近年来,随着经济的快速发展,我国的城市化进程越来越快,许多公共环境需要进行设计,虚拟现实技术的运用能够形成逼真的虚拟环境,以刺激公众的听觉、视觉、触觉等感官,使公众享受身临其境的感觉,也能够集中公众的注意力,加深记忆和印象,增强环境艺术设计的画面感。
2.虚拟现实技术可以减少费用损失
在建设一个重大工程之前,人们可以通过虚拟现实技术构建建筑的结构和图形,为建设项目提供框架引导。设计人员根据虚拟图的引导能够更精确地设计图纸、进行材料预算,从而减少不必要的损失,节省资金。
二、虚拟现实技术在环境艺术设计中的应用
1.应用虚拟现实技术弥补环境艺术设计的缺陷
在环境艺术设计的过程中常常会出现现实条件限制的情况,如场地缺乏、经费不足等,导致环境艺术设计不能正常进行。而虚拟现实技术可以模拟各种场景,弥补了环境艺术设计中的缺陷。
2.应用虚拟现实技术避免实际操作潜在的危险
在环境艺术设计中因为各种现实条件的限制和危险情况的存在,人们为了保障生命和健康安全往往不直接参与现实情境,进而不能亲身体验。虚拟现实技术的应用可以帮助人们模拟这些无法亲自参与的情境,人们可以在这种模拟的环境下进行作业,既避免了潜在的危险,又得到了切实的感受。
4.应用虚拟现实技术模拟环境艺术设计中需要的现实体系
因为现实条件的各种限制,环境艺术设计不能全部采用真实的环境来试验和操作,它需要虚拟现实技术模拟出环境艺术需要的真实场景。虚拟现实技术可以模拟人物、动物、植物等,使设计者在一个人性化的环境中自然地交流和工作。如世界著名的西安天幕广场,利用虚拟现实技术给观者创造了一个大型天幕,人们在天幕之下仿佛置身在浩瀚的星空中,非常具有震撼力。这一场景的模拟淋漓尽致地发挥了虚拟现实技术的功能。
三、结语
1.1体育教学训练中的应用
虚拟现实技术在体育授课教学中的应用多限于理论方面的探讨,但在某些高等院校的训练中有了一些尝试.比如:尚晓军虚拟现实技术在高等学校“射击”训练、赵克宁虚拟技术辅助篮球教育、朱晓兰虚拟现实技术的体育场景虚拟系统、李峰虚拟现实技术的虚拟乒乓球系统等等.但教学训练研究多处于视听感知阶段的研究,学生沉浸不够,缺乏深沉次的交流与互动,模具的构建单一.
1.2制作体育教学课件的应用
虚拟现实技术根据体育教学课件自身的需求构建全面的虚拟教学环境,使学生能够在创建的环境中学习训练.但需要把体育课程上所有的知识都创编到虚拟的环境中,是需要有海量的工作要做的,所以利用虚拟现实技术制作相应的文件嵌入到体育课件中,配合使用,是目前这个阶段制作体育教学课件行之有效的措施.
1.3网络远程教育
诸多高校校园网建成,且通过“中国教育和科研计算机网”连在了一起,这是实现虚拟现实技术联网的基础.在学校体育网页的基础上拓展了虚拟现实技术的课件以及成立数据库,使其可以覆盖学校体育教学中的每个方面,包括授课体育教师的个人资料、校内体育竞赛群体活动开展简介、体育专项课开课时网上的选课、体育锻炼的知识内容和方法、校内外竞赛情况、学生对教学的反馈意见以及国内外实时体育信息等等,促进培养学生的“终身体育”意识,以及可以更好地宣传和实施“健康第一”的体育教育思想,使网页充分地发挥了信息传播和教育的作用.
