vr技术论文范文第1篇
【关键词】虚拟现实技术；共词分析；教育；SATI
【中图分类号】G434 【文献标识码】A
【论文编号】1671-7384（2017）02-0032-05
前 言
随着计算机技术的不断发展，虚拟现实技术（以下简称“VR技术”）已经进入了军事、医学、娱乐、教育等多个方面，并且在这些领域发挥着极其重要的作用。VR技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该环境中去。其不仅涉及计算机技术，还与多种学科密切相关，比如通信、数学、力学、光学、热学、声学、生理学、美学、心理学等，是一门多种学科交叉、多种技术集合的前沿研究领域。[1]
近年来，我国学者也开始对VR技术展开积极的研究，各种研究成果出现了井喷式增长。为此，笔者对VR技术在教育中的研究成果进行了梳理，以分析出VR技术在教育中的研究现状及趋势。本文借助SATI文献题录信息统计分析工具，用科学计量的研究方法对2000-2016年9月在中国知网上发表的关于VR技术和教育相关的重要文献进行了定量和定性的分析，以可视化的形式呈现国内VR技术在教育中的研究现状，从而在此基础上探讨其发展趋势及研究的不足之处。
研究方法与资料筛选
本文主要采用文献信息y计分析的技术方法进行综述。国内外关于文献数据统计与分析的辅助工具已有很多，比如国外的Bibexcel、Ucinet、Citespace等，这些软件都主要针对Web of Science（WoS）等国外数据库平台开发，需要专门的数据输入格式，对国内期刊全文数据库题录数据不能直接处理。考虑到这个原因，笔者选择了由国内刘启元开发的SATI软件对文献题录信息进行处理，利用一般计量分析、共词分析、聚类分析等数据分析方法，挖掘和呈现出文献信息的可视化数据结果。[2]
为确保文献的代表性和学术性，笔者将CNKI数据库来源定位在CSSCI及核心期刊两个子库，以“虚拟现实技术”或“增强现实技术”并含“教育”或“教学”为主题词，时间跨度为2000-2016年9月进行检索，通过逐篇浏览剔除会议报道、征文公告等，最终筛选出439篇文献作为样本。
文献特征分析
1. 文献的时间特征
某学科领域论文的时间分布在一定程度上可以反映出该领域学术研究的进展速度和理论水平。[3]从时间分布上看，2010年是VR技术在我国教育领域研究的重要时间结点，这一年研究成果达到一个峰值，共有45篇文献。CNKI中第一篇关于VR技术在教育中的研究论文是1994年李蕾编译的《影响美国未来的发展趋势》，主要介绍了美国未来学家马文・卡特伦发表的一份有关美国未来发展趋势的长篇报告，报告中关于未来教育的发展趋势提到了VR技术。[4]随后2006年开始我国学者对VR技术在教育中的研究有所增加，但是纵观2000-2016年9月论文数目分布情况，发现国内发表的研究成果时间分布发散。由此可见，相关研究进展较慢、研究水平较低，处于研究的起步阶段。
2. 文献载体和主体特征
某研究领域的主要刊物和研究队伍状况同样可以在一定程度上反映出该领域学术研究的进展水平。通过SATI将样本的“文献来源”字段进行抽取并频次统计，得出刊发相关研究文献数量最多的主要有《实验技术与管理》（36篇）《中国电化教育》（32篇）《现代教育技术》（30篇）《实验室研究与探索》（25篇）《电化教育研究》（18篇）《系统仿真学报》（14篇）《中国远程教育》（10篇）等，其他较多期刊发表数目都在1～4篇之间。有关VR技术在教育中的研究文献分布不集中，体现出了此研究成果还不成熟。
将样本的“机构”字段抽取并统计频次，相关研究团队及学术机构主要集中在国内较高水平的师范类及综合类大学，且主要分布在教育技术和计算机相关院系。其中，华东师范大学发表了4篇相关研究论文，其他研究主体都为1～2篇，且大部分研究主体之间的位置分散，表明这些研究机构之间的合作不显著，没有形成具有竞争力的核心研究团队。
高频关键词共词分析
1. 高频关键词确定及共词矩阵构建
共词分析一般只需要文献中的高频关键词即可。经过Excel统计处理得到1117个关键词，共1907频次。参照Donohue于1975年提出的低频与高频词分界临界值计算公式[5]，将本研究高低频关键词阈值定为7次，共筛选了29个高频关键词（见表1），约占总频次的30%。
