第一篇：虛擬現(xiàn)實(shí)文獻(xiàn)綜述

《VRML虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在數(shù)字校園系統(tǒng)中應(yīng)用研究》文獻(xiàn)綜述

摘要：教育部在一系列相關(guān)的文件中，多次涉及到了數(shù)字校園，闡明了數(shù)字校園的地位和作用。虛擬數(shù)字校園模擬真實(shí)世界，提供了一個(gè)生動(dòng)的校園空間。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在數(shù)字校園系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，有助于大學(xué)自身的宣傳和信息的高度集中、配置和互動(dòng)。它在數(shù)字校園的應(yīng)用，可以大大提高校園展示效果，也能夠體現(xiàn)校園個(gè)性方面的優(yōu)勢(shì)，對(duì)校園今后的推廣及展示帶來(lái)非常大的幫助 關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；數(shù)字校園；基本概況

前言

教育部在一系列相關(guān)的文件中，多次涉及到了虛擬校園，闡明了虛擬校園的地位和作用。建設(shè)虛擬三維數(shù)字校園可以比較直觀的了解校園的各個(gè)區(qū)域，在這個(gè)三維的校園里，空間次序的視覺(jué)理解和感知變得非常容易，使瀏覽者對(duì)校園環(huán)境產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)[1]，其中的教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)樓、圖書館、宿舍樓、食堂、道路及綠化地帶和種植的植物，都栩栩如生的呈現(xiàn)在我們的眼前，三維虛擬校園模擬真實(shí)世界，提供了一個(gè)生動(dòng)的校園空間。三維虛擬校園可直接嵌入到大學(xué)的網(wǎng)站，直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器察看，其豐富的、人性化的信息查詢等功能，有效提高大學(xué)的美譽(yù)度，有助于大學(xué)自身的宣傳和信息的高度集中、配置和互動(dòng)。三維虛擬校園的直觀特性，可以優(yōu)化領(lǐng)導(dǎo)管理，對(duì)于校園信息管理、校園規(guī)劃、建設(shè)等能夠全局掌控。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r的研究

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality）技術(shù)是20世紀(jì)90年代初崛起的一種實(shí)用技術(shù)，它由計(jì)算機(jī)硬件、軟件以及各種傳感器構(gòu)成三維信息的虛擬環(huán)境，可以真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)中能實(shí)現(xiàn)的物理上的、功能上的事物和環(huán)境[2]。在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中可以直接與虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中的事物交互，產(chǎn)生身臨其境的感受，從而使人在虛擬空間中得到與自然世界同樣的感受。該技術(shù)的興起，為科學(xué)及工程領(lǐng)域大規(guī)模的數(shù)據(jù)及信息提供了新的描述方法。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)大量應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)及其相關(guān)領(lǐng)域，該技術(shù)提供了“虛擬建筑”這種新型的設(shè)計(jì)、研究及交流的工具手段[3]。

在虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展過(guò)程中總結(jié)出虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)應(yīng)具有以下四個(gè)特征：（1）多感知性。指除一般計(jì)算機(jī)所具有的視覺(jué)感知外，還有聽(tīng)覺(jué)感知、觸覺(jué)感知、運(yùn)動(dòng)感知、甚至還包括味覺(jué)、嗅覺(jué)、感知等。理想的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)該具有一切人所具有的感知功能。（2）存在感。指用戶感動(dòng)作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實(shí)程度。理想的模擬環(huán)境應(yīng)該達(dá)到使用戶難辨真假的程度。（3）交互性。指用戶對(duì)模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度。（4）自主性。指虛擬環(huán)境中物體依據(jù)現(xiàn)實(shí)世界物理運(yùn)動(dòng)定律動(dòng)作的程度[4]。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)自誕生以來(lái)，其應(yīng)用一直受到科學(xué)界、工程界的重視，并不斷取得進(jìn)展，虛擬現(xiàn)實(shí)蘊(yùn)藏的技術(shù)內(nèi)涵與藝術(shù)魅力不斷地激發(fā)著人們豐富的想象思維和創(chuàng)造的熱情。從本質(zhì)上講，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就是一種先進(jìn)的人機(jī)交互技術(shù)[5]，其追求的技術(shù)目標(biāo)就是盡量使用戶與電腦虛擬環(huán)境進(jìn)行自然式的交互。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為我們架起了一座人與數(shù)字世界溝通的橋梁。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在數(shù)字校園系統(tǒng)的應(yīng)用解析

目前，數(shù)字校園存在有2個(gè)定義，并分別帶來(lái)不同的研究與實(shí)踐。一種定義是從信息、網(wǎng)絡(luò)和媒體技術(shù)發(fā)展角度，數(shù)字校園被理解為一個(gè)以計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)為平臺(tái)的、遠(yuǎn)程教學(xué)為主的信息主體；另一個(gè)事從因特網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)虛擬社區(qū)和3S技術(shù)的發(fā)展角度，數(shù)字校園被定義為對(duì)現(xiàn)實(shí)校園三維景觀和教學(xué)環(huán)境的數(shù)字化和虛擬化，是基于對(duì)現(xiàn)實(shí)校園的一個(gè)三維虛擬環(huán)境，用于支持對(duì)現(xiàn)實(shí)校園的資源管理、環(huán)境規(guī)劃和學(xué)校發(fā)展[6]。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是集影視廣告，動(dòng)畫，多媒體，網(wǎng)絡(luò)可以于一身的推廣方式。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在數(shù)字校園中，使用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)生成一個(gè)虛擬的三維校園環(huán)境，并賦予其可操作性，讓瀏覽者可以與這一虛擬客體進(jìn)行交流[7]，是體現(xiàn)校園風(fēng)貌、規(guī)模和實(shí)力的象征和標(biāo)志，其主要核心是協(xié)助校園推廣、宣傳，招生等方面的需求，主要通過(guò)以下幾個(gè)方面體現(xiàn)：

1、直觀的交流方式

應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)可通過(guò)親身感受，評(píng)估展示方案的特點(diǎn)與優(yōu)劣，以便做出最佳展示方案，不但可以避免決策失誤，而且可以大大提高校園展示的價(jià)值，從而提高校園風(fēng)貌在學(xué)生心中的形象，而且保護(hù)投資。

2、方便的設(shè)計(jì)工具

虛擬現(xiàn)實(shí)不僅是一個(gè)演示媒體，而且還是一個(gè)設(shè)計(jì)工具。它易視覺(jué)形式反映了設(shè)計(jì)者的思想，比如當(dāng)在一座大樓前模擬首先要做的事情就是對(duì)這座大廈的結(jié)構(gòu)，外形做細(xì)致的構(gòu)思，為之定量化，還需要許多設(shè)計(jì)圖，虛擬現(xiàn)實(shí)可以把這種構(gòu)思變成看得見(jiàn)得虛擬物體和環(huán)境，使以往只能借助傳統(tǒng)的沙盤[8]的設(shè)計(jì)模式提升到數(shù)字化的即看即得的完美境界，大大提高了設(shè)計(jì)和規(guī)劃的質(zhì)量和效率。

3、最先進(jìn)的展示手段

在校園風(fēng)貌展示當(dāng)中，傳統(tǒng)的做法就是印刷宣傳彩頁(yè)或普通的網(wǎng)頁(yè)展示等。由于印刷彩頁(yè)是平面，普通的網(wǎng)頁(yè)是二維的，讓學(xué)生無(wú)法感受到親臨學(xué)校的感覺(jué)，而且無(wú)法將校園全部展示，只能了解校園標(biāo)志性建筑，無(wú)法以正常人的視角去感受校園的規(guī)劃，更無(wú)法獲得人在其中的真實(shí)感受。近年來(lái)效果圖和三維動(dòng)畫已經(jīng)得到普及應(yīng)用。然而，效果圖只能提供靜態(tài)局部的視覺(jué)體驗(yàn)，動(dòng)畫雖有較強(qiáng)的動(dòng)態(tài)三維表現(xiàn)力，但不具備實(shí)時(shí)交互性，觀察者只能按照事先設(shè)定好的路線和角度來(lái)瀏覽，很被動(dòng)，信息獲取不夠全面。校園個(gè)性方面的優(yōu)勢(shì)往往無(wú)法表現(xiàn)。

綜上所述，與傳統(tǒng)的展示方式相比較，虛擬現(xiàn)實(shí)解決方案的各個(gè)指標(biāo)具有明顯優(yōu)勢(shì)。它在數(shù)字校園的應(yīng)用[9]，可以大大提高校園展示效果，也能夠體現(xiàn)校園個(gè)性方面的優(yōu)勢(shì)，對(duì)校園今后的推廣及展示帶來(lái)非常大的幫助。

三、VRML虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在數(shù)字校園系統(tǒng)的應(yīng)用研究

虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言（VRML）源于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是20世紀(jì)末發(fā)展起來(lái)的涉及眾多學(xué)科的的高新技術(shù)[10]。它是集計(jì)算機(jī)、仿真、微電子、傳感與測(cè)量技術(shù)于一體的高新科技的融合。而虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言（VRML）正是利用了虛擬現(xiàn)實(shí)，在計(jì)算機(jī)中創(chuàng)立一種與現(xiàn)實(shí)生活相同的感受，有身臨其境的感覺(jué)甚至生理感受，從而實(shí)現(xiàn)用戶與虛擬現(xiàn)實(shí)直接進(jìn)行交互。

