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VR技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用領(lǐng)域研究實踐

2018-02-26 12:23周丹
電子技術(shù)與軟件工程 2018年17期
關(guān)鍵詞:VR技術(shù)數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用

周丹

摘要

目前人們漸漸開始熟悉VR一詞,基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VirtualReality,簡稱VR)的現(xiàn)代信息技術(shù)已經(jīng)使人們進入了新的虛擬時代。在生活的各個方面,VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用呈現(xiàn)出蓬勃的發(fā)展態(tài)勢,更多的新領(lǐng)域?qū)⑦M入研究階段。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是當今世界上最現(xiàn)代的科學之一。國外經(jīng)濟發(fā)達國家一直把它作為發(fā)展高技術(shù)防御的關(guān)鍵技術(shù),迄今已成為開發(fā)和生產(chǎn)大型復(fù)雜武器裝備和軍事教育訓練的重要工具。VR技術(shù)是高度集中人類智慧的具體體現(xiàn),VR環(huán)境將使人類的智慧得到進一步的升華。

【關(guān)鍵詞】VR技術(shù) 數(shù)據(jù) 技術(shù)應(yīng)用

1 VR技術(shù)概述

一些研究人員稱VR技術(shù)為靈境技術(shù)。從虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實際應(yīng)用角度來看,這項技術(shù)是一種可以集計算機技術(shù),多媒體技術(shù),網(wǎng)絡(luò)技術(shù),仿真技術(shù)等技術(shù)于一體的技術(shù),是計算機研究領(lǐng)域中最先進的技術(shù)之一。它還包括數(shù)學,光學,力學和其他學科的專業(yè)知識。在實際應(yīng)用中,虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以以模擬方式為人們創(chuàng)建虛擬環(huán)境,使用戶能夠體驗視覺,聽覺和觸覺感知功能,并與虛擬環(huán)境中進行聯(lián)系。VR技術(shù)的實時三維空間功能,人機交互環(huán)境帶來了卓越的體驗,改變了人與電腦之間無聊的現(xiàn)狀。不僅為人機交流創(chuàng)造了一個新的研究領(lǐng)域,為各種項目智能工程中的應(yīng)用提供了新的界面,并提供大數(shù)據(jù)的的可視化描述,同時一個新的途徑,也為人們探索宏觀和微觀世界,以及不適宜直接觀察的物質(zhì)運動,提供了極大的方便。美國著名的計算機圖形學專家曾強調(diào),VR技術(shù)“可能是計算機設(shè)計最后堡壘中最重要的領(lǐng)域”。

2 VR技術(shù)發(fā)展的狀況

虛擬現(xiàn)實技術(shù)必須基于計算機作為實踐中的規(guī)則,這是計算機和計算機分析的重要工具??梢杂行Ы鉀Q計算機現(xiàn)有的問題。研究和開發(fā)虛擬現(xiàn)實技術(shù)存在一些問題。自20世紀90年代以來,虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究范圍和應(yīng)用范圍不斷擴大。在當今世界,許多發(fā)達國家都在大力研究和技術(shù)開發(fā)的VR技術(shù),VR之所以引起大量研究熱潮,重點在于它的有效性和廣闊的發(fā)展空間。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是21世紀重要發(fā)展趨勢,其發(fā)展將對許多領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。21世紀將是全球應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的時代。如果能夠盡快利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)開發(fā)和生產(chǎn)軍事教育和武器訓練系統(tǒng),將對中國的國防工業(yè)產(chǎn)生深遠的影響。

2.1 國外虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

VR源技術(shù)是在美國產(chǎn)生的,美國有大型VR技術(shù)研究機構(gòu),引領(lǐng)世界和VR技術(shù)的發(fā)展。1980年,美國實驗室創(chuàng)建虛擬研究項目的光學環(huán)境,后來創(chuàng)造了虛擬界面環(huán)境的運營機構(gòu)。在這個階段,美國虛擬現(xiàn)實技術(shù)研究機構(gòu)開展虛擬行星探索研究的主要目標,這項研究工作主要通過對遙遠行星的研究和虛擬技術(shù)。例如,波音777運輸機屬于無紙化設(shè)計,VR技術(shù)為基礎(chǔ)設(shè)計,設(shè)計師在虛擬環(huán)境中設(shè)計工作,大大減少了處理流程。如圖1所示。

