虚拟现实技术及其应用篇1
【关键词】虚拟现实技术;虚拟校园;应用
前言
随着科学技术的迅猛发展，我们进入到了一个信息和技术多元化的时代，对于21世纪来说，在科学技术界，最具有发展潜力的计算机应用技术要堪称网络技术、多媒体技术以及本文中要探究的虚拟现实技术。虚拟现实（VirtualReality），其英文简称为VR，最早是在1989年由美国VpL公司创造的一个新词。虚拟现实技术主要是利用计算机生成的虚拟环境进行仿真和交互，因此在当今社会，人们对虚拟现实技术给予了高度的重视，并把其成为改变世界未来的重要技术，其地位仅次于互联网技术。近年来随着人们对虚拟现实技术的深入研究，其已经被广泛应用到多种领域，如教育、军事、建筑设计漫游、医疗以及产品设计等，并且为这些行业的发展带来了丰厚的经济效益和社会效益。
对于虚拟现实技术在虚拟校园中的应用也是近几年来的一个研究热点。众所周知，校园文化、学习氛围对教育的巨大影响及其作用。老师、同学、学友，教室、课堂，实验楼等等，校园的一草一木，每一次活动无不潜移默化地影响着我们每一个人，伴随我们健康、快乐的成长。从某种程度上来说，我们从校园中得到的收益远远超出书本所给予我们的。因此在网络技术的发展推动下，利用虚拟现实技术仿真我们的校园环境是社会发展一大亮点。
一、虚拟现实技术
（一）虚拟现实技术概述
虚拟现实技术（VirtualReality）是一种综合性的技术，在计算机领域来说，虚拟现实技术称得上是一项新技术，它是建立在多种科学技术的基础上，例如计算机图形技术、网络技术、多媒体技术、立体显示技术、传感与测量技术、微电子技术、人机交互技术以及仿真技术等多种技术，同时虚拟现实技术也包综合运用了如光学、数学、力学、机构运动学等各种学科。在虚拟现实技术的实际应用中，人们是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，从而为使用者提供关于触觉、视觉、听觉等多种感官的模拟，让使用者产生如同身历其境一般的感觉，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。因此虚拟现实技术的兴起，不仅为智能工程的发展提供了新的界面工具，加强了人机交互界面的发展速度，同时还提供了新的描述方法用于各类工程的大规模数据可视化方面。总的说来虚拟实现技术不仅已经对人们的生活产生极大影响，还是21世纪重要的发展学科。
（二）虚拟现实技术的三个主要特征
1.浸没感（immersion）
浸没感又可以称为临场感，它是指当使用者身处在模拟环境中时，用户有一种主人翁的感觉，有真实的存在性。真正理想的虚拟环境，应该达到使用者无法分辨现实与虚拟的目标，用户在虚拟环境中不会有杂乱的思想，而能够全身心的投入到计算机技术创建的虚拟世界中去，要让使用者感觉到周围的一切都是真实的，要保证虚拟环境中所听到的、看到的、闻到的以及尝到的都感觉起来和真的一样，不会出现与现实生活中的差别。
2.交互性（interactivity）
交互性是指使用者身处模拟环境时，其对环境内物体的可操作程度以及触摸这些物体时得到的自然反应程度。例如，当使用者去品尝模拟环境中的虚拟饭菜时，鼻子可以闻到饭菜的香味，嘴巴可以品尝到饭菜的味道。当使用者用手去直接抓模拟环境中虚拟的物体时，手会产生却是有握着东西的感觉，并且还可以明显感觉处物体的重量，当使用者手握东西而在空中移动时，被抓的物体也能立刻随之移动。
3.想象力（imagination）
虚拟现实技术依据计算机三维建模技术，不仅可以真实再现我们生活中的场景，还可以具有广阔的可想象空间，能够不断拓宽人类的认知范围，可以随人们的意愿而构造出客观不存在环境，甚至是一些现实生活中根本不可能发生的环境，也就是说虚拟现实技术具有较强的想象力。
二、虚拟校园
虚拟现实技术利用计算机生成的三维空间，为人们建造一种虚拟环境，提供人与计算机进行交互的机会，这对于世界的未来发展来说，虚拟现实技术必然会给社会带来重大变革。随着虚拟现实技术被广泛应用于各个领域，极大改变了人们以前的惯，近年来将虚拟现实技术应用在虚拟校园中更是受到众多人的青睐，尤其是虚拟校园在现在很多高校的使用，例如北京大学、浙江大学、西北大学、上海交通大学、中国人民大学、西南交通大学等高校，都采用VR技术建设了虚拟校园，利用虚拟现实技术已经成为高校发展的一种趋势。
（一）虚拟校园概述
随着我国教育体制的不断改革，我国各大学校纷纷进行调整，尤其是当前的各大高校，出现了多校区模式，而这种模式会给学校的日常管理与规划带来很多的不便，再加上我国加大对高校的建设力度，高校的规模也在不断扩大，这导致其发展建设任务非常巨大，高校的管理迫切需要现代化。随着信息时代的到来，我们可以利用计算机网络技术、虚拟现实技术和三维地理信息系统技术在计算机网络上建构虚拟校园，以三维可视化的界面和虚拟现实场景界面使得虚拟校园中的各种设施和服务都是给人一种身临其境的感觉，从而对学校的教学、管理、科研以及生活服务等有关信息资源进行统一整合和集成，从而建立一个统一用户管理、统一权限控制和统一资源管理的现代化校园。这种超越时间、超越空间的虚拟校园可以极大提高高校校园的管理水平，同时这种虚拟现实技术还可以极大促进远程教育的发展，最终为数字大学的建设奠定良好的基础。
（二）虚拟校园建设方案
1.三维场景建模
三维场景建模就是指依靠计算机，将真实环境中的主要建筑物，例如建筑物、路灯、人工湖模型、树木、规划绿地等都按照物体的实际尺寸构成一个虚拟环境。常用的三维场景建模软件有3DSmaX、autoCaD、pro/e、Solidedge、Solidworks等。其中3DSmaX是一种非常优秀的三维动画造型软件，目前被广泛用于建筑、游戏、广告等多个领域;autoCaD是一个功能齐全、应用广泛的图形软件包。一方面它具有丰富的绘图和绘图辅助功能，而且操作简单，可视化强，另一方面autoCaD不仅能够熟练处理二维绘图，其三维空间内的建模和渲染功能也日益完善。
2.实时漫游系统设计
实时漫游系统设计就是要对三维场景中实时漫游控制，这个实现过程主要是利用视景开发库和程序开发语言来完成的。在实时漫游时，我们可以借助虚拟现实建模语言（VRmL语言）并结合Java语言、或通过Vega、Virtools等实现。其中虚拟现实建模语言（VirtualRealitymodelingLanguage，VRmL）是虚拟现实技术、internet技术和多媒体技术这三种新技术的综合点。虚拟现实建模语言主要由Vega库和Lynx图形化用户接口组成，是一种可以开发的平台。在运用过程中时，通过Lynx的图形界面我们可以建立实时驱动中所必需的对象，例如：通道、场景、窗口等，还可以设定我们实时驱动时的对象初始化参数以及它们之间的相互关系。在程序运行过程中，我们可以利用Vega类函数来实现计算机与用户交互中的选择功能以及其他方面的特殊要求等。Virtools软件的功能非常多，而且很强大，首先其是一套整合软件，可以将现有常用的档案格式例如2D图形或是音效、3D的模型等板块整合在一起;其次Virtools含有丰富的互动行为模块，可以对3D环境实现虚拟实景进行编辑，从而可以根据需要制作出许多具有不同用途的3D产品，例如我们常见的网际网络、建筑设计、教育训练、计算机游戏、交互式电视等。
三、结语
综上所述，如今虚拟现实技术依靠其巨大优势受到了我们人类的广泛认可与高度评价，在未来的发展中，虚拟现实技术还将会继续影响我们的生活，改变我们的思维方式，让我们对自己喜欢的现实生活场景可以长久的保留下来，并可以主动参与其中去构建心中所想的事物。因此虚拟现实技术必然会成为改变未来社会发展的一大科学技术。
参考文献
[1]张志安.基于VR技术的虚拟校园系统的设计与实现[J].光子学报.2011（05）.