三維場(chǎng)景建模就是構(gòu)建虛擬校園環(huán)境，是漫游系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題之一．因?yàn)閂RML是一種三維造型和渲染的圖形描述性語(yǔ)言,它把“虛擬世界”看作一個(gè)“場(chǎng)景”，而場(chǎng)景中的一切都看作是“對(duì)象”也就是“節(jié)點(diǎn)”，對(duì)每一個(gè)對(duì)象的描述就構(gòu)成了VRL文件[11]。而要把這些枯燥的語(yǔ)言和符號(hào)變成動(dòng)態(tài)的虛擬世界，通過(guò)瀏覽器解釋這些語(yǔ)句可以實(shí)時(shí)生成虛擬的校園場(chǎng)景。且VRML是一個(gè)高效，優(yōu)秀的VR模型開(kāi)發(fā)工具，它的優(yōu)勢(shì)在于大場(chǎng)景地理環(huán)境的生成，能高效快速的實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)場(chǎng)景的繪制，所以，選擇VRML完成三維場(chǎng)景建模。隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展，利用VRML虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行復(fù)雜場(chǎng)景的虛擬漫游已成為可能，利用這一技術(shù)我們可以游覽虛擬校園欣賞校園景致，達(dá)到使用戶難辨真假的程度。

作為互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的寵兒，Web孵化了五花八門的網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，如Html、XML、Java、JavaScript、ActiveX等等[12]。相對(duì)而言，VRML是其中一支不可忽視的力量。VRML是一種描述交互式三維場(chǎng)景和對(duì)象的文件格式，它允許描述三維對(duì)象并把它們組合到作者構(gòu)想的虛擬場(chǎng)景中，目前廣泛應(yīng)用于創(chuàng)建充滿動(dòng)感的三維虛擬空間[13]。與其他網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言相比，VRML具有自身特定的優(yōu)勢(shì)：

1、VRML是目前唯一基于萬(wàn)維網(wǎng)虛擬現(xiàn)實(shí)模型語(yǔ)言的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，因此能得到眾多軟件開(kāi)發(fā)商的支持。目前包括3DS MAX、Maya、SketchUp等建筑設(shè)計(jì)中常用的3D軟件都支持VRML文件格式的輸入、輸出、而像blaxxun、Bitmanagement Software、Parallet Graphics等眾多VRML瀏覽器開(kāi)發(fā)商紛紛通過(guò)其產(chǎn)品開(kāi)發(fā)不斷提高VRML虛擬場(chǎng)景的性能[14]。這些支持有力地保障了VRML虛擬建筑開(kāi)發(fā)中對(duì)前期CAD數(shù)據(jù)的高效利用，而且VRML作為一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)也保證于虛擬建筑開(kāi)發(fā)成果能得到長(zhǎng)期的應(yīng)用和共享。

2、VRML是基于萬(wàn)維網(wǎng)的開(kāi)放型的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性和功能的可擴(kuò)展性。VRML場(chǎng)景可運(yùn)行在Windows、MAC、Unix等多種機(jī)型及操作系統(tǒng)上，適應(yīng)單機(jī)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、萬(wàn)維網(wǎng)等多種環(huán)境[15]；同時(shí)VRML語(yǔ)言允許開(kāi)發(fā)者將VRML場(chǎng)景與現(xiàn)有萬(wàn)維網(wǎng)中流行的各種先進(jìn)的技術(shù)集成起來(lái)，從而極大得擴(kuò)展VRML虛擬建筑場(chǎng)景的性能。

3、VRML場(chǎng)景的大小沒(méi)有限制，場(chǎng)景的擴(kuò)充和維護(hù)皆很方便。一個(gè)VRML場(chǎng)景的模型即可以使一個(gè)獨(dú)立的VRML模型文件組成，也可以使由分布在網(wǎng)絡(luò)上不同路徑下的若干個(gè)分散的VRML模型文件組成。因此利于協(xié)同方式的建筑和文件管理。

4、VRML虛擬建筑是一個(gè)低成本甚至零成本投入的技術(shù)方法，開(kāi)發(fā)者只需要在現(xiàn)有CAD軟硬件系統(tǒng)基礎(chǔ)上，添加一個(gè)VRML瀏覽器和一個(gè)VRML代碼編輯器就可以進(jìn)行VRML虛擬建筑的開(kāi)發(fā)工作。VRML瀏覽器和代碼編輯器都非常小型的程序，互聯(lián)網(wǎng)上提供了大量此類工具的免費(fèi)下載服務(wù)。

總結(jié)

數(shù)字校園是一項(xiàng)非常龐大的系統(tǒng)工程，它是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、仿真、微電子、傳感與測(cè)量技術(shù)于一體的高新技術(shù)的融合，是信息技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，若要超越單純從技術(shù)視野中理解數(shù)字校園的概念，應(yīng)將校園內(nèi)的基礎(chǔ)地理、自然資源、社會(huì)資源好人文資源等各種信息進(jìn)行數(shù)字化采集和存儲(chǔ)，分別建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息庫(kù)，并建立全視角的可視化數(shù)字校園三維立體平臺(tái)[16]，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用支撐系統(tǒng)，即實(shí)現(xiàn)服務(wù)的開(kāi)發(fā)、利用、廣告、安全、管理等一體化，實(shí)現(xiàn)從信息生產(chǎn)到信息消費(fèi)的信息流有序化，最終實(shí)現(xiàn)信息資源的動(dòng)態(tài)管理，利用和優(yōu)化配置、開(kāi)發(fā)和增值。

我相信，作為一門新興的，發(fā)展中的技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮?，前景是廣闊的，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)理論與方法的逐步建立和日趨完善，數(shù)字校園建設(shè)必將邁上一個(gè)新的臺(tái)階。在數(shù)字校園里，通過(guò)各種現(xiàn)代化手段，實(shí)現(xiàn)學(xué)校的教學(xué)、科研、管理、服務(wù)等活動(dòng)的全部過(guò)程，從而達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量、科研水平、管理水平的目的。

參考文獻(xiàn)

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第二篇：虛擬現(xiàn)實(shí)簡(jiǎn)介

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡(jiǎn)介

虛擬現(xiàn)實(shí)（VR-Virtual Reality）,也稱虛擬實(shí)境或靈境，是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它利用計(jì)算機(jī)技術(shù)生成一個(gè)逼真的、具有視、聽(tīng)、觸等多種感知的虛擬環(huán)境，用戶即可以簡(jiǎn)單的通過(guò)網(wǎng)頁(yè)瀏覽、應(yīng)用程序查看時(shí)鍵盤和鼠標(biāo)的操作甚至通過(guò)使用各種交互設(shè)備，同虛擬環(huán)境中的實(shí)體相互作用，使之產(chǎn)生身臨其境感覺(jué)的交互式視景仿真和信息交流，是一種先進(jìn)的數(shù)字化人機(jī)接口技術(shù)。

與傳統(tǒng)的模擬技術(shù)相比，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的主要特征是：操作者能夠看到三維實(shí)體、逼近真實(shí)的場(chǎng)景，結(jié)合環(huán)幕等硬件設(shè)備可以使操作者真正進(jìn)入一個(gè)由計(jì)算機(jī)生成的交互式三維虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，與之產(chǎn)生互動(dòng)，進(jìn)行交流。通過(guò)參與者與虛擬仿真環(huán)境中對(duì)象的相互作用，并借助人本身對(duì)所接觸事物的感知和認(rèn)知能力，幫助啟發(fā)參與者的思維，以全方位地獲取虛擬環(huán)境所蘊(yùn)涵的各種空間信息和邏輯信息。這是符合人類認(rèn)知過(guò)程一種計(jì)算機(jī)技術(shù)。

沉浸/臨場(chǎng)感和實(shí)時(shí)交互性是虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)質(zhì)性特征，對(duì)時(shí)空環(huán)境的現(xiàn)實(shí)構(gòu)想（即啟發(fā)思維，獲取信息的過(guò)程）是虛擬現(xiàn)實(shí)的最終目的。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的先進(jìn)特性使得該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于各行各業(yè)的模擬仿真研究中，并切實(shí)有效地指導(dǎo)了生產(chǎn)實(shí)踐。自從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)誕生以來(lái)，它已經(jīng)在軍事模擬、先進(jìn)制造、城市規(guī)劃/地理信息系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)生物等領(lǐng)域中發(fā)揮了巨大的經(jīng)濟(jì)、軍事和社會(huì)效益。預(yù)言家們預(yù)言虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在不遠(yuǎn)的將來(lái)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就會(huì)象當(dāng)年地計(jì)算機(jī)一樣應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域，它與網(wǎng)絡(luò)、多媒體將并稱為21世紀(jì)最具應(yīng)用前景的三大技術(shù)。

