首頁 > 優(yōu)秀范文 > 現(xiàn)實(shí)技術(shù)論文
時(shí)間：2023-03-06 16:05:57
序論：速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗(yàn)，特別為您篩選了11篇現(xiàn)實(shí)技術(shù)論文范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料，歡迎隨時(shí)與我們的客服老師聯(lián)系，希望您能從中汲取靈感和知識！
1)(Conceptdesign)概念設(shè)計(jì);2)(Detaildesign)詳細(xì)設(shè)計(jì);3)(Manufacturingdesign)制造設(shè)計(jì)。由此可見，產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)的主導(dǎo)地位和重要性。
1概念設(shè)計(jì)的內(nèi)涵
概念的設(shè)想是創(chuàng)造性思維的一種體現(xiàn)，概念產(chǎn)品是一種理想化的物質(zhì)形式。下面以概念設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)例之一來說明其涵義:給出一個(gè)概念“斷藥”，讓學(xué)生進(jìn)行座椅的開發(fā)設(shè)計(jì)。步驟是，首先向?qū)W生講述心理學(xué)中的一個(gè)名詞———暗示心理，并分別舉出一個(gè)“安樂死”實(shí)驗(yàn)和一個(gè)“挽救少女生命”的文學(xué)名著故事，從正反兩個(gè)方面說明暗示對人的健康的影響;然后運(yùn)用一個(gè)“民間故事”闡述如何將“斷藥”的概念物化到具體的產(chǎn)品上。因?yàn)?，在民間曾有這樣一個(gè)說法，就是將一把斷了的鑰匙用紅線穿上掛在小孩的脖子上，取“斷鑰”的諧音“斷藥”暗示常生病的孩子掛上“斷鑰”這掛項(xiàng)鏈之后，就斷了藥，從此不再吃藥，這也意味著孩子走向健康。所以，將一把斷了的鑰匙(斷藥)的概念物化到具體的產(chǎn)品上來為健康做設(shè)計(jì)時(shí)，用折斷了的鑰匙做椅架為主題，由學(xué)生創(chuàng)意出現(xiàn)了形形的座椅開發(fā)設(shè)計(jì)方案(其草圖、效果圖、視圖等技術(shù)說明從略)，于是就有了一種新型的專用座椅的概念設(shè)計(jì)。其應(yīng)用場合為療養(yǎng)院、醫(yī)院、不能自理的老人家庭等。
這是傳統(tǒng)的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)。當(dāng)然，產(chǎn)品的類型不止是這種無障礙設(shè)計(jì)思想指導(dǎo)下的專用座椅。產(chǎn)品即人之觀念的物化，設(shè)計(jì)是一種思維行為。在這種思維創(chuàng)造活動中，產(chǎn)品概念的構(gòu)思是豐富的，人的創(chuàng)作智慧是無窮的。概念產(chǎn)品的類型更是多種多樣。
2概念設(shè)計(jì)與產(chǎn)品市場
概念設(shè)計(jì)只是第一步，能不能進(jìn)行第二步Detaildesign，第三步Manufacturingdesign，甚至投放市場為開發(fā)商或企業(yè)帶來效益等，這是個(gè)風(fēng)險(xiǎn)問題。設(shè)計(jì)師的概念設(shè)計(jì)畢竟與難以預(yù)料市場變化有著許多差距。如何縮短這一差距，是以往概念設(shè)計(jì)者的難題。在開發(fā)設(shè)計(jì)的許許多多產(chǎn)品中，只要一百件產(chǎn)品中有幾件能夠投放市場見效益就是成功。在追求“百分之幾”的見效益成功的過程中，如何減少做“分母”的被動，擴(kuò)大見效益的百分比，仍是最關(guān)鍵的，是公司管理決策人士和設(shè)計(jì)師共同努力的方向。
3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)促使概念設(shè)計(jì)的市場化
為了更好地接近產(chǎn)品的市場需求，目前國際上流行的一種“故事版情景預(yù)言法”的概念設(shè)計(jì)，就是將所要開發(fā)的產(chǎn)品置于一定的人、時(shí)、地、事和物中進(jìn)行觀察、預(yù)測、想象和情景分析，其形式是以故事版的平面設(shè)計(jì)表達(dá)展示給人們。于是，產(chǎn)品在設(shè)計(jì)的開始便多了一份生命和靈氣。然而，設(shè)計(jì)表達(dá)在信息時(shí)代已是多元化的展示形式，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展，尤其是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，已使設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)表達(dá)如虎添翼;可以想象面對一種虛擬的“故事版情景預(yù)言法”設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品，讓人更多了一種直觀的、親切的及交互的感受，這樣開發(fā)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品與傳統(tǒng)相比，就大大減少了投放市場的風(fēng)險(xiǎn)性，也為企業(yè)決策人尋找商機(jī)、判斷概念產(chǎn)品能否進(jìn)一步開發(fā)生產(chǎn)，提供更好的依據(jù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能模擬整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)過程，保證產(chǎn)品開發(fā)一次性成功，加快開發(fā)進(jìn)程，甚至使設(shè)計(jì)者和用戶融為一體，設(shè)計(jì)出滿足市場需要的產(chǎn)品。
二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與虛擬產(chǎn)品
1虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)(VirtualReality，VR)
虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)又稱為虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，是指計(jì)算機(jī)生成的一個(gè)實(shí)時(shí)三維環(huán)境。使用者可以在這環(huán)境中“自由地”運(yùn)動，觀察周圍的景物，還可通過各種專用的傳感交互設(shè)備與虛擬物體進(jìn)行交互操作。用戶看到的是全彩色景象，聽到的是虛擬環(huán)境中的音響，感覺(手、腳或皮膚等)到的是虛擬環(huán)境所反饋的作用力，從而讓使用者產(chǎn)生一種身臨其境的感覺。產(chǎn)生虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的方法有:
1)基于模型的方法(ModelbasedMethod，MM)這種方法產(chǎn)生虛擬環(huán)境的步驟為:
①用放置在不同地點(diǎn)的多個(gè)攝像機(jī)將某環(huán)境或事物記錄下來;
②利用計(jì)算機(jī)的視頻技術(shù)抽取出環(huán)境或事物的三維模型;
③從虛擬攝像頭的視角展示獲得模型。具體的做法是:獲得數(shù)據(jù)標(biāo)度攝像頭分離對象建立模型嵌入顏色交互回放。
2)基于圖像的方法(ImagebasedMethod，IM)一般做法是:
用攝像頭連續(xù)掃描周圍空間來獲取某一區(qū)域完整的景物圖像，將獲取的景物圖像，通過圖像處理技術(shù)，按坐標(biāo)映射到圖形工作站的虛擬全景屏上，用戶載上頭盔顯示器就可以看到所攝周圍景物環(huán)境。
2虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的常用設(shè)備及要求
虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)常用設(shè)備有:三維鼠標(biāo)(也稱鳥標(biāo))、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣、頭盔顯示器、立體聲耳機(jī)等。對虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的要求除了應(yīng)具有高性能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(包括軟、硬件)外，還必須有下列關(guān)鍵技術(shù)提供強(qiáng)有力的支持:(1)能以實(shí)時(shí)的速度生成具有三維全色彩的、有明暗、有陰影、有紋理的、逼真感強(qiáng)的景物圖像;(2)頭盔顯示器能產(chǎn)生高分辨率圖像和較大的視角;(3)能高精度地實(shí)時(shí)跟蹤用戶的頭和手;(4)能對用戶的動作產(chǎn)生力學(xué)反饋。
3虛擬產(chǎn)品(VirtualProduct，VP)
虛擬產(chǎn)品是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的產(chǎn)物，是一個(gè)數(shù)字化的產(chǎn)品。它具有真實(shí)產(chǎn)品所必須具有的特征。通過對產(chǎn)品實(shí)時(shí)的仿真，設(shè)計(jì)人員或用戶就能夠像使用真實(shí)產(chǎn)品一樣使用虛擬產(chǎn)品。由于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程是數(shù)字化的，因此節(jié)省了傳統(tǒng)方法中需要制造的物理模型(包括概念模型、模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、外觀模型和生產(chǎn)模型等)的時(shí)間和物質(zhì)。在計(jì)算機(jī)中由于對設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行反復(fù)設(shè)計(jì)、分析、干涉檢查、模具設(shè)計(jì)等過程，使設(shè)計(jì)繪圖的工作量比傳統(tǒng)的繪圖工作量大大減少。
三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在概念設(shè)計(jì)中應(yīng)用前景
在概念設(shè)計(jì)中，如采用頭腦風(fēng)暴法進(jìn)行方案創(chuàng)意時(shí)，可以將體驗(yàn)設(shè)計(jì)思想更好地融于其中，也就是更多地關(guān)注產(chǎn)品使用者的感受，而非產(chǎn)品本身。比如，針對不同用戶及愛好者的要求，在不同的虛擬環(huán)境中，讓他們親自體驗(yàn)修改模型的感受;利用觸摸屏來選擇產(chǎn)品的造型、色彩、裝飾風(fēng)格等許多可選部件。在渲染和生成十分逼真的三維模型時(shí)，充分感受了自己所喜愛的產(chǎn)品在虛擬環(huán)境中的“真實(shí)”情況。甚至還可根據(jù)用戶的建議，邀請部分用戶直接與設(shè)計(jì)者一起對模型提出修改意見，觀察設(shè)計(jì)和修改過程，直至大多數(shù)人滿意為止。
為了適應(yīng)激烈的市場競爭，設(shè)計(jì)廠家不能坐等用戶找上門訂購產(chǎn)品，而應(yīng)該主動把自己廠家的產(chǎn)品推向市場。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)做出虛擬產(chǎn)品的動畫廣告，再與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合起來，使用戶能夠通過網(wǎng)絡(luò)來游覽設(shè)計(jì)廠家的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，并能直接在虛擬環(huán)境中對產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、外形、色彩等方面進(jìn)行實(shí)時(shí)交互、了解、觀察;同時(shí)，還可以通過Email對產(chǎn)品提出意見和建議，讓廠家參照各方面的意見修改和完善所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。這樣可提高設(shè)計(jì)廠家的競爭力，為設(shè)計(jì)廠家謀得更多的市場份額。
若用戶對廠家設(shè)計(jì)的產(chǎn)品引起購買的欲望，通過網(wǎng)上游覽，將信息反饋到各商家，商家則會主動爭先與廠家聯(lián)系，網(wǎng)上定貨，使廠家的產(chǎn)品提前占領(lǐng)市場。由于激烈的全球市場競爭，各國都投入了大量的資金對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行深入地研究。將研究的成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，這是產(chǎn)品迅速占領(lǐng)市場的關(guān)鍵。
參考文獻(xiàn)
1陳軍等虛擬現(xiàn)實(shí)中虛擬景象產(chǎn)生的技術(shù)初探計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，1999，6
1.1物體成像
由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)需要將真實(shí)世界與虛擬世界結(jié)合起來，常常需要帶一些頭戴或手持設(shè)備，這些設(shè)備上的攝像機(jī)的攝像角度與眼睛的位置存在偏差,因此虛擬物體的定位在真實(shí)視場中的定位和顯示角度也會存在偏差,且很難調(diào)整。
1.2定位系統(tǒng)
戶外應(yīng)用是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一個(gè)重要方向，我們可以依靠虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備進(jìn)行定位，解決迷路問題，但是在較差的天氣中,民用GPS存在較大誤差，由于現(xiàn)有許多戶外的系統(tǒng)中的校正算法需要大量的輸入和繁瑣的校正步驟,因此不適合商業(yè)化應(yīng)用。
1.3數(shù)據(jù)傳輸
虛擬顯示應(yīng)用中，需要做大量的數(shù)據(jù)處理，我們系統(tǒng)能力都要受制于數(shù)據(jù)傳送的速度，因此由于帶寬的限制會影響虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的使用效果。
2增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)未來應(yīng)用展望
2.1戶外學(xué)習(xí)
在實(shí)際教學(xué)過程中，大量科學(xué)課程的學(xué)習(xí)需要走出課堂，或是在大自然中或是在博物館中。移動增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠使學(xué)生在戶外或是博物館中進(jìn)行個(gè)性化自主學(xué)習(xí)，獲得更多信息從而達(dá)到開闊視野的目的。
2.2參觀漫游
哥倫比亞大學(xué)Feiner研究小組已經(jīng)研制出一套基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)開發(fā)的戶外校園漫游機(jī)，借助該套增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，用戶漫游在校園中可以了解相關(guān)建筑物的詳細(xì)信息，未來增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)將應(yīng)用到名勝古跡的參觀中，當(dāng)體驗(yàn)者漫步在名勝古跡環(huán)境中，就可以了解到古代建筑的相關(guān)信息。
2.3軍事信息
南澳大利亞大學(xué)基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)了一套虛擬軍事仿真器，基于該系統(tǒng)可以讓戶外用戶看到虛擬的軍事設(shè)施，北卡羅來納大學(xué)目前正在采用磁傳感器和視覺跟蹤技術(shù)進(jìn)行混合跟蹤方面的研究工作，開發(fā)了一套增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)未來增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)將被更廣泛的應(yīng)用于軍事戰(zhàn)斗中。
2.4展覽展示系統(tǒng)
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的一個(gè)重要應(yīng)用是基于虛擬和真實(shí)的混合看到過去或未來的人物或事件。在車展中，汽車生產(chǎn)商可以基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)給廣大群眾呈現(xiàn)出下一代概念車，或是推出一款新車的模型，詳細(xì)描述汽車的各種屬性以及對應(yīng)參數(shù)；參觀文物古跡的游客可以穿戴虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備觀賞在計(jì)算機(jī)技術(shù)生成下的古跡原貌，給參觀者更好的視聽感受。
前言
隨著我國教育的不斷改革和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，絡(luò)教育的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式。尤其是計(jì)算機(jī)更新速度非?？斓奶攸c(diǎn)使得傳統(tǒng)的教學(xué)方式難以滿足學(xué)習(xí)的需要。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一門新的技術(shù)，它在教育領(lǐng)域的發(fā)展將為教育提供新的活力。本文主要從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特征和VRML語言的角度探討其在計(jì)算機(jī)專業(yè)教育中的應(yīng)用。
一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為現(xiàn)代教育手段的現(xiàn)代化帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用已不再是停留在音像技術(shù)課堂中應(yīng)用的常規(guī)模式層次上．而是朝著多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、教育技術(shù)應(yīng)用模式多樣化和遠(yuǎn)程教育普及化的趨勢發(fā)展，特別是基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬教學(xué)形式，是一種最新出現(xiàn)的教學(xué)模式，具有廣闊的發(fā)展前景，代表了教育的未來和發(fā)展的方向。
1．1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念
虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality，簡稱VR)，又稱為靈境技術(shù)，畢業(yè)論文它匯集了數(shù)字圖象處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、人工智能、人機(jī)接口技術(shù)、傳感器技術(shù)，以及人體行為學(xué)等多項(xiàng)天技術(shù)．是計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合應(yīng)用。具體地說，就是采川以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設(shè)備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對象進(jìn)行交互作用，相互影響，從而產(chǎn)生如同真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn)。盡管該環(huán)境并不真實(shí)存在，但它作為一個(gè)逼真的三維環(huán)境．仿佛就在我們周圍。由于用戶對計(jì)算機(jī)環(huán)境中的虛擬物體產(chǎn)生了類似于對現(xiàn)實(shí)物體的存存意識或幻覺，從而使得用戶在計(jì)算機(jī)所創(chuàng)建的維虛擬環(huán)境中處于一種全身心投入的狀態(tài)。
1．2虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的構(gòu)成
一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)由以下幾部分組成：
