，有利于促進(jìn)設(shè)計(jì)人員能力的提升。

1.4大眾參與，輔助決策

一般情況下，風(fēng)景園林設(shè)計(jì)在實(shí)施階段，容易受到很多因素的限制，主要是由于風(fēng)景園林設(shè)計(jì)需要同周圍環(huán)境做到和諧共處。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以幫助人們更加詳細(xì)的了解風(fēng)景園林設(shè)計(jì)，從而可以提出更加具有針對(duì)性的意見，所以說虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有效銜接了意見決策和大眾參與。在人們可以整體認(rèn)識(shí)風(fēng)景園林設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，可以給與后期施工建設(shè)更多的理解和包容，從而使風(fēng)景園林設(shè)計(jì)更加具有人性化，實(shí)現(xiàn)雙贏。

二、風(fēng)景園林設(shè)計(jì)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1開始階段的可操作性分析

首先需要對(duì)設(shè)計(jì)條件進(jìn)行分析和確認(rèn)，并且需要設(shè)計(jì)人員親自到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境情況、地質(zhì)條件、氣候情況以及業(yè)主造價(jià)情況做到充分掌握。在收集數(shù)據(jù)信息、分析信息的過程中，對(duì)設(shè)計(jì)中可能發(fā)生的問題進(jìn)行陳列。其次，在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，錄入所收集到的數(shù)據(jù)信息，實(shí)施前期的模擬和探索，使設(shè)計(jì)人員能夠?qū)ㄔO(shè)場(chǎng)地做到整體了解。最后，在GIS技術(shù)的支持下，針對(duì)現(xiàn)實(shí)環(huán)境場(chǎng)所進(jìn)行真實(shí)模擬，對(duì)現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的樹木、河流以及道路等情況進(jìn)行分析，從而為設(shè)計(jì)概念的形成奠定良好的基礎(chǔ)。在此階段，充分發(fā)揮了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的模型建構(gòu)技術(shù)，從而能夠整體規(guī)劃、綜合分析現(xiàn)場(chǎng)情況。最后，對(duì)區(qū)域本身特性進(jìn)行考慮，采取Auto技術(shù)，進(jìn)行園林水景的平面圖設(shè)計(jì)，然后利用3DMAX技術(shù)，對(duì)彎曲起伏的地形著重考慮，以此構(gòu)建線形彎曲的水體模型。

2.2概念設(shè)計(jì)階段中的概念設(shè)計(jì)分析

利用現(xiàn)實(shí)虛擬技術(shù)構(gòu)建完模型之后，設(shè)計(jì)人員不再受到二維圖紙限制的影響。設(shè)計(jì)人員可以親身感受在所構(gòu)建的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，并且能夠全面整體的分析和研究具體狀況，以此獲取感官信息。在感官信息的不同刺激之下，有利于活躍設(shè)計(jì)人員的思維活動(dòng)，從而針對(duì)場(chǎng)地設(shè)計(jì)內(nèi)容不斷進(jìn)行調(diào)整和完善?？紤]到設(shè)計(jì)人員無法能夠在短時(shí)間形成穩(wěn)定的圖形信息，而利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以將不穩(wěn)定的信息輸入到該系統(tǒng)中，從而可以隨時(shí)的對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和修改，確保設(shè)計(jì)人員能夠第一時(shí)間將靈感體現(xiàn)在設(shè)計(jì)內(nèi)容上，使設(shè)計(jì)人員能夠?qū)Ω鞣N設(shè)計(jì)概念進(jìn)行挑選和深入。一些設(shè)計(jì)人員具有非常豐富的計(jì)算機(jī)三維造型經(jīng)驗(yàn)，通過采取虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，同時(shí)在計(jì)算機(jī)視覺體驗(yàn)的影響下，形成全新的設(shè)計(jì)思想，從而使設(shè)計(jì)出的圖形更加具有創(chuàng)新性。

2.3設(shè)計(jì)發(fā)展階段的主體構(gòu)思工作

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，設(shè)計(jì)人員能夠使所刻畫的場(chǎng)景更加具有真實(shí)感，實(shí)時(shí)成為三維圖像。場(chǎng)景中的各種造型和特征，也可以進(jìn)行調(diào)整，有利于激發(fā)設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)作靈感和感官想法。此外，考慮到風(fēng)景園林設(shè)計(jì)本身具有多維性和復(fù)雜性，所以需要設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)方案階段，除了需要對(duì)物體造型本身進(jìn)行考慮之外，還需要合理結(jié)合自然因素、社會(huì)因素、空間因素以及文化因素等等，以宏觀的角度設(shè)計(jì)風(fēng)景園林。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還具有交換功能，設(shè)計(jì)人員利用此項(xiàng)功能，能夠?qū)?chǎng)景進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，有利于獲取更加有效的交互平臺(tái)，能夠?qū)︼L(fēng)景園林中的要素模型做到及時(shí)調(diào)整和更換；在不斷的比較和審查過程中，確保設(shè)計(jì)方案更加具有科學(xué)性和可行性。比如說，在設(shè)計(jì)城市展覽館的過程中，建設(shè)位于城市體育館附近，并且同繁華路段緊密連接；展覽館的設(shè)計(jì)高度需要控制在20m以下。在設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)該區(qū)域內(nèi)的重要建筑物進(jìn)行模擬摘選，然后在虛構(gòu)場(chǎng)景中，放入已經(jīng)設(shè)計(jì)好的方案進(jìn)行模擬，再次，針對(duì)建設(shè)進(jìn)度，在虛擬場(chǎng)景中，再次放入兩種設(shè)計(jì)方案，實(shí)施模擬和調(diào)整。最后，在同一場(chǎng)景中比較不同的設(shè)計(jì)方案，經(jīng)過對(duì)比挑選出最為合適的方案實(shí)施建設(shè)。