虚拟现实技术及其应用篇2
【关键词】虚拟中医院；技术实现；医学教育；实践教学
0引言
随着计算机技术与网络技术等现代信息技术的飞速发展，这些现代化技术已经深深融入到我们的生活、工作和学习中，并使我们的生活方式、沟通方式及学习方式产生了极大的变化。虚拟现实技术就是高度发展的计算机技术应用于社会中各个领域的产物。
虚拟医院（VirualHospital）则是虚拟现实技术在医学实践教育中的应用之一。我校拟搭建一个虚拟中医院实践教学平台，为校内学生的医学实践教学培养提供平台。该平台将医院现有的运行机制、业务流程等移植到互联网上，是现实医院的信息再现、扩展和延伸，既是一个虚拟的网络会诊中心，也是一个医学资源库。弥补了传统中医学教学实践教育的缺陷，如教学资源不足，教学内容单一以及时空的限制等，为学生提供一个虚拟中医院网络学习平台，改变了传统的中医学教育模式，促进了中医学教育方式的创新，能够极大的提高学生的临床实践能力和独立思考能力。
1虚拟医院的技术实现
虚拟中医院实践教学平台的实现需要综合性的技术集成，它涉及到多种计算机软件和网络技术，包括基于web的数据库信息管理架构、交互式多媒体技术、决策支持技术（Decision-makingSupport）、虚拟现实技术（VirtualReality）、模拟与仿真技术、知识管理技术、搜索引擎技术等[1]。
基于web的信息管理架构使学生能够随时、随地通过浏览器访问虚拟中医院实践教学平台，可以根据信息的变化及技术的发展方便地更新修改实践教学平台的信息。同时，基于web的结构使虚拟中医院的数据结构和软件结构建立于公开internet标准之上，具有可伸缩性、互操作性和可修改性，使平台信息易于使用、管理和维护。
交互式多媒体技术、虚拟实景技术及模拟与仿真技术提供实践教学过程中学生与学生、学生与老师的交互式互动，学生可以通过多媒体信息的走向提示，一步一步地练习相关的临床实践技能，熟悉医院的电子病历、管理系统及业务流程等内容。
决策支持技术采用人工智能的推理规则及推理算法机制实现医疗救治决策，包括基于疾病类型进行诊断、治疗过程导引和过程智能决策等。决策支持需要相应的知识管理数据库的支持，提供所需要的决策规则和信息。可以使学生在虚拟中医院网络学习平台中学习的过程中获得专业知识的指导，纠正临床操作中的问题与偏差。
2在医学教育实践教学中的具体应用
通过构建虚拟中医院实践教学平台，整合现有的数字化实践教学资源，依靠众多实践教学知识库资源，与虚拟中医院的特定功能模块相结合，规划和设计基于虚拟医院功能下的实践教学知识库，可提供在线学习服务，供学生通过校园网络平台根据自身需要选择性学习。使学生能够通过该平台熟悉已学知识技能，学习未学实践技能，强化学习效果及提高自主学习能力。
另外，虚拟中医院实践教学平台通过对真实的医院的管理模式和业务流程，对医院管理信息系统、电子病历等系统的的借鉴，为学生创造一个近乎真实的教学环境及专业技能训练环境，使学生能够在不进入医院的条件下就可以熟悉医院门诊及住院日常基本流程，提高学生的临床实践能力。并借助虚拟现实技术、多媒体技术实现网络协作式互动教学，能够使学生在平台上学习效果接近或超过在实体医院的学习效果。学生可通过分组扮演医院工作流程中不同的业务角色，共同完成指定业务流程的学习方法，相互讨论、相互帮助、相互配合完成指定的工作内容。
通过这样一个部门齐全、运行符合临床规范、沟通及时通畅，拥有大规模知识库与信息库的虚拟中医院，使学生在尚未进入医院之前，对医院的工作程序有系统的了解，有利于培养学生系统的临床思维，在这个基础上教学内容的组织安排特别强调由学生主动参与来构建知识结构，学生也由知识的被动接受者变成了虚拟环境中的参与者，使学生对医学教学内容有更加直观的体会、理解，为学生提供探索式、发现式学习，极大提高学习者积极性与主动性，培养学生的自主学习能力。并为学习者提供丰富多彩的交互式人机界面，打破时空的局限，提高学生学习的灵活性与学习效率。并利用虚拟医院进行实践教学的实施、考核与评价，提高医学教育质量，培养高素质医学人才。
3结语
虚拟中医院不仅是实体中医院的扩展与延伸，补充实体医院所固有的缺陷，更可以为中医学教育提供新的培养模式与方法，探索培养真正具有医学创新与实践能力人才的途径。虽然尚存在许多的理论问题与技术难关，但是虚拟中医院的应用发展前景广阔，随着计算机技术、网络技术等相关技术的进一步发展，虚拟中医院在医学教育方面的应用将会有更大的发展。
虚拟现实技术及其应用篇3
关键词：虚拟现实技术；实训；教育教学
前言
随着科学技术的迅猛发展，新的教学手段不断涌现，继多媒体技术之后，教学技术领域又出现一种新型教学媒体，它就是虚拟现实技术。虚拟现实技术是近几年来国内外科技界关注的一个热点，它的兴起，为人机交互界面的发展开创了新的研究领域，为各类工程的大规模数据可视化提供了新的描述方法。
目前，虚拟现实技术已广泛应用于航空航天、医学实习、军事训练、建筑设计、教育培训等众多领域。以计算机仿真和数控加工技术为基础，利用计算机来模仿真实的数控设备工作环境，形成了虚拟数控技术，如将其应用于实训教学上，必将对整个教学产生深远的影响。
1.虚拟现实技术简述
虚拟现实技术，简单地说，就是借助于计算机技术及硬件设备，实现一种人们可以通过视、听、触、嗅等手段所感受到的虚拟幻境。虚拟现实作为一项尖端科技，它集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，由计算机图形构成三维数字模型，并编制到计算机中去生成一个以视觉感受为主，也包括听觉、触觉的综合可感知的人工环境，提供给人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式。虚拟现实的最大特点是用户可以用自然方式与虚拟环境进行交互操作，改变了过去人类除了亲身经历，就只能间接了解环境的模式，从而有效地扩展了人们的认知手段和领域。
2.我校虚拟现实技术发展现状
2008年完成基于VR(虚拟现实技术)的汽车发动机模拟训练系统。2009年完成基于VR(虚拟现实技术)的精雕数控机床模拟训练系统。两套系统目前已应用到实际教学当中。极大地提高了专业课的教学效果，受到了师生的一致好评。
3.虚拟现实技术在教育教学中的现实意义
3.1虚拟现实技术开创了全新的学习场景――彻底打破空间、时间的限制
利用虚拟现实技术，可以彻底打破空间的限制，学生可以进入物体的内部进行观察，如学生可以进入虚拟的分子、原子、航天工作站等内部，考察物体内部的工作情况。虚拟技术还可以突破时间的限制，一些需要几十年甚至上百年才能观察的变化过程，通过虚拟现实技术，可以在很短的时间内呈现给学生观察。虚拟制造技术还可以应用计算机、交互外设及软件来构建一个虚拟的生产环境，使学生能如同在制造现场一样，与荧屏上出现的制造过程进行自由交流。基于网络的虚拟现实技术为学习者提供了全新的学习场景，构造出开放性的教学环境。
3.2虚拟现实技术提供了崭新的教学手段――构建实物虚化、虚物实化的方法