(1)虛擬環(huán)境。它由虛擬環(huán)境發(fā)生器所產(chǎn)生，且可讓使用者通過傳感器件和作用器件與之交互，這種交互的結(jié)果是使用者有全身心進(jìn)入這一環(huán)境的感覺。
(2)傳感器件。它將虛擬環(huán)境中的物體的形、動作、聲音等進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使人能獲得視覺、聽覺、觸覺等多方面的感覺。這些感覺與他以往在實(shí)際環(huán)境中的感覺一致。
(3)作用器件。它將人的一些約定動作(如行走、手勢等)變成作用的信息，讓虛擬環(huán)境有所察覺。
(4)人。虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)質(zhì)上是一內(nèi)含反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，只有人的存在才能使這一反饋環(huán)路有效成立。碩士論文所以人是VR系統(tǒng)中不可缺少的成分。人通過傳感器件感受虛擬環(huán)境的存在．又通過作用器件去影響虛擬環(huán)境，使其作出相應(yīng)的變化。
(5)虛擬環(huán)境發(fā)生器。它能產(chǎn)生使用者所需要的虛擬環(huán)境，且能通過作用器件傳來的作用信息。了解使用者的位置和動作。并對已產(chǎn)生的虛擬環(huán)境作出相應(yīng)的修改。
1．3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基本特征
(1)沉浸性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是根據(jù)人類的視覺、聽覺的生理心理特點(diǎn)，由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生逼真的三維立體圖像。使用者戴上頭盔顯示器和數(shù)據(jù)手套等交互設(shè)備，便可將自己置身于虛擬環(huán)境中，成為虛擬環(huán)境中的一員。使用者與虛擬環(huán)境中的各種對象的相互作用，就如同在現(xiàn)實(shí)世界中的一樣。當(dāng)使用者移動頭部時(shí)。虛擬環(huán)境中的圖像也實(shí)時(shí)地跟隨變化，拿起物體可使物體隨著手的移動而運(yùn)動，而且還可以聽到三維仿真聲音。使用者在虛擬環(huán)境中，一切感覺都是那么逼真，有一種身臨其境的感覺。
(2)交互性。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的人機(jī)交互是一種近乎自然的交互．使用者不僅可以利用電腦鍵盤、鼠標(biāo)進(jìn)行交互，而且能夠通過特殊頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備進(jìn)行交互。計(jì)算機(jī)能根據(jù)使用者的頭、手、眼、語言及身體的運(yùn)動，來調(diào)整系統(tǒng)呈現(xiàn)的圖像及聲音。使用者通過自身的語言、身體運(yùn)動或動作等自然技能．就能對虛擬環(huán)境中的對象進(jìn)行考察或操作。
(3)多感知性。由于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應(yīng)裝置，因此，使用者在虛擬環(huán)境中可獲得視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知，從而達(dá)到身臨其境的感受。
1．4虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的類型
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)按其功能，可分為以下幾種類型：
(1)沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)
沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是利用頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套、三維鼠標(biāo)等傳感跟蹤裝置與虛擬世界進(jìn)行交互。由于這種系統(tǒng)把人的視覺、聽覺和其它感覺封閉在虛擬的感覺空間，能使人全身心投入并沉浸其中。不足之處在于專用設(shè)備復(fù)雜而且昂貴，難以在教育行業(yè)普及推廣。
(2)桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)
桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是運(yùn)用軟件編程的方法在顯示器上顯示三維場景．用戶通過鍵盤、鼠標(biāo)等簡單的設(shè)備與虛擬場景進(jìn)行交互。這種系統(tǒng)由于用戶坐在顯示器前，通過屏幕觀察虛擬世界并與之交互，往往會受到周圍環(huán)境的影響，難以做到完全投入．但是結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，易于普及推廣。
(3)分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)
分布式虛擬系統(tǒng)是多個(gè)用戶通過網(wǎng)絡(luò)共享一個(gè)虛擬空間，共同參與虛擬活動。
(4)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)不僅是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來模擬現(xiàn)實(shí)世界、仿真現(xiàn)實(shí)世界，而且要利用它來增強(qiáng)參與者對真實(shí)環(huán)境的感受，也就是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中無法感知的感受。
1．5虛擬現(xiàn)實(shí)造型語言VRML
VRML(VirtualRealityModelingLanguage1即虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言，是一項(xiàng)和多媒體通訊、因特網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域相關(guān)的，在Intemet上營造虛擬環(huán)境的技術(shù)。它用來在網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)建可導(dǎo)航的、超鏈接的三維虛擬場景。
VRML的基本工作原理可概括為：文本描述、遠(yuǎn)程傳輸和本地計(jì)算生成。所謂文本描述，是指VRML并不是用三維坐標(biāo)點(diǎn)的數(shù)據(jù)來描述三維物體的，因?yàn)檫@樣會有很大的數(shù)據(jù)量．在Intemet上傳輸會遇到很多困難．VRML是用類似HTML的標(biāo)記文本語言來描述三維場景．就像我們的編程語言。比如，一個(gè)立方體的描述文本是：Box(size3.03.03.0)。VRML就是一種描述語言標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了用來描述三維場景的文本描述語言。遠(yuǎn)程傳輸是指用戶瀏覽VRML描述的虛擬場景時(shí)，需要通過Intemet將描述場景的文本傳送到本地。一般來說，文本描述是嵌在WEB頁面中，在瀏覽器請求相應(yīng)頁面時(shí)與頁面描述文本一起傳送本地。本地計(jì)算生成是指描述虛擬場景的數(shù)據(jù)傳送到本地后，瀏覽器對它進(jìn)行解釋計(jì)算，動態(tài)地生成虛擬場景。比如，描述球形的文本，瀏覽器會在屏幕上繪制一個(gè)立體的球形。概括地說，就是用文本信息描述三維場景．在Intemet網(wǎng)上傳輸，在本地機(jī)上由VRML的瀏覽器解釋生成三維場景．解釋生成的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范即是VRML規(guī)范。
VRML文件主要包括四個(gè)主要成分：VRML文件頭、原型、造型節(jié)點(diǎn)、腳本和路由。在這四個(gè)要素中．醫(yī)學(xué)論文只有文件頭部分是必須的，它用來告訴瀏覽器該文件符合的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及使用的字符集等信息。原型定義了創(chuàng)建帶有指定名稱、接口和整體的新節(jié)點(diǎn)類型。一旦成功地定義了原型，它就可以在VRML文件的其他地方隨意使用。造型節(jié)點(diǎn)是VRML中的基本建造模塊．它構(gòu)成了VRML文件的主體部分，正是由于造型節(jié)點(diǎn)定義而產(chǎn)生了虛擬的VRML空間。腳本可以看作是一個(gè)節(jié)點(diǎn)的外殼，它有域、eventIn事件和eventOut事件。其本身沒有任何動作．然而你可以通過程序腳本來賦予你腳本節(jié)點(diǎn)的動作。程序腳本實(shí)際上是一種簡化了的應(yīng)用程序，一個(gè)典型的腳本是由Java或javascript編程語言寫成的程序。路由是一種文本描述的消息．一旦在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間創(chuàng)建了一個(gè)路由．第一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以順著路由傳遞消息給第二個(gè)節(jié)點(diǎn)，這樣的消息被稱為事件。VRML還可以包含下列條目：注釋、節(jié)點(diǎn)和域值、定義的節(jié)點(diǎn)名、使用的節(jié)點(diǎn)名等。
設(shè)計(jì)VRML虛擬場景時(shí)。最簡單的方法是直接使用文本編輯器來編輯描述文本，它類似于程序設(shè)計(jì)，這種方法簡單方便．但不是很直觀．對設(shè)計(jì)者的空間想象能力要求也較高，設(shè)計(jì)的效率不高。現(xiàn)在有很多的可視化的VRML設(shè)計(jì)工具，如CosmoWorld和WebWorld等．這些工具將VRML的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)都做成可視的組件，用戶設(shè)計(jì)時(shí)，只需要將這些組件組全自己需要的虛擬場景就可以了．而且設(shè)計(jì)的效果在設(shè)計(jì)時(shí)就可以看到。設(shè)計(jì)完畢后，系統(tǒng)自動將這些可視的虛擬場景生成標(biāo)準(zhǔn)的VRML描述文本，這樣，這些文本傳送到用戶的瀏覽器后．便會在用戶的屏幕上重現(xiàn)這個(gè)虛擬場景。
VRML使得Intemet的平面世界出現(xiàn)了三維場景。它的問世在世界上引起了極大的反響．得到眾多的軟硬件廠商的支持，成為了Intemet上最有發(fā)展前景的新興技術(shù)。VRML在各方面都展現(xiàn)出了強(qiáng)大的應(yīng)用可能性。蘊(yùn)藏了無限生機(jī)。在教育領(lǐng)域的WEB站點(diǎn)中，它可廣泛用于學(xué)習(xí)情景創(chuàng)設(shè)上，以增加學(xué)習(xí)內(nèi)容的形象性和趣味性。例如：創(chuàng)建網(wǎng)上三維圖書館，它的好處就在于書籍歸類整理更接近真實(shí)并將高于真實(shí)，匯編或查閱時(shí)書籍只需要鼠標(biāo)輕輕地點(diǎn)擊對應(yīng)的虛擬圖書。另外，使用VRML做模擬訓(xùn)練是一種可行性極高的措施，它不僅可以減少某些情況下現(xiàn)實(shí)空間中操作的難度和危險(xiǎn)。
更為重要的是它可以使訓(xùn)練造價(jià)得到大幅度降低，這樣就使得在教育方面的應(yīng)用成為可能。由于這種模擬系統(tǒng)具有高度的真實(shí)性，所以并不會因?yàn)闆]有真實(shí)系統(tǒng)介入而造成較差的訓(xùn)練效果?，F(xiàn)在虛擬校園、虛擬考場也已經(jīng)陸續(xù)地出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中，這些新興的教育形式必將因其優(yōu)越的一面而在未來教育領(lǐng)域中占有一席之地。
二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)專業(yè)教育中的應(yīng)用
2．1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在輔助課堂教學(xué)中的應(yīng)用
眾所周知，計(jì)算機(jī)課程實(shí)踐性很強(qiáng)，在書本上體現(xiàn)難免會給人們的理解帶來困難。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作的課件能夠很好地解決這一問題。例如，在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中介紹計(jì)算機(jī)中各個(gè)組件的結(jié)構(gòu)和講解計(jì)算機(jī)組裝的過程時(shí)，書本的文字難以讓學(xué)習(xí)者了解組件結(jié)構(gòu)和組裝的過程。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將文字、聲音、圖片、動畫等幾種媒體表現(xiàn)形式有機(jī)地結(jié)合，設(shè)計(jì)出生動活潑的界面。制作出一些三維的、交式的、具有沉浸感的內(nèi)容，滿足學(xué)習(xí)者從各個(gè)角度觀察和學(xué)習(xí)，仿佛身臨其境，更好地理解學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
制作VRML課件的基本思路是：
(1)制作一系列空間形體的三維造型和動畫．并且為這些造型指定所需要的顏色、大小等。
(2)引入VRML的相關(guān)節(jié)點(diǎn)，建立虛擬運(yùn)動空間。實(shí)現(xiàn)課件多媒體功能。
(3)優(yōu)化VRML場景，即在構(gòu)建場景的過程中，利用VRML提供的高級造型技術(shù)適當(dāng)優(yōu)化程序。
(4)VRML文件的輸出，將已創(chuàng)建的空間場景輸出為．wrl形式的文件。
例如，設(shè)計(jì)VRML課件來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上虛擬計(jì)算機(jī)組件結(jié)構(gòu)和組裝的輔助教學(xué)。
首先，在介紹計(jì)算機(jī)組件選擇知識同時(shí)?？梢栽诰W(wǎng)上從各個(gè)角度來觀察VRML制作的計(jì)算機(jī)組件的造型．增強(qiáng)感性認(rèn)識，并使學(xué)習(xí)者對怎樣組裝計(jì)算機(jī)有個(gè)初步的了解。利用VRML的造型設(shè)計(jì)和VRMLScript的動畫鏈接．虛擬出組裝計(jì)算機(jī)過程中所需的主要硬件，再通過把VRML文件嵌入到網(wǎng)頁的方法，使學(xué)習(xí)者既能在網(wǎng)頁中看到二維不同型號硬件的圖片和一些描述硬件的文字．又能看到三維的虛擬制作出來的硬件模型。這樣使學(xué)習(xí)者能真切地、直觀地感受到二維和三維的不同．感受到虛擬世界的美妙。然后，通過文字和圖片向?qū)W習(xí)者介紹如何將各計(jì)算機(jī)組件組裝到一起。接著，通過VRML的動畫節(jié)點(diǎn)控制和VRMLScript的結(jié)合。制作出安裝、注釋和視點(diǎn)切換的效果，然后按照六個(gè)安裝步驟：第一，機(jī)箱、主板的安裝；第二，風(fēng)扇、內(nèi)存的安裝；第三，光驅(qū)、軟驅(qū)、硬盤的安裝；第四，聲卡、顯卡的安裝；第五，電源的安裝；
第六。顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)的安裝，組合完成整個(gè)在虛擬三維世界中組裝計(jì)算機(jī)的過程。
在學(xué)習(xí)的過程中，只要點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕，就可以按相應(yīng)的步驟進(jìn)行安裝。拖動鼠標(biāo)或按鈕可以隨意地移動計(jì)算機(jī)組件到指定的位置進(jìn)行安裝。在安裝完光驅(qū)和軟驅(qū)后，點(diǎn)擊光驅(qū)的開、關(guān)鍵，光盤托會自動拖出和送入，點(diǎn)擊軟驅(qū)的按鈕，軟盤會自動取出．使學(xué)習(xí)者能動態(tài)地觀看到效果。有一種身臨其境的感覺來完成學(xué)習(xí)的過程。
通過VRMLScript語言的鏈接。制作出生動有趣的動畫效果和逼真的聲音效果。例如．當(dāng)你點(diǎn)擊軟驅(qū)上的按鈕，會發(fā)出聲音并彈出一張軟盤；當(dāng)你點(diǎn)擊光驅(qū)按鈕時(shí)，盤盒會自動地彈縮并發(fā)出逼真的聲音。為了方便學(xué)習(xí)。還可以實(shí)現(xiàn)注釋信息，當(dāng)學(xué)習(xí)者的鼠標(biāo)碰到硬件設(shè)備時(shí)。在對象的旁邊會出現(xiàn)一個(gè)注釋信息，說明該對象名稱。
又如，在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中，對于常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的算法思想．由于其抽象程度高。使得學(xué)生很難理解。我們也可以通過虛擬技術(shù)將其制作成課件進(jìn)行教學(xué)。將抽象的算法過程以淺顯易懂、形象直觀的形式展現(xiàn)出來。例如，遞歸算法是學(xué)生比較難理解的，因?yàn)槠渌惴ㄊ强侩[形調(diào)用堆棧來實(shí)現(xiàn)，而通過虛擬技術(shù)可以將堆棧內(nèi)部情況的變化動態(tài)、直觀、形象地表現(xiàn)出來，這樣學(xué)生就很容易理解。同樣在講解樹和圖的遍歷時(shí)，可以從可視化的角度觀察遍歷的順序。二叉樹與樹的概念的區(qū)別、Hanoi塔等問題都可以直觀地表現(xiàn)。方便教師的教學(xué)和學(xué)生的理解。
總之，通過制作課件來輔助課堂的教學(xué)，能為學(xué)習(xí)者提供生動、逼真的感性學(xué)習(xí)材料，使抽象的學(xué)習(xí)直觀化、形象化，幫助學(xué)習(xí)者解決學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)者的積極性。
2．2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
由虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)生成的適用于進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、有關(guān)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)對象。以及實(shí)驗(yàn)信息資源等。虛擬實(shí)驗(yàn)室可以是某一現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室的真實(shí)再現(xiàn)。也可以是虛擬構(gòu)想的實(shí)驗(yàn)室。例如，在城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，不必真正把網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建起來就可以親身體驗(yàn)，猶如進(jìn)行現(xiàn)場的操作。在數(shù)字電路的課程實(shí)驗(yàn)中，可以通過虛擬的電路器件來達(dá)到電路設(shè)計(jì)的目的，而沒有購買器件問題所帶來的麻煩。在電子商務(wù)課程實(shí)驗(yàn)中，可以虛擬商務(wù)環(huán)境，讓學(xué)生進(jìn)入這個(gè)虛擬環(huán)境。身臨其境地體驗(yàn)現(xiàn)場交易的氣氛和參與交易的過程。計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的安裝是比較基礎(chǔ)但又是難做好的一個(gè)實(shí)驗(yàn)。由于在計(jì)算機(jī)上安裝新的操作系統(tǒng)不可避免地會對原有的操作系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
使用虛擬計(jì)算機(jī)來進(jìn)行操作系統(tǒng)的安裝試驗(yàn)就十分的方便了。工作總結(jié)使用虛擬機(jī)的軟件VMware可以創(chuàng)建與真實(shí)計(jì)算機(jī)一模一樣的虛擬機(jī)。創(chuàng)建的虛擬機(jī)有自己的CPU、內(nèi)存、硬盤、光驅(qū)，在這個(gè)虛擬機(jī)上，可以安裝Windows、Linux等真實(shí)的操作系統(tǒng)以及各種應(yīng)用程序。通過在虛擬的操作系統(tǒng)環(huán)境中進(jìn)行操作，熟悉操作和新技術(shù)，達(dá)到事半功倍的效果。VMware只是一個(gè)軟件?？梢詭椭阍谝粋€(gè)操作系統(tǒng)的環(huán)境下安裝另一個(gè)操作系統(tǒng)，而不會對當(dāng)前的操作系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還可以對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中所提出的各種假設(shè)模型進(jìn)行虛擬．通過虛擬系統(tǒng)便可以直接地觀察到這一假設(shè)所產(chǎn)生的結(jié)果或效果。利用虛擬技術(shù)。學(xué)生還可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)等方面的學(xué)習(xí)探索，設(shè)計(jì)出新型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和電子器件．從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。:
