虚拟现实建设方案

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虚拟现实建设方案范文第1篇

关键词：虚拟现实技术 ；工程管理 ；系统模型

中图分类号：TL372+.3 文献标识码： A

前言

虚拟现实技术（VR，VirtualReality）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，是一种由计算机生成的高技术模拟系统。虚拟现实技术主要研究交互式实时三维图形在计算机模拟方面的应用。它为用户提供了一种能在计算机上设计并创建三维动态虚拟世界，并交互感应和自由转换视角功能的崭新工具，早期主要用于军事、航天等领域的辅助设计与决策。随着个人计算机技术的飞速发展和数字化概念的出现，近10年来，虚拟现实技术越来越受到人们的关注，被应用到越来越多的普通领域，如地理学、医学、制造、工程、教育、娱乐等。下面本文简要探讨此项技术在工程管理中的应用。

1 虚拟现实技术与工程建设管理

由于虚拟现实技术有着鲜明优点，将其应用到工程建设管理中，不仅可以拓展对重大工程的表现与展示方法，还可以提高工程建设规划设计的表现手法，进而验证、优化设计。通过对关键复杂工程或工序的局部三维表现，以实现验证工程设计系统协调性，特别是能够推动工程建设管理和重大工程计划进度管理的信息化、数字化和模拟化。

1．1建立虚拟现实技术系统的步骤

1.1.1确定虚拟的内容

1）按照立项批文，确定红线范围以外需模拟的范围，目的是与周边环境的匹配。

2）确定模拟的精度。例如：道路工程主线道路、桥梁、隧道等高精度模拟，周边环境 50m内高精度模拟，50～150m中等精度，150m以外低精度模拟。

3）细部细项的模拟。如桥梁内部结构模拟，施工进度模拟等。

4）全天候模拟（含夜景）或白天模拟以及四季模拟或一季模拟。

5）多方案比选时进行多方案模拟或推荐方案模拟。

6）需要设定快捷方式的固定视角的位置。

1.1.2系统建模

在基础数据（如工程现场地形、设计图纸、已有构筑物照片等等）之上，利用空间建模系软件（如SoftimageXSI、Maya、3Dmax等）建立整个工程各个标段或构筑物的数字实体模型，通过海量图像数据的预处理系统把所有局部模型进行整合，形成整个工程的数字模型。

1.1.3实时渲染和交互

利用多通道并行渲染系统和局部效果增强系统，将数字模型进行专业渲染，最终形成一个虚拟的数字化工程。通过编程实现人机对话，在虚拟环境中，用户可以对整个工程进行浏览，可以观察每个细节构造或施工过程，选择鸟瞰、俯视、车行或人行以及飞行模式。可以将构筑物的颜色、形状等内容进行实时修改和替换，可以参与到工程中进行决策。

2 虚拟现实技术在工程建设管理中的应用

将纸质平面设计图转化为三维动态、可交互的立体影像，通过实时交互和实时渲染，让相关利益者沉浸在虚拟环境中，可以不受时间地点限制，能“身临其境”地多角度、全方位地浏览和熟悉整个工程，包括许多在现实工程空间所不能到达位置或相关隐蔽性工程。更可以拓展呈现让浏览者如同驾驶汽车或飞机在实景中行驶或飞翔的感觉。虚拟现实技术还可以全方位多角度截取高清大尺寸的效果图，为工程建设全过程提供宣传素材，同时可以作为永久性的电子档案，为建成后工程的经营管理服务。

1）辅助决策。虚拟现实技术把工程建设的全过程（含方案阶段和关键工程施工过程）进行数字化表现。工程建设过程中，物理、空间、时间等方面的界面关系十分复杂，运用虚拟现实技术将已存的地形和周边环境以及新设计的内容融合在一起，将工程全貌按照1∶1尺寸进行模拟，非常适合于大众的了解、欣赏，为设计专业人士与非专业人士建立良好的沟通桥梁，便于非专业管理者很快熟悉掌握工程特点和要求，不需要管理者更多的想象，对设计一目了然，从中发现问题和不足，前瞻性地优化规划及设计理念。交互性可以通过改变参数让决策者按照自己的意图实时改变构筑物的颜色、大小以及位置等，使其周边环境相协调；多方案切换，可以让决策者选择最适合的方案，节约决策时间。

2）验证和优化设计。根据传统的二维平面图纸建立足尺的数字模型，每个可视构造物都被表现出来，而且可以把结构进行分解来观察内部构造，真实、形象、直观，准确地反映设计意图。在制作过程中发现项目设计疏漏和隐蔽性缺陷，将不同专业整合，发现专业衔接上的疏漏和缺陷。虚拟现实技术有利于工程专业技术人员对工程决策的系统把握，节约工程建设成本，缩短建设工期。

