虛擬現(xiàn)實技術(shù)范文精選
虛擬現(xiàn)實技術(shù)范文第1篇
虛擬現(xiàn)實技術(shù)(ⅥrnJalReaJ時,簡稱vR技術(shù))出現(xiàn)于20世紀60年代,隨著處理器技術(shù)的大幅度提高以及圖形繪制技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、傳感技術(shù)的發(fā)展,近幾十年來在國內(nèi)外形成了對虛擬現(xiàn)實的研究熱潮。
虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)提供了一種先進的人機界面,它通過為用戶提供視覺、聽覺、觸覺等直觀而自然的實時感知交互的方法和手段,最大程度地方便用戶的操作,從而減輕了用戶的負擔(dān),提高了系統(tǒng)的工作效率。虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有3個突出特征:沉浸性、交互性、想象性。
虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)由兩部分組成:一部分為創(chuàng)建的虛擬環(huán)境,另一部分為介入者。虛擬現(xiàn)實的核心是強調(diào)兩者之間的交互操作,即反映出人在虛擬環(huán)境中的體驗。我們可以給出如圖1的虛擬現(xiàn)實的概念模型。
二、虛擬實驗系統(tǒng)
1.虛擬實驗系統(tǒng)的特點
(1)共享程度高。虛擬實驗系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)實驗在地域和時間上的限制,它不僅可以接受本地用戶的訪問,有訪問權(quán)限的異地用戶也可以使用系統(tǒng)。并且也無需考慮使用時間的問題,實驗者可以隨時進行實驗。虛擬實驗系統(tǒng)為用戶提供了一個可以在任何時間、任何地點訪問的實驗環(huán)境,極大地提高了信息與實驗資源的共享程度。
(2)強大的交互能力。為了向用戶提供一個逼真的實驗環(huán)境,虛擬實驗系統(tǒng)往往都具有強大的交互能力,實驗者和虛擬實驗對象之間可以通過鼠標的點擊或者拖曳操作進行交互,實驗者可以實時地觀看實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果。
(3)支持協(xié)作。虛擬實驗系統(tǒng)提供了多種方式來完成用戶間的信息交流。
2.虛擬實驗系統(tǒng)的建模
如何構(gòu)建教學(xué)型虛擬實驗系統(tǒng),使其能夠擁有豐富的實驗內(nèi)容表現(xiàn)方式、提供形象生動的實驗內(nèi)容,讓讓學(xué)生實現(xiàn)從感知到理解的過程,一直是研究教學(xué)型虛擬實驗系統(tǒng)的熱點問題之一。
虛擬實驗系統(tǒng)的構(gòu)建是將多種技術(shù)綜合運用,首先構(gòu)建實驗過程所需要的各種儀器設(shè)備,對于場景進行建模。三維虛擬場景模塊的建立是以某一實景為基礎(chǔ)的,因此在虛擬場景建模之前需要對實驗室環(huán)境進行實地考察并對建筑物進行篩選,從而構(gòu)建具有真實感的實驗環(huán)境。對于儀器設(shè)備完全用ⅥML語言建立復(fù)雜的三維模型是相當煩瑣的,而且建模方法缺乏直觀性,而3DSMAX強大的三維建模功能以及對具有轉(zhuǎn)換為V文件格式輸出的功能,使其在三維虛擬場景中廣泛應(yīng)用。我們在實際的建模過程中根據(jù)要建立模型的特點選擇建模方法。簡單模型,直接采用VRML中簡單幾何體拼貼紋理的方法,對于復(fù)雜場景則采用3DsMAx建模后以VRMI,文件格式輸出。當然在虛擬實驗的建模過程中的龐大建模工作量對軟件的建模效率以提出了很高的要求,于是,在該建模過程中我還采用了高效的照片建模軟件Canoma,Canoma是MetaCreations公司(即現(xiàn)在的Vie、vpoint公司)的軟件產(chǎn)品,利用它可以讓我們無需建模,即可直接從一張或幾張照片制作三維模型,因為使用真實照片直接生成三維模型,所以效果非常真實;而且CaIloma可生成網(wǎng)絡(luò)使用的VRM,文件格式。為了能夠反映真實儀器設(shè)備的特性,有時還采用FLASH技術(shù)來達到儀器設(shè)備外觀的逼真性,并提供一些基本的交互。
3.虛擬實驗系統(tǒng)中的交互
交互性是虛擬實驗系統(tǒng)中的一個重要問題。一類是用戶在瀏覽場景的時候,主要的輸入設(shè)備就是鼠標,這時候檢測器實際上是檢測用戶對于鼠標的各種操作動作,如鼠標的單擊、指向、拖動等等,從而場景做出相應(yīng)的反應(yīng)。檢測這類動作的監(jiān)測器是接觸型監(jiān)測器。描述這類監(jiān)測器的節(jié)點有接觸監(jiān)測器節(jié)點TouchSensor以及PlaneSensor節(jié)點、SphereSensor節(jié)點、CylinderSenS0r節(jié)點;另一類是用戶和場景中某對象接近的程度,對象做出相應(yīng)的反應(yīng),使得用戶和虛擬對象之間形成交互。
將所有儀器設(shè)備成功地加入到場景當中之后,用戶應(yīng)該可以隨意地拿起自己需要的實驗器材進行實驗,所以要提供用戶選取實驗器材的接口。當用戶在選擇某件儀器,為了提供給用戶選擇的接口,我們在實驗儀器原型中設(shè)計了供用戶選擇的按鈕。如果選中時就可以點擊按鈕“tal(e,無需使用就只要點擊“放回”按鈕。由于用戶需要與系統(tǒng)進行交互,同時系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的選擇與后臺數(shù)據(jù)庫進行通信,因此我們使用JavaApplet。Applet具有良好的網(wǎng)絡(luò)傳輸透明性,圖2顯示了瀏覽器通過Appl訪問數(shù)據(jù)庫的整個過程。
三、虛擬實驗集成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1.軟件程序集成
軟件程序是虛擬實驗系統(tǒng)的重要內(nèi)容,是系統(tǒng)的靈魂所在。在虛擬實驗系統(tǒng)中,我們將軟件程序部分按照層次化和模塊化的設(shè)計模式進行集成。集成化的軟件程序依據(jù)集成度的大小分為不同層次的模塊,分屬不同層次的模塊充分體現(xiàn)了整體和部分的關(guān)系,各模塊都可以看成是下一層次多個模塊集成的整體,每一個模塊又都可以看成是上一層次模塊中的一部分,各層次之間互為整體和部分的關(guān)系為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)架提供了靈活的方式。
