虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展？

 　　虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality，簡稱VR，又譯作靈境、幻真)是近年來出現(xiàn)的高新技術(shù)，也稱靈境技術(shù)或人工環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)是利用電腦模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世界，提供使用者關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般，可以及時、沒有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。

　　虛擬現(xiàn)實(shí)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用

　　城市規(guī)劃一直是對全新的可視化技術(shù)需求最為迫切的領(lǐng)域之一，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以廣泛的應(yīng)用在城市規(guī)劃的各個方面，并帶來切實(shí)且可觀的利益： 展現(xiàn)規(guī)劃方案虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的沉浸感和互動性不但能夠給用戶帶來強(qiáng)烈、逼真的感官沖擊，獲得身臨其境的體驗(yàn)，還可以通過其數(shù)據(jù)接口在實(shí)時的虛擬環(huán)境中隨時獲取項(xiàng)目的數(shù)據(jù)資料，方便大型復(fù)雜工程項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、投標(biāo)、報(bào)批、管理，有利于設(shè)計(jì)與管理人員對各種規(guī)劃設(shè)計(jì)方案進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)與方案評審。 規(guī)避設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn) 虛擬現(xiàn)實(shí)所建立的虛擬環(huán)境是由基于真實(shí)數(shù)據(jù)建立的數(shù)字模型組合而成，嚴(yán)格遵循工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和要求建立逼真的三維場景，對規(guī)劃項(xiàng)目進(jìn)行真實(shí)的“再現(xiàn)”。 　　虛擬現(xiàn)實(shí)在醫(yī)學(xué)中應(yīng)用

　　在醫(yī)學(xué)院校，學(xué)生可在虛擬實(shí)驗(yàn)室中，進(jìn)行“尸體”解剖和各種手術(shù)練習(xí)。用這項(xiàng)技術(shù)，由于不受標(biāo)本、場地等的限制，所以培訓(xùn)費(fèi)用大大降低。一些用于醫(yī)學(xué)培訓(xùn)、實(shí)習(xí)和研究的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，仿真程度非常高，其優(yōu)越性和效果是不可估量和不可比擬的。例如，導(dǎo)管插入動脈的模擬器，可以使學(xué)生反復(fù)實(shí)踐導(dǎo)管插入動脈時的操作;眼睛手術(shù)模擬器，根據(jù)人眼的前眼結(jié)構(gòu)創(chuàng)造出三維立體圖像，并帶有實(shí)時的觸覺反饋，學(xué)生利用它可以觀察模擬移去晶狀體的全過程，并觀察到眼睛前部結(jié)構(gòu)的血管、虹膜和鞏膜組織及角膜的透明度等。還有麻醉虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、口腔手術(shù)模擬器等。 　　外科醫(yī)生在真正動手術(shù)之前，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的幫助，能在顯示器上重復(fù)地模擬手術(shù)，移動人體內(nèi)的器官，尋找最佳手術(shù)方案并提高熟練度。另外，在遠(yuǎn)距離遙控外科手術(shù)，復(fù)雜手術(shù)的計(jì)劃安排，手術(shù)過程的信息指導(dǎo)，手術(shù)后果預(yù)測及改善殘疾人生活狀況，乃至新藥研制等方面，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)都能發(fā)揮十分重要的作用。

