第一篇：虛擬現實技術在博物館中的應用探討

虛擬現實技術在博物館中的應用探討

摘要：虛擬現實技術是利用計算機科技，將編輯好的三維數據通過各種不同的傳輸途徑呈現在人們面前的新興科技。博物館是征集、典藏、陳列和研究代表自然和人類文化遺產的實物的場所，是對公眾開放的非營利的，為社會發展提供服務，以學習、教育、娛樂為目的的永久性機構。本文將從虛擬現實技術的特點和博物館應用方面探析二者的結合。關鍵詞：虛擬現實技術；博物館；技術應用

一、虛擬現實技術

虛擬現實技術（簡稱VR），又稱靈境技術，是以沉浸性、交互性和構想性為基本特征的計算機高級人機界面。將編輯好的三維數據輸入到虛擬現實軟件的程序中，然后用直觀的方式將信息展現到人們眼前，使人們能夠沉浸在計算機生成的虛擬境界中，讓人們可視、可知、可感，甚至是可嗅。

虛擬現實技術可跨越地域的限制，將人們無法親臨的景物呈現在人們的眼前，更可直觀的剖析很多無法拆卸和展示的事物。使人們更深入的了解事物的本質和內涵。

二、虛擬現實技術的應用

虛擬現實技術已經廣泛應用在我們生活的各個角落。應用在商業上，可以縮短開發周期，減少投資費用。應用在醫學研究上，可以數字化人體結構，虛擬手術過程，很好的解決了人體實驗對象資源匱乏的問題。應用在娛樂行業，虛擬滑雪場、4D電影等更是豐富了消費者的娛樂生活。

現在虛擬現實技術更進一步深入到了教育行業。虛擬校園、虛擬教學、虛擬博物館的出現，改善了傳統語言教學的略顯枯燥的教育方式。使人們更直觀、更深刻的獲取知識信息。

三、虛擬現實技術在博物館中的應用

博物館是人們學習知識、參觀文物、感受文化的地方，其社會意義強、教育功能直接，國家重視博物館建設，主張更多的博物館向社會開放。把虛擬現實技術應用到博物館中，不僅能夠加強博物館的社會功能和教育功能，同時也為博物館新的運作模式提供了可實踐的方式，轉變傳統博物館隨走隨看、走不到看不見的情況。故宮文化資產數字化應用研究所利用虛擬現實技術制作了四部大型虛擬現實作品，利用虛擬現實打造的互動展示、自主選取視角等技術，讓人們感受到了虛擬現實博物館的奇妙。

虛擬現實技術可以應用到博物館數字技術的各個層面，它可用于館內展品和古建筑的數字展示與數字保存、也可用于展品和古建筑的虛擬修復與文化遺產監測、還可用于博物館展品隨展以及博物館之間的展覽合作。虛擬現實技術應用到博物館中意義重大，能夠在保護文化遺產不受損害的同時，更好的滿足觀眾和游人的參觀游覽需求。

（一）.基于文物保護目的的虛擬現實技術應用

基于文物保護的目的，博物館內的展品都收藏在展柜中，受到展柜空間的限制，觀眾無法近距離觀看展品細節，也看不到文物被展柜遮擋的部分，虛擬現實技術解決了這一難題。它將文物的信息利用計算機數據化展示，逼真的呈現在觀

眾面前。更可外接感應終端，模擬文物形態、重量等外部特征。觀眾可通過對感應終端的操作，實現對虛擬文物的旋轉、放大縮小等操作。從而實現了真實文物無法提供的新穎的交互式參觀模式。

（二）.基于古建筑保護與內部展示的虛擬現實技術應用

基于古建筑保護的目的，很多時候，觀眾只能在圍欄外或者隔著玻璃參觀古建筑內景，受到室內光線和參觀距離的限制，室內陳設模糊不清，往往無法達到理想的參觀效果。虛擬現實技術引入后，可將文物古跡用數字化形式展現給觀眾，故宮博物院出品的《天子的宮殿》系列大型虛擬現實作品可帶領觀眾在太和殿、中和殿、保和殿、養心殿和倦勤齋等實際游覽中無法進入的著名宮殿建筑中無憂暢游，讓觀眾零距離觀賞宮殿內部陳設和古建筑原貌，在保護文物古跡不被損傷的同時滿足了人們的求知欲。

