虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)案例

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虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)案例范文第1篇

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí) 3D max 實(shí)踐教學(xué)

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)背景

（一）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展背景

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality）是一種有效的模擬人在空間環(huán)境中行為感受的人機(jī)交互技術(shù)。客觀需求是虛擬實(shí)現(xiàn)技術(shù)發(fā)展的動力，因而，該技術(shù)是近年來發(fā)展最快的信息技術(shù)之一，多用于電影、游戲、建筑等行業(yè)。

虛擬技術(shù)發(fā)展大致可以分為3個階段：20世紀(jì)50年代至70年代是準(zhǔn)備階段，80年代初至中期是從實(shí)驗(yàn)室走進(jìn)實(shí)際應(yīng)用的階段，80年代末開始是飛速發(fā)展的階段。

90年代后，隨著Windows平臺的普及以及其他三維軟件開始向Windows平臺發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)面臨著重大的技術(shù)改革。從1993年開始，3D Studio（三維工作室）軟件所屬公司使用全新的操作系統(tǒng)（Windows NT）、全新的編程語言（Visual C++）、全新的結(jié)構(gòu)（面向?qū)ο螅┚帉懥?D Studio MAX。隨后的幾年里，3D Studio MAX先后升級到3.0、4.0、5.0版本，從4.0版本開始，由于所屬公司發(fā)生變化，3D Studio MAX的名稱也精簡為“3ds max”。

2011年，因Maya宣布停止更新，3ds max成為主要的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件。

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教育狀況

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)入各個行業(yè)是必然趨勢，2004年前，因?yàn)楦咝＿€沒有開始設(shè)置相關(guān)課程，因此最早的虛擬現(xiàn)實(shí)課程出現(xiàn)于培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，如著名的北京水晶石等。

培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的教師主要來源于行業(yè)的精英，缺乏教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和手段，教學(xué)方法不系統(tǒng)，因此，教學(xué)過程是混亂的，教學(xué)效果比較差。

自從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)入高校后，開始規(guī)范其課程性質(zhì)、課程目的，有完整系統(tǒng)的課時(shí)安排、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱、教案等資料，而且也出現(xiàn)了一些相關(guān)論文，總結(jié)了很多經(jīng)驗(yàn)。但是，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)成為一門課程仍屬于剛剛起步階段，教學(xué)上普遍存在許多問題，需要不斷研究探討。

（三）廣東白云學(xué)院虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐教學(xué)存在的問題

廣東白云學(xué)院以應(yīng)用型人才作為培養(yǎng)目標(biāo)，因此是最早開設(shè)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程的高校之一，而且該課程被定位為實(shí)踐課。

但是，在教學(xué)過程中，仍然存在以下問題：

1.學(xué)生動手操作能力差，課堂會操作，課后不會操作；

2.學(xué)生不會舉一反三，制作原理一樣，但因造型不同就不會制作；

3.無法在軟件中生存，中文版會使用，換成英文版就不會使用；

4.有極個別學(xué)生三維空間思維差，很難產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣；

5.學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力不足。

要解決這些問題，教師的教學(xué)思想與教學(xué)方法是關(guān)鍵，新的教學(xué)方法必須建立在這樣的兩種思想上：學(xué)生是學(xué)習(xí)主體，教師是向?qū)В粰z驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)踐。

二、習(xí)慣的培養(yǎng)比軟件功能的掌握重要

所有虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教材都只介紹軟件功能與技術(shù)，從來沒有介紹虛擬現(xiàn)實(shí)過程中所需要掌握的好習(xí)慣，導(dǎo)致教學(xué)過程中忽視習(xí)慣的重要性。然而，往往這些好習(xí)慣就是一種經(jīng)驗(yàn)的表現(xiàn)，直接把習(xí)慣傳授給學(xué)生，比只要求學(xué)生掌握功能和技術(shù)更重要。

例如，在建模過程中，因?yàn)?D max軟件自身的特點(diǎn)，往往需要使用者發(fā)出取消建模激活狀態(tài)消息后，才算是整個建模過程的結(jié)束，即模型創(chuàng)建后，鼠標(biāo)需要在顯示窗口中任意空白處單擊鼠標(biāo)右鍵。這一小動作，成為教師的一種習(xí)慣，習(xí)慣就容易被忽略，如果教師把它忽略了，當(dāng)然也無法培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成取消創(chuàng)建狀態(tài)的習(xí)慣，因此導(dǎo)致很多學(xué)生在創(chuàng)建后，因無法移動修改模型而亂動鼠標(biāo)，使得場景中創(chuàng)建了無數(shù)看不到的模型，增加場景負(fù)荷，導(dǎo)致后期渲染變慢的情況。

我國臺灣東海大學(xué)教授姚仁祿先生曾說過，學(xué)習(xí)的關(guān)鍵步驟是：好奇、知道、思考、練習(xí)，最后變成習(xí)慣。所以可見好習(xí)慣的培養(yǎng)是非常重要的，它也是學(xué)習(xí)最終的成果，既然教師已經(jīng)有好的習(xí)慣，那么就必須重視并傳授給學(xué)生。

三、學(xué)生的探索比教師的演示重要

（一）學(xué)生練習(xí)占課時(shí)的3/4

檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)踐，實(shí)踐中學(xué)習(xí)比理論的灌輸更重要。教師的演示是學(xué)生實(shí)踐的基礎(chǔ)，通過對1至2歲幼兒的教學(xué)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：人類的學(xué)習(xí)最根本的行為是模仿。IDEO公司設(shè)計(jì)總監(jiān)Paul Bennett在Ted的演講中曾說：因?yàn)槿说臐撘庾R中有模仿的基因，相信別人能做到的事情我也能做到。

既然教師演示和學(xué)生實(shí)踐都重要，那么在課程中，如何合理安排兩者所占用的時(shí)間比例呢？根據(jù)學(xué)生是學(xué)習(xí)主體，教師是向?qū)У慕虒W(xué)思想，應(yīng)該是學(xué)生實(shí)踐所占用的時(shí)間比例更高。通過對虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐教學(xué)教師演示部分的視頻拍攝，得出每一堂課教師演示所需要的平均時(shí)間為40分鐘，如果每堂課是4個課時(shí)，那么教師演示只占用1/4的時(shí)間，即學(xué)生練習(xí)實(shí)踐應(yīng)占課堂的3/4課時(shí)。