2.系統(tǒng)功能集成
系統(tǒng)功能集成是建立在軟件程序集成的基礎(chǔ)之上的,系統(tǒng)功能集成是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)集成的重要體現(xiàn),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的有效集成度是系統(tǒng)功能集成的重要基礎(chǔ)。在虛擬實驗系統(tǒng)中,軟件程序的集成保證了系統(tǒng)功能在不同層面上的集成度和在各層面之間的靈活性。以不同集成度來形成的系統(tǒng)功能整體在系統(tǒng)構(gòu)建、修改、維護等方面起到了重要的結(jié)構(gòu)化支持作用。
3.儀器軟面板集成
儀器軟面板是虛擬實驗系統(tǒng)的重要特色之一。在傳統(tǒng)實驗系統(tǒng)中,儀器設(shè)備一般會自帶一個顯示屏,以及相關(guān)的操作組件和按鈕來形成一個操作面板,這個面板的形式以及各組件和按鈕的功能是固定的,不能修改和設(shè)置。在虛擬實驗系統(tǒng)中,各種儀器設(shè)備的操作面板集中顯示在計算機的顯示屏幕上,這種面板由軟件程序來形成和設(shè)置,由鍵盤、鼠標以及其他的外部輸入設(shè)備來控制,面板的形式以及各組件和按鈕的功能可以根據(jù)需要自定義,可以將多個儀器的面板組合在一起,也可以將某一個儀器的面板簡化。儀器軟面板形式和功能上的這種靈活性正是系統(tǒng)集成度的體現(xiàn)。
4。網(wǎng)絡(luò)集成
網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)使得分布式結(jié)構(gòu)成為可能。在虛擬實驗系統(tǒng)中,我們通過網(wǎng)絡(luò)可以突破時間和空間的限制,將更多的協(xié)議方和操作方以一定的集成度集成在一起,共同完成實驗項目。我們在談集成性的問題的時候,一定是和相應(yīng)的分散度聯(lián)系在一起的,就如同整體和部分之間的關(guān)系,每一個整體都可以看作更大的整體的一部分,而每一個部分又都可以看成更多小部分的整體。網(wǎng)絡(luò)的分布式保證了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的集成性。
四、虛擬實驗教學(xué)應(yīng)用的優(yōu)勢
從虛擬實驗的技術(shù)優(yōu)勢和實驗教學(xué)的現(xiàn)狀需求出發(fā),其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
1.資源開放
從虛擬實驗的技術(shù)實現(xiàn)角度來看,實驗教學(xué)中的有效資源全部開放,這使得實驗項目從開發(fā)到操作,再到后期數(shù)據(jù)處理與實驗課程的復(fù)習(xí)全部開放給學(xué)生,學(xué)生可以利用系統(tǒng)軟件程序模塊和實驗項目設(shè)計模板等幫助實驗設(shè)計方案的形成與開發(fā);利用數(shù)據(jù)分析與處理工具包進行實驗數(shù)據(jù)的分析與處理,獲得規(guī)律性認識:教師的指導(dǎo)性意見、學(xué)生的交流信息和實驗故障和誤差分析等信息資料,可以幫助學(xué)生在實驗課程總結(jié)和復(fù)習(xí)中取長補短、鞏固知識。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)范文第2篇
關(guān)鍵詞:數(shù)字技術(shù);建筑設(shè)計;虛擬現(xiàn)實技術(shù)
0引言
在20世紀90年代,仍然以傳統(tǒng)方式手繪建筑設(shè)計,但是隨著計算機技術(shù)的廣泛普及,新的3D軟件被用于建筑設(shè)計,這無疑對建筑業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。計算機數(shù)字手段和虛擬現(xiàn)實技術(shù)對建筑設(shè)計的影響是其他任何行業(yè)都無法比擬的。視頻架構(gòu)、數(shù)字仿真和虛擬場景為用戶提供了更加逼真的感覺和體驗。建筑設(shè)計本身在過去已經(jīng)發(fā)生了巨大改變,無論是設(shè)計方法,還是工具和媒介,都發(fā)生了變化。設(shè)計對象的變化導(dǎo)致建筑師的角色變化,以及建筑專業(yè),甚至是新建筑物和新建筑師的方向發(fā)生變化。分析計算機數(shù)字虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用可以幫助闡明建筑設(shè)計教育模型如何適應(yīng)這種變化,如何將傳統(tǒng)建筑設(shè)計的優(yōu)勢與計算機數(shù)字和虛擬現(xiàn)實技術(shù)相結(jié)合,以及如何適應(yīng)快速發(fā)展的數(shù)字和虛擬現(xiàn)實技術(shù)時代[1]。
1虛擬現(xiàn)實的研究現(xiàn)狀
所謂的虛擬現(xiàn)實指的是存在于計算機中的虛擬空間而不是真實世界,是由各種計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)建的空間,包括視覺、聽覺和觸覺的虛擬環(huán)境。通過某種連接,人們可以在這種環(huán)境中擁有身臨其境的體驗,并且通過人機連接,實現(xiàn)人與虛擬環(huán)境之間的交流。虛擬現(xiàn)實技術(shù)包括計算機圖形學(xué)、人機交互技術(shù)、傳感器技術(shù)和人工智能等領(lǐng)域,其中計算機用于生成逼真的三維視覺、聽覺和嗅覺,體驗者進入虛擬世界體驗并互動。
2數(shù)字技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的定義
2.1數(shù)字技術(shù)
電子計算機和數(shù)字技術(shù)是科學(xué)技術(shù)的結(jié)合,借用建筑設(shè)計中必需的工具,以將語言、文本、音頻、圖像等信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀挥嬎銠C識別的二進制,做好還原、計算、存儲、處理和發(fā)送。諸如編碼、壓縮和解碼之類的信息也稱為數(shù)字技術(shù)或計算機數(shù)字技術(shù),這些信息媒體(例如文本、音頻和圖像)存在常見問題,首先是溝通和交流困難,其次是信息太少。