2虚拟现实技术在体育教学中的展望
2.1可以避免体育教学中的伤害事故
体育是以身体练习为手段增强体质增进健康的活动过程.身体练习的过程是会痛苦的、难受的、是要体会“极点”的,甚至会出现生命危险的.如今学生体质健康逐年下降,别说高难度、高危险的体育技术技能的教学,就连简单的中长跑也慢慢将要在学校体育中消失.传统的体操课、田径课(铅球、跨栏等)很难再体育课中看见.教师、学生畏手畏脚,其严重影响了传统体育技能的传承,体育文化的继承.然而在虚拟现实的场景中,脱离了真实的危险器械、场地等因素,又能还原其真实的感受,教与学将都在一种安全模式下经行,体育教师和学生将能放心的体会高难的、高危险的技术动作.
2.2弥补教学条件的不足
虽说近年来学校引来了高速发展的时机,诸多大中型体育场(馆)落成,解决了学校体育中体育场馆缺乏的一些问题.然而诸多体育场(馆)的经营管理维修落后,不能完全对外开放,不能充分发挥它的功效.何况还有一部分体育场(馆)不足的区域,教学条件有限的学校.虚拟现实技术的虚拟场景的功能可以弥补一些场(馆)不足造成的影响.
2.3可以虚拟人物形象
榜样的力量是无穷大的.学生对某个体育项目感兴趣,很多时候是因为喜欢某个体育明星.虚拟现实能从强大的数据库中提取某个明星的数据虚拟出明星的场景,由虚拟的明星去教学,去陪练.能充分调动学生的学习积极性.
近年来,随着科学技术的发展,虚拟现实技术逐渐由高端实验室走向大众和实用化,尤其是在微软公司推出名为HoloLens的商业产品后[5-6]。微软公司在谷歌公司推出的GoogleGlass的基础上引入全息影像技术,将虚拟世界与真实世界连接起来,创造出一种具有全新人机交互模式的虚拟现实交互设备。虚拟现实技术课程作为进入当前最前沿科技领域的学科基础,其课程性质决定了该课程需要不断实时更新教学内容,及时与最新技术、最新发展方向保持一致。现行的虚拟现实技术课程教学面临着严峻的挑战,主要存在的问题是由于传统教科书从撰写到发行的周期较长,往往是课程教材一投入使用,其中的内容已经陈旧,远远落后于学科技术发展的速度。同时,课程教学方式和方法也还采用传统单向交流的方式,互动不够,不利于激发互联网社交思想影响下的90后大学生群体的学习兴趣。
2互联网下教学新方法和举措
2.1社交软件
不管是获取信息还是与他人交流,大部分人都能在社交软件中找到适合自己需求的东西。社交软件的特点就是包罗万象、有不同的人和圈子、内容符合人类的共性,并极有可能形成病毒性传播的趋势等。经过长期与大学生群体的接触及调查,笔者发现当前大学生群体尤其是90后在日常学习、生活中都十分喜爱如下的社交软件。
(3)贴吧。贴吧是百度公司于2003年推出的一款重量级产品,是基于关键词的主题交流社区,可以与搜索紧密联系,能够准确把握用户需求,通过用户输入的关键词自动生成讨论区,使用户可实时参加交流、自己感兴趣话题的信息和想法,在各类学生兴趣爱好团体中极具人气。
通过对比分析,可以发现上述社交软件具有共同的特点。
(2)聊天。社交软件聚合大量同属性的用户形成群体,群体内用户对由群体成员发起的话题进行及时讨论,形成积极快速的讨论氛围。热点话题通常会激发群体内大多数用户的积极性,扩大讨论的范围,增加信息量。
2.2虚拟现实技术课程教学新方法和举措
基于90后大学生对上述社交软件的应用程度,教师可提出如下课程教学新方法和新手段。
3教学实践
3.1虚拟现实技术课程实践
武汉工程大学智能科学与技术本科专业的虚拟现实技术课程开设在四年级秋季学期,自2012年以来,对该专业4届共计260余名学生开展了课程教学方法和手段的改革实践。实践证明,学生成绩均有所提高。暂不考虑2012级学生的情况,单纯通过平均成绩分析表中期末考试卷面数据,可以发现这几届学生的课程平均成绩有显著提升,而且2011级学生的成绩提升幅度最大,平均已达到80分以上。通过对不及格人数的统计发现,经过几年的实践,学生对课程的喜爱程度逐渐提高,不及格人数明显减少,到2011级不及格人数为0。这说明不断调整课程的教学方法和教学手段后,学生对课程的重视程度和学习热情都有明显提高,通过课程学习起到学以致用、能力提升的作用,消除了不及格情况。所以说,对教学方法和教学手段的改革取得了一定成效,具有积极价值。