三、總結(jié)

盡管我國虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展較晚，但是在幾年時(shí)間內(nèi)也取得了一些成效。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)和運(yùn)用，對(duì)于風(fēng)景園林設(shè)計(jì)工作提供了更多的便利，使設(shè)計(jì)方案更加合理，更加具有可行性。因此，為了確保虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)得到進(jìn)一步完善，還需要我國設(shè)計(jì)人員不斷努力，加強(qiáng)研究，促進(jìn)技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，以此保證風(fēng)景園林設(shè)計(jì)取得更加令人滿意的成效。

參考文獻(xiàn)

[1]蘇小惠.探討虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在風(fēng)景園林設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù),2014,(2):152-152.

第6篇：虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)技術(shù)范文

真正意義上的產(chǎn)品數(shù)字化樣機(jī)是將CAID、CAD、CAM三者聯(lián)系在一起。由于CAD/CAM作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的核心模塊，其數(shù)字化樣機(jī)研究已經(jīng)比較成熟。而作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的前期階段CAID環(huán)節(jié)，還存在著大量的CAID和CAD工作流程混淆、流程中斷等現(xiàn)實(shí)問題需要思考、解決?，F(xiàn)有典型的工業(yè)設(shè)計(jì)流程一般開始于創(chuàng)意，通常先用手繪草圖來表達(dá)設(shè)計(jì)概念，再通過三維造型渲染輸出靜態(tài)的效果圖來進(jìn)行設(shè)計(jì)方案評(píng)估。在二維圖紙很難充分交流設(shè)計(jì)思想的情況下，實(shí)物模型仍然是將設(shè)計(jì)思想物化的唯一途徑。因此，在概念設(shè)計(jì)完成后，可以用油泥或合成材料制作小比例的物理模型，用于對(duì)概念設(shè)計(jì)的評(píng)估。在完成對(duì)小比例的物理模型的評(píng)估和修改后，用三維掃描儀對(duì)油泥模型進(jìn)行掃描，并利用逆向工程軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后完成三維數(shù)據(jù)。隨著產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的深入，為了從外觀、功能、結(jié)構(gòu)等各方面最終確認(rèn)是否符合設(shè)計(jì)效果，需要建立多種相應(yīng)的物理樣機(jī)，有時(shí)還需要制作全尺寸的樣車模型用于評(píng)估和驗(yàn)證。當(dāng)通過評(píng)估和驗(yàn)證后發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷時(shí)，則又需要返回前一階段，對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，并再次通過物理樣機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證。在實(shí)際工作中，這樣一個(gè)過程可能會(huì)反復(fù)進(jìn)行，直至最終設(shè)計(jì)結(jié)束。

2VR技術(shù)對(duì)產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計(jì)的影響

典型的工業(yè)設(shè)計(jì)過程通常都是基于物理樣機(jī)，在設(shè)計(jì)和試制過程中難以避免地會(huì)陷入反復(fù)試錯(cuò)的設(shè)計(jì)循環(huán)之中，這就將直接導(dǎo)致人力、物力的浪費(fèi)和開發(fā)周期的延長。如果利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則可以減少設(shè)計(jì)過程中物理模型的數(shù)量，通過應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)階段實(shí)現(xiàn)可視化，可以對(duì)產(chǎn)品的造型、材料、人機(jī)工程、裝配、檢修過程、模擬仿真、加工工藝性能等進(jìn)行預(yù)測(cè)及交互式的評(píng)價(jià)和優(yōu)化。由于它靈活的特性，則可對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)修改和評(píng)估，使設(shè)計(jì)師、工程師、市場(chǎng)營銷人員、業(yè)主或其他參與者之間的交流更順暢，從而簡化設(shè)計(jì)流程，提高設(shè)計(jì)效率，給產(chǎn)品設(shè)計(jì)帶來全新的理念和方式。

2.1工業(yè)設(shè)計(jì)方案展示與評(píng)估

在傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師主要用平面的手繪圖或者不同角度的三維效果圖來表達(dá)設(shè)計(jì)思想、展示設(shè)計(jì)成果。而基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的工業(yè)設(shè)計(jì)則打破了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式，在沉浸式的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下，交互展示設(shè)計(jì)方案，更關(guān)注用戶的體驗(yàn)感，而非產(chǎn)品本身。在進(jìn)行設(shè)計(jì)評(píng)估時(shí)，在虛擬環(huán)境中利用專業(yè)設(shè)備（3D眼鏡、頭盔顯示器、交互式手柄、數(shù)據(jù)手套等）進(jìn)行交互，從而獲得逼真的體驗(yàn)感。全尺寸的車輛外觀、內(nèi)裝及司機(jī)室的三維立體影像能實(shí)時(shí)地顯示，甚至還可以邀請(qǐng)專家和業(yè)主一起參與到設(shè)計(jì)中來，通過手持控制終端激發(fā)預(yù)設(shè)的參數(shù)命令對(duì)車輛的造型、色彩、裝飾風(fēng)格等進(jìn)行直觀的選擇與搭配，親自體驗(yàn)產(chǎn)品的最終效果，并對(duì)模型提出修改意見，實(shí)時(shí)觀察設(shè)計(jì)和修改過程。

