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關鍵詞：虛擬現(xiàn)實；虛擬現(xiàn)實技術；概念設計；產品開發(fā)

中圖分類號：U662.3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2009）01-0114-02

目前國際上流行的一種“故事版情景預言法”的概念設計，就是將要開發(fā)的產品置于一定的人、時、地、事和物中進行觀察、預測、想象和情景分析，其形式是以故事版的平面設計表達展示給人們。于是，產品在設計的開始便多了一份生命和靈氣。然而，設計表達在信息時代已是多元化的展示形式，虛擬現(xiàn)實技術的應用，使設計思路和設計表達如虎添翼。讓人多了一種直觀的、親切的及交互的感受，這樣開發(fā)設計的產品與傳統(tǒng)相比，大大減少了投放市場的風險性，也為企業(yè)決策人尋找商機、判斷概念產品能否進一步開發(fā)生產，提供更好的依據。

一、虛擬現(xiàn)實與虛擬現(xiàn)實技術

（一）虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）及虛擬設計（Virtual Design，VD）

虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）是利用計算機省城一種模擬環(huán)境，通過多種傳感設備使用戶“沉浸”到該環(huán)境中，實現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進自然交互的技術。這里所謂模擬環(huán)境就是計算機生成的具有色彩的立體圖形，它可以是某特定現(xiàn)實世界的真實體現(xiàn)，也可以是純粹構想的世界。傳感設備包括立體頭盔、數(shù)據手套、數(shù)據衣服等穿戴于用戶身上的裝置和設置現(xiàn)實環(huán)境中的傳感裝置。自然交互是指用日常使用的方式對環(huán)境內的武體進行操作并得到實時立體反饋。虛擬現(xiàn)實是一種全新的人機交互系統(tǒng)，它能對介入者產生各種感官刺激，如聽覺、視覺、嗅覺、觸覺，給人身臨其境的感覺，人能以自然的方式與計算機生成的環(huán)境進行交互操作。

虛擬設計是以“虛擬現(xiàn)實技術為基礎，以機械產品為對象的設計手段”，借助這樣的設計手段，設計人員可以通過多種傳感器與多維的信息環(huán)境進行自然地交互，實現(xiàn)從定性和定量綜合集成環(huán)境得到感性和理性的認識，從而幫助深化概念和萌發(fā)新意。

（二）虛擬現(xiàn)實技術

虛擬現(xiàn)實技術是人的想象力和電子學等相結合而產生的一項綜合技術，它利用多媒體計算機仿真技術構成一種特殊環(huán)境，用戶可以通過各種傳感系統(tǒng)與這種環(huán)境進行自然的交互，從而體驗比現(xiàn)實世界更加豐富的感受。

二、概念設計的定義及內涵

Pahl和Beitz在《Engineering Design》一書中提出“概念設計”這一名詞以來，人們對概念設計進行了十幾年的研究。他們將其定義為：在確定任務之后，通過抽象化，擬定功能結構，尋求適當?shù)淖饔迷順O其組合等，確定出基本求解途徑，得到求解方案，這部分設計工作叫做概念設計。

國內的學者也對概念設計進行了大量的研究，其中鄧家|在《產品概念設計》一書中將“產品概念設計”定義為“由分析用戶需求到生成概念產品的一系列有序的，可組織的，有目標的設計活動，它表現(xiàn)為一個由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具體、不斷進化的過程?！?/p>

在幾十年的時間里，人們對概念設計的研究日益增加、不斷深入，使概念設計的內涵更加廣泛和深刻。主要體現(xiàn)在:根據產品生命周期各個階段的要求進行市場需求分析、功能分析、功能的工作原理、動作行為的構思、行為載體的選擇和方案的組成的等?？梢姡_定方案是概念設計的最終結果，產品生命周期全過程的滿足才是概念設計的關鍵。設計方法上更加全面融合各種方法，尋求綜合最優(yōu)方案，同時使設計更具創(chuàng)造性。

概念設計是對產品或部件的構思，目的是捕捉產品的基本形狀。這個階段，產品的形狀和精確尺寸尚未確定，設計人員有一定變更自由，所以盡可能考察設計方案，以便選出生產成本最低、創(chuàng)意良好的方案。利用傳統(tǒng)的計算機輔助設計，往往多是二維交互工具，缺乏三維或者多維的功能，但是產品卻是三維的部件，這樣必然導致人機交互效率低?，F(xiàn)行的計算機輔助設計系統(tǒng)要求定義零件的尺寸，而在產品的概念設計階段這樣的尺寸可能無法精確得到或者根本沒必要精確定義，這樣必然影響設計效率和周期。傳統(tǒng)的計算機輔助設計需要兩類人員配合，即產品的設計人員和電腦繪圖員，產品設計人員有關產品的概念信息通過草圖或者口述的方法傳達給電腦人員，這樣導致信息的丟失或者繪圖者的曲解，而如果設計者本人直接參與電腦輔助設計建模的話，由于現(xiàn)行的電腦輔助設計系統(tǒng)的操作復雜和交互能力若，大大分散了設計者的精力，限制了思路。為了克服這樣的限制，充分發(fā)揮設計人員的創(chuàng)造性，人們開始把虛擬現(xiàn)實技術引入計算機輔助設計系統(tǒng)進行概念設計，將虛擬現(xiàn)實技術和概念設計有效結合，利用豐富直觀的交互手段，在虛擬環(huán)境中進行概念設計，從而節(jié)省產品精確描繪和尺寸定義的時間，這就是基于虛擬現(xiàn)實技術的計算機輔助概念設計，即虛擬概念設計。

三、虛擬概念設計的研究方向和應用前景

（一）概念設計中應注意的兩個問題

1.虛擬現(xiàn)實環(huán)境下的概念可視化。概念可視化是指設計師透過畫面或者模型，將市場的需求轉換成可視化的具體形態(tài)。概念設計是否能符合目標用戶的要求，“眼見為實”的圖面或者模型是最具有說服力的。

2.虛擬現(xiàn)實環(huán)境下的人機交互界面。想實現(xiàn)人機互動，必須解決一系列技術問題，形成和諧的人機環(huán)境。虛擬現(xiàn)實就是一種基于可計算信息的沉浸式交互環(huán)境，具體地說，就是采用計算機技術為核心的現(xiàn)代高科技省城逼真的視聽觸覺一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對象進行交互作用、互相影響，從而產生“沉浸”于等同真環(huán)境的感受和體驗。

（二）虛擬現(xiàn)實技術在概念設計中的前景

在虛擬現(xiàn)實環(huán)境下，進行產品的概念設計是虛擬現(xiàn)實技術的基本內容。在電腦虛擬現(xiàn)實提供的良好的可視化條件下，對電腦輔助設計建立的三維模型在幾何、功能、加工與裝配等方面進行交互性的修改，利用虛擬現(xiàn)實給用戶提供諸如視聽觸覺等各種感知交互手段，最大限度地方便用戶的操作，從而減輕用戶的負擔、提高整個系統(tǒng)的工作效率。相關人員可以對原型的各方面包括視覺效果、部件間比率進行評價。針對不同用戶的愛好要求，在不同的虛擬環(huán)境中，親自體驗修改模型；選擇產品的可選部件，觀察設計和修改過程。

概念設計是設計過程的初步階段，它的目的是獲得做夠多的有關產品式樣和形狀的信息，同時它又是設計過程中的重要階段，因為產品成本的60%～70%是由這個階段決定的。面對日益加劇的產品市場競爭的挑戰(zhàn)，可以預見，基于虛擬現(xiàn)實技術的計算機輔助概念設計必有長足發(fā)展，最終將與現(xiàn)有計算機輔助設計系統(tǒng)實現(xiàn)無縫集成。激烈的全球市場競爭，各國投入大量的資金對虛擬現(xiàn)實技術及其在工業(yè)設計領域中的應用進行深入研究。將研究的成果及時轉化為生產力，這是產品迅速占領市場的關鍵。

參考文獻

[1]周洪玉，王慧君，周巖．虛擬現(xiàn)實及應用的研究[J]．哈爾濱理工大學學報，2005，(5)．

[2]薄瑞峰，李戈．虛擬現(xiàn)實技術在計算機輔助概念設計中的應用[J]．華北工學院學報，2004，(10)．

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關鍵詞：風景園林；設計；虛擬現(xiàn)實技術；研究

1風景園林設計中，虛擬現(xiàn)實技術的運用特征

第一，全方位展現(xiàn)風景園林的設計空間?，F(xiàn)存的二維空間和三維空間的表現(xiàn)方式，只能夠向人們傳達出風景園林空間要素中的部分訊息。而虛擬現(xiàn)實技術則可以將風景園林的整體空間精準地展現(xiàn)出來，即使是極小的部分和微小的要素，也絕不會被遺漏。第二，利用網絡技術，進行遠程瀏覽。通過虛擬現(xiàn)實技術，風景園林設計師可以先在自身的計算機設備上創(chuàng)建出設計作品，然后通過VRML的方式發(fā)送給建筑施工單位，施工單位接收以后便可在網絡上進行遠程作品瀏覽。第三，極大地方便了風景園林設計師的作品設計。利用虛擬現(xiàn)實技術，設計師能夠在每一設計階段，創(chuàng)建虛構的風景園林環(huán)境。并且通過漫游觀察的方式，體驗自身的作品，預先感受空間要素、尺度要素、材料要素，有利于風景園林設計師及時發(fā)現(xiàn)作品中存在的問題和不足，并實時修改和調整。第四，方便公眾參與，實施輔決策。要想風景園林的設計和建設能夠順利完成，需要設計、建設、管理及決策部門與公眾有效合作，虛擬現(xiàn)實技術就為其提供了一個極佳的合作平臺。

