vr虚拟现实技术期末论文
现如今，VR已不仅仅被关注于计算机图象领域，它已涉及更广的领域，如电视会议、网络技术和分布计算技术，并向分布式虚拟现实发展。这是学习啦小篇为大家整理的vr虚拟现实技术论文，希望能对大家有所帮助!
虚拟现实技术初探篇一
【摘要】 本文通过定义、系统构成、特征、应用及发展前景等几个方面对虚拟现实技术做了一个的简要介绍。
【关键词】 虚拟现实 3I 应用
虚拟现实即Virtual Reality ,简称VR,这个名词始创于上个世纪八十年代,由美国发明家Jaron Lanier提出,是一门崭新的综合性信息技术,而且已经成为当今计算机科学界最振奋人心的研究课题之一。
一、什么是虚拟现实
VR是指利用多媒体计算机技术生成一个具有逼真的视觉、听觉、触觉及嗅觉等的模拟现实环境,利用人的自然技能对这一虚拟出来的现实环境进行交互体验,体验的结果(即该虚拟的现实反应)与在相应的真实现实中的体验结果相似或完全相同。
二、虚拟现实技术的系统构成
如图所示,VR的系统由以下模块构成:
1.检测模块:检测用户的操作指令,并通过传感器模块作用于虚拟环境。
2. 反馈模块:接受来自传感器模块的信息,为用户提供动感、触觉、力觉等多方面感受的实时反馈。
3. 传感器模块:一方面接受来自用户的操作指令,并将其作用于虚拟环境;另一方面将操作后产生的结果以各种反馈的形式提供给用户。
4. 控制模块:对传感器进行控制,使其对用户、虚拟环境和现实世界产生作用。
5. 建模模块:运用知识库、模式识别、人工智能等技术,获取现实世界组成部分的三维表示,通过音响制作实现对现实世界的声音模拟,并由此构成对应的虚拟环境。
6. 三维模块:通过三维技术实现对虚拟环境的视觉模拟。
此外,在开放式的虚拟现实系统中,还可以通过传感装置与现实世界构成反馈闭环,在用户控制下,利用虚拟环境对现实世界进行直接操作或遥控操作。
三、虚拟现实技术的特征
虚拟现实技术具有如下四个特征,即:多感知性、沉浸感、交互性、想象性。
1. 多感知性(Multi-Sensory)――所谓多感知性,是指通过多种媒体,产生视觉、听觉、触觉、力觉、和运动等的感知。理想的虚拟现实技术应该实现人所具有的一切感知功能。由于科技发展的局限性和不成熟,目前的虚拟现实技术所开发的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。
2. 沉浸感(Immersion)――又称临场感,指用户感到作为主角存在于虚拟环境中的真实程度。理想的虚拟环境应该达到使用户难以分辨真假的程度。当用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中时,眼睛看到的、耳朵听到的、鼻子闻到的、嘴巴尝到的、还有身体触摸到的等等,都跟在现实世界里体会到的感觉是一样的。
3. 交互性(Interactivity)――指用户对虚拟环境内的物体进行操作时,对象将给用户以感觉上的反馈。例如,在虚拟环境中参加足球比赛,当用户用脚去踢虚拟环境中的足球时,会产生触觉和力的反馈。
4. 构想性(Imagination)――强调虚拟现实技术应具有广阔的可想象空间,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。
一般来说,“身临其境”般的沉浸感,友好亲切的人机交互性,和发人深思的构想性是虚拟现实的三大主要特征,亦即我们常说的“3I”特性。
四、虚拟现实技术的应用
虚拟现实技术创建伊始,就承载着巨大的应用价值,它涉及科研、军事、航天、医学、教育、工程技术、影视娱乐等众多领域。典型的应用领域有:
1. 医学方面
