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虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)案例范文第1篇

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí) 3D max 實(shí)踐教學(xué)

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)背景

（一）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展背景

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality）是一種有效的模擬人在空間環(huán)境中行為感受的人機(jī)交互技術(shù)?？陀^需求是虛擬實(shí)現(xiàn)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力，因而，該技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展最快的信息技術(shù)之一，多用于電影、游戲、建筑等行業(yè)。

虛擬技術(shù)發(fā)展大致可以分為3個(gè)階段：20世紀(jì)50年代至70年代是準(zhǔn)備階段，80年代初至中期是從實(shí)驗(yàn)室走進(jìn)實(shí)際應(yīng)用的階段，80年代末開(kāi)始是飛速發(fā)展的階段。

90年代后，隨著Windows平臺(tái)的普及以及其他三維軟件開(kāi)始向Windows平臺(tái)發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)面臨著重大的技術(shù)改革。從1993年開(kāi)始，3D Studio（三維工作室）軟件所屬公司使用全新的操作系統(tǒng)（Windows NT）、全新的編程語(yǔ)言（Visual C++）、全新的結(jié)構(gòu)（面向?qū)ο螅┚帉?xiě)了3D Studio MAX。隨后的幾年里，3D Studio MAX先后升級(jí)到3.0、4.0、5.0版本，從4.0版本開(kāi)始，由于所屬公司發(fā)生變化，3D Studio MAX的名稱也精簡(jiǎn)為“3ds max”。

2011年，因Maya宣布停止更新，3ds max成為主要的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件。

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教育狀況

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)入各個(gè)行業(yè)是必然趨勢(shì)，2004年前，因?yàn)楦咝＿€沒(méi)有開(kāi)始設(shè)置相關(guān)課程，因此最早的虛擬現(xiàn)實(shí)課程出現(xiàn)于培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，如著名的北京水晶石等。

培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的教師主要來(lái)源于行業(yè)的精英，缺乏教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和手段，教學(xué)方法不系統(tǒng)，因此，教學(xué)過(guò)程是混亂的，教學(xué)效果比較差。

自從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)入高校后，開(kāi)始規(guī)范其課程性質(zhì)、課程目的，有完整系統(tǒng)的課時(shí)安排、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱、教案等資料，而且也出現(xiàn)了一些相關(guān)論文，總結(jié)了很多經(jīng)驗(yàn)。但是，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)成為一門(mén)課程仍屬于剛剛起步階段，教學(xué)上普遍存在許多問(wèn)題，需要不斷研究探討。

（三）廣東白云學(xué)院虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐教學(xué)存在的問(wèn)題

廣東白云學(xué)院以應(yīng)用型人才作為培養(yǎng)目標(biāo)，因此是最早開(kāi)設(shè)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程的高校之一，而且該課程被定位為實(shí)踐課。

但是，在教學(xué)過(guò)程中，仍然存在以下問(wèn)題：

1.學(xué)生動(dòng)手操作能力差，課堂會(huì)操作，課后不會(huì)操作；

2.學(xué)生不會(huì)舉一反三，制作原理一樣，但因造型不同就不會(huì)制作；

3.無(wú)法在軟件中生存，中文版會(huì)使用，換成英文版就不會(huì)使用；

4.有極個(gè)別學(xué)生三維空間思維差，很難產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣；

5.學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力不足。

要解決這些問(wèn)題，教師的教學(xué)思想與教學(xué)方法是關(guān)鍵，新的教學(xué)方法必須建立在這樣的兩種思想上：學(xué)生是學(xué)習(xí)主體，教師是向?qū)?；檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)踐。

二、習(xí)慣的培養(yǎng)比軟件功能的掌握重要

所有虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教材都只介紹軟件功能與技術(shù)，從來(lái)沒(méi)有介紹虛擬現(xiàn)實(shí)過(guò)程中所需要掌握的好習(xí)慣，導(dǎo)致教學(xué)過(guò)程中忽視習(xí)慣的重要性。然而，往往這些好習(xí)慣就是一種經(jīng)驗(yàn)的表現(xiàn)，直接把習(xí)慣傳授給學(xué)生，比只要求學(xué)生掌握功能和技術(shù)更重要。

例如，在建模過(guò)程中，因?yàn)?D max軟件自身的特點(diǎn)，往往需要使用者發(fā)出取消建模激活狀態(tài)消息后，才算是整個(gè)建模過(guò)程的結(jié)束，即模型創(chuàng)建后，鼠標(biāo)需要在顯示窗口中任意空白處單擊鼠標(biāo)右鍵。這一小動(dòng)作，成為教師的一種習(xí)慣，習(xí)慣就容易被忽略，如果教師把它忽略了，當(dāng)然也無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成取消創(chuàng)建狀態(tài)的習(xí)慣，因此導(dǎo)致很多學(xué)生在創(chuàng)建后，因無(wú)法移動(dòng)修改模型而亂動(dòng)鼠標(biāo)，使得場(chǎng)景中創(chuàng)建了無(wú)數(shù)看不到的模型，增加場(chǎng)景負(fù)荷，導(dǎo)致后期渲染變慢的情況。

我國(guó)臺(tái)灣東海大學(xué)教授姚仁祿先生曾說(shuō)過(guò)，學(xué)習(xí)的關(guān)鍵步驟是：好奇、知道、思考、練習(xí)，最后變成習(xí)慣。所以可見(jiàn)好習(xí)慣的培養(yǎng)是非常重要的，它也是學(xué)習(xí)最終的成果，既然教師已經(jīng)有好的習(xí)慣，那么就必須重視并傳授給學(xué)生。

三、學(xué)生的探索比教師的演示重要

（一）學(xué)生練習(xí)占課時(shí)的3/4

檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)踐，實(shí)踐中學(xué)習(xí)比理論的灌輸更重要。教師的演示是學(xué)生實(shí)踐的基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)1至2歲幼兒的教學(xué)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：人類的學(xué)習(xí)最根本的行為是模仿。IDEO公司設(shè)計(jì)總監(jiān)Paul Bennett在Ted的演講中曾說(shuō)：因?yàn)槿说臐撘庾R(shí)中有模仿的基因，相信別人能做到的事情我也能做到。

既然教師演示和學(xué)生實(shí)踐都重要，那么在課程中，如何合理安排兩者所占用的時(shí)間比例呢？根據(jù)學(xué)生是學(xué)習(xí)主體，教師是向?qū)У慕虒W(xué)思想，應(yīng)該是學(xué)生實(shí)踐所占用的時(shí)間比例更高。通過(guò)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐教學(xué)教師演示部分的視頻拍攝，得出每一堂課教師演示所需要的平均時(shí)間為40分鐘，如果每堂課是4個(gè)課時(shí)，那么教師演示只占用1/4的時(shí)間，即學(xué)生練習(xí)實(shí)踐應(yīng)占課堂的3/4課時(shí)。