　　虛擬現(xiàn)實(shí)在娛樂、藝術(shù)與教育方面的應(yīng)用

　　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。由于在娛樂方面對VR的真實(shí)感要求不是太高，故近些年來VR在該方面發(fā)展最為迅猛。如Chicago(芝加哥)開放了世界上第一臺大型可供多人使用的VR娛樂系統(tǒng)，其主題是關(guān)于3025年的一場未來戰(zhàn)爭;英國開發(fā)的稱為“Virtuality”的VR游戲系統(tǒng)，配有HMD，大大增強(qiáng)了真實(shí)感;1992年的一臺稱為“Legeal Qust”的系統(tǒng)由于增加了人工智能功能，使計(jì)算機(jī)具備了自學(xué)習(xí)功能，大大增強(qiáng)了趣味性及難度，使該系統(tǒng)獲該年度VR產(chǎn)品獎。另外在家庭娛樂方面VR也顯示出了很好的前景。 　　作為傳輸顯示信息的媒體，VR在未來藝術(shù)領(lǐng)域方面所具有的潛在應(yīng)用能力也不可低估。VR所具有的臨場參與感與交互能力可以將靜態(tài)的藝術(shù)(如油畫、雕刻等)轉(zhuǎn)化為動態(tài)的，可以使觀賞者更好地欣賞作者的思想藝術(shù)。另外，VR提高了藝術(shù)表現(xiàn)能力，如一個虛擬的音樂家可以演奏各種各樣的樂器，手足不便的人或遠(yuǎn)在外地的人可以在他生活的居室中去虛擬的音樂廳欣賞音樂會等等。 　　對藝術(shù)的潛在應(yīng)用價(jià)值同樣適用于教育，如在解釋一些復(fù)雜的系統(tǒng)抽象的概念如量子物理等方面，VR是非常有力的工具，Lofin等人在1993年建立了一個“虛擬的物理實(shí)驗(yàn)室”，用于解釋某些物理概念，如位置與速度，力量與位移等。

　　虛擬現(xiàn)實(shí)在軍事與航天工業(yè)的應(yīng)用

　　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(yīng)用前景。美國國防部高級研究計(jì)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(xùn)1練，該系統(tǒng)可聯(lián)結(jié)200多臺模擬器。另外利用VR技術(shù)，可模擬零重力環(huán)境，以代替現(xiàn)在非標(biāo)準(zhǔn)的水下訓(xùn)練宇航員的方法。

　　虛擬現(xiàn)實(shí)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

　　虛擬現(xiàn)實(shí)不僅僅是一個演示媒體，而且還是一個設(shè)計(jì)工具。它以視覺形式反映了設(shè)計(jì)者的思想，比如裝修房屋之前，你首先要做的事是對房屋的結(jié)構(gòu)、外形做細(xì)致的構(gòu)思，為了使之定量化，你還需設(shè)計(jì)許多圖紙，當(dāng)然這些圖紙只能內(nèi)行人讀懂，虛擬現(xiàn)實(shí)可以把這種構(gòu)思變成看得見的虛擬物體和環(huán)境，使以往只能借助傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式提升到數(shù)字化的即看即所得的完美境界，大大提高了設(shè)計(jì)和規(guī)劃的質(zhì)量與效率。運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，設(shè)計(jì)者可以完全按照自己的構(gòu)思去構(gòu)建裝飾“虛擬”的房間，并可以任意變換自己在房間中的位置，去觀察設(shè)計(jì)的效果，直到滿意為止。既節(jié)約了時間，又節(jié)省了做模型的費(fèi)用。

　　虛擬現(xiàn)實(shí)在房產(chǎn)開發(fā)中的應(yīng)用

　　隨著房地產(chǎn)業(yè)競爭的加劇，傳統(tǒng)的展示手段如平面圖、表現(xiàn)圖、沙盤、樣板房等已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足消費(fèi)者的需要。因此敏銳把握市場動向，果斷啟用最新的技術(shù)并迅速轉(zhuǎn)化 為生產(chǎn)力，方可以領(lǐng)先一步，擊潰競爭對手。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是集影視廣告、動畫、多媒體、網(wǎng)絡(luò)科技于一身的最新型的房地產(chǎn)營銷方式，在國內(nèi)的廣州、上海、北京等大城市，國外的加拿大、美國等經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)達(dá)的國家都非常熱門，是當(dāng)今房地產(chǎn)行業(yè)一個綜合實(shí)力的象征和標(biāo)志，其最主要的核心是房地產(chǎn)銷售!同時在房地產(chǎn)開發(fā)中的其他重要環(huán)節(jié)包括申報(bào)、審批、設(shè)計(jì)、宣傳等方面都有著非常迫切的需求。