在高频关键词的基础上，构建共词矩阵是进行科学计量分析的关键环节。笔者运用SATI软件生成了一个行列数为29的高频关键词相异矩阵（见表2）。
2. 主题聚类分析
为进一步探索高频关键词之间的关系，笔者将相异矩阵导入到SPSS中对关键词进行Ward法系统聚类分析，本研究的聚类图如图1所示。
根据聚类分析图，可以将VR技术在教育中的研究热点分为五个类团。
（1）VR技术在教学领域的关键技术研究
此类文献重点阐述了VR技术在教学中应用的关键技术和实现途径。文献中大多会涉及3D MAX、VRML、Virtools、三维建模、数据手套等技术。例如：徐超等在《虚拟实验教学可视化设计关键技术研究》一文中着重对虚拟实验教学可视化设计的场景优化和X3D动态交互过程两个关键技术进行分析，并给出一个典型的应用案例。[6]吕蕾等人提出了一种基于数据手套的静态手势识别方法，从而提高了手势识别的正确率和效率，保证了用户和虚拟环境交互的实时性。[7]
（2）VR技术在实验教学中的应用研究
相关文献主要集中在2009-2015年，具体分析了传统实验教学的局限性及虚拟实验的优势和所面临的挑战。大部分学者认为将VR技术应用到实验教学中是一个有益的尝试，可以在一定程度上弥补传统实验教学的不足。其中，黄荣怀从虚拟实验用户可信度水平的视角，提出了包含模拟性实验、探究性实验以及实证性实验三个层次的虚拟实验PDR 层次模型，并用实例阐释了三个层次的实验类型。[8]燕浩鹏在《虚拟现实技术在旅游实验教学体系中的应用》一文中介绍了VR技术在旅游实验教学中能够构建虚拟知识学习系统、虚拟实验教学系统和虚拟训练教学系统，具有完善教学模式、丰富教学手段、突破风险成本时间限制、实现教考结合等优点。[9]由此可见，VR技术已经成为实验教学的一个重要研究领域。
（3）VR技术在职业教育中的应用研究
这方面的研究从时间上来看跨度比较大，2001-2016年都有研究者关注。文献研究了VR技术在职业教育中的应用类型、方式、特点、优势及应用过程中存在的问题，并且提出了构建虚拟平台、虚拟学习社区等策略，以期促进职业教育的教学改革。其中，许爱军等认为VR技术在职业教育中应用的问题主要有：技术有限与现实有差距；学生自主性过强，教师难以监控；师生情感交流缺失；降低技能训练效果等。[10]黄新平等应用VR技术创建的虚拟实验教学平台为学习者提供一个逼真、形象和可重复操作的虚拟环境，在低投入、无风险的情况下实现了较好的医学职业技能教学效果，为医学职业教育的实验教学提供了一个新的教学模式。[11]
（4）VR技术与教学效果的研究
如何提高教学效果一直是教育I域的重要议题。由于VR技术及网络技术的发展，应用这些技术实现教育信息化、提高教学质量成为该领域的一个研究热点。童宇阳列举了3D打印技术在中小学学科教学中的应用案例，并且指出3D打印技术目前面临的局限性。[12]张力研究了应用VR技术提高网络教学质量，通过阐述相关理论、主流技术、针对性实验对比研究和实际教学应用分析，论证了VR技术与网络教学相互促进的发展趋势。[13]
（5）VR技术与远程教育的研究
VR技术与远程教育的结合标志着教育信息化进入了一个新纪元。顾至欣研究了虚拟现实环境中远程学习行为的影响因素。其通过实证研究发现，虚拟现实学习系统的有用性、易用性和愉悦性感知均影响远程学习者的使用意愿和学习行为，最终提出了促进虚拟现实环境中的远程学习的建议，对于进一步将VR技术运用到远程教育中去具有比较大的建设性。[14]刘琳等在《基于情感计算和Web3D技术的现代远程教学模型》一文中提出了一个基于情感计算和Web 3D技术的现代远程教学系统模型，旨在解决现代远程教学系统中情感交流和人机交互匮乏的问题。[15]随着网络技术与计算机技术的不断发展，利用VR技术去解决远程教育中的一些问题将是该领域的一个研究方向。
结论与思考
