第一篇：風景園林設計和虛擬現實技術研究論文

摘要：隨著現代城市的不斷發展，城市園林設計也成為了新興的熱門領域。為了提升園林設計的高效性，當前許多園林設計中開始應用現代計算機技術，通過虛擬現實技術使設計更為直觀，同時能夠有效地提升園林設計中各項數據的處理速度，使得園林設計工作更加順利開展。本文在對虛擬現實技術進行分析的基礎上，概括了其主要特點，并探討了這門新興技術在風景園林設計領域的應用。

關鍵詞：風景園林設計；虛擬現實技術；景觀設計；現代城市

在現代科技不斷發展的當下，計算機技術在設計領域的應用越來越廣泛，各種新興技術為設計領域提供了便利，使得設計工作能夠有效開展，推動了設計領域的現代化進程。而近年來，在電子技術領域，虛擬現實技術得到了較大的突破，能夠使傳統的平面設計變得更加立體直觀，更現代風景園林設計提供了便利。

一、關于虛擬現實技術的概述

虛擬現實系統又被稱為VR技術，即virtualrealitysystem，通過計算機模擬生成一個虛擬的三維空間，讓使用者能夠借助一定的設備在這個虛擬空間中將自身的觸覺、視覺、聽覺等感覺真實模擬出來，有如身臨其境的感覺。VR技術除了被廣泛應用于醫學、教育、軍事工業、游戲開發等領域之外，還對人們的日常生活產生了較大的影響。例如工業仿真中的應用能夠大大提高數據搜集、篩選、處理的效率，以提高工作效率。設計領域中的應用可讓設計者將自己的想法很快捷地在三維空間中展示出來，并進行隨意調整，使得設計效果立體直觀。[1]這門技術的出現，使得傳統的平面設計模式得到了根本性的轉變，為設計師提供了更加真實、客觀的設計數據，并將之呈現出來。這種可視化的操作模式在很大程度上能夠保證設計質量，同時也能為設計師提供新的創意與設計理念。當前在風景園林設計中主要運用到的虛擬現實技術軟件有3DMAX、SketchUp、Lumion等。[2]

二、虛擬現實技術的主要特點概括

1）感知性。在虛擬現實系統中，能夠利用模擬器感知到現實的視覺、觸覺以及聽覺，隨著這門技術在未來的發展，其感知功能還會進一步完善與拓展。2）自主性。虛擬現實系統中各項事物，通過設計師的相關設定在不受人為操控的情況下，能夠按照現實的物理規律來實施各項行為與運作，因此具有自主性。3）交互性。這里的交互性主要是指技術人員與計算計之間的交互，即工作人員能夠將自身的意志轉移到虛擬現實系統中的事物上，同時也能從所設計的事物中獲得所要展現的內涵。4）逼真性。通過虛擬現實系統，設計師完全可以在三維空間中打造出一個與真實世界十分相似的場景，且設計師能夠作為虛擬世界的主角在其中作業，具有很強的臨場感。[3]

三、風景園林設計領域的虛擬現實技術應用

在過去，設計師在對風景園林加以設計時，往往是憑借自身深厚的藝術功底在設計圖稿上畫出3D效果，由于園林景觀中的假山、雕像等實物形態萬千，結構復雜。因此這種人工作畫的方式耗時長，且存在著較大的誤差，這就導致了傳統園林設計效率不高。需要在對圖紙修改多次之后才能讓客戶滿意，一旦某個部分需要進行修改，都會給設計師造成巨大的工作量。在虛擬現實技術中，首先要確定設計的規模以及特點，再利用CAD軟件對整個園林的平面圖加以設計。在完成平面設計之后，再借助3DMAX軟件構建出園林各項景物的模型，例如假山模型、池塘模型、植物模型等。并對其進行整體的規劃，融入設計師的設計理念，使之呈現出良好的整體效果。其次，要構建三維模型時，需要對所設計出來的模型與結構進行調整，從空間、色彩以及聲音等方面實現全方位的模擬。對園林景觀中的模型數據作進一步的豐富與完善，從而創造出一個新穎、系統的模擬園林場景。最后，由于在三維空間中的概念模型都僅僅是一種理想化的狀態，在實際建造中可能無法到達相應的標準。因此還需要在完成相關的3D模型之后，還要對其中的各項數據進行檢測與計算，使各項參數都能夠符合相關的物理學原理，從而保證設計的合理性與現實性。[4]值得注意的是，在建模的過程中，要對攝像機與燈光合理應用，以提升園林設計的視覺效果。同時在對次要物體構建時，不必做到細致，甚至可以直接采取貼圖的方式，以節省建模的時間。

四、結束語

虛擬現實技術具有感知、自主、交互、逼真等特點，在風景園林設計領域的應用越來越廣泛，直接突破了傳統的平面設計的方式，能夠有效提升設計的效率，使園林設計工作能夠高效進行。因此，設計師在設計時應當合理利用相關的模擬設計軟件，并將其有效結合起來，從而提升風景園林設計的質量。當前，我國的虛擬現實技術還處于初步的發展階段，許多功能都不夠完善。相信隨著未來計算機技術的不斷進步，虛擬現實技術在風景園林設計領域所發揮的作用必定會也來越大，對推動園林設計領域的發展有著積極的促進作用。

參考文獻

[1]翁南藍.探究虛擬現實技術在風景園林設計中的運用[J].綠色科技,2014,05:54-55.[2]葉卓林.虛擬現實技術在風景園林設計中的運用[J].智能城市,2015,01:39-40.[3]劉瑾.風景園林設計中虛擬現實技術的運用[J].城市地理,2014,16:288.[4]趙鋒.虛擬現實技術在風景園林設計中的應用[J].現代園藝,2016,18:77.

第二篇：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。

第三篇：風景園林設計學習心得

風景園林設計學習心得

初涉園林

用專業的術語解讀園林一詞是這樣的：在一定的地域運用工程技術和藝術手段，通過改造地形（或進一步筑山、疊石、理水）、種植樹木花草、營造建筑和布置園路等途徑創作而成的美的自然環境和游憩境域，就稱為園林。

從這個解釋中，筆者讀到了技術、藝術、山石水、花、草、樹木、路等詞，于是在筆者的理解中，園林就是設計者運用自己的技術手段將植物、自然環境、道路、建筑等元素藝術性地組合起來，形成一個優美宜人的環境。

學習《風景園林設計》課程的目的和意義

人，是從摸到爬，然后才學會站立和行走，最后才能奔跑。而風景園林設計這個課程，就是教會我們站立與行走的方法。

經過大

一、大二的基礎訓練，大三的時候我們終于開始學習風景園林設計這個課程。學習它之初，就應該先弄懂學習它的目的和意義。

風景園林設計，是園林專業的重點專業課之一。課程中，包含了中國古人在漫漫數千年造園歷史中積累下的極其珍貴的經驗以及理論著作。而其中心教材《園林設計》一書，在章節安排上，總論主要講述風景園林設計的原則、立意與布局以及風景園林設計的程序等內容，各論主要講述綜合性公園、植物園、動物園、兒童公園、森林公園等的設計方法與步驟。

因此，學習這一課程的目的就是為了鞏固我們風景園林方面的基礎知識，包括設計原則、風景園林布局、設計程序等方面內容，加強我們的設計理念，拓寬我們的知識面和眼界，通過研究各種不同的公園的設計案例，提升我們的設計思想和技術水平。