2.2人機(jī)工程分析

產(chǎn)品的舒適性、可操作性是評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)。以往，對(duì)于產(chǎn)品的人機(jī)工程分析往往是參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行，再結(jié)合物理樣機(jī)進(jìn)行評(píng)估。而在虛擬人機(jī)工程系統(tǒng)中，通過產(chǎn)品的三維數(shù)據(jù)和內(nèi)置的人體模型數(shù)據(jù)集成，可以實(shí)時(shí)進(jìn)行司乘人員的可視性、可達(dá)性、空間適應(yīng)性、特定姿態(tài)的舒適性分析等。同時(shí)也可針對(duì)人體動(dòng)作疲勞度的分析來校核并優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案中人機(jī)工效方面的不足，避免了設(shè)計(jì)方案在人機(jī)工效方面的“硬傷”。降低返工所帶來的時(shí)間上和成本上增加的風(fēng)險(xiǎn)，縮短設(shè)計(jì)周期，使交付評(píng)審的設(shè)計(jì)方案更為準(zhǔn)確，更具說服力，并給予設(shè)計(jì)方案理論以及數(shù)據(jù)方面的支撐，各種評(píng)估參數(shù)也可以輸出成分析報(bào)告，并可以根據(jù)模型的修改實(shí)時(shí)更新。

2.3虛擬裝配

在虛擬裝配系統(tǒng)中，工作人員可以在虛擬環(huán)境下通過專用設(shè)備（立體顯示系統(tǒng)、頭盔顯示器、跟蹤定位器、三維鼠標(biāo)、數(shù)據(jù)服、反饋數(shù)據(jù)手套）直觀地實(shí)現(xiàn)人與虛擬產(chǎn)品的交互操作，對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行裝配檢驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的虛擬裝配和調(diào)試，并檢查可能存在的干涉問題和其他不合理問題。

2.4虛擬試驗(yàn)及制造

車輛交付使用之前，都要進(jìn)行試驗(yàn)，傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)模式下，產(chǎn)品的各種性能實(shí)驗(yàn)是通過樣機(jī)和物理模型來實(shí)現(xiàn)的。隨著VR技術(shù)在軌道交通行業(yè)的應(yīng)用，物理試驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵阎鸩奖粩?shù)字模型代替，基于數(shù)字模型，不僅可以對(duì)車輛的造型、結(jié)構(gòu)關(guān)系等進(jìn)行驗(yàn)證和評(píng)價(jià)，還可以在虛擬場(chǎng)景中，結(jié)合分析軟件對(duì)數(shù)字樣機(jī)進(jìn)行分析計(jì)算，并實(shí)時(shí)將驗(yàn)證結(jié)果展現(xiàn)出來。設(shè)計(jì)人員即可及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，而不必等到列車在行駛試驗(yàn)進(jìn)程中出現(xiàn)問題時(shí)再進(jìn)行設(shè)計(jì)修改。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還能模擬產(chǎn)品的制造過程，即產(chǎn)品虛擬制造。就是利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、信息處理技術(shù)對(duì)產(chǎn)品制造活動(dòng)進(jìn)行仿真，它不消耗現(xiàn)實(shí)資源和能量，過程是虛擬過程，生產(chǎn)的產(chǎn)品也是虛擬產(chǎn)品。虛擬制造過程包括材料熱加工工藝模擬、加工過程仿真、板材成型模擬、模具制造仿真等。它是應(yīng)用軟件或虛擬數(shù)控技術(shù)對(duì)加工工藝及模具成型過程進(jìn)行仿真，按照設(shè)計(jì)精度等的要求，通過模擬加工，選擇最佳的刀具路徑和加工參數(shù)。通過產(chǎn)品的虛擬制造，對(duì)產(chǎn)品性能和可制造性進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)，可以在生產(chǎn)之前發(fā)現(xiàn)潛在的工藝問題，進(jìn)而采取相應(yīng)的措施，從而縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造周期，降低產(chǎn)品的開發(fā)成本。

3基于VR技術(shù)的工業(yè)設(shè)計(jì)流程

相比現(xiàn)有的工業(yè)設(shè)計(jì)流程，引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)后，帶來的改善主要在以下三個(gè)方面：

1）在產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)階段，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)逼真的、交互式的設(shè)計(jì)界面，用戶可以直接繪制可視化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型。

2）在方案評(píng)估及驗(yàn)證時(shí)，虛擬數(shù)字樣機(jī)讓用戶可以交互、協(xié)同地評(píng)審、分析和測(cè)試產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型。

3）可以實(shí)現(xiàn)虛擬裝配與虛擬制造。VR技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了新產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)的一個(gè)巨大飛躍，三維交互的設(shè)計(jì)方式給設(shè)計(jì)師提供一個(gè)更直觀、更自由的工作環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以極大地彌補(bǔ)現(xiàn)有的CAD—RP產(chǎn)品開發(fā)流程的不足?；赩R技術(shù)的設(shè)計(jì)流程可以由現(xiàn)有的串行向并行的設(shè)計(jì)方式轉(zhuǎn)變。

4應(yīng)用VR技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1）增強(qiáng)工業(yè)設(shè)計(jì)手段：利用VR技術(shù)向產(chǎn)品開發(fā)決策者、市場(chǎng)營銷人員、工程師及客戶逼真地進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)方案展示，將未來產(chǎn)品三維立體真實(shí)地呈現(xiàn)出來，讓參與者身臨其境的在車內(nèi)外漫游，還能實(shí)時(shí)改變?cè)煨汀㈩伾?、材質(zhì)，滿足不同業(yè)主的個(gè)性化需求。