虚拟现实技术在医学上的应用大致分为两类,一类是虚拟人体,也就是数字化人体,可用于构造人体模型,便于医生对人体构造和功能的辨识;另一类是虚拟手术系统,可用于指导高难度手术的进行。
2. 教育方面
在教育领域,虚拟现实技术具有广泛的作用和影响。基于虚拟现实技术带来的崭新的教育模式,使我们的教育理念和教育方法也在随之变革,授课内容以大量详实、生动、直观的虚拟情节出现,寓教于乐。
3. 娱乐方面
娱乐领域是虚拟现实技术的一个重要应用领域。它能够提供更为逼真的虚拟环境,借助于头盔显示器、数据服、立体声耳机、数据手套等传感装置,使人们能够享受到强烈的感官刺激,带来更好的娱乐感觉。
4.军事科研领域方面
军事和科研都是需要巨额资金投入的领域,而且难度大、危险系数高,在某种情况下,利用虚拟现实技术进行虚拟实验,既可以节省人力物力资源,打破时间和空间的限制,又可以缩短开发周期、提高生产效率、削减项目经费。
五、虚拟现实技术的发展前景
虚拟现实技术是许多相关学科领域集成、交叉的产物,它融合了人工智能、电子学、数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术、心理学等多个技术分支,大大推进了计算机科学软硬件技术的全面发展。虚拟现实技术的发展,从根本上改变了人们的工作方式和生活方式,将劳逸真正结合了起来,而且虚拟现实技术与美术、音乐等文化艺术的结合,将诞生出人类的第九大艺术,前景一片光明。而且虚拟现实技术继理论分析、科学实验之后,成为人类探索客观世界规律的又一手段和方式。
虽然虚拟现实领域的技术潜力是巨大的,应用前景也是很广阔的,但仍存在着许多尚未解决的理论问题和尚未克服的技术障碍。客观而论,目前虚拟现实技术所取得的成就,绝大部分来说,还只是扩展了计算机的接口能力,刚刚开始涉及到人的感知系统、肌肉系统与计算机的集合作用问题。只有当真正开始涉及并找到针对这些问题的技术实现途径时,人和信息处理系统间的隔阂才有可能被彻底地克服。
六、小结
综上所述,无论是现在还是将来,虚拟现实技术在各行各业都将得到不同程度的发展,并且越来越显示出广阔的应用前景。虚拟城市、虚拟战场、虚拟校园、甚至“数字地球”都会不断涌现,带给我们一种全新的视觉、身心体验。虚拟现实技术将使众多传统行业和产业发生颠覆性的变革,给我们的生产和生活带来巨大的经济效益。
参考文献
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虚拟现实技术篇二
摘要：虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)是近年来出现的高新技术，在很多方面都有应用。该文从虚拟现实的发展历程、特点、分类以及关键技术等几个方面对虚拟现实进行论述。
关键词：虚拟现实;发展;技术
该船舶结构虚拟装配系统利用了虚拟现实技术，其中“现实”泛着物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或者环境，而“虚拟”是指由计算机生成的意思。简而言之，虚拟现实就是指由计算机生成现实生活中存在或不存在的场景，人可以通过特殊的设备将自己置身于其中，进行各类相关活动，从而实现某种特殊的目的。
由于VR技术能产生具有交互作用的虚拟世界，使得人机交互界面更加形象逼真，该技术越来越多的被应用于城市规划、医学、军事航天、娱乐影视、工业仿真、文物古迹、游戏等领域，并取得一定的经济和社会效益。
1 虚拟现实的发展历程
“虚拟现实”这一术语的来源最早可追溯到小说和剧本，它的发展大致可以分为三个阶段。第一阶段为20世纪50年代至70年代，是虚拟现实技术的起始阶段。1962年美国的Morton Heileg开发的Sensorama是虚拟现实设备的最初雏形，它不仅具有三维视频，还能产生立体声效果，风吹的感觉，甚至街道的气味。1965年Ivan Sutherland首次提出了包括具有交互图形现实、力反馈设备以及声音提示的虚拟现实系统的基本思想，并于1968年最先设计出了头盔式立体图形显示器。