（三）.基于文化內涵展示的虛擬現實技術應用 內涵是指事物內部包含的實質和意義，在眾多博物館中文物古跡中蘊涵的是中華上下五千年的歷史積淀。利用虛擬現實技術可以將文物古跡背后的歷史背景、宗教文化、傳統制作工藝等文化內涵傳達給觀眾。利用虛擬現實技術的特點，將這些文化內涵形象化、具體化，并配合動畫、解說等后期效果，帶給觀眾超越視覺感受的文化體驗。

（四）.基于博物館合作的虛擬現實技術應用 隨著我國國際地位的提升，越來越多的外國友人了解并癡迷于中國的傳統文化。我國各大博物館也與許多國際知名博物館建立了友好的往來關系。在共同探討研究相關文物保護知識，交換展覽展示經驗的同時，博物館之間會定期舉辦專題性的借展展覽，以此來滿足廣大觀眾對異國文化的渴望。但是受到時間、距離以及相關條例的限制，每次參展的文物等級和數量都受到嚴格的控制，大型展品和宮殿建筑更是無法參展。虛擬現實技術掙脫上述種種束縛，它能將不可移動的宮殿建筑帶到展覽現場，也可以把宮殿建筑的建造過程和文物的制造工藝以交互式方式傳遞給觀眾。虛擬現實技術在隨展中的應用豐富了借展內容，把更多的知識信息帶給觀眾，吸引了更多參觀者，更好的完成了博物館文化傳播的社會職能。

（五）.基于文物虛擬修復與數據保存的虛擬現實技術應用

光陰荏苒，博物館中的大量文物古跡都出現脆化、脫色、剝落等現象。保護和修復這些文物古跡也是博物館日常工作的重中之重。利用虛擬現實技術可以數字化記錄文物古跡的現實狀態，跟蹤監測受損程度，還可以制定出相應的虛擬修復方案，預先模擬修復過程，檢驗修復技術和手段的可行性，從而避免直接人工操作帶來的不必要的文物損傷。同時，這些高精度的數據可以保持起來，以便日后開展更精密的研究工作。總結：

虛擬現實技術的發展前景十分樂觀，它在博物館界的應用也會越來越廣泛，越來越深入。它能更好的發揮博物館的社會功能和教育功能，不斷為博物館的發展注入新的活力。參考文獻：

[1]呂曉剛.從文化遺產地的表象還原到內涵表達[J].中國傳媒大學出版社，2012 [2]姜學智，李忠華.國內外虛擬現實技術的研究現狀[J].遼寧工程技術大學學報（自然科學版），2004(23)

第二篇：虛擬現實技術在教學中的應用

虛擬現實技術在教學中的應用

虛擬現實技術在教學中的應用主要集中在桌面虛擬現實和分布式虛擬現實,沉浸型虛擬現實由于所需設備昂貴,在教學中的應用較少。虛擬現實技術在遠程教育中的應用主要有制作三維網絡課件、開設網絡實驗課程和建構虛擬教室。

1.制作三維網絡課件

在教學中,基于HTML的網絡課件在不斷地發展完善,但卻始終不能擺脫二維平面的約束。在課件中加入虛擬現實技術,能掙脫這一枷鎖。將虛擬現實和文字、聲音、圖片、視頻等各種媒體有機結合,可以彌補二維平面課件的不足。如,用VRML設計各種三維的模型、物質結構等,可以讓學生多角度地觀察和學習,更好地理解學習內容。虛擬現實技術還可以再現現實生活中無法觀察到的自然現象或事物的變化過程,為學生提供生動、逼真的感性學習材料,幫助學生解決學習中的知識難點。如學習物理知識時,利用虛擬現實技術,向學生展示原子核裂變、半導體導電等復雜的物理現象,供學生觀察學習。

2.開設網絡實驗課程

虛擬實驗在網絡教育中有著巨大的優勢,它可以彌補遠程教學條件的不足。虛擬現實實驗環境的開發可以真正打破空間、時間的限制,促進網絡實驗課程的開展。利用虛擬現實技術,還可以建立各種虛擬實驗室,如物理、化學、地理、生物等實驗室,在“實驗室”里,學生可以自由地做各種實驗,獲得真實的體驗。學生還可以通過虛擬實驗驗證所學的各種理論知識,提出各種假設模型進行虛擬,并通過虛擬系統觀察這一假設所產生的結果或效果。例如,在虛擬的化學系統中,學生可以按照自己的假設設計某一化學反應,通過虛擬實驗,可以看到相應的反應現象。通過這種探索式的學習方式,可以培養學生的學習興趣,有利于激發學生的創造性思維,培養學生的創新能力。