根據(jù)教師的演示時(shí)間把握情況，可反映教師的教學(xué)水平，相同的知識量下，如果教師演示時(shí)間能更短，講解更清晰，那么教師的教學(xué)水平就會更高一些。

（二）在學(xué)生探索中引導(dǎo)出潛力

每個學(xué)生都有自己獨(dú)特的理解方法與學(xué)習(xí)方法，教師應(yīng)該了解每個學(xué)生的特點(diǎn)，根據(jù)每個學(xué)生的學(xué)習(xí)方法來進(jìn)行指導(dǎo)。可汗學(xué)院創(chuàng)始人薩爾曼?可汗在Ted的演講中所說：一個學(xué)得慢的學(xué)生不代表他不聰明，只能說明他理解事物的過程需要花更多的時(shí)間，但是萬一他理解了，會比那些理解得快的學(xué)生走得更遠(yuǎn)，因?yàn)樗乃伎几钊搿Ｋ_爾曼?可汗還曾經(jīng)說過，為什么很多學(xué)生沒有學(xué)好？因?yàn)檎n程安排是不等人的，它不會等你完全理解了才接著講下一部分，哪怕這部分內(nèi)容你只掌握了95%，那么仍然有5%沒掌握，每個知識點(diǎn)有5%沒掌握的話，那么累積下來，事情就變得嚴(yán)重了。

因此，在實(shí)踐中讓學(xué)生完全理解是至關(guān)重要的。對于虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐課而言，男學(xué)生的空間思維能力普遍比女學(xué)生強(qiáng)，所以，學(xué)生在實(shí)踐過程中，照顧“差生”是關(guān)鍵，教師的耐心必須在此刻體現(xiàn)。教師應(yīng)該重點(diǎn)引導(dǎo)空間思維能力較差的學(xué)生，反復(fù)給他們進(jìn)行演示，說明原理，必須讓他們完全理解后才能進(jìn)行下一部分新的課程內(nèi)容。

四、課程內(nèi)容設(shè)計(jì)是關(guān)鍵

（一）授之以漁，教會學(xué)生生存

課程內(nèi)容設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是教會學(xué)生生存，現(xiàn)在市面上已經(jīng)有成熟的中文版3D max，但是很多企業(yè)仍然使用英文版的3D max。而且兩個版本誰更好呢？根據(jù)好萊塢特效總監(jiān)嚴(yán)帆所說：中文版3D max在制作過程中很容易崩潰，英文版更穩(wěn)定。而且在修改物體時(shí)，例如，3D max英文版彎曲命令是Band，直接按鍵盤的B鍵就可以快速找到，而中文版因?yàn)橐呀?jīng)被翻譯成“彎曲”，失去了這樣快捷方便的功能，所以英文版更好。

但是學(xué)生更多使用中文版，換成英文版時(shí)就不會使用，所以課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)中，雖然以中文版為主，但是基于授之以漁的教學(xué)思想，必須多做兩個版本的對比運(yùn)用，以便提高學(xué)生的生存能力。

另外，開發(fā)學(xué)生舉一反三的思維也是學(xué)習(xí)軟件的關(guān)鍵，很多學(xué)生認(rèn)為不同軟件的學(xué)習(xí)就是不同的知識，事實(shí)上并非如此，很多計(jì)算機(jī)科學(xué)，原理都是一樣的，教師必須教會學(xué)生掌握這些原理和舉一反三的能力，以便于在軟件中生存。例如，3Dmax里面的編輯樣條線功能，對于點(diǎn)的屬性設(shè)定有3種：一是貝茲角點(diǎn)Bezier Corner，二是貝茲點(diǎn)Bezier，三是角點(diǎn)Corner。事實(shí)上，無論是Photoshop還是CorelDraw ，對于點(diǎn)的設(shè)定，都是這3種，因?yàn)橛?jì)算機(jī)科學(xué)中就是把點(diǎn)設(shè)置成這3種。所以如果學(xué)生能用好3Dmax的編輯樣條線，等同于會使用Photoshop的鋼筆工具和CorelDraw的繪圖工具。

（二）每堂課內(nèi)容必須涵蓋全流程

什么是虛擬現(xiàn)實(shí)的全流程呢？建模、UV、貼圖、燈光、動作、渲染5項(xiàng)就是虛擬現(xiàn)實(shí)的全流程。所有的教材，里面的案例都是把它們獨(dú)立、講解，而且案例之間沒有任何關(guān)系，因此，就算學(xué)生學(xué)會了教材里所有的知識點(diǎn)，也無法把5項(xiàng)結(jié)合起來完成一部電影、一個建筑漫游動畫，甚至連一個靜態(tài)的效果圖都做不出來。

事實(shí)上，流程之間有非常緊密的關(guān)系，學(xué)生學(xué)習(xí)的關(guān)鍵是掌握它們的關(guān)系而并非單獨(dú)的知識點(diǎn)。例如UV分布是受到模型布線制約，如果分好UV的模型需要改動布線，那么UV很可能需要重新分布；再例如，一個模型設(shè)置了動作，因?yàn)樵谶\(yùn)動時(shí)出現(xiàn)過大扭曲，出現(xiàn)模型破面情況，那么模型的布線就必須增加或調(diào)整合理，模型布線的調(diào)整，又會影響UV的分布，而且貼圖的繪制需要根據(jù)UV的分布，如果UV重新分布了，那么貼圖也必須重畫……所以每個步驟都是息息相關(guān)，如果案例設(shè)計(jì)都是分開的，建模就是建模，不管UV貼圖和動作，而動作又是單獨(dú)的案例，不管模型和UV貼圖，那么就無法把它們之間的關(guān)系體現(xiàn)，學(xué)生就會出現(xiàn)好像學(xué)了，但是又做不出來的現(xiàn)象。

所以每堂課，每個案例，只是難易度從開始的簡單到復(fù)雜而已，但都必須設(shè)計(jì)成內(nèi)容涵蓋全流程。

（三）教學(xué)步驟應(yīng)合理解構(gòu)