3）辅助宣传和管理。对于公众关心的大型项目，在项目方案设计过程中，虚拟现实技术可以将现有的方案导出为视频文件用来制作多媒体资料予以一定程度的公示，让公众真正地参与到项目中来。当项目方案最终确定后，也可以通过视频输出制作多媒体宣传片，进一步提高项目的宣传展示效果。同时可以多角度截取所需要的高清图片，做宣传展板。项目建成后，参观者无需到现场，就可以了解该项工程的建设历史，任意角度浏览，如虚拟世博会展馆、虚拟奥运场馆等。

概括地说，虚拟现实技术是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，与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比，虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。

3工程建设管理中的应用前景

虚拟现实技术为工程建设管理带来了很大变革，将新兴的IT技术运用到传统的建设管理中，不仅提高了工程质量，而且大大提高了工作效率。

1）工程建设最终的服务对象是大众，受众面越广，工程建设的意义越大，特别是市政工程如路网建设，是为了提高人们的出行能力，虚拟现实交通流的模拟目前还没有在该领域普遍应用，在土地资源日益稀缺的今天，进行交通模拟，分析交通流量对路网的建设与改造有着非常重要的意义；

2）大型场馆人流的模拟，如机场、车站、商场等人流密集、集聚的地方，如何保证设计能力和实际通行能力相匹配，通过人流模拟，可以为将来建成后的管理提供依据，避免造成改建、扩建或重建等带来的不必要的资源浪费；

3）随着项目管理的日趋完善，项目建设管理质量的好坏评价重点逐渐由前评价（可行性研究）、过程评价（工程建设过程）转向项目建设管理后评价，即工程建成后的运营管理将作为评价的点，虚拟现实技术可以将工程建设的全过程进行模拟，可以实时提供海量的数据，作为工程的预控系统，随时提供有益的帮助。

结束语

作为一种实用新型技术，虚拟现实技术在工程建设管理中的应用前景十分广泛，不仅是相关利益者的桥梁，也将是多应用软件集成的平台。它将成为一种对多维信息处理的强大系统，成为人们进行思维和创造的助手和对人们已有的概念进行深化和获取新概念的有力工具。

参考文献：

[1]刘鹏.工程管理中的虚拟现实技术应用[J].现代商贸工业，2007，19(2).

[2]周宜红，刘全.基于虚拟现实的地下洞室群可视化系统实现[J].系统仿真学报，2008，20(11).

[3]Karl Heinz Wagenbrunn. Rendering and External AuthoringFunctionality for VRwave. Graz University of Technology, 1998,53-54.

虚拟现实建设方案范文第2篇

关键词：城市形象；城市形象设计；虚拟现实

Abstract: The article explorel the advantage of application of virtual reality in design of city image, and analyzel the disadvantage of traditional application methods. On the foundation of those analysis, advances a set of specific work flow to build a three-dimensional interactive city image system, and illustrates a great future of the application.

Key words: city image; design of city image; virtual reality

1引言

城市形象是公众对一个城市的整体印象、整体感知和综合评价；是城市景观形态客观的、集中的表述。完整意义上的城市形象由城市建设理念、城市规划设计和城市形象设计三部分组成，其中城市形象设计是城市建设理念和城市规划的完善和延续，它可以把城市中可视的物质实体及环境视觉要素规范化、象征化、符号化，并通过整合构建城市具有识别性的形态[1]。

传统的城市形象设计方式一般为：方案工作模型、效果图和三维动画。在传统设计方式中，制作方案工作模型需要将城市模型经过大比例尺缩小，这样只能获得城市的鸟瞰图形象，无法让人们从正常的视角来感受城市的环境空间；效果图只能提供静态的、局部的视觉体验；三维动画虽然有较强的动态三维表现力，但不具备实时的交互性，在方案的修改及其路线的变化方面需要重新计算，这既不方便设计师的动态推敲和方案调整，也不便于客户对方案提出即时的、具有针对性的修改意见。因此，在城市形象设计工作中，我们迫切需要一种具有易修改性和良好交互性的“真实的”表现手法，以满足设计师和用户的需求。为此，笔者从虚拟现实技术的概念和特点入手，探讨在城市形象设计中引入虚拟现实技术的优势和方法，并提出了基于模型的三维体验式城市形象立体交互工作系统。

2 虚拟现实技术的概念和基本特征

虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）是20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术，也是一种计算机界面技术，它利用计算机生成一种模拟环境（如飞机驾驶舱、操作现场等）,通过多种传感设备使用户“投入”到该环境中,实现用户与环境直接地自然交互。

