虛擬設(shè)計(jì)環(huán)境系統(tǒng)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究分析

王凡，段潔淳

（全州大學(xué)，韓國(guó) 999007）

1 引言

所謂虛擬環(huán)境主要包括環(huán)境創(chuàng)建和環(huán)境管理兩部分。創(chuàng)建的環(huán)境大多是現(xiàn)實(shí)環(huán)境中不易經(jīng)歷的。而虛擬環(huán)境技術(shù)的主要目標(biāo)就是通過(guò)建立管徑與參與者之間的關(guān)系，使參與者置身其中，并產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)。近年來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，國(guó)內(nèi)對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究給予了高度重視和關(guān)注，在一定程度上得到了很大的發(fā)展與進(jìn)步。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅是信息科學(xué)領(lǐng)域中最為新型的一種技術(shù)，而且也是21世紀(jì)的熱門(mén)技術(shù)之一。經(jīng)研究，其應(yīng)用前景非常廣闊，會(huì)在多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮其有效作用。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)的基本特征

2.1 交互性

交互性指用戶對(duì)模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度。例如，用戶可以用手去直接抓取模擬環(huán)境中虛擬的物體，這時(shí)手有握著東西的感覺(jué)，并可以感覺(jué)物體的重量，視野中被抓的物體也能立刻隨著手的移動(dòng)而移動(dòng)[1]。

2.2 沉浸感

沉浸感主要包含兩種，一種是感知性，一種是自主性。

感知性所包含的感知非常多，不僅具有計(jì)算機(jī)中所包含的視覺(jué)感知，還具有聽(tīng)覺(jué)感知、力覺(jué)感知、運(yùn)動(dòng)感知、觸覺(jué)感知，除此之外，有研究學(xué)者經(jīng)過(guò)研究表明，還包括味覺(jué)感知和嗅覺(jué)感知。虛擬場(chǎng)景可以根據(jù)人的視點(diǎn)進(jìn)行全方位的活動(dòng)和操作，在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程它所具有的紋理、形式、燈光，甚至視頻、音樂(lè)等效果與現(xiàn)實(shí)中的現(xiàn)象進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)虛擬場(chǎng)景中的更為形象、逼真，用戶在對(duì)虛擬物體進(jìn)行實(shí)際操作的過(guò)程中，可以在很大程度上感受到虛擬物體所要表現(xiàn)出的反作用力[2]。

自主性表現(xiàn)為虛擬物體在進(jìn)行自由活動(dòng)的時(shí)候，相互作用的情況下，或者是與用戶在相互作用的情況下，其動(dòng)態(tài)都會(huì)具有一定的實(shí)際表現(xiàn)，那么，對(duì)于這些所表現(xiàn)的形式來(lái)講，可以有效滿足自然界的規(guī)律。例如，一旦感受到力的作用，物體就會(huì)隨之出現(xiàn)方向上的改變，向上移動(dòng)或前后反倒，再或者從上面掉落到地下。

2.3 構(gòu)想性

構(gòu)想性的效果最為明顯，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，主要注意兩個(gè)方面，一是要對(duì)其進(jìn)行合理化應(yīng)用；二是在應(yīng)用的過(guò)程中要具有一定的想象力。這兩個(gè)方面一旦實(shí)現(xiàn)不僅可以提高應(yīng)用過(guò)程中的生產(chǎn)率，減少勞動(dòng)量，還可以在很大程度上保障產(chǎn)品的質(zhì)量可以達(dá)到國(guó)家所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)[3]。在應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)時(shí)，使用者會(huì)從虛擬環(huán)境中感受到特殊的感性和理性，并且也可以加深對(duì)它的認(rèn)識(shí)和理解，另外，虛擬環(huán)境是由定性和定量綜合集合而成的。在這種狀態(tài)下，不僅可以讓人們產(chǎn)生一種深化的認(rèn)識(shí)，還可以讓人產(chǎn)生一種新意與構(gòu)想。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