第二阶段为20世纪80年代至90年代，是VR技术的探索阶段。1984年美国虚拟行星探测实验室的M.McGreevy和J.Humphries博士共同开发了虚拟环境视觉显示器(VIVED)，该显示器主要用于火星探测，随后又完成了VIEW虚拟现实系统。1986年，美国空军Armstrong医疗研究室开发了著名的VCAS系统-战斗机飞行仿真器。至此，虚拟现实在军事航天、医学等高端领域进入应用阶段。
第三阶段为20世纪90年代，虚拟现实进入全面发展阶段。计算机硬件技术与计算机软件系统不断改进，人机交互的设计不断创新，人们对虚拟现实技术潜在的广阔应用前景兴趣倍增，很多大学、研究机构以及公司等都开始转向于有关虚拟现实技术和系统的研究开发，其应用也开始由高端领域趋于平民化。
2 虚拟现实的特点
2.1 交互性(Interactivity)
虚拟现实的交互性是指参与者对虚拟环境内物体的可操作程度以及从该虚拟环境中得到反馈的自然程度。而这种交互的产生，需要借助于各种专用的三维交互设备。例如，船舶结构虚拟装配系统中借助三维鼠标，用户便可以感受在虚拟船舶内走动并可以拆装设备。
2.2 沉浸感(Immersion)
虚拟现实的沉浸感又称临场感，是指用户感受存在于该虚拟环境中的真实程度。使用户具备一种在计算机虚拟环境中的沉浸感是VR技术最主要的技术特征，即让使用者觉得自己是计算机系统所创建的虚拟环境的一部分，使人由观察者变为参与者，从而能投入到计算机实践并沉浸其中。在曼恒数字呈现的虚拟船舶内，用户戴上三维立体眼镜便能感觉自己抽离了现实，沉浸于大海之中的船舶上。理想的模拟环境应该使用户全身心投入到计算机创建的三维虚拟环境中，在该环境中，看起来、听起来、闻起来、摸起来甚至尝起来感觉都是真的，跟现实世界毫无分别。
3 虚拟现实的分类
虚拟现实技术是一门涉及到计算机、图像处理与模式识别、语音和音响处理、人工智能技术、传感与测量、仿真、微电子等技术的综合集成技术。从不同角度出发可以有不同的分类，这里我们从系统性能进行分类，主要分为沉浸式、分布式、增强现实型和桌面式虚拟现实。
3.1 沉浸式虚拟现实
沉浸式虚拟现实是一种最佳的虚拟现实模式，给参与者提供一个完全沉浸的体验。虚拟现实影院(VR theater)就是一个完全浸入式的虚拟现实系统，用六个几米高的平面组成立方体屏幕，在立方体外围放置六个投影设备，它们共同投射在立方体的投射式平面上，置身于立方体中的观众可同时观看由五个或六个平面组成的图像，沉浸在图像组成的空间中。沉浸式虚拟现实选用了完备的虚拟现实硬件设备和先进的虚拟现实软件技术支持，从而模拟出一套比较复杂的系统，优点是使用户全身心的体验该虚拟环境，但是在硬件和软件方面投资较大。
3.2 分布式虚拟现实
分布式虚拟现实(通常称为分布式虚拟环境)是多用户基于网络进行分布式交互、信息共享和仿真计算等，如暴雪公司2004年推出公测的魔兽世界网络游戏，中视典2012年推出的“超炫VRPIE多人在线MMO”支持多人在线互动等。分布式虚拟现实需要通过互联网传递虚拟现实环境中的各类数据，这对网络的实时性、稳定性、带宽都有较高的要求。
3.3 增强现实型虚拟现实
也称混合现实，通过计算机技术，将虚拟的信息叠加到真实世界中，用户既能感受真实世界，同时又能看到虚拟对象，以此实现对真实世界的增强。这种系统不但减少对构成复杂真实环境的计算，又可对实际物体进行操作，真正达到亦真亦幻的境界。戴上谷歌最新发布的Project Glass增强现实眼镜，在马路上行走时，Google Maps会自动导航;到达迪特时，自动显示地铁停运星系;还能通过语音控制眼镜取景拍照等