通過學習風景園林設計課程，我們可以更深刻地了解風景園林設計這一行業，也能從專業的角度看待風景園林設計，并且我們的專業程度也有了大大提升。

學好風景園林設計課程的方法

要學好風景園林設計這一課程是需要方法的。一開始筆者只是單純地讀《園林設計》這一本書，然后背下相關內容。后來發現，想要學好它，還需要其他方方面面的補充。

（1）當然是先將課程專業課本上的內容了解通透。理論知識是一定要了解并且熟知的，不然說什么都是空話。

（2）跟隨老師的上課步驟，放開思維。授課老師是位很有經驗的風景園林設計師，課程上跟著他的思維去閱讀各種風景園林設計案例，對我們的思維開放、擴散以及基礎知識的鞏固、新的知識的接納都很有好處。

（3）多閱讀風景園林設計相關的課外書。學校圖書館有很多關于風景園林設計的書，很多大師的理念和方案都是十分值得我們學習的，不只是他們設計的畫面感，還包括了他們的設計理念、思維方式、設計方式、設計主題等等，都是值得我們熟知并借鑒的。

（4）學會將開拓思維。風景園林設計涉及藝術，但是身為風景園林人的我們，若平時不重視對思維的訓練，在設計中往往缺乏靈感。所以在積累專業知識的同時，我們也應該運用各種方法去鍛煉自己的思維能力。

（5）多跟老師做項目和參加有關風景園林設計的競賽。設計專業的老師很多都會承接一些項目，跟著這些老師做項目，能鍛煉我們將理論與實踐相結合的能力，也能進一步鞏固我們的專業基礎知識，還能教會我們用現實的、社會的角度看待我們的設計，懂得哪里是不足的哪里是正確的，對我們的風景園林設計的學習，會有很大的幫助。而參加相關專業的比賽，能提升我們的創新能力，促使我們從生態、自然、人文、社會等方面對風景園林設計進行思考和總結，并且創作。對風景園林設計課程的建議

風景園林設計，是園林專業必不可缺并且重中之重的一門專業課程。在風景園林設計行業迅速發展的今天，這門課程也還存在著不足。而作為園林專業并且專攻設計方向的學生，特以個人的角度和觀點對該課程的教學提出一些建議。

（1）應該多一些基礎知識的鞏固和訓練。比如在作業和考試等方面進行調整，以此來加強同學們對風景園林設計基礎知識的記憶。

（2）多與實例相結合。一些圖面清晰、圖畫感好的實例特別容易引起同學們的興趣和注意力，如果這些實例中再加上一些創意性、故事性的設計，就更能讓人們記住。因此，如果課程中加入多一些好的案例，同學們的學習興趣和學習效率也能大大提高。

（3）注重培養同學們的思維創新能力。雖然在實際項目里，創新點很少，實用性是重點。但是作為將來的設計師，同學們的創新思維能力是最需要培養的，只有這樣，在獨立設計的時候，才會有較為獨特的方案，而不是千篇一律。

收獲和感想

在學習了風景園林設計這一課程后，筆者學到了很多，包括了風景園林設計最基礎的知識，比如設計的依據與原則、風景園林設計立意和方法、風景園林設計要素、風景園林布局的原則，還有各種各樣的風景園林設計案例等，收獲頗豐。

在這一課程的學習中，筆者對風景園林設計的看法開始轉變與成熟，它給予筆者的不僅僅是專業知識，還有身為風景園林人的責任、態度、熱情和信念。當今社會的迅速發展，也對我們大學生提出了更高的要求。而要成為一個成功的風景園林設計師，專業知識、開拓的視野、豐富的經驗、獨特的創新等等都是不可缺少的。

第四篇：風景園林設計要素

風景園林設計要素

1.地形

園林范圍來講，地形包含土丘、臺地、斜坡、平地，或因臺階和坡道所引起的水平面變化的地形。這些統稱為小地形，起伏最小的地形叫微地形。

地形還對景觀中其他自然設計要素的作用和重要性起支配作用。這些要素包括植物、鋪地材料、水體和建筑。

設計方案的第一步是在原有地形圖上大致畫出用地的功能分區圖，然后研究各用途之間的相互關系，以及它們與原有地形的關系。

在丘陵或山區內，山谷（低點）和山脊（高點）的大小和間距也能直接影響景觀的韻味。意大利園林設計方式就是將整個園林景觀，建造在一系列界限分明、高程不同的臺地上。法國文藝復興時期堅硬的、人工幾何形的造型特征。長而筆直的的軸線和透視線，大面積的靜水，錯綜復雜的花壇圖案等都是表現平坦地形特征的因素和造型。英格蘭園林具有平緩起伏的地形，自然叢生的樹木，以及自然曲折的水體等特征。

1）用地形控制視線：與空間限制緊密相關的是視線限制。在垂直面中，地形可影響可視目標和可視程度，可構成引人注目的透視線，可創造出景觀序列或：“景觀層次”，或徹底屏蔽不悅目因素。

利用地形排水：一般來說，地面越陡，徑流量越大，流速越快。地面太陡，就會因流速太快而引起水土流失。而幾乎沒有坡度的地面，又會因不能排水而易積水。因此，從排水的角度來考慮，種植灌木的斜坡為防止流失，必須保持10%的最大坡度，而草坪地區為避免出現積水，就需有不小于1%的坡度。

利用地形創造小氣候條件：地形能影響光照、風向、以及降雨量。朝南的坡向在冬季比其他任何方位的坡向受到的直接日照要多。在夏季，所有方位的坡度都可受到不同程度的日照，其中西坡所受到的輻射最強，主要是因為它直接暴曬于午后的太陽之下。地形的使用功能：網球場的理想位置應在1%~3%的坡度上。實際經驗表明，坡度越平緩（盡管不小于1%），土地的開發使用越靈活，越可行。在較陡的斜坡上，在山谷中、山脊上，各種土地的組織利用更精簡，多為長條形。從土地用途的內部關系來看，較陡地面上的設計方案幾乎沒有什么選擇余地。2）

3）

4）

使用等高線時，應牢記：

第一，原地形等高線應隨手用短線（虛線）表示。第二，改造后的地形等高線在平面圖上用實線表示。

坡度百分比=上升高/水平走向距離*100%

2.植物材料 植物的生態習性、功能作用、觀賞特性、建造功能與限制空間功能以及美學功能。植物種植設計的構思過程。

植物蘊含著許多功能，但許多外行和平庸的設計人員卻僅僅將其視為一種裝飾物。昔日用來掩蓋屋基的基礎種植，在裝飾方面已經過時。風景園林師的智慧應閃爍在通曉植物的綜合觀賞特性，熟知植物健康生長所需的生態條件，以及對植物所生長的環境效應的了解方面。植物具有生命，落葉植物一年中有四個截然不同的觀賞特征：春季鮮花盛開，新綠初綻，夏季濃蔭蔥蘢，秋季秋葉斑斕，冬季枝椏冬態。設計師不僅要注意單株或群體植物在某一季節中的變化情況和功能作用，而且還要知道一年四季它們是怎樣演替的，以及知道隨著年代的推移所發生的變化。