目前已經(jīng)眾多國(guó)內(nèi)外的公司退出了自己的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)解決方案，包括軟件的解決方案和硬件的解決方案，更多的是軟硬件結(jié)合的解決方案。好的軟件也需要好的硬件來(lái)配合實(shí)現(xiàn)身臨其境的效果，因此這是一個(gè)系統(tǒng)工程，技術(shù)門檻不高，但實(shí)際應(yīng)用難度大。

第三篇：虛擬現(xiàn)實(shí) 論文

XXXXXX學(xué)院

虛擬現(xiàn)實(shí)

學(xué) 生 姓 名：XXX 指 導(dǎo) 教 師：XXXX 系別：信息技術(shù)系 專業(yè)、班級(jí)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)XXX班 完 成 時(shí) 間：2009年6月13日

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)專業(yè)教育中的應(yīng)用

姓名：XXX

專業(yè)：XXX

學(xué)號(hào)：XXXX

摘要：目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于航空航天、娛樂(lè)游戲，以及建筑設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。在教育領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也有廣泛的用途。文章介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及VRML語(yǔ)言，探討了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)和計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。如果虛擬技術(shù)廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)教育中，將對(duì)遠(yuǎn)程教育產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；虛擬實(shí)驗(yàn)；VRML；計(jì)算機(jī)專業(yè)

隨著我國(guó)教育的不斷改革和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，代寫論文 網(wǎng)絡(luò)教育的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式。尤其是計(jì)算機(jī)更新速度非?？斓奶攸c(diǎn)使得傳統(tǒng)的教學(xué)方式難以滿足學(xué)習(xí)的需要。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一門新的技術(shù)，它在教育領(lǐng)域的發(fā)展將為教育提供新的活力。本文主要從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特征和VRML語(yǔ)言的角度探討其在計(jì)算機(jī)專業(yè)教育中的應(yīng)用。1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為現(xiàn)代教育手段的現(xiàn)代化帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用已不再是停留在音像技術(shù)課堂中應(yīng)用的常規(guī)模式層次上．而是朝著多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、教育技術(shù)應(yīng)用模式多樣化和遠(yuǎn)程教育普及化的趨勢(shì)發(fā)展，特別是基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬教學(xué)形式，是一種最新出現(xiàn)的教學(xué)模式，具有廣闊的發(fā)展前景，代表了教育的未來(lái)和發(fā)展的方向。

1．1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念

虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR)，又稱為靈境技術(shù)，代寫畢業(yè)論文 它匯集了數(shù)字圖象處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、人工智能、人機(jī)接口技術(shù)、傳感器技術(shù)，以及人體行為學(xué)等多項(xiàng)天技術(shù)．是計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合應(yīng)用。具體地說(shuō)，就是采川以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技生成逼真的視、聽(tīng)、觸覺(jué)一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設(shè)備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行交互作用，相互影響，從而產(chǎn)生如同真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn)。盡管該環(huán)境并不真實(shí)存在，但它作為一個(gè)逼真的三維環(huán)境．仿佛就在我們周圍。由于用戶對(duì)計(jì)算機(jī)環(huán)境中的虛擬物體產(chǎn)生了類似于對(duì)現(xiàn)實(shí)物體的存存意識(shí)或幻覺(jué)，從而使得用戶在計(jì)算機(jī)所創(chuàng)建的維虛擬環(huán)境中處于一種全身心投入的狀態(tài)。

1．2 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的構(gòu)成一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)由以下幾部分組成：

(1)虛擬環(huán)境。它由虛擬環(huán)境發(fā)生器所產(chǎn)生，且可讓使用者通過(guò)傳感器件和作用器件與之交互，這種交互的結(jié)果是使用者有全身心進(jìn)入這一環(huán)境的感覺(jué)。

(2)傳感器件。它將虛擬環(huán)境中的物體的形、動(dòng)作、聲音等進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使人能獲得視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等多方面的感覺(jué)。這些感覺(jué)與他以往在實(shí)際環(huán)境中的感覺(jué)一致。

(3)作用器件。它將人的一些約定動(dòng)作(如行走、手勢(shì)等)變成作用的信息，讓虛擬環(huán)境有所察覺(jué)。

(4)人。虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)質(zhì)上是一內(nèi)含反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，只有人的存在才能使這一反饋環(huán)路有效成立。代寫碩士論文所以人是VR系統(tǒng)中不可缺少的成分。人通過(guò)傳感器件感受虛擬環(huán)境的存在．又通過(guò)作用器件去影響虛擬環(huán)境，使其作出相應(yīng)的變化。

(5)虛擬環(huán)境發(fā)生器。它能產(chǎn)生使用者所需要的虛擬環(huán)境，且能通過(guò)作用器件傳來(lái)的作用信息。了解使用者的位置和動(dòng)作。并對(duì)已產(chǎn)生的虛擬環(huán)境作出相應(yīng)的修改。

1．3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基本特征

(1)沉浸性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是根據(jù)人類的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)的生理心理特點(diǎn)，由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生逼真的三維立體圖像。使用者戴上頭盔顯示器和數(shù)據(jù)手套等交互設(shè)備，便可將自己置身于虛擬環(huán)境中，成為虛擬環(huán)境中的一員。使用者與虛擬環(huán)境中的各種對(duì)象的相互作用，就如同在現(xiàn)實(shí)世界中的一樣。當(dāng)使用者移動(dòng)頭部時(shí)。虛擬環(huán)境中的圖像也實(shí)時(shí)地跟隨變化，拿起物體可使物體隨著手的移動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，而且還可以聽(tīng)到三維仿真聲音。使用者在虛擬環(huán)境中，一切感覺(jué)都是那么逼真，有一種身臨其境的感覺(jué)。

(2)交互性。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的人機(jī)交互是一種近乎自然的交互．使用者不僅可以利用電腦鍵盤、鼠標(biāo)進(jìn)行交互，而且能夠通過(guò)特殊頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備進(jìn)行交互。計(jì)算機(jī)能根據(jù)使用者的頭、手、眼、語(yǔ)言及身體的運(yùn)動(dòng)，來(lái)調(diào)整系統(tǒng)呈現(xiàn)的圖像及聲音。使用者通過(guò)自身的語(yǔ)言、身體運(yùn)動(dòng)或動(dòng)作等自然技能．就能對(duì)虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行考察或操作。

(3)多感知性。由于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中裝有視、聽(tīng)、觸、動(dòng)覺(jué)的傳感及反應(yīng)裝置，因此，使用者在虛擬環(huán)境中可獲得視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、動(dòng)覺(jué)等多種感知，從而達(dá)到身臨其境的感受。

1．4 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的類型

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)按其功能，可分為以下幾種類型：

(1)沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是利用頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套、三維鼠標(biāo)等傳感跟蹤裝置與虛擬世界進(jìn)行交互。由于這種系統(tǒng)把人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和其它感覺(jué)封閉在虛擬的感覺(jué)空間，能使人全身心投入并沉浸其中。不足之處在于專用設(shè)備復(fù)雜而且昂貴，難以在教育行業(yè)普及推廣。

(2)桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是運(yùn)用軟件編程的方法在顯示器上顯示三維場(chǎng)景．用戶通過(guò)鍵盤、鼠標(biāo)等簡(jiǎn)單的設(shè)備與虛擬場(chǎng)景進(jìn)行交互。這種系統(tǒng)由于用戶坐在顯示器前，通過(guò)屏幕觀察虛擬世界并與之交互，往往會(huì)受到周圍環(huán)境的影響，難以做到完全投入．但是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，易于普及推廣。

(3)分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

分布式虛擬系統(tǒng)是多個(gè)用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享一個(gè)虛擬空間，共同參與虛擬活動(dòng)。

(4)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)不僅是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)模擬現(xiàn)實(shí)世界、仿真現(xiàn)實(shí)世界，而且要利用它來(lái)增強(qiáng)參與者對(duì)真實(shí)環(huán)境的感受，也就是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中無(wú)法感知的感受。

1．5 虛擬現(xiàn)實(shí)造型語(yǔ)言VRML

VRML(Virtual Reality Modeling Language1即虛擬現(xiàn)實(shí)建

模語(yǔ)言，是一項(xiàng)和多媒體通訊、因特網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域相關(guān)的，在Intemet上營(yíng)造虛擬環(huán)境的技術(shù)。它用來(lái)在網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)建可導(dǎo)航的、超鏈接的三維虛擬場(chǎng)景。

VRML的基本工作原理可概括為：文本描述、遠(yuǎn)程傳輸和本地計(jì)算生成。所謂文本描述，是指VRML并不是用三維坐標(biāo)點(diǎn)的數(shù)據(jù)來(lái)描述三維物體的，因?yàn)檫@樣會(huì)有很大的數(shù)據(jù)量．在Intemet上傳輸會(huì)遇到很多困難．VRML是用類似HTML的標(biāo)記文本語(yǔ)言來(lái)描述三維場(chǎng)景．就像我們的編程語(yǔ)言。比如，一個(gè)立方體的描述文本是：Box(size 3.0 3.0 3.0)。VRML就是一種描述語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了用來(lái)描述三維場(chǎng)景的文本描述語(yǔ)言。遠(yuǎn)程傳輸是指用戶瀏覽VRML描述的虛擬場(chǎng)景時(shí)，需要通過(guò)Intemet將描述場(chǎng)景的文本傳送到本地。一般來(lái)說(shuō)，文本描述是嵌在WEB頁(yè)面中，在瀏覽器請(qǐng)求相應(yīng)頁(yè)面時(shí)與頁(yè)面描述文本一起傳送本地。本地計(jì)算生成是指描述虛擬場(chǎng)景的數(shù)據(jù)傳送到本地后，瀏覽器對(duì)它進(jìn)行解釋計(jì)算，動(dòng)態(tài)地生成虛擬場(chǎng)景。比如，描述球形的文本，瀏覽器會(huì)在屏幕上繪制一個(gè)立體的球形。概括地說(shuō)，就是