本研究依据高频关键词共词分析理论，运用聚类分析的方法，对近16年间国内关于VR技术在教育中的研究热点和趋势进行了可视化分析，结果发现相关研究仍处于初级阶段，大部分研究纵深度和系统性不够。但可以看出国内学者已经开始逐步关注将VR技术引入到教学中来。目前，国内研究者主要关注五个方面的问题：VR技术在教学领域的关键技术研究、在实验教学和职业教育的应用研究以及与远程教育、教学效果的相关研究。随着VR技术的不断发展，笔者认为，将这一新型技术应用到教育领域中去的本质，不在于如何增加一种新的媒体技术，而在于结合这一新型技术创造更好的教学方式，这将是VR技术应用到教育中的难点和重点。相信随着研究的不断深入，VR技术在教育领域中会发挥更大的作用。
注：姚凌江为本文通讯作者。
参考文献
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vr技术论文范文第2篇
把手机装在VR（虚拟现实）头盔上，将设备带在头上，眼前就出现了360度环状影院，随着视线的移动，模拟焦点落到其中一块荧幕上，点击侧面的确认钮，手机里的照片或视频就能近距离地出现在眼前。
在被称为“VR元年”的2016年，这样的场景已不足为奇，但多为2D的显示效果，离身临其境还有很大距离，照片、视频如此，游戏亦是如此，这正是VR发展所遇到的瓶颈之一。如何破解？赵天奇和他的聚力维度或许可以给出一些线索。
VR是最佳的3D观影模式
在北京聚力维度科技有限公司（下文简称“聚力维度”）的实验室，《小康》记者在VR头盔中看到了一张一百多年前的日俄战争照片，与普通照片不同，这张照片是以3D方式呈现的，加上VR近距离的感官，照片桌子上的一根蜡烛仿佛唾手可得。
随着虚拟焦点的确认，画风一转，变成了一只喘气的小狗，起初它朝左边看，突然转过头扑向了记者，记者下意识举起了双手，没想却扑了个空。“这只小狗蹦过来的时候，我们资深的设计师也吓了一跳。”聚力维度创始人兼CTO（首席技术官）赵天奇笑道。
3D VR甚至还进入了直播领域。画风又是一转，记者出现在2016年上海国际电影节的红毯边，佟大为正带着他的萌宝在向观众招手，距离最近时他的手似乎也能摸到。“VR头盔是观看3D视频的天然方式，即便用360度的2D显示方式也很难突显出VR的特性。”赵天奇强调，“当天我们就用这种3D的方式让很多用户参与了上海国际电影节。”
既然3D显示与VR头盔有如此高的契合度，为何市面上的产品却不多呢？赵天奇的解释是，并非是硬件技术不过关，而是由于3D视频拍摄的难度大、范围窄、成本高而导致的内容缺乏，这直接影响了用户体验。
“很多平台提供的VR素材就几百部，远不及传统影视几十乃至上百万的规模，有3D360度环绕的更是少之又少，因此有些平台就通过设计家庭影院背景皮肤来弥补。”VR资深玩家郭飞说道，“此外，3D视频的数据量大，如果想体验高画质，网速跟不上，体验就又打折扣了。”
尽管如此，市场对VR却有着非常高的预期。根据中国电子信息产业发展研究院旗下赛迪智库在9月7日的《虚拟现实产业与应用发展白皮书》称，2015年中国VR行业市场规模为15.4亿元人民币，预测2016年将达到56.5亿元人民币。
在如此利好形势下，关键是尽可能多地增加观众与VR的黏合度，因此，相较于硬件设备，VR内容被国内企业寄予厚望，其中3D显示是重要组成部分，这也是聚力维度的主攻方向。“这些年来我们都专注做一件事，即用人工智能的方式实现2D转3D。”赵天奇补充道，“你之前在VR头盔中看到的画面都是用这种方式实现的。”
深度学习的“黑匣子”
其实，赵天奇最早想做的就是人工智能领域，然而，当深入了解当时的发展动态后，他发现人工智能延续的是脑科学纯生物的研究路线，短时间内很难应用于实际生产中，而他最想做的是能把科研成果快速应用于产业中，满足人类发展的需求。因此，他把注意力转到了人类获取信息的最主要方式――视觉成像。2008年，他选择了全息图像作为其研究生主攻方向。
很快，他就发现全息图像虽然能把真实目光还原，但并不如3D显示的效果，在经过一番斟酌后，他把方向定为了3D显示与3D处理。“这个领域还有一点吸引我的是它的活跃度，古人说‘眼见为实’，只要能把真东西拿出来给大家看，大家就服，发展非常快。”赵天奇笑道。
