AR技術發展迅速,目前已經出現多種用于虛擬現實系統開發的工具包,比如ARToolKit、Coin3D和MRPlatform等,ARToolKit開發工具是目前應用于虛擬現實開發比較廣泛的。但是虛擬現實下面是小編為大家整理的現實技術論文【五篇】,供大家參考。
現實技術論文范文第1篇
AR技術發展迅速,目前已經出現多種用于虛擬現實系統開發的工具包,比如ARToolKit、Coin3D和MRPlatform等,ARToolKit開發工具是目前應用于虛擬現實開發比較廣泛的。但是虛擬現實技術更多的是停留在實驗室階段,現實生活中并未廣泛使用,總結一下開發難點主要有以下幾個方面:
1.1物體成像
由于虛擬現實技術需要將真實世界與虛擬世界結合起來,常常需要帶一些頭戴或手持設備,這些設備上的攝像機的攝像角度與眼睛的位置存在偏差,因此虛擬物體的定位在真實視場中的定位和顯示角度也會存在偏差,且很難調整。
1.2定位系統
戶外應用是虛擬現實技術的一個重要方向,我們可以依靠虛擬現實設備進行定位,解決迷路問題,但是在較差的天氣中,民用GPS存在較大誤差,由于現有許多戶外的系統中的校正算法需要大量的輸入和繁瑣的校正步驟,因此不適合商業化應用。
1.3數據傳輸
虛擬顯示應用中,需要做大量的數據處理,我們系統能力都要受制于數據傳送的速度,因此由于帶寬的限制會影響虛擬現實應用的使用效果。
2增強現實技術未來應用展望
2.1戶外學習
在實際教學過程中,大量科學課程的學習需要走出課堂,或是在大自然中或是在博物館中。移動增強現實技術能夠使學生在戶外或是博物館中進行個性化自主學習,獲得更多信息從而達到開闊視野的目的。
2.2參觀漫游
哥倫比亞大學Feiner研究小組已經研制出一套基于增強現實系統開發的戶外校園漫游機,借助該套增強現實應用,用戶漫游在校園中可以了解相關建筑物的詳細信息,未來增強現實系統將應用到名勝古跡的參觀中,當體驗者漫步在名勝古跡環境中,就可以了解到古代建筑的相關信息。
2.3軍事信息
南澳大利亞大學基于增強現實技術開發了一套虛擬軍事仿真器,基于該系統可以讓戶外用戶看到虛擬的軍事設施,北卡羅來納大學目前正在采用磁傳感器和視覺跟蹤技術進行混合跟蹤方面的研究工作,開發了一套增強現實系統未來增強現實技術將被更廣泛的應用于軍事戰斗中。
2.4展覽展示系統
增強現實系統的一個重要應用是基于虛擬和真實的混合看到過去或未來的人物或事件。在車展中,汽車生產商可以基于增強現實技術給廣大群眾呈現出下一代概念車,或是推出一款新車的模型,詳細描述汽車的各種屬性以及對應參數;
參觀文物古跡的游客可以穿戴虛擬現實設備觀賞在計算機技術生成下的古跡原貌,給參觀者更好的視聽感受。
3總結
現實技術論文范文第2篇
1.虛擬現實技術的基本特征
虛擬現實技術有沉浸感、交互性、想象力等三大基本特征。
(1)沉浸感:沉浸感可理解為浸入性,虛擬現實技術的發展已經可以使人“沉浸”在計算機模擬出來的虛擬環境中而不分真假,讓使用者感覺已經成為了虛擬世界中的一部分,從而使用者從被動的觀察者成為主動的參與者。理想的虛擬環境是可以達到讓使用者難分真假的程度,由于目前科學技術發展的局限性,虛擬現實系統研究與應用比較成熟的只有視覺沉浸、聽覺沉浸、觸覺沉浸和嗅覺沉浸。
(2)交互性:交互性主要指使用者操作虛擬物體和從虛擬環境中得到反饋信息的程度。交互性是虛擬現實技術同傳統多媒體技術差別最大的地方,強調人機交互的自然性,如植物的搖動、水系的流動、鳥蟲的鳴叫等。當學生在虛擬環境中抓住一個實體,其感受都與自然環境中一致或者極為相似。但交互性的有效性和實時性就需要回饋設備等強大的硬件系統和特殊設備支持了。
(3)想象力:虛擬現實技術具有十分開放的構想性。使用者沉浸在虛擬的環境中,除了體驗真實的自然感覺,還可以想象一些客觀不存在的超越自然的環境。虛擬現實技術可以提供這種豐富想象空間的特點,能夠使學習者增加興趣,提高學習效率。
2.虛擬現實的軟件系統
想要實現虛擬現實必須硬件和軟件相互配合,軟件系統是實現VR技術的關鍵。
(1)Virtools:是一款功能強大,整合豐富的產品,它能將各種復雜的3D模型,2D圖片及聲音文字很好地整合在一起,開發具備豐富行為模塊的3D虛擬環境,已經運用于多種3D產品當中。
(2)VR-Platform:這款軟件比較方便,可以在配置不是特別高的計算機上使用,運行流暢,但同時效果也有一定的損失,能夠滿足基本的3D浸入和360度視角觀察。
