基于网络的虚拟现实技术初探

刘 达

北京城市学院，北京 100000

基于网络的虚拟现实技术初探

刘 达

北京城市学院，北京 100000

在计算机技术急速发展的今天，如何将计算机信息技术有效的结合在虚拟现实技术中，使之既发挥虚拟实验室的理想效果，又降低在现实环境下实验的局限性。从而更好的为社会中存在的不同领域内的实际需求提供帮助。本文结合不同领域中对虚拟实现技术与当今的网络环境的应用情况，探讨这一技术的具体问题。

网络；虚拟现实技术；应用

基于对计算机仿真技术的开发和具体的应用发展而来的虚拟实现技术，它一开始是采用一些新鲜的设备（例如数据手套之类的），来让客户体会到虚拟世界的一种计算机的软件或者硬件环境。用户通过对于这些高级设备，通过自身的一些简单的技能，像头部的转动或者是语言的叙述等，向计算机系统发出指令，同时，在这一过程中通过环境内容的收集，确定对用户的多种信息的收集和反馈。现如今，这样的技术已经在很多领域内都有涉及，如科研、医学以及娱乐活动中。

1 虚拟现实技术概述

虚拟实现这一概念是由英语引入的，其英文名称为Virtual Reality，可简称为VR。VR技术是一种基于电脑网络技术建立的模拟场景，这种场景在一定程度上展示了一个比较真实的三维空间，通过这样的一个空间的展示，研究人员可以了解到产品的性能好坏。由于对于不同的行业来说，需要模拟的环境不尽相同，所以他们开发利用的重点也不同。VR技术由于其具有的实时的空间表现力和自然的操作环境等原因，为体验者带来了一场真实的感受。所以这一技术的应用不仅可以表现在人机交互技术方面，同时还表现在工程数据的可视化以及科学研究中对于宏观或者是微观世界的物质的运动和变化规则等各个方面。

2 虚拟现实技术特征

1）临场感，指用户在计算机系统运行所产生的模拟系统中体会到的身临其境的感觉。作为一个成功的虚拟实现技术，必须具备让参与其中的人员觉得自身进入的环境是一个非常新鲜且真实的 环境。

2）互动性，就是指在计算机所产生的这种模拟的系统中，体验者可以像在真实环境中所表现的那样，与外界有所互动，也可以说这是一种在一定程度上的双向的交流。

3）全方位感知，是指通过虚拟实现技术可以实现的完整的个人感觉，包括听、嗅、味觉等，同时也包括其他的一切感知能力，也就是说是一种真实环境的再现。但是，到目前为止并没有实现全方位的重现，现阶段所能提供的只包括常见的五种 而已。

4）构想性，指我们既然可以利用计算机系统的强大功能实现对于存在的环境的模拟，并还原真实的情况，同时我们也可以根据参与人员的想象制定出未曾发生过的事情或者现象。这就是构想性，可以在一定程度上拓宽人们的见解，再现人们的想象，同时帮助人们更好的认识环境。

3 网络虚拟现实技术的应用分析

3.1 网络虚拟现实技术的行业应用

网络虚拟技术的发展和成熟都伴随着网络信息技术的不断发展而进步的。从一定的方面来说，正是由于计算机网络技术的不断革新和发展，以及人们对于计算机技术的广泛接受和使用，才使得VR技术有可以生根发芽的土壤，并且越来越得到人们的认可，出现了对于真实环境的模拟。在网络信息技术进一步发展的今天，VR技术可以拥有更好的发展前景，不受原有的技术上的限制，最终实现对于各个领域的真实模拟。VR技术可以应用在多个领域中，如运用于科研、医学、军事航天、电视娱乐以及教育领域等行业，都实现了其较大的优势性，本文通过具体案例进行应用分析。