2）提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量：在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，利用VR技術(shù)模擬產(chǎn)品開發(fā)全過程，預(yù)測(cè)產(chǎn)品性能，產(chǎn)品的可制造性、可維護(hù)性和可拆卸性等，從而提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一次成功率。

3）降低樣車試制成本：利用VR技術(shù)的逼真展示、人機(jī)交互、虛擬裝配、事故模擬及虛擬實(shí)驗(yàn)等技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)評(píng)估，減少物理樣機(jī)的試制成本。利于有效組織生產(chǎn)制造，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低成本，提升設(shè)計(jì)質(zhì)量與生產(chǎn)效率。

4）利于售后檢修維護(hù)：利用VR技術(shù)真實(shí)展現(xiàn)設(shè)備的維修過程，制作虛擬樣機(jī)電子檢修維護(hù)手冊(cè)，包括維修性設(shè)計(jì)分析、維修性演示驗(yàn)證、維修過程核查、維修訓(xùn)練實(shí)施等，以一種新型的方式讓操作員工更直觀地學(xué)習(xí)了解針對(duì)具體裝配維修的檢測(cè)維修方式。

5結(jié)束語

第7篇：虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)技術(shù)范文

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的成本較低，學(xué)生利用這一技術(shù)，能夠隨時(shí)隨地的將建筑設(shè)計(jì)中的不同階段和過程投入到計(jì)算機(jī)當(dāng)中，生成虛擬場(chǎng)景，以便直接對(duì)建筑設(shè)計(jì)的過程進(jìn)行觀察和參與。同時(shí)，學(xué)生還可以利用這項(xiàng)技術(shù)將自己的想法付諸實(shí)踐，來進(jìn)行測(cè)試。這樣，能夠讓學(xué)生更加直觀的理解建筑設(shè)計(jì)方面的知識(shí)點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)，同時(shí)提高學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在中職院校建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中的運(yùn)用

(一)立體物體的展示

在教學(xué)過程當(dāng)中，為了能夠加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，經(jīng)常要用到實(shí)物展示。在進(jìn)行三維物體展示的時(shí)候，為了達(dá)到更好的效果，中職教師主要采取以下幾種方式:第一種是用投影儀展示圖片。這種方法的弊端是只能對(duì)物體的某些視角進(jìn)行展示，學(xué)生無法進(jìn)行全面、自主的觀察。第二種是實(shí)物展示。這種方法比較實(shí)用，但是其缺點(diǎn)也十分明顯。在課堂上學(xué)生所處的位置都不同，因而觀察實(shí)物的角度也不同，難免會(huì)產(chǎn)生不正確的理解。第三種是利用計(jì)算機(jī)的三維造型和動(dòng)畫制作軟件，建立一個(gè)與事物相同的三維模型，然后通過旋轉(zhuǎn)展示其各個(gè)角度。這種方法相對(duì)更為理想，但是其最大的問題就是整個(gè)展示過程都是預(yù)先設(shè)定的動(dòng)畫過程，學(xué)生只能進(jìn)行暫停或繼續(xù)的操作，卻不能根據(jù)自己的需求改變視角。而通過對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用，教師可以建立與實(shí)物相同的三維物體，然后再利用3DSMAX建立模型，再通過VRML語言來建立虛擬境界。學(xué)生可以根據(jù)自己對(duì)知識(shí)的理解，對(duì)梁、柱、墻的數(shù)量、比例、排列方式、截面形式等各種因素進(jìn)行調(diào)整。這樣，就可以使枯燥的結(jié)構(gòu)體展示出豐富的表現(xiàn)力。這對(duì)中職院校建筑設(shè)計(jì)教學(xué)的效率和效果具有極大的幫助。

(二)立體空間的展示

立體空間，包括了在現(xiàn)實(shí)世界中真實(shí)存在，或者在歷史中曾經(jīng)存在的空間。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)，有時(shí)需要向?qū)W生展示這些空間。但是，由于條件上的限制，使得學(xué)生無法親自進(jìn)入這些空間當(dāng)中，通過教師的描述和學(xué)生的想象，在學(xué)生的頭腦中對(duì)立體空間進(jìn)行虛擬。而利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，不但能在學(xué)生腦中建立這些立體空間，還能夠讓學(xué)生看見、聽見這些立體空間，從而進(jìn)行切身的感受和體會(huì)。因此，相比于傳統(tǒng)的中職院校建筑設(shè)計(jì)教學(xué)來說，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠讓學(xué)生更加直觀、真實(shí)、深刻的對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行理解和掌握。在充分理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，也能夠提高學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，以及對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力。