根據(jù)教師的演示時(shí)間把握情況，可反映教師的教學(xué)水平，相同的知識(shí)量下，如果教師演示時(shí)間能更短，講解更清晰，那么教師的教學(xué)水平就會(huì)更高一些。

（二）在學(xué)生探索中引導(dǎo)出潛力

每個(gè)學(xué)生都有自己獨(dú)特的理解方法與學(xué)習(xí)方法，教師應(yīng)該了解每個(gè)學(xué)生的特點(diǎn)，根據(jù)每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)方法來(lái)進(jìn)行指導(dǎo)?？珊箤W(xué)院創(chuàng)始人薩爾曼?可汗在Ted的演講中所說(shuō)：一個(gè)學(xué)得慢的學(xué)生不代表他不聰明，只能說(shuō)明他理解事物的過(guò)程需要花更多的時(shí)間，但是萬(wàn)一他理解了，會(huì)比那些理解得快的學(xué)生走得更遠(yuǎn)，因?yàn)樗乃伎几钊搿Ｋ_爾曼?可汗還曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，為什么很多學(xué)生沒(méi)有學(xué)好？因?yàn)檎n程安排是不等人的，它不會(huì)等你完全理解了才接著講下一部分，哪怕這部分內(nèi)容你只掌握了95%，那么仍然有5%沒(méi)掌握，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)有5%沒(méi)掌握的話，那么累積下來(lái)，事情就變得嚴(yán)重了。

因此，在實(shí)踐中讓學(xué)生完全理解是至關(guān)重要的。對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐課而言，男學(xué)生的空間思維能力普遍比女學(xué)生強(qiáng)，所以，學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中，照顧“差生”是關(guān)鍵，教師的耐心必須在此刻體現(xiàn)。教師應(yīng)該重點(diǎn)引導(dǎo)空間思維能力較差的學(xué)生，反復(fù)給他們進(jìn)行演示，說(shuō)明原理，必須讓他們完全理解后才能進(jìn)行下一部分新的課程內(nèi)容。

四、課程內(nèi)容設(shè)計(jì)是關(guān)鍵

（一）授之以漁，教會(huì)學(xué)生生存

課程內(nèi)容設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是教會(huì)學(xué)生生存，現(xiàn)在市面上已經(jīng)有成熟的中文版3D max，但是很多企業(yè)仍然使用英文版的3D max。而且兩個(gè)版本誰(shuí)更好呢？根據(jù)好萊塢特效總監(jiān)嚴(yán)帆所說(shuō)：中文版3D max在制作過(guò)程中很容易崩潰，英文版更穩(wěn)定。而且在修改物體時(shí)，例如，3D max英文版彎曲命令是Band，直接按鍵盤(pán)的B鍵就可以快速找到，而中文版因?yàn)橐呀?jīng)被翻譯成“彎曲”，失去了這樣快捷方便的功能，所以英文版更好。

但是學(xué)生更多使用中文版，換成英文版時(shí)就不會(huì)使用，所以課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)中，雖然以中文版為主，但是基于授之以漁的教學(xué)思想，必須多做兩個(gè)版本的對(duì)比運(yùn)用，以便提高學(xué)生的生存能力。

另外，開(kāi)發(fā)學(xué)生舉一反三的思維也是學(xué)習(xí)軟件的關(guān)鍵，很多學(xué)生認(rèn)為不同軟件的學(xué)習(xí)就是不同的知識(shí)，事實(shí)上并非如此，很多計(jì)算機(jī)科學(xué)，原理都是一樣的，教師必須教會(huì)學(xué)生掌握這些原理和舉一反三的能力，以便于在軟件中生存。例如，3Dmax里面的編輯樣條線功能，對(duì)于點(diǎn)的屬性設(shè)定有3種：一是貝茲角點(diǎn)Bezier Corner，二是貝茲點(diǎn)Bezier，三是角點(diǎn)Corner。事實(shí)上，無(wú)論是Photoshop還是CorelDraw ，對(duì)于點(diǎn)的設(shè)定，都是這3種，因?yàn)橛?jì)算機(jī)科學(xué)中就是把點(diǎn)設(shè)置成這3種。所以如果學(xué)生能用好3Dmax的編輯樣條線，等同于會(huì)使用Photoshop的鋼筆工具和CorelDraw的繪圖工具。

（二）每堂課內(nèi)容必須涵蓋全流程

什么是虛擬現(xiàn)實(shí)的全流程呢？建模、UV、貼圖、燈光、動(dòng)作、渲染5項(xiàng)就是虛擬現(xiàn)實(shí)的全流程。所有的教材，里面的案例都是把它們獨(dú)立、講解，而且案例之間沒(méi)有任何關(guān)系，因此，就算學(xué)生學(xué)會(huì)了教材里所有的知識(shí)點(diǎn)，也無(wú)法把5項(xiàng)結(jié)合起來(lái)完成一部電影、一個(gè)建筑漫游動(dòng)畫(huà)，甚至連一個(gè)靜態(tài)的效果圖都做不出來(lái)。

事實(shí)上，流程之間有非常緊密的關(guān)系，學(xué)生學(xué)習(xí)的關(guān)鍵是掌握它們的關(guān)系而并非單獨(dú)的知識(shí)點(diǎn)。例如UV分布是受到模型布線制約，如果分好UV的模型需要改動(dòng)布線，那么UV很可能需要重新分布；再例如，一個(gè)模型設(shè)置了動(dòng)作，因?yàn)樵谶\(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)過(guò)大扭曲，出現(xiàn)模型破面情況，那么模型的布線就必須增加或調(diào)整合理，模型布線的調(diào)整，又會(huì)影響UV的分布，而且貼圖的繪制需要根據(jù)UV的分布，如果UV重新分布了，那么貼圖也必須重畫(huà)……所以每個(gè)步驟都是息息相關(guān)，如果案例設(shè)計(jì)都是分開(kāi)的，建模就是建模，不管UV貼圖和動(dòng)作，而動(dòng)作又是單獨(dú)的案例，不管模型和UV貼圖，那么就無(wú)法把它們之間的關(guān)系體現(xiàn)，學(xué)生就會(huì)出現(xiàn)好像學(xué)了，但是又做不出來(lái)的現(xiàn)象。