目前，為了讓人機(jī)之間更好地傳遞信息，一些新型技術(shù)也逐漸應(yīng)運(yùn)而生，并在信息化技術(shù)發(fā)展中更加成熟，如語(yǔ)音、手寫(xiě)、手勢(shì)、頭盔等，甚至人機(jī)之間的傳感設(shè)備也在逐漸完善。這些新的交互技術(shù)在手機(jī)上的使用發(fā)展了手機(jī)交互的帶寬，在很大程度上突破了傳統(tǒng)技術(shù)交流障礙，構(gòu)建人機(jī)和諧的交流環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)交互技術(shù)之所以在多個(gè)領(lǐng)域中得以廣泛應(yīng)用，因?yàn)樵摷夹g(shù)融合了非常多的具有針對(duì)性的信息技術(shù)，如多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、傳感器技術(shù)等，通過(guò)利用計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)從而形成一種具有針對(duì)性的虛擬環(huán)境，實(shí)際操作者可以通過(guò)采用多種專業(yè)性的傳感設(shè)備沉浸在虛擬的環(huán)境中，與自然進(jìn)行交互[4]。在全球現(xiàn)代化信息技術(shù)快速發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)一體化的驅(qū)動(dòng)下，我國(guó)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)會(huì)進(jìn)一步發(fā)展，在將來(lái)的3D手機(jī)游戲和場(chǎng)景中進(jìn)行信息瀏覽的時(shí)候，可以顯示得更加逼真、形象，有利于提升用戶的體驗(yàn)程度。隨著新技術(shù)的逐漸發(fā)展，推動(dòng)了新產(chǎn)品的發(fā)展，也使各種交互方式逐漸增多，人們對(duì)交互的體驗(yàn)程度也逐漸升高。

4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在無(wú)障礙輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

根據(jù)我國(guó)公布的《中國(guó)實(shí)用殘疾人評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》，其中所包括的殘疾人種類(lèi)非常多，有聽(tīng)力存在殘疾的、語(yǔ)言能力存在殘疾的、肢體行動(dòng)能力存在殘疾的等，這些殘疾人不管是在生活中，還是在工作中都會(huì)遇到大大小小的活動(dòng)障礙，所以要為其提供最具有特殊性的產(chǎn)品和環(huán)境，從而方便他們的生活和工作。對(duì)于殘疾人來(lái)講，其最為顯著的特點(diǎn)就是：四肢力量和靈活性比較低，聽(tīng)力、視力、語(yǔ)言等都逐漸退化，主要原因在于這些殘疾人由于生理機(jī)能的逐漸退化，甚至喪失從而出現(xiàn)多方面的障礙，將其全部化為生理障礙人群，根據(jù)殘疾人的特點(diǎn)及其生活和工作中所遇到的阻礙和問(wèn)題，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)設(shè)計(jì)無(wú)障礙輔助產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要對(duì)以下方面進(jìn)行全方位考慮。

第一，包容性。它可以對(duì)具有生理障礙的人們進(jìn)行全面考慮，在設(shè)置的過(guò)程都會(huì)為他們提供最便利的條件，不管是有障礙，還是沒(méi)有障礙都可以得到良好的服務(wù)。特別對(duì)于一些環(huán)境，或者是環(huán)境設(shè)施來(lái)講，不僅適合健全的人群進(jìn)行使用，還有利于一些具有障礙的人群，甚至一些老人和小孩等都可以進(jìn)行活動(dòng)和娛樂(lè)。

第二，便利性。該特性從表面上可以理解為，為廣大群眾提供最為便利的服務(wù)，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，不僅操作方便、節(jié)省力量，而且操作起來(lái)還具有一定的安全性和準(zhǔn)確性，可以在很大程度上滿足人們的使用需求，滿足現(xiàn)代化發(fā)展的實(shí)際需求。

第三，自理性。對(duì)于自理性來(lái)講，不僅要認(rèn)識(shí)到群體中所存在的不平等和差異性，還要在任何時(shí)候、任何情況中，都要對(duì)用戶和各種群體給予高度的重視和尊重。在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，通過(guò)給一些存在障礙的人群提供一些相應(yīng)的輔助工具，保障他們的安全，使他們可以獨(dú)立行動(dòng)。

第四，經(jīng)濟(jì)性。要符合大眾化的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，不論是強(qiáng)勢(shì)人群還是弱勢(shì)人群在價(jià)格上都可以接受。因此，在實(shí)際使用的過(guò)程中，不僅要保證其自身的安全性和便捷性，還要保證它的低成本，另外，要具有高度的性價(jià)比。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在科學(xué)信息技術(shù)高速發(fā)展，信息化氣息十足的今天，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)得以廣泛的應(yīng)用并取得了顯著效果，特別是在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，該技術(shù)將會(huì)獲得對(duì)未來(lái)現(xiàn)實(shí)環(huán)境的感覺(jué)和認(rèn)識(shí)，可以將環(huán)境設(shè)計(jì)的潛能充分發(fā)揮出來(lái)。