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浅谈虚拟现实教学软件开发中的交互技术的论文

时间:2023-01-03 08:19:50 其他范文 收藏本文 下载本文

下面是小编帮大家整理的浅谈虚拟现实教学软件开发中的交互技术的论文,本文共16篇,希望对大家的学习与工作有所帮助。

浅谈虚拟现实教学软件开发中的交互技术的论文

篇1:浅谈虚拟现实教学软件开发中的交互技术的论文

摘要:为了顺应虚拟现实在教育领域的必然发展趋势,提出了基于HTC Vive的教学软件开发,而开发过程的核心就是交互技术的实现,通过对交互设备的分析,从输入设备和输出设备两个方面来进行交互技术的详细研究,并通过交互技术在教学软件开发中提供的理论和技术支持来阐述虚拟现实环境下教学软件开发的必要性与科学性

关键词:虚拟现实;反馈;交互;用户界面;教学软件

中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1009-304428-0086-03

Abstract: In order to conform to the inevitable trend of the development of virtual reality in the field of education, the development of teaching software Based on Vive is put forward, realizing interactive technology is the core of the development process. By analysis of interactive devices, a detailed study of the interactive technology from two aspects of input and output devices is commissioned, and with the support of theory and technology of interactive technology in teaching software development, expounding the necessity and scientificalness of the development of teaching software in virtual reality environment.

Key words: virtual reality; feedback; interaction; user interface; teaching software

虛拟现实的出现使得教育手段更加完善,教学环境逐步趋于虚拟化,教学与虚拟现实的结合为教育教学开辟了新的领域,教学方法也更加具备科学性和真实性。如今虚拟现实的迅速发展,无疑将开启一种新的教学模式——身临其境的教学模式,相比传统实验室教学更

具备安全性,相比传统的情景式教学更具备情境性。HTC Vive教学软件的开发核心是真实的交互体验,交互技术的实现对于教学效果的体现是成正比的。HTC Vive是基于PC端的,所以交互技术是从输入和输出设备两方面来体现。

1 VR中的输入输出设备

一个完整的虚拟现实教学软件系统包括五个部分:虚拟学习场景、计算机、VR教学软件、输入设备和输出设备。所以教学中的交互必须在这几个部分中实现,虚拟头显的操作基本已经脱离鼠标和键盘的操作,依靠的是手柄、游戏杆或遥控器等媒介来实现,我们与虚拟世界的连接点在于头显中的视屏和手柄设备,也就是输入设备和输出设备,对于计算机和虚拟世界并没有直接联系,VR软件作为一个媒介连接电脑与设备,所以交互技术最终要实现在输入与输出设备上,输入设备的交互实现主要是通过对设备的触摸、移动和按压等,输出设备的交互实现主要体现在声音反馈和震动反馈等。因此,交互技术的开发主要围绕这两个部分来展开。一个完整的虚拟现实学习系统如下图:

1.1 输出设备

交互最终的效果体现在对使用者五官的刺激上,基于输出设备的交互方式大多通过听觉来实现,目前为止,只有极少数的虚拟现实设备能够实现对嗅觉与特殊触觉的刺激。这种基于输出设备交互技术在教学中的较为简单的体现就是声音与震动的反馈。

1.1.1 声音反馈

HTC Vive交互中声音的反馈来自于电脑的声卡的输出功能,外接耳机与音响就是将声卡的输出功能具体化,声音反馈本质上就是一种交互,是人作用于虚拟世界后产生的效果以声音的形式展现出来。这种交互形式相对简单,也是我们平时最为常见的一种交互形式。

1.1.2 震动反馈

震动反馈看似复杂,但是对于程序的编写人员来说实现却相当容易,引入VRTK工具包就可通过简单的设置震动的Strength(强度)、duration(持续时间)以及pulseInterval(震动间隔)来调节震动反馈的效果,强度的范围一般为0-3999,所以在不同的场景中,震动的反馈方式可以实现多样化,以呈现出更逼近真实的体验。这种震动反馈也只是简单的触觉体验,而对于在特殊场景下产生的特殊触觉却依旧无法实现。这种震动反馈可应用于教学开发中的直接传递给学习者的一种实质性提示。

1.2 输入设备

传统的基于移动端或PC端的教学软件交互主要是通过键鼠和屏幕操作来实现,而HTC Vive依赖于输入设备的交互形式主要是通过对输入设备的触摸和按压等,并且HTC Vive虚拟现实设备可通过一种激光定位的形式将捕捉到的动作转换为数据录入电脑,然后通过分析数据将动作在虚拟世界中再现从而实现一种交互,这种交互技术在x-box和一些电视一体游戏机中也有过一定的体现。

输入设备是教学软件中交互技术的主要载体,基于HTC Vive的输入设备主要包括激光定位器,头戴显示器和手柄,手柄作为虚拟现实交互的主要媒介也是交互技术开发的重中之重。

篇2:浅谈虚拟现实教学软件开发中的交互技术的论文

虚拟现实促使教学模式发生改变,交互技术的支持突破了传统的教师掌握课堂模式,学生主动进行学习,有利于创新思维和能力的开发。几种友好的UI界面和立体展示的接近真实的学习环境很大程度上提升了学生学习兴趣,进而提高学习效率。endprint

2.1 激光定位技术

HTC Vive虚拟现实设备中自带有激光定位器,通过定位器我们可以直接实现场景内外漫游的同步,用户可以很容易实现两种漫游模式,站立式与房间模式,但 HTC Vive激光定位器的内部设计较为复杂,在-间,加利福尼亚大学戴维斯分校的一名虚拟现实研究人员Oliver Kreylos详细的分析了HTC Vive的激光定位器,这篇分析涉及了定位器的更新频率与延迟、跟踪抖动、惯性定位推算、漂移校正以及准确度等几个方面,这对于Vive开发人员可以说是非常好的一件事,尽量降低不必要的误差,提高准确率,实现高效率、高精确度、高仿真的交互。这种室内动作和定位的技术对于虚拟实验室这类区域性教学软件的.开发有着突破性的价值。

实验室教学活动的重要组成部分,亲身实验的效果远比单纯的理论教学更有说服力,并且能够产生更好的学习效果。但是教学实验的时间、空间问题矛盾较为突出。昂贵的设备和实验材料经费是主要矛盾,而基于HTC Vive的虚拟现实实验很好地避免了这个问题,时间不限,足不出户便可实验。同时生物和化学方面的实验危险性也是极其突出的矛盾,而交互技术支持下的虚拟现实实验将没有任何危险性,但是又与现实实验有接近同样的体验。

2.2 手柄交互技术

在教学手段方面,相对传统基于移动和PC端的教学软件开发而言,交互技术的加入使得互动式的启发教学尤为明显,尤其体现在对手柄的操作。身临其境、自主控制的人机交互,视觉、听觉、触觉的生动展示提供了生动活泼的直观形象思维材料,形成知识点,将原本平面化的事物展示在眼前。

手柄是教学中实现交互的最重要设备,如通过菜单按钮、touchPad、系统按钮、扳机键和侧面的手柄按钮等。首先通过手柄实现交互的最简单方式就是触碰,不需要任何按键,如在一些虚拟世界中,我们需要将手柄做成教学软件中需要的模型,那么触碰就是必不可少的交互方式,以Unity游戏引擎开发为例,这种交互技术的实现与传统的教学软件开发中Trigger(触发器)的实现原理一致,在手柄模型接触到物体、停留在物体中和离开物体时,分别调用Unity内置的OnTriggerEnter、OnTriggerStay和OnTriggerExit函数并在函数内实现相应的功能即可,这种交互技术在由电脑屏幕操作到虚拟现实操作转变过程中其本质原理是不变的,只是在展示给用户的使用形式上发生了改变,所以相对于开发人员来说,由普通的2D和3D电脑手机游戏转向虚拟头显游戏开发过程中,这种交互技术是最容易理解和掌握的。

再者就是HTC Vive虚拟现实教学软件开发不同于传统教学软件开发的交互技术,总体来说可以归结为一种UI的交互,在Stream平台中,成型的基于HTC Vive的教學软件已经越来越多,但是交互技术可以说是万变不离其宗,其中一部分是通过手柄下方的Trigger扳机键来实现虚拟环境中按钮的打开与关闭,这方面与传统的Unity开发按钮的使用原理也不尽相同,但是大部分项目使用的是最为常用的交互技术——射线交互,用户在使用手柄过程中可在虚拟环境中的手柄上端发射出一条激光指针,通过指针与另一端的UI进行交互,这种交互技术主要是通过引用VRTK中的SimplePointer来实现,通过动态的设置射线接触UI的过程中UI产生的颜色和形式的变化来实现交互,这种交互技术脱离了传统媒介的交互模式,充分地展现了虚拟学习场景中独具时代感的交互模式,在虚拟学习场景中实现了未来康宁玻璃式的交互方式,并且充分展示了手柄的独特与灵活之处,所以这种射线交互技术得到了最为广泛的使用。同时另一种射线交互Bezzier Pointer,也就是我们常说的贝塞尔曲线,通过简单的接触TouchPad就可以在虚拟学习场景中实现瞬移,TouchPad就相当于整个虚拟学习场景地面,通过手在TouchPad上滑动取点,就可在虚拟学习场景中选择对应的瞬移终点,这种交互技术将虚拟世界复杂的不规则曲线运动变得规则,同时又解决了虚拟现实项目运行所需的空间限制问题,仅需站立模式就可实现房间模式所能实现的效果,将Bezzier曲线巧妙地应用于虚拟教学中,可以说这种交互技术实现了一举多得的效果。

最后一种利用手柄实现的交互技术我们称之为手柄菜单,简单的手柄菜单就是在虚拟手柄上方添加一个UI,可通过编写手柄按键来实现UI的隐藏与显示;稍微复杂的手柄菜单也就是RadiaMenu(环形菜单),通过将RadiaMenu 预制体绑定到对应的控制器下,并设计环形菜单的图案与点击事件来完成编写,用户可通过滑动触摸TouchPad来选择对应的环形菜单按钮从而实现交互。这种手柄菜单也是目前Vive开发中较为常用的一种交互技术。

2.3 头显凝视技术

学习者在学习过程中,交互形式多种多样,而最为简单的一种方式就是用眼睛观看,这种技术在以往任何形式的教学软件中都未曾实现,但是基于HTC Vive的虚拟现实教学软件却可以实现,这种交互技术叫做凝视,凝视反映出头显在作为一种输出设备的同时,也可作为一种输入设备。

SteamVR_GazeTracker(凝视)是一种在没有手柄等输入设备的情况下,可以通过眼睛盯着某个物体看来实现的一种视点交互。我们只需要将辅组类添加到我们想要凝视的物体上,比如菜单等,就可以实现凝视的功能,这是不依靠其他设备,直接通过头显实现的一种交互技术。

凝视的原理实际上是从头盔的位置发出一条射线判断是否与物体相交来做选中或者交互的。而且因为凝视的精确度不高,所以没有做直接与物体相交,而是在物体的位置创建了一个平面,通过射线与平面相交的交点的位置与物体的距离来大概判断的。这个距离值是可以调的,主要是对Gaze In Cutoff和Gaze Out Cutoff两个参数设置来调整是否选中的距离。

头戴显示器交互的实现直接决定虚拟教学的沉浸程度。就角色层面而言,交互技术支持下的操作具备很强的沉浸性和交互性,比如虚拟驾校学习软件出现使得学生在虚拟环境中完全扮演一个学徒的角色,全身心的投入环境中,体验着只有真实驾校才可能有的体验,这对后面真实的学习起着一种过渡作用,角色化的学习更有利于对技能的掌握。

3 结束语

随着虚拟现实技术和开发引擎的不断发展,目前尚未成熟的基于HTC Vive虚拟现实设备的交互技术的开发也会逐步完善。这使得虚拟现实新领域的探索成为了未来教育发展的一种必然趋势,HTC Vive这类沉浸式头戴显示器的开发程度也会逐渐提升,更多的基于HTC Vive的交互技术将被开发出来,更多种的交互方式将被应用在教育教学之中,跟随时代的步伐,掌握最前沿的开发技术,已成为信息时代的需要,更是未来教育发展的需要。

参考文献:

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[2] 牟长军, 童志伟. 综述虚拟现实技术及其应用[J]. 装备制造技术, (1).