4结语
一、网络虚拟实验室的建立
1.虚拟现实技术
虚拟现实VR(VirtualReality)是近几年来信息技术迅速发展的产物,毕业论文是一门在计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术和传感技术的基础上发展起来的交叉学科。其基本方法和目标是集成并利用高性能的计算机软硬件及各类传感器创建一个使参与者处于身临其境的、具有完善的交互能力、能帮助和启发构思的信息环境,即让用户在人工合成的环境里获得角色的体验。
虚拟现实具有三个基本特征。沉浸性,是指观察者对虚拟世界的情感反映,这种感觉能使用户全方位地投入这个虚拟世界,这是虚拟现实的首要特征。交互性,是指虚拟现实是一个开放的环境,能对用户的输入作出响应,并能通过监控装置来影响用户和被用户影响。想象性,是指虚拟现实不仅是一个媒体、一个高级用户界面,还是一个应用系统,它以生动形象的形式反映设计者的思想。虚拟现实的三个基本特征强调了人在这个系统中的主导作用。虚拟现实系统按其功能不同,可以分为三种类型:沉浸式虚拟现实系统、桌面式虚拟现实系统和分布式虚拟现实系统。其中,桌面式虚拟现实系统是运用软件编程方法在显示器上显示三维场景,用户通过键盘、鼠标等设备与虚拟场景交互,它的特点是结构简单、成本较低,易于推广。
2.网络虚拟实验室
所谓网络虚拟实验室,是指利用区域网或互联网,由虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟实验的实验系统,包括相应的实验室环境、有关的实验仪器设备、实验对象及实验信息资源等。虚拟实验室可以是某一现实实验室的真实实现,也可以是虚拟构想的实验室,虚拟实验通过虚拟实验室进行。在虚拟实验中,实验者有逼真的感觉,有身临其境的感受,好像是真正在现实实验室里近距离进行现场操作。在虚拟实验中,没有一个有形的实验室,也没有以实物形态存在的实验工具与实验对象,实验过程主要是对虚拟物的操作。
3.计算机专业虚拟实验室的创建
构建专业虚拟实验室,其实就是搭建一个网络平台系统,包括硬件、软件及管理三个方面。在硬件上,
目前各校都建立了校园网络并接入了互联网,这些基础设施基本可以满足需求,不需要太多的投入。在软件方面,一个是实验室平台软件系统的开发,它与网站建设相联系;另一个是网站的内容(实验内容)建设,这是实验室建设的关键。虚拟实验室应有可以做的实验来支撑,不然软件平台就是一个空架子,形同虚设。同时,该平台上还应有实验管理的支持,对实验仪器、实验报告、实验指导、实验成绩及网上答疑等进行有效管理,并对虚拟实验室进行监控,计算机网络虚拟实验室系统各模块的主要功能如下。
(2)仪器展示模块,对虚拟实验室可用虚拟元器件、虚拟仪器设备分门别类地进行管理,以图形的方式直观呈现出来,供学生在实验时进行选择。
(3)实验指导模块,包括实验介绍、实验方法、实验项目的重点及难点、实验目的、实验原理、实验准备、实验任务、实验过程、实验报告的要求及实验应注意的事项等。
(5)实验答疑模块,由专业教师对学生实验中出现的疑难问题进行及时解答,帮助学生顺利通过实验。同时了解学生对实验的掌握程度,并及时反馈、调整教学。
(6)论坛交流模块,教师和学生可以通过论坛进行充分的交流,学生可以将实验中的收获、经验和体会及问题到论坛上,教师可以将一些典型的问题提出来,供大家探讨。学生在这样宽松的环境下发表自己的见解,教师从中可以得到及时的实验教学反馈信息,以便整改。