(三)虛擬場(chǎng)景的構(gòu)造

虛擬場(chǎng)景指的是在現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中，可能出現(xiàn)或是曾經(jīng)出現(xiàn)過的一些具體場(chǎng)景。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠隨時(shí)隨地的將這些場(chǎng)景展示出來。在傳統(tǒng)的中職傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)教學(xué)當(dāng)中，教師只能通過語言的描述、圖片的展示、或者視頻的播放來創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景，而學(xué)生也只能被動(dòng)的接受，無法進(jìn)行直觀的理解。例如，在進(jìn)行圓明園的介紹與講解的時(shí)候，雖然教師對(duì)圓明園當(dāng)中包含的眾多中外建筑形式的介紹和講解，同時(shí)也向?qū)W生展示了大量的圖片和視頻，但學(xué)生仍然無法做到完全的認(rèn)識(shí)和理解。而運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)圓明園進(jìn)行模擬，就可以讓學(xué)生親自走進(jìn)圓明園，親身游覽，面對(duì)面的觀察圓明園當(dāng)中的亭臺(tái)樓閣。學(xué)生通過近距離觀察圓明園當(dāng)中的各種建筑形式，然后再與教科書當(dāng)中的內(nèi)容進(jìn)行對(duì)照，可以大大提高學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的認(rèn)知，從而提高教學(xué)效果。如果學(xué)校的條件允許，還可以利用沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，讓學(xué)生帶聲頭盔顯示器，使學(xué)生能夠在身臨其境中理解園林建造的理論知識(shí)，從而進(jìn)行更加深刻的體會(huì)和感受，就能夠取得更為理想的教學(xué)效果。

三、結(jié)論

第8篇：虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：展示設(shè)計(jì)；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；應(yīng)用

1 現(xiàn)代展示設(shè)計(jì)的發(fā)展

人類文明的歷史，也是一部展示設(shè)計(jì)的進(jìn)化史。伴隨著時(shí)代與技術(shù)的革新，展示設(shè)計(jì)由內(nèi)而外的不斷蛻變。作為現(xiàn)代科技成果與文化呈現(xiàn)的舞臺(tái)，展示設(shè)計(jì)有著重要的社會(huì)價(jià)值與意義，在歷史文化繼承方面它起到文化保護(hù)與傳承的功能。而各類博物館展覽館作為提升國民素質(zhì)的基地，它有著教育延伸的功能；商業(yè)展示空間則是人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)重要的組成部分，產(chǎn)品的交易、經(jīng)濟(jì)的流通皆為展示活動(dòng)的過程。

展示設(shè)計(jì)不僅是藝術(shù)文化創(chuàng)意活動(dòng)，也是科技成果的應(yīng)用展現(xiàn)。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代展示設(shè)計(jì)逐漸褪去平面靜態(tài)展示的“呆板形象”，融合新媒體技術(shù)，通過藝術(shù)的呈現(xiàn)方式，搖身成為眾人追捧的現(xiàn)代化高科技展示舞臺(tái)。近年來，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展讓當(dāng)代展示設(shè)計(jì)煥然一新，為觀展者提供了可互動(dòng)的沉浸式多感官體驗(yàn)形式，也為展示語言的豐富帶來了科技的貢獻(xiàn)。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality）簡稱“VR技術(shù)”，是一種建立于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真學(xué)、多媒體技術(shù)以及傳感技術(shù)基礎(chǔ)上的綜合性的信息技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)利用計(jì)算機(jī)模擬的三維環(huán)境對(duì)現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)環(huán)境進(jìn)行仿真，生成實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)三維立體的多感知虛擬環(huán)境，用戶通過傳感設(shè)備與虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行交互作用，相互影響。通過人體行為動(dòng)作控制瀏覽方向，并操縱場(chǎng)景中的對(duì)象進(jìn)行人機(jī)交互，滿足視覺、聽覺、觸覺甚至嗅覺與味覺的感知享受，從而產(chǎn)生身臨其境的體驗(yàn)。1957年，

電影攝影師Morton Heiling發(fā)明了名為Sensorama的體驗(yàn)裝置，并在5年后為這項(xiàng)技術(shù)申請(qǐng)了專利。觀眾通過Sensorama的三面顯示屏可以觀賞五個(gè)2分鐘的三維有，影片中帶有聲音、氣味以及迎面吹風(fēng)的感受。從20世紀(jì)簡易的3D顯示工具到近年來各種VR產(chǎn)品的出世，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正通過各種形式出現(xiàn)在人們的生活中。

2.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的主要特征簡稱“3I”，包括交互性（Interactivity）、沉浸感（Immersion）、構(gòu)想性（Imagination）。

（1）交互性，交互性特征，指的是參與者對(duì)于計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境中的物體能夠進(jìn)行操作行為，這種行為可反饋到機(jī)器中，因此具有交互性和實(shí)時(shí)性。例如，使用者通過手勢(shì)控制抓取了一件衣服，通過觸摸能夠控制衣服的移動(dòng)進(jìn)行觀察，而在這個(gè)過程中，人能感受到手里確實(shí)抓著衣服，而虛擬的衣服也會(huì)隨著手的移動(dòng)而移動(dòng)，雙向的信息接收，人與虛擬對(duì)象之間能夠進(jìn)行互動(dòng)。

（2）沉浸感。沉浸感，是指參與者進(jìn)入虛擬現(xiàn)實(shí)的環(huán)境中，能夠身臨其境地感受逼真的虛擬世界，通過視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等多感知的體驗(yàn)，行為與運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生與現(xiàn)實(shí)世界同樣的反饋活動(dòng)，最終用戶可以全身心地沉浸其中。

（3）構(gòu)想性。構(gòu)想性，指的是VR技術(shù)中如何發(fā)揮人類的創(chuàng)造力和想象力的訴求特征。參與者不只是被動(dòng)接受預(yù)設(shè)的信息，而是依靠人的主觀能動(dòng)性，依據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)變化對(duì)運(yùn)動(dòng)的未來進(jìn)行想象，進(jìn)而深化概念，產(chǎn)生新意和構(gòu)想，主動(dòng)地尋求探索信息，在虛擬空間中進(jìn)行想象與創(chuàng)造，參與虛擬活動(dòng)并進(jìn)行動(dòng)態(tài)生成，因此可以說，虛擬現(xiàn)實(shí)是啟發(fā)人創(chuàng)造性思維的活動(dòng)。