　　虛擬現(xiàn)實(shí)在工業(yè)仿真中的應(yīng)用

　　當(dāng)今世界工業(yè)已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化，大規(guī)模人海戰(zhàn)術(shù)早已不再適應(yīng)工業(yè)的發(fā)展，先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用顯現(xiàn)出巨大的威力，特別是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用正對工業(yè)進(jìn)行著一場前所未有的革命。虛擬現(xiàn)實(shí)已經(jīng)被世界上一些大型企業(yè)廣泛地應(yīng)用到工業(yè)的各個環(huán)節(jié)，對企業(yè)提高開發(fā)效率，加強(qiáng)數(shù)據(jù)采集、分析、處理能力，減少決策失誤，降低企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)起到了重要的作用。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的引入,將使工業(yè)設(shè)計(jì)的手段和思想發(fā)生質(zhì)的飛躍,更加符合社會發(fā)展的需要,可以說在工業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是可行且必要的。 　　工業(yè)仿真系統(tǒng)不是簡單的場景漫游，是真正意義上用于指導(dǎo)生產(chǎn)的仿真系統(tǒng)，它結(jié)合用戶業(yè)務(wù)層功能和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)組建一套完全的仿真系統(tǒng)，可組建B/S、C/S兩種架構(gòu)的應(yīng)用，可與企業(yè)ERP、MIS系統(tǒng)無縫對接，支持SqlServer、Oracle、MySql等主流數(shù)據(jù)庫。 　　工業(yè)仿真所涵蓋的范圍很廣，從簡單的單臺工作站上的機(jī)械裝配到多人在線協(xié)同演練系統(tǒng)。下面列舉一些工業(yè)仿真的應(yīng)用領(lǐng)域： 　　·石油、電力、煤炭行業(yè)多人在線應(yīng)急演練 　　·市政、交通、消防應(yīng)急演練 　　·多人多工種協(xié)同作業(yè)(化身系統(tǒng)、機(jī)器人人工智能) 　　·虛擬制造/虛擬設(shè)計(jì)/虛擬裝配(CAD/CAM/CAE) 　　·模擬駕駛、訓(xùn)練、演示、教學(xué)、培訓(xùn)等 　　·軍事模擬、指揮、虛擬戰(zhàn)場、電子對抗 　　·地形地貌、地理信息系統(tǒng)(GIS) 　　·生物工程(基因/遺傳/分子結(jié)構(gòu)研究) 　　·虛擬醫(yī)學(xué)工程(虛擬手術(shù)/解剖/醫(yī)學(xué)分析) 　　·建筑視景與城市規(guī)劃、礦產(chǎn)、石油 　　·航空航天、科學(xué)可視化

　　虛擬現(xiàn)實(shí)在應(yīng)急推演中的應(yīng)用

　　防患于未然，是各行各業(yè)尤其是具有一定危險(xiǎn)性行業(yè)(消防、電力、石油、礦產(chǎn)等)的關(guān)注重點(diǎn)，如何確保在事故來臨之時做到最小的損失，定期的執(zhí)行應(yīng)急推演是傳統(tǒng)并有效地一種防患方式，但其弊端也相當(dāng)明顯，投入成本高，每一次推演都要投入大量的人力、物力，大量的投入使得其不可能進(jìn)行頻繁性的執(zhí)行，虛擬現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)生為應(yīng)急演練提供了一種全新的開展模式，將事故現(xiàn)場模擬到虛擬場景中去，在這里人為的制造各種事故情況，組織參演人員做出正確響應(yīng)。這樣的推演大大降低了投入成本，提高了推演實(shí)訓(xùn)時間，從而保證了人們面對事故災(zāi)難時的應(yīng)對技能，并且可以打破空間的限制方便的組織各地人員進(jìn)行推演，這樣的案例已有應(yīng)用，必將是今后應(yīng)急推演的一個趨勢。