所以每堂課，每個(gè)案例，只是難易度從開(kāi)始的簡(jiǎn)單到復(fù)雜而已，但都必須設(shè)計(jì)成內(nèi)容涵蓋全流程。

（三）教學(xué)步驟應(yīng)合理解構(gòu)

雖然案例涉及全流程，但是不代表教師上課時(shí)，沒(méi)有任何計(jì)劃，直接把案例從頭到尾演示一遍然后就讓學(xué)生練習(xí)。不深入研究案例，把它解構(gòu)成很多的小點(diǎn)，學(xué)生是無(wú)法消化的，特別是前期的基礎(chǔ)案例更需要細(xì)解，所以合理解構(gòu)案例也是關(guān)鍵的一環(huán)。

講解基礎(chǔ)案例時(shí)，學(xué)生剛接觸虛擬現(xiàn)實(shí)，沒(méi)有任何基礎(chǔ)，解構(gòu)案例會(huì)比較容易，基本是步步為營(yíng)的思想，教師做一步，學(xué)生跟一步。例如建一個(gè)盒子Box的模型，第一步，拉伸出一個(gè)盒子；第二步，輸入盒子長(zhǎng)寬高數(shù)據(jù)；第三步，鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊視窗空白處取消創(chuàng)建狀態(tài)（好習(xí)慣之一）。教師每做一步學(xué)生就跟一步。

講解中期案例時(shí)，學(xué)生已經(jīng)有了基礎(chǔ)，解構(gòu)案例可以第二、三步為一個(gè)點(diǎn)，重點(diǎn)講解原理和好習(xí)慣，教會(huì)學(xué)生如何舉一反三。而講解后期案例時(shí)，主要以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，教師可以不用演示，把相關(guān)案例結(jié)果展示給學(xué)生，與學(xué)生進(jìn)行討論并研究如何模擬出該效果，然后學(xué)生動(dòng)手制作，教師作為技術(shù)支持與引導(dǎo)。

結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐教學(xué)一直是教學(xué)中最有效的教學(xué)方法，從做中學(xué)才符合人類學(xué)習(xí)的習(xí)慣。虛擬現(xiàn)實(shí)作為新的知識(shí)，有著這個(gè)時(shí)代不可或缺的地位，是學(xué)生必須掌握的基本技能之一。但是目前相關(guān)的教學(xué)體系只是剛剛起步，只能從其他學(xué)科中得到參考，選擇適合自身需求的知識(shí)點(diǎn)，因此，對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)踐教學(xué)方法還必須不斷探討和研究。為了讓學(xué)生畢業(yè)后能更好地適應(yīng)飛速發(fā)展的社會(huì)，在教學(xué)生知識(shí)的同時(shí)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和思考探索能力是至關(guān)重要的。如何提高教學(xué)質(zhì)量，需要探索的問(wèn)題有很多，有待我們教師團(tuán)隊(duì)在教學(xué)工作中不斷努力，力求培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的人才。

參考文獻(xiàn)：

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虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)案例范文第2篇

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；創(chuàng)新；圖形圖像制作專業(yè)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-4115（2014）03-229-1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為圖形圖像領(lǐng)域的一種新型虛擬交互媒體，目前在國(guó)內(nèi)已經(jīng)引起了人們的極大關(guān)注。國(guó)內(nèi)許多高校及研究所開(kāi)始了對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用研究。作為IT領(lǐng)域創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的圖形圖像制作專業(yè)，應(yīng)該將虛擬現(xiàn)實(shí)這項(xiàng)前沿技術(shù)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用納入到教學(xué)中。

一、 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)新圖形圖像制作專業(yè)教學(xué)的現(xiàn)狀

目前，眾多開(kāi)設(shè)了圖形圖像制作專業(yè)的高職院校就該專業(yè)的教學(xué)體系及教學(xué)模式等進(jìn)行了一些探索。但就如何根據(jù)圖形圖像制作專業(yè)的特點(diǎn)開(kāi)展有針對(duì)性的項(xiàng)目實(shí)踐教學(xué)研究，還存在著一些不足。

首先，因?qū)I(yè)定位不明確，造成圖形圖像制作專業(yè)教學(xué)的針對(duì)性不強(qiáng)。圖形圖像制作專業(yè)應(yīng)該是一個(gè)技術(shù)與藝術(shù)相結(jié)合的專業(yè)，偏注于技或藝都將有違本專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)。如“三維動(dòng)畫(huà)基礎(chǔ)”課程的教與學(xué)中，普遍的教學(xué)狀況是：學(xué)生將大量的時(shí)間用于對(duì)設(shè)計(jì)軟件的追風(fēng)逐流中，忽視了軟件只是一個(gè)工具，更重要的是運(yùn)用這些工具去表現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)意圖。

其次是教學(xué)中的項(xiàng)目案例與社會(huì)脫節(jié)。目前，高職院校的教學(xué)模式大多已經(jīng)使用工學(xué)結(jié)合一體化教學(xué)模式，但在使用案例教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)時(shí)，所選案例不夠經(jīng)典，或者題材與表現(xiàn)手段太過(guò)陳舊，與當(dāng)前行業(yè)實(shí)際應(yīng)用不匹配。

再次，學(xué)生職業(yè)能力形成的重要手段就是實(shí)訓(xùn)，而實(shí)訓(xùn)設(shè)施的數(shù)量和質(zhì)量直接影響到工學(xué)結(jié)合技能訓(xùn)練的效果。建好實(shí)訓(xùn)室后又因設(shè)備的更新?lián)Q代、耗材、管理等問(wèn)題，面向?qū)W生開(kāi)放的實(shí)訓(xùn)時(shí)間也有限，從而大大地制約了工學(xué)結(jié)合模式的教學(xué)效果。

以上的諸多問(wèn)題表明，圖形圖像制作專業(yè)的教學(xué)改革勢(shì)在必行。

二、 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)新圖形圖像制作專業(yè)教學(xué)的改進(jìn)方法

首先，在教學(xué)內(nèi)容上打破傳統(tǒng)的課程教學(xué)序列，通過(guò)項(xiàng)目教學(xué)整合相關(guān)課程。圖形圖像制作專業(yè)課程可以將專業(yè)基礎(chǔ)課程如素描、色彩、攝影等課程整合到“虛擬三維校園”的資料收集子項(xiàng)目中；將圖形圖像處理軟件的學(xué)習(xí)整合到資料的整理與優(yōu)化子項(xiàng)目中；將三維動(dòng)畫(huà)基礎(chǔ)課程的講解直接納入到三維校園模型的創(chuàng)建子項(xiàng)目中，以此解決表現(xiàn)技術(shù)問(wèn)題；將圖形創(chuàng)意、VI設(shè)計(jì)、印刷工藝等課程整合到虛擬三維校園導(dǎo)視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作項(xiàng)目中，著重解決創(chuàng)意與藝術(shù)地表現(xiàn)等問(wèn)題；將網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)與制作、多媒體技術(shù)等課程整合到虛擬三維校園的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)中等。在各個(gè)子項(xiàng)目教學(xué)中，打破以前傳統(tǒng)的基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課三段式教學(xué)模式，根據(jù)項(xiàng)目要求直接或并行地按所需學(xué)習(xí)的相關(guān)專業(yè)知識(shí)和技能。