通過虛擬的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，既可以縮短實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，又可以獲得直觀、真實(shí)的效果，還能對那些不可見的結(jié)構(gòu)原理和不可重組的精密設(shè)備進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn)，避免真實(shí)實(shí)驗(yàn)操作帶來的各種危險(xiǎn)。并且，虛擬實(shí)驗(yàn)具有先進(jìn)性和共享性，易擴(kuò)充．易于改變教學(xué)項(xiàng)目，減少設(shè)備投入經(jīng)費(fèi)，使教學(xué)內(nèi)容在虛擬的環(huán)境中不斷更新．使實(shí)驗(yàn)實(shí)踐及時(shí)跟上技術(shù)的發(fā)展。但是在采用虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)的過程中，并不能完全代替真實(shí)實(shí)驗(yàn)。虛擬實(shí)驗(yàn)是虛擬的實(shí)驗(yàn)，缺少“實(shí)物感”，正如在網(wǎng)上看書與拿真實(shí)的書看時(shí)，會覺得真實(shí)的書更實(shí)在。在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)中，用到的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備像路由器、交換機(jī)等種類、型號都很多，在虛擬實(shí)驗(yàn)中．學(xué)生很難見到這些設(shè)備，如果在真正的實(shí)踐中可能會無從下手。因此，在具體實(shí)施中，應(yīng)該虛實(shí)進(jìn)行結(jié)合。有目的地安排一些實(shí)驗(yàn)在真實(shí)環(huán)境中操作，這樣，他們會對實(shí)驗(yàn)的設(shè)備有親身的體會，更能加深實(shí)驗(yàn)的印象，提高實(shí)驗(yàn)的效果。
三、結(jié)束語
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)教育領(lǐng)域發(fā)展的潛力是巨大的，只有親身去經(jīng)歷、親身去體驗(yàn)去感受，比空洞抽象的說教更具說服力，主動地去交互與被動地觀看有質(zhì)的不同。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能形象、生動、逼真地表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，有效地營造一個(gè)發(fā)展的教學(xué)環(huán)境。提高學(xué)生掌握知識和技能的效率和積極性，達(dá)到優(yōu)化教學(xué)過程、提高教學(xué)質(zhì)量的目的，從而解決傳統(tǒng)教學(xué)方式無法解決的問題。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，基于WEB的虛擬現(xiàn)實(shí)遠(yuǎn)程教育具有廣泛的應(yīng)用前景，必將成為21世紀(jì)教育的主流。
參考文獻(xiàn)：
[1]劉鳳田，劉玉蘭．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在教育領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J]．河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，(1)．
[2]余勝泉，車皓陽，姚顧波．教育中的虛擬現(xiàn)實(shí)[J]．現(xiàn)代教育技術(shù)研究所．2O00．
[3]李玲，湯小紅．虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言及其在工程制圖教學(xué)中的應(yīng)用[J]．微計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2004，(3)．
[4]郭鳳英．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用[J]．北京聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2004，(3)．
[5]何來坤，徐淵．虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言VRML及其應(yīng)用[J]．杭州師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，(2)．
[6]祝智庭．現(xiàn)代教育技術(shù)[M]．北京：教育科學(xué)出版社，2004．
[7]陳曉春．虛擬現(xiàn)實(shí)在現(xiàn)代教育技術(shù)中的應(yīng)用[J]．銅陵學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，(3)．
[8]宣翠仙．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在教育中的應(yīng)用[J]．浙江樹人學(xué)報(bào)，2004，(2)．
[9]楊宗凱，吳砥，劉清堂．網(wǎng)絡(luò)教育標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)[M]．北京：清華大學(xué)出版社。2003．
[10]陽化冰，劉忠麗．虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)造語言VRML[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2O00．
2應(yīng)用中的特點(diǎn)
2.1設(shè)計(jì)空間展示的全面性
傳統(tǒng)的表現(xiàn)形式只可以傳輸一種空間信息，而且無法做到完整性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)利用三維立體的表現(xiàn)形式，可以完整地把每一個(gè)細(xì)節(jié)予以呈現(xiàn)，讓人有一種身臨其境的真實(shí)感，不再只是看著圖紙來想象，而是身臨其境進(jìn)行感受。
2.2瀏覽的快捷性
利用發(fā)達(dá)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計(jì)者和施工單位可以聯(lián)系的更為快捷。設(shè)計(jì)者的“想法”不必親手送到施工單位，立體的設(shè)計(jì)樣品利用遠(yuǎn)程瀏覽便可商榷，不但節(jié)省了時(shí)間，而且提高了工作效率。另外，瀏覽的快捷性還可以讓大部分群眾參與到?jīng)Q策中來，讓群眾在享受虛擬的園林設(shè)計(jì)活動中，可以提出自己的建議，有助于施工單位和設(shè)計(jì)者的工作。
2.3設(shè)計(jì)趨于完美性
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有很強(qiáng)的可操作性，設(shè)計(jì)者在整個(gè)風(fēng)景園林的設(shè)計(jì)過程中能夠隨意進(jìn)入任何一個(gè)設(shè)計(jì)階段進(jìn)行切身的體驗(yàn)，從而客觀地審查自己的作品，如果發(fā)現(xiàn)不足，可及時(shí)進(jìn)行修改。此外，在虛擬的現(xiàn)實(shí)環(huán)境中審視自己的作品，有利于提高設(shè)計(jì)者的水平。
2.4決策的準(zhǔn)確性
風(fēng)景園林設(shè)計(jì)的實(shí)施過程中受到的影響因素較多，因?yàn)轱L(fēng)景園林設(shè)計(jì)與周遭環(huán)境氛圍以及和大眾審美趣味是息息相關(guān)的。人們利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對園林設(shè)計(jì)的整體過程知曉的越來越多，越來越具體，就越能提出建設(shè)性的建議及意見。簡而言之，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是連接大眾和設(shè)計(jì)者的紐帶。只有前期人們對園林設(shè)計(jì)進(jìn)行了整體的了解，施工方的后期施工過程才能得到人們的寬容和見諒，此種人性化、大眾化的園林設(shè)計(jì)才能獲得雙贏。
3應(yīng)用的展望
3.1不斷進(jìn)行創(chuàng)新
首先要加快計(jì)算機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新和革新，不斷發(fā)展現(xiàn)代虛擬技術(shù)系統(tǒng)，制造出高性能、低成本的計(jì)算機(jī)設(shè)備，要在技術(shù)層面為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展提供有力的支持。此外，在運(yùn)用過程中，要根據(jù)風(fēng)景園林設(shè)置的理念進(jìn)行再創(chuàng)新，使其具備風(fēng)景園林設(shè)計(jì)的特色。技術(shù)的創(chuàng)新是風(fēng)景園林設(shè)計(jì)的內(nèi)核動力，是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)步發(fā)展的源泉。
3.2加強(qiáng)參與的大眾化程度
要充分利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的自身優(yōu)越性，讓更多的人們參與到風(fēng)景園林設(shè)計(jì)中來。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以通過網(wǎng)絡(luò)傳播，利用各種網(wǎng)絡(luò)、電視等新媒體進(jìn)行更大、更廣范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)虛擬活動，使園林設(shè)計(jì)有更多的大眾參與，這樣將有助于決策者的科學(xué)準(zhǔn)確決策，最終得出既科學(xué)準(zhǔn)確而又人性化的風(fēng)景園林設(shè)計(jì)方案。
3.3充分利用其他科學(xué)技術(shù)發(fā)展自身
例如，與環(huán)境和空間技術(shù)的結(jié)合，便能夠應(yīng)用到城市的規(guī)劃、修復(fù)與重建、城市的綠化等各個(gè)方面，這不但可以使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用更加科學(xué)化，而且更加人性化、更加環(huán)保。
一、引言
隨著我國經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步增長和基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模的加入，建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)模越來越大、結(jié)構(gòu)形式日益復(fù)雜，對土木工程學(xué)科管理的科學(xué)性、精確性要求越來越高。實(shí)現(xiàn)土木工程的信息化、智能化、可視化和集成化成為土木建筑工程項(xiàng)目管理現(xiàn)代化的要求和本領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VirtualReality,VR)是綜合性與集成性極強(qiáng)的高新技術(shù)，在軍事、醫(yī)學(xué)、設(shè)計(jì)、藝術(shù)、娛樂等多個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。土木工程中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)涉及土木工程領(lǐng)域的各個(gè)學(xué)科，已顯示出一定的實(shí)用性，技術(shù)潛力十分巨大，應(yīng)用前景非常廣闊[1]。
二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其特點(diǎn)
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，又稱靈境技術(shù)，是20世紀(jì)末興起的一門嶄新的綜合性信息技術(shù)。它融合了數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)等多個(gè)信息技術(shù)分支，大大推進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。VR技術(shù)是把抽象、復(fù)雜的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)空間轉(zhuǎn)化為直觀的、用戶熟悉的事物。它的技術(shù)實(shí)質(zhì)在于提供一種高級的人機(jī)接口。利用VR技術(shù)所產(chǎn)生的局部世界是人造和虛構(gòu)的，并非是真實(shí)的，但當(dāng)用戶進(jìn)入這一局部世界時(shí)，在感覺上與現(xiàn)實(shí)世界卻是基本相同的。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)改變了人與計(jì)算機(jī)之間枯燥、生硬和被動的現(xiàn)狀，給用戶提供了一個(gè)趨于人性化的虛擬信息空間。它以模擬方式為使用者創(chuàng)造了一個(gè)實(shí)時(shí)反映實(shí)體對象變化與相互作用的三維圖像世界，在視、聽、觸、嗅等感知行為的逼真體驗(yàn)中，使參與者可直接參與和探索虛擬對象所處環(huán)境的作用和變化，仿佛置身于現(xiàn)實(shí)世界中。一個(gè)身臨其境的虛擬環(huán)境系統(tǒng)是由包括計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖象處理與模式識別、智能接口技術(shù)、人工智能技術(shù)、多傳感器技術(shù)、語音處理與音像技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)和高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等不同功能、不同層次的具有相當(dāng)規(guī)模的子系統(tǒng)所構(gòu)成的大型綜合集成環(huán)境。所以，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是綜合性極強(qiáng)的高新信息技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具備以下三個(gè)方面的特性。
1．沉浸性
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是根據(jù)人類的視覺、聽覺的生理心理特點(diǎn)，由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生逼真的三維立體圖像，使用者戴上頭盔顯示器和數(shù)據(jù)手套等交互設(shè)備，便可將自己置身于虛擬環(huán)境中，成為虛擬環(huán)境中的一員。使用者與虛擬環(huán)境中的各種對象的相互作用，就如同在現(xiàn)實(shí)世界中的一樣，一切感覺都是那么逼真，有一種身臨其境的感覺。
2．交互性
虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的人機(jī)交互是一種近乎自然的交互，使用者不僅可以利用電腦鍵盤、鼠標(biāo)進(jìn)行交互，而且能夠通過特殊頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備進(jìn)行交互。使用者通過自身的語言、身體運(yùn)動或動作等自然技能，就能對虛擬環(huán)境中的對象進(jìn)行考察或操作。
3．多感知性
由于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應(yīng)裝置，因此，使用者在虛擬環(huán)境中可獲得視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知，從而達(dá)到身臨其境的感受。
三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用
1．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用前景
在土木工程中，長期以來人們不得不用抽象的概念表示非常豐富的內(nèi)容，如用平面圖、剖面圖、立面圖等平面圖形成一些規(guī)定的符號來表示三維的立體建筑，用比較抽象的圖形和精練的語言來描述復(fù)雜的場景，以傳遞大量的信息。但這一種信息處理與傳遞方式受到信息接受者所從事的職業(yè)、知識結(jié)構(gòu)及理解能力的影響，交流起來非常困難。
VR技術(shù)的發(fā)展為我們克服這一困難提供了極其有效的手段。用虛擬現(xiàn)實(shí)既能表示真實(shí)的世界，也可以表示虛擬的世界。表示真實(shí)世界時(shí)，可以突破物理空間和時(shí)間的約束，做到能“超越現(xiàn)實(shí)”；在表示虛擬世界時(shí)，又能使其中的虛擬物體表示出三維逼真感，以達(dá)到身臨其境的感受，最后形成一種“人能沉浸其中、超越其上、進(jìn)出自如、交互作用的三維信息空間”。VR技術(shù)為用戶提供了一種新型的人機(jī)接口，它利用計(jì)算機(jī)生成交互式三維環(huán)境，不僅使參與者能夠感受到景物或模型的逼真存在，并且對參與者的運(yùn)動和操作做出實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的響應(yīng)。
2．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用領(lǐng)域
由于具有上述的優(yōu)勢特征，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在土木工程中得到了廣泛的應(yīng)用，并且具有廣闊的應(yīng)用前景?，F(xiàn)階段，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面[2]。
（1）在虛擬施工過程和施工結(jié)構(gòu)計(jì)算中的應(yīng)用[3]
在實(shí)際工程施工中，復(fù)雜結(jié)構(gòu)施工方案設(shè)計(jì)和施工結(jié)構(gòu)計(jì)算是一個(gè)難度較大的問題，前者難點(diǎn)關(guān)鍵就在于施工現(xiàn)場的結(jié)構(gòu)構(gòu)件及機(jī)械設(shè)備間的空間關(guān)系的表達(dá)；后者在于施工結(jié)構(gòu)在施工狀態(tài)和荷載下的變形大于就位以后或結(jié)構(gòu)成型以后。
基于虛擬現(xiàn)實(shí)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)施工方案設(shè)計(jì)是指利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在虛擬的環(huán)境中，建立周圍場景、結(jié)構(gòu)構(gòu)件及機(jī)械設(shè)備等的三維CAD模型（虛擬模型），形成基于計(jì)算機(jī)的具有一定功能的仿真系統(tǒng)，讓系統(tǒng)中的模型具有動態(tài)性能，并對系統(tǒng)中的模型進(jìn)行虛擬裝配，根據(jù)虛擬裝配的結(jié)果，在人機(jī)交互的可視化環(huán)境中對施工方案進(jìn)行修改。復(fù)雜結(jié)構(gòu)施工涉及的因素較多，起重機(jī)的布置位置、高度，纜風(fēng)繩著力點(diǎn)的選擇，構(gòu)件堆場的位置，起重機(jī)的開行路線，構(gòu)件起吊路線等，都是施工方案設(shè)計(jì)必須考慮的問題。若對這些問題考慮得不夠，則工程施工的進(jìn)度、成本等都會受到影響，甚至導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。