2009年电影《阿凡达》的火爆让全球影迷感受到了3D成像的魅力，这给了赵天奇极大的鼓舞，触动了他内心的一根弦。“我做科研的目的是要满足现实的需求，不能总是关在实验室里，要去市场摸爬滚打。”赵天奇回忆道，“3D技术包括显示、传输、处理、交互，是一个巨大的产业。”同年，他创立了自己的工作室，次年成立了公司。
进入市场后，赵天奇发现一方面由于3D显示是新兴技术，很多镜头拍摄不了，另一方面，已有的2D拍摄产业链已经非常成熟，摄影师、调色师、剪辑师等各环节的角色转换需要很长时间，再加上成本高、投人大，导致市场上70、8%的3D显示都是由2D转换而来的。
“不同于人脸识别，3D显示要求对每个画面的每个像素值都要给出答案，就是对全图的反馈。”赵天奇强调，传统的2D转3D技术主要分为4步，即图像分割、深度绘制、补图以及合成，如果每一道工序都是人工操作，那合在一起的人工成本将非常高，如果让其自动完成，哪怕仅仅是一道工序，也能大大降低成本。
于是，赵天奇带领他的团队开始绞尽脑汁研发相关技术，2011年，他们发现补图这一步可以通过图像技术自动完成，随着这项技术的攻克，他们也注册了自主知识产权。
机会是留给有准备的人，当年正好有一部动画片《郑和魔海寻踪》需要大量的补图，他们就带着自己的技术参与投标。当时，一同竞争的还有日本白组动画制作公司，白组公司为了进入中国市场，它的报价甚至比本国还要低。然而，由于他们主要依靠人工进行补图，最终的报价依然比赵天奇团队报价高很多。再加之本土的优势，赵天奇团队顺利拿下了标的。
一时的成功更促使赵天奇他们砥砺前行，“我们的基因决定我们要不断研发，核心竞争力不能受制于人。”赵天奇强调，“既然我们能写代码，就要走自己的路，不能让我们天马行空的想法被条条框框给束缚住。”随后，他们将更多力量投入到了研发上。
自动补图仅仅解决了一个环节的问题，还有三个环节怎么办？其实第一步的图像分割是最耗人工的，而且立体程度越高意味着分割越细。“我们也找过很多图像方面的技术，但都是看起来很美，却解决不了生产力的问题。”赵天奇皱眉道，比如一片树叶，在实验室里用前沿技术很容易实现景深分割，而且效果非常炫丽，但关键问题是影视作品内容的无规律性可能让整部电影都没有一片树叶。“这样的例子还有很多，这是传统图形图像学的一个死门。”赵天奇苦笑道，“还不如一个让人工操作不需等待的实时显示算法实用。”
难道就没有自动转换的方法了吗？彼时，赵天奇回忆起了2008年的一篇论文，文章通过统计的方法，在数学建模上已经实现了图像的自动转换。然而，当他把这篇文章翻出来应用于实践时，对于某一个小类别图像成像确实3d效果很好，但当图像元素过多，这种基于概率的方式再次进入了死门。
到处碰壁并没有让他们丧失信心，他们想到了最初的兴趣点：人工智能。“深度学习”的概念随之进入了视野。早在2006年，有关深度学习的论文就已经发表，但到2009年才逐渐形成了影响力，2012年深度学习在计算机图像处理竞赛中的应用更让其备受关注。“深度学习底层算法的趋势就是为了解决未知的、没有设定好的元素，这不正好破了那道死门吗？”赵天奇兴奋地说道。
如同发现猎物的猎人，赵天奇带领他的团队立即着手对深度学习进行跟进学习和研发，经过一年多时间，终于在2014年底实现了第一张全图的自动转换。2015年初，第一个有生产价值的模型研发成功，他们亲切地称它为“机器立体设计师”，并将其命名为“峥嵘一号”。“峥嵘一号”第一次的视频转制测试大大超出了他们的预期，但在细节部分还满足不了消费者的要求。于是，聚力维度进一步深挖，2015年年终，“峥嵘―号”最终成型。
“深度学习就像一个黑匣子，我们也不知道最终会出现什么效果。”赵天奇说道。有一次，“峥嵘一号”在转换图像时，在一帧画面中突然蹦出一个人影，技术人员都认为这是计算错误，因为在原画面中并没有看到这个人，后来通过调高对比度才发现，原来他藏在原画中的阴影里。
“深度学习的效果大家有目共睹，目前已经达到了准商业的门槛。”赵天奇笑道，如今，“峥嵘二号”已经诞生，“峥嵘三号”也在研发中，随着“峥嵘”系列的发展，聚力维度已完成了第一部2D转3D的电视剧，并将投放人VR平台的内容库中。未来，聚力维度还将进一步用深度学习技术精耕2D转3D产业链。
产学研注入勃勃生机