(7)虚拟实验模块,是虚拟实验室建设的重要部分。学生通过该模块进行虚拟实验,医学论文以达到巩固强化知识的目的。该模块内容根据专业学习的具体情况及实验建设条件,可不断增加。计算机专业网络虚拟实验室系统的建设,可以引入其他学校的虚拟实验室中。这种方式比较简单,容易实现,见效较快。但需要投入较多的软件购置费用,同时也需要结合本校的实际情况进行一些调整,有一个磨合期。另一种是因地制宜,自主开发。根据本校的实际教学和实验情况,结合学生的实际水平,由任课教师或聘请部分专家组成开发小组,进行一系列的虚拟实验项目的开发研究,并将研究的成果连接到虚拟实验室中,逐渐扩充直至完善。这种方式比较灵活,能充分发挥教师的积极性,能有针对性地进行设计开发,适合学生的实际情况,学生容易接受,并且经费投入较少。缺点是开发周期较长,系统性不够,水平有限。也可以将上述两种方式结合起来,一是引入、购置部分自己不宜开发的实验项目,二是结合自身的优势和长处开发一些实验项目,如非交互性的、演示性的虚拟实验项目等。
二、加强网络虚拟实验室的管理
1.加强用户管理,为每个学生分配账号。对学生进入虚拟实验室,使用实验室做虚拟实验等进行登记保存。鼓励学生经常访问虚拟实验室,在上面提出问题、发表见解,做好实验,努力提高虚拟实验室的人气。
2.全天候开放虚拟实验室。学生可以随时进入虚拟实验实自己动手组织实验,自己设计实验方案,动手完成实验,整理和总结实验数据,职称论文提交实验报告,培养学生的分析能力和创新能力,逐步向以“学生为中心”的自主个性发展模式转变。
3.组织专业教师网上指导与答疑,参与论坛讨论交流,及时批改实验报告,为学生顺利完成实验提供服务。在虚拟实验室中,教师应对学生提出的疑问尽快给出帮助和解答,并进行必要的指导。在实验室论坛上发表观点,提出问题让学生思考,使师生在虚拟实验室中有较强的互动性,教师应充当好学生实验的合作者和知识的建构者的角色。
4.对学生在虚拟实验室的表现及实验效果进行
评价。针对学生每一门课程的虚拟实验完成情况、实验报告、网上提问、论坛发帖的情况,给学生一个成绩和评价,反馈给学生,英语论文并与该课程的正常实物实验一起记入实验总分。教师也要在对学生评价的同时,征求学生对虚拟实验室的意见,对学生反馈的信息进行整改。
参考文献
[1]王嗣源.虚拟实验室建设的初步探讨.西安邮电学院学报,2005(4).
[2]蒋光明.基于互联网的开放式虚拟实验模型研究.西南师范大学学报(自然科学版),2002(3).
【关键词】:数码艺术虚拟现实技术室内设计技术与艺术
随着计算机硬件技术和计算机三维图形软件开发成熟,用数字化手段,实现虚拟技术的现实,近年来已成为一个重点。虚拟现实技术将数字媒体技术、现代信息技术和视觉审美艺术融合于一体,实现空间的平面,高度,三维建模和动态全方位的立体场景漫游,通过技术手段淋漓尽致地展现室内设计艺术,完善室内设计领域的设计表达。使之更为迅捷、科学、实时。在室内设计的设计师和用户之间建立一个“真正的”桥梁,极大的丰富室内的空间艺术,也使室内设计表现朝着更为人性化、个性化的方向友好的发展。
一、行业现状
虚拟现实技术在目前世界科学技术领域中来说,还是一项比较新兴的技术,是数字技术领域的一个分支,而该项技术在现代设计艺术中的应用也还属于探索和发展的阶段,但由于其本身明显的技术优势和特点,已经体现出其独特的魅力,在设计领域中也发挥了极其重要的作用。它给人们带来的不仅仅是设计艺术视觉展示效果上的革命,更让参与其中的人们从中得到了与众不同的全新交互式体验。首先,它与传统的手绘图纸相比,更具有超现实的真实感,这种真实感是除实体仿真模型以外任何一种技术手段都无法具备和比拟的。其次就是它自然属性的人机交互,这种交互,它不仅仅局限于传统的多媒体展示手段中电脑、鼠标键盘和触摸屏的交互操作,而是模拟人的自然行为与感受,即在现实生活中的虚拟现实环境以及行为习惯来进行交互体验,这种交互在观众与作品间驾起了一座沟通的桥梁,在专业设计师与业主、消费者之间更是实现了一种零距离的交流与沟通。