建筑結(jié)構(gòu)施工前往往要對施工方案進(jìn)行受力狀態(tài)復(fù)核。如在大跨空間結(jié)構(gòu)施工中，不僅要考慮施工過程的安全性、可行性，還要考慮結(jié)構(gòu)本身在施工過程中安全性、可靠性。某展覽中心，鋼結(jié)構(gòu)屋蓋支承在鋼桅桿上，桅桿兩端為錐形，與下部混凝土結(jié)構(gòu)鉸結(jié)。為了減小鋼桁架的變形，更為了維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，在鋼屋蓋桅桿和混凝土之間，采用了一系列的斜拉索(前索、背索、穩(wěn)定索)和撐桿，形成一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系。在鋼結(jié)構(gòu)的施工中，不同的支撐方案、不同的拼接方案，在結(jié)構(gòu)的不同部位會引起不同的效應(yīng)，而隨著連接桿件的安裝，這些施工階段的應(yīng)力將殘余在結(jié)構(gòu)部位上，并影響到最終的結(jié)構(gòu)受力安全性；并在結(jié)構(gòu)就位過程中，有可能失穩(wěn)和變形。這就需要進(jìn)行施工過程的精確分析。用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以對不同的方案，在短時(shí)間內(nèi)做大量的分析，從而保證施工方案最優(yōu)化。
（2）在工程項(xiàng)目招標(biāo)投標(biāo)中的應(yīng)用
建筑業(yè)是我國的支柱產(chǎn)業(yè)，建筑市場的過度競爭已是長期的事實(shí)。現(xiàn)代建筑工程項(xiàng)目的運(yùn)作，業(yè)主處于絕對有利的地位。在有限的時(shí)間內(nèi)，如何使業(yè)主和評標(biāo)的專家很好地了解招投標(biāo)文件的編制和被認(rèn)可的程度直接關(guān)系到承包商有沒有中標(biāo)的機(jī)會。因此，承包商在注重投標(biāo)文件的技術(shù)可行、報(bào)價(jià)合理的同時(shí)，也非常注重投標(biāo)文件的包裝。尤其是大型工程、國家重點(diǎn)工程和國際工程的招標(biāo)投標(biāo)，往往在項(xiàng)目企劃階段就已經(jīng)開始這方面的運(yùn)作[4]。
借助虛擬仿真系統(tǒng)，把不能預(yù)演的施工過程和方法表現(xiàn)出來，不僅節(jié)省了時(shí)間和建設(shè)投資，而且不用項(xiàng)目經(jīng)理的現(xiàn)場答辯，方案的優(yōu)劣就一目了然。這無疑大大增加了承包商中標(biāo)的幾率。
（3）在可視化計(jì)算領(lǐng)域的應(yīng)用
可視化計(jì)算將是今后一個(gè)重要的發(fā)展方向。在科研中，人們會遇到大量數(shù)據(jù)，為從中得出有價(jià)值的規(guī)律和結(jié)論，需要對龐大的數(shù)據(jù)量進(jìn)行認(rèn)真分析。對科學(xué)計(jì)算取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化加工或三維圖形顯示，可通過交互改變參數(shù)來觀察計(jì)算結(jié)果的全貌及其變化，實(shí)現(xiàn)參數(shù)化及可視化計(jì)算，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)生了飛躍式的發(fā)展。
在運(yùn)用有限元法進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則可以通過顏色的深淺給出三維物體中各點(diǎn)力的大小，用不同顏色表示出不同的等力面；也可以任意變換角度，從任何點(diǎn)去觀察。還可以利用VR的交互性能，實(shí)時(shí)修改各種數(shù)據(jù)，以便對各種方案及結(jié)果進(jìn)行比較。這樣就使工程師的思維更加形象化，概念更易于理解。把可視化計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于超大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、工程控制和結(jié)構(gòu)分析中，將增強(qiáng)計(jì)算軟件的前后置處理能力。例如，在橋梁工程控制和結(jié)構(gòu)分析的可視化計(jì)算中，倒退(拆)分析結(jié)構(gòu)倒拆動態(tài)演示、結(jié)構(gòu)理想施工線型顯示、施工階段主梁形心線的設(shè)計(jì)曲線和實(shí)測擬合曲線的顯示、前進(jìn)分橋結(jié)構(gòu)拼裝動態(tài)演示、施工預(yù)告圖形顯示、主梁內(nèi)力圖顯示、危險(xiǎn)截面應(yīng)力分布圖顯示等等。更重要的是能借助圖形或圖像來進(jìn)行實(shí)時(shí)動態(tài)地控制結(jié)構(gòu)的重分析和獲取施工控制數(shù)據(jù)，同時(shí)能實(shí)時(shí)動態(tài)演示和控制設(shè)計(jì)和施工的過程。
四、結(jié)語
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在不斷發(fā)展，專用于計(jì)算機(jī)圖形和多媒體信息處理的高性能DSP芯片可使處理能力提高上百倍，三維圖形算法和參數(shù)化建模算法等可使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)更加成熟。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還有很多不完善的地方，尤其在土木工程的研究方面，我們應(yīng)努力建設(shè)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，開發(fā)有價(jià)值的虛擬現(xiàn)實(shí)工程系統(tǒng)，使其在工程設(shè)計(jì)、施工、管理和可視化計(jì)算等方面得到更廣泛的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
[1]張躍．土木工程中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)[N]．科技日報(bào)．1997年6月23日．
一、引言
隨著我國經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步增長和基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模的加入，建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)模越來越大、結(jié)構(gòu)形式日益復(fù)雜，對土木工程學(xué)科管理的科學(xué)性、精確性要求越來越高。實(shí)現(xiàn)土木工程的信息化、智能化、可視化和集成化成為土木建筑工程項(xiàng)目管理現(xiàn)代化的要求和本領(lǐng)域的探究熱點(diǎn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VirtualReality,VR)是綜合性和集成性極強(qiáng)的高新技術(shù)，在軍事、醫(yī)學(xué)、設(shè)計(jì)、藝術(shù)、娛樂等多個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。土木工程中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)涉及土木工程領(lǐng)域的各個(gè)學(xué)科，已顯示出一定的實(shí)用性，技術(shù)潛力十分巨大，應(yīng)用前景非常廣闊[1。
二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其特征
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，又稱靈境技術(shù)，是20世紀(jì)末興起的一門嶄新的綜合性信息技術(shù)。它融合了數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)等多個(gè)信息技術(shù)分支，大大推進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。VR技術(shù)是把抽象、復(fù)雜的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)空間轉(zhuǎn)化為直觀的、用戶熟悉的事物。它的技術(shù)實(shí)質(zhì)在于提供一種高級的人機(jī)接口。利用VR技術(shù)所產(chǎn)生的局部世界是人造和虛構(gòu)的，并非是真實(shí)的，但當(dāng)用戶進(jìn)入這一局部世界時(shí)，在感覺上和現(xiàn)實(shí)世界卻是基本相同的。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)改變了人和計(jì)算機(jī)之間枯燥、生硬和被動的目前狀況，給用戶提供了一個(gè)趨于人性化的虛擬信息空間。它以模擬方式為使用者創(chuàng)造了一個(gè)實(shí)時(shí)反映實(shí)體對象變化和相互功能的三維圖像世界，在視、聽、觸、嗅等感知行為的逼真體驗(yàn)中，使參和者可直接參和和探索虛擬對象所處環(huán)境的功能和變化，仿佛置身于現(xiàn)實(shí)世界中。一個(gè)身臨其境的虛擬環(huán)境系統(tǒng)是由包括計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖象處理和模式識別、智能接口技術(shù)、人工智能技術(shù)、多傳感器技術(shù)、語音處理和音像技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)和高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等不同功能、不同層次的具有相當(dāng)規(guī)模的子系統(tǒng)所構(gòu)成的大型綜合集成環(huán)境。所以，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是綜合性極強(qiáng)的高新信息技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具備以下三個(gè)方面的特性。
1．沉浸性
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是根據(jù)人類的視覺、聽覺的生理心理特征，由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生逼真的三維立體圖像，使用者戴上頭盔顯示器和數(shù)據(jù)手套等交互設(shè)備，便可將自己置身于虛擬環(huán)境中，成為虛擬環(huán)境中的一員。使用者和虛擬環(huán)境中的各種對象的相互功能，就如同在現(xiàn)實(shí)世界中的一樣，一切感覺都是那么逼真，有一種身臨其境的感覺。
2．交互性
虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的人機(jī)交互是一種近乎自然的交互，使用者不僅可以利用電腦鍵盤、鼠標(biāo)進(jìn)行交互，而且能夠通過非凡頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備進(jìn)行交互。使用者通過自身的語言、身體運(yùn)動或動作等自然技能，就能對虛擬環(huán)境中的對象進(jìn)行考察或操作。
3．多感知性
由于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應(yīng)裝置，因此，使用者在虛擬環(huán)境中可獲得視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知，從而達(dá)到身臨其境的感受。
三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用
1．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用前景
在土木工程中，長期以來人們不得不用抽象的概念表示非常豐富的內(nèi)容，如用平面圖、剖面圖、立面圖等平面圖形成一些規(guī)定的符號來表示三維的立體建筑，用比較抽象的圖形和精練的語言來描述復(fù)雜的場景，以傳遞大量的信息。但這一種信息處理和傳遞方式受到信息接受者所從事的職業(yè)、知識結(jié)構(gòu)及理解能力的影響，交流起來非常困難。
VR技術(shù)的發(fā)展為我們克服這一困難提供了極其有效的手段。用虛擬現(xiàn)實(shí)既能表示真實(shí)的世界，也可以表示虛擬的世界。表示真實(shí)世界時(shí)，可以突破物理空間和時(shí)間的約束，做到能“超越現(xiàn)實(shí)”；在表示虛擬世界時(shí)，又能使其中的虛擬物體表示出三維逼真感，以達(dá)到身臨其境的感受，最后形成一種“人能沉浸其中、超越其上、進(jìn)出自如、交互功能的三維信息空間”。VR技術(shù)為用戶提供了一種新型的人機(jī)接口，它利用計(jì)算機(jī)生成交互式三維環(huán)境，不僅使參和者能夠感受到景物或模型的逼真存在，并且對參和者的運(yùn)動和操作做出實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的響應(yīng)。
2．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用領(lǐng)域
由于具有上述的優(yōu)勢特征，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在土木工程中得到了廣泛的應(yīng)用，并且具有廣闊的應(yīng)用前景。現(xiàn)階段，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面[2。
（1）在虛擬施工過程和施工結(jié)構(gòu)計(jì)算中的應(yīng)用[3
在實(shí)際工程施工中，復(fù)雜結(jié)構(gòu)施工方案設(shè)計(jì)和施工結(jié)構(gòu)計(jì)算是一個(gè)難度較大的新問題，前者難點(diǎn)關(guān)鍵就在于施工現(xiàn)場的結(jié)構(gòu)構(gòu)件及機(jī)械設(shè)備間的空間關(guān)系的表達(dá)；后者在于施工結(jié)構(gòu)在施工狀態(tài)和荷載下的變形大于就位以后或結(jié)構(gòu)成型以后。
基于虛擬現(xiàn)實(shí)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)施工方案設(shè)計(jì)是指利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在虛擬的環(huán)境中，建立四周場景、結(jié)構(gòu)構(gòu)件及機(jī)械設(shè)備等的三維CAD模型（虛擬模型），形成基于計(jì)算機(jī)的具有一定功能的仿真系統(tǒng)，讓系統(tǒng)中的模型具有動態(tài)性能，并對系統(tǒng)中的模型進(jìn)行虛擬裝配，根據(jù)虛擬裝配的結(jié)果，在人機(jī)交互的可視化環(huán)境中對施工方案進(jìn)行修改。復(fù)雜結(jié)構(gòu)施工涉及的因素較多，起重機(jī)的布置位置、高度，纜風(fēng)繩著力點(diǎn)的選擇，構(gòu)件堆場的位置，起重機(jī)的開行路線，構(gòu)件起吊路線等，都是施工方案設(shè)計(jì)必須考慮的新問題。若對這些新問題考慮得不夠，則工程施工的進(jìn)度、成本等都會受到影響，甚至導(dǎo)致平安事故的發(fā)生。
建筑結(jié)構(gòu)施工前往往要對施工方案進(jìn)行受力狀態(tài)復(fù)核。如在大跨空間結(jié)構(gòu)施工中，不僅要考慮施工過程的平安性、可行性，還要考慮結(jié)構(gòu)本身在施工過程中平安性、可靠性。某展覽中心，鋼結(jié)構(gòu)屋蓋支承在鋼桅桿上，桅桿兩端為錐形，和下部混凝土結(jié)構(gòu)鉸結(jié)。為了減小鋼桁架的變形，更為了維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，在鋼屋蓋桅桿和混凝土之間，采用了一系列的斜拉索(前索、背索、穩(wěn)定索)和撐桿，形成一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系。在鋼結(jié)構(gòu)的施工中，不同的支撐方案、不同的拼接方案，在結(jié)構(gòu)的不同部位會引起不同的效應(yīng)，而隨著連接桿件的安裝，這些施工階段的應(yīng)力將殘余在結(jié)構(gòu)部位上，并影響到最終的結(jié)構(gòu)受力平安性；并在結(jié)構(gòu)就位過程中，有可能失穩(wěn)和變形。這就需要進(jìn)行施工過程的精確分析。用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以對不同的方案，在短時(shí)間內(nèi)做大量的分析，從而保證施工方案最優(yōu)化。
（2）在工程項(xiàng)目招標(biāo)投標(biāo)中的應(yīng)用
建筑業(yè)是我國的支柱產(chǎn)業(yè)，建筑市場的過度競爭已是長期的事實(shí)。現(xiàn)代建筑工程項(xiàng)目的運(yùn)作，業(yè)主處于絕對有利的地位。在有限的時(shí)間內(nèi)，如何使業(yè)主和評標(biāo)的專家很好地了解招投標(biāo)文件的編制和被認(rèn)可的程度直接關(guān)系到承包商有沒有中標(biāo)的機(jī)會。因此，承包商在注重投標(biāo)文件的技術(shù)可行、報(bào)價(jià)合理的同時(shí)，也非常注重投標(biāo)文件的包裝。尤其是大型工程、國家重點(diǎn)工程和國際工程的招標(biāo)投標(biāo)，往往在項(xiàng)目企劃階段就已經(jīng)開始這方面的運(yùn)作[4。
借助虛擬仿真系統(tǒng)，把不能預(yù)演的施工過程和方法表現(xiàn)出來，不僅節(jié)省了時(shí)間和建設(shè)投資，而且不用項(xiàng)目經(jīng)理的現(xiàn)場答辯，方案的優(yōu)劣就一目了然。這無疑大大增加了承包商中標(biāo)的幾率。
（3）在可視化計(jì)算領(lǐng)域的應(yīng)用
可視化計(jì)算將是今后一個(gè)重要的發(fā)展方向。在科研中，人們會碰到大量數(shù)據(jù)，為從中得出有價(jià)值的規(guī)律和結(jié)論，需要對龐大的數(shù)據(jù)量進(jìn)行認(rèn)真分析。對科學(xué)計(jì)算取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化加工或三維圖形顯示，可通過交互改變參數(shù)來觀察計(jì)算結(jié)果的全貌及其變化，實(shí)現(xiàn)參數(shù)化及可視化計(jì)算，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)生了飛躍式的發(fā)展。
在運(yùn)用有限元法進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則可以通過顏色的深淺給出三維物體中各點(diǎn)力的大小，用不同顏色表示出不同的等力面；也可以任意變換角度，從任何點(diǎn)去觀察。還可以利用VR的交互性能，實(shí)時(shí)修改各種數(shù)據(jù)，以便對各種方案及結(jié)果進(jìn)行比較。這樣就使工程師的思維更加形象化，概念更易于理解。把可視化計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于超大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、工程控制和結(jié)構(gòu)分析中，將增強(qiáng)計(jì)算軟件的前后置處理能力。例如，在橋梁工程控制和結(jié)構(gòu)分析的可視化計(jì)算中，倒退(拆)分析結(jié)構(gòu)倒拆動態(tài)演示、結(jié)構(gòu)理想施工線型顯示、施工階段主梁形心線的設(shè)計(jì)曲線和實(shí)測擬合曲線的顯示、前進(jìn)分橋結(jié)構(gòu)拼裝動態(tài)演示、施工預(yù)告圖形顯示、主梁內(nèi)力圖顯示、危險(xiǎn)截面應(yīng)力分布圖顯示等等。更重要的是能借助圖形或圖像來進(jìn)行實(shí)時(shí)動態(tài)地控制結(jié)構(gòu)的重分析和獲取施工控制數(shù)據(jù)，同時(shí)能實(shí)時(shí)動態(tài)演示和控制設(shè)計(jì)和施工的過程。
四、結(jié)語
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在不斷發(fā)展，專用于計(jì)算機(jī)圖形和多媒體信息處理的高性能DSP芯片可使處理能力提高上百倍，三維圖形算法和參數(shù)化建模算法等可使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)更加成熟。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還有很多不完善的地方，尤其在土木工程的探究方面，我們應(yīng)努力建設(shè)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，開發(fā)有價(jià)值的虛擬現(xiàn)實(shí)工程系統(tǒng)，使其在工程設(shè)計(jì)、施工、管理和可視化計(jì)算等方面得到更廣泛的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