雖然案例涉及全流程，但是不代表教師上課時(shí)，沒有任何計(jì)劃，直接把案例從頭到尾演示一遍然后就讓學(xué)生練習(xí)。不深入研究案例，把它解構(gòu)成很多的小點(diǎn)，學(xué)生是無法消化的，特別是前期的基礎(chǔ)案例更需要細(xì)解，所以合理解構(gòu)案例也是關(guān)鍵的一環(huán)。

講解基礎(chǔ)案例時(shí)，學(xué)生剛接觸虛擬現(xiàn)實(shí)，沒有任何基礎(chǔ)，解構(gòu)案例會比較容易，基本是步步為營的思想，教師做一步，學(xué)生跟一步。例如建一個盒子Box的模型，第一步，拉伸出一個盒子；第二步，輸入盒子長寬高數(shù)據(jù)；第三步，鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊視窗空白處取消創(chuàng)建狀態(tài)（好習(xí)慣之一）。教師每做一步學(xué)生就跟一步。

講解中期案例時(shí)，學(xué)生已經(jīng)有了基礎(chǔ)，解構(gòu)案例可以第二、三步為一個點(diǎn)，重點(diǎn)講解原理和好習(xí)慣，教會學(xué)生如何舉一反三。而講解后期案例時(shí)，主要以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，教師可以不用演示，把相關(guān)案例結(jié)果展示給學(xué)生，與學(xué)生進(jìn)行討論并研究如何模擬出該效果，然后學(xué)生動手制作，教師作為技術(shù)支持與引導(dǎo)。

結(jié)語

實(shí)踐教學(xué)一直是教學(xué)中最有效的教學(xué)方法，從做中學(xué)才符合人類學(xué)習(xí)的習(xí)慣。虛擬現(xiàn)實(shí)作為新的知識，有著這個時(shí)代不可或缺的地位，是學(xué)生必須掌握的基本技能之一。但是目前相關(guān)的教學(xué)體系只是剛剛起步，只能從其他學(xué)科中得到參考，選擇適合自身需求的知識點(diǎn)，因此，對于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)踐教學(xué)方法還必須不斷探討和研究。為了讓學(xué)生畢業(yè)后能更好地適應(yīng)飛速發(fā)展的社會，在教學(xué)生知識的同時(shí)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和思考探索能力是至關(guān)重要的。如何提高教學(xué)質(zhì)量，需要探索的問題有很多，有待我們教師團(tuán)隊(duì)在教學(xué)工作中不斷努力，力求培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的人才。

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虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)案例范文第2篇

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；創(chuàng)新；圖形圖像制作專業(yè)教學(xué)

中圖分類號：G712文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2095-4115（2014）03-229-1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為圖形圖像領(lǐng)域的一種新型虛擬交互媒體，目前在國內(nèi)已經(jīng)引起了人們的極大關(guān)注。國內(nèi)許多高校及研究所開始了對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用研究。作為IT領(lǐng)域創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的圖形圖像制作專業(yè)，應(yīng)該將虛擬現(xiàn)實(shí)這項(xiàng)前沿技術(shù)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用納入到教學(xué)中。

一、 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)新圖形圖像制作專業(yè)教學(xué)的現(xiàn)狀

目前，眾多開設(shè)了圖形圖像制作專業(yè)的高職院校就該專業(yè)的教學(xué)體系及教學(xué)模式等進(jìn)行了一些探索。但就如何根據(jù)圖形圖像制作專業(yè)的特點(diǎn)開展有針對性的項(xiàng)目實(shí)踐教學(xué)研究，還存在著一些不足。

首先，因?qū)I(yè)定位不明確，造成圖形圖像制作專業(yè)教學(xué)的針對性不強(qiáng)。圖形圖像制作專業(yè)應(yīng)該是一個技術(shù)與藝術(shù)相結(jié)合的專業(yè)，偏注于技或藝都將有違本專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)。如“三維動畫基礎(chǔ)”課程的教與學(xué)中，普遍的教學(xué)狀況是：學(xué)生將大量的時(shí)間用于對設(shè)計(jì)軟件的追風(fēng)逐流中，忽視了軟件只是一個工具，更重要的是運(yùn)用這些工具去表現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)意圖。

其次是教學(xué)中的項(xiàng)目案例與社會脫節(jié)。目前，高職院校的教學(xué)模式大多已經(jīng)使用工學(xué)結(jié)合一體化教學(xué)模式，但在使用案例教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)時(shí)，所選案例不夠經(jīng)典，或者題材與表現(xiàn)手段太過陳舊，與當(dāng)前行業(yè)實(shí)際應(yīng)用不匹配。

再次，學(xué)生職業(yè)能力形成的重要手段就是實(shí)訓(xùn)，而實(shí)訓(xùn)設(shè)施的數(shù)量和質(zhì)量直接影響到工學(xué)結(jié)合技能訓(xùn)練的效果。建好實(shí)訓(xùn)室后又因設(shè)備的更新?lián)Q代、耗材、管理等問題，面向?qū)W生開放的實(shí)訓(xùn)時(shí)間也有限，從而大大地制約了工學(xué)結(jié)合模式的教學(xué)效果。

以上的諸多問題表明，圖形圖像制作專業(yè)的教學(xué)改革勢在必行。

二、 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)新圖形圖像制作專業(yè)教學(xué)的改進(jìn)方法

首先，在教學(xué)內(nèi)容上打破傳統(tǒng)的課程教學(xué)序列，通過項(xiàng)目教學(xué)整合相關(guān)課程。圖形圖像制作專業(yè)課程可以將專業(yè)基礎(chǔ)課程如素描、色彩、攝影等課程整合到“虛擬三維校園”的資料收集子項(xiàng)目中；將圖形圖像處理軟件的學(xué)習(xí)整合到資料的整理與優(yōu)化子項(xiàng)目中；將三維動畫基礎(chǔ)課程的講解直接納入到三維校園模型的創(chuàng)建子項(xiàng)目中，以此解決表現(xiàn)技術(shù)問題；將圖形創(chuàng)意、VI設(shè)計(jì)、印刷工藝等課程整合到虛擬三維校園導(dǎo)視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作項(xiàng)目中，著重解決創(chuàng)意與藝術(shù)地表現(xiàn)等問題；將網(wǎng)頁設(shè)計(jì)與制作、多媒體技術(shù)等課程整合到虛擬三維校園的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)中等。在各個子項(xiàng)目教學(xué)中，打破以前傳統(tǒng)的基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課三段式教學(xué)模式，根據(jù)項(xiàng)目要求直接或并行地按所需學(xué)習(xí)的相關(guān)專業(yè)知識和技能。