通过虚拟现实、多媒体、网络等技术的综合应用，可在课堂和实验室中展现在传统的教学模式中无法实现的教学过程。虚拟现实技术可以对学生学习过程中所提出的各种假设模型进行虚拟和虚物实化，通过虚拟系统便可直观地观察到这一假设所产生的结果或效果。虚拟现实系统可以进行实物虚化，虚拟各种人物，创建虚拟课堂，在虚拟的课堂气氛中，学生可以与虚拟的教师、学生一起交流讨论，开展启发式教学。运用虚拟现实技术，还可以使学生通过在虚拟场景的身临其境和自主控制的人机交互，由视、听、触、觉获取外界的反应，通过学生自我组织，制定并执行学习计划，进行自我评价，开展适应式学习。还可通过小组或团队的形式，组织学生进行学习，成员间共享成果，开展协作式教学。
3.3虚拟现实技术变革了传统实训方式
运用虚拟现实技术，突破传统实训室的限制，使每一位学习者都可以根据自己的学习特点，在自己方便的时间通过计算机自由地选择适合的学习训练内容，按照适合于自己的方式和速度进行学习，这种探索性的学习，模拟训练有利于激发学生的创造性思维，使学习者在具体情境中通过主动的探索获得知识，从而提高学习者的动力。虚拟实训环境大大增加了实训时间和内容，减少了实际实训的耗材及实训环节中的危险性。
3.4虚拟现实技术丰富了课堂教学内容
利用虚拟现实技术，可丰富教学内容，将实验、实训等技能训练搬到课堂中进行，由于这些虚拟的训练系统无任何危险，学生可以反复练习，直至掌握操作技能为止。应用虚拟现实技术，还可恰如其分地演示一些复杂的、抽象的、不宜直接观察的自然过程和现象，全方位、多角度地展示教学内容。利用计算机多媒体技术，制作各种仿真课件，创设所需要的某种虚拟情景，让学生进行模拟实验，从而极大丰富课堂的教学内容。
3.5虚拟现实技术节约了有限的教育成本――开展虚拟实验、进行虚拟生产
虚拟各种实验设备、实训环境和操作过程，使大多数课程可以在虚拟实验室中进行，大多数的技能可以在虚拟实训车间中进行训练，从而不必购置昂贵的实验实训设备。可以在节约大量昂贵的仪器设备费用的前提下，解决在教学中，因为实验设备、实验场地、教学经费等方面的原因而无法进行的教学实验，虚拟训练又可避免实验实训设备的损坏、训练材料的消耗等问题，从而有效节约教育成本。
4.虚拟现实技术在教育应用中存在的问题及展望
可以预测，随着经济和技术的不断发展，虚拟现实技术将日益广泛地应用于教育教学领域。但目前的虚拟现实技术还存在一定的问题，主要表现在：
4.1虚拟环境与真实生产的差异
学生在虚拟的环境中学习，与在真实的生产中训练毕竟不同，因为如果仅考虑交互的真实性，那么无论如何身临其境，真正动手操作机器的效果要强于任何媒体教学。因此，虚拟现实技术不能完全代替具体真实的操作，它只能在一定程度上代替某些实验，而不能完全代替实践教学，尤其不能代替有创造性目的的试验。
4.2虚拟现实的效果还有待加强
虚拟现实的表示侧重于几何表示，缺乏逼真的物理、行为模型，虚拟现实技术在感知方面，视觉合成研究的较多，听觉、触觉关注较少，真实性与实时性不足，其虚拟的效果还需要进一步加强。
4.3硬件环境还有待提高
与虚拟现实技术相关的设备普遍存在使用不方便，效果不佳等情况，难以达到虚拟现实系统所需的要求，如中心计算机的处理速度还不足于满足在虚拟世界中巨大数据量处理实时性的需要，对数据存储能力也不足，基于嗅觉、味觉的设备还没有成熟及商品化。硬件设备品种有待进一步扩展。
4.4实现成本问题还有待降低
虚拟现实系统应用的相关设备价格也比较昂贵，且这些设备局限性很大，需要进一步发展其结构和制造技术，使其轻巧化和降低成本，才能更有利于推广应用。
虚拟现实技术作为一种新型的教学媒体，目前已引起教育界的极大关注。随着计算机技术的发展，虚拟现实的硬件与软件成本的逐渐降低，这种新的教学媒体必将广泛应用于教育教学中，最终在现代教育领域中发挥其重要作用。
参考文献：
虚拟现实技术及其应用篇4
关键词：虚拟现实技术；商业发展；产品展示
中图分类号：tp391文献标识码：a文章编号：1005-5312（2015）18-0284-01
一、虚拟现实技术的概念及其特点
虚拟现实技术是指在电子计算机技术、多媒体技术以及数字技术等多种技术的基础上，模拟虚构出与真实世界相似的一个虚拟空间，模拟的现实能够检测出周边环境的变化，并能够对这样的变化及时作出反馈。虽然这种模拟现实技术的发展越来越成熟，在很多发达国家的应用很普遍，但就整个世界范围来看，这种技术的应用范围有待进一步地拓展。
首先，这一技术体验的过程具有真实性。虚拟现实技术的开发就是立足于人们真实的感官基础之上的，它能够通过对人体心理特点以及感官的分析，在计算机上绘制出立体的三维图像，所以当真人通过这一设备体验时其真实的情感能够准确被分析，有种身临其境之感，整个体验过程让人具有很强的真实感；其次，虚拟现实技术应用具有很强的互动性。整个虚拟现实技术的应用离不开电脑设备，键盘和鼠标都是体验者进行互动的工具，这些传感设备能够准确感知人体变化；最后，虚拟现实技术具有很强的感知性。反应装置是虚拟现实设备中所必须配套的，而这种感知具有多样性，不仅是视觉上的感知，更能对听觉以及触觉进行感知。
二、虚拟现实技术在商业展示应用中的要求
1.更加注重模型的真实性。在虚拟设计中不能仅仅为了追求经济利益，一味夸大商品的性能。目前有些厂家在运用模拟现实技术推广商品时，忽略注重模型的真实性。由于模拟出来的商品模型与实际商品的差距过大，使得越来越多的消费者对这一类商品失去了信心。因而在今后的模型设计中，需要更加注重商品的真实性和可靠性，对模型进行更加准确的衡量和测绘。
2.建立相应的系统服务平台。要想模拟现实技术更加成熟，就必须支持相关工具开发，并建立相应的系统服务平台，从而提高整个系统开发利用的效率。很多设备的性能较低，虚拟现实系统相配备的计算机难以满足相关用户的需求，因而降低对商品的兴趣。建立相应的服务平台，在用户遇到问题时及时给予解决，提高系统服务效率。
三、虚拟现实技术在商业产品设计中的应用
1.商品外形和包装的设计。为了尽可能地降低企业的生产成本，很多企业在进行商品的设计时，都会预先在计算机上设计好模型或者是通过虚拟现实技术虚拟设计产品的外形和包装，并多次对产品的外形进行升级改造，让专业的设计师分析改进。
2.检测产品的布局和结构。虚拟现实技术不仅仅是进行模拟，还能对整个产品的结构进行直观的观察。很多的产品设计结构复杂多样，很难通过肉眼去观察，通过计算机得出来的数据更为合理可靠。日益成熟的虚拟现实技术已经能够将整个产品的内部构造清晰地表达出来，这对后来的产品生产工作都能起到很好地促进作用，实现生产和布局的科学化以及合理化。
3.商品后期宣传。传统的对虚拟现实技术的应用眼光仅仅停留在产品的设计以及检测中，忽略了其在产品宣传过程中的重要作用。产品的宣传工作直接影响到后期产品的销量以及经济效益的大小。通过运用虚拟现实技术，更好地为社会大众展示某一类商品的功效和用途，使得表达更为具体直观。就拿现在的展馆和楼盘为例，很多的楼盘都会采用虚拟现实技术，对楼盘进行模拟，可以通过模拟售楼等形式提前预测某一楼盘的销售情况。分析销售过程中可能会存在的问题，对楼盘也能进行后期的宣传，从而提高销量。
四、结语
模拟现实技术作为新世纪发展起来的一种新型技术，其在商业展示中发挥了节约成本、提高经济效益等多方面的作用。如今的社会，人们对产品的要求越来越高，商业发展的规模越来越大，其该技术的发展前景十分广阔。我们要清楚地了解到该项技术如何发挥在商业展示中的作用，不断发展创新，实现这一技术的新突破。
参考文献：
[1]费正涛.关于虚拟现实技术在商业产品中运用的研究综述[J].科技资讯，2015（03）.
