虛擬現(xiàn)實技術(shù)在動物生境調(diào)查與保護中的應用

潘清蕓 高堃 齊子安 李友邦

摘要：虛擬現(xiàn)實技術(shù)是利用交互系統(tǒng)及多個學科交叉應用衍生出的新技術(shù)。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)對廣西崇左白頭葉猴自然保護區(qū)板利片區(qū)8個樣點進行全景圖拍攝和制作，更加立體地展示白頭葉猴棲息地，并以新型宣傳方式進行白頭葉猴保護宣傳，同時通過無人機追蹤觀察白頭葉猴，確定利用無人機技術(shù)在動物調(diào)查方面的可能性，探究虛擬現(xiàn)實技術(shù)與動物生境調(diào)查及保護相結(jié)合的未來發(fā)展方向。

關鍵詞：白頭葉猴;虛擬現(xiàn)實技術(shù);生境調(diào)查;生境保護;無人機

The Application of Virtual Reality Technology in Animal

Habitat Investigation and Protection

——A Case Study of the Banli Area in Trachypithecus Leucocephalus

Nature Reserve in Chongzuo， Guangxi

PAN qing?yun， GAO Kun， QI Zian， LI You?bang

（College of Life Science， Guangxi Normal University， Guilin 541006，China）

Abstract： Virtual reality technology is a new technology derived from interactive system and an interdisciplinary application. This study aims to explore the possibility and future development of the combination of virtual reality technology and animal habitat investigation and protection. Through virtual reality technology， 8 sample points of Banli area of Chongzuo trachypithecus leucocephalus nature reserve in Guangxi were photographed and made， and the habitat was shown more tridimensionally， and the protection could be publicized with this new publicity method. At the same time， the possibility of using drone technology in animal survey was confirmed by tracking and observing the animals.

Key Words：trachypithecus leucocephalus; virtual reality technology; habitat investigation;habitat?protection; unmanned aerial vehicle

0?引言

虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ膶W科，是以計算機技術(shù)為核心、結(jié)合相關科學的交叉技術(shù)。用戶借助必要裝備與數(shù)字化環(huán)境中的對象進行交互，產(chǎn)生身臨實境的感觀體驗[1]。近年來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展迅速，在醫(yī)學治療、舞蹈教育教學[2]及電子圖書館等領域均有廣泛應用。虛擬現(xiàn)實技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)合成為研究熱點。

保護我國現(xiàn)有葉猴棲息地，改善和恢復葉猴原有棲息生境植被是保護葉猴的最重要措施[3]，同時白頭葉猴的宣傳與其棲息地記錄及展示也極為重要。目前國內(nèi)針對虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用于動物生境保護的研究比較鮮見。本文闡述了如何利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對白頭葉猴進行宣傳保護，探索虛擬現(xiàn)實技術(shù)在動物生境保護方面應用的可能性。

1?虛擬現(xiàn)實技術(shù)

1.1?虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）技術(shù)，也稱靈境技術(shù)，是一種以計算機技術(shù)為基礎及核心，綜合多種技術(shù)、利用交互設備構(gòu)建虛擬世界的新興技術(shù)，使用戶仿佛置身于現(xiàn)實環(huán)境，達到境界虛擬但感覺真實的效果[4]。其主要特征包括沉浸感、交互性、構(gòu)想性。

VR技術(shù)近年來成為技術(shù)研究領域熱門，匯集人工智能、計算機技術(shù)和網(wǎng)絡多媒體技術(shù)、人體仿真學及人機交互等多種學科。該技術(shù)借助虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)將計算機處理的單一數(shù)字化信息轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑S空間信息，將單一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)槿四芨惺艿降摹⒃谒季S過程中接觸的、除數(shù)據(jù)外其它各種形式的多維信息集合，從而達到增強現(xiàn)實的作用[5]。VR系統(tǒng)主要包括輸入輸出設備、數(shù)據(jù)庫、專業(yè)圖形處理計算機、虛擬現(xiàn)實處理平臺及軟件開發(fā)系統(tǒng)[6]。

VR系統(tǒng)按照輸入方式可分為基于現(xiàn)實圖景構(gòu)造的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)和基于三維模擬圖形構(gòu)建的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)[7]。同時根據(jù)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的輸出方式又可以分為：①桌面式，即借助PC輸出的VR系統(tǒng)，易受環(huán)境干擾，沉浸感較差;②沉浸式，即借助基站輸出的VR系統(tǒng)，不僅通過圖像展示，同時借助聲音、觸感等進行展示，可加強虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的交互感和沉浸感;③增強式，即高度平行的VR系統(tǒng)，指在能看見真實世界物象的同時，將虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)模擬的圖形投射在真實物體上，加強對真實世界的展示;④網(wǎng)絡分布式VR系統(tǒng)，指通過前幾種VR系統(tǒng)交互形成的大型網(wǎng)絡系統(tǒng)[8]。

1.2?VR技術(shù)應用

目前VR技術(shù)已廣泛應用于軍事及民用生產(chǎn)。

（1）軍事及航天領域。VR技術(shù)在軍事及航天領域的應用有效推進了技術(shù)發(fā)展。在航空航天領域，VR技術(shù)可利用無人機采集圖像，還可對環(huán)境進行模擬，對載人航天事業(yè)有極大推動作用，有助于航天員模擬訓練航天任務[9]，同時也為軍事演習提供了一個新思路與方向。