其次，在教學(xué)方法上，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)互動體驗(yàn)式教學(xué)。體驗(yàn)式教學(xué)，即是在項(xiàng)目教學(xué)過程中，學(xué)生先體驗(yàn)相似項(xiàng)目的虛擬作品，使教學(xué)富有趣味性，形成感性認(rèn)識；然后學(xué)生嘗試制作出來該作品，初步形成基本表現(xiàn)能力；再反復(fù)體驗(yàn)自己或同學(xué)制作出來的虛擬作品以尋求不足并予以完善，最后將虛擬作品在常規(guī)實(shí)訓(xùn)室里按傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)方式制作出來，完成對設(shè)計(jì)作品的最終檢驗(yàn)。

最后，在圖形圖像制作專業(yè)的課程教學(xué)中，眾多的設(shè)計(jì)項(xiàng)目都可以制作成虛擬作品，教師在講解時(shí)學(xué)生即可進(jìn)行自主體驗(yàn)，以增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識。學(xué)生還可根據(jù)老師的提示，歸納相關(guān)的專業(yè)知識，有利于學(xué)生自我學(xué)習(xí)能力的提高。

三、 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)新圖形圖像制作專業(yè)教學(xué)的意義

首先，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是圖形圖像領(lǐng)域的最新成果，并將隨著IT的發(fā)展而涉足各行業(yè)各領(lǐng)域。課程整合充分體現(xiàn)了以實(shí)踐為主、理論夠用為度的職業(yè)教育特色。從項(xiàng)目教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段，都體現(xiàn)出一個新字。

其次，在項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容上，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其應(yīng)用一直貫穿于整個教學(xué)體系；在教學(xué)方法上運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸感和體驗(yàn)式教與學(xué)，將虛擬技術(shù)的運(yùn)用、虛擬作品體驗(yàn)或虛擬實(shí)訓(xùn)設(shè)備的操作，與常規(guī)實(shí)訓(xùn)室的具體實(shí)訓(xùn)相結(jié)合，更有助于促成學(xué)生職業(yè)能力的形成。學(xué)生在設(shè)計(jì)作品的表現(xiàn)手段上，也運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。如作品的最終結(jié)果都以互動式的虛擬現(xiàn)實(shí)作品形式進(jìn)行呈現(xiàn)。

最后，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式為體驗(yàn)式學(xué)習(xí)、互助式學(xué)習(xí)。學(xué)生的學(xué)習(xí)不再是枯燥單調(diào)的接受。老師的教授也不再是機(jī)械的你問我答的表面互動式教學(xué)，而是體驗(yàn)式的學(xué)習(xí)，在玩中受教。學(xué)生最初由互動作品體驗(yàn)而產(chǎn)生興趣，由模仿制作而獲得表現(xiàn)技能，再反復(fù)互動體驗(yàn)而強(qiáng)化技能，最后實(shí)際制作出成品以檢驗(yàn)其技能。

四、 總結(jié)

將傳統(tǒng)的圖形圖像制作教學(xué)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合運(yùn)用勢必使該專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)手段得到前瞻性的進(jìn)步。而學(xué)生從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的操作中得到了與實(shí)踐相符合的體驗(yàn)，使他們的實(shí)踐能力也得到了進(jìn)一步提高。因此圖形圖像制作專業(yè)教學(xué)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合能夠?yàn)榕囵B(yǎng)適合社會需要的圖形圖像制作專業(yè)的高級應(yīng)用型人才提供重要的保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳. 圖形、圖像與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究[J]. 改革與開放，2010，（12）.

[2]李偉群，于斌. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高職教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 中國職業(yè)技術(shù)教育，2010，（07）.

[3]孫興奇. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在職業(yè)技能教學(xué)中應(yīng)用的探討 [J]. 中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2009，（10）.

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)案例范文第3篇

一、虛擬現(xiàn)實(shí)概念的由來

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VirtualRealityTechnique,簡稱VR)是1989年由美國的蘭尼爾(J. Lanier）最早提出的，國內(nèi)也有人譯為“靈境”或“幻真”，國外與虛擬現(xiàn)實(shí)同類的術(shù)語還有虛擬環(huán)境、人工現(xiàn)實(shí)及電腦空間等。蘭尼爾將虛擬現(xiàn)實(shí)定義為：用計(jì)算機(jī)技術(shù)生成一個逼真的三維視覺、聽覺、觸覺或嗅覺等感覺世界，讓用戶可以從自己的視點(diǎn)出發(fā)，利用自然的技能和某些設(shè)備對這一虛擬世界客體進(jìn)行瀏覽和交互考察。這個定義注重的是逼真的感覺（視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等）、自然的交互（運(yùn)動、姿勢、語言、身體跟蹤等）、個人的視點(diǎn)（用戶的眼、耳、身所感受到的信息）和迅速的響應(yīng)（感受到的信息跟隨視點(diǎn)的變化和用戶的輸入即時(shí)更新），用戶在其中所體驗(yàn)到的是一種浸入式的、多重感官刺激的經(jīng)驗(yàn)。

建立有效的虛擬環(huán)境，主要集中在兩個方面：一是用虛擬環(huán)境精確表示物體的狀態(tài)模型，二是用環(huán)境的可視化表示及渲染出的景象。之所以將重點(diǎn)放在計(jì)算機(jī)視覺方面，是由于人們獲取三維信息主要依靠視覺，而不是聽覺或觸覺。構(gòu)成虛擬現(xiàn)實(shí)的基本條件有三要素：

1.沉浸感（Immersion）：必須存在一個由計(jì)算機(jī)生成的虛擬場景，這個虛擬場景能令用戶暫時(shí)脫離現(xiàn)實(shí)世界，產(chǎn)生一種現(xiàn)場感。