2風景園林設計中，虛擬現(xiàn)實技術的具體應用

2.1開始階段的可操作性分析

首先，明確設計條件，實地勘察現(xiàn)場情況。了解現(xiàn)場的基地情況、氣候情況、環(huán)境情況、業(yè)主造價情況等。通過收集資料、分析資料，列出設計中可能遭遇的困難和難題。其次，將收集到的文字信息輸入到虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中進行初步的模擬和探索，讓設計師在思維上對該場地形成總體認識。最后，利用GIS技術，根據現(xiàn)實環(huán)境進行模擬，分析場地中的各個道路情況、樹木情況、河流情況等，為形成設計概念提供科學的判斷。在這一過程中主要利用虛擬現(xiàn)實技術中的模型建構技術，對現(xiàn)場情況進行綜合分析和整體規(guī)劃。

例如，在建造園林水景時，首先，設計師就必須調查選址地的水文情況，做出相關的水文調查表。其次，設計師結合其它重要因素信息，利用虛擬現(xiàn)實技術對其進行綜合分析，將選址區(qū)域劃分成不同的屬性。再次，根據區(qū)域本身的特性，利用Auto技術完成園林水景的平面圖設計，接著再將其導入到3DMAX技術中，針對彎曲起伏的地形，可以對其進行線形彎曲的水體模型。

2.2概念設計階段中的概念設計分析

設計師在通過現(xiàn)實虛擬技術建構模型以后，就可擺脫二維圖紙的制約性。設計師可以沉浸和漫游在自身構建的虛擬環(huán)境中，從而全方位地研究和分析相關情況，獲得感官信息。在多重感官信息的刺激性，設計師的思維處于活動狀態(tài)，就能夠不斷地對場地形成設計概念。如果此時設計師的思維形成的是不穩(wěn)定的圖形信息，那么將其輸入到虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，就可以實時地修改和調整相關設計元素，讓設計師抓住一瞬即逝的設計靈感，有利于設計師篩選和深化各種設計概念。對于計算機三維造型經驗豐富的設計師來說，利用虛擬現(xiàn)實技術，還有利于通過計算機的視覺體驗，產生新的設計思想，形成新的圖像情景。

2.3設計發(fā)展階段的主體構思工作

一方面，通過虛擬現(xiàn)實技術，設計師可以準確地刻畫場景，實時成為三維圖像。通過改變場景中的各項特征、造型，刺激設計師的感官和創(chuàng)作思維。另一方面。風景園林設計內容具有復雜性和多維復合性。設計師在進行方案設計時，不僅要考慮物體造型本身，還要對周圍的文化因素、社會因素、自然因素、空間因素等緊密結合，從空間環(huán)境和社會環(huán)境的大背景下，進行風景園林的設計。利用虛擬現(xiàn)實技術中的交互功能，有利于設計師實時控制場景，為其提供更有效的交互平臺，方便設計師及時調整和更換園林中的要素模型，通過比較與審查，使設計出來的方案更加合理。

例如，在建設某城市展覽館時，將選址定于體育場北邊，緊靠繁華路口的坡地邊，并且市政府要求展覽館的高度不得高于20m。在設計方案時，設計師首先摘選出來模擬該區(qū)域的重要建筑物。其次，將設計好的方案置入到虛構場景中進行模擬。再次，根據建設進度，將設計師設計好的2個方案再次置入虛擬場景中進行模擬和調整。最后，把多個設計方案整合在一個場景中進行比較。最終經過方案比較，確定采用方案二進行展覽館的建設。

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【關鍵詞】虛擬現(xiàn)實技術；職業(yè)教育

1 引言

隨著計算機、信息、網絡等相關技術的發(fā)展，計算機作為一種高效能的信息傳播工具，在教育教學過程中得到越來越廣泛的應用，將虛擬現(xiàn)實技術作為一種新興的教學媒體應用到教育教學中，這種嶄新的技術會帶給我們嶄新的教育思維，解決我們以前無法解決的問題。

2 虛擬現(xiàn)實的概念及特點

虛擬現(xiàn)實是由計算機及其他軟、硬件技術生成的，給人多種感官刺激的虛擬境界，是一種高級的自然人機交互系統(tǒng)。虛擬現(xiàn)實概念可概括為3個方面：真實性、沉浸性和交互性。

2.1真實性:是指由計算機生成看起來、聽起來、觸摸起來都像真的的虛擬境界，還可以向用戶提供視覺、聽覺、觸覺等多種感官刺激。

2.2沉浸性:是指計算機控制下的虛擬境界應給人一種身臨其境的沉浸感。

2.3交互性:是指人能以純自然方式與虛擬境界中的對象進行交互操作，即不使用常規(guī)設備，而要求使用手勢、體勢、人類語言等自然方式進行交互。

目前職業(yè)教育限于各種現(xiàn)實條件，某些內容的實驗教學環(huán)節(jié)往往不能得到較好的落實，極大地影響了學生動手能力的培養(yǎng)，抑制了學生的創(chuàng)造能力，以致理論學習和實踐相脫節(jié)。虛擬現(xiàn)實技術應用職業(yè)教育，由傳統(tǒng)的“以教促學”的學習方式代之為學習者通過自身與信息和環(huán)境的相互作用來得到知識、技能的新型學習方式。

3 虛擬現(xiàn)實技術在職業(yè)教育中應用

職業(yè)教育具有實用性、開放性、生產性和時代性等特點。職業(yè)教育要完成技能型、技術型人才的培養(yǎng)任務，必須突出職業(yè)教育的“實用”、“實訓”、“應用”等特點在，這就要求職業(yè)教育要給學生充分實踐的機會。將虛擬現(xiàn)實技術應用到職業(yè)教育，可促進教學觀念、教學內容、教學場所的變化，節(jié)省教育投資、提高教學效果。虛擬現(xiàn)實技術能夠為學生提供一個生動、逼真的學習情景，這對調動學生的學習積極性，突破教學的重點、難點，培養(yǎng)學生的實踐技能，有利于學生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力、協(xié)作意識的培養(yǎng)。

3.1 虛擬現(xiàn)實技術在計算機專業(yè)教育中的應用

職業(yè)教育的計算機專業(yè)課程實踐性很強，在書本上體現(xiàn)難免會給人們的理解帶來困難。利用虛擬現(xiàn)實技術可以將文字、聲音、圖片、動畫等幾種媒體表現(xiàn)形式有機地結合，設計出生動活潑的界面。制作出一些三維的、交互式的、具有沉浸感的內容，滿足學習者從各個角度觀察和學習，仿佛身臨其境，更好地理解學習的內容。為了提高實驗的教學效果，應該建立一個網上的虛擬實驗室系統(tǒng)，把計算機多媒體技術、數(shù)據庫技術、網絡技術和計算機動畫技術引入到實驗教學中，構造一個虛擬的實驗環(huán)境，對學習者的不同操作給出與現(xiàn)實實驗環(huán)境相符合的反饋。

3.2 虛擬現(xiàn)實技術在數(shù)控技術的應用

數(shù)控技術是現(xiàn)代機械制造業(yè)的核心技術，由于數(shù)控技術教學和培訓都離不開數(shù)控機床，而數(shù)控機床本身價格比較昂貴，限制了學校的購買能力，所采用計算機建模和仿真技術來模擬實際的數(shù)控加工環(huán)境，同樣可以讓學生盡快熟悉數(shù)控機床的加工環(huán)境與真實的加工過程，從而提高數(shù)控技術的教學效果和教學質量。虛擬現(xiàn)實技術可以模擬實際數(shù)控機床加工環(huán)境及其工作狀態(tài)的計算機仿真加工系統(tǒng)，這就是某一特定數(shù)控系統(tǒng)借助計算機軟、硬件的功能，通過實驗者的控制在計算機上演示、分析數(shù)控加工從零件設計圖到動態(tài)切削演示的實現(xiàn)的全過程。

3.3 虛擬現(xiàn)實技術在汽車維修與駕駛專業(yè)中的應用

在汽車專業(yè)的教學中有很多知識所涉及的實物及其內部結構雖客觀存在的，但無法一一呈現(xiàn)在學生面前，或者不能很好的展現(xiàn)其內部結構，利用虛擬現(xiàn)實技術可為學生提供生動、逼真的防真，幫助學生理解汽車的構造原理及維修操作，從而掌握實際操作的方法、步驟和要領。并且大大縮短了維修工的培養(yǎng)周期，節(jié)省了訓練器材和場地等的經費投入，大幅度減少了教師的工作量，具有很高的經濟效益和社會效益。利用強大的數(shù)據庫統(tǒng)計分析能力，可用于對教學效果的檢測，或對職業(yè)技能鑒定的考核。