3.2 教育行业中的应用分析

VR技术可以应用在多个领域中，其中在教育领域的应用，主要表现为：通过计算机网络技术的发展对于教学方式和教学形式的巨大的改变。一方面，可以通过这一技术的应用，将老师所讲授的内容，通过三维的形式表达出来，这样的演示比单纯的讲解更具有生动性，也更容易被接收。另一方面，利用两项技术可以实现对于教学环境的三维构建，这样学生就可以解读到更加真实的内容，同时可以将自身与教学的内容融合，这样对于世界就会有一个全新的认识和体验，也更能展示自我的情感。

3.2.1 抽象知识点的解读

网络虚拟现实技术具有较大的灵活性，能够将一些抽象知识与复杂知识点进行分离剖析，或者以动画、图片的形式直观展现，这样就能使教学中遇到的抽象知识得以形象化、直观化。

例如，在进行化学教学时，尤其是有机化学中的分子结构与空间构型，有些分子很相像（如CH4，C2H4），却在空间构型上有较大的差异，通过网络虚拟技术将这两种分子构型制作出来，并动态展现给学生，学生就能够很快理解这两类分子构型的具体差异，并通过总结快速理解与记忆。当然利用该技术还可以解读很多自然界的现象，我们在实际生活中产生困扰、无法理解的现象，可以通过网络进行现实模拟，如日全食、月全食、火山爆发以及地震等现象，能够在真实模拟的情况下解读自然现象形成的相关原理。因此，利用VR技术在较大程度上可以将复杂、抽象知识点化为形象、易理解的知识，增加了学生的学习兴趣，同时也提高了学习效果。

3.2.2 创新教学方法的开展

创新教学方法的开展一直是新课程改革中不可缺少的教学方式，各学科的教师都在尝试这类教学方法，当前网络虚拟现实技术作为较好的教学工具能够轻松实现这一方法。

例如，在为驾驶专业的学生上课时，教师就可以利用网络虚拟技术实现创新控制操作，并模仿现实中的环境实施仿真训练，可以在列车、轮船以及飞机这些驾驶中进行仿真模拟，教师要设置相应的教学网络虚拟系统，在该系统中模拟现实行驶线路与障碍设置，让学员进行训练，在这个过程中教师要记录相应的训练情况以便了解并判断学生的技能掌握情况。当然创新教学的另一种方式就是让学生自己动手设计并完成任务，在进行场景布设时，教师可以让学生参与设计，可以对驾驶机器外观、颜色、结构等部位进行自我设置，已满足当前学生追求独到性的愿望，这样就较大程度上能够提高学生的创新能力与审美设计能力。

3.2.3 网上虚拟实验的设置

通过建立网络虚拟实验室，学生可以根据自己的学习需求，动手做各种喜欢的实验，同时可以重复的利用以往实验中比较昂贵的实验用具，也不会受到价格、实验台数、实验地点等个传统因素的影响。尤其是对于那些应用类科学更是如此，高昂的实验费用往往会造成实验难以开展，但是通过VR技术就可以立竿见影的解决这一难题。

例如，有教师在开展液压回路连线实验时，该实验来自液压与气动技术这门课程，就有效运用了网络虚拟实现技术，通过设置网上虚拟实验室将实验回路图以及相关的液压元件以虚拟的形式提供，然后让学生在网上进行虚拟动手操作，在完成相应的实验内容后教师可以进行指导，将学生在操作中出现的一些问题归纳后进行分析解答，由于这类课程的特殊性，在现实生活中进行实验操作存在较大困难，而网络虚拟现实技术则使学生进行实际操作成为了较为简单的事情，能够完成多项实验设计。

4 结束语

现如今，在网络环境下实现虚拟实现技术已经是一件非常接近日常工作和生活的事情。但是我们在为它给我们带来的便捷和安全高兴的同时，也要认识到，这样一项技术其实还存在很多不完善的地方。所以，在网络计算不断发展的完善的同时，我们也要不断克服虚拟实现技术的缺陷，使之可以为人们的日常生活带来更多的方便，提供更大的帮助，同时为其自身创造更好的发展的空间。

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2096-0360（2015）14-0024-02

刘 达，所在院校为北京城市学院。