二、虚拟现实技术在室内设计中的优势
传统的室内设计遵循“平面,立面,节点大样、沙盘模型”的表现模式。设计师在纸上的设计表达形式主要是通过手绘草案或效果图,虽然这种模式可以培养设计师的思维秩序,但它无法完全展开设计师的空间思维以及空间的立体效果。传统的表现形式限制了设计师的创意发挥。而虚拟现实技术的发展和应用,从很大程度上解决了这个问题。通过“虚拟实验室”,创建一个虚拟的室内空间,让设计师更直观的了解室内空间,快速进行设计分析,不仅大大的提高了设计师的创新能力,同时,通过“虚拟实验室”全面展示的设计特点,也能更完整地表达设计意图,使设计师跟业主进行更好的沟通。因此,在室内设计中使用虚拟现实技术,是一个必然的发展趋势。
(一)虚拟现实技术可以直观地展现艺术设计
随着城市的发展,房地产行业的迅速崛起,以及更多的大型公共空间环境等都需要进行设计。以室内空间设计为例,在空间设计报告论证阶段,设计手段已经历了从手工绘图,电脑效果图,建筑室内动画(建筑漫游)的发展过程。随着科技的发展,人们也在不懈的追求高科技,高品质的艺术表达,以达到最佳的视觉效果。虚拟现实技术在方案设计上有相当大的功能与技术优势,与传统的表现方法相比,更具有艺术性、真实性和创造性。通过软,硬件平台的虚拟现实技术,可以形成一个逼真的虚拟环境,给客户提供一个全方位的视觉,听觉,触觉等感官刺激的信息,使需求方有亲临现场的感觉。通过感官刺激大脑,使客户能够在非常积极和高度集中的状态下浏览和体验设计的内容,以吸引顾客的注意力,并取得更好的沟通效果。采用虚拟现实技术,设计的作品也能够更好的保存,使资料档案的管理更为方便和快捷。
(二)虚拟现实可以提高预算精确性
应用虚拟现实技术,也可以体现其在项目成本预算上的优势。因为效果图更加真实,更加全方位,它可以加强室内结构和材料预算的准确性,所以能够尽可能的避免由于预算问题而出现的错误。可以引导设计人员对结构的理解,避免在设计过程中材料预算和不必要的损失。
(三)虚拟现实技术可增强设计双方的互动性
在虚拟现实技术设计报告阶段,主要体现在设计表达的独特魅力上。比传统的手绘模式相比,虚拟现实技术与客户沟通的互动性更强。通过设计师的演示和介绍,客户可以进入虚拟空间环境的体验之中,详细的了解整个虚拟现实空间的功能,在使用过程中可能会出现的问题。使客户全方位的了解自己的项目以及将来建设完成的效果。同时,通过这个平台,也让设计师与业主之间的沟通变得更加顺畅,极大的提高了工作效率。这是传统的工作模式无法比拟的。
(四)虚拟现实技术有助于配景展现
现代环境设计虚拟现实技术的性能,除了空间的场景,配景也很重要,如植物,人物场景,汽车等都是烘托空间气氛的元素。传统的室内效果图和建筑场景动画不能直接地自行进行操作性的漫游,但虚拟现实技术却可以非常真实的虚拟场景中的人物、形象以及配景等。随着经济与城市建设的发展,我国的建设工程量在不断的增加、工程体量也在不断地增大,虚拟现实技术国际交流也愈加广泛。传统的表现方法和设计程序已经不能适应科技化、高效率、简约型的市场需求。虚拟现实技术的优越性在实际的应用中得到了充分的体现,在设计领域里逐渐扮演了越来越重要的角色。
三、虚拟现实技术在室内设计中的应用
(一)设计艺术与虚拟现实技术的对立统一