学习创业两不误。在创业过程中，赵天奇还顺利地拿到了北京邮电大学博士学位并进入清华大学做博士后。“别看我开公司好像不务正业，实际上，无论是在高校，还是在企业，我都是在做同一件事，技术研发。”赵天奇笑道。
如今，聚力维度依然保持着与北邮、清华以及澳大利亚阿德莱德大学等高校的紧密合作。“早在2009年我创业的时候，就写下了一个签名：做而不学则浅，学而不做则浮。”赵天奇回忆道。为了接地气，赵天奇经常与产业界的同人交流挖掘用户需求，为了掌握最前沿的技术和动态，他不断阅读最新的论文成果并与高校科研团队探讨。“正是有这样的信念让我时刻牢记自己的核心竞争力。”
清华大学自动化系戴琼海教授带领的团队是聚力维度的重要合作伙伴，他们非常认可这种合作。“产学研是一种很好的高校与产业界合作的模式。”戴琼海团队的核心成员徐枫博士说道，“对于工程学科，研究的本质目的是为产业服务，如果长期不能与产业结合，就背离了本质目标。”
产学研的核心是对变化的快速反应，因此，聚力维度非常推崇扁平化管理，赵天奇在公司的主要办公位就设在研发中心，他的独立办公室也经常处于开放状态。“我们的竞争力是高科技，现在高科技领域百花齐放，变化非常快，因此，执行力非常关键。”赵天奇表示，“我们会选择扁平化的制度一直走下去。”
正是有这样的理念和制度，在与清华大学合作的过程中，双方基本没有磨合期。“双方本身就有非常好的互信基础，就是要把清华最前沿的新媒体和人工智能技术送出象牙塔，连接最真实的需求，创造最大的价值。”徐枫说道。
随着产学研的推进，双方都获得了巨大的收获，清华大学的团队因为市场对真实场景的需求而激发出了很多灵感，释放了更大的科研潜力，不仅实现了诸多人工智能和VR领域的科研突破，也修整了诸如图像深度估计研究等产业前端的算法。
vr技术论文范文第3篇
关键字： 虚拟现实；工程造价行业；建筑工程计价；教学
【中图分类号】TU72-4；
1 引言
2016年4月1号，淘宝推出了全新的购物方式buy+，正式将虚拟现实技术推到了风口浪尖，也代表着虚拟现实技术也日臻成熟，VR（虚拟现实）技术，是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境。VR（虚拟现实）技术主要通过计算机模拟环境生成动态的、实时的三维立体逼真图像同时能使其具有一切人所具有的感知。同时辅以触觉系统、音频系统级可视化现实设备等，完成人与虚拟环境进行硬件的交互、从而产生沉浸感。淘宝开始推广buy+，可见VR的硬件、软件技术已经达到了一定的成熟度，到了实际大规模应用的水平。这正式将VR技术引入到《建筑工程计价》课程提供了基础条件。
传统的教学方式，特别是在工程造价专业内，更多的是依赖与二维的图纸、书面的资料、图片及视频等工具，来展现工程的具体内容，伴随着VR（虚拟现实）技术的发展，虚拟现实特有的存在感、交互性、自主性、多感知性等特点，若将虚拟现实技术用于工程造价专业的教学当中，可以很好的把教学情境与教学目标结合起来。于此同时，任课教师能较直观的展现工程中的各个细部做法，学生也可以体会到逼真的工程环境内，使之对工程本身有着深刻的记忆。对于高职院校培养技术技能型的人才，具有巨大的势。因此，笔者认为对VR（虚拟现实）技术在教学中的应用改革研究是十分有必要的。
2 VR在《建筑工程计价》课程中的应用
《建筑工程计价》是高职学院工程造价专业的核心课程，主要培养学生的工程量清单、招标控制价和工程量清单报价的编制能力，施工图预算和工程结算等的编制能力。《建筑工程计价》作为专业的核心课程，是在《建筑识图与构造》、《建筑材料识别与应用》、《施工与管理》、《建筑结构基础》等专业基础课基础上来展开学习的，因此对学生的基本要求是有一定的识图能力，熟悉建筑基本构造，理解建筑各部分组成部分的作用；学生还需熟悉常规的建筑、装饰工程的施工与管理等到；