植物的生長勢也影響著設計。一般來說，幼苗具有比成年樹價廉，易于移植，成活率高等優點，而常被用于新的設計中，幼苗達到成年的冠幅和形狀，需要數年的時間，要解決這個問題，必須種植地被和灌木。地被和灌木一般先于喬木達到成年階段，因此，設計師還需要擬定一項定期更換衰老的灌木和地被植物的計劃。一般來說，風景園林師在構思時所使用的植物，75%-100%均是成年樹。在模型上的植物幾乎完全是成年樹。值得注意的是有些設計師為了彌補由于種植幼齡樹所造成的稀疏現象，而過量的種植幼齡樹，使之更快覆蓋整個區域。其結果則使植物之間相互重疊，并很快超出所種植的空間范圍。這無疑會增加額外的養護費用，如進行有選擇性的疏移或修剪。

在進行種植設計時，風景園林師必須先了解所定園址具有何種環境條件，而后才能確定、選取適合在此條件下生長的植物。養護的主要任務，就是隨時對不同的植物進行澆水、修枝、施肥以及病蟲害管理。運用植物進行設計時，最理想的辦法是選擇管理粗放的植物。通常最合適的，便是選擇自然生態群落中的野生植物，少用一般幼小多變的人工栽培植物。所謂空間感的定義是指由地平面、垂直面以及頂平面單獨或共同組合而成的具有實在的或暗示性的范圍圍合。其空間封閉程度隨樹干的大小、疏密以及種植形式而不同。樹干越多，空間圍合感越強。植物的葉叢是影響空間圍合的第二個因素。葉叢的疏密度和分枝的高度影響著空間的閉合感。在冬天，落葉植物是靠枝條暗示著空間范圍，而常綠植物在垂直面上能形成周年穩定的空間封閉效果。植物的枝葉猶如室外空間的天花板，限制了伸向天空的視線，并影響著垂直面上的尺度。當樹木樹冠相互覆蓋、遮蔽了陽光時，其頂面的封閉感最強烈。在城市布局中，樹木的間距應為3~5m，如果樹木的間距超過了9m，便會失去了視覺效應。運用植物構成室外空間時，設計師首先要明確設計目的和空間性質（開曠、封閉、隱密、雄偉等），然后風景園林師才能相應地選取和組織設計所需要的植物。開敞空間：僅用低矮灌木及地被植物作為空間限制因素。半開敞空間：該空間與開敞空間相似，它的空間一面或多面部分受到較高植物的封閉，限制了視線的穿透。這種空間通常適用在一面需要隱蔽性，而另一側又需要景觀的居民住宅環境中。覆蓋空間：利用具有濃密樹冠的遮蔭樹，構成一頂部覆蓋、而四周開敞的空間。在風景區中，這種空間猶如一個去掉底層植被的城市公園。由于光線只能從樹冠的枝葉空隙及側面滲入，因此在夏季顯得陰暗，而冬季落葉后顯得明亮較開敞。這類空間較涼爽，視線通過四邊出入。另一種類似于此種空間的是“隧道式”（綠色走廊）空間。完全封閉空間：覆蓋空間相似，最大的差別在于這類空間的四周均被中小型植物所封閉，這種空間常見于森林中，它相當黑暗，無方向性，具有極強的隱密性和隔離感。垂直空間：運用高而細的植物能構成一個方向直立、朝天開敞的室外空間。設計要求垂直感的強弱，取決于四周開敞的程度。此空間就像歌德式教堂，令人翹首仰望將視線導向空中。這種空間盡可能用圓錐形植物，越高則空間越大，而樹冠則越來越小。

風景園林師除能用植物材料造出各種具有特色的空間外，他們也能利用植物構成相互聯系的空間序列。植物就像一扇扇門，一堵堵墻，引導游人進出和穿越一個個空間。植物能有效地“縮小”空間和“擴大”空間，形成欲揚先抑的空間序列。

植物通常是與其它要素相互配合共同構成空間輪廓。例如，植物可以與地形相結合，強調或消除由于地平面上地形的變化所形成的空間。如果把植物植于凸地形或山脊上，便能明顯地增加地形突起部分的高度，隨之增強了相鄰的凹地或谷地的空間封閉感。與之相反，植物若被植于凹地或谷地內的底部或周圍斜坡上它們將消弱和消除最初由地形所形成的空間。因此，為了增強由地形構成的空間效果，最有效的辦法就是將植物種植于地形頂端、山脊和高地，與此同時，讓低洼地區更加透空，最好不要種植植物。

障景：植物材料如直立的屏障，能控制人們的視線，將所需的美景收于眼里，而將俗物障之于視線以外。為了取得一有效的植物障景，風景園林師必須首先分析觀賞者所在的位置，被障物的高度，觀賞者與被障物的距離以及地形因素。研究植物屏障各種變化的最佳方案，就是沿預定視線畫出區域圖。然后將水平視線長度和被障物高度準確地標在區域內。最后，風景園林師通過切割視線，就能定出屏障植物的高度和恰當位置。另一需要考慮的因素是季節。在各個變化的季節中，植物能完成障景的話，則常綠植物能達到這種永久性屏障作用。由于植物具有屏蔽視線的作用，因而私密控制的程度，將直接受植物的影響。如果植物的高度高于2m，則空間的私密感最強。齊胸高的植物能提供部分私密性（當人坐于地上時，則具有完全的私密感）。而齊腰的植物是不能提供私密性的，即使有也是微乎其微。植物的觀賞特性：包括植物的大小、色彩、形態、質地以及與總體布局和周圍環境的關系等。植物最重要的觀賞特性之一，就是它的大小。植物的大小直接影響著空間范圍、結構關系以及設計的構思與布局。按大小標準可將植物分為六類：大中型喬木（大喬木的高度在成熟期可以超過12m，而中喬木最大高度可達9-12m糖槭等），在設計時應首先確定大中喬木的位置，較矮小植物在較大植物所構成的總體結構中，展示出更具人格化的細膩裝飾。由于大喬木極易超出設計范圍和壓制其它較小因素，因此在小的庭院設計中應慎重地使用大喬木。大中喬木的另一個建造功能，便是頂平面和垂直面上封閉空間。這樣室外空間感，將隨樹冠的實際高度而產生不同程度的變化。如果樹冠離地面3-4.5m高，空間就會顯示出夠人情味，離地面12-15m，則空間就會顯得高大。為了達到最大的遮陰效益，大中喬木應種植在空間或樓房建筑的西南、西面或西北面。由于炎熱的午后，太陽的高度角在發生變化，在西南面鐘最高的喬木，與西北面次高的喬木形成的遮陰效果是相同的。小喬木和裝飾植物：高度4.5-6m的植物為小喬木和裝飾植物。小喬木能從垂直面和頂平面兩方面限制空間。視其樹冠高度而定，小喬木的樹干能在垂直面上暗示著空間邊界。當其樹冠低于視平線時，它將在垂直面上完全封閉空間。當視線能透過樹干和枝葉時，這些小喬木像前景的漏窗，使人們所見的空間有較大的深遠感。按其特征，觀賞植物通常作為視線焦點而被布置那些醒目的地方，如入口附近，通往空間的標志、突出的景點上。在狹窄的空間末端，也可以用觀賞植物，使其像一件雕塑或是抽象形象，以引導和吸引游人進入此空間。從觀賞植物的生長習性來看具有四種不同魅力的季節：春花、夏葉、秋色、冬枝。高灌木：3-4.5m高灌木猶如一堵堵圍墻，能在垂直面上構成空間閉合。僅高灌木所圍合的的空間，其四面封閉，頂部開敞。中灌木：1-2m，中灌木的設計功能與矮小灌木基本相同，只是合圍空間范圍較之稍大點。此外，中灌木還能在構圖中起到高灌木或小喬木與矮小灌木之間的視線過度作用。矮小灌木：成熟灌木最高僅1m，最低高度必須在30cm以上。在不遮擋視線情況下限制或分隔空間。鑒于其尺寸矮小，故應大面積地使用。地被植物：高度不超過15-30cm。地被植物能將兩組植物統一成整體。作為邊緣種植。地被植物的使用功能還在于那些不宜種植草皮或其它植物的地方提供下層植被。地被植物的合理種植場所，是那些樓房附近，除草機難以進入或草叢難以生存的陰暗角隅。尤其坡度較陡的斜坡上，草皮都應該用地被植物來代替。