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[4] 李国杰. 基于虚拟现实技术的力觉交互设备的研究与构建[D]. 上海: 上海交通大学, .

[5] 张少波. 沉浸式虚拟现实中人机交互关机技术研究[D]. 重庆: 重庆邮电大学, 2016.

[6] 杭云, 苏宝华. 虚拟现实与沉浸式传播的形成[J]. 现代传播:中国传媒大学学报, 2007(6).

[7] 张凤君, 戴国忠, 彭晓兰. 虚拟现实的人机交互综述[J]. 中国科学: 信息科学, 2016.

[8] 帅立国. 虚拟现实及触觉交互技术[J]. 人民论坛-学术前沿, 2016(24):68-83.

[9] 赵沁平. 虚拟现实综述[J]. 中国科学, (1):2-46.

[10] 刘氢. 基于Unity3D和htcvive的虚拟现实游戏设计与实现[J]. 通讯世界, 2017(3).

[11] 蒋文君. 互动与沉浸——虚拟现实开启广告新时代[J]. 西部广播电视, 2016(13).

篇3:虚拟现实技术室内设计论文

虚拟现实技术室内设计论文

一、室内设计的表现方式和运用的局限性

计算机现在是运用的比较普遍的一种表现方式,有三维表现和虚拟动漫的表现形式,而现在我们运用计算机表现的形式是3D多,现在基于人们的文化修养和审美意识提高,在室内设计方面的表现手法选择性越来越多,有时候同样方案和同样的设计,但是表现手法不一样,就会给客户不一样体验和效果。而基于这种计算机和传统手法相结合的虚拟表现手法就有很大的优势,可以更加直观充分的展现给客户看了。

二、虚现实在室内设计的运用和发展目的

室内设计发展至今,已经有多种表现形式了,那么虚拟表现在室内设计中有一下几个功能和目的:

1、充分的'帮助设计师讲解设计理念

在室内设计这专业出现之前,室内装修都是以业主根据自己的欣赏水平和想象来施工的,这种方式只能以亲自在现场知道工人去施工,所以也就没有施工图啊,设计方案之说,装修功能也只局限于人类的居住需求。随着社会发展才分工出设计师行业,也就有了方案和平面图包括效果图,伴随着设计师和客户交流也越来越多。但是在交流中客户和设计师都有对方案的理解,那么就能使设计师更好的修改方案,也就能和施工人员对接施工,但是这种施工固然能解决设计问题,也能更好的和施工人员交流,但是还不能满足设计师和客户之间的交流,在这个发展过程中虚拟现实运用很好的弥补了室内设计的不足,能使设计师的方案更直接的和客户交流对接,当然更加丰富了室内设计的表现手法。

2、在室内设计中优势

近年来,虚拟设计在室内设计中作为一个独立体系正在快速的发展,三维立体在虚拟现实中相比于传统手绘中的优势在于实际设计空间的真实尺寸体现。这种设计更加直观的表达出设计师的效果,更加人性化和专业化,在设计过程中更加快捷、直观、逼真。

3、灵感创作的来源

计算机更能反映空间的真实性,虚拟在空间的创作中,能把各种模型组合有利于激发设计师的创作潜能和再创作的灵感。在计算机创造中,各种模型有趣的组合,能使设计师找到源自大自然的设计,一切的设计来自大自然万物,它能使设计师在面对计算机时消除疲劳,避免单调的工作,使设计师有更多的时间来找创作作品的灵感。

4、合理的展示平面布局

计算机处理数据的强大功能,室内设计的数据一般通过计算机数据处理得来的,像室内的平面图的尺寸、标注等都可以用计算机处理得来的。传统方式则需要设计师发费大量的人力物力来计算,而且没有计算机那样精准。现在计算机的处理大大节省了时间和人力成本。

三、虚拟现实技术在运用中的不足

1、时间成本更高

以往通过传统方式手绘来与客户交流,直接可以描绘出客户的想法,而虚拟现实的制作方式则相对来说时间周期更长,也更加不好修改,在表现方式越来越多的情况下,手绘通常时间比较节省,而电脑制作的效果图相对来说也比较短,而使用的虚拟现实技术来表现方案时,通常比较漫长的,而且也不容易修改,因此虚拟技术在现实运用中的时间成本比较高。

2、价格成本偏高

虚拟技术与传统方式相比较的价格偏高由多方面的成本因素的,首先虚拟技术是一门新型的信息技术,是伴随着科技发展的成果,目前掌握这门技术的人员不是很多,这是作为一门技术表现的方式,其次是因为虚拟技术在现实操作中时间成本相对来说比较高,而且对计算机的硬件要求比较高,这也无形中增加了运行成本,因此虚拟现实运用在实际运行中有着多方面的制约因素。

3、技术人才的匮乏

目前我国教育还没有大量培养掌握这门技术的人才,而科技在前进,所以人才的匮乏不足也制约着虚拟现实技术的发展。

四、结束语

虚拟现实技术在室内设计行业中,随着科技水平的提高和人才技术的掌握,运用层面更加广阔,针对室内设计运行的问题,找到一种良好的解决方案,可以加速室内设计行业的发展,能使设计师更加直观的与客户交流,解决目前室内设计行业中遇到的问题,也可以提高室内设计行业的科技水平,为整个设计行业提供强大的技术支撑保障。

篇4:浅谈虚拟现实技术在教学中的运用的论文

[论文关键词]虚拟现实技术 虚拟实验室

[论文摘要]在教学中运用虚拟现实技术不但能有效的提高教学效果,激发学生的学习兴趣,而且还能提升教学过程中的科技含量。阐述虚拟现实技术在教学中的重要作用,重点探讨在各基础学科中虚拟现实技术的运用。

一、引言

随着计算机技术的飞速发展,虚拟现实技术已经从前沿的航天、军事领域开始进入教育领域,并涉及高等教育的各个学科。计算机变成实验台,软件变成仪器,网络变成实验室的虚拟现实技术能形象生动地表现各个学科的教学内容, 有效地营造随技术发展的教学环境,提高教学质量。

二、虚拟现实技术概述

虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及显示技术,生成三维的虚拟环境,介入者利用键盘、鼠标等输入设备,或者带上头盔、数据手套等传感设备进入虚拟环境,在虚拟环境中进行实时交互,并且能够感知和操作虚拟环境中的各种对象,获得身临其境的感受和体验。

虚拟现实技术具有沉浸感、交互性和想象力三个基本特征。在具体的教学实验中,学生可以作为主角存在于虚拟环境中,对虚拟环境内的物体进行操作并从环境中得到自然的反馈,而且当学生沉浸在多维信息空间中时,能够主动地获取知识,寻求解答,形成新的概念。

虚拟现实技术以其诸多的优点决定了它在教育领域中的重要作用。

一是避免真实实验或操作所带来的各种危险并降低真实实验的实验用品损耗;

二是在虚拟实验中可以获得与真实实验一样的学习效果,还可根据实验教学发展需求“引入”新设备,不断对新设备进行扩展。三是彻底打破空间与时间的限制。总之,虚拟现实技术结合多媒体技术和计算机网络,能提高实验效果与效率,充分发挥教学优势。

三、虚拟实验室的实现

虚拟实验室是由虚拟现实技术生成的.一类适于进行虚拟实验的实验系统,包括相应实验室环境、有关的实验仪器设备、实验对象以及实验信息资源等。在虚拟实验室中,学生能够在计算机建立的三维的模拟实验场景中从不同的视角观察一个实验对象,通过鼠标的选择或者拖曳操作便可完成与虚拟实验对象之间的交互。

(一)仿真实验

虚拟实验室实际上就是数字化的仿真技术在实验教学中的应用,一个真正的虚拟实验教学系统的前台是多媒体或是虚拟化的环境,后台是实时仿真的过程。

目前的仿真软件很多,如EASY-T、VT-LINK3.3、SPW、Cadance、Mentor、MatLab、Protel、LabView、OpenGL、MultiGen等。在构建虚拟实验时,应根据具体需求,选择合适的开发工具。如何将计算机仿真技术与虚拟化的仪器或多媒体环境有机的结合起来是虚拟实验室建立的关键和核心技术。

(二)支持技术

目前国内外对虚拟实验室的开发大致采用以下几种方法 :

1.使用JAVA+VRML进行开发。Java目前已经成为跨平台应用软件开发的一种规范,主要讨论对象行为。VRML 是一种虚拟现实建模语言,着重于虚拟场景中对象的特征。采用JAVA+VRML混合编程是实现较复杂动态场景控制等高级交互功能的有效方法。但基于VRML虚拟现实的虚拟实验在制作上较复杂,客户端需要有大量的专业的设备(如头盔、触觉手套等),附加成本较高,并且运行VRML对客户端计算机的性能要求也很高。 "

2.使用ActiveX控件进行开发。ActiveX技术是Microsoft为适应网络发展的需要而将OLE技术在Internet上的重定义。在虚拟实验室的开发过程中,代码复用性对于持续开发过程尤为重要。可以利用VB、VC++、Delphi、Builder等任何一种支持COM规范的开发工具来进行ActiveX控件的开发。由于ActiveX控件只能运行在基于Microsoft Windows的操作系统,因而移植性和通用性较差。

3.使用QuickTime VR进行开发。QuickTime VR(简称QTVR)是新一代的、基于静态图像处理的实景建模的虚拟现实技术。QTVR可以应用照片、录像或数字图像等离散数据来创建虚拟环境,完成三维空间及三维物体的造型,并实现全方位观察。具有更高的真实感、更丰富的图像和更鲜明的细节特征。QTVR制作简单、周期较短、可控性也很强,对开发一些简单的网络实验教学软件的难度不大。

4.使用FLASH进行开发。FLASH是一种基于矢量的图形系统,具有短小精悍、任意缩放、兼容性良好、嵌入ActionScript脚本功能等特点。而且Flash中的工作组功能极为强大,包含一套新的工作流程,可自动更新Flash网站的数据驱动,从而大大节约了开发者的时间。因此,FlashActionScript是网上教学虚拟实验室开发的最佳平台。

(三)功能模块设计

无论建设哪个学科的虚拟实验系统,从功能模块上均可划分为三个部分。

1.网络服务。用户可通过网络注册个人信息并经过验证后登录虚拟实验系统。登录该系统后学生可自主选择将要进行的实验,并根据实际需要获得相关的指导。

2.仿真实验。采用计算机仿真技术来构建实验模型,设计出用于测试的虚拟仪器设备、实验线路或回路、实验元器件或构件库、判别实验效果的评价标准等。用户选择相关的仿真实验以后,根据提示进行相关的操作,观察实验现象并记录实验结果。

3.数据库。为虚拟实验系统提供相关的数据服务。维护虚拟实验系统的数据信息及用户的相关权限,为仿真实验提供支持。

四、结束语

如何将虚拟现实技术很好地运用于教学中是目前教育领域发展的一个新热点。虚拟现实技术在教学中具有广阔的应用和发展前景。虚拟实验的普及能更好的提高教学效率,优化教学过程,达到更好的教学效果。

参考文献:

[1]许又泉、谭敏生、邓轶华,网络虚拟实验室及其实现方法研究[J].邵阳学院学报(自然科学版),20XX(03).