虚拟现实技术有三个基本特征：沉浸感、交互性和构想。其中沉浸感是指在VR系统中，用户与计算机的交互方式就像现实中人与自然交互一样，用户可以完全沉浸到通过计算机创建的环境中去；交互性是VR系统区别于传统三维动画的特征，用户不再被动地接受计算机所给予的信息，而是能够使用交互设备来操纵虚拟物体，以改变虚拟世界；构想则是指用户可以利用VR系统从定性和定量综合集成的环境中得到感性和理性的认识，从而深化概念、萌发新意[2]。正是对这种身临其境的真实感和对超越现实的虚拟性的追求，推动了VR技术的发展与应用。目前，VR技术已经在商业、设计、教育、军事、医学和娱乐等领域得到了广泛的应用，并带来了巨大的经济效益。

3将虚拟现实技术引入城市形象设计

3.1 VR技术在城市形象设计中的应用历史

将VR技术引入到城市规划和仿真设计的起源可以追溯到20世纪80年代初期，当时美国Skidmore和Merrill两个城市就在城市建设上应用了3D城市仿真技术，而始于90年代中期的虚拟洛杉矶项目和费城城市模型，则是当今城市仿真模型中最复杂、最成功的系统。目前，欧美等发达国家已经广泛地将VR技术应用到了城市规划和设计领域。

20世纪80年代中期，我国的北京、深圳、海口、广州、济南等城市开始应用“城市规划管理信息系统”。进入90年代，更多城市进一步将计算机技术应用到城市规划管理与设计中，如深圳和上海分别为福田中心区和浦东新区建立了城市模拟系统，“虚拟城市”的研究和设计在我国开始起步[3]。

3.2 VR技术在城市形象设计中的应用优势

较之于传统的城市形象设计方法，基于VR技术的城市形象设计具有以下优势：

（1）基于VR技术的城市形象设计可以以多种运动方式和从特定的角度去感受城市空间。在这种虚拟环境中，人们可以步行、车行甚至飞行等方式在运动中感受城市的形象，也可以从某些特定观察角度体验城市空间，如在城市制高点上俯瞰全城，在城市的入口处、主要景观轴线上、主要城市广场和街道上感受城市的形象。

（2）基于VR技术的城市形象设计可以进行三维空间的综合信息交流。利用这种虚拟环境，可以把人们对环境空间的感受，用不同的压力表示出来，通过头盔和数据手套等VR设备传递给观察者，从而拓展了设计师控制未来城市形象的能力[4]。

（3）基于VR技术的城市形象设计可以进行实时多方案比较。在虚拟的城市三维空间中，可以实时地切换不同的方案，然后在同一个观察点或同一个观察序列中感受不同的城市形象；当然，也可以对某个特定的局部要素，如建筑物的高度或色彩、行道树的种类、雕塑等小品的尺寸、广场铺地图案等做修改，并实时地与修改前的方案进行比较推敲，从而大大提高了方案的设计速度和评估质量。

（4）基于VR技术的城市形象设计，加强了宣传效果，可以辅助政府决策和促进公众参与。VR技术提供的实时互动的真实规划效果，使决策者、城市建设部门、城市管理部门和公众能够更好地掌握城市的现状和未来的发展，理解城市的建设理念和规划意图，从而为政府和公众之间有效的合作提供了理想的平台。

将VR技术应用于城市规划和城市仿真设计,一方面，设计师可以将各种规划和设计方案定位于虚拟环境中,由此去考虑这些方案对现实环境的影响,并对各种方案进行比较、修改；另一方面，用户也可以提前在虚拟环境中真实地感受空间设计的合理性、舒适性和实用性，并对各种方案进行评价、选择。这样，既避免了在实际建造中浪费不必要的时间和资金,又能大大提高城市设计评估质量。

3.3VR技术在城市形象设计中的应用方法

3.3.1VR技术在城市形象设计中的传统应用方法

VR技术在城市形象设计中的应用始于VR技术在建筑和工程领域中的应用。建筑设计者用CAD或3DMAX工具对建筑物进行设计和建模，然后通过3DMAX制成动画。这样的虚拟现实技术虽然具有较强的动态三维表现力，却不具备实时的交互性，基本上不能及时辅助设计师动态推敲和调整方案。

3.3.2 VR技术在城市形象设计中的应用分类

随着研究的不断深入，VR技术发展迅速，种类非常多。它们在城市形象设计中的应用大致可以分为两类：基于模型的三维体验式技术和基于照片的全景技术。

（1）基于模型的三维体验式技术。这种技术的思路是：首先制作一个矢量化的3D模型，然后开发一个实时渲染引擎，并传输模型文件以及在本地做实时渲染，最终显示具有交互性的3D图形和动画。这种技术立体感、空间感强，给人的真实感也就非常强，是最有发展前景的VR开发方向。