3.4 虛擬現(xiàn)實技術在電子設計中的應用

用虛擬現(xiàn)實技術進行電子設計和測試，在教學中，可以很方便、直觀地進行虛擬實驗與演示各種電子電路的工作原理。這樣，理論課教學中難于講清的重點和難點問題，可以通過的驗證性虛擬實驗演示等教學手段進行。在實驗中，用的元器件及測試儀器儀表齊全，可以做各種類型實驗。方便地對測試結果進行分析，打印輸出實驗數(shù)據、測試曲線和電路原理圖。實驗不消耗器材，實驗所需器材種類和數(shù)量不限制，實驗成本低。實驗速度快，效率高，容易開展各種設計性實驗。另外，利用虛擬實驗軟件可以對學生實驗能力進行檢查。

3.5 虛擬現(xiàn)實技術在遠程教學的應用

虛擬現(xiàn)實技術的遠程教育對比傳統(tǒng)的遠程教育，能夠為學生提供生動、逼真的學習環(huán)境，學生能夠成為虛擬環(huán)境的一名參與者，在虛擬環(huán)境中扮演一個角色，這對調動學生的學習積極性，突破教學的重點、難點，培養(yǎng)學生的技能都將起到積極的作用。虛擬現(xiàn)實技術可為遠程教育教學點提供可移動的電子教學場所，通過交互式遠程教學的課程目錄和網站，有局域網工具作為校園網站的鏈接，可對各個終端提供開放性的、遠距離的持續(xù)教育。

此外，虛擬現(xiàn)實技術在電子商務、財務軟件、景點模擬、酒店服務服裝設計還有廣泛的應用。虛擬現(xiàn)實技術挖掘職教院校的潛能，促進校園信息化的建設，倍增教學資源，充分激發(fā)學生的學習自覺性。虛擬現(xiàn)實技術在職業(yè)教育中有著獨特優(yōu)勢。

4 結束語

盡管目前在職業(yè)教育對虛擬現(xiàn)實技術的應用沒有得到廣泛的應用和開發(fā)，但隨著信息技術的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術的不斷發(fā)展和完善，以及硬件設備價格的不斷降低，虛擬現(xiàn)實技術憑借自身的教學優(yōu)勢和潛力，將會在職業(yè)教育中發(fā)揮其重要作用。

參考文獻：

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[2] 曾希君.虛擬現(xiàn)實技術在高職計算機專業(yè)課教學中的作用[J].計算機教育，2008，(16)

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[4] 陳曉春．虛擬現(xiàn)實在現(xiàn)代教育技術中的應用[J]．銅陵學院學報，2005，(3)

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關鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術；機械設計制造；作用

一、虛擬現(xiàn)實技術概述

虛擬現(xiàn)實技術是21世紀的先進技術，開始于上個世紀80年代，將計算機仿真技術與各領域新技術相結合。目前學術界還沒有關于虛擬現(xiàn)實技術的明確定義，從一定意義上來說就是一種新的人機界面，追求利用計算機制造逼真環(huán)境，通過觸覺、視覺和聽覺等傳給用戶，讓用戶能夠在此環(huán)境中實現(xiàn)交互活動。虛擬現(xiàn)實創(chuàng)建了人與世界的計算機系統(tǒng)，利用這一技術能夠讓人產生身臨其境的感覺，這也是虛擬現(xiàn)實技術的本質。

虛擬現(xiàn)實技術能夠提供逼真的虛擬環(huán)境，讓用戶進入后成為其中的一員，并進行實時交互活動，感知虛擬世界的各種對象，獲取身臨其境的感覺。詳細來說，虛擬現(xiàn)實技術的主要特征包括：第一，沉浸性。用戶在虛擬現(xiàn)實中可以通過自己的觸覺、視覺和聽覺來感知虛擬世界，而在虛擬環(huán)境中一切感覺都是逼真的，能夠給用戶帶來身臨其境的機會。第二，交互性。虛擬現(xiàn)實能夠創(chuàng)建一個動態(tài)的世界，實現(xiàn)人機交互，使用者不僅可以利用計算機進行交互，同時還可以通過數(shù)據手套、聲音命令等交互手段進行各種設計。第三，多感知性。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)裝有聽覺、視覺和觸覺等傳感裝置，方面用戶獲取信息，從而發(fā)揮人的多項潛能，提升設計可用性。

二、虛擬現(xiàn)實在機械設計制造中的作用分析

詳細來說，虛擬現(xiàn)實技術在機械設計制造中的應用主要包括：

（一）虛擬產品概念設計

概念產品是一種理想化的物質形式，是創(chuàng)造性思維的體現(xiàn)，就是對產品初始的設計構想，目的在于通過構建其基本形態(tài)來展現(xiàn)產品，這是產品設計的重要階段，占到產品成本的60%左右。虛擬現(xiàn)實技術應用于虛擬概念設計中能夠為設計者提供基于語言、手勢的輸入方式，設計者就可以在三維虛擬環(huán)境中操縱零件、產品等來修改產品形態(tài)，能夠實現(xiàn)在三維空間觀察和操作設計對象，從而獲取更多關于產品的信息，達到最佳效果。比如目前比較流行的故事版平面設計就是其中的代表，使設計師思路更為清晰、逼真，讓人獲得直觀的交互感受，減少了投放市場的風險性，提升了產品開發(fā)的成功率。另外一方面，設計者可以根據用戶的不同需求來創(chuàng)造，讓用戶親自體驗感受，比如可以通過觸摸屏選擇產品色彩、造型和裝飾燈，從而構成逼真的三維模型，讓用戶感受虛擬環(huán)境中的產品情況。

（二）虛擬設計

虛擬社交是設計人員設計的虛擬產品，主要是通過分析、研究和檢查設計的產品來判斷是否符合設計要求，并及時修改問題，完善產品設計。一般來說，虛擬設計系統(tǒng)包括虛擬環(huán)境生成器和設備兩個部分，前者是整個系統(tǒng)的主題，能夠根據用戶需求在數(shù)據庫支持下產生多維的、人性化的實例，這一部分由計算機軟硬件組成，可以說是包括各種數(shù)據庫的高性能工作站；后者包括人機交互工具、信號控制裝置等部分。目前虛擬設計系統(tǒng)交互技術集中于觸覺、視覺和聽覺，輸入和輸出設備是交互的主要方式，比如語音輸入、數(shù)據手套等，虛擬設計涉及到多個領域，屬于多學科交互技術，目前比較流行的交互技術是利用CAD系統(tǒng)產生模型，然后再轉換為虛擬現(xiàn)實軟件支持的格式，輸入到虛擬現(xiàn)實軟件中，從而完成虛擬產品的設計。另外還有一種VR-CAD系統(tǒng)，將虛擬現(xiàn)實技術引入到CAD環(huán)境中，不僅僅包括外形，同時還有重量、表面硬度、材質等信息，相互作用時能夠實時改變對象內部結構形態(tài)，設計者也可以在環(huán)境中參與設計，對產品進行外形設計、布局設計、動力仿真設計等。比如在減速器設計方面就可以通過對殼體進行修改和評測，將確定的建模數(shù)據用于成型模具設計和加工中。比如可以通過虛擬現(xiàn)實技術全面展示布局設計，避免出現(xiàn)各種不合理問題，隨時對運動構件的運動協(xié)調關系進行檢查，確保運動在可能出現(xiàn)的范圍內，并需要及時檢查軸、齒輪等零件的強度，確保工作協(xié)調、可靠開展。

（三）虛擬制造

虛擬制造是實際制造在計算機上的映射，也就是計算機仿真與虛擬技術在高性能計算機網絡支持下，實現(xiàn)產品設計、性能分析、加工制造等各個過程的管理和控制，從而增強制造過程中決策和控制能力。目前虛擬制造出現(xiàn)了三個流派，包括以設計為中心、以生產為中心和以控制為中心的虛擬制造。比如減速器殼體成型設計中就利用了物理模擬方法對金屬材料進行動態(tài)仿真，從而能夠預測成形材料的性能和質量，實現(xiàn)對形成材料性能和質量的優(yōu)化設計。比如在齒輪、軸等零件加工仿真過程中也可有利用虛擬加工來選擇最佳的加工參數(shù)和機床刀具路徑，這樣就便于分析產品設計的合理性，對加工過程中出現(xiàn)的缺陷進行修改。比如在設計階段還可以通過虛擬制造技術對軸系部件進行裝配，避免出現(xiàn)各種差錯，提高生產效率。虛擬樣機代替具體減速器能夠全面展示、分析產品的全壽命周期，對存在的問題進行及時修改，減少設計制造費用，提高產品試驗成功率，縮短制造工期，保障產品質量。

三、關于虛擬現(xiàn)實在機械設計制造中應用的展望

通過以上分析我們能夠認識到，虛擬現(xiàn)實技術在機械設計制造中發(fā)揮著重要作用，結合我國特殊情況，本文認為虛擬現(xiàn)實下一步的應用規(guī)劃主要包括：第一，重點機械投資項目，由于這些項目投資金額比較大，一旦出現(xiàn)失誤就會帶來巨大的經濟損失，但是利用虛擬現(xiàn)實技術可以有效避免這些損失，從而設計最優(yōu)方案，并且與投資費用相比，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)費用較少。

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關鍵詞： 虛擬現(xiàn)實技術；軍事地形學；教學改革