用文本信息描述三維場(chǎng)景．在Intemet網(wǎng)上傳輸，在本地機(jī)上由VRML的瀏覽器解釋生成三維場(chǎng)景．解釋生成的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范即是VRML規(guī)范。

VRML文件主要包括四個(gè)主要成分：VRML文件頭、原型、造型節(jié)點(diǎn)、腳本和路由。在這四個(gè)要素中．代寫醫(yī)學(xué)論文只有文件頭部分是必須的，它用來(lái)告訴瀏覽器該文件符合的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及使用的字符集等信息。原型定義了創(chuàng)建帶有指定名稱、接口和整體的新節(jié)點(diǎn)類型。一旦成功地定義了原型，它就可以在VRML文件的其他地方隨意使用。造型節(jié)點(diǎn)是VRML中的基本建造模塊．它構(gòu)成了VRML文件的主體部分，正是由于造型節(jié)點(diǎn)定義而產(chǎn)生了虛擬的VRML空間。腳本可以看作是一個(gè)節(jié)點(diǎn)的外殼，它有域、eventIn事件和eventOut事件。其本身沒(méi)有任何動(dòng)作．然而你可以通過(guò)程序腳本來(lái)賦予你腳本節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作。程序腳本實(shí)際上是一種簡(jiǎn)化了的應(yīng)用程序，一個(gè)典型的腳本是由Java或JavaScript編程語(yǔ)言寫成的程序。路由是一種文本描述的消息．一旦在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間創(chuàng)建了一個(gè)路由．第一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以順著路由傳遞消息給第二個(gè)節(jié)點(diǎn)，這樣的消息被稱為事件。VRML還可以包含下列條目：注釋、節(jié)點(diǎn)和域值、定義的節(jié)點(diǎn)名、使用的節(jié)點(diǎn)名等。

設(shè)計(jì)VRML虛擬場(chǎng)景時(shí)。最簡(jiǎn)單的方法是直接使用文本編輯器來(lái)編輯描述文本，它類似于程序設(shè)計(jì)，這種方法簡(jiǎn)單方便．但不是很直觀．對(duì)設(shè)計(jì)者的空間想象能力要求也較高，設(shè)計(jì)的效率不高。現(xiàn)在有很多的可視化的VRML設(shè)計(jì)工具，如CosmoWorld和WebWorld等．這些工具將VRML的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)都做成可視的組件，用戶設(shè)計(jì)時(shí)，只需要將這些組件組全自己需要的虛擬場(chǎng)景就可以了．而且設(shè)計(jì)的效果在設(shè)計(jì)時(shí)就可以看到。設(shè)計(jì)完畢后，系統(tǒng)自動(dòng)將這些可視的虛擬場(chǎng)景生成標(biāo)準(zhǔn)的VRML描述文本，這樣，這些文本傳送到用戶的瀏覽器后．便會(huì)在用戶的屏幕上重現(xiàn)這個(gè)虛擬場(chǎng)景。

VRML使得Intemet的平面世界出現(xiàn)了三維場(chǎng)景。它的問(wèn)世在世界上引起了極大的反響．得到眾多的軟硬件廠商的支持，成為了Intemet上最有發(fā)展前景的新興技術(shù)。VRML在各方面都展現(xiàn)出了強(qiáng)大的應(yīng)用可能性。蘊(yùn)藏了無(wú)限生機(jī)。在教育領(lǐng)域的WEB站點(diǎn)中，它可廣泛用于學(xué)習(xí)情景創(chuàng)設(shè)上，以增加學(xué)習(xí)內(nèi)容的形象性和趣味性。例如：創(chuàng)建網(wǎng)上三維圖書館，它的好處就在于書籍歸類整理更接近真實(shí)并將高于真實(shí)，匯編或查閱時(shí)書籍只需要鼠標(biāo)輕輕地點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的虛擬圖書。另外，使用VRML做模擬訓(xùn)練是一種可行性極高的措施，它不僅可以減少某些情況下現(xiàn)實(shí)空間中操作的難度和危險(xiǎn)．更為重要的是它可以使訓(xùn)練造價(jià)得到大幅度降低，這樣就使得在教育方面的應(yīng)用成為可能。由于這種模擬系統(tǒng)具有高度的真實(shí)性，所以并不會(huì)因?yàn)闆](méi)有真實(shí)系統(tǒng)介入而造成較差的訓(xùn)練效果?，F(xiàn)在虛擬校園、虛擬考場(chǎng)也已經(jīng)陸續(xù)地出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中，這些新興的教育形式必將因其優(yōu)越的一面而在未來(lái)教育領(lǐng)域中占有一席之地。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)專業(yè)教育中的應(yīng)用

2．1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在輔助課堂教學(xué)中的應(yīng)用

眾所周知，計(jì)算機(jī)課程實(shí)踐性很強(qiáng)，在書本上體現(xiàn)難免會(huì)給人們的理解帶來(lái)困難。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作的課件能夠很好地解決這一問(wèn)題。例如，在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中介紹計(jì)算機(jī)中各個(gè)組件的結(jié)構(gòu)和講解計(jì)算機(jī)組裝的過(guò)程時(shí)，書本的文字難以讓學(xué)習(xí)者了解組件結(jié)構(gòu)和組裝的過(guò)程。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將文字、聲音、圖片、動(dòng)畫等幾種媒體表現(xiàn)形式有機(jī)地結(jié)合，設(shè)計(jì)出生動(dòng)活潑的界面。制作出一些三維的、交式的、具有沉浸感的內(nèi)容，滿足學(xué)習(xí)者從各個(gè)角度觀察和學(xué)習(xí)，仿佛身臨其境，更好地理解學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

制作VRML課件的基本思路是：

(1)制作一系列空間形體的三維造型和動(dòng)畫．并且為這些造型指定所需要的顏色、大小等。

(2)引入VRML的相關(guān)節(jié)點(diǎn)，建立虛擬運(yùn)動(dòng)空間。實(shí)現(xiàn)課件多媒體功能。

(3)優(yōu)化VRML場(chǎng)景，即在構(gòu)建場(chǎng)景的過(guò)程中，利用VRML提供的高級(jí)造型技術(shù)適當(dāng)優(yōu)化程序。

(4)VRML文件的輸出，將已創(chuàng)建的空間場(chǎng)景輸出為．wrl形式的文件。

例如，設(shè)計(jì)VRML課件來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上虛擬計(jì)算機(jī)組件結(jié)構(gòu)和組裝的輔助教學(xué)。

首先，在介紹計(jì)算機(jī)組件選擇知識(shí)同時(shí)?？梢栽诰W(wǎng)上從各個(gè)角度來(lái)觀察VRML制作的計(jì)算機(jī)組件的造型．增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，并使學(xué)習(xí)者對(duì)怎樣組裝計(jì)算機(jī)有個(gè)初步的了解。利用VRML的造型設(shè)計(jì)和VRML Script的動(dòng)畫鏈接．虛擬出組裝計(jì)算機(jī)過(guò)程中所需的主要硬件，再通過(guò)把VRML文件嵌入到網(wǎng)頁(yè)的方法，使學(xué)習(xí)者既能在網(wǎng)頁(yè)中看到二維不同型號(hào)硬件的圖片和一些描述硬件的文字．又能看到三維的虛擬制作出來(lái)的硬件模型。這樣使學(xué)習(xí)者能真切地、直觀地感受到二維和三維的不同．感受到虛擬世界的美妙。然后，通過(guò)文字和圖片向?qū)W習(xí)者介紹如何將各計(jì)算機(jī)組件組裝到一起。接著，通過(guò)VRML的動(dòng)畫節(jié)點(diǎn)控制和VRML Script的結(jié)合。制作出安裝、注釋和視點(diǎn)切換的效果，然后按照六個(gè)安裝步驟：第一，機(jī)箱、主板的安裝；第二，風(fēng)扇、內(nèi)存的安裝；第三，光驅(qū)、軟驅(qū)、硬盤的安裝；第四，聲卡、顯卡的安裝；第五，電源的安裝；