植物配置時，形態各異，但大小相同，其觀賞效果較差，形態各異，大小不同，增強了觀賞效果。

植物的外形：植物外形基本類型為：紡錘形、圓柱形、水平展開形、圓球形、尖塔形、垂枝形和特殊形。紡錘形植物在布局中用于增強其高度的變化。紡錘形植物其形態細窄長，頂部尖細。在設計中，紡錘形植物通過引導視線向上的方式，突出了空間的垂直面。它們能為一個植物群落和空間提供一種垂直感和高度感。如果大量使用該類植物，其所在的植物群體和空間，會給人一種超過實際高度的幻覺。當與較低矮的圓球形或展開形植物種植在一起時，其對比十分強烈。其紡錘形植物猶如一“驚嘆號”惹人注目。由于這種特征，故在設計時應該謹慎使用紡錘形植物。設計中用的數量過多，會造成過多的視線焦點，使構圖“跳躍”破碎。圓柱形：除了頂是圓的外，其它形狀都與紡錘形相同。水平展開形：此類植物具有水平方向生長的習性，故寬和高幾乎相等。展開形植物的外形能使設計構圖產生一種寬闊感和外延感。展開形植物會引導視線沿水平方向移動。展開形植物能和平坦的地形、平展的地平線和低矮水平延伸的建筑物相協調。圓球形：具有明顯的圓環或球形形狀。圓球形植物是植物類型中為數最多的種類之一，因而在設計布局中，該類植物在數量上也獨占鰲頭，在整個構圖中，隨便使用圓球形植物都不會破壞設計的統一性。圓錐形：云杉屬，圓錐植物除具有易被人注意的尖頭外，總體輪廓也非常分明和特殊。因此，該類植物可以用來作為視覺景觀的重點。特別是與低矮的圓球形植物配置在一起時，其對比之下猶為醒目。尤其也可以與尖塔形的建筑物或是尖聳的山巔相呼應。鑒于這種性質，有設計理論家認為，這類植物在無山峰的平地并不太適合，應謹慎使用。垂枝形：垂枝形植物具有明顯的懸垂或下彎的枝條。在自然界中，地面較低洼處常伴生著垂枝植物，如河床兩旁常長有眾多的垂柳。在設計中，它們能起到將視線引向地面的作用，因此可以在引導視線向上的樹形之后，用垂枝植物。為能表現植物的形態，最理想的做法是將該類植物種在種植池的邊沿或地面的高處，這樣，植物就能越過池的邊緣掛下或垂下。特殊形：這種類型的植物通常是在某個特殊環境中已生存多年的成年老樹。大多數特殊形植物的形象，都是由自然力造成的。這類樹最好作為孤植樹，放在突出的設計位置上，構成獨特的景觀效果。一般來說，無論在何種景觀內，一次只宜放置一顆這種類型的植物，這樣方能避免產生雜亂感。

植物的色彩：植物的顏色可以被看作是情感象征，色彩直接可以影響室外空間的氣氛和情感。鮮艷的色彩給人以輕快、歡樂的氣氛，而深暗的色彩則給人異常郁悶的氣氛。植物的色彩，通過植物的各個部分而呈現出來，如通過樹葉、花朵、果實、大小枝條以及樹皮等。毫無疑問，樹葉的主要色彩呈綠色，其間也伴隨著深淺的變化，以及黃、藍和古銅色的色素。設計中，一般應多考慮夏季和冬季的色彩，因為它們占據著一年中的大部分時間。花朵的色彩和秋色雖然豐富多彩，令人難以忘懷，但其壽命不長，僅持續幾個星期。因此，對植物的取舍和布局，只依據花色或秋色來布置植物，是極不明智的，因為這些特征會很快消失。在夏季樹葉色彩的處理上，最好是在布局中使用一系列具色相變化的綠色植物，使在構圖上有豐富層次的視覺效果。另外，將兩種對比色配置在一起，其色彩的反差更能突出主題。深綠色給予整個構圖和 其所在空間帶來一種堅實凝重的感覺，成為設計中具有穩定作用的角色。在一個視線的末端，深色似乎會縮短觀賞者與被觀賞景物之間的距離。同樣，一個空間的深色植物居多，會使人感到空間比實際窄小。另一方面，淺綠色植物能使一個空間產生明亮、輕快感。當我們在將各種色度的綠色植物進行組合時，一般來說深色植物通常安排在底層（鑒于觀賞的層次），使構圖保持穩定，與此同時，淺色植物安排在上層使構圖輕快。在處理設計所需要的色彩時，應以中間的綠色為主，其他色調為輔。各種不同色度的綠色植物，不宜過多、過碎地布置在總體中，否則整個布局會顯得雜亂無章。色彩鮮明的區域，面積要大，位置要開闊并且日照充足。因為陽光下比陰影里可使其色彩更加鮮艷奪目。

樹葉的類型：基本的樹葉類型有三種：落葉型、針葉常綠型、闊葉常綠型。在大陸性氣候帶中，無論就數量上和對周圍各種環境的適應能力而言，多以落葉形植物占優勢。落葉樹在通透性、外貌、色彩和質地上發生的令人著迷的交替變化。在溫帶地區抵御冬季的寒風，種植常綠針葉植物的最有利方位，應在房屋或室外空間的西北方。可使風速降低60%。在一個植物的布局中，落葉植物與常綠植物的使用，應保持一定比例的平衡關系。闊葉常綠樹：闊葉常綠樹的葉片具有反光的功能，使的室外空間產生耀眼的發光特性，使一個布局在向陽處顯得輕快而通透。十分不耐寒，因此，切忌將其種植在能得到過多的冬季陽光照射的地方，或是種植在會遭到破壞性冬季寒風吹打之處。這類兩種情況都會因葉片過度蒸騰導致根部水分不足。此外，大多數闊葉常綠植物只有在酸性土壤中才能正常生長，這樣就規定了它們只能用在上述條件的景觀中。

植物的質地：質地除隨距離而變化外，落葉植物的質地也隨季節而變化。植物的質地分為：粗壯型、中粗型及細小型。粗壯型植物能通過吸收視線“收縮”空間的作用，因此，在狹小空間內布置粗壯型植物時，需謹慎。