　　虛擬演練有著如下優(yōu)勢：

　　[1]仿真性

　　虛擬演練環(huán)境是以現(xiàn)實(shí)培演練環(huán)境為基礎(chǔ)進(jìn)行搭建的，操作規(guī)則同樣立足于現(xiàn)實(shí)中實(shí)際的操作規(guī)范，理想的虛擬環(huán)境甚至可以達(dá)到使受訓(xùn)者難辨真假的程度。 　　開放性 　　虛擬演練打破了演練空間上的限制，受訓(xùn)者可以在任意的地理環(huán)境中進(jìn)行集中演練，身處何地的人員，只要通過相關(guān)網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備即可進(jìn)入相同的虛擬演練場所進(jìn)行實(shí)時的集中化演練。 　　針對性 　　與現(xiàn)實(shí)中的真實(shí)演練相比，虛擬演練的一大優(yōu)勢就是可以方便的模擬任何培訓(xùn)科目，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，受訓(xùn)者可以將自身置于各種復(fù)雜、突發(fā)環(huán)境中去，從而進(jìn)行針對性訓(xùn)練，提高自身的應(yīng)變能力與相關(guān)處理技能。 　　自主性 　　借助自身的虛擬演練系統(tǒng)，各單位可以根據(jù)自身實(shí)際需求在任何時間、任何地點(diǎn)組織相關(guān)培訓(xùn)指導(dǎo)，受訓(xùn)者等相關(guān)人員進(jìn)行演練，并快速取得演練結(jié)果，進(jìn)行演練評估和改進(jìn)。受訓(xùn)人員亦可以自發(fā)的進(jìn)行多次重復(fù)演練，使受訓(xùn)人員始終處于培訓(xùn)的主導(dǎo)地位，掌握受訓(xùn)主動權(quán)，大大增加演練時間和演練效果。 　　安全性 　　作為電力培訓(xùn)中重中之重的安全性，虛擬的演練環(huán)境遠(yuǎn)比現(xiàn)實(shí)中安全，培訓(xùn)與受訓(xùn)人員可以大膽的在虛擬環(huán)境中嘗試各種演練方案，即使創(chuàng)下“大禍”，也不會造成“惡果”，而是將這一切放入演練評定中去，作為最后演練考核的參考。這樣，在確保受訓(xùn)人員人身安全萬無一失的情況下，受訓(xùn)人員可以卸去事故隱患的包袱，盡可能極端的進(jìn)行演練，從而大幅的提高自身的技能水平，確保在今后實(shí)際操作中的人身與事故安全。 　　將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于電力相關(guān)培訓(xùn)中去，有著無可比擬的優(yōu)勢，打造虛擬的演練平臺，無庸質(zhì)疑的將是電力培訓(xùn)的一個趨勢。

　　虛擬現(xiàn)實(shí)在文物古跡中的應(yīng)用

　　利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以將文物的展示、保護(hù)提高到一個嶄新的階段。首先表現(xiàn)在將文物實(shí)體通過影像數(shù)據(jù)采集手段，建立起實(shí)物三維或模型數(shù)據(jù)庫，保存文物原有的各項(xiàng)型式數(shù)據(jù)和空間關(guān)系等重要資源，實(shí)現(xiàn)瀕危文物資源的科學(xué)、高精度和永久的保存。 其次利用這些技術(shù)來提高文物修復(fù)的精度和預(yù)先判斷、選取將要采用的保護(hù)手段，同時可以縮短修復(fù)工期。 通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來整合統(tǒng)一大范圍內(nèi)的文物資源，并且通過網(wǎng)絡(luò)在大范圍內(nèi)來利用虛擬技術(shù)更加全面、生動、逼真地展示文物，從而使文物脫離地域限制，實(shí)現(xiàn)資源共享，真正成為全人類可以“擁有”的文化遺產(chǎn)。使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以推動文博行業(yè)更快地進(jìn)入信息時代，實(shí)現(xiàn)文物展示和保護(hù)的現(xiàn)代化。

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