2.互動性（Interaction）：用戶必須能與這個虛擬場景進(jìn)行互動，產(chǎn)生一種參與感。

3.想象力（Imagination）：這種互動可以是感官上的，也可以是心理上的。這里的現(xiàn)場感和參與感是以用戶的主觀心理為衡量標(biāo)準(zhǔn)的。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在武警部隊(duì)作戰(zhàn)、訓(xùn)練中應(yīng)用的可行性

(一)硬件設(shè)備。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用最基本的硬件要求是電腦，其他設(shè)備主要是終端顯示和人機(jī)交互設(shè)備，比如數(shù)據(jù)頭盔、立體顯示器、觸摸屏、投影儀、環(huán)幕，數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣、操縱桿、手柄及音響設(shè)備等，隨著武警部隊(duì)信息化建設(shè)的逐步發(fā)展，部隊(duì)各級的辦公電腦配置逐步提高，多媒體教室、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)室、小型機(jī)房已普遍建成，三個中心設(shè)備先進(jìn)完善，有線網(wǎng)擴(kuò)容已基本完成。從相關(guān)硬件、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上來看，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上增加滿足開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的圖形工作站及一般的終端顯示和人機(jī)交互設(shè)備，即可達(dá)到建立虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的要求。而終端顯示設(shè)備和人機(jī)交互設(shè)備不是開發(fā)過程中必需設(shè)備，可在武警部隊(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)開發(fā)后根據(jù)實(shí)際需要來配備。

(二)任務(wù)環(huán)境特點(diǎn)

目前，三維建模電腦軟件已相當(dāng)成熟，有著強(qiáng)大的建模和動畫制作功能，能把小到一間屋、一座樓房，大到一座城市的各種物體和人物的復(fù)雜模型建立出來。而武警部隊(duì)的執(zhí)勤目標(biāo)環(huán)境相對明確、具體、固定，需建模型量不算太大，即使是重大臨時(shí)性勤務(wù)也都適合用建模軟件進(jìn)行建模導(dǎo)出后，利用實(shí)時(shí)仿真軟件來進(jìn)行虛擬。而且，根據(jù)任務(wù)方案的不同和環(huán)境的發(fā)展變化，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)內(nèi)的場地可以根據(jù)需要實(shí)時(shí)地進(jìn)行修改，如改變建筑物高度、建筑物外立面的材質(zhì)、顏色等，只要修改系統(tǒng)中的參數(shù)即可，而不需要像傳統(tǒng)三維動畫那樣，每做一次修改都需要對場景進(jìn)行一次渲染。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以很快捷、方便地隨著方案的變化而作出調(diào)整．從而大大提高了方案設(shè)計(jì)和修正的效率和質(zhì)量，一旦建成可以長期應(yīng)用。

(三)人才和技術(shù)人才儲備。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在武警部隊(duì)的開發(fā)和引入，人才是關(guān)鍵。一是需要有懂軍事、懂訓(xùn)練、懂電腦應(yīng)用、全面掌握部隊(duì)任務(wù)情況、特點(diǎn)、規(guī)律的軍事人才，進(jìn)行軍事方面的指導(dǎo)、方案設(shè)計(jì)、典型案例分析與提供；二是需要會運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)軟件、編程軟件、網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備的信息化技術(shù)人才進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)。多年來，武警部隊(duì)各級領(lǐng)導(dǎo)特別重視信息化人才建設(shè)，通過部隊(duì)成長、院校教育、地方培訓(xùn)、招收地方大學(xué)畢業(yè)生等人才建設(shè)手段和育人、留人機(jī)制，使得具有信息素養(yǎng)的指揮、技術(shù)人才隊(duì)伍建設(shè)日益增強(qiáng)，為武警部隊(duì)現(xiàn)代化建設(shè)提供了人才支撐。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在武警部隊(duì)作戰(zhàn)訓(xùn)練中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)案例范文第4篇

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 高校教育 應(yīng)用 局限性

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality）主要借助計(jì)算機(jī)技術(shù)及其硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)一種使用者可以通過多種感官感覺到的虛擬場景或物體，簡稱VR或靈境技術(shù)。

虛擬現(xiàn)實(shí)研究的歷史可以追溯到上個世紀(jì)50年代，有學(xué)者在這方面展開探討。1965年，Sutherland在《Ultimate Display》一文中正式提出了包括具有交互圖形顯示、力反饋設(shè)備以及聲音提示的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的基本思想；90年代是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的大發(fā)展階段，虛擬現(xiàn)實(shí)的內(nèi)涵隨著技術(shù)設(shè)備發(fā)展而不斷深入，基于圖形渲染、基于圖像渲染建模技術(shù)和基于互聯(lián)網(wǎng)的分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)得到長足發(fā)展；應(yīng)用范圍也隨著研究的深入而不斷擴(kuò)展，從原來的軍事模擬和宇航訓(xùn)練逐步擴(kuò)展到工業(yè)制造、遠(yuǎn)程醫(yī)療、互動娛樂、商業(yè)宣傳、教育等諸多領(lǐng)域。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的四個層次

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三個基本特征是“Immersion”（沉浸）、“Interaction”（交互）、“Imagination”（構(gòu)想），其中交互性和沉浸性是虛擬現(xiàn)實(shí)的最重要的特征。當(dāng)前 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在各個領(lǐng)域都有應(yīng)用，因?yàn)椴煌男枰猿尚蔚奶摂M現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)也各不相同，但根據(jù)其虛擬特征傾向，可以劃分為四個層次：

1.桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，又稱為簡易虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。利用普通計(jì)算機(jī)便可以實(shí)現(xiàn)虛擬環(huán)境的輸出，在顯示上直接利用計(jì)算機(jī)屏幕或投影來讓參與者觀察，交互上直接用鍵盤或鼠標(biāo)來與系統(tǒng)進(jìn)行控制。這一類虛擬現(xiàn)實(shí)易受周圍真實(shí)環(huán)境的干擾，沉浸感較差，嚴(yán)格來說不能稱之為“虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)”，但由于結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，所以比較普及，特別是在建筑和工業(yè)設(shè)計(jì)、游戲開發(fā)、教育培訓(xùn)中應(yīng)用廣泛。