虚拟现实技术及其应用篇5
关键词：虚拟现实；沉浸；交互；想象；
VirtualReality；immersion；interaction；imagination
1、虚拟现实技术的概念
虚拟现实技术（VirtualRealitytechnology）是一项综合集成技术，它的出现是计算机图形学、人机交互技术、传感器技术、人机接口技术以及人工智能技术等交叉与综合的结果。它利用计算机生成逼真的三维视觉、听觉、嗅觉等各种感觉，使用户通过适当装置，自然地对虚拟现实世界进行体验和交互作用。简单地说，虚拟现实技术就是用计算机创造现实世界。
2、虚拟现实技术特征
1993年BurdeaG在electro93国际会议上发表的“VirtualRealitySystemandapplication”一文中，提出了虚拟现实技术三个特征，即：沉浸感、交互性、想象性。
沉浸感是指用户可以沉浸于计算机生成的虚拟环境中和使用户投入到计算机生成的虚拟场景中的能力，用户在虚拟场景中有“身历其境”之感。它所看到的、听到的、嗅到的、触摸到的，完全与真实环境中感受的一样。它是虚拟现实系统的核心。
交互性是指用户与虚拟场景中各种对象相互作用的能力。它是人机和谐的关键性因素。用户进入虚拟环境后，通过多种传感器与多维化信息的环境发生交互作用，用户可以进行必要的操作，虚拟环境中做出的相应响应，亦与真实的一样，如拿起虚拟环境中的一个篮球，你可以感受到球的重量，扔在地上还可以弹跳。交互性包含对象的可操作程度及用户从环境中得到反馈的自然程度、虚拟场景中对象依据物理学定律运动的程度等，例如，当物体受到力的作用时，物体会沿着力的方向移动、翻到或者从桌面落到地面等。
想象性是指通过用户沉浸在“真实的”虚拟环境中，与虚拟环境进行了各种交互作用，从定性和定量综合集成的环境中得到感性和理性的认识，从而可以深化概念，萌发新意，产生认识上的飞跃。因此，虚拟现实不仅仅是一个用户与终端的接口，而且可以使用户沉浸于此环境中获取新的知识，提高感性和理性认识，从而产生新的构思。这种构思结果输入到系统中去，系统会将处理后的状态实时显示或由传感装置反馈给用户。如此反复，这是一个学习——创造——再学习——再创造的过程，因而可以说，虚拟现实是启发人的创造性思维的活动。
3、虚拟现实技术的分类
虚拟现实是从英文VirtualReality一词翻译过来的，Virtual就是虚假的意思，Reality就是真实的意思，合并起来就是虚拟现实，也就是说本来没有的事物和环境，通过各种技术虚拟出来，让你感觉到就如真实的一样。
实际应用的虚拟现实系统可分为四类：
一、桌面虚拟现实系统，也称窗口中的虚拟现实。它可以通过桌上型机实现，所以成本较低，功能也最简单，主要用于CaD（计算机辅助设计）、Cam（计算机辅助制造）、建筑设计、桌面游戏等领域。
二、沉浸虚拟现实系统，如各种用途的体验器，使人有身临其境的感觉，各种培训、演示以及高级游戏等用途均可用这种系统。
三、分布式虚拟现实系统，它在因特网环境下，充分利用分布于各地的资源，协同开发各种虚拟现实的利用。它通常是浸沉虚拟现实系统的发展，也就是把分布于不同地方的沉浸虚拟现实系统，通过因特网连接起来，共同实现某种用途。美国大型军用交互仿真系统npSnet以及因特网上多人游戏mUD便是这类系统。
四、增强现实又称混合现实系统。它是把真实环境和虚拟环境结合起来的一种系统，既可减少构成复杂真实环境的开销（因为部分真实环境由虚拟环境取代），又可对实际物体进行操作（因为部分系统即系真实环境），真正达到了亦真亦幻的境界，是今后发展的方向。
4、虚拟现实技术发展的瓶颈
虚拟现实技术的发展过程中遇到的问题很多，可以归结为3大难题：
4．1虚拟现实设备的“贵族化”。要构建一个高质量的虚拟现实系统，首先需要昂贵的外部设备，无论是高分辩率的头盔显示器HmD，还是立体投影显示器，无论是空间定位器，还是高精度的数据手套，都是价格不菲。其次，为完成复杂场景的实时渲染，还需要高性能的图形工作站以及相应的软件。在一些专用领域，但普通的信息系统用户可能会望而却步。
4．2繁琐的三维建模。基于图形的虚拟环境首先要解决的问题便是三维造型。当图形渲染技术在向实现真实感大踏步前进的时候，生成精确三维模型的过程还像二十几年前一样困难。在三维激光扫描技术上的进步提供了简化模型构造过程的一些承诺。然而，这些自动化模型获取方法也验证了真实世界的几何是极端复杂的。大部分的模型仍需要人工绘制，而且需要聘请高水平的专业人士，所以其费用是相当惊人的。比如在电影《坦克尼克号》中，为实现场景三维建模及各种特技处理所花的人工费用高达2500万美元，这笔钱足以制造一艘同样规模的真船。繁琐的三维建模也是制约虚拟现实技术发展的严重障碍。
4．3数据量大。虚拟现实技术要想得到很大的发展，需要与internet结合，这恐怕已是不争的事实。目前虚拟现实技术应用的数据量仍然很大，在现有网络整体速度较慢的情况下，internet用户必须等待较长时间，这往往令人难以忍受。我们应该在虚拟现实系统中考虑数据压缩问题，这个问题可能现在还未引起人们的重视，但是随着应用的深入，这是一个不可回避的问题。
5、虚拟现实技术的应用前景和优势
虚拟现实技术的应用极为广泛，Helsel与Doherty在1993年对全世界范围内已经进行的805项虚拟现实研究项目作了统计，结果表明：目前在娱乐、教育及艺术方面的应用占据主流，其次是军事与航空，医学，商业，另外在可视化计算、制造业等方面也有相当的比重。下面简要介绍其部分应用。
（1）医学虚拟现实技术应用大致上有两类。一是虚拟人体，也就是数字化人体，这样的人体模型医生更容易了解人体的构造和功能。另一是虚拟手术系统，可用于指导手术的进行。
pieper及Satara等研究者在90年代初基于两个SGi工作站建立了一个虚拟外科手术训练器，用于腿部及腹部外科手术模拟。这个虚拟的环境包括虚拟的手术台与手术灯，虚拟的外科工具（如手术刀、注射器、手术钳等），虚拟的人体模型与器官等。借助于HmD及感觉手套，使用者可以对虚拟的人体模型进行手术。但该系统有待进一步改进，如需提高环境的真实感，增加网络功能，使其能同时培训多个使用者，或可在外地专家的指导下工作等。
（2）娱乐、艺术与教育丰富的感觉能力与3D显示环境使得虚拟现实技术成为理想的视频游戏工具。由于在娱乐方面对虚拟现实的真实感要求不是太高，故近些年来虚拟现实技术在该方面发展最为迅猛。如Chicago（芝加哥）开放了世界上第一台大型可供多人使用的虚拟现实娱乐系统，其主题是关于3025年的一场未来战争；英国开发的称为“Virtuality”的虚拟现实游戏系统，配有HmD，大大增强了真实感；1992年的一台称为“LegealQust”的系统由于增加了人工智能功能，使计算机具备了自学习功能，大大增强了趣味性及难度，使该系统获该年度虚拟现实产品奖；
（3）军事与航天工业模拟与练一直是军事与航天工业中的一个重要课题，这为虚拟现实技术提供了广阔的应用前景。美国国防部高级研究计划局DaRpa自80年代起一直致力于研究称为Simnet的虚拟战场系统，以提供坦克协同训1练，该系统可联结200多台模拟器。利用虚拟现实技术模拟战争过程已成为最先进的多快好省的研究战争、培训指挥员的方法。战争实验室在检验预定方案用于实战方面也能起巨大作用。1991年海湾战争开始前，美军便把海湾地区各种自然环境和伊拉克军队的各种数据输入计算机内，进行各种作战方案模拟后才定下初步作战方案。后来实际作战的发展和模拟实验结果相当一致。
（5）商业虚拟现实技术常被用于推销。例如建筑工程投标时，把设计的方案用虚拟现实技术表现出来，便可把业主带入未来的建筑物里参观，如门的高度、窗户朝向、采光多少、屋内装饰等，都可以感同身受。它同样可用于旅游景点以及功能众多、用途多样的商品推销。因为用虚拟现实技术展现这类商品的魅力，比单用文字或图片宣传更加有吸引力。
（6）科技开发虚拟现实技术可缩短开发周期，减少费用。例如克莱斯勒公司1998年初便利用虚拟现实技术，在设计某两种新型车上取得突破，首次使设计的新车直接从计算机屏幕投入生产线，也就是说完全省略了中间的试生产。由于利用了卓越的虚拟现实技术，使克莱斯勒避免了1500项设计差错，节约了8个月的开发时间和8000万美元费用。利用虚拟现实技术还可以进行汽车冲撞试验，不必使用真的汽车便可显示出不同条件下的冲撞后果。