基于这类技术的国外VR软件有： MultiGen系列仿真软件（Creator、Vega等）、虚拟现实建模语言――VRML、新一代的三维图形规范――X3D、Cult3D、Viewpoint、Atmosphere、B3D、Java3D、EON Studio等。另外，CityMaker 和Rocket3D Studio是基于此技术的两款具有代表性的国产VR软件。它们均具有简单易用、渲染效果较好、性价比较高的优点。

（2）基于照片的全景技术。这种技术主要通过图片或者相片的缝合，实现自由的风景环视和对物体的三维拖动显示。此技术具有一定的交互性，但由于它是图片模拟的，所以空间感不是很强，也正因为这个原因，它比之一般的三维体验式现实速度快，在计算机计算速度还不是很快的现状下这将是一种很好的虚拟现实解决方法。

实现全景虚拟现实的解决方案非常简单，只要是能编写程序或缝合照片的软件，基本都可以用在全景制作的过程里面，例如：Java、Flash、QuikTime 等现在很流行的软件经常用于全景虚拟现实的制作，其中以QuikTime居多。目前国内外多数的全景软件只能完成柱形全景的制作，并且大多数都是基于Java技术而延伸开发的，如Ulead Cool360、MGI Photo Vista、VR Toolbox、PixMaker等[5]。

3.3.3 基于VR技术的城市形象立体交互工作系统

在对真实感、交互性要求较高的城市形象设计工作中，基于模型的三维体验式技术是我们的首选。本文将该技术与城市形象设计结合，首先把收集到的相关信息和数据（包括城市内外调查分析和城市定位的信息资料、城市建设相关工程数据、设计规划等）进行整理和提炼，然后在3D建模软件或者建模语言中建立实物模型场景，再导入虚拟现实软件中给对象相应事件和行为来触发对象做出响应，得到可交互的虚拟现实场景，最后将此场景在互联网上或者在多媒体上进行演示。实现此城市形象立体交互的工作系统可以用图1来表示。

4 虚拟现实技术在城市形象设计中的应用示例

在一项九寨沟县城市形象咨询工作中，笔者应用虚拟现实技术对咨询方案进行了展示。

位于阿坝州境内北部之川、甘两省交界处的九寨沟县拥有非常丰富的自然资源和人文资源，该县中南部即坐落着驰名中外的九寨沟景区，因此将其城市形象设计的理念定位于“生态旅游城市”和“民族风情地区”。为了更形象地说明此咨询方案，便于客户的理解和开展下一步的工作，我们运用了VR技术。

在此项方案的展示工作中，考虑到3DS Max具有快速、参数化的多边形建模和方便的材质调整等优点，并且与很多主流软件都有良好的接口，我们选择它作为场景建模的主要软件；在实现场景漫游驱动的软件选择上，我们选用了Cult3D，主要利用它能在低宽带网速上高质量地渲染3D对象、允许用户在线配置设计方案以及可以作为元素插入到Word和Acrobat等文档中使用等优点，以满足城市形象设计中多方案的实时比较和在各种多媒体上的展示需求；另外，在使用Cult3D的过程中还运用了Java Action Script(Java动作脚本,简称为JAS)进行程序开发，增强了Cult3D的交互性和扩展性，使其可以更好地满足具体工作中某些特定需求。图2所示为本展示方案的软件系统工作流程。

我们截取了展示方案中某道路局部场景的几幅图片：图3为九寨沟县某道路原始景观；图4和图5为应用VR技术后该道路景观的两个设计方案。在此道路的虚拟现实场景中，用户可以随意漫游，从任意角度观看城市风貌，体验自然、古朴、富有民族特色的环境氛围，从而更好地理解“生态旅游城市”和“民族风情地区”的设计理念。两个方案之间的切换，或者某局部要素的单独修改(建筑物高度、路灯样式、行道树种类、公路护壁花纹、铺地图案等)仅需通过点击鼠标或键盘按键，非常便捷。

4 结束语

本文介绍了虚拟现实技术应用于城市形象设计中的优势和具体方法，并通过一个城市形象设计的实例，体现了虚拟现实技术在城市形象设计中的广阔前景。

随着VR技术的进一步发展，虚拟现实技术将进一步和RS（遥感）技术、GIS（地理信息系统）技术和Web技术相结合，实现多用户环境的虚拟城市；在输入工具和演示设备方面，会更加广泛地运用到3D位置跟踪器、传感手套、触觉和力反馈的装置、立体显示器以及3D声音生成器等交互设备，真正实现自然交互。21世纪将是虚拟现实的时代，在城市科学的领域中它将向人们展现一种新的生存方式。

参考文献：

[1] 吕文强. 城市形象设计[M]. 南京：东南大学出版社，2002.