2.2 國內(nèi)VR技術(shù)發(fā)展狀況

在我國VR研究與技術(shù)與世界發(fā)達國家之間研制和技術(shù)領(lǐng)域存在一定差距,VR研究工作需要大量資金和先進技術(shù)為基礎(chǔ)。但隨著計算機技術(shù)等先進技術(shù)的飛速發(fā)展,該技術(shù)在我國各個不同領(lǐng)域都得到了重視,拓展了VR技術(shù)研究的深度。科學技術(shù)委員會和國防部己將VR技術(shù)作為核心研究項目,主要研究機構(gòu)和大學逐步參與VR研究,并取得了顯著的成果。

例如,北京航空航天大學航天是在中國列入最早的參與VR技術(shù)的大學,也VR技術(shù)可靠的研究機構(gòu)和技術(shù),主要用于VR三維數(shù)據(jù)庫和虛擬環(huán)境等方面的動態(tài)分配數(shù)據(jù)技術(shù)的研究工作,特別是在政府研究領(lǐng)域中VR技術(shù)中對象的處理特性。另外,VR機器人仿真工作,離線編程,遙控過程等多項國內(nèi)外技術(shù)將被用于探索機器人。近年來,在許多應(yīng)用中,并不特別強調(diào)大量的虛擬環(huán)境,使VR技術(shù)更加廣泛。

3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用

3.1 商店體驗——將VR應(yīng)用到購物平臺

購物是新的VR體驗,它打破物理約束,可以使消費者深入其中,感覺親身在購物的商店中,可以對產(chǎn)品進行體驗和觸摸,VR購物可能成為新一代的購物方式。但在這個階段,購物VR仍然只是一個有吸引力的營銷工具。但是,如果透過VR購物,它顯著降低了生產(chǎn)成本,因此越來越多的購物中心和交易平臺將面臨重組。

3.2 體驗刺激——體育場內(nèi)的VR應(yīng)用

對于玩家來說,大概沒有什么比在游戲場景中戴上VR頭盔,隨著音樂跳舞,或者拿著手柄進行拍攝更加刺激的了。在過去兩年中,虛擬現(xiàn)實設(shè)備,內(nèi)容,便攜式游戲控制器等分化的領(lǐng)域的技術(shù)正在增加。

3.3 感受現(xiàn)場氛圍——VR在直播領(lǐng)域的應(yīng)用

現(xiàn)場觀看比賽時,觀眾在參加全國性活動時,如音樂會或演出,除了看主角或性能的精彩表現(xiàn),覺得在現(xiàn)場的氣氛,掌聲,甚至是看一些小插曲,讓人回味無窮。以上的感覺是在觀看現(xiàn)場直播是才能真切體會到的。但是目前的電視直播體驗無法與VR體驗相媲美。

3.4 醫(yī)學界最佳途徑——將VR應(yīng)用于醫(yī)療保健

應(yīng)用于醫(yī)療主要有兩方面,一方面是用于醫(yī)學教育和培訓,使醫(yī)生可以虛擬手術(shù)中感受視覺和觸覺的雙重體驗,從而提高了經(jīng)驗,另一方面是首先用于醫(yī)療,VR技術(shù)可以讓醫(yī)生一次一步地刺激病人,病人慢慢恢復(fù)了傷口,達到了恢復(fù)的目的。

3.5 房地產(chǎn)中介——在房地產(chǎn)中應(yīng)用VR

VR技術(shù)應(yīng)用于房地產(chǎn)銷售和房地產(chǎn)開發(fā),更有利于提高和提高交易效率,將為用戶提供360度全景體驗??蛻舸髦鳹R眼鏡,可以進行新的房子,建筑的結(jié)構(gòu),并能自由行動,不受宣傳冊與規(guī)定的表格上的限制,以前的看房方式可能會消失的房地產(chǎn)機構(gòu)。