[1張躍．土木工程中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)[N．科技日報(bào)．1997年6月23日．
1引言
虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality)是通過多媒體技術(shù)與仿真技術(shù)相結(jié)合，生成逼真的視、聽、觸覺一體化的虛擬環(huán)境，用戶以自然的方式對虛擬環(huán)境中的對象進(jìn)行體驗(yàn)和交互。然而當(dāng)前的電子商務(wù)大多是基于Web的，要在其中普及由視覺頭盔和數(shù)字手套等設(shè)備構(gòu)成的力反饋式交互虛擬現(xiàn)0實(shí)是極其困難的(一是技術(shù)原因，二是資金原因)。但是以鍵盤、鼠標(biāo)和顯示器等常規(guī)輸入輸出設(shè)備在客戶機(jī)瀏覽器中構(gòu)成交互環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)卻日趨成熟和完善，這些以Web3D技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)同樣以模擬自然、體驗(yàn)逼真和交互極強(qiáng)為目標(biāo)，在相當(dāng)程度上高效、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的目標(biāo)。
由于網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)，不僅促進(jìn)了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的普及應(yīng)用，而且也給電子商務(wù)帶來了新的應(yīng)用空間，有效地提高了電子商務(wù)的質(zhì)量。因此，充分認(rèn)識虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電子商務(wù)中的重要性、研究網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)及其應(yīng)用規(guī)律，從而進(jìn)一步促進(jìn)電子商務(wù)的發(fā)展，已成為當(dāng)前電子商務(wù)中的一個(gè)重要課題。
2虛擬現(xiàn)實(shí)在電子商務(wù)中的作用
2.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)。
臨場感:用戶感覺到沉浸于在瀏覽器中所呈現(xiàn)的虛擬環(huán)境中。
多感知性:用戶能以視覺、聽覺等多種形式感知信息。
交互性:用戶能以接近自然的習(xí)慣，用常規(guī)的輸入、輸出設(shè)備對虛擬環(huán)境中的物體或場景進(jìn)行操作和得到反饋。
真實(shí)性:虛擬環(huán)境中的物體運(yùn)動接近符合物理定律。
高效率:虛擬環(huán)境中三維空間的建立和顯示不過分依賴客戶機(jī)的硬件性能并可實(shí)時(shí)渲染，所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量小且可流式傳輸。
2.2虛擬現(xiàn)實(shí)在電子商務(wù)中的作用。由于網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的上述特點(diǎn)，它在電子商務(wù)中正起著獨(dú)特的作用:
真實(shí)感強(qiáng):縮小網(wǎng)上購物與真實(shí)購物環(huán)境間的差別，是一個(gè)接近現(xiàn)實(shí)場景的虛擬智能購物商城。
激發(fā)購買熱情:網(wǎng)上產(chǎn)品展示的目的不僅僅是展示產(chǎn)品，而更重要的是通過讓客戶更多地了解產(chǎn)品而提高產(chǎn)品的購買率。通過網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可將用戶在購買過程中產(chǎn)生的假設(shè)進(jìn)行虛擬，呈現(xiàn)相應(yīng)的結(jié)果或效果。這樣有利于激發(fā)用戶的購買熱情。
拓展電子商務(wù)的內(nèi)涵:INTERNET作為有效的商業(yè)信息的交通通道被廣為接受，網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用使電子商務(wù)的內(nèi)涵被大大地拓寬和延伸了。
3網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
目前網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)大多是基于Web3D[1][2][3]技術(shù)的，而Web3D技術(shù)主要由實(shí)時(shí)3D建模和動態(tài)顯示兩部分組成。通常實(shí)時(shí)3D建模和動態(tài)顯示分為兩種類型，一種是基于幾何模型，另一種是基于圖像。這兩種技術(shù)方案各有其特點(diǎn)，前者可方便地建立以任意角度進(jìn)行觀察的3D空間，但計(jì)算量大，因而對硬件要求較高，對復(fù)雜模型的建模過程較為困難;后者采用圖像鑲嵌方式實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)建模，開發(fā)成本低，計(jì)算量小且效果逼真，但數(shù)據(jù)量較大。
各種網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為了能在網(wǎng)絡(luò)這一特殊環(huán)境下不斷發(fā)展，都不僅具有鮮明的技術(shù)特點(diǎn)，而且也都盡量揚(yáng)長避短，形成了各自的技術(shù)風(fēng)格，這也為我們在電子商務(wù)中針對不同展示內(nèi)容選用最為合適的網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)打下了良好的基礎(chǔ)。有鑒于此，研究和對比分析各種主流網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是十分必要的。
3.1VRML(VirtualRealityModelingLanguage——虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言)[4]是專門用于在網(wǎng)上建立虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)計(jì)語言，它采用基于幾何模型的實(shí)時(shí)建模和動態(tài)顯示方法。VRML可以用于建立真實(shí)世界的場景模型，也可建立虛構(gòu)的三維空間。VRML提供了所謂的6+1度瀏覽，即沿三軸方向移動場景和旋轉(zhuǎn)場景，同時(shí)還可以建立與其他3D空間的超鏈接。
VRML文件是文本文件，它可以用文本編輯器編寫生成，其文件擴(kuò)展名是.wrl。由于VRML語言語法規(guī)則較為復(fù)雜和嚴(yán)格，靠人工編寫VRML文件工作量極大，因此一些三維建模工具(如3DSMAX)以可視化方式建立3D空間并自動生成VRML文件，提高了開發(fā)效率，但這樣生成的VRML文件數(shù)據(jù)量比人工編寫的文件大得多。
VRML適用于構(gòu)造虛擬三維環(huán)境，而對于表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)場景和物體則略感不足。
3.2QuickTimeVR。QuickTime是Apple公司開發(fā)的數(shù)字圖像影視技術(shù)規(guī)范，它包含多種媒體數(shù)據(jù)的壓縮/解壓縮技術(shù)。QuickTimeVR是其中一種新的媒體數(shù)據(jù)格式。它包含了對象影視(ObjectMovie)、全景影視(PanoramicMovie)和多節(jié)點(diǎn)影像(Multi-NodeScene)等幾種形式，其文件擴(kuò)展名是.mov。
由于過去QuickTime是Mac系列機(jī)上的數(shù)字視頻規(guī)范，因而制作QuickTimeVR的開發(fā)工具大多在Mac機(jī)上運(yùn)行，缺少PC機(jī)Windows上的開發(fā)工具，而現(xiàn)在已出現(xiàn)了許多Windows上的QuickTimeVR的專業(yè)開發(fā)工具，如VRToolBox等，使得開發(fā)用于電子商務(wù)的QuickTimeVR影視更為便捷和高效。
3.3Cult3D是Cycore公司基于Java開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，它具有獨(dú)特的渲染方式，可動態(tài)顯示極高質(zhì)量的圖像且不依賴3D加速卡等硬件，所產(chǎn)生的文件(.co)數(shù)據(jù)量小且可保留建模工具中所建立的貼圖，并可以在3D物體上設(shè)計(jì)各種交互和添加聲音，特別適合于在網(wǎng)絡(luò)上表達(dá)3D對象。
Cult3D技術(shù)本身并無創(chuàng)建3D模型的能力，它依靠專門的3D建模工具軟件來建立3D模型，并通過安裝在這些軟件中的插件導(dǎo)出所需的3D模型。支持這一功能的3D建模軟件有3DSMAX和Maya。在Cult3D的交互功能設(shè)計(jì)軟件Cult3DDesigner中為3D對象設(shè)計(jì)動作和交互并輸出用于網(wǎng)絡(luò)的壓縮文件。
Cult3D技術(shù)的弱點(diǎn)是不易表達(dá)360°的全景虛擬環(huán)境。3.4Viewpoint是Viewpoint公司的網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，其正式名稱是VET(ViewpointExperienceTechnology)，它的前身是著名的MetaStream技術(shù)。由于Viewpoint開發(fā)的虛擬現(xiàn)實(shí)文件數(shù)據(jù)量小、可流式下載、動態(tài)顯示圖像質(zhì)量好以及可實(shí)時(shí)交互控制改變紋理貼圖，因此被廣泛用于在網(wǎng)上表達(dá)3D對象。Viewpoint技術(shù)可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)條件狀況自動調(diào)整顯示3D對象的細(xì)節(jié)和播放幀率，因此它對網(wǎng)絡(luò)帶寬適應(yīng)能力較強(qiáng)。
通常開發(fā)Viewpoint的虛擬現(xiàn)實(shí)文件是從3DSMAX中導(dǎo)出ASE文件，在Viewpoint的核心應(yīng)用程序ViewpointSceneBuilder中導(dǎo)入ASE文件，并對相應(yīng)3D場景的有關(guān)元素(如:材質(zhì)、動畫、交互動作和場景定義信息)進(jìn)行編輯和設(shè)計(jì)，最終輸出可在瀏覽器中播放的Viewpoint數(shù)據(jù)文件(.mts和.mtx)。
3.5Flash是Macromedia公司開發(fā)的矢量動畫技術(shù)。Flas采用網(wǎng)上流式播放技術(shù)，在安裝了Flash播放器的瀏覽器中可以流暢地播放Flas。在Flash中制作動畫時(shí)，不僅可在開發(fā)環(huán)境中繪制矢量對象，而且還可以導(dǎo)入外部矢量圖形文件、位圖圖像文件、多種格式的聲音文件甚至還可編輯視頻文件。Flash現(xiàn)在被廣泛用于開發(fā)網(wǎng)絡(luò)交互矢量動畫，然而用它也可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)的開發(fā)。
用Flash開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)文件，主要是采用其腳本語言ActionScript控制交互，進(jìn)而控制通過導(dǎo)入序列圖像或已拼接的360°全景圖像而形成的3D對象或全景虛擬環(huán)境。由于用ActionScript進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)交互控制的靈活性較大，因此所開發(fā)的虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)文件也具有較強(qiáng)的個(gè)性，同時(shí)因?yàn)镕lash并非專門用于開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)的，所以開發(fā)時(shí)的步驟較為復(fù)雜些。
4虛擬現(xiàn)實(shí)在電子商務(wù)應(yīng)用的實(shí)例分析
4.1電子商務(wù)模型的建立。網(wǎng)絡(luò)虛擬場景的建立和圖形工作站中的場景的建立有著很大的區(qū)別，它首先強(qiáng)調(diào)的是模型的簡單化，這是由虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)時(shí)性要求決定的。在響應(yīng)速度和場景的真實(shí)性發(fā)生沖突時(shí)，應(yīng)犧牲一定的真實(shí)性，只要能在視覺上達(dá)到基本真實(shí)即可。因此，常用一些簡單的框架來代替復(fù)雜模型，但為了保證一定的真實(shí)性，可采用貼圖的方式來彌補(bǔ)視覺上的不足。貼圖有以下兩種制作方法:一種是使用繪畫軟件進(jìn)行手工繪制、另一種是對建筑物的各個(gè)觀察面進(jìn)行拍照，然后用掃描儀掃描成相關(guān)貼圖材質(zhì)。第一種方法的顏色可限定在256色內(nèi)，其壓縮的比例較大，貼圖文件較小，生成的場景文件也較小，適合網(wǎng)上傳遞和實(shí)時(shí)性的要求。后一種方法視覺效果好，但文件的壓縮比例較小，貼圖文件較大，生成的場景大，在網(wǎng)上傳遞和實(shí)時(shí)性方面不如前一種方法好。無論用哪一種方法都需考慮貼圖的分辨率和尺寸，為了便于下載和渲染，在質(zhì)量和大小允許的情況下，一幅貼圖限為320×240(或240×320)像素、分辨率為72dpi，用JPEG壓縮(采用最高壓縮比)后約為20K字節(jié)。
根據(jù)以上所述的貼圖制作方法，虛擬場景中的對象模型可分為以下幾類:①由簡單幾何體組成的簡單模型:該類模型常用作遠(yuǎn)處物品的替身，在LOD方法中采用;②賦予手繪貼圖的模型;③賦予照片材質(zhì)的模型;④賦予手繪和照片混合材質(zhì)的模型;⑤具有全部細(xì)節(jié)的精致模型。
4.2電子商務(wù)交互查詢功能的建立。為電子商務(wù)模型加入交互和查詢功能可采用兩種方法:通過編程加入相應(yīng)的交互和查詢功能，利用VRML的輔助工具來完成交互和查詢功能的加入[5]。后一種方法比較適合普通的用戶。
Kinetix制作了特殊的VRML輸出嵌入程序，可以輸出場景，包括幾何、材質(zhì)、動畫制作等，嵌入程序也可制作特殊的VRML輔助工具來規(guī)定場景的交互元素。運(yùn)行VRML嵌入程序VRMLOUT.EXE即可安裝VRML嵌入程序。
通過VRML嵌入程序，可設(shè)置以下輔助工具:
Anchor:可將某一實(shí)體作為熱點(diǎn)，當(dāng)被點(diǎn)擊時(shí)取出網(wǎng)上所指定的文件。若為VRML場景文件，則該場景被下載顯示。若為其他類型文件，由瀏覽器決定如何處理;
TouchSensor:對從指定設(shè)備的輸入產(chǎn)生相應(yīng)的事件，這些事件表示用戶是否指向特定幾何體，同時(shí)也表示用戶何時(shí)何處按下定位設(shè)備的按鈕;
ProxSensor:接近感知器，指定當(dāng)用戶進(jìn)入、離開或在立方體的區(qū)域內(nèi)移動時(shí)產(chǎn)生的事件;
TimeSensor:在時(shí)間變化是發(fā)出事件，可用來控制動畫，也可用于某一時(shí)刻進(jìn)行某項(xiàng)活動，或于某一時(shí)間間隔中產(chǎn)生事件;
NavInfo:描述有關(guān)觀察者和觀察模式的物理特性;
Background:設(shè)定場景的背景;
Fog:設(shè)置霧化的效果;
Sound:設(shè)定聲音片段的有效范圍，以產(chǎn)生隨距離改變的音響效果;
Billboard:是某一對象隨用戶一起旋轉(zhuǎn)，以使之始終面向用戶;
LOD:允許瀏覽器在物體表示的不同層次細(xì)節(jié)間自動切換;
Inline:可在文件中引入外部文件的場景，避免重復(fù)制作。
通過以上輔助工具，就可制作出電子商務(wù)場景及其交互和查詢功能。
4.3多分辨率漸進(jìn)傳輸。服務(wù)器接收了用戶端的請求后，通過網(wǎng)絡(luò)把三維幾何數(shù)據(jù)傳送到瀏覽器進(jìn)行顯示，最理想的方式是漸進(jìn)式傳輸[7][8]，這樣客戶端在下載完最簡單的一級模型數(shù)據(jù)后就可以進(jìn)行顯示與交互，而不用整個(gè)模型傳輸完畢。漸進(jìn)式幾何傳輸要求模型具有多分辨率表示形式，這對網(wǎng)絡(luò)的傳輸和客戶端的繪制都有很多好處。
本文將3D場景數(shù)據(jù)組織成一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)遞進(jìn)的傳輸不同類型的模型表示。本文利用分布式虛擬環(huán)境中通用的遞推算法(DR)來預(yù)測視點(diǎn)的運(yùn)動算法[6]來預(yù)測用戶的位置，該方法簡單而通用，并且能有效的減少網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)流量，結(jié)合Benefit累積和方法，實(shí)現(xiàn)了有限的網(wǎng)絡(luò)帶寬下的優(yōu)化3D場景傳輸?shù)囊粋€(gè)有效的策略。考慮到網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性和網(wǎng)絡(luò)的傳輸質(zhì)量，作者采用了自適應(yīng)流控技術(shù)，以保證不同質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)連接下不同場景繪制質(zhì)量的仿真的順利進(jìn)行。另外本文考慮了傳輸動態(tài)物體和不同表示形態(tài)的靜態(tài)物體到多個(gè)用戶的問題。本文的內(nèi)容集中在3D數(shù)據(jù)組織管理和優(yōu)先傳輸排序策略以及3D圖形傳輸協(xié)議上，目的在于實(shí)現(xiàn)服務(wù)器和客戶端之間高效的3D場景傳輸。
4總結(jié)
本文介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電子商務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用。相關(guān)技術(shù)包括虛擬場景的構(gòu)造、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)格數(shù)據(jù)的傳輸以及客戶端的交互查詢方式。與傳統(tǒng)的電子商務(wù)系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)具有更好的沉浸感和交互性，雖然目前離理想的虛擬現(xiàn)實(shí)境界仍有較大差距，但交互性強(qiáng)、觸發(fā)事件種類多、動態(tài)渲染及顯示質(zhì)量高、可任意鏈接URL或其他3D空間、適宜網(wǎng)上應(yīng)用、虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)文件共享性強(qiáng)以及開發(fā)效率高等技術(shù)特征，現(xiàn)已成為網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展的趨勢。隨著網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展，將為系統(tǒng)的開發(fā)提供更大的空間和更完善的功能。
參考文獻(xiàn)
1GongJianhua.DistributedVirtualGeo-Environments.Journalof
InmageandGraphics2001.9:879~884
2ErnestH.PageandJeffreyM.Opper.InvestigatingtheApplication
ofWeb-BasedSimulationPrincipleswithintheArchitecturefora
Next~GenerationComputerGeneratedForcesModel，F(xiàn)uture
GenerationComputerSystems，v.17n.2，Oct.2000，pp.159~169
3YLi.KWBrodlieandNPhillips.Web-basedVRTraining
SimulatorforPercutaneousRhizotomy.InJDWestwood，HM
Hoffman，GTMogel，RARobbandDStredney(eds)，Medicine
MeetsVirtualReality2000，IOSPress，pp.175~181.2000
4TheVirtualRealityModelingLanguage.ISO/IEC14772～1:1997.