篇5:篮球运动中虚拟现实技术的应用论文

篮球运动中虚拟现实技术的应用论文

关于知识如何形成的观念(知识形成观),是教育领域里一个基础性的观念。近些年来,随着经济和社会日新月异的发展,随着电脑和网络等现代化信息技术的迅猛普及,随着终身教育的重要性和紧迫性日渐凸显,人们对现行学校教育的诸多弊端开始深刻反思,并追根溯源,追问到关于“人的知识究竟是如何形成的”这一基础性问题上来了。目前,关于这一问题的认识,正在不断深化。

一、知识形成观的变革

知识是如何形成的?传统的观念认为,知识是客观事物在人脑中的反映,换句话说,外在即客观的事物反映到人的大脑中,就形成了知识。这种知识形成观的内涵是:

(1)知识是客观事物的反映;

(2)知识具有绝对的客观性;

(3)知识是全社会通用的、古往今来普遍成立的,是外在于个人的存在物。由此可知,传统的知识形成观强调“反映”,强调“客观性”、“普遍性”。

事情果真是这样的吗?让我们从个体认识具体事物的过程开始做一些分析。

你看见桌上摆着一个你从未见识过的新奇的东西,你试图去认识它,这个认识过程可以划分为3个阶段。首先,你要用眼睛去察看它、用鼻子去嗅嗅它、用耳朵去听听它、用手去触摸它。总之,用你的各种感官去获取有关它的各种信息。它的各种信息从它所在的位置传递到你的视网膜、耳膜、鼻腔和皮肤,这是第一阶段,这是一个物理过程。然后,这些信息从你的各种感官传递到你的各种神经中枢,这是第二阶段,这是一个生理过程。最后,这些信息从你的各种神经中枢传递到你的大脑的某个核心部位(这个核心部位的奥秘,人类至今尚未揭开),在这里,所传入的信息被赋予“意义”,这是第三阶段。这是一个心理过程。

在第一阶段(物理过程)中,信息传递必定存在着“物理失真”,而且每个人的失真情况是不一样的,因为当时当地每个人的具体环境是不一样的;在第二阶段(生理过程)中,信息传递也必定存在着个体差异,因为每个人的生理素质是不一样的;在第三阶段(心理过程)中,信息传递的个体差异更加突出,导致对传入的信息所赋予的“意义”可能就大相径庭了。可见,在认识过程的3个阶段中都存在着个体差异。尤其是在第三阶段,个体差异起着尤为重要的作用;甚至对同一认识对象,不同的人可能赋予差别极大的“意义”。这也就是古往今来人们常说的“仁者见仁,智者见智”了。

为什么对同一认识对象,认识的结果会不一致,甚至可能出现非常大的差别?皮亚杰用他的“发生认识论”作了解释。他认为,人类个体在出生时,通过遗传就已经具备了一个认知结构,个体依据这个认知结构,在成长过程中不断吸取外界信息,通过“同化”和“顺化”,把这些吸取来的信息内化为自己的东西,并用来增强和改善自己的认知结构,从一个较低水平的“平衡”上升到一个较高水平的“平衡”。这样经年累月地反复无数次,这个人就成长起来了。

由此,我们可以清楚地看到人对客观对象的认识,即知识的形成,并不是传统观念所说的那样简单和单纯。认识的过程并不是简单的反映过程,而是人与环境相互作用的过程,当然其中有反映的成分。但更含有主体建构的成分;认识的结果(知识)并不是纯粹客观的,而是依存于认识的主体,它包涵着认识主体的经历、经验等诸多主观因素在内;认识的结果(知识)也不是纯粹社会历史性的,它还包涵着表证个体特征的特殊性和情境性。它是社会历史认识和个人经验的统合。

对知识形成的这些看法就构成新的知识形成观。把新知识形成观与传统知识形成观进行对照,可以发现:两者的共同点在于都坚持“实践―认识―实践”的认识路线,坚持“存在决定意识”的唯物主义原理;而两者的区别在于传统知识形成观强调认识(知识)的.客观性和普遍性,而新知识形成观在承认认识(知识)的客观性的前提下还强调认识者在认识过程中的主体性,在承认认识(知识)的普遍性的前提下还强调不同认识者在认识过程中的个体差异以及由此导致的认识结果的个体差异。

按照新的知识形成观,我们似乎可以作出这样的结论:就总体而言,“知识”是人们通过学习,发现及感悟到的对世界认识的总和,是人类认识的结晶;就个体而言,知识是一种有组织的经验、价值观、相关信息及洞察力的动态组合,它所构成的框架可以不断地评价和吸收新的经验和信息。

这样形成的知识有3个特点。其一,知识的内涵是复杂的,既有可编码、可记录的内容,也有隐含的、难以记录的内容。可编码、可记录的内容主要是那些客观性较强的内容,而隐含的、难以记录的内容主要是一些带有个体特征的内容。其二,知识既有其内在的、稳定的结构,也有其动态的、可变的一面。而这种结构和内容的变化正是通过学习来实现的。知识的内在的、稳定的结构是由认识客体的客观性所决定的,知识的动态的、可变的一面是由于认识过程中主观因素的加入而决定的。其三,知识既有其通用性、普遍性的一面,也有其特殊的、存在于某一情境的一面。因此,知识是带有“独特性”的。人的认识的发展与他的身心素质和亲身经历密切相关。每个人的身心素质、经历和当时所处的具体环境都是不同的。因而,即使吸收了同样的信息,每个人对所吸收的信息所赋予的“意义”都是不一样的,即每个人所获得的“知识”都是“独特”的。

在传统知识形成观的影响下,人们认为获得知识的途径只有一条,那就是从学校、老师那里通过教材、教学传授得来。当然,这确实是一条重要的途径,但显然,又不是唯一的途径。还有一条更重要的途径,那就是从实践中学习,即个人通过亲身实践中有目的的深入的观察、体验,经分析、综合、判断、推理,发现事物的本质和规律从而获得知识。

实际上,社会上各种专业的从业者,如工程师、建筑师、农艺师、医师、教师、律师、会计师等等,他们在学校中学习专业只有几年时间,学到了一些书本知识,而他们一生的专业实践却有几十年时间。他们从自己的专业实践中所获得的知识比在学校中学到的书本知识要丰富得多、扎实得多、有用得多。至于政治家、社会活动家、军事家、外交家等,就更是这样了。

对于在校学生的学习,也应当通过新的视野予以变革。其要点有:

(1)学生学习知识的过程,本质上就是将正在接受的知识与自己原有知识重新组合为新知识的过程;

(2)每个学生的这种组合过程都是独具特色的、是个性化的;

(3)每个学生所表现出的新组合的独特性和新颖性就孕育着某种创新。所谓知识的重新组合,就是把原来几种知识联系起来合成为一种综合知识,或者把一种知识拆分为几个部分,然后以新的形式把这些知识重新联系起来,成为具有新特征、新功能、新内容的知识。

知识形成观发生了这样的变革,对学校教育必然会产生巨大的影响。这些影响主要表现在对课程与教学等问题的认识也随之发生了变革。

二、对学校课程的新认识

传统课程观把课程看成是“在特定的学科领域内所提倡的学程”。长期以来,人们提到“课程”,就很自然地想到诸如语文课、数学课、物理课、体育课之类。这种课程观念的特点是:

(1)课程的内容是精心挑选出来的绝对成熟了的东西,因而具有绝对的真理性;

(2)课程内容是纯粹外在于学生的知识体系,因而具有绝对的客观性;

(3)课程的内容像仓库里的货物一样是定型了的、形态不变的东西;

(4)课程的实施只是一个“照图施工”的过程,教师只需要按照预先设定的目标、计划、教案忠实地执行就可以完成任务;

(5)学生只需洗耳恭听、“虚心”接受课程内容就可以完成学习任务。总之,传统课程观把课程看作是与教学过程分离的东西,是外在于、先在于教学过程的东西,因而它必然忽视学生的经验、体验,也忽视教学过程中的具体情境。归根结底,它是一种忽视学生主体性的陈腐观念。

显然,新的知识形成观与这种传统课程观必然会发生冲突,新的知识形成观涉及到课程领域,必然呼唤新的课程观。在新的知识形成观的影响下,新的课程观便具有如下的特征:

(1)必须解除纯粹反映论的束缚,把课程看成是让学生吸纳新知识并与自己原有知识结构重新组合、建构新知识结构的过程;

(2)必须解除绝对客观性的束缚,重视学生的主观体验和已有经验在学生学习过程中的特殊作用;

(3)必须解除过分强调知识通用性、普遍性的束缚,重视学生的个体差异,真正实施因材施教。

因此,课程观念应当实行如下几个转变:

(1)从片面强调学科内容转变到既重视学科内容又重视学生的经验和体验;

(2)从强调预先的目标、计划,转变到更重视课程实施过程本身的价值;

(3)在课程实施中,从单一强调教材,转变到重视具体教学情境;

(4)从片面强调课堂讲授形式,转变到重视实践教学、重视活动课程。

由此,新知识形成观也将引导出新的课程观。新的课程观的内涵是:

(1)课程是一种在实施过程中发展着的东西,而不是外在于和先在于学生的固定存在物;

(2)课程是师生共同参与探求知识的过程;

(3)课程不仅是让学生积累知识的过程,而且是引导学生“发现”和“创新”知识的过程(当然,这里的发现、创新与科学家和学者的发现、创新是不同的);

(4)课程的目标不仅仅是停留于学生的认知发展,而应包括学生的认知、情(感)意(向)、审美、价值观等全面发展。从心理学角度来考察,传统的课程观主要依据行为主义心理学和认知心理学,主要关注并依赖学习者的认知品质和过程;而新的课程观则跳出了纯认知的范畴,强调和依赖学生的个性(情感、兴趣、态度等)的全面参与,即除了认知因素之外,学生的其他心理成分同样是课程设计与实施的重要因素。

三、对学校教学的新认识

自20世纪50年代以来,前苏联教育学家凯洛夫的教育理论不论是对我国教育的理论还是教育实践,都发生了巨大的影响。凯洛夫主编的《教育学》对“教学”所下的定义是:“教学过程一方面包括教师的活动(教),同时也包括学生的活动(学)。”受这种观念的影响,我国教育界一直到现在都是在与其相同或类似的教学观指导下组织和实施教学活动的。这种教学观可称之为“传统教学观”。

传统教学观认为,教学就是教师以预先编定的教材为工具,把知识传授给学生的活动。教师的职责是“传授”(传道、授业)和“训练”,学生的职责是“接受”和“掌握”。知识和技能好比是“水”,是预先选择和设定的,是客观的、外在的、固定不变的东西;学生好比是一个“空桶”。教师的“教”就是把知识、技能之水一点点地灌进这些空桶里去(当然也讲究灌水的方法),学生的学习过程就是等待教师把知识、技能之水装进自己的桶里来(至多是跟教师积极配合)。

那么,传统教学观有哪些特点呢?其一,教、学二分。也由此引出了谁是主体的长期争论。其二,“三个中心”,即:教师中心、教材中心、课堂中心。由此导致学生完全处于等待教师来灌输、塑造的被动的地位。其三,把教学等同于知识传授和技能训练,忽视学生综合能力的培养、主体素质的养成和个性的发展。其四,教师对学生的关系是单向的、居高临下的关系,教师是塑造者,学生是被塑造者。

在传统教学观的支配下,学校教学必然表现出种种弊端。对这些弊端的揭露与批判,已经有很多了,本文不拟重复。笔者在此仅对传统教学观支配下的教学环境的封闭性多说几句。因为笔者认为,教学环境的封闭性是传统教学的主要弊端之一,它对教学和学生的危害,至今尚未引起人们的重视。

康健等人对传统教学的封闭性做了很好的归纳和批判。他们指出,近代学校课程的历史局限性主要反映在4个方面。

(1)知识发展的封闭性:过于注重已有学科知识的传授;