其次，在教學(xué)方法上，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)互動(dòng)體驗(yàn)式教學(xué)。體驗(yàn)式教學(xué)，即是在項(xiàng)目教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生先體驗(yàn)相似項(xiàng)目的虛擬作品，使教學(xué)富有趣味性，形成感性認(rèn)識(shí)；然后學(xué)生嘗試制作出來(lái)該作品，初步形成基本表現(xiàn)能力；再反復(fù)體驗(yàn)自己或同學(xué)制作出來(lái)的虛擬作品以尋求不足并予以完善，最后將虛擬作品在常規(guī)實(shí)訓(xùn)室里按傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)方式制作出來(lái)，完成對(duì)設(shè)計(jì)作品的最終檢驗(yàn)。

最后，在圖形圖像制作專業(yè)的課程教學(xué)中，眾多的設(shè)計(jì)項(xiàng)目都可以制作成虛擬作品，教師在講解時(shí)學(xué)生即可進(jìn)行自主體驗(yàn)，以增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。學(xué)生還可根據(jù)老師的提示，歸納相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，有利于學(xué)生自我學(xué)習(xí)能力的提高。

三、 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)新圖形圖像制作專業(yè)教學(xué)的意義

首先，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是圖形圖像領(lǐng)域的最新成果，并將隨著IT的發(fā)展而涉足各行業(yè)各領(lǐng)域。課程整合充分體現(xiàn)了以實(shí)踐為主、理論夠用為度的職業(yè)教育特色。從項(xiàng)目教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段，都體現(xiàn)出一個(gè)新字。

其次，在項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容上，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其應(yīng)用一直貫穿于整個(gè)教學(xué)體系；在教學(xué)方法上運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸感和體驗(yàn)式教與學(xué)，將虛擬技術(shù)的運(yùn)用、虛擬作品體驗(yàn)或虛擬實(shí)訓(xùn)設(shè)備的操作，與常規(guī)實(shí)訓(xùn)室的具體實(shí)訓(xùn)相結(jié)合，更有助于促成學(xué)生職業(yè)能力的形成。學(xué)生在設(shè)計(jì)作品的表現(xiàn)手段上，也運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。如作品的最終結(jié)果都以互動(dòng)式的虛擬現(xiàn)實(shí)作品形式進(jìn)行呈現(xiàn)。

最后，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式為體驗(yàn)式學(xué)習(xí)、互助式學(xué)習(xí)。學(xué)生的學(xué)習(xí)不再是枯燥單調(diào)的接受。老師的教授也不再是機(jī)械的你問(wèn)我答的表面互動(dòng)式教學(xué)，而是體驗(yàn)式的學(xué)習(xí)，在玩中受教。學(xué)生最初由互動(dòng)作品體驗(yàn)而產(chǎn)生興趣，由模仿制作而獲得表現(xiàn)技能，再反復(fù)互動(dòng)體驗(yàn)而強(qiáng)化技能，最后實(shí)際制作出成品以檢驗(yàn)其技能。

四、 總結(jié)

將傳統(tǒng)的圖形圖像制作教學(xué)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合運(yùn)用勢(shì)必使該專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)手段得到前瞻性的進(jìn)步。而學(xué)生從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的操作中得到了與實(shí)踐相符合的體驗(yàn)，使他們的實(shí)踐能力也得到了進(jìn)一步提高。因此圖形圖像制作專業(yè)教學(xué)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合能夠?yàn)榕囵B(yǎng)適合社會(huì)需要的圖形圖像制作專業(yè)的高級(jí)應(yīng)用型人才提供重要的保障。

參考文獻(xiàn)：

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虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)案例范文第3篇

一、虛擬現(xiàn)實(shí)概念的由來(lái)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VirtualRealityTechnique,簡(jiǎn)稱VR)是1989年由美國(guó)的蘭尼爾(J. Lanier）最早提出的，國(guó)內(nèi)也有人譯為“靈境”或“幻真”，國(guó)外與虛擬現(xiàn)實(shí)同類的術(shù)語(yǔ)還有虛擬環(huán)境、人工現(xiàn)實(shí)及電腦空間等。蘭尼爾將虛擬現(xiàn)實(shí)定義為：用計(jì)算機(jī)技術(shù)生成一個(gè)逼真的三維視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)或嗅覺(jué)等感覺(jué)世界，讓用戶可以從自己的視點(diǎn)出發(fā)，利用自然的技能和某些設(shè)備對(duì)這一虛擬世界客體進(jìn)行瀏覽和交互考察。這個(gè)定義注重的是逼真的感覺(jué)（視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)等）、自然的交互（運(yùn)動(dòng)、姿勢(shì)、語(yǔ)言、身體跟蹤等）、個(gè)人的視點(diǎn)（用戶的眼、耳、身所感受到的信息）和迅速的響應(yīng)（感受到的信息跟隨視點(diǎn)的變化和用戶的輸入即時(shí)更新），用戶在其中所體驗(yàn)到的是一種浸入式的、多重感官刺激的經(jīng)驗(yàn)。

建立有效的虛擬環(huán)境，主要集中在兩個(gè)方面：一是用虛擬環(huán)境精確表示物體的狀態(tài)模型，二是用環(huán)境的可視化表示及渲染出的景象。之所以將重點(diǎn)放在計(jì)算機(jī)視覺(jué)方面，是由于人們獲取三維信息主要依靠視覺(jué)，而不是聽(tīng)覺(jué)或觸覺(jué)。構(gòu)成虛擬現(xiàn)實(shí)的基本條件有三要素：

1.沉浸感（Immersion）：必須存在一個(gè)由計(jì)算機(jī)生成的虛擬場(chǎng)景，這個(gè)虛擬場(chǎng)景能令用戶暫時(shí)脫離現(xiàn)實(shí)世界，產(chǎn)生一種現(xiàn)場(chǎng)感。