2.2虛擬現(xiàn)實技術(shù)
虛擬現(xiàn)實技術(shù)包括傳感技術(shù)、人工智能、人機交互技術(shù)和計算機圖形學(xué)等領(lǐng)域。使用計算機系統(tǒng)生成模擬的三維情感,例如聽覺和視覺。一個人可以通過適當?shù)脑O(shè)備并將其輸入為參與者,以交互和體驗虛擬世界。當參與者改變位置時,計算機會立即執(zhí)行復(fù)雜的計算并發(fā)送準確的3D世界圖像以創(chuàng)建狀態(tài)。
3數(shù)字化技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用特點
在建筑設(shè)計中,應(yīng)用數(shù)字表達技術(shù)可以顯著提高設(shè)計效果。傳統(tǒng)建筑設(shè)計主要關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性,以及對建筑物外觀和美學(xué)的關(guān)注,借助數(shù)字表示技術(shù),可以充分表示建筑設(shè)計的結(jié)果。以傳統(tǒng)的室內(nèi)設(shè)計為例,在設(shè)計過程中經(jīng)常采用手工繪制方法,這種形式傾向于偏離設(shè)計者的主觀意識。盡管在設(shè)計中使用了一些計算方法,這似乎是可行的,但是在科學(xué)上,混凝土施工過程存在缺陷,由于修改而導(dǎo)致的施工成本明顯增加,并且難以符合設(shè)計師的主觀意圖。另一個點是手繪效果,雖然建筑物的外觀設(shè)計和室內(nèi)環(huán)境的組成看起來很理想,但它們在實際的建筑過程中可能沒有理想的效果,原因是在制造商的生產(chǎn)環(huán)境中不可避免地會出現(xiàn)材料選擇和偏差,并影響實際施工效果[2]。首先,設(shè)計人員可以應(yīng)用數(shù)字技術(shù)查詢材料制造商提供的材料信息和參數(shù),一旦完全了解,相關(guān)的手動設(shè)計可以避免重復(fù),并有效地控制設(shè)計錯誤和成本。其次,它提高了整體設(shè)計效率。另外,數(shù)字表現(xiàn)技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用價值體現(xiàn)為用戶可以快速了解設(shè)計者的設(shè)計意圖和目的,因此可以在實施設(shè)計圖紙和設(shè)計過程中提高調(diào)整程度,效果可以很理想。
4虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用價值
4.1顯示建筑物的全部信息
在建筑設(shè)計中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù),可以完整的顯示建筑物的整體信息內(nèi)容,使人們更好的了解設(shè)計布局,從而最大限度地發(fā)揮想象力和創(chuàng)新能力。你可以發(fā)現(xiàn),通過虛擬現(xiàn)實技術(shù),設(shè)計部門、管理部門和用戶可以查看建筑物空間的整體信息,并通過良好的溝通來優(yōu)化設(shè)計效果。
4.2可以實現(xiàn)遠程瀏覽
虛擬現(xiàn)實技術(shù)不僅直觀,而且可以實現(xiàn)遠程瀏覽。換句話說,虛擬現(xiàn)實技術(shù)使您可以在Internet上作品,而施工單位可以遠程查看它,并使用虛擬現(xiàn)實平臺進行在線遠程通信[3]。
4.3多個程序的實時比較
在建筑設(shè)計中,通常會提出幾種不同的設(shè)計方案。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)來對不同的方案進行切換評審,這樣可以幫助設(shè)計人員在同一觀察點對不同的建筑物的設(shè)計外觀進行比較。同時,這可以使查找架構(gòu)設(shè)計缺陷和優(yōu)化設(shè)計計劃變得更加容易。虛擬現(xiàn)實技術(shù)使設(shè)計人員可以比較不同的方案,更改某些部分,并與更改前的方案進行實時比較。
5數(shù)字技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展
數(shù)字技術(shù)通常與計算機密切相關(guān),并且數(shù)字技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用也可以通過計算機來完成。在建筑設(shè)計中,有必要根據(jù)用戶的經(jīng)驗來創(chuàng)新空間圖像的概念,例如構(gòu)造、設(shè)計規(guī)劃和完成維護。由于不可逆的執(zhí)行步驟和巨大的架構(gòu)設(shè)計成本,因此不能出現(xiàn)錯誤,要求非常嚴格。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是使用計算機系統(tǒng)來實現(xiàn)和創(chuàng)建虛擬世界,虛擬世界是一個完整的模擬對象或整個虛擬環(huán)境,必須將計算機系統(tǒng)用于虛擬現(xiàn)實和輔助設(shè)計,以減少設(shè)計人員的設(shè)計時間和工作量,并減少投資,提高設(shè)計質(zhì)量。建筑設(shè)計中的數(shù)字方法和虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要應(yīng)用于以下方面:
5.1顯示建筑物信息
使用數(shù)字方法和虛擬現(xiàn)實技術(shù),可以生動地顯示虛擬建筑物,使人們身臨其境,不僅設(shè)計師可以設(shè)計,還可以由管理部門和居民設(shè)計參與進來,并且可以在支持決策中發(fā)揮作用。
5.2遠程瀏覽
使用數(shù)字手段和虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)計的模型使工程部門和設(shè)計人員可以在設(shè)計建筑模型中相互通信,并可以使用萬維網(wǎng)從遠處查看建筑設(shè)計。
5.3多種方案的比較
