劉 達

北京城市學院，北京 100000

基于網(wǎng)絡的虛擬現(xiàn)實技術初探

劉 達

北京城市學院，北京 100000

在計算機技術急速發(fā)展的今天，如何將計算機信息技術有效的結合在虛擬現(xiàn)實技術中，使之既發(fā)揮虛擬實驗室的理想效果，又降低在現(xiàn)實環(huán)境下實驗的局限性。從而更好的為社會中存在的不同領域內的實際需求提供幫助。本文結合不同領域中對虛擬實現(xiàn)技術與當今的網(wǎng)絡環(huán)境的應用情況，探討這一技術的具體問題。

網(wǎng)絡；虛擬現(xiàn)實技術；應用

基于對計算機仿真技術的開發(fā)和具體的應用發(fā)展而來的虛擬實現(xiàn)技術，它一開始是采用一些新鮮的設備（例如數(shù)據(jù)手套之類的），來讓客戶體會到虛擬世界的一種計算機的軟件或者硬件環(huán)境。用戶通過對于這些高級設備，通過自身的一些簡單的技能，像頭部的轉動或者是語言的敘述等，向計算機系統(tǒng)發(fā)出指令，同時，在這一過程中通過環(huán)境內容的收集，確定對用戶的多種信息的收集和反饋。現(xiàn)如今，這樣的技術已經(jīng)在很多領域內都有涉及，如科研、醫(yī)學以及娛樂活動中。

1 虛擬現(xiàn)實技術概述

虛擬實現(xiàn)這一概念是由英語引入的，其英文名稱為Virtual Reality，可簡稱為VR。VR技術是一種基于電腦網(wǎng)絡技術建立的模擬場景，這種場景在一定程度上展示了一個比較真實的三維空間，通過這樣的一個空間的展示，研究人員可以了解到產品的性能好壞。由于對于不同的行業(yè)來說，需要模擬的環(huán)境不盡相同，所以他們開發(fā)利用的重點也不同。VR技術由于其具有的實時的空間表現(xiàn)力和自然的操作環(huán)境等原因，為體驗者帶來了一場真實的感受。所以這一技術的應用不僅可以表現(xiàn)在人機交互技術方面，同時還表現(xiàn)在工程數(shù)據(jù)的可視化以及科學研究中對于宏觀或者是微觀世界的物質的運動和變化規(guī)則等各個方面。

2 虛擬現(xiàn)實技術特征

1）臨場感，指用戶在計算機系統(tǒng)運行所產生的模擬系統(tǒng)中體會到的身臨其境的感覺。作為一個成功的虛擬實現(xiàn)技術，必須具備讓參與其中的人員覺得自身進入的環(huán)境是一個非常新鮮且真實的 環(huán)境。

2）互動性，就是指在計算機所產生的這種模擬的系統(tǒng)中，體驗者可以像在真實環(huán)境中所表現(xiàn)的那樣，與外界有所互動，也可以說這是一種在一定程度上的雙向的交流。

3）全方位感知，是指通過虛擬實現(xiàn)技術可以實現(xiàn)的完整的個人感覺，包括聽、嗅、味覺等，同時也包括其他的一切感知能力，也就是說是一種真實環(huán)境的再現(xiàn)。但是，到目前為止并沒有實現(xiàn)全方位的重現(xiàn)，現(xiàn)階段所能提供的只包括常見的五種 而已。

4）構想性，指我們既然可以利用計算機系統(tǒng)的強大功能實現(xiàn)對于存在的環(huán)境的模擬，并還原真實的情況，同時我們也可以根據(jù)參與人員的想象制定出未曾發(fā)生過的事情或者現(xiàn)象。這就是構想性，可以在一定程度上拓寬人們的見解，再現(xiàn)人們的想象，同時幫助人們更好的認識環(huán)境。

3 網(wǎng)絡虛擬現(xiàn)實技術的應用分析

3.1 網(wǎng)絡虛擬現(xiàn)實技術的行業(yè)應用

網(wǎng)絡虛擬技術的發(fā)展和成熟都伴隨著網(wǎng)絡信息技術的不斷發(fā)展而進步的。從一定的方面來說，正是由于計算機網(wǎng)絡技術的不斷革新和發(fā)展，以及人們對于計算機技術的廣泛接受和使用，才使得VR技術有可以生根發(fā)芽的土壤，并且越來越得到人們的認可，出現(xiàn)了對于真實環(huán)境的模擬。在網(wǎng)絡信息技術進一步發(fā)展的今天，VR技術可以擁有更好的發(fā)展前景，不受原有的技術上的限制，最終實現(xiàn)對于各個領域的真實模擬。VR技術可以應用在多個領域中，如運用于科研、醫(yī)學、軍事航天、電視娛樂以及教育領域等行業(yè)，都實現(xiàn)了其較大的優(yōu)勢性，本文通過具體案例進行應用分析。

3.2 教育行業(yè)中的應用分析

VR技術可以應用在多個領域中，其中在教育領域的應用，主要表現(xiàn)為：通過計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展對于教學方式和教學形式的巨大的改變。一方面，可以通過這一技術的應用，將老師所講授的內容，通過三維的形式表達出來，這樣的演示比單純的講解更具有生動性，也更容易被接收。另一方面，利用兩項技術可以實現(xiàn)對于教學環(huán)境的三維構建，這樣學生就可以解讀到更加真實的內容，同時可以將自身與教學的內容融合，這樣對于世界就會有一個全新的認識和體驗，也更能展示自我的情感。

