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    VR對計(jì)算機(jī)專業(yè)的影響綜述

    2017-04-26 21:37:16應(yīng)武
    新教育時(shí)代·教師版 2016年39期
    關(guān)鍵詞:專業(yè)建設(shè)展望

    應(yīng)武

    摘 要:研究VR發(fā)展的關(guān)鍵應(yīng)用,分析對專業(yè)的影響方面,提出專業(yè)建設(shè)或改進(jìn)的設(shè)想。

    關(guān)鍵詞:VR 專業(yè)建設(shè) 展望

    虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality,簡稱VR),即利用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬產(chǎn)生三維的虛擬世界,讓使用者及時(shí)、沒有限制地感知虛擬空間內(nèi)的事物。VR利用視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等對人體進(jìn)行全方位欺騙,達(dá)到讓使用者“身臨其境”的效果。隨著VR(虛擬現(xiàn)實(shí))發(fā)展,院校對相關(guān)的專業(yè)進(jìn)行了較大關(guān)注。VR對專業(yè)的影響有哪些方面,哪些方面可進(jìn)行專業(yè)設(shè)置?首先要從VR的技術(shù)來看。

    VR的主要技術(shù)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

    (1)虛擬環(huán)境。VR技術(shù)的核心內(nèi)容是創(chuàng)建虛擬環(huán)境。可利用三維數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的虛擬環(huán)境模型。三維數(shù)據(jù)的獲取可采用CAD技術(shù)制作完成,而更多的情況則需采用非接觸式的視覺模型技術(shù),二者有機(jī)結(jié)合可有效地提高數(shù)據(jù)獲取的效率。

    (2)三維圖形。三維圖形的生成技術(shù)可利用3D軟件進(jìn)行制作,而“實(shí)時(shí)生成”也在不斷的改進(jìn)之中,如3D掃描系統(tǒng)。同時(shí)還有計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、仿真技術(shù)、圖形生成的硬件體系結(jié)構(gòu)在虛擬現(xiàn)實(shí)的真實(shí)感,以及圖形生成中用于加速的各種有效技術(shù)。

    (3)立體顯示和傳感器技術(shù)。VR是在三維空間中完成人機(jī)交流,為了準(zhǔn)確及時(shí)地獲取人的動作信息,需要各類精度高、可靠的三維人機(jī)交互設(shè)備和傳感設(shè)備,即VR的交互能力依賴于立體顯示和傳感器技術(shù)的發(fā)展。如頭盔式三維立體顯示器;數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣等發(fā)新的三維顯示技術(shù),像裸眼3D成像系統(tǒng)、環(huán)幕系統(tǒng)。而各種傳感器則是有效進(jìn)行視、聽、動等高級人機(jī)交互技術(shù)的關(guān)鍵。比如人抓取物體時(shí),機(jī)器應(yīng)感應(yīng)其動作,并對虛擬環(huán)境做相應(yīng)的變化。

    目前已經(jīng)有大量內(nèi)容公司投入VR內(nèi)容的開發(fā)制作,預(yù)計(jì)2016年VR內(nèi)容的數(shù)量和質(zhì)量將會得到質(zhì)的提升?;谶@些內(nèi)容,VR設(shè)備的普及率和活躍率將得到堅(jiān)實(shí)保障。

    隨著VR頭戴設(shè)備的逐漸普及,VR內(nèi)容分發(fā)或?qū)ⅹ?dú)立發(fā)展,最終成為重要平臺。硬件:VR技術(shù)的關(guān)鍵指標(biāo)包括屏幕刷新率、屏幕分辨率、延遲和設(shè)備計(jì)算能力等。系統(tǒng)&應(yīng)用:目前Windows、Android系統(tǒng)已經(jīng)能夠較好地支持VR的軟硬件、提供較好的體驗(yàn),支撐消費(fèi)級應(yīng)用,而Google、Oculus、Razer還都在開發(fā)VR專用系統(tǒng)。