5徐明娟等.基于VRML虛擬場景交互方式的研究，CCVRV2004，
p717~721
6謝翠等.基于Web的仿真綜述，CCVRV2004，p544~548
puterGraphics
在制造業(yè)迅速發(fā)展的當(dāng)今時(shí)代，國內(nèi)的設(shè)計(jì)教育呈飛速發(fā)展趨勢，社會經(jīng)濟(jì)需要設(shè)計(jì)教育的大步跟上，創(chuàng)造本土品牌需要設(shè)計(jì)教育合理結(jié)合傳統(tǒng)設(shè)計(jì)教育與現(xiàn)代觀感的設(shè)計(jì)教育。我們在贊嘆速度帶來的各種豐富便利時(shí)，也應(yīng)該感受到面臨的某些問題與困難，中國的設(shè)計(jì)教育至今還是處在發(fā)展探索階段，尚未真正定型與成熟。在現(xiàn)在各種文化互相交融、影響的全球環(huán)境中，作為發(fā)展中的中國，怎樣在吸收國外先進(jìn)設(shè)計(jì)藝術(shù)教育的同時(shí)，發(fā)揚(yáng)本土設(shè)計(jì)藝術(shù)，在日漸成熟的現(xiàn)代設(shè)計(jì)領(lǐng)域里占有自己的一席之地，這是培養(yǎng)未來優(yōu)秀設(shè)計(jì)師所應(yīng)思考的問題。中國歷史悠久，人文內(nèi)涵豐富，東方文化所特有的思維方式有其自己獨(dú)特的民族審美情趣，拋棄原有的藝術(shù)文化，那顯然是不明智的，我們應(yīng)在學(xué)習(xí)西方設(shè)計(jì)知識的同時(shí)，融會貫通，發(fā)展國內(nèi)設(shè)計(jì)藝術(shù)，在現(xiàn)代感中體現(xiàn)中國的文化韻味和民族根基。近些年來，傳統(tǒng)的裝飾藝術(shù)文化有被忽視的趨勢，從以往的“工藝美術(shù)”教育到現(xiàn)在的包豪斯教育體系，傳統(tǒng)的裝飾基礎(chǔ)教學(xué)課時(shí)大幅度壓縮，學(xué)院和學(xué)生為了盡快進(jìn)行專業(yè)實(shí)踐，專業(yè)設(shè)計(jì)課有提早進(jìn)入低年級階段班級的現(xiàn)象，這個(gè)調(diào)整有合理的一面，但也出現(xiàn)了一些問題，從傳統(tǒng)裝飾基礎(chǔ)課程來說，相應(yīng)地裁剪這些課程的教學(xué)時(shí)間，一方面會使設(shè)計(jì)思維的形成少了引導(dǎo)性的訓(xùn)練，在一定程度上削弱了設(shè)計(jì)的創(chuàng)作源泉。WWW.133229.COM另一方面，學(xué)生接觸到工業(yè)設(shè)計(jì)所帶來的抽象思維設(shè)計(jì)，也可以通過傳統(tǒng)裝飾藝術(shù)課程，得到更好的多元化創(chuàng)作，結(jié)合本土文化進(jìn)行適合現(xiàn)代視覺觀念的優(yōu)秀設(shè)計(jì)。
一、傳統(tǒng)裝飾基礎(chǔ)課是創(chuàng)作的根源，是具象到半抽象到設(shè)計(jì)的過渡
傳統(tǒng)裝飾基礎(chǔ)是對具體的物象中體悟，是對原有物象進(jìn)行再創(chuàng)造，是連接具象與抽象設(shè)計(jì)的紐帶，它既具有現(xiàn)實(shí)自然形態(tài)豐富的一面，又具有創(chuàng)作中形成的或繁瑣或簡潔的風(fēng)格，把作者的觀念暗寓其中，有其豐富的藝術(shù)魅力。在裝飾基礎(chǔ)的訓(xùn)練中，通過對植物、動物、人物、風(fēng)景等抽象的變形，相應(yīng)地拓寬設(shè)計(jì)思路，掌握具象事物的最重要特征，掌握具象與抽象之間的思維鏈接，運(yùn)用現(xiàn)代的設(shè)計(jì)形式，進(jìn)行圖像化的形式設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)更加貼近生活，具有人性化的一面。裝飾基礎(chǔ)課需要運(yùn)用提煉、概括等手段，把生活中的形象進(jìn)行藝術(shù)加工，從而創(chuàng)造藝術(shù)形象。如果缺少了從自然形態(tài)到創(chuàng)作這一環(huán)，相應(yīng)地就減弱了對事物的深入觀察。畢加索對“?！钡囊幌盗行蜗筇剿鳎彩窃趯呦笫挛锏挠^察和形式構(gòu)造的探索中創(chuàng)作，“?！钡南盗行蜗笳故玖藦木呦?、半抽象到抽象的多種變體?？档略谒闹鳌杜袛嗔ε小分械囊欢卧捯仓档梦覀冋J(rèn)真思考：“自然只有在貌似藝術(shù)的時(shí)候才顯得美，藝術(shù)也只有使人知其為藝術(shù)而又貌似自然才顯得美?！笨梢?，對自然形象的探索一直以來是形式美感的需要。
有的人認(rèn)為傳統(tǒng)無法跟上現(xiàn)代設(shè)計(jì)的思維，其實(shí)現(xiàn)代藝術(shù)設(shè)計(jì)的理念在傳統(tǒng)裝飾藝術(shù)中也一樣存在，清代的笪重光說：“空本難圖，實(shí)景清而空景現(xiàn)。神無可繪，真境逼而神境生。位置相戾，有畫處多屬贅疣。虛實(shí)相生，無畫處皆成妙境?！边@其實(shí)就是構(gòu)成藝術(shù)美?！耙灰援?dāng)十”、“似與不似之間”，這些傳統(tǒng)裝飾基礎(chǔ)中常用的手法一樣用于現(xiàn)在的構(gòu)成設(shè)計(jì)中。裝飾基礎(chǔ)課程的訓(xùn)練內(nèi)容來源于生活，對設(shè)計(jì)起著相當(dāng)重要的作用，快節(jié)奏生活的到來，西方簡潔主義的藝術(shù)沖擊，工業(yè)化產(chǎn)品的繁榮在一定程度上刺激著設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)是為市場和社會服務(wù)，和經(jīng)濟(jì)、生活緊密相連，脫離生活只講究形式的設(shè)計(jì)難免讓人感覺華麗的虛構(gòu)，一個(gè)脫離了本土文化的設(shè)計(jì)無特色可言，一個(gè)沒有自己特色的設(shè)計(jì)也無優(yōu)勢可言，裝飾基礎(chǔ)課程的削減，在一定程度上削弱了傳統(tǒng)裝飾藝術(shù)的熏陶，在設(shè)計(jì)教育中，我們現(xiàn)在不是尋求統(tǒng)一的模式，統(tǒng)一的模式只會使設(shè)計(jì)的路子走得越來越窄，豪無創(chuàng)新的可能，只有發(fā)展自己的特色，掌握基礎(chǔ)設(shè)計(jì)步驟，結(jié)合現(xiàn)代設(shè)計(jì)的理念，在加強(qiáng)交流中取長補(bǔ)短，在熟悉本國的傳統(tǒng)藝術(shù)設(shè)計(jì)中比較外來先進(jìn)文化，才能拓寬思路，一方面繼續(xù)提升本國的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，一方面在激烈競爭中為本國帶來豐厚的經(jīng)濟(jì)收入。香港著名平面設(shè)計(jì)師靳埭強(qiáng)創(chuàng)作了大量文化招貼。他在《2007全國設(shè)計(jì)倫理教育論壇》上的發(fā)言中認(rèn)為，美的原則有三條：立意——意念先行，以形取神；創(chuàng)新——承先啟后，破舊立新；活用——適身合用，靈活生動。只有勇于吸收，才能發(fā)展，只有敢于繼承、善于交融才能最終真正成為自己文化的主人。
二、裝飾基礎(chǔ)的多元造型手法對創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的影響
創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)是一個(gè)經(jīng)濟(jì)名詞，早在1986年，著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家羅默（p.romer）就曾撰文指出，新創(chuàng)意會衍生出無窮的新產(chǎn)品、新市場和財(cái)富創(chuàng)造的新機(jī)會，所以新創(chuàng)意才是推動一國經(jīng)濟(jì)成長的原動力。裝飾基礎(chǔ)課作為創(chuàng)作的基礎(chǔ)訓(xùn)練，所涉及的內(nèi)容包括對各種材質(zhì)的表現(xiàn)，對各種傳統(tǒng)裝飾藝術(shù)的多元化造型手法進(jìn)行研究，在圖形設(shè)計(jì)、色彩感覺、構(gòu)圖設(shè)想、材質(zhì)應(yīng)用等方面都有一定的探索的可能，這有利于發(fā)散性思維的培養(yǎng)，而創(chuàng)意需要有這種發(fā)散性思維，這能啟發(fā)在思考中釋放自己的個(gè)性才能，從各個(gè)方面進(jìn)行探索，在探索中找到更切實(shí)的表現(xiàn)方式，更好地在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中把握創(chuàng)新。
從圖形設(shè)計(jì)上來說，裝飾基礎(chǔ)研究的是從現(xiàn)實(shí)物象中提煉、概括，是對物象經(jīng)過細(xì)致的觀察了解，在觀察中尋找切入點(diǎn)，從這些不同的切入點(diǎn)可以得出不同的思維結(jié)果，再通過多元化的造型手法，作多方位的圖形設(shè)計(jì)變形，這就要求對觀察對象無論從內(nèi)部還是外部，都進(jìn)行剖析深入，再進(jìn)行延展，激發(fā)聯(lián)想，而創(chuàng)意行為就是在這種過程中產(chǎn)生。創(chuàng)意行為需要突破普通的習(xí)慣性思維，必須有深入的觀察，作多方位的思維，才能有合理的異于常人的創(chuàng)意。創(chuàng)意并非是無物可據(jù)，無形自來，創(chuàng)意行為的思維訓(xùn)練中，觀察是創(chuàng)造性技法之一，沒有形象性就沒有審美，也就沒有藝術(shù)可言，創(chuàng)意的行為起始于設(shè)計(jì)的初步，裝飾基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的這種仔細(xì)觀察多方位思考的發(fā)散性思維有助于創(chuàng)意的迸發(fā)。
從色彩感覺來說，裝飾基礎(chǔ)包括研究各種色彩對人類情感的作用，而各種場所、日用品、大到城市建筑色彩的整體規(guī)劃，都同色彩研究有著不可分割的聯(lián)系，人類對色彩的喜惡，有著不容忽視的作用，作為創(chuàng)意行為，如果不能很好地把握色彩感覺，那就忽略了人類的感情。裝飾基礎(chǔ)研究的是人類在生活中積累的各種圖形財(cái)富，各個(gè)時(shí)期都有不同的代表性色彩，這對掌握不同人群的色彩感情有著很好的探索。
構(gòu)圖設(shè)想是一切造型藝術(shù)的重要一環(huán)，裝飾基礎(chǔ)設(shè)計(jì)所涉及的圖形中，無論對單獨(dú)的圖形還是繪于各種材質(zhì)上組合的圖形等，都對構(gòu)圖作了細(xì)致的考慮。在現(xiàn)階段的裝飾基礎(chǔ)課程中，并非是要抱著原有的傳統(tǒng)內(nèi)容不放，而是力求在符合現(xiàn)代設(shè)計(jì)思維的創(chuàng)作中設(shè)想，所思考的內(nèi)容可以帶有一定的目的性，把傳統(tǒng)的精華融合于現(xiàn)代設(shè)計(jì)中，這本身就是一種文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)。創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)是一種新的發(fā)展模式，它強(qiáng)調(diào)用全新的思維邏輯方式融入現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)價(jià)值創(chuàng)新，分析具象造型藝術(shù)構(gòu)圖設(shè)想的三個(gè)必要環(huán)節(jié)——觀察、研究自然；抽象、概括自然；引申、表現(xiàn)自然。這三個(gè)環(huán)節(jié)都是在發(fā)展的模式下進(jìn)行，根據(jù)現(xiàn)有的內(nèi)容通過構(gòu)圖設(shè)想進(jìn)行新的思維來實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。
藝術(shù)的實(shí)用性是傳統(tǒng)裝飾藝術(shù)固有的內(nèi)容，各種圖形在材質(zhì)應(yīng)用上達(dá)到新的視覺感受。裝飾基礎(chǔ)設(shè)計(jì)來源于現(xiàn)實(shí)中的物象，通過一定的裝飾手法對現(xiàn)有的物象進(jìn)行設(shè)計(jì)變形，再通過各種材質(zhì)表現(xiàn)，使圖形在材質(zhì)上達(dá)到觀賞效果。在設(shè)計(jì)過程中，帶有一定的目的性，并對圖形作適合于某種材質(zhì)的考慮。裝飾基礎(chǔ)設(shè)計(jì)在材質(zhì)應(yīng)用的練習(xí)上對裝飾藝術(shù)的發(fā)展有著一定的作用，也唯有在實(shí)用的基礎(chǔ)上才能有所突破。在當(dāng)今創(chuàng)意時(shí)代，具有特色化、個(gè)性化、藝術(shù)化的產(chǎn)品，有著廣闊的市場，材質(zhì)上的應(yīng)用教學(xué)，無疑使裝飾基礎(chǔ)設(shè)計(jì)能夠嘗試更好地與現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)接軌。通過裝飾基礎(chǔ)的模擬教學(xué)，把設(shè)計(jì)與技術(shù)、文化、產(chǎn)品和市場融為一體，這樣既有利于傳統(tǒng)藝術(shù)產(chǎn)業(yè)的延伸，又可以為現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)拓展發(fā)展空間，使創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)成為可能。