3.2.1 抽象知識點的解讀

網(wǎng)絡虛擬現(xiàn)實技術具有較大的靈活性，能夠將一些抽象知識與復雜知識點進行分離剖析，或者以動畫、圖片的形式直觀展現(xiàn)，這樣就能使教學中遇到的抽象知識得以形象化、直觀化。

例如，在進行化學教學時，尤其是有機化學中的分子結構與空間構型，有些分子很相像（如CH4，C2H4），卻在空間構型上有較大的差異，通過網(wǎng)絡虛擬技術將這兩種分子構型制作出來，并動態(tài)展現(xiàn)給學生，學生就能夠很快理解這兩類分子構型的具體差異，并通過總結快速理解與記憶。當然利用該技術還可以解讀很多自然界的現(xiàn)象，我們在實際生活中產生困擾、無法理解的現(xiàn)象，可以通過網(wǎng)絡進行現(xiàn)實模擬，如日全食、月全食、火山爆發(fā)以及地震等現(xiàn)象，能夠在真實模擬的情況下解讀自然現(xiàn)象形成的相關原理。因此，利用VR技術在較大程度上可以將復雜、抽象知識點化為形象、易理解的知識，增加了學生的學習興趣，同時也提高了學習效果。

3.2.2 創(chuàng)新教學方法的開展

創(chuàng)新教學方法的開展一直是新課程改革中不可缺少的教學方式，各學科的教師都在嘗試這類教學方法，當前網(wǎng)絡虛擬現(xiàn)實技術作為較好的教學工具能夠輕松實現(xiàn)這一方法。

例如，在為駕駛專業(yè)的學生上課時，教師就可以利用網(wǎng)絡虛擬技術實現(xiàn)創(chuàng)新控制操作，并模仿現(xiàn)實中的環(huán)境實施仿真訓練，可以在列車、輪船以及飛機這些駕駛中進行仿真模擬，教師要設置相應的教學網(wǎng)絡虛擬系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中模擬現(xiàn)實行駛線路與障礙設置，讓學員進行訓練，在這個過程中教師要記錄相應的訓練情況以便了解并判斷學生的技能掌握情況。當然創(chuàng)新教學的另一種方式就是讓學生自己動手設計并完成任務，在進行場景布設時，教師可以讓學生參與設計，可以對駕駛機器外觀、顏色、結構等部位進行自我設置，已滿足當前學生追求獨到性的愿望，這樣就較大程度上能夠提高學生的創(chuàng)新能力與審美設計能力。

3.2.3 網(wǎng)上虛擬實驗的設置

通過建立網(wǎng)絡虛擬實驗室，學生可以根據(jù)自己的學習需求，動手做各種喜歡的實驗，同時可以重復的利用以往實驗中比較昂貴的實驗用具，也不會受到價格、實驗臺數(shù)、實驗地點等個傳統(tǒng)因素的影響。尤其是對于那些應用類科學更是如此，高昂的實驗費用往往會造成實驗難以開展，但是通過VR技術就可以立竿見影的解決這一難題。

例如，有教師在開展液壓回路連線實驗時，該實驗來自液壓與氣動技術這門課程，就有效運用了網(wǎng)絡虛擬實現(xiàn)技術，通過設置網(wǎng)上虛擬實驗室將實驗回路圖以及相關的液壓元件以虛擬的形式提供，然后讓學生在網(wǎng)上進行虛擬動手操作，在完成相應的實驗內容后教師可以進行指導，將學生在操作中出現(xiàn)的一些問題歸納后進行分析解答，由于這類課程的特殊性，在現(xiàn)實生活中進行實驗操作存在較大困難，而網(wǎng)絡虛擬現(xiàn)實技術則使學生進行實際操作成為了較為簡單的事情，能夠完成多項實驗設計。

4 結束語

現(xiàn)如今，在網(wǎng)絡環(huán)境下實現(xiàn)虛擬實現(xiàn)技術已經(jīng)是一件非常接近日常工作和生活的事情。但是我們在為它給我們帶來的便捷和安全高興的同時，也要認識到，這樣一項技術其實還存在很多不完善的地方。所以，在網(wǎng)絡計算不斷發(fā)展的完善的同時，我們也要不斷克服虛擬實現(xiàn)技術的缺陷，使之可以為人們的日常生活帶來更多的方便，提供更大的幫助，同時為其自身創(chuàng)造更好的發(fā)展的空間。

[1]卜鋒，江漫清，桑永英.虛擬現(xiàn)實及其應用進展[J].中國科技信息，2011（06）.

[2]鄭字，工文君，馬志強.虛擬現(xiàn)實技術在軍事領域的應用現(xiàn)狀與前景展望[J].科技資訊，2010（02）.

[3]湯兆平.基于虛擬現(xiàn)實技術的網(wǎng)絡動態(tài)課件設計與實現(xiàn)[J].科技管理研究，2010（17）.

G2

A

2096-0360（2015）14-0024-02

劉 達，所在院校為北京城市學院。