在虚拟现实技术已经和理论分析、科学实验一起，成为人类探索客观世界规律的三大手段。用它来设计新材料，可以预先了解改变成分对材料性能的影响。在材料还没有制造出来之前便知道用这种材料制造出来的零件在不同受力情况下是如何损坏的。
以上仅列出虚拟现实技术的部分应用前景，可以预见，在不久的将来，虚拟现实技术将会影响甚至改变我们的观念与习惯，并将深入到人们的日常工作与生活。
6、总结
虚拟现实技术是本世纪发展的重要技术之一，作为一门科学和艺术将会不断走向成熟，在各行各业中将得到广泛应用，并发挥神奇的作用，二十一世纪将是虚拟现实技术的时代。
当然，虚拟现实技术还是一门年轻的科学技术，尚存在不少有待解决的问题。例如，在计算机生成的虚拟环境中，操作者每次转动头部，计算机必须更新三维图像，由于更新的数据太大，以致计算机还无法完成实时运算。这就造成了系统滞后。再如，美空军的虚拟现实模拟器产生的视觉运动信号与人的感觉之间也存在差异，容易引起头痛、眩晕等。
但不管怎样，虚拟现实技术毕竟开辟了富有发展潜力的新领域，它会随着时间的推移日臻完善，发挥的作用也将会越来越大。
7、参考文献
【1】李云华虚拟现实技术综述重型机械科技2004（4）
【2】张志鹏劳奇成虚拟现实技术的概况及应用精密制造与自动化2005（3）
【3】谢晶妮张茂军虚拟现实发展趋势展望计算机工程2002（7）
【4】郑彦平贺钧虚拟现实技术的应用现状及发展信息技术2005（12）
虚拟现实技术及其应用篇6
关键词：计算机；实训教学；虚拟机技术；应用
中图分类号：tp393文献标识码：a文章编号：1009-3044（2016）11-0132-02
实训教学是计算机教学的重点和难点，是提升学生专业技术水平与实践能力的有效手段。目前，由于诸多客观因素，导致计算机实训教学效果并不理想，难以达到预期教学效果。鉴于此，虚拟机技术逐渐得到计算机实训教学的关注与重视。
1虚拟机技术基本概述
1.1虚拟机
虚拟机，指以软件模拟为基础条件，且硬件系统功能具有完整性的，在隔离环境下运行的计算机系统。虚拟系统，以生成当前操作系统的全新虚拟镜像的基础上，其与windows系统共同大同小异，在进入到虚拟系统后，通过一个全新的、独立的虚拟系统为界面，完成相关操作。独立安装运行软件是其基本功能，既能对数据进行有效保存，且能够设置具有个性化的独立桌面，同时，对真正的系统不存在明显影响，能达到现有系统与虚拟系统灵活切换的效果。对于虚拟系统与传统虚拟机，两者存在一定差别：针对虚拟系统，其不会影响电脑性能，与windows系统启动相比较，大大缩短了其启动时间，方便、快捷是虚拟系统运行程序的基本特点，且虚拟系统只能模拟与现有操作系统一致的环境，传统虚拟机，则可模拟出多个不同类型的操作系统。由于虚拟机需对底层硬件指令进行模拟，因此，应用程序运行所需耗费的时间明显多于虚拟系统。其中，Vmware、VirtualBox以及VirtualpC是常用的虚拟机软件，其以windows系统为基础，可模拟出多个计算机。
1.2虚拟机技术
虚拟机技术，属于虚拟化技术范畴，然而，虚拟化技术，指将事物由一种形式转变为另一种不同的形式，其中，操作系统中内存的虚拟化是较常使用的虚拟化技术，实际运行过程中，用户所需内存空间明显高大于物理机器的内存，基于内存虚拟化技术作用下，用户可将部分硬盘虚拟化为内存，针对用户，其具有透明性。同时，将虚拟专用网技术（Vpn）应用至公共网络中，虚拟化出一条具有安全性和稳定性的“隧道”，促使用户感觉其与私有网络无差别。
上世纪六七十年代，iBn正式提出虚拟机技术，并将虚拟机技术进行如下定义：虚拟机技术，即用以实现硬件设备软件模拟，达到分时共享目的的大型机的应用模式。虚拟机监视器（Virtualmachinemonitor，Vmm）是虚拟机技术的核心与关键，其属于位于操作系统和计算机硬件间的一层代码，主要作用在于将硬件平台分割为多个虚拟机。基于特权模式前提下，Vmm运行可隔离并管理上层运行的虚拟机，实现对底层硬件访问的仲裁效果，同时，为不同的客户操作系统虚拟出一套具有独立性的实际硬件的虚拟硬件环境，其中，内存、处理器以及i/o设备均属于该范畴。
2虚拟机技术的主要优点
针对虚拟机技术的优点，涉及所方面内容，现将其进行如下归纳：
第一，一机多用，减少浪费。在虚拟机技术指导下，无需进行分区或重新开机。两种或两种以上的操作系统可在同一计算机上完成，达到降低过分依赖多系统的目的，无需借助多分区或多硬盘，实现对多个操作系统的安装，不仅有利于节省资源，避免不必要的浪费，而且有助于减少维护费用。
第二，兼容性好，移植性强。虚拟机，将操作采用设置为映像文件格式，并存储至宿主机硬盘内，在保证无任何问题的基础上，将其拷贝至其他计算机上去，为多机统一部署和安装提供便利。
第三，高度集成，操作简单。在任何一台计算机上，虚拟机均可同时集成出多个不同的操作系统，且系统间可实现随意切换效果，达到互动操作目标。与此同时，借助联网功能，促使虚拟网络得以重建，将较为复杂的网络实验实现于一台计算机上。
第四，有利于对操作环境进行修改和完善，通过虚拟机软件，在设定系统操作环境的基础上，为修改操作环境提供便利，例如，周边设备、内存以及磁碟空间等。
第五，系统具有较强的安全性。对于虚拟机，操作系统若出现问题，不会对宿主机系统的正常运行产生明显影响作用，实现对宿主机系统的保护，以达到增强系统安全性的目的。
3虚拟机技术在计算机实训教学中的应用
随着科学技术的发展诸多软件已具备虚拟机的功能，例如，常见的Vmwarewokrstation、VirtualpC、VirtualBox等。本文笔者将以Vmwarewokrstation为依据，分析计算机实训教学中虚拟机技术的实际应用。
3.1虚拟机技术应用至实训环境维护中
公共机房是计算机实训教学的主要形式，常常需将大量实训软件安装至每台计算机中去。然而，实际情况并非如此，由于软件与软件间安装运行环境冲突事件频频发生，导致其难以达到正常安装使用效果。在此基础上，安装多操作系统来分别安装软件属于传统解决方法，其效果并不显著，大大增加了实训环境维护负担，基于此，利用虚拟机，促使公共机房软件冲突问题得以解决，达到改善实验环境的目的。
例如，若将用友财务通2005和用友财务通v10同时安装至一个机房内，且两个软件均依赖于一个数据库，即microsoftSQL2000数据库，同时，冲突现象频频发生于数据库实例文件中，需安装分操作系统。在此背景下，将虚拟机新建于一台实训计算机中，采用正确的方式，安装windowsXp操作系统与microsoftSQL2000数据库软件。在Vmwarewokrstation软件指导下，执行“克隆”命令，基于较短时间内，克隆出原系统一致的虚拟机系统，并将用友财务通2005和用友财务通v10分别安装至克隆出的系统中，再利用Ghost或同传系统，促使整个机房的软件环境得到更新和维护。基于此，计算机实训教学过程中，以教学具体需求为指导，合理选择虚拟机系统，达到实训教学目的，促使虚拟机技术无需将多系统安装至实训计算机上，实现灵活切换系统的目标，为计算机实训教学工作的有序开展创造有利条件，提高计算机实训教学质量，缓解机房软件环境维护负担，优化机房软件环境。
3.2虚拟机技术应用至难以实施的实训课程中
目前，由于多方面因素，导致部分实验无法在计算机课程实训中进行，例如，计算机组装与维护课程中的BioS参数设置实验。现如今，针对实训计算机，诸多计算机实训机房均采取了还原保护系统，对BioS和硬盘访问设置了权限，导致相关的实验无法顺利进行。因此，在该部分计算机实训教学过程中，诸多授课者常利用图片开展教学活动，或纯理论教学，或利用模拟器被动完成较为简单的实验，致使听课者难以准确把握实验流程，导致教学质量受到严重影响。鉴于此，利用虚拟机技术，有效解决计算机实训教学中的相关问题，达到提高计算机实训教学质量的目的。