3.建構虛擬教室

目前,在網絡教育中,學生大部分是通過網絡課程來學習的。學習時,學生能在網頁上看到課程的相關文字材料和一些靜止的圖片。當然,好一點的網絡課程,還提供了教學視頻。但是不管是文本還是視頻,師生之間都缺乏一種靈活的交互。應用虛擬現實技術,構建虛擬教室,能使這個問題得到一定程度的解決。虛擬教室是指運用分布式虛擬現實技術構造的一個虛擬真實的教學環境,分布在各個不同地方的學生,可以通過網絡參與到虛擬課堂中。虛擬教室模擬了真實多媒體教室的整個場景,是師生共同活動的一個空間,在這里,可以完成教學、答疑等各種教學活動。借助網絡通訊技術,視音頻采集、處理技術以及交互代理等技術,參與到課堂的各個對象可以看到彼此,學生可以看到老師的板書,聽到他的講解。教師也能看到學生的表情和動作,可以聽到學生的提問,并隨時解答。這種教學方式,可以增強師生之間的實時互動,激發學生的學習興趣,提高教學效率。

第三篇：虛擬現實技術在風景園林設計中的應用

摘要：風景園林設計中運用虛擬現實技術，可以為民眾帶來極大方便，提高工作效率，還可以為風景園林設計帶來新的發展模式。因此，本文深入探究了風景園林設計中虛擬現實技術的具體應用，希望能夠為廣大的風景園林設計人員提供一定的理論參考和借鑒。

關鍵詞：風景園林；設計；虛擬現實技術；研究

1風景園林設計中，虛擬現實技術的運用特征

第一，全方位展現風景園林的設計空間。現存的二維空間和三維空間的表現方式，只能夠向人們傳達出風景園林空間要素中的部分訊息。而虛擬現實技術則可以將風景園林的整體空間精準地展現出來，即使是極小的部分和微小的要素，也絕不會被遺漏。第二，利用網絡技術，進行遠程瀏覽。通過虛擬現實技術，風景園林設計師可以先在自身的計算機設備上創建出設計作品，然后通過vrml的方式發送給建筑施工單位，施工單位接收以后便可在網絡上進行遠程作品瀏覽。第三，極大地方便了風景園林設計師的作品設計。利用虛擬現實技術，設計師能夠在每一設計階段，創建虛構的風景園林環境。并且通過漫游觀察的方式，體驗自身的作品，預先感受空間要素、尺度要素、材料要素，有利于風景園林設計師及時發現作品中存在的問題和不足，并實時修改和調整。第四，方便公眾參與，實施輔助性決策。要想風景園林的設計和建設能夠順利完成，需要設計、建設、管理及決策部門與公眾有效合作，虛擬現實技術就為其提供了一個極佳的合作平臺。

2風景園林設計中，虛擬現實技術的具體應用

2.1開始階段的可操作性分析

首先，明確設計條件，實地勘察現場情況。了解現場的基地情況、氣候情況、環境情況、業主造價情況等。通過收集資料、分析資料，列出設計中可能遭遇的困難和難題。其次，將收集到的文字信息輸入到虛擬現實系統中進行初步的模擬和探索，讓設計師在思維上對該場地形成總體認識。最后，利用gis技術，根據現實環境進行模擬，分析場地中的各個道路情況、樹木情況、河流情況等，為形成設計概念提供科學的判斷。在這一過程中主要利用虛擬現實技術中的模型建構技術，對現場情況進行綜合分析和整體規劃。

例如，在建造園林水景時，首先，設計師就必須調查選址地的水文情況，做出相關的水文調查表。其次，設計師結合其它重要因素信息，利用虛擬現實技術對其進行綜合分析，將選址區域劃分成不同的屬性。再次，根據區域本身的特性，利用auto技術完成園林水景的平面圖設計，接著再將其導入到3dmax技術中，針對彎曲起伏的地形，可以對其進行線形彎曲的水體模型。