3.6 VR技術(shù)的發(fā)源地——VR在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實技術(shù)誕生于軍事領(lǐng)域和應(yīng)用,模擬虛擬現(xiàn)實技術(shù)的場景可以使軍事訓練達到預(yù)期的效果,讓士兵避免死亡或重傷的風險。在現(xiàn)代和平時代看來,訓練有素的軍隊對國家經(jīng)濟的競爭是一種挑戰(zhàn)。

3.7 在宇宙中旅行的夢想——在旅游領(lǐng)域應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)

VR旅游是在VR頭戴式顯示屏,交互式視頻格式的3D顯示,將360度全景視圖傳遞給用戶。虛擬現(xiàn)實將成為未來旅行和考慮的重要指導。用戶可以使用虛擬現(xiàn)實來達到規(guī)劃和演示的目的,使旅行和計劃更容易。同時,探索一些無法進入的行星。虛擬現(xiàn)實技術(shù)將改變?nèi)藗兂鲂械男侣糜误w驗,顛覆未來人們對旅游,旅游和旅游的認識,成為文化旅游發(fā)展的重要方向。

3.8 顛覆電影——VR在電影領(lǐng)域的應(yīng)用

相比3D電影,IMAX電影和其他屏幕上的創(chuàng)新,語言和視聽敘事中的VR技術(shù)的變化可以被稱為革命性再創(chuàng)新。傳統(tǒng)電影是二維圖像顯示,而VR電影則是360度,可用于構(gòu)建三維圖像空間。明之電影更像是一部電影游戲,觀眾可以選擇另一個角度,在“內(nèi)部”完全淹沒并參與故事,體驗不同的進步和故事結(jié)果的感知。

3.9 做出卓越的設(shè)計——工程中的虛擬現(xiàn)實應(yīng)用

工程仿真數(shù)據(jù)分析軟件和AVS/Express可視化套件的使用,結(jié)合數(shù)據(jù)手套和跟蹤設(shè)備,提供ABC平臺幾何分析數(shù)據(jù)的交互式可視化。將幾何分析數(shù)據(jù)與逼真的模型相結(jié)合,并使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)為用戶提供交互式視覺環(huán)境。

3.10 創(chuàng)建一個虛擬學習環(huán)境——在教育中應(yīng)用VR

VR教育,并改變方式講授抽象的理論課程和實踐訓練,VR技術(shù)給學生提供一個虛擬學習環(huán)境,如建筑人體模型,空間電腦上行駛,在廣泛的學科領(lǐng)域中顯示化合物的分子結(jié)構(gòu)課程,提供了一個虛擬的經(jīng)驗來提高學生的學習過程。在一方面,人體結(jié)構(gòu),材料和抽象的知識三部曲和其他方面的結(jié)構(gòu),讓學生直觀學習,而另一方面,在化學反應(yīng),而高風險測試的虛擬化,提高復(fù)讀生的經(jīng)驗,提升自己的技能。

4 VR技術(shù)在未來應(yīng)用暢想探討

4.1 日常家庭生活的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實技術(shù)形成一個購物環(huán)境,可以極大地改善和豐富顧客的網(wǎng)上購物體驗,這對網(wǎng)絡(luò)購物的年輕族來說無疑是美妙的。客戶可以在家中,并通過點擊世界中央商務(wù)區(qū),與本品進行接觸更多的客戶,省時省力帶來新的網(wǎng)上購物體驗。

老年人往往是相對單一的群體。老年人更適合虛擬現(xiàn)實的實踐經(jīng)驗。現(xiàn)在的生活是越來越多的老人和缺乏有效的溝通方式,并通過虛擬現(xiàn)實技術(shù),虛擬現(xiàn)實的親戚,加強溝通和交流與遠方的親人,朋友和分隔千里之外,甚至數(shù)年,除了穿越了時空,臉對臉,記住過去的美好時光,提高他們的生活質(zhì)量。VR等高科技手段將為老年人帶來更好的生活質(zhì)量。

虛擬現(xiàn)實概念的出現(xiàn)已經(jīng)開始使這些健身活動一開始就非常繁瑣,其無限的可能性。如果你正在使用虛擬現(xiàn)實設(shè)備,你可以利用健身,并通過有趣的生活增加體能,使得身體素質(zhì)可以消除無聊,在跑步機上配置的VR設(shè)備,體驗藍天白云,花草與大自然連接更親密。切換景點著名的味道,一路上的風景,其中,同時增加健身,娛樂,房屋,而且還通過VR可以體驗與攀巖等帶來。