中圖分類號：G42 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）06-0247-01

1 虛擬技術及其在軍事地形學研究中的應用

1.1 軍事地形學的重要作用 《軍事地形學》是軍事科學的重要分支，是專門研究作戰(zhàn)活動與地形之間的依存、制約關系，揭示作戰(zhàn)與地形之間規(guī)律的一門應用性學科，是軍隊學歷教育院校各專業(yè)學員的必修課。良好的軍事地形學綜合應用能力在部隊任職工作中發(fā)揮著非常重要的作用。軍事斗爭準備對軍事地形學的現(xiàn)實需求也日益清晰，集中體現(xiàn)在指揮人員對戰(zhàn)場環(huán)境的認知能力培養(yǎng)、運用測繪導航信息系統(tǒng)提高分析和利用地形的能力等方面，要貫穿到指揮機關籌備謀劃和指揮作戰(zhàn)的全過程。

1.2 虛擬技術研究的意義 隨著信息技術的迅猛發(fā)展，特別是數(shù)字地球概念的提出和各種網絡應用的廣泛普及，使各國都加強了國家信息基礎設施在提高包括軍事在內的綜合國力中的作用的研究。在我國許多省、市把它作為經濟發(fā)展的一個重要戰(zhàn)略，以虛擬現(xiàn)實為核心的空間信息技術是建設數(shù)字城市的基礎技術，它與無線通信、寬帶網絡和無線網絡的融合，將為作戰(zhàn)和訓練提供立體的、多層面的信息服務。此項技術在上世紀90年代在我國起步，經過十余年的發(fā)展，已經成為整合了計算機圖形學、網絡技術、虛擬現(xiàn)實技術、增強現(xiàn)實技術、海量數(shù)據挖掘技術的信息化終端。在軍事上，也成為指揮自動化系統(tǒng)中對戰(zhàn)場關鍵因素——地形顯示和利用的有效平臺。是我軍信息化發(fā)展的重要發(fā)展基礎。軍內多項重大科研改革都與其息息相關。但在軍事教育方面，其發(fā)揮的作用還不甚明顯。

1.3 虛擬技術的主要內容

1.3.1 虛擬現(xiàn)實技術及其特征 “虛擬”——指用計算機生成的意思虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，簡稱VR），又稱臨境技術，是一種基于多媒體計算機技術、傳感技術、仿真技術的沉浸式交互環(huán)境。具體地說，就是采用計算機技術生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對象進行交互作用、相互影響，從而產生親臨等同真實環(huán)境的感受和體驗。它與傳統(tǒng)的模擬技術完全不同。是將模擬環(huán)境、視景系統(tǒng)和仿真系統(tǒng)合三為一，并利用頭戴式顯示器、數(shù)據手套等傳感裝置把操作者與計算機生成的三維虛擬環(huán)境聯(lián)結在一起。操作者通過傳感裝置與虛擬環(huán)境交互作用，可獲得視覺、聽覺、觸覺等多種感知，并按照自己的意愿去改變虛擬環(huán)境。事實上，虛擬現(xiàn)實技術不僅僅是指那些戴著頭盔和手套的技術。而且還應該包括一切與之有關的具有自然模擬、逼真體驗的技術與方法。它要創(chuàng)建一個酷似客觀環(huán)境又超越客觀時空、使人既能沉浸其中又能駕馭其上的和諧人機環(huán)境，也就是由多維信息構成的可操作的空間，它的最重要目的就是真實地體驗和方便自然的人機交互。

虛擬現(xiàn)實技術的基本特征：①交互性（Interactivity）。交互性主要是指參與者通過使用專門輸入和輸出設備，用人類的自然技能實現(xiàn)對模擬環(huán)境的考察與操作的程度。虛擬現(xiàn)實技術將從根本上改變人與計算機系統(tǒng)的交互方式。②沉浸感（Illusion of Immersion）。沉浸感是虛擬現(xiàn)實最主要的技術特征，它是指參與者在純自然的狀態(tài)下，借助交互設備和自身的感知覺系統(tǒng)，對虛擬環(huán)境的投入程度。這種感覺是如此的逼真，以至于人們能全方位地沉浸其中。③構想性（Imagination）。構想性是指借助虛擬現(xiàn)實技術，使抽象概念具體化的程度。虛擬現(xiàn)實不僅僅是一個媒體，一個高級用戶界面，它是以更加具體的形式，來反映設計者的思想。④全息性（Multi Perceives）。全息性是指虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)能提供的感覺通道和獲取信息的廣度和深度。虛擬現(xiàn)實旨在提供多維感覺通道和類似現(xiàn)實的全面的信息，讓參與者達到身臨其境的感受。全息性無疑是人們全身心沉浸到虛擬現(xiàn)實最基本的前提條件和技術基礎。

1.3.2 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的基本組成 所有的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)都有五個關鍵成分：虛擬世界、虛擬現(xiàn)實軟件、計算機、輸入設備和輸出設備。虛擬世界是可交互的虛擬環(huán)境，可以從任意角度連續(xù)觀察和考察對象，它一般是包含三維模型或環(huán)境的數(shù)據庫：虛擬現(xiàn)實軟件提供實時觀察和參與虛擬世界的能力；輸入設備可用于觀察和構造虛擬世界，包括鼠標游戲桿和定位跟蹤器等；輸出設備顯示當前虛擬世界視圖，包括顯示器和頭盔等。

1.4 與課題配套的教學改革 軍事地形學對學員的實際動手能力要求較高，需要學員進行實際的操作和不斷的將地形與手中地圖進行對照，使學員加強對地圖的社會與自然要素認知的能力。虛擬技術可使學員野外用圖訓練的效率增加，直觀性增強，能力形成周期縮短。部分代替野外訓練，增加訓練效益。構建信息化條件下與作戰(zhàn)需求相適應的軍事地形學訓練內容體系，通過深化訓練內容改革，解決信息化條件下軍事地形學“訓什么、怎么訓”的問題。將逐步運用于地形分析和輔助決策的測繪導航信息系統(tǒng)和具備導航定位功能的測繪裝備應用性訓練納入軍事地形學教學內容體系之中。紙質地圖，這是學員訓練的基礎，建設地圖+虛擬現(xiàn)實相結合的教學新方法，能實現(xiàn)多視角、形象、直觀的對地圖的理解和地形信息的把握，高質量地完成各種圖上量測、標圖的作業(yè)，能有效解決直觀感受和空間想象的距離問題，促進課堂的師生互動環(huán)節(jié)，能夠直觀的完成某一地域的地域分析和局部地形分析。同時，在訓練中引入衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的使用，能迅速確定站立點，實時驗證學員判斷結果，減少盲目性。

經過改革，課堂授課改革后具有以下特點：采用了二維地形圖和三維地形圖虛擬現(xiàn)實影像相結合的教學手段，能形象直觀地輔導學員理解抽象概念，提高了教學的信息化程度。交互式教學系統(tǒng)功能良好，能充分體現(xiàn)互動式教學，學為主體、教為主導的教學理念突出明顯。以案例教學為牽引，體現(xiàn)了“貼近部隊、貼近裝備”的教學新要求。

2 結論

課題組研究虛擬現(xiàn)實技術在軍事地形學及野外科目中的應用，實現(xiàn)地理信息數(shù)據的虛擬顯示、通視及坡度顯示、三維地形生成、計算機標圖作業(yè)平臺等功能，探索教學中解決軍事地形學初學者對三維地形的理解瓶頸，同時改革了教學環(huán)節(jié)和考核方案，增加教學實施過程中的信息化程度。在教學中初步取得了一些進步。

參考文獻：

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篇6

【關鍵詞】虛擬現(xiàn)實技術；大學生；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)；應用

1 課題的背景研究

課題的提出是在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學方面利用“互聯(lián)網+”的技術，在虛擬教學情景、分析情景和實踐教學環(huán)境現(xiàn)狀的基礎上，引入虛擬現(xiàn)實技術，構建虛擬的教學情景和教學實踐環(huán)境，用虛擬現(xiàn)實技術之“長”彌補現(xiàn)有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程教學之“短”，以達到提高教學效率、培養(yǎng)高素質應用型人才的目的。引入虛擬現(xiàn)實技術，構建虛擬實踐教學環(huán)境，用虛擬現(xiàn)實技術之“長”彌補現(xiàn)有實踐教學環(huán)境之“短”，以達到提高教學效率、培養(yǎng)高素質應用型人才`的目的。課題在于解決創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程中，教學實踐環(huán)境不能滿足人才培養(yǎng)需求之間矛盾，加強先進信息技術在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程中的運用。

2 課題的研究思路、方法及過程

2.1課題研究思路

本課題的研究思路：提出問題――理論綜述，分析問題――引入技術，模型構建――實證研究，提出方案――驗證總結。

2.1.1引出問題從目前大的社會環(huán)境和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程實踐教學的不足以及教學環(huán)境不能滿足崗位任職需求的現(xiàn)狀入手，找準矛盾所在，引出關鍵問題。

2.1.2分析問題通過總結和明確實踐教學的內涵和地位，分析實踐教學環(huán)境存在的主要問題，論證構建虛擬實踐教學環(huán)境的重要性和必要性，為課題研究工作奠定基礎。

2.1.3引入技術虛擬現(xiàn)實技術作為當前最具代表性的信息技術，其沉浸性強、交互性好、效果逼真等優(yōu)勢，可以很好地彌補創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐教學環(huán)境中存在的不足，有效提高教學質量和效率。

2.1.4提出解決方案，分析對比多種構建虛擬實踐教學環(huán)境的技術平臺，選取最適合創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)的教育實踐教學的構建方法。