第六。顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)的安裝，組合完成整個(gè)在虛擬三維世界中組裝計(jì)算機(jī)的過(guò)程。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，只要點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕，就可以按相應(yīng)的步驟進(jìn)行安裝。拖動(dòng)鼠標(biāo)或按鈕可以隨意地移動(dòng)計(jì)算機(jī)組件到指定的位置進(jìn)行安裝。在安裝完光驅(qū)和軟驅(qū)后，點(diǎn)擊光驅(qū)的開(kāi)、關(guān)鍵，光盤托會(huì)自動(dòng)拖出和送入，點(diǎn)擊軟驅(qū)的按鈕，軟盤會(huì)自動(dòng)取出．使學(xué)習(xí)者能動(dòng)態(tài)地觀看到效果。有一種身臨其境的感覺(jué)來(lái)完成學(xué)習(xí)的過(guò)程。

通過(guò)VRML Script語(yǔ)言的鏈接。制作出生動(dòng)有趣的動(dòng)畫效果和逼真的聲音效果。例如．當(dāng)你點(diǎn)擊軟驅(qū)上的按鈕，會(huì)發(fā)出聲音并彈出一張軟盤；當(dāng)你點(diǎn)擊光驅(qū)按鈕時(shí)，盤盒會(huì)自動(dòng)地彈縮并發(fā)出逼真的聲音。為了方便學(xué)習(xí)。還可以實(shí)現(xiàn)注釋信息，當(dāng)學(xué)習(xí)者的鼠標(biāo)碰到硬件設(shè)備時(shí)。在對(duì)象的旁邊會(huì)出現(xiàn)一個(gè)注釋信息，說(shuō)明該對(duì)象名稱。

又如，在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中，對(duì)于常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的算法思想．由于其抽象程度高。使得學(xué)生很難理解。我們也可以通過(guò)虛擬技術(shù)將其制作成課件進(jìn)行教學(xué)。將抽象的算法過(guò)程以淺顯易懂、形象直觀的形式展現(xiàn)出來(lái)。例如，遞歸算法是學(xué)生比較難理解的，因?yàn)槠渌惴ㄊ强侩[形調(diào)用堆棧來(lái)實(shí)現(xiàn)，而通過(guò)虛擬技術(shù)可以將堆棧內(nèi)部情況的變化動(dòng)態(tài)、直觀、形象地表現(xiàn)出來(lái)，這樣學(xué)生就很容易理解。同樣在講解樹(shù)和圖的遍歷時(shí)，可以從可視化的角度觀察遍歷的順序。二叉樹(shù)與樹(shù)的概念的區(qū)別、Hanoi塔等問(wèn)題都可以直觀地表現(xiàn)。方便教師的教學(xué)和學(xué)生的理解。

總之，通過(guò)制作課件來(lái)輔助課堂的教學(xué)，能為學(xué)習(xí)者提供生動(dòng)、逼真的感性學(xué)習(xí)材料，使抽象的學(xué)習(xí)直觀化、形象化，幫助學(xué)習(xí)者解決學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)者的積極性。

2．2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

由虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)生成的適用于進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、有關(guān)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)對(duì)象。以及實(shí)驗(yàn)信息資源等。虛擬實(shí)驗(yàn)室可以是某一現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室的真實(shí)再現(xiàn)。也可以是虛擬構(gòu)想的實(shí)驗(yàn)室。例如，在城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中，不必真正把網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建起來(lái)就可以親身體驗(yàn)，猶如進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的操作。在數(shù)字電路的課程實(shí)驗(yàn)中，可以通過(guò)虛擬的電路器件來(lái)達(dá)到電路設(shè)計(jì)的目的，而沒(méi)有購(gòu)買器件問(wèn)題所帶來(lái)的麻煩。在電子商務(wù)課程實(shí)驗(yàn)中，可以虛擬商務(wù)環(huán)境，讓學(xué)生進(jìn)入這個(gè)虛擬環(huán)境。身臨其境地體驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)交易的氣氛和參與交易的過(guò)程。計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的安裝是比較基礎(chǔ)但又是難做好的一個(gè)實(shí)驗(yàn)。由于在計(jì)算機(jī)上安裝新的操作系統(tǒng)不可避免地會(huì)對(duì)原有的操作系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

使用虛擬計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行操作系統(tǒng)的安裝試驗(yàn)就十分的方便了。代寫工作總結(jié)使用虛擬機(jī)的軟件VMware可以創(chuàng)建與真實(shí)計(jì)算機(jī)一模一樣的虛擬機(jī)。創(chuàng)建的虛擬機(jī)有自己的CPU、內(nèi)存、硬盤、光驅(qū)，在這個(gè)虛擬機(jī)上，可以安裝Windows、Linux等真實(shí)的操作系統(tǒng)以及各種應(yīng)用程序。通過(guò)在虛擬的操作系統(tǒng)環(huán)境中進(jìn)行操作，熟悉操作和新技術(shù)，達(dá)到事半功倍的效果。VMware只是一個(gè)軟件?？梢詭椭阍谝粋€(gè)操作系統(tǒng)的環(huán)境下安裝另一個(gè)操作系統(tǒng)，而不會(huì)對(duì)當(dāng)前的操作系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還可以對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中所提出的各種假設(shè)模型進(jìn)行虛擬．通過(guò)虛擬系統(tǒng)便可以直接地觀察到這一假設(shè)所產(chǎn)生的結(jié)果或效果。利用虛擬技術(shù)。學(xué)生還可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)等方面的學(xué)習(xí)探索，設(shè)計(jì)出新型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和電子器件．從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。

通過(guò)虛擬的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，既可以縮短實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，又可以獲得直觀、真實(shí)的效果，還能對(duì)那些不可見(jiàn)的結(jié)構(gòu)原理和不可重組的精密設(shè)備進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn)，避免真實(shí)實(shí)驗(yàn)操作帶來(lái)的各種危險(xiǎn)。并且，虛擬實(shí)驗(yàn)具有先進(jìn)性和共享性，易擴(kuò)充．易于改變教學(xué)項(xiàng)目，減少設(shè)備投入經(jīng)費(fèi)，使教學(xué)內(nèi)容在虛擬的環(huán)境中不斷更新．使實(shí)驗(yàn)實(shí)踐及時(shí)跟上技術(shù)的發(fā)展。但是在采用虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中，并不能完全代替真實(shí)實(shí)驗(yàn)。虛擬實(shí)驗(yàn)是虛擬的實(shí)驗(yàn)，缺少“實(shí)物感”，正如在網(wǎng)上看書與拿真實(shí)的書看時(shí)，會(huì)覺(jué)得真實(shí)的書更實(shí)在。在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)中，用到的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備像路由器、交換機(jī)等種類、型號(hào)都很多，在虛擬實(shí)驗(yàn)中．學(xué)生很難見(jiàn)到這些設(shè)備，如果在真正的實(shí)踐中可能會(huì)無(wú)從下手。因此，在具體實(shí)施中，應(yīng)該虛實(shí)進(jìn)行結(jié)合。有目的地安排一些實(shí)驗(yàn)在真實(shí)環(huán)境中操作，這樣，他們會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)備有親身的體會(huì)，更能加深實(shí)驗(yàn)的印象，提高實(shí)驗(yàn)的效果。結(jié)束語(yǔ)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)教育領(lǐng)域發(fā)展的潛力是巨大的，只有親身去經(jīng)歷、親身去體驗(yàn)去感受，比空洞抽象的說(shuō)教更具說(shuō)服力，主動(dòng)地去交互與被動(dòng)地觀看有質(zhì)的不同。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能形象、生動(dòng)、逼真地表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，有效地營(yíng)造一個(gè)發(fā)展的教學(xué)環(huán)境。提高學(xué)生掌握知識(shí)和技能的效率和積極性，達(dá)到優(yōu)化教學(xué)過(guò)程、提高教學(xué)質(zhì)量的目的，從而解決傳統(tǒng)教學(xué)方式無(wú)法解決的問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，基于WEB的虛擬現(xiàn)實(shí)遠(yuǎn)程教育具有廣泛的應(yīng)用前景，必將成為21世紀(jì)教育的主流。

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第四篇：虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)大綱

《非線性編輯》課程教學(xué)大綱

課程編號(hào)：（暫不填寫）

課程名稱：虛擬現(xiàn)實(shí)

總學(xué)時(shí)數(shù)和學(xué)分：本課程計(jì)劃72學(xué)時(shí)，4學(xué)分 實(shí)驗(yàn)或上機(jī)學(xué)時(shí)：36學(xué)時(shí)

先修及后續(xù)課程要求：三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)3D、圖形圖像處理PS

一、課程的性質(zhì)和任務(wù)

課程性質(zhì)：

虛擬現(xiàn)實(shí)是利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)，在計(jì)算機(jī)中對(duì)真實(shí)的客觀世界進(jìn)行逼真的模擬再現(xiàn)。通過(guò)利用傳感器技術(shù)等輔助技術(shù)手段，讓用戶在虛擬空間中有身臨其境之感，能與虛擬世界的對(duì)象進(jìn)行相互作用且得到自然的反饋，并讓人產(chǎn)生構(gòu)想。

主要任務(wù)：

使學(xué)生掌握3ds max及VPR軟件的使用方法，掌握利用3ds max軟件進(jìn)行前期的模型、材質(zhì)、燈光以及渲染器的設(shè)置技巧，熟練使用VRP完成動(dòng)畫的設(shè)置。