2.3 虛擬現(xiàn)實(shí)展示設(shè)計(jì)

展示設(shè)計(jì)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合是藝術(shù)與技術(shù)的融合，同樣也是人類智慧的表現(xiàn)。展示設(shè)計(jì)的體驗(yàn)需求可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)展示具有直觀性、交互性、真實(shí)性的特點(diǎn)。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，觀眾能夠全面地欣賞展品，完整的了解展品信息，并直接與展品進(jìn)行互動(dòng)體驗(yàn)，觀展的主動(dòng)權(quán)也將會(huì)交到觀眾手中。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在展示設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要包括以下三點(diǎn)：

（1）文物古跡與文化遺產(chǎn)保護(hù)開發(fā)中的應(yīng)用。在文物修復(fù)與古跡開發(fā)方面，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠在虛擬環(huán)境中進(jìn)行修復(fù)和開發(fā)活動(dòng)的預(yù)判，通過虛擬的實(shí)驗(yàn)得到及時(shí)反饋，最終總結(jié)出最佳方案。另外，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以為觀眾展示文物古跡的復(fù)原樣貌，深入其中進(jìn)行虛擬游覽。敦煌莫高窟壁畫如夢(mèng)如幻，虛擬莫高窟的展示可以讓觀眾聆聽千年前的古韻琴聲，欣賞飛天靈動(dòng)的舞蹈，近距離觀賞壁畫清晰的細(xì)節(jié)。虛擬展示為觀眾帶來真切體驗(yàn)的同時(shí)，也對(duì)文物古跡的保護(hù)作出了貢獻(xiàn)，緩解了旅游壓力，減少了游客不文明行為的發(fā)生，同時(shí)文物的數(shù)據(jù)信息通過現(xiàn)代化數(shù)字的方式能夠真正實(shí)現(xiàn)資源的共享與保存。

（2）展覽空間中的應(yīng)用。在展覽空間中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，主要用于虛擬展品體驗(yàn)與環(huán)境模擬交互體驗(yàn)。借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，展品的呈現(xiàn)不再局限于平面模式，三維立體化的虛擬展品可以滿足觀展者的體驗(yàn)需求，與圖片形式相比更加真實(shí)有趣，多感官的刺激更能讓觀眾印象深刻，達(dá)到展示設(shè)計(jì)的信息傳遞目的。與以第三者的角度參觀模型的方式相比，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)觀眾可以走進(jìn)三維模擬的環(huán)境中，以主角的形式了解展示內(nèi)容，豐富情感體驗(yàn)，加深記憶之旅。

（3）商業(yè)產(chǎn)品展示中的應(yīng)用。商業(yè)展示的主要目的就是刺激消費(fèi)，而虛擬產(chǎn)品直觀的展示，信息的直接獲取，良好的互動(dòng)體驗(yàn)，可以達(dá)到促進(jìn)消費(fèi)的作用。虛擬現(xiàn)實(shí)展示突破了二維平面的限制，解決了產(chǎn)品缺乏真實(shí)感的問題。奧迪公司利用Oculus Rift設(shè)備為顧客提供了虛擬購車體驗(yàn)。顧客能夠模擬坐在車內(nèi)的真實(shí)場(chǎng)景，控制方向盤進(jìn)行操作，細(xì)節(jié)的反饋也十分真實(shí)，顧客可以享受較為沉浸的體驗(yàn)，聽到汽車的關(guān)門聲以及車內(nèi)收聽收音機(jī)的效果。除了體驗(yàn)試駕外，顧客可以根據(jù)自己的喜好為虛擬空間里的奧迪車進(jìn)行個(gè)性化的配置，更改內(nèi)飾的顏色、皮革、車載娛樂系統(tǒng)的設(shè)置等。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用為無法及時(shí)試駕的顧客提供了有趣的駕駛體驗(yàn)，滿足了個(gè)性化定制的服務(wù)，促進(jìn)了消費(fèi)的成功。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)展示未來發(fā)展趨勢(shì)

科技發(fā)展與普及的過程十分相近，今天的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)看似離人們的生活有些遙遠(yuǎn)。有人質(zhì)疑虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)無法普及，將其歸咎于設(shè)備的限制?；仡櫄v史，1946年世界上第一臺(tái)電子數(shù)字式計(jì)算機(jī)投入運(yùn)行，它占地170平方米，重達(dá)30噸，運(yùn)算功能卻比不上今天的微型計(jì)算機(jī)，這樣一個(gè)開啟計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)新紀(jì)元的設(shè)備，那時(shí)的人們也無法想象今天筆記本電腦與平板電腦的使用與普及是如此的廣泛。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展在展示設(shè)計(jì)中得到了有效的應(yīng)用，未來虛擬現(xiàn)實(shí)展示會(huì)注重于更加自然的交互，虛擬環(huán)境呈現(xiàn)更加真實(shí)細(xì)膩，進(jìn)入模擬環(huán)境能夠?qū)崿F(xiàn)真實(shí)社會(huì)生活中交際、創(chuàng)造的功能。

4 結(jié)語

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)推進(jìn)了展示設(shè)計(jì)的進(jìn)步，而技術(shù)與藝術(shù)的發(fā)展總是相輔相成的，展示設(shè)計(jì)為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展提供了舞臺(tái)，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也為展示設(shè)計(jì)的呈現(xiàn)提供了嶄新的表演形式。未來逐漸普及的虛擬現(xiàn)實(shí)展示將會(huì)改變?nèi)藗兊纳?，提供更多便捷智慧的展示服?wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 任仲泉.展示設(shè)計(jì)[M].南京：江蘇美術(shù)出版社，2001.