3.4 桌面式虚拟现实
也称基本虚拟现实技术模式，是基于普通PC平台的小型桌面虚拟现实系统。计算机屏幕作为虚拟场景观察窗口，位置跟踪器、鼠标、数据手套、力反馈器等作为手控输入设备，来模拟操作虚拟场景，是不完全沉浸的。它最大的特点是缺乏完全投入，但是成本相对较低。现在，各大高校都建立起虚拟校园，用户能够游览虚拟校园内的三维景观游览校园。 4.1 实物虚化
实物虚化就是将真实世界的物体或构想出来的物体映射到虚拟世界中，主要包括模型的构建、空间跟踪、声音定位等关键技术，这些技术帮助虚拟环境获得用户操作，从而产生真实感强的虚拟世界。其中模型构建可以利用现阶段的一些三维制作软件，比如3DsMax、Maya等，对于空间、视觉和声音跟踪则需要借助于硬件设备，比如3Space数字化仪、SpaceBall空间球等，另外，为了提高效率，有必要研究虚拟现实开发工具。
4.2 虚物实化
通过实物虚化产生虚拟世界，而虚物实化则能确保用户在虚拟环境中获取视觉、听觉和触觉等感官感受。
虚物实化的实现主要是各种传感器的作用，包括视觉、触觉、听觉和力学等传感器，比如数据手套、数据衣、头盔显示器、3D眼镜等。但是现有的虚拟现实设备不能满足虚拟现实系统的要求，其跟踪精度和跟踪范围都有待提高，有必要开发出更先进的传感器，比如，需要无延迟、分辨率高、作用范围大并且使用方便的数据手套。
4.3 高性能计算处理技术
虚拟现实是以计算机技术为核心，利用计算机生成逼真的虚拟环境的现代高新科技，高性能的计算处理技术是直接影响系统性能的关键所在。因此对计算机性能要求比较高，高计算速度，强处理能力，大存储容量和强联网特性等特征的计算处理技术才能产生更逼真的虚拟环境。
5 结论
虚拟现实作为与网络、多媒体技术并称的21世纪最具应用前景的三大技术之一，发展潜力是巨大的，应用前景也是很广阔的。尽管在实际应用中虚拟现实仍存在一定的局限性，还有许多尚未解决的理论问题和尚未克服的技术障碍，但是随着人类技术的进步，虚拟现实技术也将迎来一个快速发展的阶段，这些问题终将得到解决，使我们在虚拟现实中的场景更加真实，从而给人类生活带来巨大的改观。
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虚拟现实技术篇三：《浅谈虚拟现实实训平台的构建与实践》
摘要：随着科学技术的发展，虚拟现实实训平台对于工商管理专业的学生来说，是一种很有效的实践能力培养方式，有利于学生学习实践能力的提高。本文主要就工商管理专业群虚拟现实实训平台的构建与实践进行了研究。
关键词：工商管理专业群 虚拟现实实训平台 构建 实践
引言
近几年，随着专业建设和教学改革的不断深入，大多数人认为工商管理专业的职业面向较为宽泛，没有确定的职业岗位群，所以增设专业方向成为各大高校增加该专业毕业生就业率的主要方法。 工商管理各个专业的共同性，为工商管理专业群的实训平台的建设提供了条件，同时也为各专业的实训平台能创设真实的企业经营情景提供保障，从而更好地实现知识获取、加工和交流，逐步培养学生管理知识的应用能力和团队合作能力。然而，目前为止工商管理专业群人才培养的实训模式普遍存在针对性不强和体系不完善等问题，难以满足经济社会发展对应用型人才的需求。所以工商管理专业群虚拟现实实训平台的构建与实践具有了很大的必要性。
一、虚拟现实实训平台的概念与其构建的必要性
1、虚拟现实实训平台的概念
虚拟现实实训平台由 ERP 企业经营模拟沙盘、电子商务模拟经营平台、市场营销模拟平台、企业运营信息化平台、企业财会模拟平台、网络实训资源数据库、网络教学案例库、网上论坛等子系统构成的一个综合性实训教学平台。 实训技术手段包括计算机、网络、多媒体、手工工具、实物虚拟等。