2.1.5驗證總結通過開發(fā)運用創(chuàng)業(yè)綜合演練虛擬教學環(huán)境，一方面驗證課題所研究方法的可行性和實用性另一方面改善院校在綜合演練教學環(huán)境中的不足。

2.2研究方法

2.2.1文獻資料查閱法

通過閱讀大量國內外有關虛擬現(xiàn)實技術的研究文獻，了解和借鑒這些領域的基本理論、科學研究思路和研究方法及最新研究成果。

2.2.2問卷調查與專家訪談

對武漢市高校實地調查，訪談在校大學生、高校教師和相關組織，了解大學生對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程的認知、響應程度，響應的驅動因素、障礙因素等。數(shù)據采集經歷訪談調查、試調查及問卷調查三個階段，預計共發(fā)放問卷500份。

2.2.3比按分析法

課題進行橫向和縱向對比，分別從空間和時間角度出發(fā)，比較分析同一支持體系關鍵要素在不同情境下大學生響應程度的差異。

2.3實施過程

2.3.1實施的步驟

文獻梳理+問卷調查+專家訪談――研究課題、分析框架――相關文獻綜述――創(chuàng)新思維、創(chuàng)業(yè)實踐+教學課程設計+實踐教學環(huán)境設計――基于虛擬現(xiàn)實技術的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程構建。

2.3.2實施步驟

2.3.2.1本課題組成員，從課題立項初，2016年5月份左右就開始著手進行調查問卷的設計，并于2016年9月開學時開展調查問題，歷經2月份的調查及分析，形成了調查報告――《大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育調查研究》。

本次調查共發(fā)放問卷150份，其中回收140份，有效問卷131份，問卷有效比率為93.57%。所有的分析都是基于有效問卷的分析。由于湖北工業(yè)大學工程技術學院屬于理工類院校，男生所占比例較大，其中男女比例分析見表1。

2.3.2.22016年10月份至今，課題組成員按照預定目標，進行課題各部分的研究，形成最終研究成果――《“基于虛擬現(xiàn)實技術在大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程中的應用研究”課題研究報告》，并在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程中組織學生進行創(chuàng)業(yè)之星的比賽。

3 虛擬現(xiàn)實技術應用在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育上的理論依據

3.1知識的正向遷移在傳統(tǒng)學習環(huán)境中難以促進大學生學習

在傳統(tǒng)的學習環(huán)境中，學生通過進行討論或閱讀的方式學習被認為是在頭腦中進行的同化作用。在特定的條件下，有些學者認為這種學習方式并不是積極有效的學習方式。Dede et.al（1997）認為抽象科學概念的掌握需要學習者建構關于現(xiàn)象的智力模型，而這種模型經?；旌狭穗y以理解的抽象性概念等不可見因素。因為在現(xiàn)實世界中沒有實際的物體能夠被感知，學生學習起這些概念的時候就不能進行類推，從而不能在頭腦中建構相應的認知結構模型，學生也就不能夠在頭腦中形成知識的正向遷移。例如創(chuàng)業(yè)中，企業(yè)的成立，及財務人員的工作職責，通過抽象的知識很難讓學生掌握。

而在F實生活中，又會發(fā)生了許多現(xiàn)象，有時是會扭曲科學原理甚至和科學原理相矛盾。例如Dede et.al[1997]提到：現(xiàn)實世界中的摩擦力的存在會使正在移動的物體的運動速度減慢而最終停下，這就和牛頓的第一運動定律相矛盾。在學生學習這個物理知識的時候就會在頭腦中產生錯誤的概念，形成錯誤的認知結構：物體的移動本身需要力；而不是正確的概念：物體的改變需要力?，F(xiàn)實世界中的現(xiàn)象經常是被扭曲的，是與客觀實在不相符合的。如何正確的認識世界，如何把現(xiàn)象與本質區(qū)別開來并通過現(xiàn)象揭示本質。在這方面，我認為，虛擬現(xiàn)實技術會是一個很好的認知工具。

3.2建構主義是虛擬現(xiàn)實技術在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中應用的理論依據

建構主義學習理論是認知學理論中的一個重要分支。建構主義學習理論認為知識不是通過教師傳授得到，而是在一定的情景下即社會文化背景下，學習者借助其他人，以及利用必要的學習資料，通過有意義的建構方式去獲得。建構主義學習理論認為學習環(huán)境中的四大要素是“協(xié)作”、“情景”、“意義建構”、“會話”。從行為理論到認知理論，再到建構主義，情景化的學習是適應時展需求的，并在“以人為本”的教育理念下的一個重要學習理論。倡導情景化學習的專家認為：只有把學習置于物理和社會的情境中，并使學習者能夠運用具體所學到的知識，這才是有意義的學習。

在傳授知識的過程中，情景創(chuàng)設需要發(fā)揮一定的技巧。在多數(shù)教學中，學習的情景創(chuàng)立需要真實的教學情景。事實上，很多場景是難以在現(xiàn)實生活中進行真實場景的創(chuàng)建，而通過虛擬現(xiàn)實技術，學習者就可以通過在預先設計好的場景中，利用真實的觸覺、聽覺、嗅覺等感覺器官的刺激，進行交互式學習體驗。這樣學生的反饋信息，以及對其進行的控制信息都可以跟蹤學習者的進程，使教育者能夠及時對學生的學習和行為情況進行必要的干預，達到建構主義所倡導的教師作為引導者的身份指導學生學習的作用。

4 虛擬現(xiàn)實技術在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育訓練中的應用

需求是推動虛擬現(xiàn)實技術迅猛發(fā)展的主要動力。目前，虛擬現(xiàn)實技術在教育訓練中已經得到共識，它在提高教學質量、節(jié)省教育訓練經費，提升學生實操，降低創(chuàng)業(yè)失敗率方面有重要作用。

4.1教學與訓練

利用虛擬現(xiàn)實技術模擬企業(yè)進行操作訓練，開發(fā)虛擬現(xiàn)實輔助教學軟件，例如“創(chuàng)業(yè)之星”，以提高大學生的能力素質，實現(xiàn)與崗位無縫鏈接的有效手段。學生需要肩負著為企業(yè)制定產品的研發(fā)任務，為了更快的適應市場，引入虛擬現(xiàn)實技術，進行模擬，達到了很好的教學效果。

4.2虛擬實際環(huán)境

利用虛擬現(xiàn)實技術生成相應的創(chuàng)業(yè)環(huán)境數(shù)據庫，包括工商部門注冊、廠址的租賃、產品的設計、營銷渠道的開發(fā)等，并通過網絡技術為大學生創(chuàng)造一種逼真的立體職場，以增強身歷其境的感覺，提高初創(chuàng)企業(yè)的成活率。

5 課題研究價值

利用虛擬現(xiàn)實技術作為實踐教學模擬實際職場環(huán)境并應用于教學，除了可以很好地解決院校經費有限、時間有限、有此實踐風險性高、硬件設備磨損嚴重等問題外，還可以逼真地模擬各種教學所需的市場情景，進行多種形式的教學訓練，這是傳統(tǒng)教學所o法比擬的。

將虛擬現(xiàn)實技術引入教學，有利于深化院校教學改革，促進院校信息化建設；有利于改善院校教學條件，創(chuàng)造接近實際的專業(yè)技能訓練環(huán)境，實現(xiàn)與崗位的接軌，提高培訓學生的崗位任職能力；有利于教師合理地進行教學設計一，更新教學內容，改進教學方法，靈活有效地開展教學活動；有利于學生自主創(chuàng)新地進行體驗、探索學習，充分調動潛力，集中精力，提高能力。對于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理下科專業(yè)的實踐教學，通過了解實驗儀器的結構、原理及使用，科學驗證或展開演繹課程的理論，從而加深學生對理淪的認識。而對于一專業(yè)方面的實踐課程，培養(yǎng)學生的動手能力是十分重要的。

例如利用虛擬現(xiàn)實技術在模擬環(huán)境中，建立了諸如財務、商場、銀行、股市、房地產、電子商務、旅游場景、人力資源開發(fā)等虛擬經濟環(huán)境。為此，可以建立各種虛擬實口環(huán)境，利用虛擬現(xiàn)實技術展現(xiàn)那些在傳統(tǒng)教學模式中無法實現(xiàn)的教學過程及效果。

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關鍵詞:虛擬現(xiàn)實(VR);虛擬環(huán)境人機交互

一、引言

在信息技術發(fā)展的今天,人們的交流越來越多的依靠網絡、廣播、電視等媒體得到相關的信息資料,但是這些媒體提供的信息往往是經過抽象的,在很大程度上人們不能及時有效的進行理解吸收,解決這一問題人們只能借助于實物模型,但隨著計算機技術的迅猛發(fā)展,使得人與計算機的交互成為可能,虛擬現(xiàn)實(VR)技術就是借助于這個基礎上實現(xiàn)了人機交互,操作者可以通過鍵盤、鼠標、頭盔、數(shù)據手套等工具與計算機間的交互,真正成為虛擬環(huán)境中的一員,較真實的感知和操作虛擬世界中的各種對象,達到理解和掌握知識、為生產生活服務的目的。