[2] 閔媛媛.新媒體環(huán)境下展示設(shè)計(jì)研究與應(yīng)用[D].北京：北京印刷學(xué)院，2009.

第9篇：虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)技術(shù)范文

關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù)中心 虛擬技術(shù) 網(wǎng)絡(luò) 存儲(chǔ) 服務(wù)器

中圖分類號(hào)：R319；TP308 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1課題研究背景

隨著我國醫(yī)療衛(wèi)生信息化迅速發(fā)展，醫(yī)院為提高服務(wù)質(zhì)量和運(yùn)行效率，不斷加強(qiáng)業(yè)務(wù)支持系統(tǒng)的建設(shè)。這些應(yīng)用系統(tǒng)的建立總是要求數(shù)據(jù)中的IT基礎(chǔ)設(shè)施不斷擴(kuò)展，經(jīng)常需要增加服務(wù)器來支持新的應(yīng)用系統(tǒng)。而且，隨著醫(yī)療信息系統(tǒng)的逐步發(fā)展，各系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)量，以及系統(tǒng)之間的信息交互，都呈幾何級(jí)數(shù)的增長。這就使的數(shù)據(jù)中心在建設(shè)和發(fā)展過程中面臨不少的問題：

兼容性差：在現(xiàn)實(shí)中，機(jī)房不可能只買一個(gè)廠商的設(shè)備，隨著需求的不斷增長和變化，在不同階段需要購買不同廠商的設(shè)備。而不同的廠商之間的硬件兼容性問題，越來越突出。

管理和維護(hù)困難：快速增長的應(yīng)用使得數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器數(shù)量不斷上升，而服務(wù)器的廠商不同，購買的型號(hào)也不同，或者服務(wù)器的操作系統(tǒng)不同，使得系統(tǒng)管理員面對(duì)的環(huán)境越來越復(fù)雜，很難實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的自動(dòng)化管理。

運(yùn)行成本高：數(shù)據(jù)中心機(jī)房隨著業(yè)務(wù)和服務(wù)器數(shù)量的增加，其空間、機(jī)柜、設(shè)備、耗電量等隨之也增加，運(yùn)行成本迅速增加。

安全控制與數(shù)據(jù)備份困難：數(shù)據(jù)中心面對(duì)復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境，不同的硬件平臺(tái)與軟件系統(tǒng)的結(jié)合，給系統(tǒng)的備份和恢復(fù)帶來了困難。

2課題研究意義

大量的組織、單位、部門都建立有自己獨(dú)享的數(shù)據(jù)中心，運(yùn)行著自己的應(yīng)用系統(tǒng)，作為公共醫(yī)療服務(wù)體系最重要的組成部分――醫(yī)院，也不例外。最早進(jìn)行信息化而且發(fā)展成熟的金融行業(yè)由于行業(yè)的限制，也沒有實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心整體虛擬化的案列。如何在醫(yī)院的數(shù)據(jù)中心合理地使用各種虛擬技術(shù)，提高醫(yī)院在公共醫(yī)療服務(wù)、醫(yī)療科學(xué)研究、醫(yī)療學(xué)科教學(xué)方面的應(yīng)用水平和服務(wù)水平，是一個(gè)非常值得研究和面對(duì)的課題。

結(jié)合我國醫(yī)院信息化的實(shí)際水平和現(xiàn)狀，探討如何合理地利用服務(wù)器虛擬技術(shù)、存儲(chǔ)系統(tǒng)虛擬技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)虛擬技術(shù)，提高醫(yī)院在公共醫(yī)療服務(wù)、醫(yī)療科學(xué)研究、醫(yī)療學(xué)科教學(xué)方面的應(yīng)用水平和服務(wù)水平。通過虛擬技術(shù)發(fā)展歷史、原理分析、技術(shù)要點(diǎn)分析、項(xiàng)目實(shí)踐案例等方面的內(nèi)容，詳細(xì)地討論虛擬技術(shù)的各種應(yīng)用場(chǎng)景，為醫(yī)院信息化的虛擬技術(shù)應(yīng)用提供一個(gè)可以參考的實(shí)施方案。

3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

3.1 國外現(xiàn)狀分析

在國外，應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心的虛擬技術(shù)已經(jīng)研究和應(yīng)用已經(jīng)有一定基礎(chǔ)，畢竟社會(huì)化的分工合作和人工成本的高企都從背后推動(dòng)著數(shù)據(jù)中心虛擬技術(shù)的快速發(fā)展和普及應(yīng)用。

單單是服務(wù)器虛擬技術(shù)同時(shí)會(huì)面臨基于不同處理器架構(gòu)的服務(wù)器虛擬技術(shù)：比如IBM公司基于Power系列處理器的服務(wù)器虛擬技術(shù)、HP公司基于Itanium系列處理器的服務(wù)器虛擬技術(shù)是有大量現(xiàn)存使用案例和發(fā)展空間，同時(shí)隨著X86架構(gòu)處理器64位、多核處理器技術(shù)和每瓦特性能的快速發(fā)展、提高，基于X86架構(gòu)的服務(wù)器虛擬技術(shù)，在不同廠家的研發(fā)和普及之下，也大量地應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)之中。