例如，针对BioS参数设置实验，将任意的虚拟机新建配置至实训计算机中，在启动虚拟机时，按下“F2”按键，从而直接进入虚拟机BioS界面。在此基础上，以虚拟机所模拟的BioS界面为依据，进行BioS设置实验。在虚拟机BioS环境下，计算机硬件设备得以模拟，可利用其进行BioS常规设置，例如，开机顺序、调整时间以及主从盘等，听课者可对虚拟机运行环境变化情况进行观察。与此同时，宿主机硬件设备不会受到试验结果影响。由Vmwarewokrstation提供的phoenixBioS的BioS程序，在笔记本电脑和品牌机中得到广泛应用，且适用于计算机实训教学活动的开展。
3.3虚拟机技术应用至复杂网络实验环境的构建
计算机技术以网络技术迅速发展为显著特征，网络技术实践能力是检验计算机网络课程教学质量的重要指标。鉴于此，为达到信息化人才培养目标，建设专业网络技术实训室显得尤为重要。目前，由于客观因素等条件的影响，诸多实训室难以提供良好的网络实训平台，导致实训教学效果并不显著，若以虚拟机技术为指导，在实训教学中合理应用，促使该问题得到解决。
目前，针对计算机网络课程实训教学，以企业网构建实验为重点，是基于路由器、多台计算机以及交换机共同作用下，从而构建企业网，以工作组模式为前提条件，合理配置windowsSevrer操作系统和Linux操作系统。一般情况下，大量的实训计算机是完成实训内容的重要支撑力量，因此，对网络实训环境要求越来越高。但是，若实训计算机不断更改操作系统，致使操作系统受到损害。在完成一个实验的背景下，需重新安装操作系统，导致实验维护工作量不断增加。在此情况下，虚拟机与宿主机、虚拟机与虚拟机是Vmwarewokrstation的基本媒介，通过给其提供的网络通信虚拟网络环境，以达到完成web、Ftp以及服务器配置等实验的目的。
例如，企业网构建实验，路由器、四台计算机以及两台交换机是构建企业网所需设备。其中，pCi为Ftp服务器，pC2为weB服务器，其分别与Switcha交换机和Route路由器连接，pC3与pV4属于一般网络计算机，其与SwitchB连接，并互相连接两台交换机。实验过程，如下所示：利用Vmwarewokrstation软件，在一台实训计算机上模拟出pC1和pC2，并在虚拟机上安装相对应的windows操作系统，以网络模式为桥接，科学设置pC1和pC2中的Ftp服务器与web服务器。利用Vmwarewokrstation软件，将pC3与pC4模拟至第二台计实训计算机上。在此基础上，以实验网络拓扑结构为出发点，将各个设备连接好，设置好每台虚拟机的p1地址，以实验需求为指导，合理设置Vlan和路由器，并采用正确方式，测试实验结果。与传统实验过程相比，虚拟机技术的应用是该实验的最大特点，基于此，促使所需实训计算机得以减少，以虚拟机为主要表现形式，以达到拓展变化空间的目的。
4小结
综上所述，在计算机实训教学过程中，合理利用虚拟机技术，增加计算机实训教学的真实性与安全性，优化实验环境，促使实训成本得以降低，有助于提高实训教学质量，以达到实训教学目标。
参考文献：
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虚拟现实技术及其应用篇7
【关键词】虚拟现实仿真实验教学应用
实验教学工作在理工科教学活动中扮演了重要的角色，有利于巩固学生的理论知识学习成果、深化学生掌握及理解知识的能力，培养并强化学生分析及解决问题的能力。现阶段，受实验室条件的限制，在实际的理工科实验教学活动中，学生们往往借助虚拟现实技术在相关模型上开展实验研究工作。目前，虚拟现实技术在仿真实验教学中广泛应用，收到了显著的成效，极大地推动了仿真实验教学的进步。
1虚拟现实技术的内涵及主要语言
虚拟现实技术简称VR，其是一类可以体验及创建虚拟世界的计算机仿真系统，借助计算机生成相应的模拟环境并使用户沉浸至该环境之中。虚拟现实技术是仿真技术研究与发展的一个重要方向，其是计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人机接口技术及网络技术的高度融合，是一门复杂程度极高、应用空间广阔的新型技术。
就目前状况而言，VBmL语言是虚拟环境构建工作所使用的主要语言，其能够有效灵活地将二维图形、三维图形、视频及音频等效果调和于一起，从而创造出一个综合性极强的虚拟场景，并为虚拟场景赋予较强的实时感及空间感。用户可以在虚拟场景中随意巡行，而且能够对场景中的相关对象进行交互式的操作。
2虚拟倒立摆三维场景的构造
VRmL是重要的虚拟现实建模语言，人们利用VBmL语言能够快捷、有效地建立虚拟三维场景。作为虚拟空间的文本性描述，VBmL文件可以由任意一个记事本生成，而“.wrl”是VBmL文件的扩展名。经验表明，在建模工作中运用VBmL较为困难，需要经历大量的必要程序，不仅无法实现所见即所得，还要编写大量的程序代码，工作量极大。
matLaB中自带了一个三维物体构造软件包，软件包的名称为V-RealmBuilder，该软件包的功能十分强大，其能够提供一个优质的集成开发环境，支持VBmL的浏览器能够看到该软件包所生成的虚拟世界及三维物体。V-RealmBuilder既能够简化三维物体的创造工作，同时还可以提供极为强大的三维物体编辑功能。使用者能够直接对界面中的每一个域及节点进行开展编辑工作，而且相应的场景立刻得到显示与修改。使用者能够轻松、便捷地进行节点修改、编辑与增加操作，绝大部分编辑功借助鼠标即可完成。V-RealmBuilder的VBmL的构造能力极其强大，基于此，可以在仿真实验教学中构建虚拟的三维倒立式摆模型。
3虚拟现实技术在仿真实验教学中的应用
3.1分布式开发
在仿真实验教学中应用相应的虚拟现实技术而得到分布式虚拟环境系统，该系统不仅可以最大化地满足分布式仿真对共享虚拟环境的各类要求，同时还能够适应复杂虚拟实验环境对计算工作的需要。互联网技术是分布式虚拟现实系统的重要核心，随着互联网技术的不断进步，分布式虚拟现实系统的先进性与完善性逐渐增强，该系统能够促使不同的实验者在不同区域，同一时间内进入分布式虚拟环境中，为异地实验者提供了共同学习理论知识、分享实验经验的机会。
3.2虚拟现实实验教学中的集成技术
软件系统集成是虚拟现实技术集成的前提条件及重要基础，而系统的集成被视作虚拟现实系统集成的关键表现。由虚拟现实技术建立的实验系统中软件的高度集成能够确保系统集成的灵活性，这种灵活性往往表现在不同层面之上，能够促进仿真实验教学的进步。虚拟现实实验环境中囊括了大量易被系统感知的信息，也含纳了三维立体模型，因此，虚拟实验系统的集成技术能够在缩减实验成本的基础上提升实验教学的质量。数据识别、实验对象的同步、实验模型的标识及数据形态转换技术是虚拟现实系统集成技术的主要组成成分。
3.3生成实时三维图形
F阶段，虚拟现实技术中的三维立体图形生成技术已较为成熟，对实验效果的同步技术是三维图形生成技术的核心技术之一。通常情况下，若要实现实时生成实验效果的目标，则需要保证三维立体图形的刷新速率不低于16帧每秒。在一定的范围内，三维立体图形刷新速率越快越好，一般认为最佳的三维立体图形刷新速率应不低30帧每秒。虚拟现实技术在仿真实验教学的应用过程中，应当在不降低三维立体图形的质量及数量的基础上适当地提升图形的刷新速率。
3.4动态环境建模
在应用虚拟现实技术的过程中应当做好动态建模工作。应用动态建模技术的主要目的是构建与仿真实验教学相对应的环境模拟模型，借助来源于现实实验环境中的建模数据，紧密结合实际仿真实验教学的具体需要来建立合适的模型。在三维数据信息采集过程中，需要用到计算机辅助设计技术等技术。在实际的动态环境建模工作中，应当考虑到相关实验设备及实验流程的复杂程度，遴选最合适的建模软件来开展实物三维造型的构造工作。
4结语
得益于科学技术的高速发展，虚拟现实技术逐渐成熟并在诸多行业中成功应用。新的发展形势下做好虚拟现实技术在仿真实验教学中的应用工作具有重要的现实意义，有利于缩减实验成本、提升实验质量。在实际的虚拟环境构建过程中要注意相关技术要点、遴选最恰当、先进的建模软件开展建模工作，广大教师要不断地提升自身的综合素质，善于总结借鉴优秀的建模经验，从而最大程度地强化虚拟现实技术在仿真实验教学中的应用质量。
参考文献
[1]王宣淋.在建筑领域中虚拟现实技术的应用分析[J].电脑迷，2016（07）.
