針對(duì)VR教育培訓(xùn)平臺(tái)的研究

梁冠華　王平　董雪婷　李俊材　杜明帥　郭禹朋

【摘要】虛擬現(xiàn)實(shí)，英文稱(chēng)為Virtual Reality（VR），我們對(duì)現(xiàn)實(shí)所了解的一切都來(lái)自于我們的感官。換句話(huà)說(shuō)，我們對(duì)現(xiàn)實(shí)的全部體驗(yàn)只是感官信息和我們的大腦感知制定機(jī)制的結(jié)合。因此，如果你能用虛構(gòu)的信息表達(dá)你的感官，那么你對(duì)現(xiàn)實(shí)的看法也會(huì)因此而改變。你會(huì)看到一個(gè)真實(shí)存在的現(xiàn)實(shí)版本，但從你的角度來(lái)看，它會(huì)被認(rèn)為是真實(shí)的。這就是我們稱(chēng)之為虛擬現(xiàn)實(shí)的東西。因此，總而言之，虛擬現(xiàn)實(shí)需要通過(guò)計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境來(lái)呈現(xiàn)我們的感官，我們可以通過(guò)某種方式進(jìn)行探索。虛擬現(xiàn)實(shí)是用于描述可由人探索和交互的三維計(jì)算機(jī)生成環(huán)境的術(shù)語(yǔ)。那個(gè)人成為這個(gè)虛擬世界的一部分或者沉浸在這個(gè)環(huán)境中，并且在虛擬現(xiàn)實(shí)中，能夠操縱物體或執(zhí)行一系列動(dòng)作。

【關(guān)鍵詞】VR AR

引言：虛擬現(xiàn)實(shí)并不是一個(gè)新事物，1989年VR被首次提出，然而并未獲得市場(chǎng)認(rèn)可。隨著Facebook收購(gòu)Oculus，以及技術(shù)的不斷完善，VR在2014年迎來(lái)發(fā)展元年。目前虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）市場(chǎng)在過(guò)去幾年中邁出了巨大的一步。 VR行業(yè)現(xiàn)在得到了Facebook，微軟和三星等巨頭的支持。這通過(guò)降低VR頭顯的價(jià)格和提高工具的質(zhì)量來(lái)進(jìn)一步推動(dòng)市場(chǎng)。2016年全球虛擬現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)價(jià)值20億美元，預(yù)計(jì)到2021年將增長(zhǎng)10倍，VR的發(fā)展遵循這一趨勢(shì)，相應(yīng)增長(zhǎng)。

一、項(xiàng)目實(shí)施的目的

由于施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境復(fù)雜，危險(xiǎn)度較高，有些特殊情況無(wú)法在真實(shí)的施工現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)指導(dǎo)。建筑行業(yè)的一線(xiàn)施工人員大多數(shù)沒(méi)有經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，所以采用虛擬現(xiàn)實(shí)VR技術(shù)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR可以降低培訓(xùn)的風(fēng)險(xiǎn)，虛擬現(xiàn)實(shí)的培訓(xùn)成本較低。虛擬現(xiàn)實(shí)擬真度較高，可以給學(xué)員身臨其境效果。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行輔助指導(dǎo)，這些都可以通過(guò)該平臺(tái)的建設(shè)來(lái)實(shí)現(xiàn)。將3D模型結(jié)合VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)打包成APP的形式，并加以其他輔助功能，方便公司使用。

二、項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容

調(diào)研分析各個(gè)模塊的各個(gè)功能，具體開(kāi)發(fā)中虛擬場(chǎng)景中的模型和紋理貼圖都是來(lái)源于真實(shí)場(chǎng)景，事先通過(guò)攝像采集材質(zhì)紋理貼圖，建立真實(shí)場(chǎng)景的3D結(jié)構(gòu)，通過(guò)ps和maya以及3dMax等軟件來(lái)處理紋理和構(gòu)建真實(shí)場(chǎng)景的三維模型，然后導(dǎo)入 U3D構(gòu)建虛擬場(chǎng)景，在 U3D平臺(tái)通過(guò)音效，觸發(fā)器，UGUI，插件，燈光，渲染，編寫(xiě)交互代碼，最后發(fā)布軟件設(shè)置以及后期維護(hù)。建模技術(shù)：在3D計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中，3D建模是通過(guò)專(zhuān)用軟件在三維空間中開(kāi)發(fā)對(duì)象的任何表面的數(shù)學(xué)表示的過(guò)程。該產(chǎn)品被稱(chēng)為3D模型。它可以通過(guò)稱(chēng)為3D渲染的過(guò)程顯示為二維圖像，或者在物理現(xiàn)象的計(jì)算機(jī)模擬中使用。建模是構(gòu)建場(chǎng)景的基本要求，在建模過(guò)程中最重要就是模型的優(yōu)化問(wèn)題，一個(gè)好的虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)軟件不僅要運(yùn)行流暢、還要保證模型占用內(nèi)存盡可能小，可以通過(guò)部分視野渲染解決過(guò)大模型渲染產(chǎn)生的功耗問(wèn)題，以此保證程序發(fā)布之后不會(huì)占用太大的硬件資源。

三、項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、架構(gòu)設(shè)計(jì)

2、軟硬件設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)規(guī)范框架的制定：建立VR設(shè)計(jì)規(guī)范的框架，列舉VR設(shè)計(jì)規(guī)范所涉及的內(nèi)容和方向。目前已有的VR產(chǎn)品大部分體驗(yàn)不太成熟。我們知道產(chǎn)品體驗(yàn)最重要的一點(diǎn)是保持規(guī)范性和統(tǒng)一性。虛擬現(xiàn)實(shí)軟件對(duì)使用者來(lái)說(shuō)沉浸感是一項(xiàng)重要的指標(biāo)，主要體現(xiàn)在場(chǎng)景的構(gòu)造和媒體之間的相互組合，以及各方面的細(xì)節(jié)處理。

四、結(jié)語(yǔ)

該項(xiàng)目可以降低建筑企業(yè)培訓(xùn)的危險(xiǎn)度和成本，通過(guò)觀察固定的半通明化3D模型，結(jié)合建筑體，對(duì)建筑人員布線(xiàn)定位起到良好的輔助作用。

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