(2)学科体系的封闭性:导致不同学科之间、理论与实际之间的被割裂;

(3)教学时间、空间的封闭性:使本应生动活泼的学习过程变成兴味索然的被动接受过程;

(4)教育目标的封闭性:使基础教育的功能单一化。

这几种封闭性叠加起来,就造成了一种严密封闭的教学环境。而这种严密封闭的环境使学校产生了极大的排斥力量,排斥那些不适应这种封闭性环境的学生,乃至把那些学生视为“差生”,并作为“废品”或“次品”,一批批地被“扔”出学校。这必然就偏离了学校教育的根本宗旨。

显然,新的知识形成观与传统教学观必然要发生冲突,也迫使我们必须探索新的教学观。新的教学观应该具有这样一些特征。其一,教学要着眼于学生的发展。其中当然包括知识和能力的发展,更应包括态度、价值观、情操、审美观念和生活品位的健康发展与个性的健康发展。其二,教和学应当合一。教学是教师和学生们通过相互交往而共同营造、共同参与的活动。教学是一个包括认识和交往实践两个方面的活动过程,是一个认识和交往实践统一的过程。其三,教师与学生的关系应当是一种新型的、双向的关系。在新教学观的指导下,教师与学生的关系既有通过教材这一中介而发生的间接关联,更应该有它们两者之间相互交往而发生的直接关联。因此,教学不应是一个纯粹的“教师教、学生学”的过程,师生关系不应是“给予”与“接受”的简单关系,更不是居高临下的塑造者对仰承恩惠的被塑造者的关系。

新的教学观认为,教学是通过教师与学生共同参与的认识活动,是学生增长知识、发展能力的活动,也是通过教师与学生之间、学生与学生之间的亲切交往,从而使学生在态度、价值观、审美观、生活品位和个性方面均能获得发展的一个教与学统一的过程。因而,“教学”在本质上是一个让学生在特定环境中,通过学习和交往,素质获得健康发展的过程。这里的素质,包含认知结构、情意结构、行为、习惯;包含知识水平、能力水平、价值观念、审美品位;包含科学精神、人文精神、创新精神。通过教学过程,促使学生自主地形成稳定的、基本的、内在的优秀品质,成长为身心健康的人,道德、情操高尚的人,掌握了一定知识、技能并善于学习、勇于创新的人,养成良好生活方式、生活态度、生活习惯的人,能融洽地进入社会并为社会作出自己特有贡献的人。

新的教学观摒弃了传统知识形成观的陈腐观念,吸取了新知识形成观的营养;认为知识不是纯粹反映的产物,不是纯粹客观性的,不是纯粹普遍性的;应当重视学生个人的经历和体验在教学中的重要作用,重视情感和意向因素对教学过程的重大影响;必须打破传统教学的封闭性,营造一种新型的开放的教学环境。这就是新教学观的核心。

四、用新知识形成观指导教学改革

新的知识形成观通过对课程观、教学观的逐步渗入,正影响着当前教学改革的方向。我们应该更自觉地遵循新的知识形成观、新课程观、新教学观展现的方向实施教学改革、组织教学活动,应当着意把握住新观念的核心内容。用新知识形成观指导现实中的教学改革,就需要根据具体情况来选择和设计改革方案,并在具体的教学改革实践中,通过以下特定的形式或方式来贯彻、落实。

提倡“情境教学” 新的教学观主张重视学生个人的经历和体验在教学中的重要作用,重视情感和意向因素对教学过程的重大影响,因而强调要营造一种情境交融的教学环境。许多教师在自己的教学实践中创造了很多很好的办法来营造这样一种教学环境。虽然具体情况各有特色,但其核心要素是一致的,即具有情境交融的特点。人们把这些行之有效的教学方式称之为“情境教学”。情境教学的特点是:教学内容形象生动,注重调动学生情感、营造学生参与氛围、引导学生自主发现。总之,把学生的认知活动与情感活动结合起来,把学习活动与师生之间、学生与学生之间交往实践活动结合起来。

重视“实践教学” 新的教学观强调重视实践教学。实践教学对学生素质的全面发展具有特殊作用。我们可以从3个方面把实践教学与课堂讲授作一比较说明。

其一,从学生“角色”的角度考察,实践教学具有单纯课堂讲授所没有的优势。在课堂讲授中,学生基本上只是个被动的接受者;而在实践教学中,学生在一定程度上是主动的探索者。因而,在实践教学的氛围中,比之课堂讲授的氛围,学生的主体精神更易于激发出来,学生的内在潜能也更易于激发出来。

其二,从教学“内容”的角度考察,实践教学也具有课堂讲授所没有的优势。在课堂讲授中,教学内容一般是某课程的基本概念、基本原理和基本素材之类,讲授方法偏重于分析、演绎;而在实践教学中,学习内容一般是综合性的,学生需要综合运用课程内容解决某个具体问题。这样,就把学生置于必须自主解决问题的情境中,使学生获得亲身体验的机会,有利于学生实现对教学内容的内化。

其三,从教学“过程”的角度考察,实践教学也具有课堂讲授所没有的优势:在课堂讲授中,只需要学生在老师的引导下积极思考(即动脑)就可,一般不要求学生动手操作;而在实践教学中,学生必须既动脑又动手。手脑并用,就给学生提供了发展自己能力尤其是创新能力的机会。

组织好“活动课程” 新的教学观特别倡导多组织和组织好“活动课程”。因为活动课程具有特殊的育人作用,主要表现在以下方面。

其一,活动课程有利于学生自主学习。学生在教学中居于何种地位,这是新教学观与传统教学观的本质区别之一。传统的学校教学以教师、教材、课堂为3个中心,使学生被迫处于一种封闭的环境中。课程是计划性的、指令性的,教学方法是批量式的、程序化的,这就使得学生在整个教学过程中失去了应有的主体性。而活动课程打破了教师、教材、课堂3个中心,把学生的主体性还给了学生,有利于学生自主地学习。

其二,活动课程有利于学生直接体验。传统教学过于强调学生对知识的接受而忽略了学生的直接体验,即注重结果而不注重过程。然而,学生只有通过对客观事物规律发现过程的亲身体验,即在学习过程中通过实践活动直接体验,才能真正理解教学内容,才能真正懂得学习的意义和价值,才能养成探索、追求真理的科学精神。

其三,活动课堂有利于学生个性养成。在人的个性中,最本质的东西是人格的独立性、自主的积极性和创造性。在当代这样一个科技、经济和社会迅速发展变化的时期,人的态度、精神、情感、价值观等,比知识、能力、技术更重要。因为知识可以通过传授而获得,然而态度、精神、情感、价值观却不可能依靠传授和训练来获得,只能在自主的实践中养成、在广泛的社会交往中形成。活动课程就提供了这样的有利条件。

总之,当代知识形成观发生的变革,有力地带动了学校课程观和教学观的变革。学校课程观和教学观的变革,又必将有力地促进学校教育的深刻变革。

参考文献:

[1]张华.课程与教学论.上海:上海教育出版社,.

[2]高峡,康健,丛立新,高洪源.活动课程的理论与实践.上海:上海科技教育出版社,1997.

[3]王红宇.新的知识观与课程观.比较教育研究,1995(4).

[4]夏正江.论知识的性质与教学.华东师范大学学报:教育科学版,2000(2).

篇6:虚拟现实技术中VR计算机教学的应用论文

虚拟现实技术中VR计算机教学的应用论文

【摘要】现如今,信息技术领域出现了一项非常受人关注的技术,那就是虚拟现实技术。此项技术已经很好地融入于人们的日常生活中,尤其是在教育领域,灵活地运用虚拟现实技术可以创造新的教学模式。笔者深入研究了虚拟现实技术,并以计算机课程教学为例,解析了虚拟现实技术在计算机教学中的使用方式。

【关键词】信息技术领域;虚拟现实技术;计算机教学

1引言

最近几年,随着科学技术的迅猛发展,民众获取信息量的途径和条件也在逐渐增多。学校的教育,尤其是当代大学的教育非常重视迅速传递信息的方法。现如今,学校教育方式正在走向开明与宽松,在教学中应用VR技术一定会在不远的将来获得广泛的应用与推广。

2计算机课程教学具体情况

2.1计算机课程教学特性

全球都在推行信息化技术,计算机方面的专业技能也就随之变得抢手了起来,计算机方面的课程也变为了重点课程。经过对计算机课程内容的深入挖掘之后,笔者认为计算机教学存在下面几种特点:(1)计算机课程内容需要随时地进行变化。随着科技水平的进步,课程的内容需要一直更新。(2)计算机课程属于一种工具,需要将理论与实践相结合。(3)计算机课程具有很高的需求量,可以在许多领域里进行有效的应用。因此,计算机课程的教学既要与时俱进,还要科学合理的选择教学模式。

2.2计算机课程教学存在的缺陷

在最初学习计算机课程时,相当多的学生对于这门学问是盲目的,认为学习计算机知识是非常难的一件事。这是由于在以往的学习中,他们没有进行过系统的学习。而且学生来自五湖四海,教育水平不尽相同,使得教师在教学时非常不容易确定课程的教学方式。不仅如此,计算机教学相当得抽象,理论知识与实践操作具有比较大的差别,使得相当多的学生难以掌握学习的内容,或是掌握了理论知识却不懂得如何进行实践操作。在以前进行教学时,教师可以利用软件模拟或是在计算机上直接进行操作,让学生能够直观地掌握所学知识。可是这部分知识比较零碎,而且没有进行实践操作,也会导致在理解时出现疏漏,这都是由于缺乏实践操作而引发的结果。

3在计算机教学中结合虚拟现实技术

3.1辅助计算机课程教学

计算机课程的教学需要大量的实际操作,因此,如果要把书本上的内容应用到现实中还是相当困难的。在实际操作的时候,相当多的学生都会因为缺乏实践的经验而导致操作无法进行下去。可如果是将虚拟现实技术引入课程的教学中,就能够有效地处理此难题。比如,在学习计算机的构成及安装方面的课程时,学生应该仔细地了解计算机是由什么组成的,它们是如何安装在一起的,遵循着什么样的顺序。尽管教材上具有非常详细地讲解,可是光凭借文字和图片还是难以让学生确切地了解计算机各部件存在的联系。学生只好自己琢磨,这就导致学生的理解有可能具有偏差。以往的.解决办法就是将学生们带去机房,教师拆解计算机,让学生进行学习,之后将所有的部件进行讲解。虽然此种教学方法可以让学生们有更直观地了解,且便于掌握,可是教师的能力有限,他无法照顾到所有的学生。如今学生的思维还比较个性化,他们对于新鲜事物都具有自身的一套理解方式,教师能做的只有确定方向,可是思维方式必然不统一,不是所有学生都可以接受此种教学方式。因此,就需要用到VR技术,它能够将计算机实物全方位地反映在学生的面前。在学习的过程中,学生能够在虚拟的环境中进行实践操作,搞清楚所有部件的形状、大小和位置,运用自身的理解来实行拆装。又比,在进行数据结构的讲解过程中,常见的数据结构的算法思想相当得抽象。在教学与演示时都不容易让学生掌握,这也是计算机课程教学里较为困难的一点。这个时候,也可以通过使用VR技术来进行处理,把抽象的算法过程直接地表现给学生,便于学生的理解与掌握。如递归算法属于学生难以掌握的知识,它主要依赖于堆栈实行计算,而学生通常不容易掌握堆栈的内容,导致实践操作不顺利。但用了VR技术之后,就能够把堆栈内部变化的动态过程直观地体现在学生面前,学生能够有效地掌握此项内容。另外,还能够使用VR技术来解树和图的遍历,树和图的遍历同样是相当抽象的算法,也属于计算机课程教学的困难所在,学生通常无法顺利地写出遍历的顺序,理解上存在着偏差。可是使用了VR技术之后,就能够从可视化的角度直观地表现出遍历的顺序,学生能够直接地理解遍历的顺序是如何构建的。这么做既可以便于学生的掌握,也能够便于教师的教学。学生在虚拟环境中能够获得非常好的交互性和沉浸感,让学生能够有效地学习知识。