植物的美學功能：完善作用：統一作用：就是充當一條普通的導線，將環境中所有不同成分從視覺上連接在一起。強調作用：在一戶外環境中突出和強調某些特殊的景物。它能將觀賞者的注意力集中到其所在的位置。鑒于植物的這一美學功能，它極其適合用于公共場所出入口、交叉點、房屋入口附近，或與其它顯著可見的場所相互聯合起來。識別作用：這與強調作用極其相似。軟化作用：可軟化或減弱形態粗糙及僵硬的構筑物。框景作用：將照片和風景油畫裝入畫框的傳統方式。

種植設計程序與原理：了利用植物進行設計時，有著特定的步驟、方法以及原理。初步階段包括對園址的分析，認清問題和發現潛力，以及審閱工程委托人的要求。此后，風景園林師方能確定設計中需要考慮何種因素和功能，需要解決什么困難以及明確預想的設計效果。準備一張描述設計要素和功能的工作原理圖。植物的作用則是在合適的地方確定充當這一功能：障景、敞蔭、限制空間以及視線的焦點。在這一階段，也要研究進行大面積種植的區域。在這一階段，一般不考慮需使用何種植物，或各單株植物的具體分布和配置。此時，設計師關心的僅是植物種植區域的位置和相對面積。在分析一個種植區域內的高度關系時，理想的方法就是做出里面的組合圖，分析不同植物區域的相對高度。完成了植物群體的初步組合后，進行種植設計程序的下一步，開始著手各基本規劃部分，此時的植物主要仍以群體為主，并將其排列來填滿基本規劃的各個部分。在布置單體植物時，我們應記住以下幾點：第一，在群體中的單株植物，其成熟程度應在75%-100%。風景園林師是根據植物的成熟外觀來進行設計，而不是局限于眼前的幼苗來設計。正確的種植方法是，幼樹應相互分開，以使它們具有成熟后的間隔空間。對于設計師來說，重要的就是要了解植物的幼苗大小，以及最終成熟后的外貌。第二，在群體中布置單體植物時，應使它們有輕微的重疊。為視覺統一的緣故，單體植物的相互重疊面，基本上為各植物直徑的1/4--1/3。第三，排列單體植物的原則，是將它們按奇數，如3、5、7等組合成一組，每組數目不宜過多。如果三株一組，人們的視線不會只停留在任何一單株上，而會將其作為一個整體來觀賞。若二株為一組，視線勢必會在二者之間來回移動。

接下來就是考慮組與組或群與群之間的關系。各組植物之間所形成的空隙或“廢空間”應予以徹底消除，因為這些空間既不悅目，又會造成雜亂無序的外觀，且極易造成養護的困難。設計師在考慮植物間的間隙和相對高度時，決不能忽略樹冠下面的空間。無經驗的設計師往往會犯這樣一個錯誤，這樣無疑會在樹冠下面形成廢空間，破壞設計的流動性和連貫性。這種廢空間會給養護帶來困難，（除非為地被物所覆蓋），因為從中通行極容易帶來麻煩。為了解決這個問題，應在樹冠下面種些低矮的植物。一般來說（并非必然如此）植物應該與鋪地區域的邊緣相輝映，在呈直線的鋪地材料周圍，也排列成直線形，或在有自由形狀特征的布局中呈曲線狀。完成第一階段的單體植物布局后，設計的某些部分是需要變更的。由此，應繪制一張包括新變化的修正圖。在選擇和布置植物時，還應遵循它的一些原則。在布局中，應有一種普通種類的植物，以其數量而占支配地位，從而進一步確保布局的統一性。這種普通的樹種應該在形狀上呈圓型，具有中間綠色葉，以及中粗質地結構。植物設計程序歸納為“逆向設計”確定設計中植物的具體名稱乃是設計的最后一步，這樣有助于保證植物根據其觀賞特性和為生長所需的環境，而首先決定其種植上的功能作用。

3.建筑物

4.鋪裝

主要的鋪裝材料包括：沙石、磚、瓷磚、條石、水泥、瀝青，以及在某些場合中所使用的木材。鋪裝材料相對較昂貴，特別是與植物地被相比較就尤其顯著。但是就長期而言，鋪裝材料卻經久耐用。在養護管理方面比草坪地被便宜。

鋪裝材料的功能作用和構圖作用：提供高頻率的使用而且不需要太多的維修。導游作用提供休息的場所 表示地面的用途 對空間比例的影響形體較大，較開展，會使一個空間產生一種寬敞的尺度感。而較小、緊縮的形狀，則使空間具有壓縮感和親密感。用磚或條石形成的鋪裝形狀，可被運用到大面積的水泥或瀝青路面，以縮減這些路面的表面寬度。在原鋪裝中加入第二類鋪裝材料，能明顯地將整個空間分割較小，形成更易被感受的副空間。鋪裝的線型能影響游覽者的情緒，游覽的速度和特性受鋪裝路面寬窄的影響，窄行走急促快速，寬廣行走悠閑緩慢。

鋪裝材料的線型分段鋪設，不僅能影響運動的方向，而且能更微妙地影響游覽的特別感受。一條平滑彎曲如流水的小道，給人一種輕松悠閑的田園般的感受，而一條直角轉折的小道，走起來感到又嚴肅又拘謹。而不規則多角度的轉折路，則會產生不穩定和緊張感。暗示游覽的速度和節奏：鋪裝材料的形狀還能影響行走的速度和節奏。鋪裝的路面越寬，運動的速度也就會越緩慢。在一較寬的路上，行人能隨意停下觀看景物而不妨礙旁人行走，而當鋪裝路面較窄時，行人便只能一直向前行走，幾乎沒有機會停留。上述運動特點還可以得到進一步強調，如在較寬的鋪裝地面上，使用較粗糙難行的鋪裝材料，就不會行走很快。而在狹窄的路面上鋪裝平坦光滑，則利于快速行走。行走節奏包括兩部分，一是行人腳步的落處，二是行人步伐的大小。地面鋪裝的設計原則：在進行鋪裝的選擇時，設計師應對其在平面造型和透視效果上加以研究。在平面布局上，應著重注意構成吸引視線的形式，及與其它要素的相互協調作用，如鄰近的鋪地材料、建筑物、種植池、照明設施、雨水口、樹墻和座椅。在透視中，平行于視平線的鋪裝線條，強調了鋪裝面的寬度，而垂直于視平線的鋪裝線條，則強調了其深度。實際上，沒有一種鋪裝材料能適用于所有的功能和活動場所。地面之間的鋪料變化通常象征著鋪裝地面用途的變化，或在有些場合中，代表所有權和支配權的更換。變換鋪地材料和形式時，必須考慮一下幾個因素。第一，在同一個平面上鋪裝材料和形式不應該有任何變化，換言之，如果在相接的兩個空間中，鋪料及形式出現不同，那么水平高度也應有所變化，以此來分隔和區別兩種不同分鋪地形式。水平高度的變化不可行時，采用第三種在視覺上具有中性效果的材料放于兩種材料之間。最后一個設計原則光滑質地的鋪裝材料一般來說應占多數，因為這種材料色彩較樸素，不引人注目。對于粗質鋪料來說，最好較少量地使用，以達到主次分明和富于變化的目的。