[2] 陈定方，罗亚波等. 虚拟设计[M]. 北京：机械工业出版社，2002.

[3] 刘晓艳，林珲，张宏. 虚拟城市建设原理与方法[M]. 北京：科学出版社，2003.

虚拟现实建设方案范文第3篇

【关键词】虚拟现实;虚拟教学系统;建模

一、引言

虚拟现实技术（VR）是一门快速崛起的新型技术，它的出现对教育产生了深远的影响，改变了以往的一些教学观念和教学模式，开拓了现行教学手段的发展空间，为教学的创新提供了广阔的空间[1]。使我们教学工作和科研可以遵循“低成本、高性能”的原则，从软件、硬件上展开，逐步实现教学系统的动态环境建模技术、实时三维图形生成和显示技术以及三维交互系统的研制。

二、虚拟现实技术应用于教学科研的实现方法

首先利用现有的软硬件、网络环境和教学资源，包括各种相关技术专家和开发人员。本着自主研发和合作相结合的方向，完成各类医学和生物学教学场景虚拟实现和模型建立，从而完成相应的模型数据库的建设，根据不同的教学目标、科研方向和需求，逐步完善各学科教学课件的整合工作，包括医学诊治方案和试验场景再现的制作和标准化工作[2]。以期达到最佳的教学效果和目的。医学与其它学科不同，针对的对像是复杂的人体。因此其操作回馈，除去视觉之外，目前还没有太好的解决方案。即使在国外，亦没有多少可以借鉴的案例，要摸索的东西多。针对这些问题，最好的解决的方案是立足现有条件，从实际使用的可能性出发，制作不必求全求大，针对教学中的问题，用VR系统实现作精、作透。对于能够模拟的，尽量模拟，无法模拟的，则想办法模仿。虚拟教学系统应遵循合理整合现有软硬件资源，本着实用性，高效性，前瞻性的原则进行开发和研究。

1.利用虚拟现实技术，对学生进行技能训练。

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，并全身心地投入到该学习环境中去，以达到动作技能类教学目标要求。利用虚拟现实技术，可以做各种各样的技能训练，如手术仿真，影像系统仿真，电子病历模拟等各种职业技能的训练[3]。学生可以反复练习，直至掌握操作技能为止。如学生利用虚拟教学系统做实验，先阅读实验指导书的实验说明和操作步骤，然后观察虚拟教学系统中的演示实验，再与模拟实验的多媒体课件进行交互“操作”，控制实验条件，采集实验数据，论证实验原理和规律，写出实验报告，分析实验结果。学生在实验过程中或实验结束后，随时可以由网上老师或计算机智能系统进行跟踪与纠错。

2.借助网络的虚拟化实现辅助教学。

随着虚拟现实技术以及网络技术的日益发展，借助于网络的虚拟化进行辅助教学，将是未来教育占据主导地位的一种全新教学方法、方式。建构主义主张学习情境和实际情境相结合，因为实际情境具有丰富性和生动性等特点，这对于学生高级认知能力的发展有促进作用。然而计算机教学的内容，特别是实践教学因场所等限制不是每时每刻都可以进行，它有空间和时间等因素的限制。而虚拟现实技术可以打破时空的限制，为学生提供一种可在课堂和实验室中就能找到的虚拟实现，还可以再现特定的环境。

3.构建虚拟现实的教学平台。

本研究结合虚拟现实和互联网技术，利用计算机教研室现有600台微机和6台服务器、创建.NET平台，在B/S架构上逐步开发出适合进行智能型的、交互式、分布式、图文并茂的教学软件，并通过互联网传输逼真的教学和学习环境。

4.虚拟现实技术在远程教学中的应用

在远程教学中，往往会因为实验设备、实验场地、教学经费等方面的原因，而使一些应该开设的教学实验无法进行[4]。利用虚拟现实系统，可以弥补这些方面的不足，学生足不出户便可以做各种各样的实验，获得与真实实验一样的体会，从而丰富感性认识，加深对教学内容的理解。