2.沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。這類系統(tǒng)主要利用各種高檔工作站、高性能圖形加速卡和交互設(shè)備，通過聲音設(shè)備、力與觸覺傳感器、頭盔式顯示器或立面投影器等，以排除外界干擾，將參與者與外界真實(shí)環(huán)境完全隔離，使其完全沉浸在虛擬世界中。這類系統(tǒng)比較復(fù)雜，價(jià)格昂貴，難以普及，一般用在航空和軍事訓(xùn)練等高端領(lǐng)域。

3.分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。一般是沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的發(fā)展結(jié)果，利用網(wǎng)絡(luò)將幾個不同位置的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)連接起來，充分利用不同區(qū)域的各種資源，為某一共同目的協(xié)同創(chuàng)造一個虛擬環(huán)境，用于更復(fù)雜任務(wù)的研究。

4.增強(qiáng)式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，也稱為混合虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。允許參與者看見現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的物體，將真實(shí)環(huán)境和虛擬環(huán)境疊加融合在一起，形成對真實(shí)物體更多的解讀。該類型系統(tǒng)主要借助于位置跟蹤技術(shù)和穿透型頭戴式顯示器，將計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖形和參與者實(shí)際的即時(shí)環(huán)境精確融合，以達(dá)到虛擬和現(xiàn)實(shí)有機(jī)結(jié)合的目的，這是今后的主要發(fā)展方向。

VR技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛，在國外VR技術(shù)的教育應(yīng)用非常普遍，涉及各個不同的用途和層次，而且也并非只有發(fā)達(dá)國家應(yīng)用，發(fā)展中國家在教育中應(yīng)用VR技術(shù)也日益增多。在美國，許多大學(xué)將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入到課程教學(xué)中，如美國休斯敦大學(xué)建立的“虛擬物理實(shí)驗(yàn)室”可讓學(xué)生通過計(jì)算機(jī)模擬包括萬有引力定律在內(nèi)的各種力學(xué)實(shí)驗(yàn)，并且可以讓學(xué)生控制重力大小、方向等各種參數(shù)的變化；北卡羅萊納大學(xué)開發(fā)的“化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”則可以讓學(xué)習(xí)者手動操控分子運(yùn)動，使分子結(jié)構(gòu)按照使用者的操作進(jìn)行組合，并產(chǎn)生相應(yīng)現(xiàn)象反饋，加深學(xué)習(xí)者對分子結(jié)構(gòu)的理解。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在高校教育中的應(yīng)用

在我國，有許多高校將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與WEB技術(shù)結(jié)合起來，展開基于網(wǎng)絡(luò)的教育應(yīng)用。如北京航空航天大學(xué)開發(fā)的虛擬北航和華中師范大學(xué)開發(fā)的數(shù)字校園，都可以使用戶通過WEB在計(jì)算機(jī)生成的虛擬校園中進(jìn)行漫游和交互操作；而清華大學(xué)、山東大學(xué)、華南師范大學(xué)等學(xué)校則將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)課程結(jié)合起來，為課程教學(xué)提供仿真和模擬操作，加深學(xué)習(xí)者的感性認(rèn)識和理解。

縱觀國內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)與教育的結(jié)合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，我們可以總結(jié)出其大致的應(yīng)用形式：其一是實(shí)驗(yàn)仿真，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)打造實(shí)驗(yàn)仿真平臺讓學(xué)習(xí)者“親身體驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)操作或動手訓(xùn)練，學(xué)習(xí)者不必真正面對危險(xiǎn)的、昂貴的或不可能實(shí)地操作的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或環(huán)境，這種虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境既可滿足大部分教學(xué)和訓(xùn)練的要求，又可大大減少經(jīng)費(fèi)的投入。其二是虛擬現(xiàn)實(shí)課件（教學(xué)演示），教師直接將仿真平臺在課堂上進(jìn)行教學(xué)演示，為課堂教學(xué)提供直觀生動的內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)習(xí)者的感性認(rèn)識。其三是空間仿真，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還原某一物理空間，并且允許使用者對虛擬空間進(jìn)行控制。例如數(shù)字化校園可以允許使用者按照自己的路線在虛擬校園中進(jìn)行實(shí)時(shí)漫游，虛擬圖書館可以允許讀者隨意地翻閱書本。

四、目前虛擬現(xiàn)實(shí)在教育中應(yīng)用的局限

在這些實(shí)驗(yàn)案例中，不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前教育中應(yīng)用的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)有以下幾個方面的局限：

一是大多為簡易型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。建立在PC機(jī)和屏幕顯示的基礎(chǔ)之上，交互也大多限于鼠標(biāo)和鍵盤操作，研發(fā)也僅限于軟件層面的開發(fā)，究其原因，一方面是因?yàn)榻逃龖?yīng)用中經(jīng)費(fèi)的限制以及使用者數(shù)量巨大，另一方面則是因?yàn)镻C機(jī)的普及和計(jì)算性能越來越優(yōu)越，足以滿足當(dāng)前階段使用者的需要。

二是大多為單人場景平臺。也就是在某一位使用者進(jìn)入該虛擬環(huán)境時(shí)，周圍看不見協(xié)作者或伙伴，是孤獨(dú)的沉浸，只考慮了虛擬環(huán)境中的人機(jī)交互，卻極少顧及虛擬環(huán)境中的人際交互。

三是針對教學(xué)活動的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)更多地關(guān)注知識內(nèi)容本身，對虛擬環(huán)境和虛擬教學(xué)手段較少關(guān)注。例如多數(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，只呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)操作對象模型，對實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境少有顧及，系統(tǒng)的真實(shí)感大打折扣；且虛擬操作過程正確與否僅限于系統(tǒng)提示，少有外界互動溝通機(jī)制。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)雖然研究已久，技術(shù)也相對成熟，但是，目前高校教育中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用并不普遍。要想把這種技術(shù)更好地和教育結(jié)合起來，其在教育中的應(yīng)用形式和應(yīng)用方法還有很多細(xì)節(jié)需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

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虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)案例范文第5篇

現(xiàn)代的城市公共雕塑已經(jīng)成為一種不可或缺的精神文明載體，體現(xiàn)著一個城市的文化內(nèi)涵與品味。針對當(dāng)今城市化迅速發(fā)展、市場需求量增大、傳統(tǒng)的制造體系逐漸不能滿足現(xiàn)代社會對效率、個性、多樣化等諸多因素需求的情況下，利用新的技術(shù)手段，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)制造成為本文闡述的重點(diǎn)，通過沈陽蒲河生態(tài)走廊區(qū)域公共雕塑設(shè)計(jì)制造的例子論證新技術(shù)在公共雕塑領(lǐng)域的可行性和優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：

