基于数字媒体技术的虚拟现实的分析与研究

房奇蕙 长春建筑学院

引言

虚拟现实是虚拟现实搜索公司莱纳创造的一个术语，它一般指由一系列新的交互设备（如头盔显示器和传感手套）构成的计算机软件和硬件环境。

虚拟现实技术不只是那些戴着交互设备的人，还包括所有相关的技术和方法，具有自然模拟和现实体验。想要创造一个类似于客观环境的和谐的人机环境，超越客观的时间和空间，能够沉浸其中，能够控制它。可以实现或部分实现这一目标的系统被作为虚拟现实系统。

1 虚拟现实技术的优点和其广泛应用

和别的国家相比较，中国的虚拟现实技术起步有些晚。虚拟现实技术在中国发展十分迅速，虚拟现实技术被广泛应用在各个领域中：

1.1 计算机辅助设计领域

现在计算机辅助设计领域中主要使用的技术是虚拟现实技术。通过使用各种虚拟现实的软件，比如CAD软件被用来制作虚拟家居和虚拟建筑，让设计方案变得更加有效、直观，有助于对设计方案进行修改。

1.2 军事方面

自20世纪90年代以来，发达国家已经将虚拟现实技术用于军事训练中。例如无人飞行器和无人坦克，虚拟现实技术可以降低实战过程中的人员和物资消耗。虚拟现实技术在评估武器系统性能、军事演习和对武器操作的训练方面都起到的作用很大。

1.3 航空航天领域

虚拟现实技术允许飞行员提前进行模拟训练，而不是实际进入航天器等，模拟训练舱的舱外场景，飞行员可以面对屏幕进行实际的驾驶操作。像航天器这样的现代飞行器要花费很多钱，而且发射过程中的风险是未知的，虚拟现实技术的应用可以减少费用和降低事故发生的概率。

1.4 医疗领域

虚拟现实技术在医疗领域中扮演着两个角色。通过虚拟环境场景演练的患者，可以减轻他们的压力和痛苦。对成千上万的医生来说，模拟手术平台的位置，有助于医生识别手术的成功，处理各种急症病人，具有很高的应用价值。对于成千上万刚进入工作场所的医生来说，虚拟现实技术还可以模拟人体器官、手术环境等。有利于他们更快地和医生的角色相互结合。

2 虚拟现实模型

虚拟现实有不同的建模方法：

几何建模有两种方法，手动和自动，手动的方法：

(l）使用计算机软件进行建模。

(2）利用建模软件，比如CAD、3DMAX等软件。

(3）自己制作制的工具软件。建模是用成千上万的硬件设备进行的，还回采用基于成千上万张图片的几何建模技术。

在虚拟现实技术中，粒子是由成千上万个动态运动的物体进行建模的。分形建模方式是使用简单的操作来完成复杂对象的建模，通常用于虚拟现实技术中静态远景的建模。

3 虚拟现实和数字媒体技术两者之间的关系

事实上，虚拟现实技术只是刚进入公众的视野的东西，然而，虽然虚拟现实是一个新出现的技术，但是多媒体可能早已为许多人所知，可能很多人并不清楚，多媒体和虚拟现实也是相关的，可以具体了解一些多媒体和虚拟现实两者之间的联系，并尝试在未来改变职业。

多媒体技术为虚拟现实技术提供了基础的条件。这表明多媒体技术和虚拟现实技术两者上是不可分割的，如果我们将来想从事虚拟现实行业，还需要了解一些多媒体知识。高等教育是高度专业化的，研究地质学的人应该知道地质晶体的类型和结构。那些研究物理的人应该理解这个定理的结构；那些研究力学的人应该知道齿轮是怎样旋转的，以及怎样形成传导力的效果……在高速科学技术的形成过程中，许多大学和一些机构使用多媒体辅助技术教学，来帮助教师向学生传授知识，并通过计算机技术对机构进行培训。如果学生和教职员工想亲身体验和实践，想近距离全面地观察更珍贵的物品、绘画或古代世代，体验火山爆发岩浆和太空子弹发射的过程……这过去看起来像是天与地之间的对话，现在利用虚拟现实技术就可以变成现实。

虚拟教室是利用网络建立远程视频和音频的主体，能够满足时效性、灵活性和大规模学生教学的需要。通过软件系统、实时的交互系统等对学生进行管理，虚拟教室具有以下特点：

(1）成本低、消费少；

(2）可以实现广泛覆盖，提高应用率；

(3）课程的设置和学生的选择具有一定的灵活性；

(4）不受上课时间的限制，可以24小时在线；

(5）可管理性和教学效率有所提高；

(6）可升级和可扩展，这有利于后续开发；

然而，目前的虚拟课堂在学习过程中也存在一定的局限性，比如只有字幕和声音，这些都不同于真实课堂中的学习情境，观察和言语等动态学习活动难以实现，还会出现教学信息资源缺乏和网络带宽不足等问题。

4 结束语

虚拟现实技术在传统教学系统的基础上，创造了一种新的学习环境和学习方法，有十分广阔的发展前景，对于教师队伍建设和教育方式转型也有重要作用。国家对基础设施和教学资源的不断完善，虚拟现实技术必将对教学方式产生巨大的改变。