工商管理专业群虚拟现实实训平台是由ERP企业经营模拟沙盘发展而来，结合管理实践不断丰富，逐步形成了以增强学生应用能力、团队协作能力、创业能力为目标，贯穿采购、生产、物流、销售等多企业运营环节，涉及财务、人力资源、战略管理等多个企业职能的多层次递进式的实训教学体系。
2、构建虚拟现实实训平台的必要性
虚拟现实实训平台构建的必要性主要是于其专业群的特性与当前学生就业情况来说的。工商管理的职业岗位在管理职能的要素上具有密切的关联性，需要从业人所具有的专业基础理论知识和职业能力常常相通。因此，让学生所学专业对接十分具体的管理工作岗位，不符合企业的用人实际，而让学生在较宽的职业领域，根据自己学习过程中所表现的个体化特点选择学习课程，既符合高职学生的职业成长规律，又能够与工商企业的用人需求相吻合。就工商企业管理职业岗位而言，其建立在管理职能基础上，所体现的是工作要素之间的关系，即企业管理者通过计划、组织、协调、监督、控制实施管理行为，实现管理目标，而管理职能之间存在相互依托的内在联系，从而构成工商企业的管理系统。
二、工商管理专业群虚拟现实实训平台的构建
虚拟现实实训平台的构建，不仅可以更好地实现多种教学手段的结合，而且能够做到高度仿真的实现虚拟与现实相结合，契合了现代高等教育应用型人才培养的理念和需要，突破了传统实训模式难以实现理论与实践统一的瓶颈。工商管理专业群虚拟现实实训平台的构建主要可以分为四个部分，四个部分是紧紧相关、密切联系的。具体表现在：
1、对于实训的感性认知的构建
对于实训的感性认知的构建主要是利用ERP 企业经营模拟沙盘，不区分专业，让学生通过实际参与虚拟企业经营， 了解企业运营流程，感知企业管理环境，激发专业学习兴趣。
2、专业基础理论知识体系的构建
对工商管理专业群所涉及的不同职业岗位的工作过程、工作任务和职业能力进行分析，不同工商管理类职业岗位包括单项管理岗位、专项管理岗位和综合管理岗位，分布在决策层、职能层和执行层;其管理职能包括计划、组织、协调、监督、控制，按照工商企业管理系统中不同岗位的管理职能及其相应的职业联系，工商管理专业群所涵盖专业可包括人力资源、营销、现场作业、设备、物流及其资金管理等。无论哪一层级和类型的职业岗位，所涉及的专业基础理论知识均应体现管理职能和管理方法，以此为依据构建专业群基础理论知识体系。
3、专业技能综合实训体系的构建
专业技能综合实训构建主要是利用综合性教学案例在不同专业实训平台的拓展应用后形成的系统的企业运营信息数据库，让学生用一个虚拟企业的数据了解各主干课程理论知识之间的内在联系， 促进知识的融会贯通，提升学生专业综合技能。
4、跨专业综合实训体系的构建
跨专业综合实训的构建主要利用电子化企业模拟经营平台，让不同专业的学生自由组合成不同虚拟公司，在虚拟现实企业运营环境中，参与竞争。 在不同公司的竞争中，学生会经历企业管理中的种种现实问题，系统地感知不同管理职能的现实运营，提升学生的综合管理能力。
5、专业课程操作体系的构建
专业课程操作体系的构建主要是利用电子商务来模拟经营平台、市场营销模拟平台、财会模拟平台，通过和相关课程的教学内容结合，加深学生对专业课程知识的理解，培养学生专业操作技能。
三、工商管理专业群虚拟现实实训平台的实践
1、认识学习周期特征，优化实训组织形式
由于学习阶段不同，教学的导向不同。 在虚拟现实实训体系中，根据不同阶段实训的组织形式也有针对性设计。 在感性认识环节，将学生以专业班级为单位，按每组5-6名学生进行编组参与实训;在专业课程操作实训阶段，将来自同专业、同课程的学生按每组5-6名混合编组，由该课程教学老师负责组织;在专业技能综合实训阶段，将来自同一专业不同课程的学生混合编组，由不同专业的教师组成的教学团队负责指导;在跨专业综合实训阶段，成立若干虚拟企业，每个虚拟企业设置信息主管、财务主管、出纳、采购主管、销售主管、生产主管等实际岗位，学生分别担任虚拟生产制造或相关虚拟经济组织(机构)管理层的不同角色，构建起虚拟生产制造公司及相关虚拟经济组织的内部机构体系。 教学队伍由专职实验教师、专业教师、校外特聘教师和学生助教组成。