3D打印 虛擬技術(shù) 公共雕塑 產(chǎn)品設(shè)計(jì)

在當(dāng)今科技高速發(fā)展的進(jìn)程中，3D打印和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)憑借著自身高效便捷的特點(diǎn)已經(jīng)滲透到各行各業(yè)的各個領(lǐng)域中。其在制造業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。隨著城鎮(zhèn)化的加快發(fā)展，公共雕塑作為精神載體對其的需求量與日俱增。此時(shí)現(xiàn)有的技術(shù)手段顯得過于單一。文中通過對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和3D打印的技術(shù)現(xiàn)狀的分析，并將新舊制造方式進(jìn)行對比，旨在建立一個數(shù)字化智能雕塑系統(tǒng)體系，結(jié)合具體案例論證新技術(shù)在公共雕塑設(shè)計(jì)與制造的合理性和有效性。

1.研究背景分析

1，1景觀規(guī)劃對公共雕塑的需求

公共雕塑不僅是一個城市的標(biāo)志，也是一個城市文化魅力的體現(xiàn)。它能夠讓人們產(chǎn)生領(lǐng)屬感和自豪感。隨著我國城市化的快速推進(jìn)，舊城改造和新區(qū)建設(shè)涌現(xiàn)大量的公共開發(fā)空間。為了營造公共文化、增強(qiáng)空間人文氣息，公共雕塑的需求量不斷增加，這為公共雕塑的發(fā)展提供了廣闊的前景。現(xiàn)階段我國公共雕塑“一步一景”的設(shè)計(jì)理念和小型雕塑的普及度與國外發(fā)達(dá)國家相比存在這明顯差距，傳統(tǒng)的雕塑制作工藝的方法逐漸不能滿足現(xiàn)代社會講求效率、個性、多樣化特征的市場需求。

1，2虛擬現(xiàn)實(shí)與3D打印技術(shù)現(xiàn)狀及其應(yīng)用分析

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過模擬使用者的聽覺、觸覺、視覺等感受，讓使用者全方位無限制地去觀察計(jì)算機(jī)模擬出的虛擬空間，仿佛身臨其境。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的過程中，設(shè)計(jì)師可通過虛擬三維環(huán)境對產(chǎn)品的創(chuàng)意、工藝裝配、工藝優(yōu)化進(jìn)行直觀化、數(shù)據(jù)化、系統(tǒng)化的評價(jià)和修改。與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)相比虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有交互性、沉浸性、想象性的特點(diǎn)。進(jìn)而有效地避免_了產(chǎn)品開發(fā)周期長、資源消耗大的缺陷，加快了設(shè)計(jì)進(jìn)度，降低了研究成本。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐漸成為行業(yè)的主流并廣泛應(yīng)用在汽車仿真實(shí)驗(yàn)、展示設(shè)計(jì)、影視制作等方面。例如2013年谷歌了一款增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡GoogleGlass，通過對真實(shí)場景的虛擬互動和手勢控制，能讓你分分鐘創(chuàng)造自己的虛擬物體，然后3D打印出來如圖1所示：

3D打印技術(shù)采用粉末樹脂或金屬等可黏合材料通過電腦控制采用分層加工方式疊加成型，不僅可以打印微小的物品甚至可以顛覆傳統(tǒng)的建筑行業(yè)的制造方式。例如美國南加州大學(xué)研發(fā)的“輪廓工藝”。它可以在24小時(shí)內(nèi)可以打印出2層樓高的房子。“輪廓工藝”其實(shí)就是一個超級打印機(jī)器人，如圖2所示，其外形像一臺懸停于建筑物之上的橋式起重機(jī)，兩邊是軌道，而中間的橫梁則是“打印頭”，橫梁可以上下、前后移動，進(jìn)行X軸和Y軸的打印工作，然后一層一層地將整棟房子打印出來。與傳統(tǒng)房屋建造相比，“輪廓工藝”3D打印技術(shù)能夠節(jié)省20%-25%的資金和25%-30%的材料，也節(jié)省了40%-55%人力。

2.虛擬現(xiàn)實(shí)與3D打印技術(shù)在公共雕塑設(shè)計(jì)制造中的可行性探索

2，1傳統(tǒng)工藝與新技術(shù)制造對比分析

現(xiàn)有的公共雕塑制作流程先是由設(shè)計(jì)師對雕塑主題的理解構(gòu)思平面圖，通過平面圖交代場景、地點(diǎn)、主體、面積，然后制作成小樣，接著按原比例制作放大模型，同時(shí)進(jìn)行造型上的修改，然后根據(jù)所用材料選擇澆鑄、鍛造、焊接、雕刻等方法進(jìn)行制作。這一過程要求設(shè)計(jì)者反復(fù)修改甚至重新制作，同時(shí)由于加工手段的因素，一些復(fù)雜的形態(tài)也不得不被放棄，造成了設(shè)計(jì)周期長、成本高、資源消耗大等問題。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與3D打印技術(shù)同時(shí)參與公共雕塑的設(shè)計(jì)與制造，是技術(shù)與藝術(shù)的結(jié)合。在藝術(shù)領(lǐng)域創(chuàng)造者通過虛擬交互手段實(shí)現(xiàn)與雕塑作品的互動完成設(shè)計(jì)、檢測、修復(fù)等一系列的工作，同時(shí)在技術(shù)領(lǐng)域利用三維打印技術(shù)能夠更精確更快捷地完成作品的制造，提高了設(shè)計(jì)者的工作效率，節(jié)約了設(shè)計(jì)成本，以深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖書館雕塑《思想者》為例，如表1所示，更加直觀的體現(xiàn)出新技術(shù)相比現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)越性。

2，2公共雕塑3D打印設(shè)備設(shè)計(jì)