設(shè)計(jì)歸根結(jié)底是為經(jīng)濟(jì)服務(wù)，經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和企業(yè)之間的競爭迫使設(shè)計(jì)教育切實(shí)了解市場所需，只有跟市場結(jié)合，具有特色的個(gè)性化產(chǎn)品，才有可能闖出自己的市場，才有可能在國際貿(mào)易中找到我們的定位，傳統(tǒng)的裝飾藝術(shù)才會有更廣闊的發(fā)展，使裝飾藝術(shù)真正成為一種創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)。
系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思維方法的訓(xùn)練，關(guān)注美感設(shè)計(jì)，包括對生活形態(tài)的理解、設(shè)計(jì)管理、戰(zhàn)略和產(chǎn)品計(jì)劃方面的研究。裝飾基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是從生活形態(tài)中，通過觀察事物內(nèi)部外部結(jié)構(gòu)，進(jìn)行多種思維變化創(chuàng)作，它是界于抽象與具象之間的思維訓(xùn)練方式，是對同一物體進(jìn)行多種變化可能的探索，是對物象進(jìn)行重新構(gòu)想，或簡潔或繁復(fù)，它的設(shè)計(jì)創(chuàng)新的系統(tǒng)方法，也能夠和現(xiàn)代設(shè)計(jì)中思維的形式訓(xùn)練結(jié)合。
當(dāng)然傳統(tǒng)裝飾基礎(chǔ)課從現(xiàn)代設(shè)計(jì)觀中來看，思路上也有陳舊的一面，以往有重技法輕創(chuàng)新、重平面效果輕材質(zhì)塑造等的現(xiàn)象，我們只有在現(xiàn)代設(shè)計(jì)教育的大環(huán)境中完善裝飾基礎(chǔ)，才能讓傳統(tǒng)裝飾藝術(shù)更上一個(gè)臺面。
參考文獻(xiàn)：
[1]李硯祖：“建構(gòu)新的設(shè)計(jì)教育體系，發(fā)展中國的藝術(shù)設(shè)計(jì)教育”，《2001’清華國際工業(yè)設(shè)計(jì)論壇暨全國工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)討論會論文集》,北京，2001。
[2]蔡軍:“設(shè)計(jì)·策略·教育——中國工業(yè)設(shè)計(jì)的思考”，《美術(shù)觀察》，1998.8。
(一)審美特點(diǎn)
現(xiàn)代纖維藝術(shù)通過其自身獨(dú)有的材料質(zhì)地以及富有個(gè)性的表現(xiàn)特征，形成了其他藝術(shù)所無法具有的審美特點(diǎn)。這樣的審美特點(diǎn)也就是通過纖維藝術(shù)的材質(zhì)、色澤、形態(tài)、機(jī)理等因素在空間構(gòu)成的完善性，透過視覺表達(dá)，通過人的審美標(biāo)準(zhǔn)來完成。
1．材料美
物體外形是通過其基本特點(diǎn)結(jié)合而成，先要取決于運(yùn)用材料的差別，其次為表現(xiàn)形式的差別。纖維藝術(shù)的材料大多是通過動植物纖維材料、人造纖維以及實(shí)物材料所構(gòu)成。所有材料都具備了各自的物理屬性，通過人的感覺器官變成各自的心理感應(yīng)，材質(zhì)之間的物理特性的差別通過藝術(shù)家的處理后可以發(fā)生不同的美感體現(xiàn)，金屬材質(zhì)形成的空間環(huán)境讓人感受到純凈感;木石材質(zhì)為人們提供質(zhì)樸的親近感;織物為人們打造溫馨隨和感;人造纖維由于具備了彈性光亮之美，不僅可以具有柔韌的共性美，還具有不同質(zhì)感的個(gè)性美。材料自然屬性的不同，令藝術(shù)家在創(chuàng)作中變?yōu)橐曈X方面美的心理感應(yīng)，透過適當(dāng)?shù)乃囆g(shù)表現(xiàn)，為材料的審美價(jià)值賦予特殊的意義，進(jìn)而引發(fā)了及其豐富的心理效應(yīng)。
2．形態(tài)美
形態(tài)美是由于物體形態(tài)在外表上給人以和諧的視覺體會。形態(tài)包含了外部形態(tài)和內(nèi)部形態(tài)，外部形態(tài)指的是空間特點(diǎn)，通常泛指形態(tài)的外表，也就是人們所觀察到的外部狀態(tài)。內(nèi)部形態(tài)體現(xiàn)出形態(tài)里各部分相互間界限的形態(tài)，也就是結(jié)構(gòu)形態(tài)。外部形態(tài)和內(nèi)部形態(tài)屬于局部和總體、背景和前景的關(guān)系，兩者相互襯托，其之間的張力在相互作用里實(shí)現(xiàn)平衡。外部形態(tài)的輪廓能夠體現(xiàn)出內(nèi)部形態(tài)的結(jié)構(gòu)輪廓。材料質(zhì)地的不同，可以轉(zhuǎn)變外部及內(nèi)部結(jié)構(gòu)輪廓線的質(zhì)感，進(jìn)而豐富形態(tài)在視覺方面的美，例如竹、藤等纖維類，其一同具備的彈性張力由于外形和餒形的結(jié)構(gòu)結(jié)合，構(gòu)成相對鮮明的結(jié)構(gòu)輪廓，從而產(chǎn)生了挺拔利落的形態(tài)美。質(zhì)地柔和的麻、棉、毛等纖維，每個(gè)人的柔軟屬性對于編織不同的交織里構(gòu)成了任意張力結(jié)構(gòu)輪廓，以此體現(xiàn)出柔美和諧的形態(tài)美。對于軟硬兼施的材料來講，它對比的張力對于其他部分形態(tài)之間的表現(xiàn)屬于曲直剛?cè)岬男螒B(tài)美。
3．肌理美
纖維材料由于質(zhì)感的差別，才可以進(jìn)行人為加工處理，引發(fā)了一些具有歷史性的美的視覺體會———肌理。這也是此類肌理美締造的纖維藝術(shù)碰觸空間。其一，肌理美屬于視覺形態(tài)。其具備的物質(zhì)傾向性張力在各自組織結(jié)構(gòu)里的穿行延展屬于打造肌理美的表現(xiàn)方式，而且還會對人們在心理方面有所影響，視覺形態(tài)在肌理方面的體會以及材料構(gòu)成的富有內(nèi)涵的心里體會。其二，肌理美的不同質(zhì)量感。其與顏色、光影、形式以及關(guān)聯(lián)方面和人們的心理體會融為一體的美感，一類有別于屋里定義方面的質(zhì)量。色澤暗淡、反光、表面皮膚粗糙，構(gòu)成嚴(yán)重的心理障礙。
4．色彩美
色彩美的締造應(yīng)當(dāng)是通過美感體會為根本，將創(chuàng)造總體空間色澤的審美內(nèi)心需求以及和諧色調(diào)空間為己任。現(xiàn)代藝術(shù)在色彩美方面，是透過纖維藝術(shù)本身的色澤體現(xiàn)以及纖維藝術(shù)體現(xiàn)來完成不同層面的和諧。
5．空間美
纖維藝術(shù)作品不論是二維還是三維空間狀態(tài)，其狀態(tài)、色澤、肌理等都與周遭空間的因素產(chǎn)生聯(lián)系，藝術(shù)家一定對此進(jìn)行平衡，且令人們在視覺的心理方面引發(fā)審美聯(lián)想，如此才可以最終完成總體空間美。
6．表層審美
其特點(diǎn)為對形式美伊蘇的結(jié)合體會，包含了人們對纖維藝術(shù)作品的視覺形態(tài)在形、光、肌理、色澤等視覺因素方面的初步判斷與基本體會?，F(xiàn)代纖維藝術(shù)則通過自身的材質(zhì)肌理以及特有的個(gè)性所體現(xiàn)的形式，結(jié)合成為藝術(shù)的審美特性。
7．深層審美
不論是現(xiàn)代室內(nèi)設(shè)計(jì)還是纖維藝術(shù)，都對人們的心理造成影響，這樣文化系統(tǒng)包含了人們對文脈的認(rèn)同感，以及城市環(huán)境的連續(xù)性以及滲透性，或者將民族性、地域性、時(shí)代性的特征展現(xiàn)出來。
(二)空間媒介特點(diǎn)
相關(guān)人士層為現(xiàn)代室內(nèi)設(shè)計(jì)給予了一個(gè)定義，建筑空間屬于一個(gè)穿越了經(jīng)濟(jì)過程，也就是四處走動且改變位置，在相繼的空間發(fā)展里的作用，透過感受運(yùn)動的順序逐步獲得激烈的感受其通過纖維材料為媒介，構(gòu)造的物質(zhì)體現(xiàn)以及精神體現(xiàn)。
二、纖維藝術(shù)在現(xiàn)代室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
現(xiàn)代纖維藝術(shù)身為室內(nèi)設(shè)計(jì)的主要構(gòu)成內(nèi)容，在室內(nèi)環(huán)境里具有非常關(guān)鍵的地位，也有著非常重要的作用，不僅可以令空間更為豐富，還可以和建筑內(nèi)部空間的照明、顏色、材質(zhì)構(gòu)成一個(gè)瑣碎的，并且可以同建筑內(nèi)部空間的材質(zhì)、色彩以及照明相結(jié)合，讓人們的藝術(shù)氛圍與建筑設(shè)計(jì)里相結(jié)合，進(jìn)而令建筑內(nèi)部環(huán)境更為溫暖，并締造出較為豐富的人性空間。由于審美情趣的持續(xù)提高，纖維藝術(shù)逐漸被人們所關(guān)注，纖維藝術(shù)品多余空間環(huán)境的束縛有著較大的作用。纖維藝術(shù)品由于材質(zhì)豐富、色澤鮮艷，且建筑用材大部分構(gòu)成了明顯的對比。不論是平面還是例題，都能夠更加人性化，打造出豐富多彩的人生。纖維藝術(shù)品通過軟性材料進(jìn)行硬性控制，再次打造建筑空間里的人文形象，且不忘填補(bǔ)人們在精神方面的需求，形象且活潑的色澤，令溫暖的人性化藝術(shù)氛圍與室內(nèi)空間有效結(jié)合。
1.1材料、設(shè)備方面
建筑工程在施工的過程中會用到諸多的材料和設(shè)備，在生產(chǎn)管理的過程中需要進(jìn)行全面的控制。因?yàn)榉N類繁多，這樣加劇了管理人員的工作負(fù)擔(dān)，加上現(xiàn)場材料亂放現(xiàn)象嚴(yán)重，施工人員在需要材料的時(shí)候，不能夠及時(shí)的取出材料進(jìn)行使用。此外，材料的存放過程中，因?yàn)楣芾聿簧仆鶗?dǎo)致材料的質(zhì)量下降，特別是鋼筋、混凝土、卷材類材料，這些材料因?yàn)楣芾聿簧茣?yán)重影響到工程的質(zhì)量。施工設(shè)備的管理主要是日常維護(hù)方面，沒有進(jìn)行定期的維護(hù)，機(jī)械帶病工作不緊緊降低了機(jī)械的壽命，還好影響到后期設(shè)備的維修成本，同時(shí)機(jī)械設(shè)備帶病工作也極易發(fā)生安全事故。
1.2主體和責(zé)任方面
目前，我國大多數(shù)的施工企業(yè)沒有成立專門的現(xiàn)場施工管理技術(shù)等分析的組織機(jī)構(gòu)，也沒有健全調(diào)配資源的制度，這就使得建筑工程中設(shè)計(jì)、材料、人員配置等脫節(jié)。施工人員、管理人員、技術(shù)人員之間合作較差，資源配置難以達(dá)到最優(yōu)化，資源浪費(fèi)的現(xiàn)象較為嚴(yán)重。而且對于出現(xiàn)的責(zé)任事故也難以落實(shí)到個(gè)人。例如在澆筑大體積混凝土的過程中極易出現(xiàn)爆模的現(xiàn)象，這時(shí)不僅僅會造成施工質(zhì)量的下降，還會浪費(fèi)大量的混凝土，但是這個(gè)責(zé)任到底是誰負(fù)責(zé)，多數(shù)的施工企業(yè)還沒有明確的規(guī)定，責(zé)任工長和技術(shù)負(fù)責(zé)人往往相互推責(zé)，最后也只能項(xiàng)目部買單。
1.3資料管理方面
資料管理主要是指施工圖紙的管理，為了追求施工進(jìn)度，很多企業(yè)沒有真正的掌握施工圖紙，就根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工。在施工的過程中，擅自更改圖紙的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。出現(xiàn)工程問題的時(shí)候再去細(xì)細(xì)研讀圖紙，這時(shí)候就只能返工，浪費(fèi)了大量的物力勞力。圖紙會審是相當(dāng)重要的，但是負(fù)責(zé)人很少進(jìn)行圖紙會審，不能合理的對施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
2建筑工程現(xiàn)場施工技術(shù)管理問題的解決對策
2.1建立健全建筑工程現(xiàn)場施工技術(shù)管理的各項(xiàng)制度
材料、設(shè)備方面、主體和責(zé)任方面、資料管理方面等存在的問題，需要建立健全建筑工程現(xiàn)場施工技術(shù)管理的各項(xiàng)制度，這樣才能杜絕問題的發(fā)生。建立現(xiàn)場施工技術(shù)管理制度主要包括以下幾個(gè)方面：①建立材料的檢查制度。材料設(shè)備的好壞對建筑工程施工質(zhì)量的影響很大，所以需要進(jìn)進(jìn)場的材料設(shè)備進(jìn)行檢測，保證質(zhì)量的合格，同時(shí)需要合理的配置檢驗(yàn)人員。檢驗(yàn)人員需要具備專業(yè)素養(yǎng)，這樣才能夠準(zhǔn)確的識別材料的質(zhì)量、規(guī)格是否符合建筑要求標(biāo)準(zhǔn)。材料的質(zhì)檢需要找尋當(dāng)?shù)氐馁|(zhì)檢站，以保證質(zhì)量的可靠性。②建立施工圖紙會審體制。施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)與現(xiàn)場施工是分不開的，施工人員將圖紙和現(xiàn)場進(jìn)行分析，找到圖紙和施工的矛盾點(diǎn)，這樣才能夠保證現(xiàn)場施工的順利進(jìn)行，同時(shí)保障施工質(zhì)量。③建立現(xiàn)場施工技術(shù)檔案資料的管理制度。技術(shù)檔案資料是施工企業(yè)以及其建設(shè)單位進(jìn)行技術(shù)管理生產(chǎn)的依據(jù)。這些材料直接反映了施工單位長期施工的成本標(biāo)準(zhǔn)以及成果。所以需要建立現(xiàn)場施工技術(shù)檔案管理制度。匯集現(xiàn)場施工技術(shù)管理的相關(guān)資料，為建筑工程的改造以及擴(kuò)建提供必要的依據(jù)。④施工企業(yè)需要與設(shè)計(jì)單位一起制定符合現(xiàn)場實(shí)際情況的技術(shù)方案。施工企業(yè)參與制定施工技術(shù)方案中去，能夠使得施工方案與現(xiàn)場施工信息緊密的結(jié)合，以提升施工方案的可行性。⑤明確管理人員的職責(zé)，合理的配置施工技術(shù)人員，以更好的做現(xiàn)場施工技術(shù)管理工作。責(zé)任需要層層落實(shí)到個(gè)人，這樣才能在出現(xiàn)問題的時(shí)候找出問題的原因，同時(shí)對于現(xiàn)場施工技術(shù)管理工作落實(shí)到位的部門人員給予獎(jiǎng)勵(lì)，以提升人員的工作積極性。建立完善的施工技術(shù)管理責(zé)任制是必要的，建立相關(guān)的責(zé)任制，才能避免因?yàn)楣芾聿划?dāng)造成的質(zhì)量安全問題。建筑工程現(xiàn)場施工技術(shù)管理工作的落實(shí)需要由各項(xiàng)制度作為保障，但是制度也不能制度的過于死板，需要以服務(wù)現(xiàn)場施工技術(shù)管理為目的。同時(shí)對于工程現(xiàn)場施工技術(shù)管理的各項(xiàng)制度不健全的，需要結(jié)合工程的實(shí)際情況以及優(yōu)秀的管理辦法進(jìn)行完善優(yōu)化。引進(jìn)國內(nèi)外先進(jìn)的管理辦法，才能夠促進(jìn)建筑工程現(xiàn)場施工技術(shù)管理工作到位。