3.2辅助计算机进行实验教学

模拟状态的机房实验系统可以通过虚拟现实技术来进行打造,一些实验的仪器设备、实验对象等实验资源都可以虚拟出来。机房的整体状态可以全方位地通过虚拟机房进行还原。这样的做法对于许多设备的花费与资源消耗来说都是一种节省,还可以更加直观和便捷地让学生学习知识。机房与设备通过VR技术来进行虚拟的打造,可以获得一些非常直观的感受与真实的经验,实验的对象也可以涉及到一些不可拆卸的元器件,也可以剖析一些不可见的结构原理。对于学生来说,他们可以更加深入地熟知计算机的相关知识。在经济效益上来看,在计算机教学中,设备的成本也可以在很大程度上借助于VR技术来得到节约,而且维修的花费也得到了避免。除此之外,VR技术在更新教学内容与安全性的操作上都有其他技术所不具备的明显优势。但是我们也应该看到,教学的实现如果只是依靠虚拟的实验手段也一样达不到最好的效果,一定要将理论与实践相结合。教师要在具体实际的计算机实验教学中做到“虚实结合”的教学方式,对教学内容进行科学的分配,针对一些实验来具体的安排上机操作。这么做的目的不仅可以让学生即使发现自己存在的问题,更对知识体系有了更好的掌握,强化了实验效果。

4结语

在未来计算机的教学中,虚拟现实技术将会产生非常大的影响,在计算机教学中运用VR技术,能够打造一个更为具体、真实的教学环境。它不仅可以帮助学生有效地学习教学内容,调动学习的积极性,也便于教师备课,提升了教学质量,解决了以往教学难以处理的状况。伴随着网络技术的飞速进步,VR技术存在非常广的应用前景,也一定会成为未来计算机教学的趋势.

【参考文献】

[1]成艳真.虚拟现实技术VR在计算机类教学中的应用[J].晋城职业技术学院学报,,4(2):21-23.

[2]王宇飞.虚拟现实技术及其在实验教学中的应用[J].教学与管理,(3):88-89.

篇7:虚拟现实技术在艺术设计中的应用论文

1虚拟现实技术及现代环境艺术设计概述

1.1虚拟现实技术概述

虚拟现实技术简称VR技术,是现代化科学技术应用发展实施之后形成的一种新型技术,在其技术的应用形成中,借助电脑模拟产生三度空间折叠的虚拟世界,能够在视觉、听觉以及触觉上进行感官模拟,让其使用者,能够如临其境一般的感受到其技术应用带来的冲击。按照虚拟现实技术在现代化社会发展中的技术应用表现来看,其整体的技术应用和现代化三维立体整合技术相关,也就是在三维立体整合技术应用实施中,将整体的技术应用控制和现实技术应用结合,保障在现实技术应用结合处理中,能够为整体技术应用控制性能转化奠定基础。从虚拟现实技术应用的技术表现形式来看,其整体技术应用中的表现形式共分为以下几点:一是对于显示技术的应用,主要是建立在三维立体展现技术实施之上,将三维立体化技术展示作为整个技术应用实施中的关键性技术展现。二是对于声音技术的应用展示,借助虚拟现实技术应用,能够按照声音的特性化分析进行对应的信号传达转变。三是对于语音技术及感官技术的应用,整个技术应用中采用的是自然语言,将自然语言和技术应用结合,从而发挥出其技术应用中的整体性技术控制能力,实现技术应用的智能化发展[1]。

1.2现代环境艺术设计概述

现代环境艺术设计指的是按照现代环境设计工作开展需求,将整个环境设计中的要素明确,并且借助现代环境艺术设计中的技术处理,对环境设计进行科学化分析。同时在环境艺术设计规划分析中,还将空间装饰、造型构造和色彩装饰等都作为整个环境艺术设计中的关键性技术进行规划,以这种技术的应用规划实现了整体环境设计工作的科学性转变。按照我国现代化社会经济建设发展中对于现代环境艺术设计的定义来看,其整体艺术设计的内涵主要指的是按照环境整合中的需求,将区域性环境设计要点明确,保障在整个区域性环境设计要点的整合处理中,能够为整体的景观设计奠定基础。因此,现代环境艺术设计也可以被称之为景观艺术设计。其对应艺术设计中需要按照具体的居住需求进行景观的选择与设置,这样才能满足整个环境内的居住生活应用需求。随着我国环境艺术设计工作开展需求越来越多,为了将整体的环境艺术设计能力提升,已经在高校学生教育工作开展中,将现代环境艺术设计作为一门专门的课程和学生教育结合,力求通过环境艺术设计工作的开展整合,提升其整体艺术设计能力[2]。

篇8:虚拟现实技术在艺术设计中的应用论文

在我国现代化经济建设发展速度逐渐提升背景下,针对于现代环境艺术设计工作开展也越来越重视,在完善整体环境艺术设计工作开展的同时,应该按照现代环境艺术设计工作开展中的整合需求,将整体的环境艺术设计技术应用能力提升,借助虚拟现实技术进行现代环境艺术设计工作开展就是对现代环境艺术设计工作开展提出的一项新型技术应用。借助虚拟现实技术应用中的三维立体展示技术,能够将整个技术应用中的环境设计工作开展实践好,保障了其整体技术应用的科学性提升。同时按照虚拟现实技术应用中对于现代环境艺术设计的模型构建分析,能够将整体设计中的科学性展现,这对于现代环境艺术设计工作开展而言是非常重要的一项技术应用。另外在我国现代化城市化建设发展进程逐渐转变提升背景下,针对于现代环境艺术设计工作开展也提出了新的要求,而借助虚拟现实技术应用是转变和提升现代环境艺术设计工作开展的一项关键性因素,因此必须要注重对二者技术应用的整合控制[3]。

篇9:虚拟现实技术在艺术设计中的应用论文

随着现代化科学技术的不断发展,虚拟现实技术和现代环境艺术设计工作开展的前景也在不断的转变,在两者技术应用控制的科学化转变下,实现了环境艺术设计与虚拟现实技术应用的科学性控制能力提升。就我国现代化虚拟现实技术的应用发展来看,其整体技术应用发展已经实现了是可视化及智能化发展,在其技术应用发展下,能够将现代环境艺术设计实现三维立体技术设计转化,保障了整个环境艺术设计的科学性发展效果提升,同时也满足了整个环境艺术设计工作开展的技术应用科学性转化能力提升。这对于未来环境艺术设计工作开展的科学化转变而言是非常重要的一项技术转变,为了提升整体的环境艺术设计能力转化需要按照具体的技术应用进行二者技术实施的整合发展,这样才能促进两者技术应用的双向化发展[7]。

结语

综上所述,在现代环境艺术设计中,为了将整体的环境艺术设计能力提升,已经将虚拟现实技术与具体的环境艺术设计结合,在虚拟现实技术的应用下,实现了现代环境艺术设计的科学化转变。并且在其技术的应用辅助下,全面的提升了现代艺术环境设计工作开展的实践性能力提升。随着未来科技的发展,现代环境艺术设计与虚拟现实技术的应用前景发展也将逐渐实现科学化发展整合,最为直接的一项技术应用就是在VR技术应用下,实现现代环境艺术设计的可视化管理,达到其整体艺术设计能力提升目的,为现代环境艺术发展的科学性转变奠定基础。

参考文献

[1]章敏捷.论虚拟现实技术在环境艺术设计中的应用[J].建筑工程技术与设计,,14(20):125-129.

[2]王增.基于虚拟现实技术在环境艺术设计中的应用研讨[J].山东工业技术,2016,54(2):275-275.

[3]朱佳.分析环境艺术设计中虚拟现实技术的应用[J].现代装饰(理论),2016,20(12):123-125.

[4]单江.虚拟现实技术在环境艺术设计中的应用[J].住宅与房地产,,21(3):00249-00249.

[5]张大为,姚娜娜.虚拟现实技术在环境艺术设计中的应用研究[J].艺术科技,2017,10(10):292-292.

[6]滕星.虚拟现实技术在环境艺术设计中的应用研究[J].北方文学:中,2016,32(1):219-219.

[7]杨砚楷.浅谈虚拟现实技术在环境艺术设计中的应用[J].美术教育研究,,25(2):76-76

篇10:虚拟现实技术在艺术设计中的应用论文

3.1直观性效果展现有所提升

在虚拟现实技术应用和现代环境艺术设计工作开展的结合中,能够借助三维立体展示技术,将整个技术应用中的现代环境艺术设计工作开展体现出来,并且能够对整个环境艺术设计中的要素进行科学的分析。对应的环境艺术设计管理者,在进行环境艺术设计工作开展实施中,将对应的环境艺术设计效果图,按照其设计中的要素控制,将对应的参数及数据录入到虚拟现实技术系统处理中,这样借助虚拟现实技术,就能够直观的展示出其技术应用控制的艺术设计效果,保障了整个环境艺术设计的科学性能力提升。按照这种技术应用展示,对应的环境艺术设计管理者,能够在虚拟现实技术应用辅助下,及时的将整体技术应用控制中的技术处理要点控制明确,实现了整体技术应用的直观性表达。对于现代环境艺术设计的科学化转变具有重要性研究意义,对应的环境艺术设计管理者,应该注重对其设计中的艺术应用分析,这样才能提升整体的环境艺术设计能力[4]。

3.2艺术设计准确性有所提升

现代环境艺术设计工作开展中,其对应的艺术设计资金投入计算是较为重要的一项管理工作,只有保障在整个环境艺术设计工作处理中,能够按照现代环境艺术设计工作开展中的整合,将对应艺术设计工作开展中的要点控制明确,这样才能满足现代环境艺术设计工作开展的科学性转变。借助虚拟现实技术能够实现其整个技术应用中的技术实践转化,并且保障在整个技术应用控制中,能够为现代环境艺术设计工作开展能力提升奠定基础。作为现代环境艺术设计管理者,及时的按照环境艺术设计工作开展中的需求,将对应的艺术设计参数录入到虚拟现实技术处理系统中,在其系统技术应用控制处理中能够将整个环境艺术设计中涉及到的成本进行细化,保障了整个环境艺术设计工作处理的科学性转化,对于现代环境艺术设计成本控制工作的处理是非常重要的一项管控技术[5]。

3.3艺术设计配景展示能力提升

现代环境艺术设计工作开展中,其对应的环境艺术设计对景观的配置是较为重要的一项管理工作,只有保障了整个环境艺术设计中的景观配置科学,这样才能满足现代环境艺术设计的科学性运转能力提升。借助虚拟现实技术应用,能够将整个环境艺术设计中的景观配置进行充分性化,保障每一处景观设计配置都能够复合现代环境艺术设计工作开展需求。同时在虚拟现实技术应用控制下,也能够对整个环境艺术设计工作处理中的景观与配景处理,对于不同区域内的景观配置采用不同的配置方案,提升景观配置的舒适性,这样才能保障整体的景观配置满足环境艺术设计工作开展需求。例如,按照虚拟现实技术应用,将其整体技术应用中的景观配置进行细化分析,并且出具不同的景观配置方案,供景观艺术设计管理者选择,实现了整体的景观配置展示能力提升。