二、基本要求

教學(xué)環(huán)節(jié)包括：課堂講授及習(xí)題課、課外作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、考試考查等

（一）、課堂講授

1.教學(xué)方法：

通過(guò)講授演示3ds max的使用方法讓學(xué)生掌握虛擬現(xiàn)實(shí)前期的制作過(guò)程，通過(guò)學(xué)習(xí)VPR軟件的動(dòng)畫設(shè)置，完成后期動(dòng)畫的制作。

2.教學(xué)手段：

通過(guò)多媒體設(shè)備進(jìn)行教學(xué)，并采用電子教案、CAI課件、案例分析等先進(jìn)教學(xué)手段。

3.外語(yǔ)的要求：

會(huì)看懂英文版的多媒體創(chuàng)作工具

（二）、教學(xué)輔助資料

拍攝的視頻素材

（三）、習(xí)題課安排

給出樣例讓學(xué)生自己完成。

三、與其它課程的關(guān)系

在本課程開(kāi)設(shè)之前，應(yīng)先修三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)3D，圖形圖像處理PS等課程，并為以后學(xué)習(xí)視頻特效等課程打下基礎(chǔ)。

四、教學(xué)內(nèi)容

本課程共分七大模塊，通過(guò)學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握3ds max軟件的使用和VPR動(dòng)畫的設(shè)定。主要教學(xué)內(nèi)容有：

第一章3ds Max建模準(zhǔn)則

虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）的建模和做效果圖、動(dòng)畫的建模方法有很大的區(qū)別，主要體現(xiàn)在模型的精簡(jiǎn)程度上。VR的建模方式和游戲的建模是相通的，做VR最好做簡(jiǎn)模，不然可能導(dǎo)致場(chǎng)景的運(yùn)行速度會(huì)很慢、很卡、或無(wú)法運(yùn)行。教學(xué)重點(diǎn)：模型的創(chuàng)建與簡(jiǎn)模的制作。

教學(xué)難點(diǎn)：模型的簡(jiǎn)化與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分布。目的要求：制作布線合理的簡(jiǎn)模。

第二章3ds Max前期材質(zhì)類型的應(yīng)用與基本設(shè)置。

在制作VR項(xiàng)目時(shí)，雖然模型的優(yōu)化很重要，但材質(zhì)的編輯也一樣很重要，因?yàn)椴馁|(zhì)的使用需要跟烘焙操作結(jié)合在一起，不同類型的材質(zhì)需要采取不同的烘焙方式。

教學(xué)重點(diǎn)：材質(zhì)與貼圖的基本設(shè)置。

教學(xué)難點(diǎn)：材質(zhì)的調(diào)節(jié)，UV的劃分與貼圖的繪制。

目的要求：掌握3ds max材質(zhì)的調(diào)節(jié)與貼圖的正確繪制。

第三章3ds Max前期燈光設(shè)置要求與相機(jī)的創(chuàng)建 掌握正確的布光方法及燈光與攝像機(jī)參數(shù)的設(shè)置：

1、創(chuàng)建燈光并合理布光。

2、攝像機(jī)參數(shù)的調(diào)節(jié)。

教學(xué)重點(diǎn)：布光方案的正確選擇。

教學(xué)難點(diǎn)：燈光的參數(shù)調(diào)節(jié)與燈光之間的關(guān)系。

目的要求：掌握燈光布光的基本方法、并熟練使用燈光、相機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置。

第四章3ds Max前期渲染器基本參數(shù) 教學(xué)重點(diǎn)：

1、默認(rèn)渲染器的參數(shù)設(shè)定。

2、Vray渲染器的參數(shù)設(shè)置與調(diào)節(jié)。

教學(xué)難點(diǎn)：Vray渲染器的參數(shù)面板設(shè)置與材質(zhì)燈光的調(diào)節(jié)。目的要求：熟練掌握渲染面板參數(shù)設(shè)置。

第五章3ds Max前期烘焙基本參數(shù)設(shè)置 教學(xué)重點(diǎn)：貼圖烘焙的命令和參數(shù)設(shè)置。

教學(xué)難點(diǎn)：烘焙的參數(shù)設(shè)置與烘焙前的渲染結(jié)果檢查。

目的要求：掌握貼圖烘焙與檢查的方法。

第六章 前期常用動(dòng)畫的簡(jiǎn)單制作

教學(xué)重點(diǎn)：常用父子動(dòng)畫，路徑動(dòng)畫，動(dòng)力學(xué)動(dòng)畫的制作

教學(xué)難點(diǎn)：父子關(guān)系的設(shè)定，路徑動(dòng)畫的參數(shù)調(diào)節(jié)與動(dòng)力學(xué)動(dòng)畫的參數(shù)設(shè)定。目的要求：掌握常用動(dòng)畫的制作。

第七章 3ds Max的模型與動(dòng)畫導(dǎo)出技巧

教學(xué)重點(diǎn)：掌握部分靜態(tài)模型與全部靜態(tài)模型的導(dǎo)出與動(dòng)畫模型的導(dǎo)出方法。教學(xué)難點(diǎn)：將烘焙模型正確導(dǎo)入到VPR軟件中制作動(dòng)畫。目的要求：掌握烘焙完成模型的導(dǎo)出技巧。

五、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

實(shí)訓(xùn)要求：

使學(xué)生掌握3ds Max與VPR的使用方法，完成虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫的制作。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容：

實(shí)訓(xùn)一 簡(jiǎn)模的創(chuàng)建與布線的調(diào)整。

實(shí)訓(xùn)二

常用材質(zhì)的參數(shù)調(diào)節(jié)，UV的劃分與貼圖的正確繪制。

實(shí)訓(xùn)三

燈光的參數(shù)設(shè)置與布光方案的正確解決。

實(shí)訓(xùn)四 渲染參數(shù)面板的設(shè)置。

實(shí)訓(xùn)五

貼圖烘焙的命令與參數(shù)設(shè)置。

實(shí)訓(xùn)六

動(dòng)畫的制作，能完成父子關(guān)系、路徑與簡(jiǎn)單動(dòng)力學(xué)動(dòng)畫的制作。

實(shí)訓(xùn)七

導(dǎo)入VPR后動(dòng)畫的制作。

六、教學(xué)建議

1、師資要求：

要求主講教師具有一定的行業(yè)從業(yè)經(jīng)歷或有相關(guān)成熟作品。

2、教學(xué)條件：

酷睿i5以上計(jì)算機(jī)或兼容機(jī)40臺(tái)。注：四核CPU主頻須2.6GMHz以上，內(nèi)存須4G以上，硬盤須500G左右自由空間，WindowsXP系統(tǒng)或更高版本，3ds max 2009或以上版本，VPR軟件。

七、考試與成績(jī)?cè)u(píng)定

該課程根據(jù)平時(shí)（作業(yè)和出勤）、期中、期末等成績(jī)按學(xué)院要求比例進(jìn)行考核。

八、制定教材與教學(xué)參考書

[1]《3ds max與虛擬現(xiàn)實(shí)》.九州星火傳媒.電子工業(yè)出版社.2006.5

九、補(bǔ)充說(shuō)明

１．本課程須以理論與實(shí)踐結(jié)合進(jìn)行教學(xué)。

２．本教學(xué)大綱適用于三年制動(dòng)漫設(shè)計(jì)與制作專業(yè)。

開(kāi)課單位及課程所屬教研室（加蓋單位公章）：

大綱制（修）訂負(fù)責(zé)人簽名：

開(kāi)課單位教學(xué)主任簽名：

大綱制（修）訂時(shí)間： 年 月

第五篇：虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

基于Virtools的多電機(jī)組合驅(qū)動(dòng)輸送輥道的虛擬演示系統(tǒng)

摘要：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)模擬產(chǎn)生一個(gè)逼真的虛擬世界，讓使用者如同身臨其境一般，及時(shí)、無(wú)限制地觀察三維空間內(nèi)的事物。被公認(rèn)為是21世紀(jì)重要的發(fā)展學(xué)科及影響人們生活的重要技術(shù)之一。虛擬演示系統(tǒng)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用，它能向觀眾展現(xiàn)一個(gè)有著真實(shí)感覺(jué)的產(chǎn)品。本設(shè)計(jì)利用Solidworks來(lái)為輸送輥道建模，并將其導(dǎo)入到3ds max中進(jìn)行渲染，最后在Virtools中進(jìn)行虛擬演示系統(tǒng)的制作。本文著重介紹了Virtools的使用方法以及虛擬演示系統(tǒng)的制作流程，可以作為虛擬現(xiàn)實(shí)初學(xué)者的使用手冊(cè)，具有一定的學(xué)術(shù)意義和教學(xué)意義。

關(guān)鍵字：虛擬現(xiàn)實(shí)；Virtools；建模；人機(jī)交互

Based on Virtools combination of multi-motor-driven roller conveyor virtual demonstration system

Abstract: The virtual reality technology is the use of computer simulation to produce a realistic virtual world, allowing users just like being in general, timely, unrestricted observation of three-dimensional space things.Is recognized as one of the important development disciplines and affect people's lives in the 21st century.Virtual Presentation System is an important application of virtual reality technology, can show a product has a real feeling to the audience.This design uses SolidWorks to model the conveyor roller, and import it into 3ds max rendering, and finally in Virtools virtual demonstration system produced.This paper introduces the Virtools use and virtual demonstration system of the production process, can be used as virtual reality beginner user manual, and has a certain academic significance and teaching significance.Key Words: Virtual Reality;Virtools;Modeling;Interaction

目錄

1、緒論??????????????????????????? 1．1 前言????????????????????????? 1．2 研究背景及意義???????????????????? 1．3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀???????????????????? 1．4 本文研究?jī)?nèi)容?????????????????????