3.2 國內(nèi)現(xiàn)狀及趨勢(shì)

隨著時(shí)代的發(fā)展，整個(gè)IT系統(tǒng)在醫(yī)院的日常運(yùn)維中占有非常重要的比重，對(duì)于IT系統(tǒng)的安全性要求非常高，對(duì)數(shù)據(jù)保護(hù)的等級(jí)也較高。在“十二五”期間，國家和省醫(yī)療主管部門對(duì)于醫(yī)院信息化系統(tǒng)也提出更為嚴(yán)格的要求，尤其是全球的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的逐步興建，也為我國醫(yī)療行業(yè)發(fā)展提供了許多可資借鑒的設(shè)計(jì)思想和成功案例，因此對(duì)于十二五期間的數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，逐步轉(zhuǎn)向虛擬化數(shù)據(jù)中心架構(gòu)，降低數(shù)據(jù)中心總體擁有成本，是各級(jí)醫(yī)院領(lǐng)導(dǎo)優(yōu)先考慮的事情。受制于各個(gè)醫(yī)院的資源和自身社會(huì)影響力，醫(yī)院信息化部門沒有足夠的管理能力和技術(shù)能力合理地利用虛擬技術(shù)，提高醫(yī)院在公共醫(yī)療服務(wù)、醫(yī)療科學(xué)研究、醫(yī)療學(xué)科教學(xué)方面的應(yīng)用水平和服務(wù)水平。

醫(yī)院數(shù)據(jù)中心之上運(yùn)行著醫(yī)院業(yè)務(wù)系統(tǒng)最主要的部分――業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理，存儲(chǔ)著僅此一份的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，所有使用業(yè)務(wù)系統(tǒng)的人員都是數(shù)據(jù)中心的用戶。所以，對(duì)服務(wù)器系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)的科學(xué)化、合理化管理、建設(shè)、維護(hù)，才能保障業(yè)務(wù)系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。因此，急需對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行虛擬化的改造。虛擬技術(shù)的應(yīng)用要求從業(yè)人員具有較高的綜合技術(shù)水平，需要熟練掌握主機(jī)系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)的技術(shù)及對(duì)應(yīng)虛擬技術(shù)的技術(shù)。

4課題研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)

信息化技術(shù)說到底，就是利用機(jī)器代替人類進(jìn)行計(jì)算、處理活動(dòng)。早期的計(jì)算活動(dòng)只能局限于計(jì)算機(jī)機(jī)房內(nèi)部，隨著應(yīng)用面的不斷擴(kuò)大，有了在一個(gè)有限的范圍內(nèi)（比如大學(xué)校園、研究所、企業(yè)內(nèi)部的建筑物內(nèi)部）應(yīng)用的“主機(jī)――終端”模式，直到美國的“ARPANET”項(xiàng)目出現(xiàn)，最終發(fā)展出“互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算”模式――擴(kuò)大到只要有網(wǎng)絡(luò)連接的任何地方都可以進(jìn)行計(jì)算活動(dòng)。

本人平時(shí)工作主要從事信息化項(xiàng)目，提供信息化系統(tǒng)整體解決方案，著重于數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)建設(shè)，有著豐富的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，并且掌握了數(shù)據(jù)中心服務(wù)器系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)的技術(shù)能力，尤其在服務(wù)器虛擬技術(shù)上有較好的研究和掌握。結(jié)合最近設(shè)計(jì)并實(shí)施的一個(gè)醫(yī)院數(shù)據(jù)中心虛擬化項(xiàng)目，提出優(yōu)化的虛擬技術(shù)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。

5主要研究的內(nèi)容

由于本次項(xiàng)目案例是已經(jīng)有數(shù)據(jù)中心在運(yùn)營，計(jì)算架構(gòu)、存儲(chǔ)架構(gòu)的建立不影響現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行，通過對(duì)醫(yī)院現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行需求分析，本課題研究的主要內(nèi)容如下：

5.1網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的實(shí)現(xiàn)

本文主要討論網(wǎng)絡(luò)訪問的可靠性設(shè)計(jì)，包括：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的物理設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)、IP地址設(shè)計(jì)、路由設(shè)計(jì)及交換設(shè)計(jì)。

5.2存儲(chǔ)、計(jì)算架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)

建立冗余的SAN架構(gòu)，接入物理服務(wù)器和各種存儲(chǔ)系統(tǒng)，保證存儲(chǔ)架構(gòu)的穩(wěn)定性和高效性。存儲(chǔ)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)控制器是核心，所有的功能和性能都由控制器來承擔(dān)。選擇支持Active-Active工作模式控制器的存儲(chǔ)系統(tǒng)是必須的，在存儲(chǔ)廠家的Multipath軟件或者是VMware vSphere存儲(chǔ)API配合之下，能夠提供存儲(chǔ)讀寫操作的負(fù)載均衡功能，以及消除單個(gè)存儲(chǔ)控制器故障對(duì)業(yè)務(wù)的停頓影響。選擇支持VMware vSphere Storage API的存儲(chǔ)系統(tǒng)，充分利用存儲(chǔ)系統(tǒng)高性能處理能力，卸載計(jì)算架構(gòu)虛擬技術(shù)的磁盤讀寫操作壓力，達(dá)到提高數(shù)據(jù)中心整體高性能的目的。