3.4设计交互性有所提升

虚拟现实技术应用中最为重要的一项技术应用就是技术应用的交互性,按照其技术应用交互性处理,将现代环境艺术设计工作开展和具体的技术应用交互结合,保障在技术交互处理中,能够为整个景观设计中的直觉性感官体验奠定基础。以虚拟现实技术设计为主的现代环境艺术设计,在其设计技术的实施中,能够让设计者借助虚拟现实技术进行感官技术应用控制,保障在整体的感官技术应用控制处理中,能够为整体技术应用控制的科学性奠定基础。同时还能够在现代环境艺术设计工作开展中,借助虚拟现实技术应用,让用户进行感官体验,在用户感官体验过程中,就能够按照具体的景观设计工作处理,进行对应的景观技术应用科学化发展,实现了整体环境艺术设计能力提升,满足了用户的景观设计需求[6]。

篇11:虚拟现实技术在建筑设计中的应用论文

虚拟现实技术在建筑设计中的应用论文

摘要:虚拟现实技术是一项综合性建筑设计方法,减轻设计人员劳动强度,缩短设计周期,提高设计质量,节省投资。设计者设计的建筑物与工程单位可在万维网上相互沟通交流。

关键词:虚拟现实 建筑设计 计算机辅助设计 建筑物

1 前言

计算机技术用于建筑设计已有多年,计算机辅助设计(CAD) ,主要是帮助设计者把设计、计算、画图、数据存储和处理等繁重工作交给计算机完成,而设计者把主要精力用于创造性构思。计算机产生的设计结果,可通过图形设备向设计者展示,并可模拟,允许设计者作出修改。虚拟现实(简称VR) 技术能创造身临其境的感觉。

虚拟现实也称虚拟环境或虚拟真实环境,是迅速发展的一项综合性计算机、图形交互技术,它集成了计算机图形学、多媒体、人工智能、多传感器、网络并行处理,利用计算机生成的三维空间形象实现的目标合成技术,通过视、听、触觉,以图表及动画方式呈现,让观看者“眼见为明”。它改变了传统的计算机辅助设计被动静态的信息传递方式。它的特性包括:

(1) 交互性(interactive) ;

(2) 想像性(imagination) ;

(3)沉浸性(immersion)。

虚拟现实就建筑视觉模拟的可行性而言,应用领域可包括:建筑物模拟、室内设计模拟、城市景观模拟、施工过程模拟、物理环境模拟、防灾模拟、历史性建筑模拟等。在建筑设计中既要进行空间形象思维,又要考虑到以用户的感受为核心,是一连串的创新过程,包括规划、设计、建设施工、维护等。巨大的成本和不可逆的执行程序,不能出现过多的差错,虚拟现实是一种可以创造和体现虚拟世界的计算机系统,虚拟世界是整体虚拟环境或给定仿真的对象的全体,充分利用计算机辅助设计和虚拟现实,可减轻设计人员的劳动强度,缩短设计周期,提高设计质量,节省投资。虚拟现实技术在建筑设计中应用广泛。

2  展示建筑物的整个信息

现阶段的二维、三维的表达方式,只能传递建筑物部分属性的信息,并且只能提供单一尺度的建筑物信息,使用虚拟现实技术可展示一栋活生生的虚拟建筑物,使人产生身临其境之感,设计不仅仅是设计者的事,住户、管理部门都可起到辅助决策的作用。

3  远距离浏览

设计者设计的建筑物与工程单位可以相互沟通交流,通过万维网达到远距离浏览,也可以以计算机语言开发与虚拟现实造型语言整合,虚拟现实用于Internet 网中提高其普遍性与实用性。

4  实时多方案比较

在建筑设计过程中,一般都会对设计的建筑物提出不同的设计方案,对未来建筑物的形象做多种设想,在虚拟的建筑三维空间中,可以实时地切换不同的方案,在同一个观察点或同一个观察序列中感受不同的建筑外观,这样,有助于比较不同的建筑方案的特点与不足,以便进一步进行决策。事实上,利用虚拟现实技术不但能够对不同方案进行比较,而且可以对某个特定的局部作修改,并实时地与修改前的方案进行分析比较。

5  专用的人机接口交互

人机接口是使用者与计算机沟通的桥梁,它是代表使用者意图的转换及计算机程序的执行,良好的人机接口的建立,可减少使用者对系统的学习时间和增强系统的`使用效率。在虚拟现实技术建筑设计中,必须有特定的人机接口模式:

(1) 使用者模式。使用者直接进入虚拟现实中,进行观测与互动操作,以第一人称的观测方式,进行虚拟现实的沉浸观察,隐藏的接口,只有在使用时才出现;

(2) 代理者模式。在虚拟现实中,常因沉浸环境与现实环境的感性差距,而造成空间迷失现象,以至于使用者无法掌握虚拟现实中的状态,以空间代理者的虚拟环境信息的提供,以第一和第二人称的观察方式,进行虚拟环境中的观测;

(3) 监控模式。使用者以第三人称的方式,监控虚拟现实中所有的现实状态,并进行虚拟物的监视与控制,而接口的产生与虚拟现实的种类并无绝对的关系;

(4) 浸入操作模式。将控制虚拟现实物的接口,置于虚拟现实中,以进行仿真式的操作模拟,使用者以

第一人称的操作方式,对虚拟物进行控制。从系统整合的观点来分析建筑设计,系统的接口连结不当,影响设计质量和施工程序。

虚拟现实系统基本上有两种:模型式和图像式。以模型式虚拟现实,以虚拟现实造型语言(简称VRML) 为主要描述语言,使得建筑设计可用计算机进行三维建模,利用效果图和三维施工图与资料库,并利用虚拟现实技术连结到资料库作为实时模拟操作。虚拟现实造型语言,可用来在万维网(3W) 中定义与更多信息相关联的三维世界的布局和内容,使之能够在一个交互的三维空间中很容易地被表达出来。当虚拟现实造型语言浏览器启动后,它会将虚拟现实造型语言中的信息解释成虚拟现实造型语言空间中的建筑物的几何形体的描述,一旦VRML 空间被用户的浏览器解释,它将提供实时显示,一秒钟可以显示多次,这样,用户的机器上将会有一个活动的场景。

6  应用实例

荷兰的虚拟现实技术起步较快,Eindoven 大学的Calibre研究院已用虚拟现实技术进行设计和咨询,他们开发的软件包由一组类CAD 的函数组成,称为CAAD 软件,为建筑结构的创建、修改和可视化提供了工具包, 它支持Auto CADDXF 文件的输入输出,而且能够用于虚拟环境中增加动画和对象的动态行为。已用该系统模型化了一座小城市,具体目标是在河中小岛上设计一栋博物馆。这座城市由好几百栋建筑物组成,坐落在河边斜坡上,可以俯瞰小岛。首先,数字化该城市的地图,创建基本的Auto CAD 模型;其次,按真实三维位置安排每栋建筑物,同时也考虑山坡的轮廓;再次,加上建筑细节,如门框和窗框设计,以便标准地表现该城市的美学特征。该应用实例让人们领略了该领域和他们所取得的成果。

在美国洛杉矶和费城的虚拟建筑三维模拟系统被认为是全球最成功的虚拟建筑模拟系统之一。各国对虚拟现实技术都在研究和应用,我国也一样,在虚拟世界建筑方面,都已制作和展示了复杂的虚拟世界模型。虚拟现实技术所涉领域十分广泛,技术潜力巨大,在建筑设计中应用前景广阔,但软硬件投资巨大,可重复性低,如计算机辅助设计/ 制造数据库/ 计算机辅助工程,多媒体/ 台式视频,图形艺术,形象/动画制作,科学可视化,实时模拟等的硬件价格很高。

7  结语

总之,虚拟现实技术在建筑设计中的应用随着网络的发达及计算机软硬件的进展,应用层面会更广,成长幅度会更大。网络传输的便捷与快速处理,利用计算机科技来呈现建筑设计成果,已成为新的趋势,而且技术日新月异。

篇12:浅析软件开发中的三层架构技术论文

浅析软件开发中的三层架构技术论文

随着计算机的普及,人们在生活中越来越依赖计算机,因而对计算机软件也提出了更高的要求,要求计算机软件能够提供更加方便、快捷、周全的服务。这就对计算机软件开发技术提出了更高的要求,为了适应软件发展的需要,在计算机软件开发中更多地引入了三层架构技术。文章对此技术进行了具体的分析。

计算机普及之初,软件的开发使用的都是二层架构技术,即只考虑2个端点:客户端和服务器端。用户通过客户端界面所提供的数据,直接在客户端对数据进行计算和处理,然后通过服务器在数据库中对数据进行读取等操作,得出需要的最终结果,并将结果传输到客户端界面显示给用户。

在这种方式中,客户端直接和服务器对接,没有其他数据处理环节,有利于提高数据库数据读取的速度,但缺点是当计算机软件的任何一个部分发生更改,哪怕是最微小的变动,整个计算机软件都需要重新开发,限制了软件的通用性。特别是对于大型软件开发,除不利于软件的修改,在软件的开发期也存在很大的困难,需要程序编程人员相互高度配合,而且也不利于工作的分配。

为了解决这种矛盾,就出现了计算机软件的三层架构技术,将原先单一的客户端和服务器端的模式,根据功能分别拆分成表示层、业务逻辑层、数据访问层和数据实体层。采用“分而治之”的思想,把复杂的问题分成不同的部分,即不同的层,以便逐个解决问题,便于软件的设计、控制、资源分配和修改。为了让大家更好地了解三层架构技术,本文从几个方面对软件开发中的三层架构技术进行介绍。

1三层架构技术中具体分工和各层功能介绍

(1)表示层:主要是指适合用户与计算机的交互界面,目的是为了方便用户数据的输入和显示处理后的数据结果,这部分工作主要由界面的美工完成。软件设计人员通过表示层界面收集用户输入的数据要求,并把这些数据转换成业务逻辑层可以操作的数据。同时也把业务逻辑层传出的结果转换成客户想要的效果,通过文本、图片、动画、3D等格式显示在用户眼前。表示层也可以被理解为输入和输出的操作平台,我们可以创建一个图书馆,然后把客户要求设计成固定的元素:图片、脚本、CSS、附件等进行统一管理。

(2)业务逻辑层:又称为领域层,是表示层和数据访问层的中间桥梁,实现业务之间的逻辑处理,主要是对经过表示层输入的数据进行验证、计算和业务规则等方面的处理。在程序编写的过程中,主要体现在对象的方法、属性、事件、索引、接口等,通过这些手段,实现与数据访问层的对接。业务逻辑层的位置非常关键,它位于表示层与数据访问层的中间位置,对数据的交换起到了承上启下的作用。对于表示层而言,它是被调用者,而对于数据访问层而言,它是调用者,依赖与被依赖的关系都纠结在业务逻辑层上。

(3)数据访问层:直接和数据库中原始数据进行对接,是对数据底层的操作,主要包括对数据库中数据的增加、删除、修改、查找等操作。该层主要的功能是根据业务逻辑层的要求,把存储在数据库中的数据取出并提交给业务逻辑层,同时把业务逻辑层处理的数据结果保存到数据库。对数据库的操作,可以分为单表操作、关联表操作和不同数据库之间的操作。可以充分利用SQL语言中的Insert,,update,Select等语句,对数据库进行操作,同时返回不同的数据类型结果,例如Data Table,Bool,Data Set,Data Reader等,将其生成DLL文件,然后通过组件的引用就可以现实数据访问的功能。

(4)数据实体层:就是数据库中的原始数据。为了能够更有效地存储原始数据,方便数据访问层对数据的存取等操作,就必须对数据库进行设计,将数据有规律地进行存放。

数据库设计是信息系统的核心和基础。首先我们应该对软件用户的业务数据的使用情况进行调查和分析,了解所有业务数据的种类、范围、数量、存在形式以及它们之间的关联情况,并由此确定用户对数据库的要求和相关制约条件等,形成用户的需求分析。