    學(xué)校的計(jì)算機(jī)專業(yè)可軟硬件共同發(fā)展。從應(yīng)用和制作角度去看可以往兩個(gè)方向發(fā)展。

    1.虛擬現(xiàn)實(shí)制作應(yīng)用

    以三維數(shù)據(jù)處理為基礎(chǔ),以3D引擎為開拓。可開展平面處理、三維建模、全景制作。其中Unity可作為開發(fā)工具進(jìn)行系統(tǒng)化的學(xué)習(xí)。Unity Technologies開發(fā)諸如三維視頻游戲、建筑可視化、實(shí)時(shí)三維動畫等類型互動內(nèi)容的多平臺綜合型游戲開發(fā)工具,是一個(gè)全面整合的專業(yè)游戲引擎。從手機(jī)游戲、家庭游戲機(jī)、體感游戲、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)游戲,到網(wǎng)頁游戲甚至大型多人聯(lián)網(wǎng)游戲,均可完美呈現(xiàn)。隨著3G互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,智能移動設(shè)備的市場占有量日益加大,基于iOS、Android、Windows Store APP、Windows Phone 8、Blackberry 10 等移動跨平臺的智能3D游戲以輕松、現(xiàn)代的娛樂方式更加吸引受眾。學(xué)校也選擇Unity作為網(wǎng)游跨平臺應(yīng)用理想工具。AppStore上面超過2000種以上的熱銷游戲均為Unity開發(fā),其中游戲類型包含射擊類、動作類、塔防、體育、經(jīng)典續(xù)作類等。硬件方面可以依托VR虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔,通過UIP創(chuàng)客開發(fā)交互設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng),開發(fā)美觀的界面。再通過iOS、Android系統(tǒng)上發(fā)布Unity Android Pro。然后可以用裸眼立體顯示器或虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔進(jìn)行立體的展示。

    2.開發(fā)集成虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的展示應(yīng)用

    VR行業(yè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將逐步形成并不斷完善,行業(yè)設(shè)計(jì)能力也不斷抬高。在教育方面,成套的教育教學(xué)軟件,像旅游、醫(yī)學(xué)、建筑、機(jī)械應(yīng)用也是勢在必行。如城市公共文化服務(wù)體系建設(shè),Sun3D City數(shù)字城市平臺將城市的建筑、道路、綠化、管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和3D重現(xiàn),為政府部門提供可視化分析和科學(xué)決策的依據(jù)。如數(shù)字模型展覽館。醫(yī)學(xué)的教學(xué)系統(tǒng),像器官結(jié)構(gòu)解剖、遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)、手術(shù)模擬等等,都可進(jìn)行展示。3D虛擬成像實(shí)時(shí)交互教學(xué)系統(tǒng)是3D實(shí)驗(yàn)室教學(xué)解決方案,系統(tǒng)可以跟蹤用戶的頭部轉(zhuǎn)動和手部動作,實(shí)時(shí)調(diào)整用戶看到的3D圖像,給計(jì)算機(jī)游戲和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)帶來創(chuàng)新。

    計(jì)算機(jī)專業(yè)可以在軟硬件方面開展教學(xué),硬件方面可利用開發(fā)比較成熟的虛擬頭盔、手套,進(jìn)行整合式的應(yīng)用。輔助教學(xué)上可以購買整體的開放式的教學(xué)軟件進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)式的教學(xué)。軟件方面,可以開設(shè)3D的軟件課程,開展UIP交互軟件學(xué)習(xí),并開UNITY的課程以便進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)的開發(fā)。

    參考文獻(xiàn):

    [1]馬明山,張明.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代教育中的應(yīng)用探討[J].安陽師范學(xué)院學(xué)報(bào),2008(04)

    [2]肖田元. 虛擬制造研究進(jìn)展與展望[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào),2004,16(9):1879-1883.

    [3]虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室簡介[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展,2009,46(8): 1418.

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    “展望” ——阿倫德
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