2，21公共雕塑3D打印機(jī)設(shè)計(jì)定位

當(dāng)前，國內(nèi)外的3D打印機(jī)分為開放式和封閉式兩種結(jié)構(gòu)類型。由于公共雕塑以景觀作品居多，且尺寸大小不一，根據(jù)行業(yè)的特性，此設(shè)計(jì)選擇開放式結(jié)構(gòu)。其創(chuàng)新點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)的整體性強(qiáng)、拆卸便捷、擴(kuò)展性大同時(shí)采用履帶式設(shè)計(jì)移動靈活，在復(fù)雜的地形條件下也能夠順利地完成工作。通過建立一個三軸交互運(yùn)動坐標(biāo)使打印平面每一個點(diǎn)都具有唯一確定的坐標(biāo)值與其對應(yīng)，采用整體造型設(shè)計(jì)避免零件凌亂布置，分別由機(jī)身部分、移動部分和工作部分組成。

2.22公共雕塑3D打印機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加工方式

公共雕塑3D打印機(jī)整體的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)由x組件、Y組件、z平臺組件與工作組件、電路控制部分聯(lián)接組成。x組件是由直線導(dǎo)軌、移動滑塊與工作組件組成。Y組件做整體升降運(yùn)動，升降運(yùn)動的精度由控制步進(jìn)電機(jī)與傳輸帶交互完成。

z軸由移動履帶與伸縮直線導(dǎo)軌控制步進(jìn)電機(jī)組成。公共雕塑3D打印機(jī)整機(jī)如圖3所示。

打印加工方式為：如表2所示從外部存儲設(shè)備或者從計(jì)算機(jī)直接提取得到3D模型，由微控制器（單片機(jī)）對模型進(jìn)行分析建立支撐結(jié)構(gòu)，然后輸出指令控制打印噴頭的溫度，使材料能夠迅速融化并通過驅(qū)動電機(jī)帶動噴頭進(jìn)行x、Y、z軸的移動，噴頭在接收到指令后會調(diào)節(jié)噴出材料的多少，每打好一層控制器會讀取下一層參數(shù)再打印下一層，直到最后打印完成。

3.虛擬現(xiàn)實(shí)與3D打印技術(shù)在具體雕塑的制作與應(yīng)用

3.1案例總體設(shè)計(jì)規(guī)劃

沈陽蒲河景觀帶是名副其實(shí)的“萬頃生態(tài)濕地”，同時(shí)也是七星文化、蒲河文化、滿族文化、現(xiàn)代文化的宜居風(fēng)情帶。該案例設(shè)計(jì)選址在蒲河景觀帶中游，如圖4所示。為使雕塑與環(huán)境氣氛相協(xié)調(diào)，此設(shè)計(jì)以“藤”作為元素，外觀融入了七星文化元素，更能體現(xiàn)區(qū)域發(fā)展的激情與活力。該雕塑采用新的技術(shù)手段，來詮釋新技術(shù)在公共雕塑設(shè)計(jì)制作中的可行性與優(yōu)越性。

3，2虛擬現(xiàn)實(shí)與3D打印技術(shù)下雕塑制作流程

3，21基礎(chǔ)雕塑模型的構(gòu)建

新技術(shù)下雕塑的制作成型不依賴于手工制作，但不代表沒有作品的呈現(xiàn)方式。設(shè)計(jì)中可以采用軟件代替?zhèn)鹘y(tǒng)雕塑中手工制作的方式，將作品轉(zhuǎn)化成立體模型。此設(shè)計(jì)采用犀牛軟件來實(shí)現(xiàn)模型的構(gòu)建，在犀牛軟件中將作品創(chuàng)建成型。如圖5所示。這里創(chuàng)建的模型替代傳統(tǒng)雕塑中手工制造的初模階段，僅僅表現(xiàn)出雕塑的立體形態(tài)，具備觀看的效果。此階段沒有確定材質(zhì)和最終尺寸，這一切都需要利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過與環(huán)境的交互體驗(yàn)最終確定雕塑的信息參數(shù)。

在確定雕塑的基本形態(tài)之后，犀牛軟件將以作品模型導(dǎo)出obj格式文件，該格式便于在接下來的虛擬眼鏡操作中使用。

3.22虛擬現(xiàn)實(shí)預(yù)覽測試

虛擬交互預(yù)覽操作借助谷歌meta眼鏡，其核心是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)。簡而言之就是把現(xiàn)實(shí)世界放到屏幕上的虛擬展示，讓現(xiàn)實(shí)的信息更豐富，易于觀察。通過語音、觸控、自動三種模式控制顯示信息取代傳統(tǒng)鼠標(biāo)、鍵盤、顯示器的操作，讓場景更加真實(shí)、有說服力。本公共雕塑虛擬測試步驟：

1首先把基本的模型信息傳輸?shù)組ETA設(shè)備中，運(yùn)行操作界面后根據(jù)蒲河生態(tài)走廊的自然環(huán)境色與雕塑的表面肌理，選擇與其符合的材質(zhì)與色彩參數(shù)。本雕塑材質(zhì)選取為：SLA材料，色彩參數(shù)為C1 M89 Y17 K99；

2通過手指的滑動，轉(zhuǎn)動到所需要的位置，完成對雕塑各個角度的觀察。更加直觀地優(yōu)化作品的細(xì)節(jié)。如圖6所示；

3利用手指的撐開與收攏完成任意的縮放，直至得到一個合適的作品尺寸，本雕塑的打印范圍：5700，5700，700ram。

3.233D打印實(shí)物成型

此環(huán)節(jié)中我們借助上章節(jié)所設(shè)計(jì)的公共雕塑3D打印設(shè)備快速成型，經(jīng)過虛擬現(xiàn)實(shí)預(yù)測后，將調(diào)整后的3D數(shù)字模型保存為STL文件格式，利用前臺控制軟件PROE對3D模型進(jìn)行分層處理，分層完成后PROE軟件可以導(dǎo)出被3D打印機(jī)識別的CODE控制文件。將CODE文件輸入到3D打印機(jī)中，打印機(jī)Arduino主板里的固化軟件開始讀取控制文件，在確認(rèn)設(shè)備狀態(tài)正常后，開始控制分層打印。

最終的打印雕塑實(shí)物如圖7所示，最終打印參數(shù)：材料為SLA，設(shè)置了2層實(shí)心層、2圈輪廓、23%填充綠色。打印速度為每分鐘2-4層，成型體積為5700，5700，5700mm，打印精度為10，27，34mm。