就特殊的材料而言，方磚能賦予一個空間以溫暖親切感，有角度的石板會給人以輕松自如、不拘謹的氣氛。而混凝土則會產生冷清，無人情味的感受。

基本的鋪裝材料：總的來說它們分為三類：（1）松軟鋪裝材料，如砂礫及其它變異材料。礫石是一種最便宜的鋪裝材料，它具有不同的形狀、大小和色彩。從大小上來說，它最小可達0.6cm（稱豆石），最大到5cm。石頭的色彩有純白和純黑的，其間也有褐色的和灰色的。礫石的優點透水性有助于補充地下水以及為植物提供所需的水分。缺點就其質地而言，礫石疏松需要其它因素加以控制，金屬邊、木材或另一種鋪裝材料如混凝土等。在英國，常常見到低洼道路上的礫石，常用泥土和草皮的邊緣加以固定。這種材料在強力作用下極易變形，給養護帶來了問題，常常需要把它耙平或掃回到原來的位置。此外要將落葉或積雪從礫石上清除掉，也是較麻煩的工作，因為在進行掃除的同時極易將礫石帶走。細小顆粒的礫石，不宜使用在斜坡上，否則會遭到地表徑流的沖刷，為了使其固定不動，就必須建造臺階或平臺。另一點礫石路面難以行走，特別是穿高跟鞋的婦女或那些行動不便的病人。礫石的一種變異材料可消除礫石作為路面材料而引起的不足。這種材料叫環氧膠結礫石。是由礫石和環氧樹脂黏結成一定形狀的石塊。整個礫石塊中都存在著氣隙，從而仍具有滲水作用。乍一看，這種材料具有耀眼的光斑。多用于那些氣候較溫和的地區。有霜凍的地方會損害這種路面。礫石也可以作為一種流體的鋪裝材料。它可以適應所處地面的任何形狀或形態。最后一點，礫石還可以作為地面材料，用于那些因缺乏陽光或水分而難以種植草皮或地被植物的地方。易風化的花崗巖極易與地面的其他物質相協調，也不需要澆筑。不過一些氣候較溫和的地方，一般不用礫石來代替環繞植物根部的覆蓋物，否則會減少植物的繁衍，同時對大多數植物的生長不利。當然沙漠植物除外，而且礫石會使植物根部附近溫度升高，并造成根部的損傷。（2）塊料的鋪裝如石磚、石塊、瓷磚或條石，這些材料中，石塊不同于人工制造的材料。它是最昂貴的鋪地材料之一。不僅材料本身貴，在鋪設施工上花的勞動強度也很大。三種石材的地質分類為：沉積巖石，變質巖及火成巖。1）沉積巖多氣孔，硬度低，因而極易加工。因而極易加工。作為一種鋪裝材料來說，在強制作力的作用下易受損壞，時間長后會失去光澤或風化。但是，對于行人的行走來說，沙巖和石灰巖更適合于作鋪裝材料。2）變質巖是一種經過強大的壓力而轉變成的巖石。該類石材極其堅硬耐用。這種石材重量大而且昂貴。大理石也是一種變質巖，由于這種石塊既昂貴又難以加工，因而作為一種鋪地材料來說，僅限于使用在一些重要的地方。3）火成巖是一種由地熱熔化的物質經冷卻后形成的巖石。在強度和堅固耐用方面與變質巖相似。著名的火成巖有花崗巖。它是一種具有強度大、耐磨性好而常用的鋪裝材料。花崗巖用作鋪裝材料的普通大小形狀叫花崗巖磚。其標準尺寸為邊長7.5cm的正方形磚。（3）黏性鋪料，如水泥或瀝青

5.園林構筑物

臺階 坡道 墻與柵欄 擋土墻

6.水

7.設計程序

承擔設計任務 研究與分析：準備基本的平面圖、園址的分類分析、與園主商談、規劃設計的深入。設計：功能分區圖、園址功能關系圖、設計初想圖、造型研究、總平面草圖、正式總體設計圖、局部設計圖、技術設計圖、結構設計圖。施工 工程的評價與養護管理。有時候設計程序也可以理解為解決問題的程序，設計程序主要包括下列步驟：1.承擔設計任務：園主需要什么？設計者何時該做什么？造價問題。討論后，設計者根據園主的意圖，起草一份詳細的協議書。2.研究和分析工作（包括園址調查）

（1）準備基本圖紙：基本圖紙由園主提供，園主無法提供，可請測驗人員或進行航空測繪，花費由園主承擔。應標出下列現狀的狀況：1.產權線（方位、距離）2.地形（虛線表示的等高線，所需的高程點）3.植物（小園中應標出樹木的大小和種類）4.水體5.建筑（底層平面的門窗、地下室的窗戶、下水口、室外水龍頭、室外電纜、空調機和供暖泵位置、室外照明）

（2）園址現狀景物分類（收集資料）和分析（評估）在收集資料中，照相機是有用的工具。照片可以用來查對用在設計中的每一份資料，或幫忙回憶園址的現狀情況。對于新園址，設計師必須決定與分類和分析最有關的情況。因為一些不重要的因素，并不能有效地幫助設計，甚至造成干擾。1.園址的位置和周圍環境的關系（1）園址相鄰道路交通量如何，何時高峰。（2）相鄰環境識別特征，建筑物年代、樣式和高度（3）征求園主要求（4）展開設計 3.設計（1）功能分區

（2）與用地相關環境的功能分區圖（3）設計構思圖（4）造型研究（5）初步設計（6）設計草圖（7）總體平面圖（8）局部設計 4.施工圖

（1）總體放線平面圖（2）豎向設計圖（3）種植設計圖（4）細部結構圖 5.施工

6.工程估算（工程評估）7.養護管理

把廣泛收集的各種典型的數據資料列成一園址分析圖表。對于初學者來說，完美而且實際的設計，并不會魔術般地產生出來。而是經過反復思考與修改。“為什么我要這么做”“什么是我希望達到的”“這些必要嗎”“有更有效的方法嗎”

第五篇：虛擬現實 論文

XXXXXX學院

虛擬現實

學 生 姓 名：XXX 指 導 教 師：XXXX 系別：信息技術系 專業、班級：計算機科學與技術XXX班 完 成 時 間：2009年6月13日

虛擬現實技術在計算機專業教育中的應用

姓名：XXX

專業：XXX

學號：XXXX

摘要：目前，虛擬現實技術已廣泛應用于航空航天、娛樂游戲，以及建筑設計等領域。在教育領域，虛擬現實技術也有廣泛的用途。文章介紹了虛擬現實技術及VRML語言，探討了虛擬現實技術在計算機教學和計算機實驗中的應用。如果虛擬技術廣泛應用于網絡教育中，將對遠程教育產生深遠的影響。

關鍵詞：虛擬現實技術；虛擬實驗；VRML；計算機專業

隨著我國教育的不斷改革和科學技術的飛速發展，代寫論文 網絡教育的出現改變了傳統的教學方式。尤其是計算機更新速度非常快的特點使得傳統的教學方式難以滿足學習的需要。虛擬現實技術作為一門新的技術，它在教育領域的發展將為教育提供新的活力。本文主要從虛擬現實技術特征和VRML語言的角度探討其在計算機專業教育中的應用。1 虛擬現實技術

多媒體技術與網絡技術的發展為現代教育手段的現代化帶來了新的機遇和挑戰。隨著計算機技術的快速發展，現代教育技術的應用已不再是停留在音像技術課堂中應用的常規模式層次上．而是朝著多媒體化、網絡化、信息化、教育技術應用模式多樣化和遠程教育普及化的趨勢發展，特別是基于計算機仿真技術的虛擬教學形式，是一種最新出現的教學模式，具有廣闊的發展前景，代表了教育的未來和發展的方向。