2、多電機(jī)組合驅(qū)動(dòng)輸送輥道?????????????????? 2．1 概念????????????????????????? 2．2 特點(diǎn)?????????????????????????

3、Virtools?????????????????????????? 3．1 簡(jiǎn)介?????????????????????????? 3．2 基本知識(shí)??????????????????????

4、模型導(dǎo)入?????????????????????????? 4．1 說(shuō)明???????????????????????? 4．1 導(dǎo)入到3ds max中???????????????????? 4．2 導(dǎo)入到Virtools中????????????????????

5、虛擬演示系統(tǒng)制作流程????????????????????

結(jié)論????????????????????????????? 致謝?????????????????????????????? 主要參考文獻(xiàn)????????????????????

附錄?????????????????????????????? 外文資料翻譯及原文??????????????????????

緒論

1.1 前言

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是利用電腦模擬產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬世界，為使用者提供關(guān)于視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般，及時(shí)、無(wú)限制地觀察三維空間內(nèi)的事物。它被應(yīng)用到軍事、醫(yī)學(xué)、教育、科研等多個(gè)領(lǐng)域，被公認(rèn)為是21世紀(jì)重要的發(fā)展學(xué)科及影響人們生活的重要技術(shù)之一。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有三個(gè)主要特征：(1)沉浸感，是指當(dāng)實(shí)驗(yàn)者處于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)生的三維環(huán)境中，有著在真實(shí)世界一樣的身臨其境的感覺(jué)。(2)交互性，是指實(shí)驗(yàn)者即使處在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所產(chǎn)生的虛擬環(huán)境中，也能像在真實(shí)客觀世界中一樣，進(jìn)行多感知的交互。(3)想象性，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以使實(shí)驗(yàn)者通過(guò)沉浸在虛擬環(huán)境中進(jìn)行的交互活動(dòng)，獲取新的知識(shí)，并且通過(guò)深化概念和產(chǎn)生聯(lián)想，使實(shí)驗(yàn)者得到感性和理性認(rèn)識(shí)，從而得到啟發(fā)人的創(chuàng)造性思維。

虛擬演示是一個(gè)集虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的“展館”，一個(gè)運(yùn)用了三維動(dòng)畫和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的“展示器”，生動(dòng)地展示了產(chǎn)品外觀與產(chǎn)品內(nèi)涵、結(jié)構(gòu)的有機(jī)構(gòu)建?；谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬演示系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)能夠獲得更好的沉浸感和交互性，讓用戶全方位、多角度地對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行參觀。但是也同時(shí)要求開(kāi)發(fā)人員具有一定的邏輯思維能力和編程能力，開(kāi)發(fā)難度有所增加。1.2 研究背景及意義

傳統(tǒng)的產(chǎn)品展示一般是通過(guò)電視、報(bào)紙、海報(bào)、展覽會(huì)等形式，它們都會(huì)受到時(shí)間和空間的限制，它們只能在一定的時(shí)間和空間內(nèi)進(jìn)行，而且同時(shí)間所能獲得的信息量是有限制的，如展覽會(huì)一般都是在某個(gè)地點(diǎn)和某個(gè)時(shí)間段對(duì)有限的產(chǎn)品進(jìn)行展示。虛擬演示則不受以上條件的限制，人們可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)隨時(shí)、隨地的對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了解，甚至可以對(duì)產(chǎn)品的各個(gè)部件進(jìn)行分析。

傳統(tǒng)的產(chǎn)品展示是單向的，即產(chǎn)品是通過(guò)電視、海報(bào)、展覽會(huì)等固定的形式向人們展示，人們沒(méi)有辦法與所展示的產(chǎn)品進(jìn)行交互，即使是實(shí)物展示，也只能對(duì)有限的人進(jìn)行，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到效果。虛擬演示可以讓很多人同時(shí)對(duì)某一個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行操作，還可以對(duì)產(chǎn)品的各個(gè)部件進(jìn)行單獨(dú)分析。在虛擬的環(huán)境中，人們可以充分發(fā)揮自身的想象力，根據(jù)自身的意愿行事而不會(huì)影響他人。這符合當(dāng)今時(shí)代人們所追求的個(gè)性化和差異化。

對(duì)虛擬演示系統(tǒng)的研究符合當(dāng)今時(shí)代的發(fā)展方向，可以預(yù)見(jiàn)，它將產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。而且隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，這種趨勢(shì)將變得越來(lái)越明顯，并隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展而變得豐富多彩，最終改變社會(huì)，改變?nèi)藗兊纳罘绞健?/p>

1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)演變發(fā)展史大體上可以分為四個(gè)階段：1963年以前：蘊(yùn)涵虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)思想的第一階段；1963年～1972年：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的萌芽階段；1973年～1989年：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念和理論產(chǎn)生的初步階段；1990年至今：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)理論的完善和應(yīng)用階段。

美國(guó)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究的發(fā)源地，第一個(gè)虛擬設(shè)備是在1962年由Morton Heiling設(shè)計(jì)的“全傳感仿真器”，該仿真器仿真騎車穿越紐約市的過(guò)程，用戶如同真實(shí)的車穿越紐約市，他們能感受到風(fēng)、路面的顛簸、甚至是當(dāng)經(jīng)過(guò)飯店時(shí)聞到的食品香味。我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究起步較晚，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家還存在很大的差距。我國(guó)有關(guān)部門已經(jīng)高度重視虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究，并將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)列入到九五規(guī)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金委、國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃等研究項(xiàng)目中。國(guó)內(nèi)許多知名高校也積極投入到虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究領(lǐng)域中去。如北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)系是國(guó)內(nèi)最早引進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究、最有權(quán)威的單位之一，并在虛擬現(xiàn)實(shí)中的視覺(jué)接口方面開(kāi)發(fā)出部分硬件，并提出有關(guān)算法及實(shí)現(xiàn)方法。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，而且隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展，VR應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)更加廣泛和深入。近年來(lái)，為了滿足應(yīng)用領(lǐng)域的新需求，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究遵循“低成本、高性能”的原則，表現(xiàn)出一些新的發(fā)展趨勢(shì)。如：動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)；實(shí)時(shí)三維圖形生成和顯示技術(shù)；適人化、智能化人機(jī)交互設(shè)備的研制；大型網(wǎng)絡(luò)分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的研究與應(yīng)用等。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一門新興的科學(xué)技術(shù)，它與許多相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域交叉、集成，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，應(yīng)用前景也非常廣闊。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將更為廣泛地為人類的生產(chǎn)生活帶來(lái)全新的面貌。1.4 本文研究?jī)?nèi)容

本設(shè)計(jì)是與他人合作的項(xiàng)目，其中的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與Solidworks建模是由他人完成的，本人負(fù)責(zé)參與產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)以及完成產(chǎn)品的虛擬演示系統(tǒng)。因此本文著重研究了虛擬演示系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)流程，綜合了常見(jiàn)幾種的開(kāi)發(fā)方法，希望能找到一種簡(jiǎn)單易行的虛擬演示系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法。多電機(jī)組合驅(qū)動(dòng)輸送輥道

2.1 概念

多電機(jī)組合驅(qū)動(dòng)輸送輥道裝置是可以n臺(tái)電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)，運(yùn)行時(shí)可以調(diào)節(jié)電機(jī)的運(yùn)行負(fù)載，能夠環(huán)形輸送物體的輥道。隨著近年來(lái)工業(yè)的發(fā)展,對(duì)各種機(jī)械性能和產(chǎn)品質(zhì)量要求的逐漸提高,輥道輸送裝置已經(jīng)越來(lái)越得到了人們的認(rèn)可。多電機(jī)組合驅(qū)動(dòng)輸送輥道可廣泛用于各種工業(yè)，工廠等場(chǎng)所，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于加工，制造，服務(wù)等各種行業(yè)。輥道主要由導(dǎo)板、衛(wèi)板和若干個(gè)輥?zhàn)?，以及多個(gè)電動(dòng)機(jī)及其傳動(dòng)軸和減速器組成。2.2 特點(diǎn)

本輥道設(shè)計(jì)為多電機(jī)組合驅(qū)動(dòng)，可以根據(jù)負(fù)載的大小來(lái)改變電機(jī)的數(shù)量，以達(dá)到節(jié)約能源的目的。Virtools 3.1 簡(jiǎn)介