在對建筑設(shè)計進行投標時,大多數(shù)都必須針對建筑設(shè)計提出不同類型的設(shè)計建議,以對建筑物的未來形象做出不同的假設(shè)。在現(xiàn)實生活中,使用數(shù)字手段和虛擬現(xiàn)實技術(shù),不僅可以比較不同的方案,還可以修改某些組件并與變更前的設(shè)計進行比較和分析。3D空間中的虛擬建筑物對于不同的建筑物解決方案意義重大,因為設(shè)計師不僅可以對不同的選項進行實時選擇,而且還可以感受到建筑物的外觀在相同的觀察序列或相同的觀察點處是不同的,通過比較分析,以找出缺點和優(yōu)點并做出更好的決策[4]。
6建筑設(shè)計中數(shù)字化虛擬現(xiàn)實技術(shù)的具體應(yīng)用
城市和3D模擬是數(shù)字城市表示的主要形式,借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)的支持,用于解釋、分析和討論設(shè)計思想以及城市的發(fā)展,并以生動的畫面呈現(xiàn)在用戶面前,具有照片紋理的3D城市模型可為人們提供數(shù)字城市身臨其境的體驗。
6.1為三維建筑搭建虛擬環(huán)境空間
要使用虛擬現(xiàn)實技術(shù),首先需要構(gòu)建3D模型。通過這種在3D虛擬環(huán)境空間中觀看動畫的方法,我們將攝像機設(shè)置為人眼的觀看路徑,以獲得進入建筑物環(huán)境空間的動態(tài)感覺。也就是說,使用VRML選項創(chuàng)建3D場景以觸發(fā)指定的活動。3D場景的控制和觸發(fā),可以用鼠標單擊3D對象,場景將自動播放設(shè)置的瀏覽動畫,從而使3D虛擬環(huán)境空間更加生動。
6.2互動設(shè)計的優(yōu)化
通過應(yīng)用計算機人機交互界面,可以實現(xiàn)各種綜合的計算機技術(shù)應(yīng)用。同時,使用語言和手勢功能,根據(jù)用戶需求設(shè)計不同的程序。在進行比較的基礎(chǔ)上調(diào)整相關(guān)數(shù)據(jù),對局部進行合理的更改,并實時比較修訂前和修訂后的程序以選擇最佳解決方案。
6.3顯示建筑物的整體信息
典型的計算機設(shè)計技術(shù)應(yīng)用程序只能顯示建筑物的2D或3D空間效果。換句話說,只能表達有關(guān)建筑物的特定信息。它還提供了單一的視覺度量,設(shè)計人員和其他管理人員沒有完整的信息。因為它是方向信息,所以不可能準確地了解設(shè)計特征和設(shè)計缺陷。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以模擬一個完整的建筑模型,其中包括所有建筑參數(shù)信息,使設(shè)計人員、管理人員和用戶充分了解擬議建筑的信息內(nèi)容。
6.4建立虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)
基于模型的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)主要基于VRML語言,VRML語言定義了與萬維網(wǎng)上更多信息相關(guān)的3D世界內(nèi)容,并表現(xiàn)一個交互式3D空間。啟動VRML語言瀏覽器時,語言信息將被解釋為語言空間中建筑物的幾何描述。6.5虛擬場景中色彩、燈光效果等技術(shù)擴展通過應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù),建筑景觀設(shè)計已開始向影像媒體時代邁進。虛擬現(xiàn)實語言可幫助實時查看建筑景觀虛擬場景的色彩、燈光、聲音和視頻效果,這是傳統(tǒng)的建筑景觀設(shè)計。實現(xiàn)的是數(shù)字化且可讀的全面、生動的視覺效果的盛宴。虛擬場景設(shè)計對建筑景觀設(shè)計的影響,是建筑景觀設(shè)計實現(xiàn)“時空重構(gòu)”的關(guān)鍵性能特征之一。色彩通常用于建筑景觀設(shè)計中以區(qū)分不同的環(huán)境,設(shè)計師巧妙地為不同的設(shè)計主題賦予不同的設(shè)計顏色。在大多數(shù)情況下,可以使用模型圖和模型照明來實現(xiàn)顏色和燈光效果,但是應(yīng)通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)的支持來實現(xiàn)聲音和陰影效果。虛擬場景中的燈光效果與植染圖像的效果完全不同。結(jié)果,設(shè)計師不得不放棄以前的設(shè)計經(jīng)驗,并再次進行探索。與全局聲音效果不同,局部聲音效果與建筑景觀中虛擬場景的各個環(huán)境結(jié)合存在。
7結(jié)束語
總體而言,在建筑設(shè)計中,數(shù)字手段和虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有很高的應(yīng)用價值。作為設(shè)計師,需要將兩者充分融合,提高設(shè)計水平和設(shè)計效果,并提高建筑物的整體質(zhì)量和性能。
參考文獻
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虛擬現(xiàn)實技術(shù)范文第3篇
在20世紀80年代,虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概念被正式提出。自90年代以來,隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新,虛擬現(xiàn)實技術(shù)也得以迅速發(fā)展。現(xiàn)如今,計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)滲透發(fā)展到各個領(lǐng)域,虛擬現(xiàn)實技術(shù)也挺進了設(shè)計的每個角落。風(fēng)景園林設(shè)計雖還處于初級發(fā)展階段,但是虛擬現(xiàn)實技術(shù)卻在其中被大量地運用開來。例如,設(shè)計者如果想要對風(fēng)景園林空間有一個全方位的、真實切身的體驗,通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)多角度變化運動方位,便可輕松實現(xiàn)。另外,這種設(shè)計的運動變化模式正呈現(xiàn)出多樣化的趨勢,其利用人們對運動模式數(shù)據(jù)的不同選擇,便可以掌握受眾的切身感受。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在這一運用中具有很大的真實性,這是因為虛擬現(xiàn)實技術(shù)不但能夠從各種細節(jié)上掌控園林設(shè)計,還可以做到美而有序。同時,還能夠根據(jù)不同的季節(jié)變化、不同的節(jié)氣色彩,做到時空的雙重真實性。最重要的是,通過這一虛擬現(xiàn)實,在園林設(shè)計過程中可以引入人們的各種意見和建議,使設(shè)計又多了一層成功的保障。