[2]林凤屏，陈必链，张彦定.虚拟现实技术在医学教学中的应用探析[J].实验室科学，2016（06）.
[3]孙超.浅谈虚拟现实技术在智慧城市领域的应用[J].中国公共安全，2017（01）.
作者简介
董艳雯（1970-），女，河南省郑州市人。硕士学位。现为郑州市技师学院讲师。主要研究方向为电子、教育。
虚拟现实技术及其应用篇8
一、虚拟现实技术的概念及发展
（一）虚拟现实技术概述
虚拟现实（VirtualReality，简称VR，又译作灵境、幻真）是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。
（二）虚拟现实技术的发展及展望
虚拟现实技术发展于20世纪60年代的美国，主要应用于科技领域。世界第一台虚拟现实设备由于体积庞大而没有得到实际应用。但随着时间推移，科学技术的进步，虚拟现实主义的设备，就像当年的第一台电脑到现在人手一部的pad一样，变得越来越便于携带，也被越来越多的年轻人所接受。而现在虚拟现实还主要应用在科技，医疗，娱乐行业。并没有得到真正的广泛应用。其在教育科研领域的应用对虚拟现实技术的发展是很有力的。所以，在未来虚拟现实技术的发展会有一个突飞猛进的进步。
二、虚拟现实技术在高职学生技能培养中的应用
（一）虚拟课堂中高职学生的技能培养
在高职学生教育中应用虚拟现实技术，对于教育行业来说是很大的进步。利用虚拟现实技术，在课堂中营造一种虚拟的场景，很多抽象晦涩难懂的知识，可以通过虚拟场景使学生更快的理解。利用多媒体教学是现在教育的一种普遍教学模式，但是在其中引入虚拟现实技术会给教学带来更多的便利。虚拟课堂与传统课堂有着较大区别，虚拟课堂可以营造一?n身临其境的感觉。对于物理，建筑，机械等学科可以进一步套用虚拟课堂，如大学物理中的天体，原子，可以通过虚拟模式模拟出来，使学生能够感受到真实的天体物理环境，学生对学科的研究更加透彻，为以后的学术发展奠定更加坚实的基础。
（二）虚拟实验室对高职学生的技能培养
虚拟显示技术应用在实验室中，对于实验教学是一项重大突破。在虚拟场景中进行实验，学生有种置身其中的感觉，例如很多医学课程，需要人体解剖，而虚拟的人体解剖就可以直观的看到解剖全过程，学生又能进行多次的实验。在建筑学中，应用虚拟实验室，将学生带到一个仿真的建筑当中，学生自己作为建筑师，进行一步步搭建，很多图纸上面看不到的问题，想不到的情况，在虚拟场景中可以完全无遗漏的看到。对于建筑学生来说，虽身在校园，却能够真实体会到真正的建筑构建过程。对于其以后的事业工作发展能够奠定良好的基础。通过虚拟实验室的构建，为学生的学习建立一套完整而又真实的学习体验，很多以前要靠学生自己在脑海中想象成像的东西能够直接在教学中呈现出来，学生的学习更具有真实性。而经过真是学习的东西，在高职学生毕业以后的工作中才会更加娴熟的运用。为以后学生的就业增加了更多的机会。
（三）虚拟考试及培训对高职学生的技能培养
通过建立虚拟考试，能够有效的节省时间和空间，学生的身份通过人脸识别，既能避免考试作弊，又能真实反应学生的学习效果。使得学生在校期间就了解到真实的成绩才是衡量自己的标准，而不会因此投机取巧，这在以后的工作生活中都会有潜移默化的影响，为学生建立一个良好诚信的人际关系体系。通过建立模拟培训，为学生形成一个健全的技能养成体系。例如火灾演戏或者地震逃生演习，通过模拟的场景，令学生体验到真正灾难临近时应作出的反应与准备。在经过多次演习之后，学生会在真正经历生活中各种突发事件做出最恰当最迅速的反应。虚拟现实技术应用在考试及测试环境中能够给高职学生建立健全的生活技能，对道德培养也能够起到一定得作用。
虚拟现实技术及其应用篇9
关键词：建筑工程；施工；虚拟仿真技术；应用发展
abstract:withtherapiddevelopmentofsocialeconomy,thevirtualsimulationtechnologyinarchitecturalengineeringintheconstructionofuse,canpromptfoundconstruction,thedeficienciesintheimprovementofconstructionqualityatthesametime,stillcanfundamentallysavethecostofconstructionprojectinvestmentforthefutureofinputuselaythefoundation.inthis,thisarticleinviewoftheconstructionoftheapplicationofthevirtualsimulationtechnologydevelopment,dothefollowingdiscusses.
Keywords:buildingengineering;theconstruction;Virtualsimulationtechnology;applicationdevelopment
中图分类号：tU74文献标识码：a文章编号：
在21实际科学技术迅速发展的时代，计算机技术的普及，在推动社会发展的同时，还极大的改变了人们的日常生活。计算机智能系统在建筑工程施工中的运用，能够有效的规范工程施工技术，提高工程的管理水平，为建筑工程的施工质量提供有效的保障。在当前我国建筑工程施工领域中，常用的软件系统主要包括专家系统、智能管理系统、办公自动化系统等几个方面，这些计算机技术的应用，在原有的基础上弥补了传统施工方法及理论上的不足，避免了工程施工中不必要的麻烦。在此，本文从虚拟仿真技术、虚拟仿真系统在建筑施工中的应用以及虚拟仿真技术在工程施工中的研究和应用展望等三个方面出发，针对虚拟仿真技术在工程施工中存在的问题及完善途径，做以下简要分析：
一．虚拟仿真技术
在当前工程施工建设中，虚拟仿真技术是指通过计算机图形技术、计算机仿真技术、传感器技术、显示技术等多种学科的优势，为人机对话提供了更直接和更真实的三维界面，并能在多维信息空间上创建一个虚拟信息环境，使用户身临其境。在虚拟技术使用的过程中，除了能够对制定技术进行虚拟模仿外，还能通过真实逼真的环境，为技术的实提供相应的环境支持，在当前社会发展的过程中，虚拟仿真技术在多个领域中得到了飞速发展。而虚拟仿真技术在建筑工程施工中的运用，其核心在于通过同虚拟仿真技术，真实的再现工程施工中的各个环节，确保施工程序的规范化、科学化，在保障施工质量的同时，还能发现施工过程中存在的问题，以便在实际施工中能够将其造成的损失降到最低。由此可见，虚拟仿真技术在建筑工程施工中有着极其重要的作用。
二．虚拟仿真系统在建筑施工中的应用
在当前人们的日常生活中，虚拟仿真技术作为一门新兴的学科，已经广泛应用到各个行业中，而虚拟建造在形成使用的过程中，至今仍没有形成统一完善的体系，其中既包括技术原有，也在一定程度上存在着较大的资金投入。在当前我国虚拟建造理论形成的过程中，主要体现在以下几个方面：首先，通过对建筑理论的研究，将建筑理论融入到虚拟建造中，为其下一步的施工环节奠定基础。其次，在虚拟仿真技术在建筑施工领域的运用，能够凭借自身的可视化仿真优势，将施工过程中的整体施工体系，清晰的反映出来，以便在实际施工中能够及时的弥补施工过程中存在的不足，确保施工活动的顺利进行，在节省大量施工成本的同时，还能为其下一步的发展奠定基础。最后，虚拟仿真技术在建筑行业中的应用，其核心在于计算机软件研制与系统开发。
三．虚拟仿真技术在工程施工中的研究和展望
随着社会经济的迅速发展，建筑行业也在原有的基础上取得了进步，而虚拟仿真技术在建筑工程施工领域中的运用，不是一朝一夕就能形成的，而是需要长时间的积累与发展。且在其具体实施的过程中，其核心取决于计算机硬件和仿真软件本身的发展。在当前虚拟仿真技术实施的过程中，其存在的问题主要表现在以下几个方面：
首先，在虚拟仿真系统开发实施的过程中，对计算机的硬件平台提出了较高的要求，且在研究开发的同时，需要在专业的工作站及实验室中进行。由此不难看出，企业在进行虚拟系统研究开发的过程中，需要投入大量的资金建造实验室，同时还要购买国外先进的设备与软件，这些，都在一定程度上限制了虚拟仿真技术的应用。
其次，虚拟仿真技术在建造工程施工运用的过程中，需要借助国外进口的软件平台。然而在其实际实施的过程中，结合着我国当前社会的发展现状，在施工企业虚拟仿真系统的集中型软件几乎不存在，再加上建造工程本身施工周期长、规模大、施工程序多等影响因素，对项目开发的成本及技术都提出了较高的要求，而这些，都是当前从事虚拟仿真技术研究人员应解决的。
最后，在虚拟仿真技术研究开发的过程中，人才作为其研究的主体，不仅关系着虚拟仿真技术的研制开发，还在一定程度上关系着建造企业的生产发展。由此就需要建造企业在实施虚拟仿真技术的过程中，其核心基础自爱与培养自己的开发骨干，确保在软硬设施具备的前提下，能够全方面的开展虚拟仿真技术的研究。
面对当前社会经济的发展形式，虚拟仿真技术在建造工程施工中的运用，已经成为社会发展的必然形式，同时也是科技发展的必然结果。在我国一些大型施工企业，其工程技术人员具备高水平的软件研发能力，且在研究的过程中，加上计算机的辅助，能够结合着建造工程的实际状况，将虚拟仿真技术运用进去，真实的再现建筑施工中的每一个施工环节，通过逼真的环境渲染，能够使施工管理人员第一时间发现施工活动中存在的问题，并及时的采取措施进行避免，在减少建筑工程成本投入的同时，还能保障工程的施工质量，为其今后的投入使用奠定基础。
仿真技术的应用使仿真软件取得了飞速发展，新的并行计算方法、新的仿真平台和编程技术使其具有更好的可扩展性。实行校企（研）联合是加快建筑业科技进步，推进施工现代化的一个重要捷径。建筑企业采用与专门科研院所合作的方式，充分利用高等院校的科研实力和人才优势，建立起长期的合作伙伴关系，积极开发和应用虚拟仿真系统。
总结：
综上所述，随着社会经济的迅速发展，虚拟仿真技术在建筑工程施工中的运用，能够及时的发现施工过程中存在的问题，通过相应的措施将其避免；同时能够在原有的基础上规范施工程序，完善工程的施工管理，在确保工程施工质量的同时，还能在原有的基础上促进我国建筑行业的发展，为我国社会的发展做出杰出的贡献。
参考文献：
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[2]吴青萍，张慧敏.建筑工程施工中虚拟仿真技术探索与实践[J].常州信息职业技术学院学报，2009，(06).
