虛擬設(shè)計環(huán)境系統(tǒng)中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究分析

王凡 段潔淳

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進步，虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)運而生。由于虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有自身獨特的優(yōu)勢，因此在環(huán)境設(shè)計中得以廣泛的應(yīng)用，并給環(huán)境設(shè)計帶來了革命性變化。論文首先對虛擬環(huán)境的基本特征進行了探討，其次對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用效果進行了深入分析和探究。

【關(guān)鍵詞】虛擬設(shè)計環(huán)境系統(tǒng);虛擬現(xiàn)實技術(shù);研究分析

【中圖分類號】TF083? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）01-0177-02

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。近年來，隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進步，國內(nèi)對于虛擬現(xiàn)實技術(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)展與進步。虛擬現(xiàn)實技術(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世紀的熱門技術(shù)之一。經(jīng)研究，其應(yīng)用前景非常廣闊，會在多個領(lǐng)域發(fā)揮其有效作用。

2 虛擬現(xiàn)實的基本特征

2.1 交互性

交互性指用戶對模擬環(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，這時手有握著東西的感覺，并可以感覺物體的重量，視野中被抓的物體也能立刻隨著手的移動而移動[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，不僅具有計算機中所包含的視覺感知，還具有聽覺感知、力覺感知、運動感知、觸覺感知，除此之外，有研究學(xué)者經(jīng)過研究表明，還包括味覺感知和嗅覺感知。虛擬場景可以根據(jù)人的視點進行全方位的活動和操作，在運動的過程它所具有的紋理、形式、燈光，甚至視頻、音樂等效果與現(xiàn)實中的現(xiàn)象進行比較，發(fā)現(xiàn)虛擬場景中的更為形象、逼真，用戶在對虛擬物體進行實際操作的過程中，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)為虛擬物體在進行自由活動的時候，相互作用的情況下，或者是與用戶在相互作用的情況下，其動態(tài)都會具有一定的實際表現(xiàn)，那么，對于這些所表現(xiàn)的形式來講，可以有效滿足自然界的規(guī)律。例如，一旦感受到力的作用，物體就會隨之出現(xiàn)方向上的改變，向上移動或前后反倒，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，在實際應(yīng)用的過程中，主要注意兩個方面，一是要對其進行合理化應(yīng)用;二是在應(yīng)用的過程中要具有一定的想象力。這兩個方面一旦實現(xiàn)不僅可以提高應(yīng)用過程中的生產(chǎn)率，減少勞動量，還可以在很大程度上保障產(chǎn)品的質(zhì)量可以達到國家所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)[3]。在應(yīng)用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)時，使用者會從虛擬環(huán)境中感受到特殊的感性和理性，并且也可以加深對它的認識和理解，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)生一種深化的認識，還可以讓人產(chǎn)生一種新意與構(gòu)想。

3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在人機交互界面設(shè)計中的應(yīng)用

目前，為了讓人機之間更好地傳遞信息，一些新型技術(shù)也逐漸應(yīng)運而生，并在信息化技術(shù)發(fā)展中更加成熟，如語音、手寫、手勢、頭盔等，甚至人機之間的傳感設(shè)備也在逐漸完善。這些新的交互技術(shù)在手機上的使用發(fā)展了手機交互的帶寬，在很大程度上突破了傳統(tǒng)技術(shù)交流障礙，構(gòu)建人機和諧的交流環(huán)境。虛擬現(xiàn)實交互技術(shù)之所以在多個領(lǐng)域中得以廣泛應(yīng)用，因為該技術(shù)融合了非常多的具有針對性的信息技術(shù)，如多媒體技術(shù)、計算機圖形學(xué)、傳感器技術(shù)等，通過利用計算機的優(yōu)勢從而形成一種具有針對性的虛擬環(huán)境，實際操作者可以通過采用多種專業(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)濟一體化的驅(qū)動下，我國的虛擬現(xiàn)實技術(shù)會進一步發(fā)展，在將來的3D手機游戲和場景中進行信息瀏覽的時候，可以顯示得更加逼真、形象，有利于提升用戶的體驗程度。隨著新技術(shù)的逐漸發(fā)展，推動了新產(chǎn)品的發(fā)展，也使各種交互方式逐漸增多，人們對交互的體驗程度也逐漸升高。

4 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在無障礙輔助產(chǎn)品設(shè)計中的運用

根據(jù)我國公布的《中國實用殘疾人評定標(biāo)準(zhǔn)》，其中所包括的殘疾人種類非常多，有聽力存在殘疾的、語言能力存在殘疾的、肢體行動能力存在殘疾的等，這些殘疾人不管是在生活中，還是在工作中都會遇到大大小小的活動障礙，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。對于殘疾人來講，其最為顯著的特點就是：四肢力量和靈活性比較低，聽力、視力、語言等都逐漸退化，主要原因在于這些殘疾人由于生理機能的逐漸退化，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)殘疾人的特點及其生活和工作中所遇到的阻礙和問題，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢設(shè)計無障礙輔助產(chǎn)品，在設(shè)計的過程中要對以下方面進行全方位考慮。

第一，包容性。它可以對具有生理障礙的人們進行全面考慮，在設(shè)置的過程都會為他們提供最便利的條件，不管是有障礙，還是沒有障礙都可以得到良好的服務(wù)。特別對于一些環(huán)境，或者是環(huán)境設(shè)施來講，不僅適合健全的人群進行使用，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行活動和娛樂。

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)，在實際應(yīng)用的過程中，不僅操作方便、節(jié)省力量，而且操作起來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)展的實際需求。

第三，自理性。對于自理性來講，不僅要認識到群體中所存在的不平等和差異性，還要在任何時候、任何情況中，都要對用戶和各種群體給予高度的重視和尊重。在實際應(yīng)用的過程中，通過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，使他們可以獨立行動。

第四，經(jīng)濟性。要符合大眾化的經(jīng)濟實力，不論是強勢人群還是弱勢人群在價格上都可以接受。因此，在實際使用的過程中，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，要具有高度的性價比。

5 結(jié)語

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)實環(huán)境中，該技術(shù)將會獲得對未來現(xiàn)實環(huán)境的感覺和認識，可以將環(huán)境設(shè)計的潛能充分發(fā)揮出來。

【參考文獻】

【1】完顏振海，梁磊，孟超，等.運載火箭飛行力學(xué)環(huán)境虛擬試驗及可視化系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機測量與控制，2017，25（11）：291-294.

【2】顏軍.計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計系統(tǒng)構(gòu)建[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2018，41（7）：62-66.

【3】劉芳，周薇，梁承龍.建筑空間環(huán)境設(shè)計虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)開發(fā)研究[J].區(qū)域治理，2018，（1）：59.

【4】完顏振海，梁磊，孟超，等.運載火箭飛行力學(xué)環(huán)境虛擬試驗及可視化系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機測量與控制，2017，25（11）：291-294.