2應(yīng)用中的特點
2.1設(shè)計空間展示的全面性
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)實技術(shù)利用三維立體的表現(xiàn)形式,可以完整地把每一個細節(jié)予以呈現(xiàn),讓人有一種身臨其境的真實感,不再只是看著圖紙來想象,而是身臨其境進行感受。
2.2瀏覽的快捷性
利用發(fā)達的計算機網(wǎng)絡(luò),設(shè)計者和施工單位可以聯(lián)系的更為快捷。設(shè)計者的“想法”不必親手送到施工單位,立體的設(shè)計樣品利用遠程瀏覽便可商榷,不但節(jié)省了時間,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)計活動中,可以提出自己的建議,有助于施工單位和設(shè)計者的工作。
2.3設(shè)計趨于完美性
虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有很強的可操作性,設(shè)計者在整個風(fēng)景園林的設(shè)計過程中能夠隨意進入任何一個設(shè)計階段進行切身的體驗,從而客觀地審查自己的作品,如果發(fā)現(xiàn)不足,可及時進行修改。此外,在虛擬的現(xiàn)實環(huán)境中審視自己的作品,有利于提高設(shè)計者的水平。
2.4決策的準確性
風(fēng)景園林設(shè)計的實施過程中受到的影響因素較多,因為風(fēng)景園林設(shè)計與周遭環(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)實技術(shù)對園林設(shè)計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)實技術(shù)是連接大眾和設(shè)計者的紐帶。只有前期人們對園林設(shè)計進行了整體的了解,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)計才能獲得雙贏。
3應(yīng)用的展望
3.1不斷進行創(chuàng)新
首先要加快計算機技術(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、低成本的計算機設(shè)備,要在技術(shù)層面為虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展提供有力的支持。此外,在運用過程中,要根據(jù)風(fēng)景園林設(shè)置的理念進行再創(chuàng)新,使其具備風(fēng)景園林設(shè)計的特色。技術(shù)的創(chuàng)新是風(fēng)景園林設(shè)計的內(nèi)核動力,是虛擬現(xiàn)實技術(shù)進步發(fā)展的源泉。
3.2加強參與的大眾化程度
要充分利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的自身優(yōu)越性,讓更多的人們參與到風(fēng)景園林設(shè)計中來。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以通過網(wǎng)絡(luò)傳播,利用各種網(wǎng)絡(luò)、電視等新媒體進行更大、更廣范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)虛擬活動,使園林設(shè)計有更多的大眾參與,這樣將有助于決策者的科學(xué)準確決策,最終得出既科學(xué)準確而又人性化的風(fēng)景園林設(shè)計方案。
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、城市的綠化等各個方面,這不但可以使虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用更加科學(xué)化,而且更加人性化、更加環(huán)保。
4結(jié)語
虛擬現(xiàn)實技術(shù)范文第4篇
關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實技術(shù);風(fēng)景園林設(shè)計;運用
通俗而言,所謂的虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要是利用現(xiàn)代計算機技術(shù)、仿真技術(shù)及相關(guān)系統(tǒng)構(gòu)建而成的一種模擬現(xiàn)實場景的信息技術(shù),其特點具有信息融和性、交互性、三維動態(tài)性以及仿真性,是一種新型技術(shù)。
1虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點
(1)多感知性:除卻計算機所具備的一般性視覺感外,同時還具備我們?nèi)怂糜诘母兄憩F(xiàn),主要是觸、聽、味、嗅、運動等方面。
(2)交互性:指的是對模擬環(huán)境內(nèi)的物體具有較靈活的可操作性能和控制程度,以及從模擬環(huán)境當中還可得到反饋自然的程度。而存在感:指的是在模擬環(huán)境中,用戶以體驗者的身份存在。相對理想的模擬環(huán)境,給體驗者感覺具有高度的真實性,其能促使用戶,也就是體驗者難以分清模擬環(huán)境的真假。
(3)自主性:就是在虛擬狀態(tài)下物體可依據(jù)現(xiàn)實世界的物理運動定律,從而達到一定運作程度。
2虛擬現(xiàn)實技術(shù)的類型
(1)虛擬環(huán)境建模技術(shù):風(fēng)景園林場景的構(gòu)建主要是采用3DMAX、CAD等軟件技術(shù)來實現(xiàn)的。應(yīng)用CAD來完成園林場景平面體,進而采用3DMAX來完成園林模型的構(gòu)建,再將這些元素整合后加入到三維模型中,從而得到豐富的風(fēng)景園林場景。