虚拟现实技术及其应用篇10
【关键词】虚拟现实技术；数控切割实习教学；教育教学
随着计算机技术的飞速发展，虚拟现实技术已经从前沿的航天、军事领域开始进入教育领域，并涉及高等教育的各个学科。虚拟现实技术的出现，为人际交互界面的发展开创了新的研究领域，为各类工程的大规模数据可视化提供了新的描述方法。在教育领域，利用计算机来模仿真实的数控设备工作环境并将其应用于数控切割实习教学上，将对整个教学过程产生深远的影响。
一、虚拟现实技术概述
虚拟现实技术利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及显示技术、生成三维的虚拟环境，介入者利用键盘、鼠标等输入设备，或者带上头盔、数据手套等传感设备进入虚拟环境，在虚拟环境中进行实时交互，并且能够感知和操作虚拟环境中的各种对象，获得身临其境的感受和体验。
虚拟现实技术具有沉浸感、交互性和想象力三个基本特征。在具体的教学实验中，学生可以作为主角存在于虚拟环境中，对虚拟环境内的物体进行操作并从环境中得到自然的反馈，而且当学生沉浸在多维信息空间中时，能够主动地获取知识，寻求解答，形成新的概念。
虚拟现实技术的虚拟现实不仅是利用虚拟现实技术来模拟现实世界、仿真现实世界，而且允许用户看到真实世界，还可以看到叠加在真实世界之上的虚拟对象，增强现实丰富了用户对真实世界的感知和人―机交互操作。该技术主要是将真实世界和虚拟世界在三维空间上进行整合，使二者融为一体，具有实时人―机交互功能。
二、虚拟现实技术在教学中的应用
2.1数控切割实习理论学习
在传统的教学中，学生只有通过在书本上看到各种教学仪器设备的平面图形，平面图形限制了学生空间想象能力，实际现场教学又增加了学校的投入。采用虚拟现实技术，我们可以建立一个与实物同样的三维物体，如采用pro/e建模，将各种教学仪器，设别和产品进行实务虚化，并将这些物体以立体形式存放在虚拟教室中。学生利用虚拟现实系统学习各种知识，再现实际生活中无法观察到的自然现象或事物的变化过程，为学生提供生动，逼真的感性学习材料。例如，在学习数控切割理论时，通过虚拟现实系统，将学生带到切割现场去感观认识切割机的工作过程，向学生展示切割过程中的程序运行的注意点，通过虚拟演示，让学生观察套料软件的应用以及具体的实际应用。
2.2探索学习
教学中，许多设备由于受各种条件的限制而无法普及，如果利用虚拟现实技术，建立虚拟实验室，学生便可以走进这个虚拟实验室，身临其境般的操作虚拟仪器。虚拟现实技术可以对学生学习过程中所提出的各种假设条件进行模拟，通过虚拟系统便可直观地观察到这一假设所产生的结果或效果。
2.3技能训练
虚拟现实的沉浸性和交互性，使学生能够在虚拟的学习环境中扮演一个角色，全身心地投入到学习环境中去，这非常有利于学生的技能训练。利用虚拟现实技术，可以做各种各样的技能训练。例如在虚拟数控机器切割过程中，学生可以按照自己的假设，改变切割参数，切割顺序，观察总结实际切割的产品和理论产品之间的差异，从而培养了学生在实际工作中解决问题的能力。还可以在安全的环境中让学生学到知识，而且不会因操作失误而造成人身事故。
三、虚拟现实技术在教学中的优势
3.1建立数控切割仿真实习室
随着虚拟现实技术及计算机技术的发展，出现了可以模拟实际数控切割机床加工环境及其工作状态的计算机仿真加工系统，这就是某一特定数控系统借助计算机软、硬件的功能，通过实习者控制计算机的演示，分析数控切割加工从零件设计图到动态切割过程实现的全过程。仿真机床操作的整个过程包括：系统软件编程，点火，调整参数，切割等内容。虚拟数控切割加工仿真教学系统完全模拟真实零件的加工过程，可以检验各种数控切割参数是否正确，能提供与真实机床完全相同的操作面板，其调试，编辑，修改功能都一应俱全。学生可以身临其境地操作数控加工设备，能有充分的机会去练习数控加工的常用操作，如基本运行方式的选择操作，参数补偿量的确定等。解决了初学数控技术者需要大量操作实习，提高了机床操作训练的时间。把数控加工仿真实习教学系统引入到教学中，这样既可以避免因误操作造成价格昂贵的机床的损坏，又可以使操作人员对仿真数控机床操作过程中产生现场感和真实感。同时降低成本，彻底解决了设备不足的难题，让每位学生都有足够多的实践机会，从而使数控切割这门课程得到更好的学习效果
3.2建立数控切割理论课堂教学
利用虚拟现实技术进行教学不再局限于有形的教室空间，时间得到了无形的扩展，将进一步向虚拟课堂，虚拟大学发展。虚拟现实技术也将为搞笑设置分校和远程教育教学点提供可移动的教学场所，使资源由可以共享。远距离的继续教育及其急需的课程教学，还可以为社会提供新技术和高等职业培训的机会，促进全国教育水平的提高。例如数控切割实习操作，有学生需要巩固加深学习就可以通过远距离教育继续学习课程。
四、虚拟现实技术在教学中存在的问题及展望
可以预测，随着经济和技术的不断发展，虚拟现实技术将日益广泛地应用于教育教学领域。但目前的虚拟现实技术还存在一定的问题。主要表现在：
1、虚拟环境与现实生产的差异
2、虚拟现实的效果还有待加强
3、硬件环境还有待提高
4、实现成本问题还有待降低
综上所述如何将虚拟现实技术很好地运用于教学中目前是教育领域发展中的一个新热点。虚拟现实技术在教学中具有广阔的应用和发展前景。
参考文献：
[1]丁美荣，柴少明.基于虚拟实验与真实实验整合的计算机网络实验教学改革[J].现代教育技术，2007（7）.
[2]瞿，邓居祁，殷科生.虚拟实验的特点与实现[J].现代远距离教育，2007（4）.