二、虛擬現(xiàn)實技術簡介

虛擬現(xiàn)實(簡稱VR),又稱靈境技術,是以浸沒感、交互性和構想為基本特征的計算機高級人機界面,是迅速發(fā)展的一項綜合性計算機、圖形交互技術。它綜合利用了計算機圖形學、仿真技術、多媒體技術、人工智能技術、計算機網絡技術、并行處理技術和多傳感器技術,模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感官功能,使人能夠沉浸在計算機生成的虛擬境界中,并能夠通過語言、手勢等自然的方式與之進行實時交互,創(chuàng)建了一種適人化的多維信息空間。使用者不僅能夠通過虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)感受到在客觀物理世界中所經歷的“身臨其境”的逼真性,而且能夠突破空間、時間以及其他客觀限制,感受到在真實世界中無法親身經歷的體驗。計算機技術的迅速發(fā)展為我們提供了許多解決問題的新方法。虛擬現(xiàn)實技術的產生與發(fā)展也同樣如此,目前虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀主要涉及到三個研究領域:依靠計算機圖形方式建立實時的三維視覺效果、構建對虛擬世界的觀察界面和使用虛擬現(xiàn)實技術加強其在現(xiàn)實世界中的應用。

三、虛擬現(xiàn)實技術特征及其系統(tǒng)的關鍵技術

從本質上說,虛擬現(xiàn)實就是一種先進的計算機用戶接口,它通過給用戶同時提供諸如視、聽、觸等各種直觀而又自然的實時感知交互手段、最大限度地方便用戶的操作,從而減輕用戶的負擔、提高整個系統(tǒng)的工作效率。因此虛擬現(xiàn)實技術具有以下四個重要特征。

（一）多感知性。所謂多感知性就是指導包括視覺感知外,還包括聽覺、力覺、觸覺和運動感知、甚至包括味覺感知、嗅覺感知等。

（二）存在感。又稱臨場感,它是指用戶感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實程度。理想的模擬環(huán)境應該達到使用戶難以分辨真假的程度。

（三）交互性。它是指用戶對模擬環(huán)境內物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度(包括實時性)。我們借助與我們8的感覺器官,在虛擬的環(huán)境中體驗真實的環(huán)境。

（四）自主性是指虛擬環(huán)境中物體依據物理定律進行動作的程度。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的關鍵技術主要由動態(tài)環(huán)境建模技術、實時三維圖形生成技術、立體顯示和傳感器技術、應用系統(tǒng)開發(fā)工具和系統(tǒng)集成技術等五個方面組成。其中動態(tài)環(huán)境建模技術的目的是根據應用的需要獲取實際環(huán)境的三維數(shù)據,并利用獲取的三維數(shù)據建立相應的虛擬環(huán)境模型。而三維圖形的生成技術關鍵是如何實現(xiàn)“實時”生成。立體顯示和傳感器技術是虛擬現(xiàn)實中實施交互能力的關鍵。

四、當今虛擬現(xiàn)實技術的應用領域

虛擬現(xiàn)實技術的應用前景十分廣闊。目前在娛樂、教育及藝術領域的應用占據主流,其次是軍事與航空、醫(yī)學領域,機器人和商業(yè)領域都占有一定比例,另外在可視化計算、制造業(yè)等領域也有相當?shù)谋戎亍Ｏ旅婧喴榻B其部分應用。

（一）娛樂、藝術與教育領域。豐富的感覺能力與3D顯示環(huán)境使得VR成為理想的視頻游戲工具。如Chicago(芝加哥)開放了關于3025年的一場未來戰(zhàn)爭的世界上第一臺大型可供多人使用的VR娛樂系統(tǒng);1992年的一臺稱為“LegealQust”的系統(tǒng)由于增加了人工智能功能,使計算機具備了自學習功能,大大增強了趣味性及難度,使該系統(tǒng)獲該年度VR產品獎。作為傳輸顯示信息的媒體,VR所具有的臨場參與感與交互能力可以將靜態(tài)的藝術轉化為動態(tài)的,可以使觀賞者更好地欣賞作者的思想藝術,提高了藝術表現(xiàn)能力。

（二）軍事與航天工業(yè)領域。模擬與練一直是軍事與航天工業(yè)中的一個重要課題,這為VR提供了廣闊的應用前景。美國國防部高級研究計劃局DARPA自80年代起一直致力于研究稱為SIMNET的虛擬戰(zhàn)場系統(tǒng),以提供坦克協(xié)同訓練,該系統(tǒng)可聯(lián)結200多臺模擬器。另外利用VR技術,可模擬零重力環(huán)境,以代替現(xiàn)在非標準的水下訓練宇航員的方法。

（三）醫(yī)學領域。VR在醫(yī)學方面的應用具有十分重要的現(xiàn)實意義。在虛擬環(huán)境中,可以建立虛擬的人體模型,借助于跟蹤球、HMD、感覺手套,學員們可以很容易了解人體內部各器官結構,這比現(xiàn)有的采用教科書的方式要有效得多。Pieper及Satara等研究者在90年代初基于兩個SGI工作站建立了一個虛擬外科手術訓練器,用于腿部及腹部外科手術模擬。這個虛擬的環(huán)境包括虛擬的手術臺與手術燈,虛擬的外科工具(如手術刀、注射器、手術鉗等),虛擬的人體模型與器官等。借助于HMD及感覺手套,使用者可以對虛擬的人體模型進行手術。另外,在遠距離遙控外科手術,復雜手術的計劃安排,手術過程的信息指導,手術后果預測及改善殘疾人生恬狀況,乃至新型藥物的研制等方面,VR技術都有十分重要的意義。

（四）管理工程領域。VR在管理工程方面也顯示出了無與倫比的優(yōu)越性。如設計一新型建筑物時,可以在建筑物動工之前用VR技術顯示一下;當財政發(fā)生危機時,可以幫助分析大量的股票、債券等方面的數(shù)據以尋找對策等等。以上僅列出虛擬現(xiàn)實的部分應用前景,可以預見,在不久的將來,虛擬現(xiàn)實技術將會影響甚至改變我們的觀念與習慣,并將深入到人們的日常工作與生活。:

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關鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術；水文地質；研究應用

中圖分類號：P64 文獻標識碼：A

虛擬現(xiàn)實技術主要是利用計算機生成的虛擬現(xiàn)實的環(huán)境逼真的模擬人在自然環(huán)境中的聽覺和視覺等行為而進行的人機界面的新技術。利用虛擬現(xiàn)實技術的實時表現(xiàn)、沉浸感、與計算機交互的功能可以建立起相關的水文地質模型，從而實現(xiàn)對地下水質、水流及環(huán)境地質的深入研究，以促進人們對地下水的開采及提高工程建設的可靠性。

一、虛擬現(xiàn)實技術概述

1概念

虛擬現(xiàn)實技術主要是指利用計算機生成的虛擬環(huán)境對人在自然環(huán)境中的視覺、運動、聽覺等行為進行逼真模擬的人機界面技術。虛擬現(xiàn)實技術是由美國的VPL.Research公司創(chuàng)始人于1989年所創(chuàng)造，通常情況下被稱為虛擬現(xiàn)實。虛擬現(xiàn)實技術主要有沉浸、交互、構想三個基本特征，對于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的發(fā)展主要有兩個基本方向，一是基于虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展，二是基于萬維網和因特網的三維圖形環(huán)境的發(fā)展。虛擬現(xiàn)實技術自從20世紀90年代開展以來，利用其虛擬環(huán)境與現(xiàn)實無限貼近的特點，使實際環(huán)境中難以進行模擬和實現(xiàn)的復雜結果得以簡單的表現(xiàn)出來，并實現(xiàn)了對各種不同條件的預測和結果計算，對于現(xiàn)實環(huán)境中各方面的發(fā)展都起到了良好的促進作用。當前，虛擬現(xiàn)實技術主要應用在軍事、電子儀器檢測、遠程高等教育、模具制作、新產品開發(fā)等方面，對人類的生產、生活產生了巨大的影響。

2優(yōu)點

虛擬現(xiàn)實技術是一種綜合了眾多優(yōu)點的新技術，在其應用的過程中，自身所具有的優(yōu)勢得到了充分的顯示。虛擬現(xiàn)實技術的主要優(yōu)勢為：①實時表達，虛擬現(xiàn)實技術最大的一個優(yōu)點就是可以在不同的時間、不同的地點進行環(huán)境變化的虛擬，可以隨時反應事物的動態(tài)變化過程，從而提供有效的數(shù)據信息。②三維立體表達，虛擬現(xiàn)實技術由于較多的與計算機技術連接，將計算機的立體表達優(yōu)勢充分顯現(xiàn)出來，可以實現(xiàn)對所要表達內容從不同的角度進行展現(xiàn)和研究。③反映細致，對于研究物體，即使是再細小的差別，虛擬現(xiàn)實技術也可以將其充分的反應出來，并且能夠實現(xiàn)對研究物體全貌的綜合研究。④實現(xiàn)對事物發(fā)展的預測，虛擬現(xiàn)實技術的應用不僅可以實現(xiàn)對已存在事物的細致表達，同時還可以實現(xiàn)對尚未存在但可能發(fā)生的事物變化進行虛擬反映。⑤反映結果全面，建立虛擬的現(xiàn)實系統(tǒng)，不僅可以實現(xiàn)對事物發(fā)展過程的虛擬，還可以根據不同的條件，虛擬出不同的結果。⑥為研究發(fā)展提供了新的方向，虛擬現(xiàn)實技術的應用為對各種未知環(huán)境的探究提供了新的研究放向和研究方法。