(2)實時三維圖像生成技術(shù):數(shù)據(jù)較大是設(shè)計虛擬環(huán)境的主要特點,這一特點會給大規(guī)模的園林場景建模帶來一定的困難,從而導(dǎo)致難以達到預(yù)期的技術(shù)要求。因此,需要配置高性能的計算機,以確保圖形質(zhì)量和場景復(fù)雜程度的不下降,進而實現(xiàn)圖像的事實目的和技術(shù)效果。
(3)交互技術(shù):在風(fēng)景園林設(shè)計中,應(yīng)當不斷提高虛擬現(xiàn)實技術(shù)的交互性,才能有效解決交互系統(tǒng)中有待解決的問題。
(4)系統(tǒng)集成技術(shù):主要是由五種技術(shù)合成的,即數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)、信息同步技術(shù)、數(shù)據(jù)管理模型、模型的標定技術(shù)以及識別合成技術(shù)。
3園林景觀設(shè)計中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用
(1)設(shè)計前,應(yīng)根據(jù)園林景觀設(shè)計的規(guī)模和特點,合理選擇CAD和3DMAX技術(shù)。在創(chuàng)建虛擬環(huán)境之前,可以利用計算機,通過采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建一個園林景觀三維模型的效果圖,讓設(shè)計師對其設(shè)計后的環(huán)境有一個清晰的認識。因此,設(shè)計師應(yīng)當給改變傳統(tǒng)的沙盤和效果圖的檢測方式,采用科學(xué)的虛擬現(xiàn)實技術(shù),并將石頭、植物,建筑等主要元素和相關(guān)模型充分融入到計算機中的三維模型當中,從而構(gòu)建一個三維風(fēng)景園林模型,來檢測風(fēng)景園林設(shè)計的效果。
(2)在創(chuàng)建虛擬場景的過程當中,應(yīng)嚴格按照以下要求進行建模和設(shè)計:①在確保一定的視覺效果的基礎(chǔ)上,盡可能的減少模型的面數(shù),而創(chuàng)建完園林景觀模型后,正確的使用3DMAX中的優(yōu)化修改器優(yōu)化園林場景視覺效果,并適當?shù)臏p少模型面數(shù)。②合理使用Instancescopy,也就是關(guān)聯(lián)復(fù)制。在建立園林景觀虛擬場景的過程當中,使用關(guān)聯(lián)復(fù)制組成關(guān)聯(lián)復(fù)制對象,進而采用VRML對關(guān)聯(lián)復(fù)制對象的象面進行定義,也可多次使用該種處理方法,從而增加文件的下載時間。③在創(chuàng)建虛擬場景的過程當中,盡可能忽略次要物體的細節(jié)處理,盡可能的使用“模擬的”幾何體。例如,對周圍次要的場景可采用“幾何體+貼圖”的方式進行制作,從而減少建模時間。④虛擬場景中所使用的貼圖,可采用JPG的圖片壓縮格式,并根據(jù)實際情況,合理縮小尺寸,從而節(jié)省下載時間。⑤由于VRML職能搜索一個指定的貼圖目錄,因此,在創(chuàng)建虛擬場景的過程當中,應(yīng)當設(shè)計一個目錄,將虛擬場景中所用的貼圖全部放在該目錄當中,從而便于VRML的圖片搜索。⑥合理使用燈光和攝像機,從而確保風(fēng)景園林設(shè)計的視覺效果。
(3)創(chuàng)建虛擬環(huán)境過程當中,對構(gòu)成園林景觀植物、建筑、石頭等構(gòu)成因素的要求:由于構(gòu)成園林景觀的石頭、植物和建筑不斷變化,因此設(shè)計師在進行制作效果圖和三維建模時,首先,應(yīng)當從風(fēng)景園林模型構(gòu)成物的空間、時間、色彩、聲音等各個方面進行全方位的模擬,從而不斷豐富園林景觀三維模型的內(nèi)容。與此同時,將園林設(shè)計中經(jīng)常用到的石頭、植物、建筑等事物,利用VRNL的處理方法對三維圖像語言予以系統(tǒng)、全面的描述,進而營造出一個全新、系統(tǒng)、合理的虛擬化園林景觀。最后,充分利用攝像頭在虛擬三維園林場景中進行導(dǎo)航,并利用相關(guān)操作和活動來豐富園林景觀的瀏覽圖,從而提高風(fēng)景園林設(shè)計的效果。
4結(jié)語
總而言之,虛擬現(xiàn)實技術(shù)被用于我國的多個科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,在風(fēng)景園林設(shè)計領(lǐng)域的運用技術(shù)也越來越成熟、運用范圍也越來越廣。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在風(fēng)景園林設(shè)計當中涉及到了多方面的技術(shù),其對風(fēng)景園林的設(shè)計具有一定的關(guān)鍵作用。這些關(guān)鍵技術(shù)都從一定程度上提高了風(fēng)景園林設(shè)計的效果,從而促使風(fēng)景園林設(shè)計達到了一定的設(shè)計目的。
參考文獻
[1]蘇小惠.探討虛擬現(xiàn)實技術(shù)在風(fēng)景園林設(shè)計中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù),2023(2)
虛擬現(xiàn)實技術(shù)范文第5篇
關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實技術(shù);環(huán)境藝術(shù)設(shè)計;運用
虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VirtualReality,英文字母的縮寫為“VR”),該項技術(shù)可以說是21世紀最具影響力的技術(shù)之一。從宏觀的角度來看,虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一門交叉性強的實用型信息技術(shù),它既擁有多媒體技術(shù)、多元圖形學(xué)科的特點,同時又具備了人工智能和網(wǎng)絡(luò)化特征。它是由電子計算機技術(shù)、電子信息工程技術(shù)、人體工程學(xué)、生物仿真學(xué)等綜合而成的,其主要的運用方式就是利用電子計算機的軟件和硬件功能,為體驗者構(gòu)建出一個高度真實的數(shù)字化情境。把虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中,除了可以提高環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的質(zhì)量和效率,還能夠為客戶帶去更豐富、直觀的視覺體驗。
1虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概述
虛擬現(xiàn)實技術(shù)最為明顯的特征就是可以為設(shè)計者提供最佳體驗感,這種獨特的感受也被稱之為“存在感”和“浸入感”,它能夠讓設(shè)計者全身心地投入到了由計算機軟、硬件構(gòu)成的三維立體環(huán)境中,并讓設(shè)計者和使用者認為自身是整個虛擬環(huán)境里的組成部分,并非一個獨立客觀存在的個體。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建出的環(huán)境能夠讓設(shè)計者與使用人員獲得直接的感官體驗,人們可以按照自己的意愿與想法,在虛擬的世界里行走、奔跑,甚至可以和虛擬世界的景物進行簡單的語言交流等等。由于體驗者所獲得的感受和真實生活中的感受高度接近,而且還能夠按照實際的需要即時地變換出各種不同功能、不同需求的情境,并按照體驗者視點的變更,配上不同的音樂與燈光效果還可以讓體驗者產(chǎn)生不同的視覺或者幻覺效果。
2虛擬現(xiàn)實技術(shù)在現(xiàn)代環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的優(yōu)勢
2.1直觀展現(xiàn)藝術(shù)設(shè)計。社會的進步與發(fā)展也讓房地產(chǎn)行業(yè)開始受到社會各界的關(guān)注,人們對于公共環(huán)境空間設(shè)計的要求日益嚴格。就以城市規(guī)劃設(shè)計為例,傳統(tǒng)的城市規(guī)劃設(shè)計流程是以人力手動的方式進行圖紙的設(shè)計與繪制,雖然這些手工繪制而成的圖紙能夠達到項目要求,但是投入的人力與時間資本過大。為了提高繪圖效率和精確性,人們開始探索更能夠展現(xiàn)建筑藝術(shù)性和技術(shù)性特點的方法。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)的出現(xiàn)剛好解決了這些問題。虛擬現(xiàn)實技術(shù)利用計算機軟件與硬件所組成的平臺,為設(shè)計者營造出一個高度真實、仿真的虛擬情境,客戶在此情境中可以利用自身的聽覺、視覺,甚至觸覺進行感受,同時這種感官上的刺激也可以讓顧客獲得最佳體驗[1]。
2.2提高預(yù)算精確性。把虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用到現(xiàn)代環(huán)境藝術(shù)設(shè)計環(huán)節(jié)中,除了可以提高整體的設(shè)計水平和客戶體驗感之外,還有一點就是可以節(jié)約大量的項目成本。通過對建筑工程材料以及整體結(jié)構(gòu)的精確預(yù)算,能夠有效地規(guī)避許多因人力估算中會出現(xiàn)的錯誤與問題比如在進行城市的建設(shè)與規(guī)劃、各種功能的建筑物(大規(guī)模的廠房、藝術(shù)中心、體育場館等等)、各種需求的室內(nèi)裝修等等,都能夠讓項目設(shè)計者對于整個工程結(jié)構(gòu)有一個系統(tǒng)性、全面性的了解,有效地防止了因為建筑工程材料或者施工預(yù)算不足而引起的損失。
2.3加強雙方互動性。在和客戶交流與溝通方面,虛擬現(xiàn)實技術(shù)比傳統(tǒng)的人工手繪圖紙更加直觀、更具互動效果,客戶能夠按照自身的需要向設(shè)計者提出要求,隨后就可以進入到設(shè)計者設(shè)計好的房間里,通過自身的感官了解虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建的空間里的各項功能,為客戶展示不同方案里的設(shè)計元素之間內(nèi)在的關(guān)聯(lián)性。此外,客戶也可以通過這種立體化、直觀化展示和設(shè)計者進行深入溝通交流,針對設(shè)計中的問題以及功能上的完善等方面進行協(xié)同化溝通。而這些是傳統(tǒng)的電腦繪圖設(shè)計和建筑設(shè)計軟件所無法做到的,所以虛擬現(xiàn)實技術(shù)也受到越來越多客戶喜愛,并成為廣大客戶認可和接受的方案演示模式。
3虛擬現(xiàn)實技術(shù)在現(xiàn)代環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的運用
3.1對環(huán)境藝術(shù)設(shè)計進行補充。和其他的設(shè)計模式相比,環(huán)境藝術(shù)設(shè)計更具多元性和綜合性特點,它對于設(shè)計中所涉及的細節(jié)部分(例如場地的大小、投入成本的高低、人力物力資源是否齊全等等)有著嚴格要求。若是在環(huán)境設(shè)計中因為其中的某一個條件沒有達到所需要標準,那么最后設(shè)計出的效果只能夠起到“事倍功半”的效果。而把虛擬現(xiàn)實技術(shù)引入到現(xiàn)代環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中,利用VR技術(shù)的優(yōu)勢把所需要的環(huán)境內(nèi)容錄入計算機內(nèi),再利用軟件進行后期立體化處理,通過高度仿真的視覺技術(shù)把所需要滿足的設(shè)計條件用數(shù)字化的方式進行呈現(xiàn),模擬出各種設(shè)計過程中所需要的環(huán)境與場景。這樣不但減少了大量的成本投入,還能夠按照實際需求進行靈活化、效率化調(diào)控,用最短的時間把設(shè)計方案進行完善。
3.2讓環(huán)境藝術(shù)設(shè)計體驗更安全。因為環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的過程較為復(fù)雜,而且涉及的技術(shù)較多,一旦其中的某個細節(jié)位置出現(xiàn)問題或者錯漏都會給整體的設(shè)計效果造成影響。但是在具體的設(shè)計過程中,許多現(xiàn)實環(huán)境和建筑布局往往并不符合設(shè)計要求,因此要對其進行調(diào)整、修改,但是在這個過程中經(jīng)常會出現(xiàn)各種問題,甚至發(fā)生危險。此外,參與環(huán)境設(shè)計的工作人員為了能夠得到更多的資料和了解場景的實際情況,就要親自參與到情境之中感受真實。例如一些驚險、刺激的運動(蹦極、高空跳水、滑翔翼、熱氣球等等),設(shè)計人員如果參與這些具有高危險性的運動,不僅需要大量的成本,而且還會發(fā)生安全事故。而利用VR技術(shù)就可以通過構(gòu)建虛擬情境的方式,把所需要的場景或者環(huán)境設(shè)計好,再按照視覺體驗的不同調(diào)整實際的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),做到高度還原真實的效果。而這個過程中設(shè)計人員是不會出現(xiàn)任何危險行為的,也無須投入大量的成本,這也是VR技術(shù)被廣泛普及與推廣的原因之一[2]。
