基于VR技术应用领域创新的设计研究

徐婕　高淑美　史淑霞　王强　宋巧

摘要：现阶段VR技术研究较为成熟，经过不断发展，VR技术涉及领域也越来越多。该文对VR技术应用领域创新设计进行研究，主要分析了VR技术应用原理和构建虚拟系统的流程，阐述了VR虚拟技术发展前景以及VR虚拟技术的应用效果。

关键词：VR技术;应用领域;研究

中图分类号：TP3       文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）09-0078-02

5G时代的到来促使科研产品不断更新发展，目前人们对科学产品的依赖性越来越高，在科学技术浪潮的背景下，VR技术不断快速发展，在21世纪达到了黄金时期，在军事领域、医学、娱乐、游戏、生产等方面各有优势。VR技术涉及计算机图像技术、动力学、光学、传感器技术、人工智能等技术，是听、看、触一体化的技术。用户可以在虚拟环境体验到真实的感受，给人们带来不一样的感受。

1概述VR技术

VR技术指虚拟现实技术，是多媒体技术的一种终端形式，包括计算机技术、机器人技术、传感技术、人工智能等技术，主要是三维建模、跟踪、视觉、触觉等多项技术。

（1）VR技术应用原理

VR技术应用原理主要是利用计算机模拟出一个形似真实世界的虚拟世界，为使用者提供模拟视觉、触觉、听觉等感官体验，让体验者可以在虚拟世界中有一个良好的体验，如同身临其境一般，体验者在移动的过程中，计算机也会及时精准地进行计算，并且根据计算结果将模拟出的虚拟世界传回，进而产生临场感[1]。VR技术是将显示技术、计算机仿真技术、网络并行处理、计算机图形技术、人工智能、传感技术等集中起来，是一种具有辅助性的模拟技术。

（2）构建虚拟系统的流程

虚拟系统建设流程可以分为以下两模块：一种是导入各种模拟场景，根据体验者实际需求进行模块选择，然后根据选择的模块参数导入数据，之后创建出模拟世界;另一种是体验者在运动状态下，计算机通过计算将3D效果传回产生虚拟世界[2]。

2 VR虚拟技术发展前景

整体来说，现阶段VR技术发展可以分为两种模式：一种是桌面虚拟发展模式，另一种是沉浸式虚拟体验模式。无论是哪一种发展模式在未来都主要应用在建模、互动、绘制、系统组建等领域上，并且根据各领域的不同要求，创造出一系列新特点，主要有以下几点表现：（1）动态建模技术。VR技术的核心就是构建虚拟技术，动态建模技术主要是为了取得实际环境数据，根据获取的数据结合实际需求建设各种场景的虚拟环境。（2）实时三维虚拟模型创建和显示技术。就目前而言，三维模型制作技术取得了较高的成就，当前面临的难题是如何“实时生成”虚拟模型，在不影响和改变图像效果及复杂度的基础上需要运用什么样的技术手段是目前的一项重点研究工作。并且VR技术对传感器、立体成像要求比较高，现阶段虚拟技术还达不到系统要求，为此还需要加大三维成像以及显示技术的研究力度。（3）人工智能语音虚拟建模。虚拟建模过程比较复杂，需要更多的时间和精力来完成，目前VR技术正朝着智能语音和语音识别方面发展，将其综合起来可以解决VR人工语言技术的问题[3]。通过语言技术将建模需要的方式、特点、属性等内容转化成建模需要的信息，之后运用人工智能结合图形处理器进行设计和评价，充分显示出模型对象，有效连接各种静态模型和动态模型，以此完成系统模型建设。近几年来，虚拟现实技术受到的关注度越来越高，无论是国家还是高等学校，甚至是科学家都对此格外重视，我国科学研究机构在虚拟显示技术方面已经取得较高的成果，VR技术也已经成熟。

3 VR虚拟技术的应用

虚拟技术是一种立体空间展示，通过三维成像技术将展品呈现出来，利用虚拟模型进行介绍，应用领域比较广泛。

（1）购物领域

在购物领域中应用VR技术突破了常规购物理念的限制，消费者不需要親临商场就可以感受到商店的气氛，VR技术可以为用户提供全方位的商品细节，通过该技术用户可以在虚拟世界中感受和触摸商品，是一种新型的购物方式，利用VR技术进行购物可以节省成本，但这也仅仅是一种营销手段，若是采用VR技术营销，将会有更多的购物中心面临重组的问题[4]，同时也失去了逛商场购物的乐趣，为此虚拟购物技术一般比较适合老年人和身体不便的残疾人使用。

（2）体育场领域

体育场领域应用VR技术通常使用VR技术头盔，一般是运动员训练和模拟练习中使用，利用VR技术设置模拟练习，运动员在该技术下可以身临其境地感受比赛现场气氛，促使运动员在虚拟世界中提升自身经验和技巧[5]。另外运动员可以通过VR技术体验不同角度的运动技巧，并且可以反复观看，有利于运动员加深印象，熟练掌握比赛阵型。