图1 模块框架

三、虚拟教学系统实现的重点和难点

虚拟现实应用于教学中具有“减少实验经费开销”、“突破时空限制”等优点。在此基础上比较当前实现虚拟现实的几种解决方案，本项目并最终选择基于Flex的虚拟现实技术这一解决方案：利用3DS MAX进行建模、通过MXML+Action Script语言实现旋转、放缩等，并对该解决方案中的技术特性、方案可行性及应用于教学中的优势进行剖析;最后，借助软件工程的开发思想（准备阶段、分析阶段、设计阶段、开发阶段和实施阶段），设计出一个虚拟教学系统，并结合结构学的应用案例对该系统的部分功能进行开发，为虚拟教学系统建设提供一个新的开发途径和模式[5]。如对研究实体，通过3D MAX完成场景建模，再由VRML创建的三维虚拟现实场景，使学生通过网络就可以直接浏览并交互。模块框架如图1所示。

具体技术路线为：

1.在.NET环境和B/S架构上建立教学虚拟现实系统平台。

2.从计算机虚拟教学课件着手，到逐步实现不同学科的虚拟实现的过度。其中包括国家精品课程教学课件的声、图和影像的多维虚拟实现（其中包括医学影像，电子病历，LIS，HIS，RIS等。

3.逐步实现临床诊疗（虚拟手术，仿真影响神经元信号传导的因素等）的网络虚拟教学和远程仿真实现。

4.整合人工智能、仿真技术、图形技术、显示技术、传感技术、网络等多种技术于一体[6]。通过硬件设备，计算机和网络技术的运用，实现听觉、视觉、嗅觉等多维信息通道获取信息的高级用户界面，从而为数字化教学的构想提供保证，填补一些国内在虚拟教学领域的空白，培养教研室科研队伍。

四、小结

虚拟现实技术是本世纪发展的重要技术之一，并发挥神奇的作用，二十一世纪将是虚拟现实技术的时代。而借助于虚拟现实技术，创建一个与现实社会逼真的虚拟学习环境，在这个学习环境中，知识以可视化的方式呈现，学习者可以进行自主学习，以自然的方式与学习内容交互，就是本研究的目的。

参考文献

[1]汤跃明.虚拟现实技术在教育中的应用[M].北京：科学出版社，2007：13-15.

[2]任建.从教学媒体的演变看教学设计的发展历史[J].电化教育研究，2012（8）：12.

[3]林利，李春梅，刘畅.基于计算机虚拟技术构建临床诊疗实践教学辅助手段探析[J].中国社会医学杂志，2011，28（3）：169-170.

[4]胡万祥.多媒体辅助教学中的虚拟现实技术[J].才智，2013（14）：38.

[5]曾祥翊.从国际学者对话透视教育技术发展[J].电化教育研究，2011（8）：9-15.

[6]那一沙.教学设计研究综述[J].西南交通大学学报，2013（3）：24.

虚拟现实建设方案范文第4篇

[关键字] 城市规划；虚拟现实技术；应用

前言

随着在城市规划中多媒体动态需求的不断增加，虚拟现实的操作环境能够带给人们身临其境的感觉，形成逼真的现场效果，从视觉、听觉、触觉全方位进行体验，此外还可以通过各种互动方式进行交互操作。因此，虚拟现实技术的应用带给我们更多的跨学科技术的融合，城市规划中采用虚拟现实技术，不仅可以直观的展示城市建筑，同时也可以通过使用者的操作得到很好的直接反馈。

2、什么是虚拟现实技术？

虚拟现实技术简称VR，是virtual reality的缩写，又称灵境技术，是依托于计算机技术来实现的高级人机互动界面。虚拟现实技术所涉及的学科广泛，并不是一门单一的技术而是综合了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、传感器技术、人工智能技术、计算机网络技术等等，同时涉及心理学、生理学、认知科学、信息科学等多门学科的综合性新兴科学。可以通过模拟人的视觉、听觉、触觉等感官反映，来使人进入计算机生成的虚拟环境中，并与计算机形成互动，通过语言、手势等方式进行人机交流，创造一个多维的信息空间，其应用前景十分广阔，已经成为近几年来飞速发展的重要学科。虚拟现实技术与多媒体技术、可视化技术的根本区别在于“沉浸”，即要求该技术能够使用户沉浸在虚拟环境中，具有立体的视觉效果、逼真的听觉与真实的触觉感，而不仅仅是停留在对模型的观察上，仿佛构建了一个虚拟的思维空间，能够使用户全方位的体验数字化构建的仿真环境。因此，传感器技术是虚拟现实技术中重要的构成部分，这样才能够使人们更加真实的投入和参与到信息处理的环境中，能够从力学、生物学等方面做出对用户行为的逼真反应。