3.3使用時間上沒有限制。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實踐和運用的時候,是不會受到環(huán)境和時間的影響而產(chǎn)生變化,它可以按照設(shè)計者的設(shè)計需要和設(shè)計目標把各種場景進行高度還原。以空間發(fā)展的角度來看,在人們認知的事物中無論是廣袤無邊的宇宙,還是微小到極致塵的病毒、細菌,都可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)在時間上進行任意調(diào)整,可以把幾千萬、幾億年前的情況模擬出來,也可以把未來的場景描述出來。例如科學(xué)家在研究恐龍的時候,因為所處的年代距離現(xiàn)在太過久遠,不能夠把當時的氣候環(huán)境、地理情況等準確地反映出來,但是運用VR技術(shù)之后,就可以把恐龍生存年代的環(huán)境、氣候進行模擬,包括各種植物、動物、昆蟲、魚類等等都可以模擬,在提供高度真實體驗感的同時,還可以為科學(xué)研究或者生態(tài)探索提供了良好的近距離接觸環(huán)境。
3.4虛擬現(xiàn)實技術(shù)與現(xiàn)實環(huán)境相互融合。環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的目的就是幫助設(shè)計者進行場景或者環(huán)境的還原,而且還原之后的環(huán)境或者場景要具備一定的藝術(shù)價值和真實體感。而要在現(xiàn)實環(huán)境下滿足這樣的效果是十分困難的。值得注意的是,如果缺少某些實際環(huán)境或者真實場景作為技術(shù)支撐,那么虛擬現(xiàn)實技術(shù)的作用和應(yīng)有的視覺體驗也無法被展現(xiàn)出來。所以在運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的時候還要從現(xiàn)實環(huán)境進行著手,首先要了解現(xiàn)實環(huán)境的特點以及各項數(shù)據(jù),然后再利用先進的圖像錄入設(shè)備進行現(xiàn)場影像數(shù)據(jù)采集,最后進行仿真技術(shù)性處理,實現(xiàn)人與虛擬環(huán)境的高度融合。就以某廣場為例,該廣場中所使用的大型天幕就是把虛擬現(xiàn)實技術(shù)和實際環(huán)境相融合的成功例子。在設(shè)計的時候把VR技術(shù)和寬大的廣場進行結(jié)合,能夠在廣場中央形成一個透明的巨大天幕,在接通電源之后能夠把夏夜里的星空用動態(tài)化的方式還原,所有在場的觀眾有如身處在浩渺無垠的夏夜繁星海洋之中。
3.5虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用提升了成本預(yù)算的精確值。和新時期的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計模式相比,傳統(tǒng)的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計者在設(shè)計之前最為關(guān)心的是預(yù)算是否足夠。因為環(huán)境藝術(shù)設(shè)計所需要的人力物力資源多,需要耗費的時間周期較長,而且其中所包括的各種因素都會給整個項目的資本投入造成巨大的影響,如果只是單純地通過設(shè)計方案所給出的結(jié)果是無法保障其準確性的。把虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用到其中之后,就能夠把項目中的各個細節(jié)進行準確地成本估算,而且還可以避免人為因素所造成的成本計算錯誤問題,為項目的順利制作與完成做好了充分準備。此外,利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠減少大量的開支和人力成本,例如說在進行室內(nèi)外裝潢設(shè)計、大規(guī)模的廠房建造、城鎮(zhèn)規(guī)劃等等,都可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)在短時間內(nèi)完成,在顯著提升了設(shè)計人員的設(shè)計效率的同時,還降低整個項目的預(yù)算成本。
4結(jié)語
綜上所述,在信息化時代的大趨勢下,虛擬現(xiàn)實技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的作用也變得越來越大,虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用不但幫助設(shè)計者和體驗者擺脫了傳統(tǒng)環(huán)境設(shè)計思維上的局限性,還能夠激發(fā)出環(huán)境設(shè)計者的創(chuàng)意思維和設(shè)計潛能。在實踐與運用方面,要想在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中發(fā)揮出該項技術(shù)的應(yīng)有價值,就要采取對環(huán)境藝術(shù)設(shè)計進行補充、讓環(huán)境藝術(shù)設(shè)計體驗更安全、使用時間上沒有限制、虛擬現(xiàn)實技術(shù)與現(xiàn)實環(huán)境相互融合、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用提升了成本預(yù)算的精確值等五個方面進行著手,這樣才能夠發(fā)揮出虛擬現(xiàn)實技術(shù)的作用。
參考文獻:
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