2.2概念設計階段中的概念設計分析

設計師在通過現實虛擬技術建構模型以后，就可擺脫二維圖紙的制約性。設計師可以沉浸和漫游在自身構建的虛擬環境中，從而全方位地研究和分析相關情況，獲得感官信息。在多重感官信息的刺激性，設計師的思維處于活動狀態，就能夠不斷地對場地形成設計概念。如果此時設計師的思維形成的是不穩定的圖形信息，那么將其輸入到虛擬現實系統中，就可以實時地修改和調整相關設計元素，讓設計師抓住一瞬即逝的設計靈感，有利于設計師篩選和深化各種設計概念。對于計算機三維造型經驗豐富的設計師來說，利用虛擬現實技術，還有利于通過計算機的視覺體驗，產生新的設計思想，形成新的圖像情景。

2.3設計發展階段的主體構思工作

一方面，通過虛擬現實技術，設計師可以準確地刻畫場景，實時成為三維圖像。通過改變場景中的各項特征、造型，刺激設計師的感官和創作思維。另一方面。風景園林設計內容具有復雜性和多維復合性。設計師在進行方案設計時，不僅要考慮物體造型本身，還要對周圍的文化因素、社會因素、自然因素、空間因素等緊密結合，從空間環境和社會環境的大背景下，進行風景園林的設計。利用虛擬現實技術中的交互功能，有利于設計師實時控制場景，為其提供更有效的交互平臺，方便設計師及時調整和更換園林中的要素模型，通過比較與審查，使設計出來的方案更加合理。

例如，在建設某城市展覽館時，將選址定于體育場北邊，緊靠繁華路口的坡地邊，并且市政府要求展覽館的高度不得高于20m。在設計方案時，設計師首先摘選出來模擬該區域的重要建筑物。其次，將設計好的方案置入到虛構場景中進行模擬。再次，根據建設進度，將設計師設計好的2個方案再次置入虛擬場景中進行模擬和調整。最后，把多個設計方案整合在一個場景中進行比較。最終經過方案比較，確定采用方案二進行展覽館的建設。

3結語

風景園林設計中，虛擬現實技術的具體應用主要表現在模型的建構、三維圖像的實時生成以及交流和互動的方便性3方面。將虛擬現實技術廣泛應用到風景園林設計中，將是未來設計行業發展的必然趨勢。

第四篇：虛擬現實技術在船舶制造中的應用

虛擬現實在船舶制造中的應用

曼恒數字為南通航運職業學院建設了一套船舶建造仿真實訓系統，通過動畫、聲音以及特有的三維模擬方式，為用戶營造一個真實的環境，把船舶建造的場景和工藝流程等逼真地呈現出來。

船舶工業是一項勞動密集型、技術密集型和資金密集型的產業。船舶產品是一個巨大的復雜系統，而且大多是少量或單件生產的產品，每艘船舶都由數以千計甚至上萬件的零部件和中間產品。

怎樣將這些復雜的船舶建造過程通過形象而逼真的方式表現出來，讓學生能輕而易舉的掌握船舶知識，并印象深刻呢？

虛擬現實船舶建造仿真實訓系統通過對船廠廠區及設施、船舶內部結構和布置、船體建造常規工藝流程進行逼真的3D可視化虛擬展示。通過人機互動形式，與虛擬環境中的船體模型進行交互操作，完成鋼材預處理、鋼材切割、鋼材彎曲成型等。同時，該系統還提供了船體裝配功能，通過模擬真實的裝配方式，幫助學生了解船體裝配流程船體構造。

該系統的建成，為虛擬教學和培訓提供了重要的教學工具，虛擬環境使他們脫離了現實培訓中的風險和制約，并能從這種培訓中獲得感性知識和實際經驗，達到提高培訓對象各種技能和學習知識的目的。

第五篇：虛擬現實技術在安全工程中的應用

虛擬現實技術在安全工程中的應用

也就是說，在系統中，人們的目的是使計算機及其他傳感器組成的信息處理系統去盡量“滿足”人的需要，而不是強迫人去“湊合”那些不很親切的計算機系統。

虛擬現實技術在安全工程中應用的領域

綜合虛擬現實技術的特點，筆者認為安全工程在以下方面可充分應用虛擬現實技術：

科學

研究、實驗及計算機模擬結果的真實化再現

安全科學的研究成果需要用直觀的形式表示出來，使用技術與多媒體及可視化技術相結合，可以創造一種虛擬的真實環境，可以將孤單的研究公式、計算數值用完全真實的立體效果表示出來，并且好范文版權所有人們可以交互式地控制這種表示結果，可以通過動態改變參數（這種改變不一定要由人輸入數據，而可以由人操縱某種設備，如數據手套等進行近乎自然的交互方式）來觀察計算結果。