（3）直播领域

在5G背景下，网络速度越来越快，VR技术在直播领域中通常是将直播技术和VR虚拟技术相结合，VR技术在直播领域中具有360°的全景视角，沉浸式体验更高，通过3D技术促使画面感更强、更加真实，互交感也比较强，通过VR技术感受直播过程[6]，用户可以拖拽显示屏、旋转观看角度等进行一系列互动操作，充分感受现场气氛和掌声，具有较高的实用性和趣味性。

（4）医疗领域

VR技术在医学领域中应用也比较广泛，可以通过VR技术让患者清楚知道病症发作过程以及原因，促使患者积极配合治疗。比如，老年人经常出现跌倒情况一般不会引起家人的重视，护士单纯的讲解很难引起家人的重视，再加上简单讲述具有一定的局限性，为此得不到患者和家属的重视。但是通过VR技术的使用，可以将跌倒原因和后果通过3D视频展示出来，让患者身临其境地感受这个过程[7]。这样不仅可以提高患者理解能力，同时也可以提高患者和家属的预防意识，从本质上减少此类事情发生，如图1所示。

（5）电影领域

与3D技术相比，VR技术观影建设的是360°三维空间图像，观众可以随意选择观看角度，体驗不一样的故事感受[8]。例如观看《Lost》时，不仅可以实现交互活动，同时也可以近距离感受萤火虫运动，提高观影感受。

（6）建筑领域

VR技术在工程中的实现主要是利用仿真技术实现交互可视效果，将几何数据转化成三维模型，并且根据虚拟技术为用户提供立体视觉效果。通常情况下是将CAD二维图形通过3D max软件转化成三维建筑模型，利用软件UE4或Unity 3D与VR技术相结合，让建筑模型具备可操作性能[9]。再以第一视角提高人们感受，也可以在手机端或者是PC端呈现，在用户面前全方位地展示出三维结构模型。

（7）教育领域

教育中应用VR技术改变了传统教学模式，突破了教学实验的局限性，通过VR技术可以将教学中一些抽象事物和实践以虚拟方式展示出来，以视频、图片的方式为学生提供完善的教学资源。如图2是VR云创新平台，该平台包括了VR课件播放器、移动授课、移动答题、自动评分、班级管理、作业部署、互动等功能。比如，生物学科教学有很多内容无法用语言形容出来，学生理解起来具有一定的难度。在应用VR技术的基础上学生可以全方位地观察细胞、DNA等结构，最大限度上丰富了教材内容，虚拟仿真技术可以将学生带入实验中，让学生感受生物实验过程，通过VR技术帮助学生体验生物成长过程[10]。一方面，有利于学生掌握抽象知识，提升学生知识含量;另一方面，教学中通过VR技术可以实现一些无法进行的实验，并且没有实验风险存在，进而提升学生的学习效果。

除了上述领域以外， VR技术还可以应用在房地产领域中，人们通过VR虚拟技术可以观看到房间各个角度装修以后的场景;也可以用在汽车生产和机械设备生产中，通过三维立体建模技术可以得到汽车和机械的各项数据;VR技术在游戏领域应用也比较多，不需要建设实际场景就可以感受身临其境的乐趣;还在军事领域、旅游等方面有所涉及，并且都取得了较好的效果。

4结论

随着科技不断发展，VR技术应用也在不断扩大，VR技术具有虚拟仿真的特殊优势，在教育事业、机械设备、医疗机构、购物、旅游、电影等多个领域中有很好的发展前景，促使企业生产更具可操作性，并且可以有效降低企业成本，为企业带来更多的经济效益。但是VR技术全面发展还具有一定局限性，还需要不断进行研究，加大VR技术创新领域。

参考文献：

[1] 周丹.VR技术的发展现状及应用领域研究实践[J].电子技术与软件工程，2018（17）：147-148.

[2] 康若熙.VR技术现状及应用领域分析[J].科技经济导刊，2019，27（8）：36.

[3] 胡茶升，殷嘉乐，尚晨阳，等.基于VR技术应用领域创新的设计研究[J].计算机产品与流通，2020（1）：166.

[4] 李昆阳.浅析VR技术在互联网购物中的应用[J].数字技术与应用，2018，36（12）：220-221.

[5] 朱永皓，吴磊.VR技术在体育领域内的应用与展望[J].当代体育科技，2020，10（6）：245-246，248.

[6] 韩艺，冯一峰，方明明.VR技术在网络直播领域的应用研究[J].西部广播电视，2020（13）：200-201.

[7] 袁楚翔，杨冰.VR技术在医疗中的应用研究[J].现代信息科技，2018，2（3）：102-104.

[8] 乔守明，江静，巩晨静.探索VR技术在影视领域中的应用[J].科技风，2021（12）：79-81.

[9] 赵欣，贺小刚，张俊，等.VR技术在建筑领域的实践初探[J].科学技术创新，2018（19）：98-99.

[10] 杨梅.VR技术在我国教育领域应用研究[J].创新创业理论研究与实践，2021，4（12）：61-63.

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