3應用條件

虛擬現(xiàn)實技術具有較強的實現(xiàn)事物三維可視化的功能，但需要用海量的數(shù)據資料作為支持?；A資料越是全面、豐富，虛擬出來的結果就越貼近現(xiàn)實。

二、虛擬現(xiàn)實技術在水文地質中的應用

1虛擬現(xiàn)實技術對地下水流的表達

在水文地質研究中，地下水流的運動規(guī)律是其研究的重要組成部分，地下水流的運動是一個動態(tài)的變化過程，也是目前水文地質研究中最活躍的研究因素。在研究地下水流時，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)不僅可以利用自身實時變化的功能對地下水流的運動變化進行虛擬的表達，以充分的表現(xiàn)出地下水流的特點，還可以對地下水開采后對地下水的變化情況進行虛擬，使人們充分了解在開采利用地下水后對含水系統(tǒng)造成的影響，從而使人們采取相應的措施或者是減少對地下水的開采。在對地下水流研究的虛擬過程中，不僅可以實現(xiàn)對地下水的可視化管理，還可以由此虛擬出相應的開采方式和管理方案，并利用虛擬現(xiàn)實技術對其進行不斷的完善和表達，從而實現(xiàn)對地下水流研究的可靠性和科學性。

2虛擬現(xiàn)實技術對含水層的表達

在以往的研究工作中，只能夠通過剖面圖來展示隔水層和含水層的分布特點，在平面圖中則通過含水層厚度的等值線來表現(xiàn)含水層的空間分布特點，這樣進行研究分析，既不夠直觀，也不夠全面，對于含水層和隔水層的變化狀況研究起到的作用不大。虛擬現(xiàn)實技術中的三維可視化功能能夠將地下含水層與隔水層的分布、空間的變化情況及含水層的厚度很好的進行真實再現(xiàn)，對于深入研究隔水層和含水層有很大的幫助，同時，隨著虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中資料的不斷完善，人們對地下含水系統(tǒng)的研究也更加深入、全面。

3水文地質環(huán)境問題

隨著經濟的快速發(fā)展，人口不斷增長，人們對地下水的開采利用也不斷的增長，導致過分開采，從而引發(fā)了地下水位持續(xù)下降、地面沉降、水資源枯竭、土壤沙漠化等環(huán)境地質問題，對人類的居住環(huán)境形成了巨大的威脅，嚴重影響了人們生活質量的提高。由于虛擬技術既可以對存在的事物發(fā)展過程進行虛擬，也可以對尚未存在但可能發(fā)生的事物進行虛擬，將其利用在水文地質環(huán)境的監(jiān)測上，則可以實現(xiàn)對開采地下水可能引發(fā)的各種環(huán)境問題進行虛擬分析，從而制定出相應的對策或減少對水資源的開發(fā)，以減少環(huán)境問題給人類帶來的災害。

4地下水水質的虛擬表現(xiàn)

當前，由于經濟快速發(fā)展，造成環(huán)境污染嚴重，影響到了地下水的水質，也影響到了人們對地下水的開采使用。利用虛擬現(xiàn)實技術，可以對地下水在自然狀態(tài)下的變化進行虛擬，從而找出對地下水水質影響較大的因素，以實現(xiàn)對水質變化更深刻的理解，為人們提供有效的控制水質惡化的方法，使地下水質逐步轉為良性循環(huán)，水質恢復正常。在研究地下水質時，可以建立相應的水質虛擬實驗室，將可能影響地下水質的因素都虛擬出來，并對這些影響因素進行分析研究，找出相應的解決方案，以實現(xiàn)對影響因素的良好控制，從而改變地下水的水質，以保證人類的生活質量。

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關鍵詞：虛擬現(xiàn)實;環(huán)境設計;空間;交互性

1、對虛擬現(xiàn)實技術的基本認識

（1）虛擬現(xiàn)實的概念

虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，簡稱VR，）也稱靈境技術或人工環(huán)境。①虛擬現(xiàn)實是能夠建立和體驗一定范圍的虛擬真實世界的計算機技術，利用電腦模擬產生一個三維空間的虛擬環(huán)境，借助傳感頭盔、數(shù)據手套等專業(yè)交互設備，提供使用者關于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬體驗，讓使用者猶如身臨其境一般，可以實時感知到虛擬世界中的各種對象并能夠與之互動。

（2）虛擬現(xiàn)實的基本特征

虛擬現(xiàn)實是依靠現(xiàn)代高科技信息技術設備的多維交互空間，使用者在其中能像在真實自然環(huán)境下一樣，感知到環(huán)境中的多種特征，其中最主要的特征是“浸入感”（Immersion），也稱之為沉浸感、存在感等。

在虛擬現(xiàn)實技術中，設備的使用者對設備所傳達的信息做出接收、認知、反應和反饋等動作，且設備能根據使用者的動作、語言等命令做出圖像或聲音的調整，這體現(xiàn)的是虛擬現(xiàn)實的“交互性”（Interaction），這一特征讓使用者占據了積極主動的地位，可以自然地與身邊的事物交流互動，而不是被動地適應設備。

“構想性”（Imagination）是虛擬現(xiàn)實中的第三大特征，或稱之為“自主性”，它是環(huán)境設計人員最為青睞的特征，無論是多么不可思議的建筑、街道、城市乃至世界，都可以在虛擬現(xiàn)實技術下一一實現(xiàn)，當然也可以將未來的真實環(huán)境先行建構起來，其可支配的優(yōu)點和開闊的想象空間，有利于人類打破傳統(tǒng)的思想局限，提升認知境界。

除以上三大特征外，虛擬現(xiàn)實中另有“多感知性”（Multi-Sensory），它是使用者在通過虛擬現(xiàn)實環(huán)境中感知到視、聽、觸、嗅、動等信息，以此獲得真實環(huán)境一般的體驗和感受。

2、虛擬現(xiàn)實技術與環(huán)境設計結合運用的必要性

（1）彌補了環(huán)境設計中的不足

在對環(huán)境設計的過程中，可能常常出現(xiàn)由于物資短缺、經費拮據等方面的問題沒有解決而使設計工作無法順利進行，造成設計方案無法達到預期的效果。虛擬現(xiàn)實技術則恰好彌補了這一漏缺，設計人員可以僅僅依靠計算機設備來完成具體場景的展現(xiàn)，獲得真實場景一樣的體會，從而不僅減少了成本開支，同時還豐富了感性知識，提升了對設計場景內容的理解和掌握。

（2）避免了實際操作帶來的潛在威脅

在對環(huán)境設計的過程中，有些設計工作執(zhí)行起來可能會成為對設計人員的潛在危險，常規(guī)的方式是通過電視錄像來代替實際操作，雖然避免了對人體造成的傷害，但是將設計人員獲得感性知識的機會也同樣“避免”了。如果通過對虛擬現(xiàn)實技術的運用，可以使設計人員在虛擬環(huán)境中自由地進行各項操作和試驗，既可以避免人身受到傷害，同時也通過虛擬現(xiàn)實的設備獲得了感性知識，進而可以提高現(xiàn)實環(huán)境中的安全性。

（3）打破了時間和空間的限制

虛擬現(xiàn)實技術可以不受時間和空間的限制，設計人員可以從內部到外部進行全面細致的觀察和研究，分析各個區(qū)域的情況和各個區(qū)域之間的聯(lián)系，從而了解整個設計功能的使用效果，方便發(fā)現(xiàn)問題并采取合適有效的措施加以改進和解決。設計人員還可以根據季節(jié)或一天中時間的變化切換相應的場景，顯示夏天或秋天、白天或黑夜的效果。點擊某個建筑或室內，可以觀察它的整個建造過程，以及建造后幾年甚至幾十年才能觀察到的變化，從而可以促進環(huán)境設計質量上的革新。

（4）提高了項目成本預算的精確度

利用虛擬現(xiàn)實技術可以提高項目成本預算的精確度，它能夠將大型城市規(guī)劃、室內外裝修以及復雜的房屋建筑做成虛擬環(huán)境，設計人員能在虛擬環(huán)境中對項目成本進行估算，可以避免一些不必要的經濟損失。

3、虛擬現(xiàn)實技術在環(huán)境設計中的運用

（1）虛擬現(xiàn)實技術在室內設計中的運用

虛擬現(xiàn)實作為一種新的室內設計表現(xiàn)方式，它不僅僅是一種呈現(xiàn)效果圖的演示媒體，而且還是一個設計工具。設計師在與客戶溝通并確定方案之前，就可以通過虛擬現(xiàn)實技術建立一個三維環(huán)境，設計師也可以將其設計思想完美的以視覺形式呈現(xiàn)在客戶面前，客戶也可以進入其中，在設計師建立的設計材料資源庫里根據自身的想法和需求調整設計方案，實現(xiàn)人與空間的全方位交互體驗，并且可以根據自身的需求與設計師探討交流設計方案的調整事宜，例如：家具的風格擺放、墻紙的紋理花色、空間結構的劃分、色彩搭配甚至室內軟裝等諸多細節(jié)都可以借助虛擬現(xiàn)實來呈現(xiàn)客戶最滿意的效果。