3、虚拟现实技术的应用领域

虚拟现实技术的兴起引起了各领域的广泛关注，其应用前景与科学价值也逐步得到认可，其中涉及军事、教育、工程、建筑、医学等各个领域。虚拟现实技术的早期实验起源于MIT，最早是开发军事作战的虚拟环境，用于模拟战场的各种突发状况的变化等，由美国国防部出资资助进行开发实验。随着这项技术的逐步成熟，开始由军事领域向民用领域逐步转变，应用范围不断扩大，著名的飞机制造商波音公司就曾经用虚拟现实技术成功的设计了波音747的座舱。此外，在英国人们研制了基于虚拟现实技术的解剖模拟器，可供外科医生进行模拟解剖练习。而对于我们日常生活中所接触到的，莫过于各类科幻电影中的应用，例如“侏罗纪公园”就大胆的应用了该项技术，给人们耳目一新的视觉冲击感。在建筑领域中，人们可以通过逼真的行走方式，徜徉在虚拟的建筑中，感受环境、街道，甚至是进入建筑内部，对其内部结构进行观察等。

4、虚拟现实技术在城市规划中的应用

随着人们对城市建设与生态建设重视程度的不断增加，虚拟现实技术也同样被应用于城市规划的虚拟和城市生态的虚拟中，甚至参与生态改造等虚拟性的实验中，在城市规划领域发挥着不可替代的重要作用。

4、1虚拟城市规划及建筑设计

城市规划是一个城市可持续发展的重要基础，从城市的建筑布局到街道设计、景观安置等等，如果不进行反复论证从而得出合理的、详细的规划图纸，是很难保证城市建设的远期效果的。利用虚拟现实技术，可以进行旧城区的改造实验，用来评价各城市设计、规划方案的合理性，将城市的街道、建筑物、景观等结合起来，特别是对于高层建筑的美学功能也能够进行充分的论证。此外，街道绿化的景观效果，四季的植物色彩变化和搭配等等，都可以通过虚拟现实技术来给出重要的参考依据。在建筑设计方面，建筑空间的合理性也同样可以依靠虚拟现实技术来反应出来，从用户身临其境的反映可以得出最直接的反馈，对建筑的功能与空间布局给出合理的结论。在城市整体规划的大背景下，建筑的空间感与周围景观的结合程度，都可以依靠虚拟现实技术给出的反馈来得到解决。

4、2街区重建与小区规划

城市是由多个细化的街区与居民生活的小区构成的，因此，城市规划既是全局行为也是局部行为。虚拟现实技术可以将街区改造设计进行模拟，显示该地区内的街道重建结构与道路的功能性，该项技术特别是在一些地震重建城市将得到更有价值的应用。修复损毁道路、重建街区功能使城市的街区与城市整体结构紧密契合，将是虚拟现实技术在城市规划中的典型应用。对于居民小区规划不仅要考虑到周边的交通，同时也要充分考虑到自然环境的影响，小区与周边的协调性等等，将拟建的小区虚拟模型放置在完成的周边环境中进行综合评价，将大大提高小区公共设施的利用价值与绿化的景观价值与整体布局的合理性。应用虚拟现实技术，可以将街区改造与小区建设的效率性进行提升，从而构成城市规划的整体布局的完整性。

5、结语

虚拟现实技术借助三维的虚拟模型可以实现我们模拟建设的重要功能，特别是在城市规划方面，既能够满足城市的建设的整体需求，同时也为设计者提供了可靠的设计依据。通过仿真技术等高新技术手段，不断完善虚拟现实技术的同时，也使得这门技术的应用范围不断扩大，对于城市规划方案的甄选，越完善的模拟效果越能够呈现出整个城市的功能与景观的协调效果，从而使这项技术得到长足的发展，是城市的生命力得到提升。

虚拟现实建设方案范文第5篇

【关键词】城市规划；虚拟现实技术；设计；应用

前言

在城市发展的进程中，城市规划扮演着非常重要的角色，关系到城市的区域功能与发展建设。虚拟现实，英文全称Virtual Reality，是以互联网技术为依托的先进城市规划技术，可以生成非常生动的视觉、听觉、触觉虚拟环境，从而得到传统技术所无法企及的城市规划效果。不仅可以向公众，获得更好的宣传效果，也可以征求公众的意见，让设计方案更加完美，是当前非常好的城市规划设计技术。

一、虚拟现实技术的应用意义

在进行城市规划的过程中，需要具有很强的超前性与延续性，因此，先进的仿真技术在城市规划中有更加广大的应用前景。在城市规划的各个设计阶段中，运用高度控制、景观分析、虚拟感受、空间比较等方法，能够对城市的现状，乃至未来进行空间描绘，从而实现对城市生存环境的改善，设计出更加美观与合理的城市布局。城市规划的设计者、决策者和公众，都在城市规划过程中有着自己的作用，三者的合作是确保城市规划科学合理的基础[1]。而虚拟现实技术则促进了三者之间的合作，通过该技术，三者之间可以实现实时互动，决策者与公众能够及时的看到城市规划的效果，更全面的了解设计人员的意图，城市规划者也可以因此融入决策者的宏观决策，公众的建议也能够融入规划设计中，这是传统技术无法实现的。