建筑工程计价课程，需要学生在掌握基础课程的基础上来学习的，比如前面的识图课程，就要求学生需要比较扎实的识图能力，还需要有较好的空间想象能力，才能把二维平面的图纸想象出建筑物的模型，这对刚刚学了建筑识图的同学来说还是有一定的难度。但随着VR（虚拟现实）技术引入课堂教学，就使对该部分的图纸的认识变的直观， VR（虚拟现实）技术则可以做到不受时间、空间、任务等限制，在课堂上创造出所需的建筑物的三维立体情境，供学生一个立体的、直观的感性建筑，从而使教学问题变得具体形象，二维图纸的抽象难以理解变为具体直观，有助于提高学生的学习兴趣及主动性。比如在建筑工程图纸中带型基础与独立基础之间的搭接，真正的理解图纸理解搭接部分的图形，比如在做一些古建筑或者仿古建筑时候，现实生活中已很少见，因此我们上课时候就会发现自己讲的感觉很抽象，但要是用虚拟现实技术给造出一个“古建筑”来，在讲一些专业术语和构件就显得比较直观和理解了。
《建筑工程计价》课程也要求学生对各种建筑材料的基本物理性质、材料的力学基本性质及耐久性等要有了解，各种常规材料的材质、规格、型号等等都需要了解，但在校学生由于缺少机会，能接触到各种材料，然上课也不可能带很多的实物来展示，更有甚者有些材料就不适于携带，因此多数的学生对材料更多的停留在理论的基础上。比如天然石材，大理石或者花岗岩，虽然学生能明白花岗岩和大理石之间的概念区别，但真给拿出一块石材，还是不能区分，通过虚拟现实技术的应用，将会彻底改变目前的这种教学效果，虚拟现实技术不仅能直观的展现各种材料的外观，还可以产生各种材料的触感，比如花岗岩，就可以在虚拟现实中收集成百的花岗岩石材，让学生来增加理解及记忆。
虚拟现实还可以进行各种工况的模拟，包括建筑工程工艺上的三维模拟，各种材料、结构及施工方案之间的模拟，学生能够获得身临其境的操作环境，可以实时的获得各种过程中想要的数据，还可以进行虚拟漫游技术，通过虚拟的场景来完成所学知识模型的一个构建。
《建筑工程计价》是通过识图、了解材料、施工工艺等基础上，开始进行工程量和价格的计算。我们在实际教学中，通过VR技术，场景展现每个工程量是如何施工、如何计算、如何考虑相关因素等到。比如我在挖土的时候，让同学们身临其境的去工地挖土现场，从场地平整，开挖放线，挖掘机械进场、放坡系数的取值和考虑因素、工作面的取值等，我想通过这样一个过程，能保证每个愿意学的同学都能牢记土方工程量的计算问题。其他亦是如此。
单价的计算也是如此，我可以通过虚拟现实，从原材料的生产、采购、运输、仓储、加工、使用整个过程中，让你了解我的价格的组成，使同学们能知其然和所以然。
虚拟现实有着各样的优势，但目前也还存在着一些问题：比如现在硬件设备已经达到一定的成熟度了，但还有很多功能不完善的地方，如设备比较笨重；使用后会头晕等到；软件的开发也还没大面积推广，可使用的软件还不够多；硬件设备的单价相对来说还较高，对大面积的使用还存在着一定的困难；能熟练使用虚拟现实技术的人员还不多等。
3 总结
虽然虚拟现实技术有着这样那样的不足，但应用VR技术得到的好处是显而易见的。技术的发展总有个过程，但到目前VR技术已经具备了一定的实际应用的能力了，因此，将虚拟现实技术应用到工程造价专业教学中会有着积极的效果和作用，不仅能提高学生的学习效果，同时使学生在无安全威胁的情况下有着一定的“现场工作”的工作经验，同时也是节省成本的一种有效的途径。虚拟现实技术的应用将会给高职院校的教育带来非常大的影响。
参考文献：
1. 虚拟现实技术及其在高校化工教学中的应用 鞠露 《化工管理》 2016年01月
2. 基于桌面虚拟现实技术的课程资源构建研究 林志维 硕士论文 2014年
3. 数字化虚拟现实技术时代的建筑设计教学模式变革 李艳菊 《生态经济》2012年4期
vr技术论文范文第4篇
【关键词】 虚拟现实 Unity3d 交互设计
前言：VR的开发有典型的学科交叉性，技术层面目前主要是计算机，电子，自动化，甚至机械（力反馈）的人在做，另外心理学，人机工程学，以及研究人的神经和生理结构的人都有涉及。在庞大的科学知识体系面前，一个人的学识有限，本人就工作与学习中对交互设计的一些经验积累，结合计算机应用知识，基于Unity3D 5.X开发引擎研究一些提升交互体验的效果，为国内VR的交互设计与开发抛砖引玉。
一、VR眼镜的人机交互