通过用户的需求分析,建立出一个合适的数学模型。这个数学模型应能够完整反映出现实中所有业务数据的信息结构、信息内容和信息之间的互相关联与制约关系,并满足用户对信息的存储、维护、检索和修改数据的操作要求等。

2三层架构技术的工作原理

首先,用一张图表示三层架构技术之间的关系(见图1)。

从图1中可以很清晰地看到四层之间的一个逻辑关系。用户通过表示层的界面输入数据,将数据传递给业务逻辑层进行验证、计算、处理等操作,然后传递给数据访问层,通过数据访问层到数据库中进行增加、删除、查找等操作,得到用户所需要的数据结果,将结果进行存储并把结果返回到数据访问层,再通过给业务逻辑层,最后以用户设定的格式显示在用户界面,最终用户得到自己需要的结果。四层中任意一层仅仅和自己相邻的层进行数据交换,而和其他层无任何关联。

三层架构技术,其实就相当于在客户端与数据库端之间加了一个“中间层”,也可以称之为组件层。这个“中间层”,并不是实际物理意义上的中间层,而指的是逻辑上的中间层,把应用程序中的业务规则、数据访问、合法性校验等工作放到了中间层进行处理,客户端不再直接与数据库进行数据交互,而是通过中间层来建立连接,再由中间层和数据库进行数据的交互,最终实现客户端和数据库端的数据的交互。

3三层架构技术的规则

在软件开发的三层架构技术中,第四层数据实体层是基本的数据源,是必不可少的一层,是软件操作的基础,它的运算效果取决于计算机的硬件和数据库设计的合理性。而对于另外三层,并不是只要项目被划分成了表示层、业务逻辑层和数据访问层就称之为三层架构,这三层之间还必须要遵守一些约定的规则:

(1)表示层仅仅只是一个和用户进行对接的界面,因而可以将其任意移植到其他类似环境的项目中。

(2)数据实体层只能通过数据访问层进行数据读取,其他层都不能够直接从数据实体层中读取数据。

(3)数据访问层只能作为一个对数据库实体的读取中间层,而不能进行任何业务逻辑的处理操作。

(4)软件设计应该以业务逻辑层为核心,而不是数据访问层或是数据实体层,更不应该是表示层。在业务逻辑层应该以面向对象的方式,实现所有的有业务逻辑操作。

(5)数据层中所有的数据都应该在一定的抽象程度上做到与系统无关。

(6)设计的时候,所有的远程对象技术都应该考虑到不同的服务器和多台服务器之间的.负载均衡作集群。

(7)这3个模块中的任意模块都可以运行在不同的服务器上。

一个项目是否需要进行三层设计,首先要看这个项目的复杂度。实际上,很多项目只需要编辑一个WebApplication就足够实现全部功能了,根本不需要更复杂的技术,而只有真正复杂的项目,才需要利用三层架构技术进行设计和开发。

4三层架构技术的优势

通过对三层架构技术的工作原理的理解,我们可以得到通过三层架构技术开发出来的软件的优点。

(1)结构清晰,耦合度低。三层架构技术中层次分明,层与层之间结构清晰,软件编写人员分工明确,层与层之间的关联不多,降低层与层之间的依赖性,编写人员可以只关注整个结构中的某一层,从而极大地避免了二层技术开发的软件中存在的耦合度问题。

(2)可维护性高,可扩展性高。用三层架构技术开发的软件在后期维护的时候,极大地降低了维护成本和维护时间。软件的任意一部分的功能更改和升级,仅需更改某层的设计和编写,而不需要对整个系统做出改变,而不像用二层技术开发的软件那样,一个小程序的变化都需要调整整个软件开发,极大地提高了软件的维护性和扩展性。

(3)利于开发任务同步进行,容易适应需求变化。三层架构技术极大地解决了软件开发的问题,特别是大型软件开发的问题,让软件开发实现任务的同步。在二层技术开发软件时,由于仅有2个端点,故软件开发时就存在一个编程的先后,必须由一个团队对整个软件流程十分清楚,并从始至终编写所有环节的程序。而三层架构技术把软件分成4个层次,而且层与层之间关联不大,故可以将软件分成4个不同层次进行同步开发,实现任务的同步,从而大大缩短了软件开发的时间,更容易适应需求的变化。

5三层架构技术的缺点

(1)降低了整个系统的读取数据的速度。在二层技术结构中,大部分数据的读取是通过客户端直接造访数据库而得到的结果,而三层架构技术却必须经过4个层次的完整过程才能得到最终结果,无形中增加了中间环节,从而降低了系统的性能。

(2)有时会导致关联层次的修改。由于三层架构技术中层与层之间存在逻辑关系,当其中一个层次由于需要而发生功能的改变或增加时,很有可能导致其他层次的代码改变。例如:当表示层中增加了一个功能,为了保证其各层设计的结构合理性,可能需要在对应的业务逻辑层和数据访问层中都增加相应的代码,从而达到最终数据的一致性。

(3)整体代码编写的工作量增加。由于三层架构技术增加了层与层之间的接口,有些能够直接使用的代码现在不得不分开使用,无形中增加了代码的编写工作量。

(4)增加了开发成本。原先一个整体的软件开发,现在首先必须将其分割成不同功能的层次,而且需要考虑层与层之间的连接接口,无形中增加了整个软件开发的过程和工作量,从而增加了软件开发的成本。

总体而言,针对如今软件开发的日趋大型化、规模化的特点,三层架构技术解决了很多二层架构技术中无法解决的问题,从而真正实现了软件开发的同步性、可维护性和可扩展性,是软件开发进步的重要标志。

篇13:虚拟现实技术在计算机教学的应用论文

1引言

虚拟现实技术应用于教育领域中,实践了建构主义、情景学习的思想,可为学生提供一个逼真的学习环境。提高学生的学习兴趣,让学生获得真实的学习体验,熟练掌握和巩固教学中的重、难点,以取得更好的教学效果。

2虚拟现实技术简介

虚拟现实(VirtualReality,VR)是20世纪末提出的一项多学科综合技术。它以计算机技术为核心,通过计算机仿真,生成具有视觉、听觉、触觉等多种感官的逼真的三维虚拟环境。用户可以通过专业的传感器设备进入虚拟环境,与虚拟场景中的对象进行交互,从而获得身临其境的体验,被认为是21世纪最有潜力的技术。虚拟现实有三种特性,即沉浸感、交互性和想象力(又称创造性),使虚拟现实技术在教育领域具有独特的、明显的应用优势。基于虚拟现实创建的教育和教学环境,为学习者营造了自主学习的环境,从传统的“以教促学”的学习模式,转入一个新的学习方式,学习者通过自我互动和信息环境,获取知识和技能。但在实际教学中,有些基本概念、原理和方法是很难用实物来演示。可借助虚拟现实技术制作三维演示程序,解决教学中的`难点,提高学生的学习兴趣。

篇14:虚拟现实技术在计算机教学的应用论文

计算机这门学科,逻辑性和实践性较强,教材上的一些知识点学生较难理解。教师可以用VRP结合3DsMax开发制作VR课件,更好辅助课堂教学。例如《操作系统》这门课,内容上更具理论性和相对抽象性。在讲解进程管理中的生产者-消费者问题以及处理机调度中的死锁等问题时,学生理解起来非常困难。因此,教师可以用VR课件,将动画、声音、图片等表现形式有机结合起来,将生产者-消费者问题以及死锁等问题的原理,通过动画生动形象地展现出来,学生理解起来就更加容易。且老师还可以设计开发《计算机操作系统重难点案例解析》的VR课件,此课件不是教材内容的堆砌,而是用来解决教材的难重点。又如在《计算机基础》课程中,讲解信息编码、二进制、十进制等基本概念时,可用VR课件开发一些游戏案例。既能激发学生的兴趣,又能在课件中设置相应的问题,让学生思考问题,培养学生的主动思考和解决问题的能力,并有助于培养学生的计算思维能力。再如,在讲解《计算机组装与维修》课程时,由于无法提供足够的硬件设备来满足学生的实验需求,传统的教学主要采用播放PPT课件的方式,给学生展示相应的图片和组装流程,或通过播放组装的视频方式来教学。学生只能获得感官上的认识,而实际动手操作的体会不深刻。为此,借助虚拟现实技术,利用其创建的虚拟场景,可使知识更形象化、直观化,便于理解和增强学生的实践操作能力。学生在虚拟场景中,可进行交互学习,具有较强的沉浸感和交互性,极大提高了学生实践能力。虚拟现实技术创设的教学环境相对其他教学媒体创建的学习情境更有真实性、独特性和优越性。在计算机学科的理论教学和实验教学中,可借助虚拟现实技术,通过3DsMax软件创建教学中所需的硬件模型,构建三维模型库,结合VRP虚拟现实软件,开发出适合各门计算机课程教学的虚拟学习环境,能很好降低教学成本,提高教学效率。

4基于VRP的虚拟现实课件设计流程

4.1VR-Platform虚拟现实平台

VRP是VR-Platform的简称,是国内第一款自主研发的虚拟现实平台软件。该软件实用性强、操作简单、高度可视化,所见即所得。可广泛应用于城市规划、房产开发、工业仿真、文物古迹、电子商务、教育以及娱乐游戏等行业。该软件打破了被国外软件垄断虚拟现实领域的现状。以极高的性价比获得了国内广大客户的青睐,并已成为一个国内应用非常广泛的虚拟现实和三维制作工具。许多理工科重点院校,购买了VRP虚拟现实平台及其相关产品(如清华大学电机系、中国传媒大学动画学院等),在高等学校的教学科研工作中发挥了重要作用。

4.2基于VRP的虚拟现实课件制作

在制作VRP作品前,必须先通过相关的三维建模软件(如3DsMax)进行基础建模,并设定对象的材质、灯光、动画等。大致分为以下几步。4.2.1模型建立。大多数虚拟现实场景中的模型,都是由3DsMax等三维软件制作完成。VRP对建模阶段的模型没有太多的限制,只要它符合3DsMax标准即可。但在建模时,模型数量不要太多,删除看不见的面,对于较复杂的造型,可用贴图或照片来表现,以简模原则优化模型。4.2.2材质和灯光设置。完成场景模型的建立之后,可为模型添加材质。可使用标准材质,也可添加纹理贴图。具体根据所要创建的场景来设置。VRP对3DsMax场景中的灯光设置也没有特殊要求,根据需求设置合理的灯光即可。4.2.3烘焙。通过烘焙操作,可将3DsMax场景中的模型光影,以贴图的方式导入VRP中,从而获得一个真实光影效果的虚拟场景。4.2.4导入。VRP进行后期制作虚拟现实场景中的模型制作完成并经过烘焙后,通过VrpForMax插件导出模型到VRP-Builder,即可在VRP-Builder中进行编辑,根据教学需求,编辑具有交互功能的VR作品。4.2.5输出。在完成场景中所有模型的交互功能后,可运行、预览效果,进行修改、调试,最后可编译输出*.EXE的可独立执行文件或是可网络发布的*.VRPIE文件。

5结语

虚拟现实技术在教育领域有着广阔的应用前景。不仅适用于科学技术研究、虚拟学习环境、虚拟实验室、虚拟实训,还可应用于虚拟仿真校园及虚拟远程教育等。随着虚拟现实技术的发展和完善以及硬件设备成本的不断降低,虚拟现实技术作为新的教学媒体,以其强大的教学优势和潜力,将会逐步吸引教育工作者的关注和青睐,最终在教育领域被广泛应用并发挥其重要作用。

参考文献

[1]王静蕾.浅谈虚拟现实技术在计算机教学中的应用[J].太原城市职业技术学院学报,(10):119.

[2]喻晓和.虚拟现实技术基础教程[M].北京:清华大学出版社,.

[3]徐新新.虚拟现实技术VR在计算机教学中的应用[J].信息与电脑,(21):254.