安全性能設計

任何社會產品（也包括安全產品）都應該有其自身的安全性。而人們在產品未生產出前，是無法真實感受其安全性的，而技術可以預先為其提供一種虛擬的真實產品模型，讓設計者和使用者在產品付諸生產之前就能親身感受到該產品的安全性能，從而為設計者提供改進的依據。

救災指揮決策

發生事故時，救災指揮者一方面需要準確掌握事故現場的情況，另一方面要了解事故可能的發展趨勢，甚至有時需要進行遠程指揮（如主要事故處理專家一時無法到達事故現場），這時可以應用技術與其它模擬技術相結合的方式來完成。此外，還可以利用技術來模擬未發生的事故，進行對人員的訓練工作。）日常安全教育與避災訓練

可以針對某些事故及一定區域建造事故模擬和訓練的系統，讓人們在真實的環境中接受事故預防的教育及事故搶險人員的操作訓練，從而提高人們對事故的感知度及搶險人員的技術操作水平和戰斗力。

安全工程虛擬現實系統結構

由于安全工程涉及范圍廣泛，所以對不同領域的安全工程系統的側重面就可能有所不同。本文以大空間建筑火災系統為例進行介紹。

中國科學技術大學和中國礦業大學合作，針對大空間建筑火災的特點，建立了大空間建筑火災系統。這是國內目前安全領域所建立的唯一系統。建筑火災的系統主要有兩個方面，一是要考慮建筑物本身的結構模型的真實性；二是火災模擬的真實性。本文論述的大空間建筑火災系統結構主要包括兩個模型、兩個接口及一套外圍設備，即：

建筑物真實感三維立體模型系統；

火災煙氣及火焰模型系統；

三維模型運動及控制接口；

外圍設備與兩個模型的接口；

虛擬現實外圍設備系統；

各部分關系，如圖所示：

圖大空間公用建筑火災虛擬現實系統結構

使用者通過外圍設備系統經由主計算機系統使用外圍設備，例如：計算機鼠標、數據手套等操作設備，通過三維模型運動控制接口程序控制建筑物及火災的運動。建筑物模型及火災模型本身由專用三維處理程序建立，具有真實三維立體感。經過控制運動的兩個模型，通過外圍設備與模型接口程序，將結果顯示輸出到外圍設備，例如：計算機顯示器、立體眼睛等。操作者可以根據這一循環的結果，決定下一個循環的操作過程。從而經過不停地循環，達到真實模擬和實時控制的操作環境。

用戶可以使用鼠標，控制人員在建筑物中漫游，例如：按動鼠標左鍵，然后移動鼠標可以沿各個方向運動；按動鼠標右鍵，左右移動鼠標，可以實現建筑物的左右旋轉用上下光標鍵，可以上下移動建筑物。用戶也可以使用數據手套拾取滅火器并對其進行開啟操作，以實現滅火的操作；可以用大拇指按動模擬人對滅火器開關的操作，從而使人感覺到似乎是在真實地操作滅火器。而用戶若通過立體眼睛觀察時所得到的三維模型為具有極強的深度感的三維物體，即兩個有前后距離的物體，看起來其間有一段真實的距離前邊的物體似乎是在計算機屏幕外邊。

系統軟件支撐環境和硬件設備的選擇

系統軟件支撐環境選擇是建立真實感模型及控制的關鍵。選擇時，要考慮程序的使用范圍。硬件設備的選擇應根據經濟條件來決定。

模型的建立，可采用專用的軟件系統，例如：×、等，然后再使用專用的轉換軟件轉換到所使用的三維開發環境中；還可以直接用三維開發環境進行開發，例如：、×及虛擬現實專用軟件開發系統等。本系統采用開發語言，調用三維立體圖形接口建立模型。是公司開發的三維圖形繪制接口，它可以運行在多種系統中，因而具有應用范圍廣泛的特點。

選擇計算機主系統時，應考慮系統的運行速度、顯示卡的性能等指標。專業的系統可以采用專用的工作站。本系統采用機系統，系統為Ⅱ，內存為，顯示卡采用，顯示內存為。所采用的輸入設備應考慮人員操作的方便及功能的多樣性。如果只要完成基本的漫游功能，則