1、人机交互的发展史。59年美国学者B.Shackel从人在操纵计算机时如何才能减轻疲劳出发，提出了被认为是人机界面的第一篇文献的关于计算机控制台设计的人机工程学的论文。自此，人们开始关注并研究人机交互学。从CLI 命令行界面，GUI图形用户界面，到NUI自然用户界面，人类经历了从纸笔、打字机，到计算机、笔本、手机平板、穿戴式设备等。人机交互始终以人为根本，以用户体验为中心。
2、VR眼镜的几种人机交互方式。定时瞄点，触控板，蓝牙手柄，空间定位，位置追踪，语音控制，3D手势，动作捕捉等。这些现有的交互技术各有优劣，其硬件的特性决定了它所拥有的交互方式。对于像Cardboard这种盒子类VR眼镜，他的交互方式主要以“定时瞄点”为主，也是我们俗称的“凝视”。
二、Unity3D 5.X引擎简介
Unity是由Unity Technologies公司开发的专业跨平台游戏开发及虚拟现实引擎，开发者可以通过它轻松完成各种游戏创意和三维互动开发，创作出精彩的游戏和虚拟仿真内容。不同的眼镜厂商会提供适合自家产品定制的SDK包，例如暴风墨镜最新的包“MojingSDK For Unity V1.3.4956 （R）”，三星Gear VR的SDK包“gvr-unity-sdk-master”，谷歌Cardboard也有专属开发包。开发者需要从其官网的VR开放平台下载适合对应硬件的SDK。导入SDK包，将自己开发的app结合SDK中的摄像机模块，生成手机应用安装包安装使用，最后在VR眼镜里观看效果进行调试。
三、VR眼镜app交互设计
1、摄像机场景切换与UI的淡入淡出。在VR场景切换时应该有过渡感。现在很多VR app在打开或者切换场景时是生硬的直接跳转，如果从一个很暗的环境突然切换到亮环境时，会对眼睛造成伤害，感到不适，特别是使用VR眼镜，将所有的视野都包裹了，更应该考虑到视觉上的舒适性，场景切换之间的流畅性，很多音乐播放器为了缓解暂停音乐时，歌曲声音的骤停造成的不适感，将暂停时的歌曲做成淡出效果，听起来不会突然切断，而是逐渐消散的感觉，因此VR在视觉上同样可以采用听觉交互，给摄像机与UI以淡入淡出效果，来使画面流畅，缓解用户的不适感。要实现画面的淡入淡出效果，我从手机移动端的UI设计中获得启发，通常在手机移动端的UI设计中，我们会增加一层黑色半透明遮罩在不需要突出或需要淡化的地方，来使主题内容跳出来。同理，我们可以将黑色半透明覆盖在Unity的MainCamera（主摄像机）上，设置当运行程序时，遮罩渐变出现并持续2秒。在VR中按钮被点击过后的突然又生硬的消失也会给人虚假和诧异的体验，这些小细节都会给大脑带来这是假的的映像，从而降低了真实感和体验感，那么UI方面同样可以像摄像机一样有淡入淡出的效果，但是实现方式并不再是给摄像机加遮罩了，而是让UI逐渐消失。
2、 凝视的十字准心与UI间的交互。现在的app为了能普及各种像Cardboard这样没有手柄的VR设备，为了更方便使用，需要设计一个交互，使用户知道他们正在做什么，选择了哪一个UI，使用户能准确的知道自己与虚拟世界正在进行怎样的交互，是“确定”或正在“取消”。这里可以参考第一人称射击类游戏，将枪口的准心当作我们凝视的视觉中心，使用户知道自己正看向哪一个点，于是设计一种准心样式：正中心有红点，四周有半透明的环，凝视住某个UI时环开始填充，用来反馈给用户正在选择的进度，防止不稳定的头部晃动造成的误操作，给与用户反悔的时间，也确保自己选择精准。实现定时瞄点效果后，如果能使被凝视的UI也能随准心进度同步反馈交互进度，体验会更佳。
3、用户偏离主界面时的处理方法。有一种情况时常发生，但很少有开发去解决，当你进入某个app或者游戏的开始界面时，这时你取下眼镜交给对面的用户试玩，这时他看的是界面的后方，他会告诉你怎么什么都看见；或者你在经过360°的体验之后，不知道自己转向了何方，但是想退出，却找不到任何UI。这时的用户体验就显得尤其重要了，在用户偏离正方向一定角度时，给出箭头图标的转向提示。设计当镜头摄像机（用户视线）偏离正方向UI 60°时，出现箭头提示，箭头也需要设置0.5秒的淡入淡出效果体验会更佳。
参 考 文 献
[1] 刘春丽 . 人机交互界面发展趋势研究 [J]. 潍坊学院学报 ，2016（2）.
[2] 林芝 . VR/AR产品：交互技术百花齐放 [N]. 中国电子报 ，2016.1.10.