Virtools是法國(guó)達(dá)索公司發(fā)布的一款虛擬現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)軟件，它可以將現(xiàn)有的常用格式的文件整合在一起，如三維模型、二維圖形或者音效、視頻等?？梢灾谱鞒鲈S多不同用途的3D產(chǎn)品，如計(jì)算機(jī)游戲、多媒體、建筑設(shè)計(jì)、交互式電視、教育訓(xùn)練、仿真與產(chǎn)品展示等。它為各類使用者提供了從產(chǎn)品的初期設(shè)計(jì)、虛擬環(huán)境的仿真到3D互動(dòng)操作的完整體驗(yàn)，從而使實(shí)時(shí)3D技術(shù)的應(yīng)用變得更多元、更廣泛。

目前全世界有超過(guò)270所大學(xué)使用Virtools, Virtools已經(jīng)獲得許多媒體技術(shù)學(xué)系學(xué)生的肯定和支持，越來(lái)越多的多媒體技術(shù)公司開(kāi)始應(yīng)用Virtools開(kāi)發(fā)其產(chǎn)品。3.2 基本知識(shí)

Virtools采用的是模塊化編程方法，因此，使用者無(wú)需記住繁瑣的命令，只需根據(jù)自己的需求將不同的BB程序模塊拖入流程圖即完成編程過(guò)程。下面對(duì)這一過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的介紹。如圖3.1所示，Virtools軟件包含三個(gè)主要的窗口，它們分別具有不同的功能：a區(qū)域?yàn)?D Layout窗口，它能在實(shí)時(shí)3D的環(huán)境下展示正在進(jìn)行的項(xiàng)目作品，并提供所有用來(lái)創(chuàng)造、圈選或操作3D組件所必須的工具及導(dǎo)覽工具等；b區(qū)域?yàn)锽uilding Block窗口，負(fù)責(zé)Virtools“行為模塊（即BB模塊）”的調(diào)整與編輯；c區(qū)域?yàn)長(zhǎng)evel View窗口和Schematic窗口，可以清楚的以樹(shù)狀圖的形式來(lái)檢視與編輯正在進(jìn)行的項(xiàng)目作品，流程圖也是在這里進(jìn)行編輯的，可以說(shuō)是Virtools軟件中最重要的窗口了。

圖3.1 Virtools窗口介紹

運(yùn)用Virtools進(jìn)行虛擬創(chuàng)作的基本流程如圖3.2所示，其中制作流程圖部分是整個(gè)創(chuàng)作過(guò)程中最重要也最復(fù)雜的部分，只有經(jīng)常實(shí)踐才能熟練掌握。

圖3.2 虛擬創(chuàng)作流程

在下面的內(nèi)容里將會(huì)有非常詳細(xì)的制作步驟，因此在這里就不對(duì)具體步驟進(jìn)行展開(kāi)講解了。模型導(dǎo)入方法

4.1 說(shuō)明

在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，使用非常廣泛的三維建模軟件是Solidworks，它具有功能強(qiáng)大、易學(xué)易用、技術(shù)創(chuàng)新三個(gè)特點(diǎn)，使用它來(lái)進(jìn)行機(jī)械建模，模型尺寸精確，裝配效率高，因此本設(shè)計(jì)中采用Solidworks來(lái)進(jìn)行模型創(chuàng)建。

但是，到目前為止，還沒(méi)有一種簡(jiǎn)單的方法可以將Solidworks中的模型直接導(dǎo)入到Virtools中，因此在本設(shè)計(jì)中采用了一種比較常用的方法，即先將Solidworks中建好的模型導(dǎo)入到3ds max中，再將其導(dǎo)入到Virtools中，下面就這兩個(gè)步驟分別進(jìn)行說(shuō)明。4.2 模型導(dǎo)入3ds max 將模型由Solidworks導(dǎo)入到3ds max中一般有以下幾種方法： a.將SolidWorks文件轉(zhuǎn)換成.stl文件，這也是最常用的方法，此方法導(dǎo)入單個(gè)零件比較好，但如果導(dǎo)入裝配體，則需將裝配體保存為.stl文件后，把每個(gè)零件一一導(dǎo)入，比較繁瑣。

b.將SolidWorks文件轉(zhuǎn)換成.igs文件，.igs文件較小，但有時(shí)會(huì)出現(xiàn)個(gè)別面無(wú)法轉(zhuǎn)換，或者是導(dǎo)入3ds max中出現(xiàn)多面和少面現(xiàn)象，特別是針對(duì)一些復(fù)雜曲面造型，轉(zhuǎn)換誤差更大。

c.將SolidWorks文件轉(zhuǎn)換成.wrl文件，這種格式適用很多軟件，而且可以將裝配體中的多個(gè)零件同時(shí)導(dǎo)入3ds max中，方便快捷。

d.使用犀牛軟件作為中介來(lái)將Solidworks生成的模型轉(zhuǎn)成3ds max支持的格式，這種方法需要增加一個(gè)步驟來(lái)轉(zhuǎn)換，加大了轉(zhuǎn)換失敗的概率，但是由于犀牛軟件支持的三維格式非常多，因此可以將其作為一種備選方案。

本人比較推薦的方法是第一種和第三種，第一種適合于裝配體中的零件比較少的情況，由于在導(dǎo)入過(guò)程中Solidworks會(huì)將所有的零件都轉(zhuǎn)換為.stl格式，因此如果零件較多，那么生成的新文件會(huì)非常多，以本設(shè)計(jì)為例，單獨(dú)一個(gè)輥道的裝配模型就生成了400個(gè)左右的.stl文件，如果將這么多的零件都一一導(dǎo)入到3ds max中，不僅僅耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力，而且比較容易出錯(cuò)，效率很低，但是這種導(dǎo)入方法是最穩(wěn)妥的方法，生成的模型不容易出錯(cuò)；第三種方法適用于任何情況，無(wú)論零件多少，Solidworks都會(huì)將所有的零件都組合在一個(gè).wrl格式的文件中，只要將這一個(gè)文件導(dǎo)入3ds max就可以了，但是需要注意的是，在導(dǎo)入的過(guò)程中，由于占用了大量的資源，電腦可能會(huì)出現(xiàn)假死的現(xiàn)象，這時(shí)候最好不要強(qiáng)行關(guān)閉軟件，而是要耐心等待轉(zhuǎn)換完成，根據(jù)零件的數(shù)量，轉(zhuǎn)換過(guò)程所用的時(shí)間會(huì)不盡相同。4.3 模型導(dǎo)入Virtools 將模型由3ds max導(dǎo)入到Virtools中需要安裝一個(gè)轉(zhuǎn)換插件，這個(gè)插件的名稱是“virtools max exporter”，在網(wǎng)上直接搜索就能找到，這個(gè)插件會(huì)安裝在3ds max中，安裝成功后可以在3ds max的導(dǎo)出命令窗口處發(fā)現(xiàn)支持Virtools的格式，如圖4.1所示。

圖4.1 3ds max導(dǎo)出窗口

在執(zhí)行完導(dǎo)出命令后，會(huì)彈出圖4.2所示的對(duì)話框，根據(jù)自己的需要勾選即可。需要注意的是：3ds max的版本最好是2009或者以前的版本，因?yàn)榇瞬寮](méi)有說(shuō)明支持2009以后的版本，而且在使用過(guò)程中，本人也分別使用了2010版和2009版來(lái)進(jìn)行導(dǎo)入操作，發(fā)現(xiàn)2009版本的3ds max不容易出錯(cuò)，而2010版本中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)出失敗或內(nèi)存不足的錯(cuò)誤情況，希望引起各位讀者的注意。

圖4.2 導(dǎo)出參數(shù)的設(shè)置窗口 虛擬演示系統(tǒng)制作流程

5.1 模型的導(dǎo)入

5.1.1 從Solidworks導(dǎo)入到3ds max 按照上文中所述的幾種方法來(lái)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，由于本設(shè)計(jì)中的模型零件較多，生成.stl格式并不適用，因此在本設(shè)計(jì)中采用的是第三種方法，即將模型保存為.wrl格式的文件，如下圖5.1所示。

圖5.1 在Solidworks中另存為,wrl格式

5.1.2 從3ds max導(dǎo)入到Virtools 按照上文中所述的方法進(jìn)行導(dǎo)出操作，首先在3ds max中導(dǎo)入上一步中生成的“總裝配體.wrl”文件，如圖5.2所示；然后將其導(dǎo)出為.nmo格式文件。然而在此處出現(xiàn)了錯(cuò)誤，如圖5.3所示，根據(jù)錯(cuò)誤提示以及與導(dǎo)師進(jìn)行溝通后，決定將模型分成幾個(gè)部分后分別進(jìn)行導(dǎo)出導(dǎo)入操作，具體步驟與上文類似，在此不在進(jìn)行贅述，最終導(dǎo)出的文件如圖5.4所示，將這幾個(gè)文件導(dǎo)入到Virtools中即完成了模型的導(dǎo)入操作，最終的效果圖如圖5.5所示。

圖5.2 在3ds max中導(dǎo)入.wrl格式文件

圖5.3 導(dǎo)出過(guò)程中的錯(cuò)誤提示

圖5.4 最后生成的.nmo格式文件

總結(jié) 致謝

主要參考文獻(xiàn)

附錄