2.互動(dòng)性（Interaction）：用戶必須能與這個(gè)虛擬場(chǎng)景進(jìn)行互動(dòng)，產(chǎn)生一種參與感。

3.想象力（Imagination）：這種互動(dòng)可以是感官上的，也可以是心理上的。這里的現(xiàn)場(chǎng)感和參與感是以用戶的主觀心理為衡量標(biāo)準(zhǔn)的。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在武警部隊(duì)作戰(zhàn)、訓(xùn)練中應(yīng)用的可行性

(一)硬件設(shè)備。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用最基本的硬件要求是電腦，其他設(shè)備主要是終端顯示和人機(jī)交互設(shè)備，比如數(shù)據(jù)頭盔、立體顯示器、觸摸屏、投影儀、環(huán)幕，數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣、操縱桿、手柄及音響設(shè)備等，隨著武警部隊(duì)信息化建設(shè)的逐步發(fā)展，部隊(duì)各級(jí)的辦公電腦配置逐步提高，多媒體教室、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)室、小型機(jī)房已普遍建成，三個(gè)中心設(shè)備先進(jìn)完善，有線網(wǎng)擴(kuò)容已基本完成。從相關(guān)硬件、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上來(lái)看，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上增加滿足開(kāi)發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的圖形工作站及一般的終端顯示和人機(jī)交互設(shè)備，即可達(dá)到建立虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的要求。而終端顯示設(shè)備和人機(jī)交互設(shè)備不是開(kāi)發(fā)過(guò)程中必需設(shè)備，可在武警部隊(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)后根據(jù)實(shí)際需要來(lái)配備。

(二)任務(wù)環(huán)境特點(diǎn)

目前，三維建模電腦軟件已相當(dāng)成熟，有著強(qiáng)大的建模和動(dòng)畫(huà)制作功能，能把小到一間屋、一座樓房，大到一座城市的各種物體和人物的復(fù)雜模型建立出來(lái)。而武警部隊(duì)的執(zhí)勤目標(biāo)環(huán)境相對(duì)明確、具體、固定，需建模型量不算太大，即使是重大臨時(shí)性勤務(wù)也都適合用建模軟件進(jìn)行建模導(dǎo)出后，利用實(shí)時(shí)仿真軟件來(lái)進(jìn)行虛擬。而且，根據(jù)任務(wù)方案的不同和環(huán)境的發(fā)展變化，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)內(nèi)的場(chǎng)地可以根據(jù)需要實(shí)時(shí)地進(jìn)行修改，如改變建筑物高度、建筑物外立面的材質(zhì)、顏色等，只要修改系統(tǒng)中的參數(shù)即可，而不需要像傳統(tǒng)三維動(dòng)畫(huà)那樣，每做一次修改都需要對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行一次渲染。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以很快捷、方便地隨著方案的變化而作出調(diào)整．從而大大提高了方案設(shè)計(jì)和修正的效率和質(zhì)量，一旦建成可以長(zhǎng)期應(yīng)用。

(三)人才和技術(shù)人才儲(chǔ)備。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在武警部隊(duì)的開(kāi)發(fā)和引入，人才是關(guān)鍵。一是需要有懂軍事、懂訓(xùn)練、懂電腦應(yīng)用、全面掌握部隊(duì)任務(wù)情況、特點(diǎn)、規(guī)律的軍事人才，進(jìn)行軍事方面的指導(dǎo)、方案設(shè)計(jì)、典型案例分析與提供；二是需要會(huì)運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)軟件、編程軟件、網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備的信息化技術(shù)人才進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。多年來(lái)，武警部隊(duì)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)特別重視信息化人才建設(shè)，通過(guò)部隊(duì)成長(zhǎng)、院校教育、地方培訓(xùn)、招收地方大學(xué)畢業(yè)生等人才建設(shè)手段和育人、留人機(jī)制，使得具有信息素養(yǎng)的指揮、技術(shù)人才隊(duì)伍建設(shè)日益增強(qiáng)，為武警部隊(duì)現(xiàn)代化建設(shè)提供了人才支撐。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在武警部隊(duì)作戰(zhàn)訓(xùn)練中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)案例范文第4篇

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 高校教育 應(yīng)用 局限性

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality）主要借助計(jì)算機(jī)技術(shù)及其硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)一種使用者可以通過(guò)多種感官感覺(jué)到的虛擬場(chǎng)景或物體，簡(jiǎn)稱VR或靈境技術(shù)。

虛擬現(xiàn)實(shí)研究的歷史可以追溯到上個(gè)世紀(jì)50年代，有學(xué)者在這方面展開(kāi)探討。1965年，Sutherland在《Ultimate Display》一文中正式提出了包括具有交互圖形顯示、力反饋設(shè)備以及聲音提示的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的基本思想；90年代是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的大發(fā)展階段，虛擬現(xiàn)實(shí)的內(nèi)涵隨著技術(shù)設(shè)備發(fā)展而不斷深入，基于圖形渲染、基于圖像渲染建模技術(shù)和基于互聯(lián)網(wǎng)的分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)得到長(zhǎng)足發(fā)展；應(yīng)用范圍也隨著研究的深入而不斷擴(kuò)展，從原來(lái)的軍事模擬和宇航訓(xùn)練逐步擴(kuò)展到工業(yè)制造、遠(yuǎn)程醫(yī)療、互動(dòng)娛樂(lè)、商業(yè)宣傳、教育等諸多領(lǐng)域。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的四個(gè)層次

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三個(gè)基本特征是“Immersion”（沉浸）、“Interaction”（交互）、“Imagination”（構(gòu)想），其中交互性和沉浸性是虛擬現(xiàn)實(shí)的最重要的特征。當(dāng)前 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都有應(yīng)用，因?yàn)椴煌男枰?，所以成形的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)也各不相同，但根據(jù)其虛擬特征傾向，可以劃分為四個(gè)層次：

1.桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，又稱為簡(jiǎn)易虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。利用普通計(jì)算機(jī)便可以實(shí)現(xiàn)虛擬環(huán)境的輸出，在顯示上直接利用計(jì)算機(jī)屏幕或投影來(lái)讓參與者觀察，交互上直接用鍵盤(pán)或鼠標(biāo)來(lái)與系統(tǒng)進(jìn)行控制。這一類虛擬現(xiàn)實(shí)易受周圍真實(shí)環(huán)境的干擾，沉浸感較差，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)不能稱之為“虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)”，但由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，所以比較普及，特別是在建筑和工業(yè)設(shè)計(jì)、游戲開(kāi)發(fā)、教育培訓(xùn)中應(yīng)用廣泛。