1．1 虛擬現實技術概念

虛擬現實(Virtual Reality，簡稱VR)，又稱為靈境技術，代寫畢業論文 它匯集了數字圖象處理、計算機圖形學、多媒體技術、人工智能、人機接口技術、傳感器技術，以及人體行為學等多項天技術．是計算機技術的綜合應用。具體地說，就是采川以計算機技術為核心的現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境，用戶借助必要的設備以自然的方式與虛擬環境中的對象進行交互作用，相互影響，從而產生如同真實環境的感受和體驗。盡管該環境并不真實存在，但它作為一個逼真的三維環境．仿佛就在我們周圍。由于用戶對計算機環境中的虛擬物體產生了類似于對現實物體的存存意識或幻覺，從而使得用戶在計算機所創建的維虛擬環境中處于一種全身心投入的狀態。

1．2 虛擬現實系統的構成一個虛擬現實系統由以下幾部分組成：

(1)虛擬環境。它由虛擬環境發生器所產生，且可讓使用者通過傳感器件和作用器件與之交互，這種交互的結果是使用者有全身心進入這一環境的感覺。

(2)傳感器件。它將虛擬環境中的物體的形、動作、聲音等進行轉換，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際環境中的感覺一致。

(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，讓虛擬環境有所察覺。

(4)人。虛擬現實實質上是一內含反饋的閉環系統，只有人的存在才能使這一反饋環路有效成立。代寫碩士論文所以人是VR系統中不可缺少的成分。人通過傳感器件感受虛擬環境的存在．又通過作用器件去影響虛擬環境，使其作出相應的變化。

(5)虛擬環境發生器。它能產生使用者所需要的虛擬環境，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。并對已產生的虛擬環境作出相應的修改。

1．3 虛擬現實技術基本特征

(1)沉浸性。虛擬現實技術是根據人類的視覺、聽覺的生理心理特點，由計算機產生逼真的三維立體圖像。使用者戴上頭盔顯示器和數據手套等交互設備，便可將自己置身于虛擬環境中，成為虛擬環境中的一員。使用者與虛擬環境中的各種對象的相互作用，就如同在現實世界中的一樣。當使用者移動頭部時。虛擬環境中的圖像也實時地跟隨變化，拿起物體可使物體隨著手的移動而運動，而且還可以聽到三維仿真聲音。使用者在虛擬環境中，一切感覺都是那么逼真，有一種身臨其境的感覺。

(2)交互性。虛擬現實系統中的人機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、鼠標進行交互，而且能夠通過特殊頭盔、數據手套等傳感設備進行交互。計算機能根據使用者的頭、手、眼、語言及身體的運動，來調整系統呈現的圖像及聲音。使用者通過自身的語言、身體運動或動作等自然技能．就能對虛擬環境中的對象進行考察或操作。

(3)多感知性。由于虛擬現實系統中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應裝置，因此，使用者在虛擬環境中可獲得視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知，從而達到身臨其境的感受。

1．4 虛擬現實系統的類型

虛擬現實技術按其功能，可分為以下幾種類型：

(1)沉浸式虛擬現實系統

沉浸式虛擬現實系統是利用頭盔顯示器、數據手套、三維鼠標等傳感跟蹤裝置與虛擬世界進行交互。由于這種系統把人的視覺、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備復雜而且昂貴，難以在教育行業普及推廣。

(2)桌面式虛擬現實系統

桌面式虛擬現實系統是運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、鼠標等簡單的設備與虛擬場景進行交互。這種系統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，往往會受到周圍環境的影響，難以做到完全投入．但是結構簡單、成本較低，易于普及推廣。

(3)分布式虛擬現實系統

分布式虛擬系統是多個用戶通過網絡共享一個虛擬空間，共同參與虛擬活動。

(4)增強現實性虛擬現實系統

增強現實性的虛擬現實系統不僅是利用虛擬現實技術來模擬現實世界、仿真現實世界，而且要利用它來增強參與者對真實環境的感受，也就是增強現實中無法感知的感受。

1．5 虛擬現實造型語言VRML

VRML(Virtual Reality Modeling Language1即虛擬現實建

模語言，是一項和多媒體通訊、因特網、虛擬現實等領域相關的，在Intemet上營造虛擬環境的技術。它用來在網絡上創建可導航的、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、遠程傳輸和本地計算生成。所謂文本描述，是指VRML并不是用三維坐標點的數據來描述三維物體的，因為這樣會有很大的數據量．在Intemet上傳輸會遇到很多困難．VRML是用類似HTML的標記文本語言來描述三維場景．就像我們的編程語言。比如，一個立方體的描述文本是：Box(size 3.0 3.0 3.0)。VRML就是一種描述語言標準，規定了用來描述三維場景的文本描述語言。遠程傳輸是指用戶瀏覽VRML描述的虛擬場景時，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，在瀏覽器請求相應頁面時與頁面描述文本一起傳送本地。本地計算生成是指描述虛擬場景的數據傳送到本地后，瀏覽器對它進行解釋計算，動態地生成虛擬場景。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網上傳輸，在本地機上由VRML的瀏覽器解釋生成三維場景．解釋生成的標準規范即是VRML規范。

VRML文件主要包括四個主要成分：VRML文件頭、原型、造型節點、腳本和路由。在這四個要素中．代寫醫學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范標準以及使用的字符集等信息。原型定義了創建帶有指定名稱、接口和整體的新節點類型。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。造型節點是VRML中的基本建造模塊．它構成了VRML文件的主體部分，正是由于造型節點定義而產生了虛擬的VRML空間。腳本可以看作是一個節點的外殼，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點的動作。程序腳本實際上是一種簡化了的應用程序，一個典型的腳本是由Java或JavaScript編程語言寫成的程序。路由是一種文本描述的消息．一旦在兩個節點之間創建了一個路由．第一個節點可以順著路由傳遞消息給第二個節點，這樣的消息被稱為事件。VRML還可以包含下列條目：注釋、節點和域值、定義的節點名、使用的節點名等。

設計VRML虛擬場景時。最簡單的方法是直接使用文本編輯器來編輯描述文本，它類似于程序設計，這種方法簡單方便．但不是很直觀．對設計者的空間想象能力要求也較高，設計的效率不高。現在有很多的可視化的VRML設計工具，如CosmoWorld和WebWorld等．這些工具將VRML的標準節點都做成可視的組件，用戶設計時，只需要將這些組件組全自己需要的虛擬場景就可以了．而且設計的效果在設計時就可以看到。設計完畢后，系統自動將這些可視的虛擬場景生成標準的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這個虛擬場景。

VRML使得Intemet的平面世界出現了三維場景。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上最有發展前景的新興技術。VRML在各方面都展現出了強大的應用可能性。蘊藏了無限生機。在教育領域的WEB站點中，它可廣泛用于學習情景創設上，以增加學習內容的形象性和趣味性。例如：創建網上三維圖書館，它的好處就在于書籍歸類整理更接近真實并將高于真實，匯編或查閱時書籍只需要鼠標輕輕地點擊對應的虛擬圖書。另外，使用VRML做模擬訓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實空間中操作的難度和危險．更為重要的是它可以使訓練造價得到大幅度降低，這樣就使得在教育方面的應用成為可能。由于這種模擬系統具有高度的真實性，所以并不會因為沒有真實系統介入而造成較差的訓練效果。現在虛擬校園、虛擬考場也已經陸續地出現在網絡中，這些新興的教育形式必將因其優越的一面而在未來教育領域中占有一席之地。虛擬現實技術在計算機專業教育中的應用