4.2 音視頻技術(shù)應(yīng)用

電影業(yè)的未來將會產(chǎn)生巨大的改變,從2D、3D到5D電影創(chuàng)新的方式的日新月異變化,電影作為一個技術(shù)視聽全面,VR技術(shù)運行的音頻和視頻電影自然一流的技術(shù)非常明顯。將深入劇情的方式,通過考慮電影觀眾的喜好,在參與的形式中推進劇情,開放式的情節(jié),用戶體驗VR電影情節(jié),推動故事感的發(fā)。一些大公司已經(jīng)開始試圖從虛擬現(xiàn)實眼鏡運行音頻和視頻設(shè)備,作為用戶看起來很豐富,并在改項目上進行大量投資。

4.3 豐富教育科學模式

VR技術(shù)創(chuàng)造的環(huán)境,以增強創(chuàng)新和教育的當代模型的實際問題,可能是對教學內(nèi)容的豐富性的典范。VR技術(shù)已經(jīng)滲透到傳統(tǒng)的固件模型中。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù),學生可以接近并加深對理論知識的理解。一個特殊的經(jīng)驗,以改善學習環(huán)境,并增加互動作用,使學習更有趣,增加感官刺激,你可以模擬相關(guān)的自然和社會環(huán)境,讓學生通過時間和空間,模擬環(huán)境之間的互動,快速獲取相關(guān)專業(yè)知識;在安全的環(huán)境中體驗其中的樂趣,如沖浪,航空等運動的經(jīng)驗;在生物實驗中,在細胞內(nèi),直觀地看到DNA的結(jié)構(gòu),幫助學生理解的書籍更好的內(nèi)容。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可應(yīng)用于幫助學生離開校園進入自然實驗室、博物館等,以提供更全面的視角和豐富的學生感受體驗??梢灶A(yù)見,VR技術(shù)的發(fā)展可以結(jié)合不同學科或內(nèi)容制作技術(shù)VR教學內(nèi)容為教師提供一個平臺,所以在教育中使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)備作為加法的教學方法,與市場潛力和廣闊的。

4.4 旅游的創(chuàng)新應(yīng)用

在推動IT服務(wù)業(yè)時代變革的推動下,旅游可以應(yīng)用以高科技為基礎(chǔ),以滿足更加豐富,個性化的旅游定制需求。借助VR虛擬游覽模式,交易將增加游客旅行的次數(shù),以及其他小時間間隔,而虛擬世界游覽的有趣游客將能夠獲得更多。另外,不適合老年人,殘疾人等特殊群體的旅游,在虛擬現(xiàn)實中的旅游用戶群體將會更加穩(wěn)定。除了一些尋求完美的旅行體驗以獲得愛好體驗,為虛擬旅行提供豐富,愉快和安全的旅行體驗以實現(xiàn)虛擬旅游之外,還有希望看到這個世界。旅游業(yè)正試圖成為“綠色產(chǎn)業(yè)”,特別是保護自然資源,環(huán)境,歷史,文化遺產(chǎn),使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的VR將成為現(xiàn)實,這將促進旅游業(yè)的可持續(xù)和長期發(fā)展。

5 結(jié)論

目前投資機構(gòu)普遍非常重視企業(yè)的研發(fā),VR技術(shù)開發(fā)也非常活躍,目前已經(jīng)開始第三波發(fā)展浪潮。從市場的角度來看,VR技術(shù)的推廣還有許多局限,諸如Oculus Rift和三星Gear等主流產(chǎn)品的推出,人們也開始關(guān)注具體的內(nèi)容制作。同時,目前缺乏市場內(nèi)容也是VR技術(shù)的一個重要瓶頸。通過不斷的技術(shù)發(fā)展,VR技術(shù)目前的瓶頸總會解決,除了在本文提到的10個領(lǐng)域中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)外,還將創(chuàng)造新的應(yīng)用領(lǐng)域。

參考文獻

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