2.沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。這類系統(tǒng)主要利用各種高檔工作站、高性能圖形加速卡和交互設(shè)備，通過(guò)聲音設(shè)備、力與觸覺(jué)傳感器、頭盔式顯示器或立面投影器等，以排除外界干擾，將參與者與外界真實(shí)環(huán)境完全隔離，使其完全沉浸在虛擬世界中。這類系統(tǒng)比較復(fù)雜，價(jià)格昂貴，難以普及，一般用在航空和軍事訓(xùn)練等高端領(lǐng)域。

3.分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。一般是沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的發(fā)展結(jié)果，利用網(wǎng)絡(luò)將幾個(gè)不同位置的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)連接起來(lái)，充分利用不同區(qū)域的各種資源，為某一共同目的協(xié)同創(chuàng)造一個(gè)虛擬環(huán)境，用于更復(fù)雜任務(wù)的研究。

4.增強(qiáng)式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，也稱為混合虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。允許參與者看見(jiàn)現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的物體，將真實(shí)環(huán)境和虛擬環(huán)境疊加融合在一起，形成對(duì)真實(shí)物體更多的解讀。該類型系統(tǒng)主要借助于位置跟蹤技術(shù)和穿透型頭戴式顯示器，將計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖形和參與者實(shí)際的即時(shí)環(huán)境精確融合，以達(dá)到虛擬和現(xiàn)實(shí)有機(jī)結(jié)合的目的，這是今后的主要發(fā)展方向。

VR技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛，在國(guó)外VR技術(shù)的教育應(yīng)用非常普遍，涉及各個(gè)不同的用途和層次，而且也并非只有發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用，發(fā)展中國(guó)家在教育中應(yīng)用VR技術(shù)也日益增多。在美國(guó)，許多大學(xué)將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入到課程教學(xué)中，如美國(guó)休斯敦大學(xué)建立的“虛擬物理實(shí)驗(yàn)室”可讓學(xué)生通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬包括萬(wàn)有引力定律在內(nèi)的各種力學(xué)實(shí)驗(yàn)，并且可以讓學(xué)生控制重力大小、方向等各種參數(shù)的變化；北卡羅萊納大學(xué)開(kāi)發(fā)的“化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”則可以讓學(xué)習(xí)者手動(dòng)操控分子運(yùn)動(dòng)，使分子結(jié)構(gòu)按照使用者的操作進(jìn)行組合，并產(chǎn)生相應(yīng)現(xiàn)象反饋，加深學(xué)習(xí)者對(duì)分子結(jié)構(gòu)的理解。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在高校教育中的應(yīng)用

在我國(guó)，有許多高校將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與WEB技術(shù)結(jié)合起來(lái)，展開(kāi)基于網(wǎng)絡(luò)的教育應(yīng)用。如北京航空航天大學(xué)開(kāi)發(fā)的虛擬北航和華中師范大學(xué)開(kāi)發(fā)的數(shù)字校園，都可以使用戶通過(guò)WEB在計(jì)算機(jī)生成的虛擬校園中進(jìn)行漫游和交互操作；而清華大學(xué)、山東大學(xué)、華南師范大學(xué)等學(xué)校則將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)課程結(jié)合起來(lái)，為課程教學(xué)提供仿真和模擬操作，加深學(xué)習(xí)者的感性認(rèn)識(shí)和理解。

縱觀國(guó)內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)與教育的結(jié)合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，我們可以總結(jié)出其大致的應(yīng)用形式：其一是實(shí)驗(yàn)仿真，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)打造實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)讓學(xué)習(xí)者“親身體驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)操作或動(dòng)手訓(xùn)練，學(xué)習(xí)者不必真正面對(duì)危險(xiǎn)的、昂貴的或不可能實(shí)地操作的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或環(huán)境，這種虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境既可滿足大部分教學(xué)和訓(xùn)練的要求，又可大大減少經(jīng)費(fèi)的投入。其二是虛擬現(xiàn)實(shí)課件（教學(xué)演示），教師直接將仿真平臺(tái)在課堂上進(jìn)行教學(xué)演示，為課堂教學(xué)提供直觀生動(dòng)的內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)習(xí)者的感性認(rèn)識(shí)。其三是空間仿真，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還原某一物理空間，并且允許使用者對(duì)虛擬空間進(jìn)行控制。例如數(shù)字化校園可以允許使用者按照自己的路線在虛擬校園中進(jìn)行實(shí)時(shí)漫游，虛擬圖書(shū)館可以允許讀者隨意地翻閱書(shū)本。

四、目前虛擬現(xiàn)實(shí)在教育中應(yīng)用的局限

在這些實(shí)驗(yàn)案例中，不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前教育中應(yīng)用的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)有以下幾個(gè)方面的局限：

一是大多為簡(jiǎn)易型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。建立在PC機(jī)和屏幕顯示的基礎(chǔ)之上，交互也大多限于鼠標(biāo)和鍵盤(pán)操作，研發(fā)也僅限于軟件層面的開(kāi)發(fā)，究其原因，一方面是因?yàn)榻逃龖?yīng)用中經(jīng)費(fèi)的限制以及使用者數(shù)量巨大，另一方面則是因?yàn)镻C機(jī)的普及和計(jì)算性能越來(lái)越優(yōu)越，足以滿足當(dāng)前階段使用者的需要。

二是大多為單人場(chǎng)景平臺(tái)。也就是在某一位使用者進(jìn)入該虛擬環(huán)境時(shí)，周圍看不見(jiàn)協(xié)作者或伙伴，是孤獨(dú)的沉浸，只考慮了虛擬環(huán)境中的人機(jī)交互，卻極少顧及虛擬環(huán)境中的人際交互。

三是針對(duì)教學(xué)活動(dòng)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)更多地關(guān)注知識(shí)內(nèi)容本身，對(duì)虛擬環(huán)境和虛擬教學(xué)手段較少關(guān)注。例如多數(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，只呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)操作對(duì)象模型，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境少有顧及，系統(tǒng)的真實(shí)感大打折扣；且虛擬操作過(guò)程正確與否僅限于系統(tǒng)提示，少有外界互動(dòng)溝通機(jī)制。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)雖然研究已久，技術(shù)也相對(duì)成熟，但是，目前高校教育中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用并不普遍。要想把這種技術(shù)更好地和教育結(jié)合起來(lái)，其在教育中的應(yīng)用形式和應(yīng)用方法還有很多細(xì)節(jié)需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

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虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)案例范文第5篇