[4]朱姝.VRP虚拟现实技术在实训教学中的应用效果研究[J].中国教育技术装备,(6):15.

篇15:基于虚拟现实技术的三维教学环境研究论文

基于虚拟现实技术的三维教学环境研究论文

摘 要:素描作为艺术设计专业的基础课程,在传统的课程教学中,学生要想更好的观察和绘画,需要控制好灯光、明暗等因素。用虚拟现实方法构建的场景能够更轻松的进行交互控制进而成为学生素描教学中重要的观察手段。作者在虚拟现实技术应用的基础上开发的的素描学习

关键词:当代艺术理论论文,文艺理论论文发表,文学理论论文投稿

素描作为艺术设计专业的基础课程,在传统的课程教学中,学生要想更好的观察和绘画,需要控制好灯光、明暗等因素。用虚拟现实方法构建的场景能够更轻松的进行交互控制进而成为学生素描教学中重要的观察手段。作者在虚拟现实技术应用的基础上开发的的素描学习系统,能起到丰富教学手段、改进教学方法和提高教学效率的作用。

介绍

虚拟现实是从英文Virtual Reality一词翻译过来的,简称VR技术。Virtual是虚拟的意思,Reality是真实的意思,合并起来就是虚拟现实。这一词是由美国VPL公司创建人拉尼尔(Jaron Lanier)在20世纪80年代提出的,也称灵境技术或人工环境,国内也有人译为“灵境”或“幻真”。虚拟现实技术综合了计算机图形技术、计算机仿真技术、传感器技术、显示技术等多种科学技术,它在多维信息空间上创建一个虚拟信息环境,能使用户具有身历其境的沉侵感,具有与环境完善的交互作用能力,并有助于启发构思。随着虚拟现实技术的发展,做为一种新的管理方法和技术,虚拟系统在项目管理进程中正发挥着越来越重要的作用。首先,由于硬件设备投入非常昂贵,虚拟系统通常被用于那些在现实生活中比较危险的教学活动诸如军事、医疗、工程等等。随着技术的更新和发展,在基础教学中,越来越多人使用虚拟现实技术来讲授科学、物理、艺术等等学科。

虚拟现实技术长期以来被用于教育和培训工作。Hratman进一步的使用虚拟现实环境来检测学生的空间认知能力。Park et al发现虚拟现实技术制作的地图能够进一步提高学生的空间想象能力。美国芝加哥大学的电子可视化实验室和交互计算环境实验室设计出了一个名为“美妙(NICE)”的儿童教育作品,它是“叙述性、身历其境感、合作互动环境”的简称,其宗旨是“让我们在虚拟世界里一起学习和成长”。因此,我们非常有必要开发一个教育系统,它能够帮助教师减少教学压力。同时这个教学系统还能够提高学生的学习积极性,激发学生的学习动力,给学生提供一种直观的交互学习环境,进而能很好的完成我们的最终教育目标。

研究目的

在传统的素描教学中,有很多相互影响的因素。教师通常需要去发现并纠正学生的种

种问题,这会增加教师的工作量。同时因为学生经常被动的接收建议,这也会降低他们主动发现问题的能力。为了有效的解决上述问题,我们研究应用3D虚拟现实技术开发了此款交互式素描学习系统。

在本次研究中,我们希望通过开发素描学习系统最终达到下列研究目标:

(1)通过应用素描学习系统的`实时交互技术,有效减少教师的教学压力,也能够在一定程度上弥补中学美术教师短缺的问题。

(2)通过展现素描学习系统的趣味性和交互教育功能,能够有效的吸引学生的注意力,提高学生的学习积极性。

(3)素描学习系统的在线学习功能能打破时间和空间的限制,同时虚拟现实技术在空间、阴影、材质表现等方法具有很大的优势,这些都能有效弥补传统媒体在互动交流方面的不足。

系统构建

本系统由以下三部分组成:

1.第一部分:模型

根据课程目标和课程内容的需求,为了训练学生基础的素描造型能力,我们通常将各种各样的物体细分成一个个基本的单元。这些虚拟模型通常由平面和曲面构成。例如圆锥体、球体、圆柱体是由曲面构成的三维物体,而正方体、四棱锥、六棱柱是由平面构成的三维物体。众所周知,这两类物体是最基本的几何体。使用几何体的目的在于将复杂的物体分解成简单基本单元,比如人头就可以看做是由球体、圆柱体、长方体等基本单元构成的复杂对象。

学生依靠所学到的经验,将真实生活的物体分解成简单的几何体并进行重构。这种训练可以增强学生在素描绘画中的观察和分析能力。

2.第二部分:构建虚拟现实交互操作环境

为了顺应在线学习的新趋势,我们可以将素描学习系统开发成网络学习的平台,学生可以通过因特网或局域网进行在线学习,它可以弥补传统学习方法在时间和空间方面的不足。我们希望通过消除学生在自然观察过程中所遇到的各种相互干扰的因素,同时给学生提供互动的学习环境,以此提高学生的学习积极性。

我们所开发的系统属于桌面虚拟现实系统,这套人机交互系统的硬件设备是屏幕、鼠标、键盘。在软件方面,虚拟现实技术能特供特殊的空间概念,实时三维图片的灯光/阴影计算功能、纹理贴图计算功能能够为素描教学提供一种非常真实的交互学习环境。

3.第三部分:纸质练习

我们的研究采用探究式的学习策略:研

篇16:虚拟现实技术酒店管理教学研究论文

虚拟现实技术酒店管理教学研究论文

一、引言

虚拟现实技术是本世纪末迅速兴起的一门高科技应用技术。该技术使计算机三维图形生成技术、智能数字图像处理、人机接口技术以及多传感交互技术等高科技技术融会贯通,让体验者通过传感辅助设施得到交互式的浏览、考察和操纵系统预设的虚拟世界。因为计算机和网络技术不断取得成就,虚拟现实技术广泛的应用在各个领域,对人们的生活和生产起到了更加重要的作用。虚拟现实技术有感知性、交互性、沉浸性和构想性的特点,能够通过视听、触觉的传感及反映装置带给使用者更多的感受,使其沉浸在虚拟的环境中,带给使用者身临其境的感受。使用虚拟现实技术可以帮助使用者逐步的接受知识,使其掌握更多的知识,帮助使用者构建新的观念,掌握一种全新的学习过程。

二、虚拟现实技术与酒店管理教学的契合度

第一,虚拟现实技术在酒店管理教学中的应用可以使教学过程得到优化,使教学模式得到创新。首先虚拟现实技术的存在有助于构建虚拟现实酒店场景,因为虚拟现实技术的应用结束了以往的通过图片和视频这样二维平面展示的方式,能够促进学习者通过虚拟酒店进行漫游,这样可以使学习者自由的对酒店环境进行欣赏,能够使学习者多角度多维度的对酒店的各个功能区进行浏览,学习者可以根据自己的需要来自由改变视角,如此达到身临其境的感觉。

第二,有助于改革传统的教学方法,职业教育的主要教学目的就是要培养生产、建设、管理服务第一线技术应用性人才,使教育更加贴合行业和产业的氛围,能够给予学生一种实际的行业和产业情景。而虚拟现实技术的融入可以给予学生具有针对性的工作场景,能够使学生更具感情色彩的融入到真实的工作境况中。如此能够打破时间和空间的限制,能够刺激学生的好奇心,使其对教学充满热爱,进而帮助学生们更好的进行学习。

第三,虚拟现实技术有助于创新人才培养模式。如今酒店管理专业通过校企合作的方式对人才进行交叉式的培养,但是这样的合作只是通过一些简单的参观和短期见习来实现,如此不利于学生更加深刻的认识酒店管理工作。而虚拟现实技术可以使学生们了解和认识到星级酒店的实际场景,同时还可以利用远程教学来打破空间的限制,这样酒店中的高级领导就会通过远程教学来对学生们进行教育,如此使学生们的专业性变得更加扎实可靠。

三、酒店管理教学中虚拟现实技术的实际应用领域

酒店管理教学中对虚拟现实技术应用还不够成熟,在这个方面酒店管理专业的学校并没有取得多大的成绩。追其原因就是因为虚拟现实技术的发展初期具有更大的技术难度,而且需要投入更多的成本。我们可以根据参与虚拟现实的程度和不同形式将虚拟现实技术分为四种类型。而桌面虚拟和分布式的虚拟现实技术具有更广的应用范围和更大的推广价值。其中桌面虚拟现实技术简单,而且投入也不高。分布式虚拟现实技术更为广泛的应用于教育领域。虚拟现实技术通过下面几个方面来展现出其在酒店管理教学中的应用。

第一,利用虚拟现实技术开发教学课件。软件设计师和酒店方共同合作,使交互技术更好的运用在交互场景的设计上。通过软件对各类型的酒店建筑进行设计,并且详细的`把控内在格局的三维模型设计,其次就是将文字、声音、图片、动画等媒体表现形式进行交互合成,进而产生真实的情景。之后对虚拟酒店漫游系统进行建立,设置具有三维演示空间的教学课件。于是在授课的时候,学生便可以利用漫游系统在各个角度对酒店进行了解和熟悉,如此来使学生们对虚拟现实技术产生兴趣,最终更好的帮助学生完成教学目标。

第二,要利用虚拟现实技术构建模拟实训系统。技术技能型人才培养的平台是通过职业院校的实训基地。而酒店管理专业的学生因为专业的影响,这样对客服务生产和消费的同时性产生限制,如此便成为了经营的特点,而酒店专业的学生不能随时参观酒店,不能切实的了解到现实的场景,也不能亲自进入到酒店的实际经营管理中。虚拟现实技术可以构建一个系统,使学生能够进入到模拟的宏观和微观环境中,帮助学生们更好的去认识和了解酒店的管理。这样学生就会根据餐饮管理知识来合理的安排餐位,还可以根据前厅管理知识合理安排住房,如此构建一种内在的知识结构体系,使学生们能够更加深入的学习,提升自己的能力,使自己具备强大的岗位操作技能。

第三,利用虚拟现实技术开展远程教学。以前的远程教学往往因为技术的原因锁定在教学视频上,这样师生之间就没有进行更好的沟通和交流,老师不能准确的掌握学生的理解情况。而分布式虚拟现实技术可以借助网络通讯技术来构建一个虚拟真实的教学课堂,最终使学生们可以借助网络参与教师的讲解,而且学生们也可以在课堂上发表言论。教师能够得到学生们的实时状态,监控学生们的学习情况,运用这种教学方式可以提升学生们的学习效率,实现更加理想化的教学现状。

四、结束语

综上所述,如今有多个领域受到了虚拟现实技术的影响,比如说教育、管理、生活等领域,伴随着虚拟现实技术的融入,高科技也在飞速的迈动着自己的步伐,它被更好的运用在教育领域。虚拟现实技术在酒店管理教学中应用可以使教学过程得到优化,使教学方法得到革新,使人才培养模式得到创新,因为和传统教学方法的完美结合,最终帮助酒店管理教学更快更好的达成目标,进而使教学的质量得到更好地提升。

参考文献:

[1]姚永聪.虚拟现实技术在高职实践教学中的应用研究[J].职教通讯,2015(06).

[2]刘敏.虚拟现实技术在教学改革中的应用探索[J].信息技术教学与研究,2015(04).

[3]徐素霞.虚拟现实技术及其在远程教学中的应用[J].软件导刊,2016(07).

虚拟现实技术中VR计算机教学的应用论文

软件开发技术合同

软件开发中的监督管理论文

虚拟现实技术在旅游文化的应用论文

数学教学中多媒体技术论文

嵌入式软件开发论文

心理治疗技术的新发展:虚拟现实及其应用

高职美术专业教学中运用现代教育技术论文

汽修专业教学中现代教育技术的运用论文

多媒体技术在物理教学中的应用论文

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