2、整合实训平台，促进实训体系制度化
为更好地发挥虚拟现实实训平台在教学中的作用，制定系统的实训制度和标准，保证实训过程的制度化、规范化。在实训制度和标准的框架下，各专业、课程分别设计实践教学计划、实训教学方案、实训教材。 实训制度的健全涉及实训课程的实施制度和实训教学监管和考核制度两个方面。 实施制度保障了实训过程的质量，考核制度衡量了实训的效果，从过程到结果保证了实训教学目标和工商管理类专业人才培养目标的有效实现。
3、构建实训资源库，实现资源共享
构建实训资源库可以实现师生在跨时空的虚拟环境中进行研究性、协作式、自主型学习，可为专业教学提供优质教学资源共享，促进教育质量的提升。在实训过程中收录实训项目的实训指导资料、教学案例、操作录像、实训教学录像和仿真系统等资源，以网络实训数据资源库和网络教学案例库为平台，已初步建立实训资源库。在实践中，一方面上届学生的实训数据和案例作为下届学生的讲解案例，更具有针对性。另一方面实训资源库可作为学生自主学习的平台，提升教学效果。
4、实践专业平台课+模块课的课程模式
工商管理专业群的专业课程体系由专业基础课平台、职业技术课模块和职业拓展课模块组成。首先，专业平台课为5门左右。包括经济学基础、经济法实务、管理学概论、统计实务、会计基础。开设专业平台课的目的是使学生在较宽的领域内掌握经济和工商管理的基础理论知识，为学习职业技术模块课奠定基础。其次，职业技术模块课为6门左右，主要培养学生毕业后首岗所需要的专业基础理论知识和职业技能。再次，职业拓展课为6~8门，主要培养学生毕业后升迁岗位所需要的专业基础理论知识和技能，包括战略管理、项目管理实务、供应链管理、企业文化、商务组织与协同、创造性思维与方法、财务报表分析与财务核算。不同的专业方向可根据需要对上述课程进行选择。
5、结合专业特点，创新实训教学方法
工商管理类专业是具有较强实践性的专业，如何让学生在教学过程真实地体现企业实际运营流程和环境是教学的重点。为了达到这一目的，虚拟现实实训平台在实践中创新性地提出了多种实训方法。 比如以企业实施虚拟项目为主线，通过基于工作过程的项目实施为主要教学组织线条，实现素质训练和能力培养的教学培养目标;实行一体化教学，从理论讲解、实例操作、情景模拟、项目分解、岗位任务的完成，都在统一环境中实现;实行情景模拟：精选企业案例，成立虚拟企业，分解企业真实项目任务，推行情景模拟等。
6、以能力培养为导向，整合专业实训平台
在工商管理类不同专业和课程的建设中，逐渐开发形成了许多专业和课程的实训子模块。 长期以来由于各专业之间实训模式相互割裂，不同实训子模块缺乏联系，实训效果差强人意。 虚拟现实实训平台在实践中强调以能力培养为导向的实训资源整合。 不同专业的实训数据可以相互作为虚拟现实的实训环境数据，如电子商务实训平台产生的企业经营的财务数据可以作为会计专业学生实训的平台数据， 而会计专业的财务核算数据或财务报表数据又可成为对电子商务专业实训结果的评价依据。 虚拟现实实训平台与不同专业实训平台的整合，一方面实现了高仿真性，另一方面提高了现有实训教学资源的利用率。
结束语
总之，虚拟现实实训平台在一定程度上提升了实训教学的教学效果，也符合工商管理类应用型人才培养目标的要求，所以在工商管理专业群虚拟现实实训平台的构建很有必要性，对于高等院校的工商管理专业群的培训具有重要意义。
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