現(xiàn)代的城市公共雕塑已經(jīng)成為一種不可或缺的精神文明載體，體現(xiàn)著一個(gè)城市的文化內(nèi)涵與品味。針對(duì)當(dāng)今城市化迅速發(fā)展、市場(chǎng)需求量增大、傳統(tǒng)的制造體系逐漸不能滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)效率、個(gè)性、多樣化等諸多因素需求的情況下，利用新的技術(shù)手段，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)制造成為本文闡述的重點(diǎn)，通過(guò)沈陽(yáng)蒲河生態(tài)走廊區(qū)域公共雕塑設(shè)計(jì)制造的例子論證新技術(shù)在公共雕塑領(lǐng)域的可行性和優(yōu)越性。

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3D打印 虛擬技術(shù) 公共雕塑 產(chǎn)品設(shè)計(jì)

在當(dāng)今科技高速發(fā)展的進(jìn)程中，3D打印和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)憑借著自身高效便捷的特點(diǎn)已經(jīng)滲透到各行各業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域中。其在制造業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。隨著城鎮(zhèn)化的加快發(fā)展，公共雕塑作為精神載體對(duì)其的需求量與日俱增。此時(shí)現(xiàn)有的技術(shù)手段顯得過(guò)于單一。文中通過(guò)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和3D打印的技術(shù)現(xiàn)狀的分析，并將新舊制造方式進(jìn)行對(duì)比，旨在建立一個(gè)數(shù)字化智能雕塑系統(tǒng)體系，結(jié)合具體案例論證新技術(shù)在公共雕塑設(shè)計(jì)與制造的合理性和有效性。

1.研究背景分析

1，1景觀規(guī)劃對(duì)公共雕塑的需求

公共雕塑不僅是一個(gè)城市的標(biāo)志，也是一個(gè)城市文化魅力的體現(xiàn)。它能夠讓人們產(chǎn)生領(lǐng)屬感和自豪感。隨著我國(guó)城市化的快速推進(jìn)，舊城改造和新區(qū)建設(shè)涌現(xiàn)大量的公共開(kāi)發(fā)空間。為了營(yíng)造公共文化、增強(qiáng)空間人文氣息，公共雕塑的需求量不斷增加，這為公共雕塑的發(fā)展提供了廣闊的前景?，F(xiàn)階段我國(guó)公共雕塑“一步一景”的設(shè)計(jì)理念和小型雕塑的普及度與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在這明顯差距，傳統(tǒng)的雕塑制作工藝的方法逐漸不能滿足現(xiàn)代社會(huì)講求效率、個(gè)性、多樣化特征的市場(chǎng)需求。

1，2虛擬現(xiàn)實(shí)與3D打印技術(shù)現(xiàn)狀及其應(yīng)用分析

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)模擬使用者的聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、視覺(jué)等感受，讓使用者全方位無(wú)限制地去觀察計(jì)算機(jī)模擬出的虛擬空間，仿佛身臨其境。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)師可通過(guò)虛擬三維環(huán)境對(duì)產(chǎn)品的創(chuàng)意、工藝裝配、工藝優(yōu)化進(jìn)行直觀化、數(shù)據(jù)化、系統(tǒng)化的評(píng)價(jià)和修改。與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)相比虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有交互性、沉浸性、想象性的特點(diǎn)。進(jìn)而有效地避免_了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、資源消耗大的缺陷，加快了設(shè)計(jì)進(jìn)度，降低了研究成本。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐漸成為行業(yè)的主流并廣泛應(yīng)用在汽車仿真實(shí)驗(yàn)、展示設(shè)計(jì)、影視制作等方面。例如2013年谷歌了一款增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡GoogleGlass，通過(guò)對(duì)真實(shí)場(chǎng)景的虛擬互動(dòng)和手勢(shì)控制，能讓你分分鐘創(chuàng)造自己的虛擬物體，然后3D打印出來(lái)如圖1所示：

3D打印技術(shù)采用粉末樹(shù)脂或金屬等可黏合材料通過(guò)電腦控制采用分層加工方式疊加成型，不僅可以打印微小的物品甚至可以顛覆傳統(tǒng)的建筑行業(yè)的制造方式。例如美國(guó)南加州大學(xué)研發(fā)的“輪廓工藝”。它可以在24小時(shí)內(nèi)可以打印出2層樓高的房子?！拜喞に嚒逼鋵?shí)就是一個(gè)超級(jí)打印機(jī)器人，如圖2所示，其外形像一臺(tái)懸停于建筑物之上的橋式起重機(jī)，兩邊是軌道，而中間的橫梁則是“打印頭”，橫梁可以上下、前后移動(dòng)，進(jìn)行X軸和Y軸的打印工作，然后一層一層地將整棟房子打印出來(lái)。與傳統(tǒng)房屋建造相比，“輪廓工藝”3D打印技術(shù)能夠節(jié)省20%-25%的資金和25%-30%的材料，也節(jié)省了40%-55%人力。

2.虛擬現(xiàn)實(shí)與3D打印技術(shù)在公共雕塑設(shè)計(jì)制造中的可行性探索

2，1傳統(tǒng)工藝與新技術(shù)制造對(duì)比分析

現(xiàn)有的公共雕塑制作流程先是由設(shè)計(jì)師對(duì)雕塑主題的理解構(gòu)思平面圖，通過(guò)平面圖交代場(chǎng)景、地點(diǎn)、主體、面積，然后制作成小樣，接著按原比例制作放大模型，同時(shí)進(jìn)行造型上的修改，然后根據(jù)所用材料選擇澆鑄、鍛造、焊接、雕刻等方法進(jìn)行制作。這一過(guò)程要求設(shè)計(jì)者反復(fù)修改甚至重新制作，同時(shí)由于加工手段的因素，一些復(fù)雜的形態(tài)也不得不被放棄，造成了設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、成本高、資源消耗大等問(wèn)題。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與3D打印技術(shù)同時(shí)參與公共雕塑的設(shè)計(jì)與制造，是技術(shù)與藝術(shù)的結(jié)合。在藝術(shù)領(lǐng)域創(chuàng)造者通過(guò)虛擬交互手段實(shí)現(xiàn)與雕塑作品的互動(dòng)完成設(shè)計(jì)、檢測(cè)、修復(fù)等一系列的工作，同時(shí)在技術(shù)領(lǐng)域利用三維打印技術(shù)能夠更精確更快捷地完成作品的制造，提高了設(shè)計(jì)者的工作效率，節(jié)約了設(shè)計(jì)成本，以深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖書(shū)館雕塑《思想者》為例，如表1所示，更加直觀的體現(xiàn)出新技術(shù)相比現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)越性。

2，2公共雕塑3D打印設(shè)備設(shè)計(jì)