（2）虛擬現(xiàn)實技術在城市規(guī)劃設計中的運用

對于全新的可視化交互技術而言，城市規(guī)劃一直是最為迫切需求的領域之一，借助現(xiàn)代信息技術的支持，城市規(guī)劃方案的設計人員可以憑借計算機設備使用虛擬現(xiàn)實技術來構建整體規(guī)劃的方案，包括對建筑單體、建筑專項（道路、橋梁、地形、工程設施等方面）最大可能地真實化表現(xiàn)出來，規(guī)劃方案的展現(xiàn)帶來了感官沖擊，使用戶得到強烈、逼真的親身體驗，同時，通過數(shù)據接口可以在實時的虛擬環(huán)境下及時查詢并更新項目的數(shù)據資料，能為大型復雜工程項目的規(guī)劃、設計、管理等流程提供便利。經過嚴格標準設計的三維虛擬環(huán)境猶如真實的存在呈現(xiàn)在眼前時，用戶在其中隨心所欲地觀賞、活動，完成人機交互，促使許多細小的設計漏洞也能夠輕易地被發(fā)現(xiàn)，從而減少實際操作中可能帶來的潛在危害和損失。

虛擬現(xiàn)實技術是達成設計師與設計方案的負責部門以及公眾之間的有效合作的理想橋梁，通過虛擬現(xiàn)實界面的動態(tài)視頻合成環(huán)境和人機交互等綜合技術，設計師不僅能了解到城市規(guī)劃這一門復雜學科的許多感性知識，還能進一步充分考慮社會、經濟、環(huán)境等方面的客觀要求，切實為城市規(guī)劃方案和施工設計的最終方向提供了從理性到感性的可視化數(shù)據。

（3）虛擬現(xiàn)實技術在展示空間中的運用

展示空間的設立目的在于通過優(yōu)秀的展示設計來吸引用戶的注意力，傳統(tǒng)的展示模式是將展示產品的效果圖或模型，至多利用三維計算機軟件制作的三維效果圖或三維動畫視頻展現(xiàn)在用戶眼前，借助展板、展柜、櫥窗等靜止的載體，最大限度地使用戶了解產品。虛擬現(xiàn)實在展示空間上的運用，很大程度上滿足了現(xiàn)代信息社會的人類對多媒體信息展示和傳播的要求，例如，一款概念車型的展示，用戶不僅可以突破空間的局限性，坐在駕駛座親身體驗，而且在虛擬環(huán)境中自由地操控產品，可以達到對產品使用的深度了解。

結語：虛擬現(xiàn)實技術在環(huán)境設計中的應用，極大地深化人類對設計世界，特別是虛擬現(xiàn)實中將會獲得的對未來現(xiàn)實環(huán)境的感覺和認識，將環(huán)境設計的潛能充分發(fā)揮出來，集中體現(xiàn)其浸入感和交互性的特點。雖然現(xiàn)在的虛擬現(xiàn)實技術由于硬件設備比較昂貴，還無法普及到市場當中去，但是隨著時間的前進，信息技術的不斷完善，市場物價的逐漸平衡，尤其虛擬現(xiàn)實技術越來越強烈地吸引著人們的眼球，其自身強大的設計優(yōu)勢和潛力，最終將會使虛擬現(xiàn)實在設計領域中得到廣泛運用并扮演其不可或缺的重要角色。（作者單位：湖南工業(yè)大學）

注解：

①凌珀.虛擬現(xiàn)實――建筑設計的新思維[J].建筑學報，1998（12）：24.

參考文獻：

[1]陳浩磊.鄒湘軍，陳燕（1），陳燕（2），劉天湖.虛擬現(xiàn)實技術的最新發(fā)展與展望[J].中國科技論文在線，2011（6）：2-4.

[2]劉丹.虛擬現(xiàn)實技術在環(huán)境設計中的應用[J].湖南農業(yè)大學學報（自然科學版），2008（34）：458-461.

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關鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術；職業(yè)教育；人才培養(yǎng)

虛擬現(xiàn)實技術(VirtualReality)的概念是1989年美國VPLResearch公司創(chuàng)始人JaronLanier提出的，迄今已有二十年的歷史。虛擬現(xiàn)實是一項融合了計算機圖形學、人機接口技術、傳感技術、心理學、人類工程學及人工智能的綜合技術。將虛擬現(xiàn)實技術應用于教育教學中就能為學生提供生動、逼真的學習環(huán)境，使學生成為虛擬學習環(huán)境的一名參與者，這對調動學生的學習積極性，突破教學的重點、難點，培養(yǎng)學生的技能都將起到積極的作用。

一、虛擬現(xiàn)實技術的基本特征

對虛擬現(xiàn)實技術的基本特征，不同的文獻有不盡相同的看法，但概括起來主要有三個基本特征。沉浸性（IMMERSION）。虛擬現(xiàn)實技術是根據人類的視覺、聽覺的生理、心理特點，通過計算機產生逼真的三維立體圖像，使用者通過各種交互設備，便可將自己置身于虛擬環(huán)境中，與各種對象相互作用，有一種身臨其境的感覺；交互性(INTERACTION)。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的人機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、鼠標進行交互，而且能夠通過特殊頭盔、數(shù)據手套等傳感設備進行交互。使用者通過自身的語言、身體運動或動作等自然技能，就能對虛擬環(huán)境中的對象進行考察或操作；構想性(IMAGINATION)。虛擬現(xiàn)實不僅僅是一個演示媒體，而且還是一個設計工具，為使用者提供探索的空間。通過現(xiàn)有知識和相關提示讓使用者在環(huán)境中深化概念、萌生創(chuàng)意，進而發(fā)現(xiàn)更多的規(guī)律和有效的操作。

二、職業(yè)教育及其教學特點

我國是一個人力資源大國，但技師、高級技師僅占一4%，而企業(yè)需求不斷增大，一般發(fā)達國家技術工人的技術等級結構為高級工占35%，中級工占50%，初級工占15%。以天津市技術工人的技術等級結構為例，高級工占27%，中級工占39%，初級工占34%。因此，只有通過大力發(fā)展職業(yè)教育才是建設人力資源強國的重要手段。職業(yè)教育的教學特點是強調技能訓練，強調教學和訓練過程的全程指導，強調培訓技能的實用性等。

三、職業(yè)教育中應用虛擬現(xiàn)實技術的優(yōu)勢

職業(yè)教育主要培養(yǎng)技術型和技能型人才?；谶@種定位，職業(yè)教育偏重實踐教學，提高學生的動手能力和實際的作能力，使他們能掌握一定的技能。然而在實際教學中，往往會因為實驗設備、實驗場地、教學經費等方面的原因，而使一些必要的實驗無法進行。利用虛擬現(xiàn)實技術，可以彌補這些方面的不足。

1．教學手段先進可重現(xiàn)操作過程

虛擬現(xiàn)實技術可以使學生直接進入虛擬現(xiàn)實所生成的環(huán)境中，與計算機環(huán)境進行直觀交流，從而豐富感性認識，加深對教學內容和操作技能的理解，提高感知水平和學習動機。特別是對于操作過程，存在的問題和表現(xiàn)現(xiàn)象可以通過虛擬現(xiàn)實技術進行重現(xiàn)，便于學生觀察理解和記憶。

2．降低教學成本避免真實操作帶來的危險

以往對于危險的或對人體健康有危害的實驗，一般采用電視錄象的方式來取代實驗，學生則無法直接參與實驗，獲得感性認識。利用虛擬現(xiàn)實技術進行虛擬實驗，則可以免除這種顧慮。學生在虛擬的實驗環(huán)境中，可以放心的去做各種實驗，不會出現(xiàn)意外。例如，虛擬的化學實驗，可以避免化學反應所產生的燃燒、爆炸等危險。虛擬的數(shù)控加工實驗，可避免原材料損耗和由于學員失誤造成機床損壞和學員受傷。虛擬的汽車駕駛教學系統(tǒng)，可免除學生操作失誤而產生的意外事故。

3．實驗可以反復進行，從而提高技能水平

利用虛擬現(xiàn)實技術，可以做各種各樣的技能訓練，而且可以反復進行。例如軍事作戰(zhàn)技能、外科手術技能、汽車駕駛技能、機械設備加工技能、電器維修技能等各種技能的訓練。學生可以不厭其煩地反復練習，直至掌握操作技能為止。例如，在虛擬的飛機駕駛訓練系統(tǒng)中，學生可以反復操作控制設備，學習在各種天氣情況下駕駛飛機起飛、降落，通過反復訓練，達到熟練掌握駕駛技術的目的。

4．激發(fā)學生的學習興趣

在職業(yè)教育中通過虛擬現(xiàn)實技術使學生在虛擬環(huán)境中與計算機環(huán)境進行直觀交流，從而豐富感性認識，加深對教學內容的理解。而在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中進行直觀交流，使教學過程變得生動形象，能最大化的提高學生的感知水平和學習動機，提高教學效果。

四、職業(yè)教育應用虛擬現(xiàn)實技術的前景

網上互動虛擬世界是人類社會信息時代的發(fā)展方向， 是各個行業(yè)未來信息化的必然目標。而職業(yè)院校應充分發(fā)揮自身專業(yè)特長構建虛擬現(xiàn)實實驗室，不僅能促進校園信息化建設，而且能更好的挖掘職業(yè)院校潛能。虛擬現(xiàn)實技術與網絡通信以及多媒體技術的結合，是傳統(tǒng)信息技術的突破，使教學資源成倍增長。網上互動虛擬世界是人類社會信息時代的發(fā)展方向，是各個行業(yè)未來信息化的必然目標。