2．1 虛擬現實技術在輔助課堂教學中的應用

眾所周知，計算機課程實踐性很強，在書本上體現難免會給人們的理解帶來困難。利用虛擬現實技術制作的課件能夠很好地解決這一問題。例如，在計算機基礎課程中介紹計算機中各個組件的結構和講解計算機組裝的過程時，書本的文字難以讓學習者了解組件結構和組裝的過程。利用虛擬現實技術可以將文字、聲音、圖片、動畫等幾種媒體表現形式有機地結合，設計出生動活潑的界面。制作出一些三維的、交式的、具有沉浸感的內容，滿足學習者從各個角度觀察和學習，仿佛身臨其境，更好地理解學習的內容。

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的相關節點，建立虛擬運動空間。實現課件多媒體功能。

(3)優化VRML場景，即在構建場景的過程中，利用VRML提供的高級造型技術適當優化程序。

(4)VRML文件的輸出，將已創建的空間場景輸出為．wrl形式的文件。

例如，設計VRML課件來實現網上虛擬計算機組件結構和組裝的輔助教學。

首先，在介紹計算機組件選擇知識同時。可以在網上從各個角度來觀察VRML制作的計算機組件的造型．增強感性認識，并使學習者對怎樣組裝計算機有個初步的了解。利用VRML的造型設計和VRML Script的動畫鏈接．虛擬出組裝計算機過程中所需的主要硬件，再通過把VRML文件嵌入到網頁的方法，使學習者既能在網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。這樣使學習者能真切地、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，通過文字和圖片向學習者介紹如何將各計算機組件組裝到一起。接著，通過VRML的動畫節點控制和VRML Script的結合。制作出安裝、注釋和視點切換的效果，然后按照六個安裝步驟：第一，機箱、主板的安裝；第二，風扇、內存的安裝；第三，光驅、軟驅、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、鼠標的安裝，組合完成整個在虛擬三維世界中組裝計算機的過程。在學習的過程中，只要點擊相應的按鈕，就可以按相應的步驟進行安裝。拖動鼠標或按鈕可以隨意地移動計算機組件到指定的位置進行安裝。在安裝完光驅和軟驅后，點擊光驅的開、關鍵，光盤托會自動拖出和送入，點擊軟驅的按鈕，軟盤會自動取出．使學習者能動態地觀看到效果。有一種身臨其境的感覺來完成學習的過程。

通過VRML Script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．當你點擊軟驅上的按鈕，會發出聲音并彈出一張軟盤；當你點擊光驅按鈕時，盤盒會自動地彈縮并發出逼真的聲音。為了方便學習。還可以實現注釋信息，當學習者的鼠標碰到硬件設備時。在對象的旁邊會出現一個注釋信息，說明該對象名稱。

又如，在《數據結構》課程中，對于常用的數據結構的算法思想．由于其抽象程度高。使得學生很難理解。我們也可以通過虛擬技術將其制作成課件進行教學。將抽象的算法過程以淺顯易懂、形象直觀的形式展現出來。例如，遞歸算法是學生比較難理解的，因為其算法是靠隱形調用堆棧來實現，而通過虛擬技術可以將堆棧內部情況的變化動態、直觀、形象地表現出來，這樣學生就很容易理解。同樣在講解樹和圖的遍歷時，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別、Hanoi塔等問題都可以直觀地表現。方便教師的教學和學生的理解。

總之，通過制作課件來輔助課堂的教學，能為學習者提供生動、逼真的感性學習材料，使抽象的學習直觀化、形象化，幫助學習者解決學習中的重點和難點，提高學習者的積極性。

2．2 虛擬現實技術在計算機實驗中的應用

由虛擬現實技術生成的適用于進行虛擬實驗的實驗系統，包括相應的實驗室環境、有關的實驗儀器設備、實驗對象。以及實驗信息資源等。虛擬實驗室可以是某一現實實驗室的真實再現。也可以是虛擬構想的實驗室。例如，在城域網和廣域網的網絡建設過程中，不必真正把網絡構建起來就可以親身體驗，猶如進行現場的操作。在數字電路的課程實驗中，可以通過虛擬的電路器件來達到電路設計的目的，而沒有購買器件問題所帶來的麻煩。在電子商務課程實驗中，可以虛擬商務環境，讓學生進入這個虛擬環境。身臨其境地體驗現場交易的氣氛和參與交易的過程。計算機操作系統的安裝是比較基礎但又是難做好的一個實驗。由于在計算機上安裝新的操作系統不可避免地會對原有的操作系統產生影響。

使用虛擬計算機來進行操作系統的安裝試驗就十分的方便了。代寫工作總結使用虛擬機的軟件VMware可以創建與真實計算機一模一樣的虛擬機。創建的虛擬機有自己的CPU、內存、硬盤、光驅，在這個虛擬機上，可以安裝Windows、Linux等真實的操作系統以及各種應用程序。通過在虛擬的操作系統環境中進行操作，熟悉操作和新技術，達到事半功倍的效果。VMware只是一個軟件。可以幫助你在一個操作系統的環境下安裝另一個操作系統，而不會對當前的操作系統產生影響。

虛擬現實技術還可以對學生學習過程中所提出的各種假設模型進行虛擬．通過虛擬系統便可以直接地觀察到這一假設所產生的結果或效果。利用虛擬技術。學生還可以進行網絡設備設計、電路設計等方面的學習探索，設計出新型的網絡設備和電子器件．從而激發學生的創造性思維，培養學生的創造能力。

通過虛擬的實驗室進行實驗，既可以縮短實驗的時間，又可以獲得直觀、真實的效果，還能對那些不可見的結構原理和不可重組的精密設備進行仿真實訓，避免真實實驗操作帶來的各種危險。并且，虛擬實驗具有先進性和共享性，易擴充．易于改變教學項目，減少設備投入經費，使教學內容在虛擬的環境中不斷更新．使實驗實踐及時跟上技術的發展。但是在采用虛擬實驗進行教學的過程中，并不能完全代替真實實驗。虛擬實驗是虛擬的實驗，缺少“實物感”，正如在網上看書與拿真實的書看時，會覺得真實的書更實在。在網絡實驗中，用到的網絡設備像路由器、交換機等種類、型號都很多，在虛擬實驗中．學生很難見到這些設備，如果在真正的實踐中可能會無從下手。因此，在具體實施中，應該虛實進行結合。有目的地安排一些實驗在真實環境中操作，這樣，他們會對實驗的設備有親身的體會，更能加深實驗的印象，提高實驗的效果。結束語

虛擬現實技術在計算機教育領域發展的潛力是巨大的，只有親身去經歷、親身去體驗去感受，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的不同。虛擬現實技術能形象、生動、逼真地表現教學內容，有效地營造一個發展的教學環境。提高學生掌握知識和技能的效率和積極性，達到優化教學過程、提高教學質量的目的，從而解決傳統教學方式無法解決的問題。隨著計算機網絡技術的飛速發展，基于WEB的虛擬現實遠程教育具有廣泛的應用前景，必將成為21世紀教育的主流。

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