二、虚拟现实技术的应用范围

（一）可行性论证系统

现阶段，我国在建筑方案以及城市规划的设计方面，主要依托的是经验、想象以及抽象模型，但在实际操作过程中，却并没有一个比较科学与系统的可行性评价论证。这也是城市规划过程中经常出现计划与实际存在较大误差的根本原因，由此产生的损失是巨大的，且没有有效的方法挽回。但运用虚拟现实技术对相关的规划要素进行控制，并对项目开始以前与项目完成以后的要素进行描绘，便能够及时发现规划设计过程中存在的一些问题，并针对问题进行合理修改，以减少设计与实际的误差。

（二）辅助决策系统

现阶段，项目的辅助决策主要通过以下两个方法来实现：其一是针对一般项目，其可行性需要由规划管理者以相关规定为基础进行确定；其二是针对重大项目，需要通过撰写可行性报告，之后送呈专家审批之后进行确定[2]。这两种方法都存在一定的局限性，相对僵化，无法对每一个地区进行有针对性的决策，主观性强。而虚拟现实技术的运用则可以运用模拟仿真的方法，提供科学的、有针对性的决策依据。

三、虚拟现实技术的应用技术

（一）三维图形生成

现阶段，三维图形生成这一技术已经发展的比较成熟，但当前面对的主要问题是要实现该技术的“实时”生成。在进行城市规划设计的过程中，虚拟的城市环境需要庞大的数据量进行支撑，如果遇到比较典型的、大规模的虚拟场景，以当前的技术条件，很难实现实时需求，所以，需要配备图形工作站等性能相对较高的计算机设备[3]。为了实现“实时”生成，需要确保图形的刷新频率保持在每秒15帧到30帧之间，以保证在不折损图形质量与复杂度的基础上，尽可能的提升图形的刷新频率。

（二）广角立体显示

在虚拟现实技术的系统中，双目立体视觉是保证质量的关键技术。用户两只眼睛在观看图像的过程中，所看到的图像是有所差异的，两个图像分别产生，在两个不同的显示器上显示出来。也有一部分系统只运用一个显示器，但用户在观看过程中需要带上特殊的眼睛，其中一只眼睛过滤掉了奇数帧，只能看到偶数帧；另一只眼睛过滤掉了偶数帧，只能看到奇数帧，通过这种视觉差，也能够感受到立体画面。

（三）技术集成运用

技术集成在这里主要指的是地理信息系统与虚拟现实技术的集成，两者的集成能够更加真实的将城市规划中的空间数据表现出来，用户能够从任何一个角度对图像进行观察，还可以实现实时交互，另外，用户还能够在所选择的地理范围中自由活动。与此同时，两种技术的集成具备以三维空间为基础的地理信息系统数据库，在系统的可视化部分可以为用户提供更加生动完整的图像。但两者集成技术在开发过程中需要注意对数据与图形等信息的处理，以保证系统质量。

（四）交互技术

在展示已经完成的城市规划设计方案时，需要有更加强大的交互技术，从而使场景中建筑模型的移动与更换更加方便快捷，有利于对方案的合理化程度进行综合评价[4]。应用交互技术，能够在很大程度上解决对用户场景一致性的问题，通过更多的交互方式，让用户之间可以更加自由的交流与发表评论，从而解决当前存在的文字表达形式单一等实际问题，提升了广大市民的参与性与使用便捷性，更有利于城市规划设计的未来发展。

结论：

在城市规划设计中运用虚拟现实技术虽然有很多应用优势，有利于规划设计的决策，但在实际运用的过程中，该技术只能在很小的范围内进行使用，其原因在于该技术需要的软硬件成本相对较高，对构建的质量与范围方面也有较高要求，人员与时间上难以得到保证。但随着社会与科技的不断发展，这些问题也会得到解决，在城市规划设计中运用虚拟现实技术仍然是大势所趋的，是适应时展的，是未来不可或缺的。

参考文献：

[1]代洪涛.虚拟现实技术在城市建筑环境设计中的应用――以Quest3D在上海思南路历史风貌保护区规划改造项目为例[J].北京工业职业技术学院学报，2011，01：39―43.

[2]吴凯，郑钢，刘磊.虚拟现实技术在数字城市建设及辅助决策中的应用研究[J].中国工程咨询，2013，10：28―31.