2，21公共雕塑3D打印機(jī)設(shè)計(jì)定位

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外的3D打印機(jī)分為開(kāi)放式和封閉式兩種結(jié)構(gòu)類型。由于公共雕塑以景觀作品居多，且尺寸大小不一，根據(jù)行業(yè)的特性，此設(shè)計(jì)選擇開(kāi)放式結(jié)構(gòu)。其創(chuàng)新點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)的整體性強(qiáng)、拆卸便捷、擴(kuò)展性大同時(shí)采用履帶式設(shè)計(jì)移動(dòng)靈活，在復(fù)雜的地形條件下也能夠順利地完成工作。通過(guò)建立一個(gè)三軸交互運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)使打印平面每一個(gè)點(diǎn)都具有唯一確定的坐標(biāo)值與其對(duì)應(yīng)，采用整體造型設(shè)計(jì)避免零件凌亂布置，分別由機(jī)身部分、移動(dòng)部分和工作部分組成。

2.22公共雕塑3D打印機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加工方式

公共雕塑3D打印機(jī)整體的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)由x組件、Y組件、z平臺(tái)組件與工作組件、電路控制部分聯(lián)接組成。x組件是由直線導(dǎo)軌、移動(dòng)滑塊與工作組件組成。Y組件做整體升降運(yùn)動(dòng)，升降運(yùn)動(dòng)的精度由控制步進(jìn)電機(jī)與傳輸帶交互完成。

z軸由移動(dòng)履帶與伸縮直線導(dǎo)軌控制步進(jìn)電機(jī)組成。公共雕塑3D打印機(jī)整機(jī)如圖3所示。

打印加工方式為：如表2所示從外部存儲(chǔ)設(shè)備或者從計(jì)算機(jī)直接提取得到3D模型，由微控制器（單片機(jī)）對(duì)模型進(jìn)行分析建立支撐結(jié)構(gòu)，然后輸出指令控制打印噴頭的溫度，使材料能夠迅速融化并通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)噴頭進(jìn)行x、Y、z軸的移動(dòng)，噴頭在接收到指令后會(huì)調(diào)節(jié)噴出材料的多少，每打好一層控制器會(huì)讀取下一層參數(shù)再打印下一層，直到最后打印完成。

3.虛擬現(xiàn)實(shí)與3D打印技術(shù)在具體雕塑的制作與應(yīng)用

3.1案例總體設(shè)計(jì)規(guī)劃

沈陽(yáng)蒲河景觀帶是名副其實(shí)的“萬(wàn)頃生態(tài)濕地”，同時(shí)也是七星文化、蒲河文化、滿族文化、現(xiàn)代文化的宜居風(fēng)情帶。該案例設(shè)計(jì)選址在蒲河景觀帶中游，如圖4所示。為使雕塑與環(huán)境氣氛相協(xié)調(diào)，此設(shè)計(jì)以“藤”作為元素，外觀融入了七星文化元素，更能體現(xiàn)區(qū)域發(fā)展的激情與活力。該雕塑采用新的技術(shù)手段，來(lái)詮釋新技術(shù)在公共雕塑設(shè)計(jì)制作中的可行性與優(yōu)越性。

3，2虛擬現(xiàn)實(shí)與3D打印技術(shù)下雕塑制作流程

3，21基礎(chǔ)雕塑模型的構(gòu)建

新技術(shù)下雕塑的制作成型不依賴于手工制作，但不代表沒(méi)有作品的呈現(xiàn)方式。設(shè)計(jì)中可以采用軟件代替?zhèn)鹘y(tǒng)雕塑中手工制作的方式，將作品轉(zhuǎn)化成立體模型。此設(shè)計(jì)采用犀牛軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)模型的構(gòu)建，在犀牛軟件中將作品創(chuàng)建成型。如圖5所示。這里創(chuàng)建的模型替代傳統(tǒng)雕塑中手工制造的初模階段，僅僅表現(xiàn)出雕塑的立體形態(tài)，具備觀看的效果。此階段沒(méi)有確定材質(zhì)和最終尺寸，這一切都需要利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)與環(huán)境的交互體驗(yàn)最終確定雕塑的信息參數(shù)。

在確定雕塑的基本形態(tài)之后，犀牛軟件將以作品模型導(dǎo)出obj格式文件，該格式便于在接下來(lái)的虛擬眼鏡操作中使用。

3.22虛擬現(xiàn)實(shí)預(yù)覽測(cè)試

虛擬交互預(yù)覽操作借助谷歌meta眼鏡，其核心是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)。簡(jiǎn)而言之就是把現(xiàn)實(shí)世界放到屏幕上的虛擬展示，讓現(xiàn)實(shí)的信息更豐富，易于觀察。通過(guò)語(yǔ)音、觸控、自動(dòng)三種模式控制顯示信息取代傳統(tǒng)鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、顯示器的操作，讓場(chǎng)景更加真實(shí)、有說(shuō)服力。本公共雕塑虛擬測(cè)試步驟：

1首先把基本的模型信息傳輸?shù)組ETA設(shè)備中，運(yùn)行操作界面后根據(jù)蒲河生態(tài)走廊的自然環(huán)境色與雕塑的表面肌理，選擇與其符合的材質(zhì)與色彩參數(shù)。本雕塑材質(zhì)選取為：SLA材料，色彩參數(shù)為C1 M89 Y17 K99；

2通過(guò)手指的滑動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)到所需要的位置，完成對(duì)雕塑各個(gè)角度的觀察。更加直觀地優(yōu)化作品的細(xì)節(jié)。如圖6所示；

3利用手指的撐開(kāi)與收攏完成任意的縮放，直至得到一個(gè)合適的作品尺寸，本雕塑的打印范圍：5700，5700，700ram。

3.233D打印實(shí)物成型

此環(huán)節(jié)中我們借助上章節(jié)所設(shè)計(jì)的公共雕塑3D打印設(shè)備快速成型，經(jīng)過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)預(yù)測(cè)后，將調(diào)整后的3D數(shù)字模型保存為STL文件格式，利用前臺(tái)控制軟件PROE對(duì)3D模型進(jìn)行分層處理，分層完成后PROE軟件可以導(dǎo)出被3D打印機(jī)識(shí)別的CODE控制文件。將CODE文件輸入到3D打印機(jī)中，打印機(jī)Arduino主板里的固化軟件開(kāi)始讀取控制文件，在確認(rèn)設(shè)備狀態(tài)正常后，開(kāi)始控制分層打印。

最終的打印雕塑實(shí)物如圖7所示，最終打印參數(shù)：材料為SLA，設(shè)置了2層實(shí)心層、2圈輪廓、23%填充綠色。打印速度為每分鐘2-4層，成型體積為5700，5700，5700mm，打印精度為10，27，34mm。