2.2加強(qiáng)對人的控制
加強(qiáng)對人員的控制需要做好以下幾點(diǎn)工作：①需要加強(qiáng)對工作人員的教育培訓(xùn)，提升施工人員的安全生產(chǎn)意識。定期的組織培訓(xùn)，以提升施工隊(duì)伍的整體水平。并積極鼓勵(lì)工作人員考取國家資質(zhì)證書，以提升工作人員的專業(yè)素養(yǎng)。②技術(shù)管理人員需要不斷的學(xué)習(xí)新的管理方法，學(xué)習(xí)過國內(nèi)外優(yōu)秀的管理辦法，然后結(jié)合工程的實(shí)際情況來應(yīng)用到項(xiàng)目中去，來提升管理人員的管理能力。③總承包方在進(jìn)行施工之前，需要對分包方的資質(zhì)、技術(shù)管理水平進(jìn)行了解。④做好民工的安全教育工作，增強(qiáng)其安全意識，杜絕安全施工的發(fā)生。加強(qiáng)對人員的控制是建筑工程現(xiàn)場施工管理的重要內(nèi)容。
目前，我國對古建筑進(jìn)行深入研究都有不少的研究性書籍和論文。如：
1.古建筑保護(hù)措施與意義的探討，《古建筑保護(hù)的意義與措施》（楊笑天，1997），提出古建筑保護(hù)的歷史意義和現(xiàn)實(shí)意義。明確地說明保護(hù)古建筑既是見證歷史的需要，也是建筑專業(yè)學(xué)習(xí)和旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要。
2.古建筑數(shù)字化保護(hù)研究，《基于GIS與三維激光掃描的古建筑保護(hù)》（邢昱等，2009），提出以三維激光掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合地理數(shù)據(jù)庫和三維建模技術(shù)，通過建立古建筑數(shù)據(jù)庫，設(shè)計(jì)基于GIS的古建筑數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)。這些研究大都側(cè)重于方法論即數(shù)字化的保護(hù)研究，對立體保護(hù)古建筑起到了積極的作用。過去，我們僅依靠文字、圖片去詮釋古建筑藝術(shù)，這對于古建筑藝術(shù)文化內(nèi)涵的解讀顯得薄弱而沒有足夠的說服力。而文字和圖片呈現(xiàn)給人們的僅僅是二維的影像，在文字方面僅依賴于講述者的個(gè)人感官意愿，無法正確闡釋其古建筑文化內(nèi)涵，也無法及激起族群內(nèi)部人的自覺性，其建筑藝術(shù)也難以賡延。只有通過現(xiàn)代影視技術(shù)的立體性展現(xiàn)，引入當(dāng)?shù)亟ㄖ幕钟姓叩闹v述，利用現(xiàn)代影視技術(shù)對族群古建筑進(jìn)行全息性保存，最大限度地保留其藝術(shù)元素的本真性；編輯和整合族群古建筑藝術(shù)系列影視片，傳播族群古建筑藝術(shù)文化內(nèi)涵。
（二）賀州族群古建筑的藝術(shù)特點(diǎn)
對賀州族群古建筑藝術(shù)進(jìn)行分析和研究，是我們將現(xiàn)代影視技術(shù)引入的第一步，只有對古建筑的藝術(shù)特征有一定程度的掌握，才能從真正意義上使族群古建筑藝術(shù)得到保護(hù)與傳承。賀州的族群古建筑隨著族群社會各方面的變遷與發(fā)展，特別是族群文化藝術(shù)的發(fā)展，表現(xiàn)出極富地域族群性和藝術(shù)多樣化的特點(diǎn)。
1.建筑布局方面。賀州的族群古村落的建筑布局各有不同，大到整個(gè)古村的整體環(huán)境布局，小到每一間房屋的建筑布局，都經(jīng)過了古人的精心布置。有的古村呈八卦圖形，有的猶如蛟龍盤旋而上之勢，有的依山臨水，每一處都是人類智慧的結(jié)晶。如賀州黃姚古鎮(zhèn)，整個(gè)村落有八條街巷形成建筑組團(tuán)的網(wǎng)絡(luò)，布局呈“九宮八卦”形，呈現(xiàn)的是枕山、環(huán)水、面屏的“風(fēng)水寶地”。大部分建筑白墻灰瓦，兩層磚木結(jié)構(gòu)，一樓多為商鋪，二樓住人，具有典型的嶺南建筑特色。每一座建筑在整個(gè)布局當(dāng)中都有其存在的意義，它們用其特殊建筑語言詮釋不同的族群文化。
2.建筑結(jié)構(gòu)方面。賀州目前大致保存的古建筑包括有干欄式、半干欄式和磚木結(jié)構(gòu)三種主要類型。在不同環(huán)境下生活的族群，地理、文化等方面都存在差異，其建筑結(jié)構(gòu)也受地形、氣候以及人們的生活習(xí)慣所影響，因而古建筑的選址、風(fēng)格與造型、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、布局等方面都有不同之處。如：賀州富川瑤族自治縣朝東鎮(zhèn)福溪村百柱廟，采用我國北方常見的抬梁式和南方的穿斗式構(gòu)架相結(jié)合的建筑風(fēng)格，建筑形式獨(dú)特，內(nèi)部裝飾精美，為全國少見。其特殊的結(jié)構(gòu)形式，是楚文化沿賀州古道南傳的重要?dú)v史遺跡。
3.建筑裝飾方面。古建筑中的雕塑刻飾也是由早期的簡單質(zhì)樸向繁復(fù)精細(xì)發(fā)展，形成圖案化、規(guī)格化，時(shí)代風(fēng)格非常明顯。如賀州龍道古村，整個(gè)古村的建筑為青磚瓦房，特別是建筑中的“三雕”即灰雕、木雕和磚雕的構(gòu)圖、內(nèi)容及文化蘊(yùn)涵，在建筑雕刻藝術(shù)根植于深厚的族群傳統(tǒng)文化，體現(xiàn)出獨(dú)特的民俗藝術(shù)氣息和鮮明的人文主義精神。
4.建筑形式方面。賀州地處三省交界，多元文化在此碰撞、融合，形成多樣的建筑形式，在賀州的族群古建筑中有些建筑物有著明顯的外國建筑裝飾藝術(shù)的特點(diǎn)，這表明了早期國外建筑藝術(shù)對中國古建筑的滲透和融合。如臨賀古城，整個(gè)古村建筑群中形成國外建筑藝術(shù)與中國傳統(tǒng)建筑藝術(shù)相生相惜的格局。在建筑構(gòu)件上，護(hù)欄、壁柱、拱券等西式建筑構(gòu)件的廣泛運(yùn)用，也體現(xiàn)著外國建筑技術(shù)與中國傳統(tǒng)建筑藝術(shù)相結(jié)合，使古建筑具備了中國式的新風(fēng)格、新形式。
（三）現(xiàn)代影視技術(shù)的應(yīng)用
現(xiàn)代影視技術(shù)在古建筑藝術(shù)中的最優(yōu)化研究，主要探索攝像與對象的高保真問題，即解決色差、解析度等技術(shù)問題，最大限度保留建筑藝術(shù)元素的本真性。我們可以利用現(xiàn)代影視技術(shù)、影視材料對古建筑細(xì)節(jié)進(jìn)行刻畫和表現(xiàn)，甚至是對古建筑的仿真性的影視重構(gòu)，在影視片段的后期處理中還可以運(yùn)用多媒體集成技術(shù)（Presenter、CorelDraw、PhotoShop、IEBook、Captivate、Cooledit、Flash、SwiffChartPremierePro、SwishMAX等等）對文本、圖形、圖像、音頻和視頻等進(jìn)行編輯，同時(shí)對各種媒體進(jìn)行采樣、壓縮、編輯、修改、整合、存儲、傳輸?shù)冉换バ蕴幚?，通過對多種媒體表達(dá)的建筑元素進(jìn)行恰當(dāng)?shù)卣稀⑻釤?，展示出古建筑的素材具有較強(qiáng)的交互性，從多角度去體驗(yàn)古建筑的魅力。如：Premiere是非線性編輯軟件，由于它的編輯功能強(qiáng)大，文件格式和相關(guān)軟件的兼容性好，在視頻、音頻編輯方面表現(xiàn)出色?？梢愿鶕?jù)族群古建筑所反映的真實(shí)的藝術(shù)內(nèi)涵和腳本，對采集的數(shù)字視頻、音頻進(jìn)行處理、合成、最后形成具有真實(shí)性的影視片段。從而使族群古建筑藝術(shù)的保護(hù)與傳承實(shí)現(xiàn)藝術(shù)和技術(shù)并行。
二、族群古建筑藝術(shù)保護(hù)與傳承的策略
（一）加強(qiáng)古建筑持有者保護(hù)藝術(shù)文化自覺性
當(dāng)?shù)鼐用褡鳛樽迦汗沤ㄖ摹俺钟姓摺保迦簝?nèi)部人的思維方式和認(rèn)知方式是解讀族群古建筑藝術(shù)文化的關(guān)鍵。所以，實(shí)實(shí)在在的將保護(hù)族群古建筑的自交回古建筑的擁有者———當(dāng)?shù)鼐用?，由他們直接管理和?jīng)營，并與相應(yīng)的旅游開發(fā)商洽談合作，在此過程中，政府只是加以適當(dāng)?shù)恼{(diào)控及幫扶，使古建筑“持有者”真正感受到“主人翁”的地位，增加居民收益，同時(shí)也減輕了在古建筑維護(hù)、維修方面的資金壓力，形成不斷提高古建筑應(yīng)用價(jià)值和藝術(shù)價(jià)值的“經(jīng)濟(jì)利益鏈”。同時(shí)，當(dāng)?shù)鼐用裨诒Ｗo(hù)族群古建筑中應(yīng)該處于主導(dǎo)的地位，他們除了充當(dāng)保護(hù)的使者同時(shí)也是古建筑藝術(shù)文化的詮釋者，通過宣傳、教育等多方面手段，提高“持有者”的藝術(shù)文化修養(yǎng)，使其具備對本族建筑與藝術(shù)文化獨(dú)特的思維和視角。通過對族群古建筑藝術(shù)元素的提取及其“持有者”的文化解讀，可以更深層次地了解古建筑的文化內(nèi)涵及藝術(shù)特點(diǎn)，給我們破解其“文化地圖”提供了可借鑒的方法，最大程度地保護(hù)族群古建筑藝術(shù)的完整性、保真性。通過實(shí)施一系列積極保護(hù)與傳承相結(jié)合策略，以激活族群的傳承內(nèi)動力和文化自覺，達(dá)到古建筑藝術(shù)文化的自然傳承與延續(xù)。
（二）加強(qiáng)對古建筑藝術(shù)文化的挖掘與開發(fā)利用的研究
目前，對賀州族群古建筑的研究僅有少量的文獻(xiàn)資料，而對于古建筑藝術(shù)文化的解讀顯得薄弱，而對賀州族群古建筑藝術(shù)進(jìn)行影視化保護(hù)，是用影視文化特有的方式詮釋古建筑藝術(shù)的魅力。目前，賀州族群古建筑研究尚處于起步階段，技術(shù)也相對落后。近年來，《茶是故鄉(xiāng)濃》、《酒是故鄉(xiāng)醇》、《月光戀》等影片在國內(nèi)火熱上映，賀州的深厚文化底蘊(yùn)不斷地呈現(xiàn)在全世界人民的眼前，被人們所熟知。隨著賀州古建筑的知名度不斷地提高，我們更需要以此為契機(jī)，利用專業(yè)的團(tuán)隊(duì)研究，充分發(fā)掘和整合古建筑的人文歷史資源，并運(yùn)用影視媒體等宣傳手段具象地將族群古建筑的藝術(shù)文化呈現(xiàn)出來，引起社會的高度關(guān)注，進(jìn)一步發(fā)掘族群古建筑的藝術(shù)價(jià)值。同時(shí)，以影視化為載體，將發(fā)展當(dāng)?shù)靥赜械奈幕a(chǎn)業(yè)和旅游產(chǎn)業(yè)相互結(jié)合起來。如賀州黃姚古鎮(zhèn)年接待游客上萬人，大量游客的涌入必定帶動當(dāng)?shù)氐南嚓P(guān)旅游業(yè)、服務(wù)業(yè)、手工業(yè)、食品業(yè)等行業(yè)的發(fā)展，具有三維立體的影視片段可以廣泛應(yīng)用于各行業(yè)的推廣及廣告宣傳等方面，從而成為整個(gè)區(qū)域的經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展的一部分。
（三）古建筑的維護(hù)應(yīng)堅(jiān)持“修舊如舊”的原則
社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口流動及旅游產(chǎn)業(yè)的開發(fā)必定會對古建筑造成一定的損壞。特別是古鎮(zhèn)的旅游由開發(fā)商運(yùn)作，為求獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益，古鎮(zhèn)接待游客的數(shù)量大大超過的所能接待的能力，這給古鎮(zhèn)的定期修復(fù)造成較大影響。如何對古建筑進(jìn)行合理的修復(fù)，也是廣大學(xué)者所重點(diǎn)研究的內(nèi)容。我國對古建筑的保護(hù)研究，緣起古文物修復(fù)理論。梁思成留下了珍貴的《圖像中國建筑史》等學(xué)術(shù)遺產(chǎn)，并提出“修舊如舊”的方法，給人以啟迪。賀州的族群古建筑中，依附于古建筑并存的還有大量的建筑裝飾藝術(shù)，如：白墻灰瓦的色彩搭配，體現(xiàn)了質(zhì)樸淡雅的嶺南特色；磚雕、灰雕、石雕和壁畫、匾額等，其表現(xiàn)形式、藝術(shù)造型、色彩的運(yùn)用等方面，都有其不可代替的意義。在修復(fù)的過程中，只有保持原有的修復(fù)工藝才能從真正意義上保護(hù)與傳承古建筑文化藝術(shù)。