vr技术论文范文第5篇
论文摘要:多媒体技术、计算机网络技术的出现给传统的教学模式带来了革命性的影响，vr技术在高职教学中的应用，可以大大地提高教学质量，促进学生实践能力的发展和提高。
目前各大高校的办学规模均在逐步扩大，多个校区并存的现象已成为现实，加之各个校区地理位置又较远，原有的教学资源就显然不能满足教学的需要，尤其是实验课存在的问题更为突出。教育部《关子全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》中指出要充分利用现代信息技术开发虚拟工厂、虚拟实验。因此将vr技术和职业教育结合起来就成为必要。vr技术进人高职院校能有效地营造教学环境和实验环境，提高学生掌握知识技能的能力。本文阐述vr技术在高职教育中的应用。
1．vr的概念和特征
vr( virtual reality，虚拟现实)是利用计算机、电子技术、图像技术、传感器技术、多媒体技术、人机接口技术及仿真技术等多种科学技术发展起来的计算机领域的最新技术，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。虚拟技术是一门富有挑战性的交叉技术、前沿科学和研究领域。目前虚拟技术已涉及到军事、教育、医学、心理学、商业、影视等领域，是21世纪的重要发展学科。
虚拟环境是利用计算机生成并控制的，因此人处在利用vr技术创建的虚拟环境之中和真实环境是没有差别的。vr具有3个最突出的特性:沉浸性(illusion of immersion )、构想性(imagination)和交互性(interactivity )。
1)沉浸性(illusion of immersion)沉浸感是指用户在纯自然的状态下借助交互设备和自身的感知觉系统对虚拟环境的投人程度。虚拟世界给人一种身临其境的感觉。
2)构想性(imagination)指借助虚拟技术可以使用户沉浸其中并获得新的知识，从而使用户深化概念和萌发新意。因此说vr可以启发人创造性思维，使抽象概念具体化。
3)交互性(interactivity)人们可以通过使用专门的输人和输出设备(主要通过数据手套、头盔、数据衣等)以自然地方式(如自身的语言、动作等)和虚拟世界中的对象进行交互操作和交流。
2．vr技术的优势
vr技术与传统的实验实训课比较，有以下的优势:
(1)投资少。相对于建设实验室或实训基地来说虚拟实验系统所需的投资要少得多，而利用vr技术对实验设备的更新，只要在原有的基础上改进和完善就可以完成。
(2)灵活性好。对于实验实训中难点和重点，在虚拟系统中可以反复演练，将细节放大，可以人为地进行记录和重现。
(3)效率高。利用vr技术开展的实验课，精确性高，突发事件发生地可能性小。
(4)消耗低。vr系统通常是以软件的形式在计算机上运行，能耗很低，设备维修率低，出现故障也容易解决。
3虚拟现实技术在职业教育中的应用
职业教育不仅要给学生传授文化知识，更重要的是让学生掌握专业技术和技能，强调学生的生产实践能力，培养学生的动手能力是职业教育的特色和重点。
(3)效率高。利用vr技术开展的实验课，精确性高，突发事件发生地可能性小。
(4)消耗低。vr系统通常是以软件的形式在计算机上运行，能耗很低，设备维修率低，出现故障也容易解决。
3虚拟现实技术在职业教育中的应用
职业教育不仅要给学生传授文化知识，更重要的是让学生掌握专业技术和技能，强调学生的生产实践能力，培养学生的动手能力是职业教育的特色和重点。
vr技术在教学中的应用表现在以下几个方面:
(1)虚拟实验室。利用vr技术可以构建各种虚拟实验室，缓解高职院校实验教学资源不足的问题，推动实验教学的现代化发展，可以使学生足不出户完成实验，却可以获得和真实环境下一样的实验体会，加深对实验教学内容的理解。虚拟实验室还可打破时间和空间的限制，例如学生可以进人犯罪现场，了解案发过程，这是其他的实验方法无法比拟的。虚拟实验既可以缩短时间，又可以获得直观、逼真的效果。
(2)虚拟实物。职业教学中的很多试验设备比较昂贵，更新换代又比较快，有些仪器又比较容易坏，这就增加了教学费用。利用虚拟技术就可以为学生制作“虚拟”设备。虚拟设备逼近客观事实，向学生揭示事物的本质。例如在机械制图教学中，很多机械元件不方便拆卸，利用虚拟实物，老师可以通过“移植”、“借用”等教学方式就很容易让学生看到现象和本质。
(3)模拟训练。利用vr技术结合多媒体技术可以构建虚拟的实习环境，在这个虚拟的环境中进行驾驶、维修等职业技能训练。在该环境中，学生可以反复练习，发现自己存在的问题，通过多次的训练，掌握正确的操作方法。
(4)虚拟过程。用vr的方法来展现一些现实生活中无法看到的变化过程。学生通过自己的实验来控制事物的变化过程，完成所学知识的构建。
4 vr技术在高职教育中的意义
在vr中，基于自然方式的交互作用和个别化的学习环境提高了学生的学习兴趣，学生既是一个观察者，又是一个积极的参与者。学生的各种感觉与虚拟的学习环境相互联系和作用，这就激发了学生的学习兴趣，增强了学习的效果。
在vr环境下，学习者的各个感官都在和虚拟的外部世界发生着作用，学生完全沉浸于虚拟现实创造的学习环境中。例如我们在讲网络中的数据传输时，可以利用vr来实现，学生可以设置数据的格式、数据流动的方向和交换的方式等，这样学生对网络的数据传输的理解会更深人。
5结语
职业教育中引人vr技术，适应我国职业教育发展的需求。在学校经费不足的情况下，利用多媒体技术、实物仿真技术与vr技术结合的方法，建立虚拟的现代化实验室，缓解了实验设备不足的问题，同时也突破了传统的教学手段，构建了一种全新的教学模式。
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