虚拟现实艺术是典型的技术与艺术相结合的产物,是一种新媒体艺术形式。在大多数人的意识中,艺术是感性的事物,是人类的感知与表达,而科学是理性的,是人们的研究与探索。如果将艺术视为人类永恒的精神家园,那么科学则是建立在经验与逻辑上的理论研究。如果按这个层面看来,技术与艺术是两个矛盾的个体,是“格格不入”的。但在事实上,艺术与技术有着密不可分的关系。在当今技术不断发展的今天,艺术家们正在进行积极的尝试,在艺术创作中应用各种科学技术手段来提高艺术创新效果;而许多科学家们,也希望通过高科技手段来提升发明创造的研究成果。虚拟现实艺术亦是如此。随着虚拟现实技术的快速发展,最开始的在医疗航天军事等领域的应用,到现在已经在越来越多的领域中得到广泛的应用。在建筑和室内设计领域,设计师们也开始利用这项技术探索新的创作思路和艺术表现形式。虚拟现实技术的出现,给在现代室内设计艺术领域的设计师们提供了新的创意空间,从而也给整个艺术领域带来了全新的历史变革和突破。
虚拟现实设计是设计师根据业主的需求,自觉地运用视听艺术进行创造性思维活动和设计表现的一个新兴领域。虚拟现实设计中,有很多从业人员会过多的注重的是它突出的技术性,但是在我们实际的项目设计运用阶段,技术与艺术的高度融合,才能把技术的优势发挥到极致。如三维建模的比例与尺度,照明设计艺术以及互动艺术等各个方面,都需要我们通过技术对这些艺术层面进行加工创造。所以,对于虚拟现实技术的应用来说,技术是设计实现的基础,而设计师对空间艺术性的把握及追求则是更高层次上的要求。这也就需要我们的设计者不断地完善自身的素质,努力掌握新的应用技术,并同时提高自身的专业素养和设计水平,将美学思想和文化艺术与虚拟现实技术融合,利用技术来提升作品的可视性和艺术性,这也是在新时代背景下,室内设计师必须具备的综合能力。
(二)虚拟现实技术的应用与发展
综上所述,虚拟现实技术作为室内设计艺术与技术的融合,拥有在以前的任何一个历史时期都无法比拟的想象性、创造性和身临其境之感,其交互性,沉浸性,和构想性的特点也给室内设计艺术带来了全新的艺术语言和创作方式。它更为合理的协调了人与人之间,人机之间的交互关系,开拓了现代设计艺术领域中的一个全新的发展思路和方向。随着虚拟现实技术的蓬勃发展,其在现代室内设计艺术中的应用也会更加广泛,前景也将更加广阔。
【参考文献
[1]严林.虚拟现实在室内设计中的应用.(硕士学位论文).武汉科技大学.2010.
[关键词]虚拟现实房展会数字化
一、虚拟现实技术的简介
二、虚拟现实技术特征及其系统的关键技术
从本质上说,虚拟现实就是一种先进的计算机用户接入方式,它通过给用户同时提供诸如视、触、听等各种真实自然而又直观的实时感知交互手段、最大限度地方便用户的操作,从而减轻用户的负担、提高整个系统的工作效率。因此虚拟现实技术具有以下四个重要特征。
1.多感知性。所谓多感知性就是包括视觉感知外,还包括听觉、触觉、力觉和运动感知、甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。
2.存在感。又称临场感,它是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达到使用户难以分辨真假的程度。
3.交互性。它是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)。我们借助与我们的感觉器官,在虚拟的环境中体验真实的环境。
4.自主性。是指虚拟环境中物体依据物理定律进行动作的程度。
虚拟现实系统的关键技术主要由动态环境建模技术、实时三维图形生成技术、立体显示和传感器技术、应用系统开发工具和系统集成技术等五个方面组成。其中动态环境建模技术的目的是根据应用的需要获取实际环境的三维数据,并利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。而三维图形的生成技术关键是如何实现“实时”生成。立体显示和传感器技术是虚拟现实中实施交互能力的关键。
三、虚拟现实技术在房展会上的应用
参考文献:
[1]汪成为,高文,王行仁,灵境(虚拟现实)技术的理论、实现及应用,北京:清华大学出版社,1996.