(3)Quest3D:該款極具實用性的產品,有著良好的交互性,支持導入文件的格式非常多,音頻視頻都可以靈活方便的加載,Quest3D可以滿足大多數編輯者的應用需求,利用它可以比較方便地創建出復雜的圖形程序。
(4)EONStudio:在處理已經建模的3D模型時這款軟件較為方便,可輕易在導入的模型上加入設計的動作。
(5)Converse3D:是一款比較成熟的整合軟件,在兼容性方面比較突出,運用起來高效并穩定。
(6)WireFusion:這款軟件在web3D中應用較多,不需要用戶獨立的編程,而采用簡單的拖放式操作,就可以輕松地建立動態的web3D網頁。
(7)CityMaker:是國內自主研發軟件,很有專業的針對性,在建立虛擬建筑和虛擬城市方面有很強的應用能力,是一款面向規劃與建筑行業的專用軟件。當然,各種軟件復雜多樣,設計目的不同所以傾向性也各有不同。當前,適合園林植物景觀設計教學的有Virtools、EONStudio、WireFusion軟件。但是,大多數軟件使用費用較高,并且專業方向不明顯,與行業的結合不夠緊密,使用時經常需要二次開發(如天正CAD、中望CAD)。
二、VR技術在“園林植物景觀設計”教學中的應用
VR技術應用于“園林植物景觀設計”教學是科學技術發展所產生的新形式。區別于傳統教學,VR技術的優勢非常明顯。在VR技術應用現實系統中,按照項目分析、方案設計、施工圖設計等教學流程完成“園林植物景觀設計”課程作業。
1.項目分析階段
在“園林植物景觀設計”虛擬項目教學中,許多學生常常無法親臨項目現場進行實地考察,可以采用VR技術進行場地分析、環境評判,并通過網絡平臺,進入到虛擬項目的場地內部,全面了解項目的周邊環境,包括氣候條件、地質條件、交通狀況、人流分布、水系分布、土壤條件、植物資源、歷史文化等現狀特征。
2.方案設計階段
在方案設計階段,學生需要將一些景觀節點定位定量地表達出來,包括植物配置平面圖、立面圖、剖面圖及局部效果圖。采用VR技術使學生能夠進入虛擬的場地空間中,直接擺放、移動、組合各種園林植物,反復調整植物種類、位置、數量,綜合對比不同植物組合的景觀效果和空間形態,較大程度彌補了傳統教學中學生對植物空間與環境無法進行綜合感知的缺陷,進一步激發學生的創作靈感。
3.施工圖設計階段
在該階段,可采用VR技術對植物種植模式和植物空間組合進行高度仿真,模擬植物的栽植位置、植株大小及材料種類,最終完成植物種植總平面、體現高程和剖面的豎向組合圖、植物與各種景觀要素搭配立面圖等,其間反復調整植株數量和樹木株行距獲取最佳的生態效益和景觀效果,可以直觀地展示出植物群落的景觀特征和空間形態。
三、虛擬現實技術在“園林植物景觀設計”教學中應用的難點
1.程序設計難點
園林植物景觀設計是風景園林本科生的重點學習內容。隨著季節的變化,四季中同一地點植物也會有著完全不同的景觀效果,所以如何編寫基于VR技術的程序,體現出植物景觀的時效性,也就成為VR技術應用的難點。
(1)將植物群落四季交替的數據信息輸入VRML的場景數據庫中,當學生需要觀察不同季節植物景觀特征時,實時改變場景信息即可。但數據的獲取較難,可以在教學中利用OnyxComputing公司的TreeProfessional,這款插件有一定的樹木參數庫可以利用。
(2)動畫技術比較成熟,四季的情景很容易模擬,但運用在VR技術時缺點極為明顯。動畫每幀的順序都是固定的,編輯好的,這樣就大大降低了VR技術實時調整的交互性,同時動畫無法提供操作人自然的物理互動,所以浸入性也大打折扣。
2.硬件支持難點
各種植物三維模型是由許多面組成的,達到理想的虛擬效果需要計算機有很強的運算能力。一株枝葉豐富的景觀樹模型大概需要幾千個面,如果仿真一個很大的植物種植場景,可能產生上千萬,上億的面,對于計算機硬件的壓力是十分巨大的。
3.教學推廣難點
虛擬現實技術的應用需要較高專業水平和較強的計算機技術應用能力,而目前一些高校同時具備專業能力和計算機技術水平的教師較少,嚴重制約了虛擬現實技術在“園林植物景觀設計”教學中的應用與發展步伐。
四、討論與建議
現實技術論文范文第3篇
[關鍵字]礦區 水文地質勘察 鉆探技術 應用
[中圖分類號] P641.4+3 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-4-123-1
隨著科技的不斷進步,礦區的水文地質勘查技術也會變得越來越先進化,不過在勘察的過程中,避免不了的出現技術性問題。根據不完全資料統計,目前我國大部分的國有礦區,都在擴建而且開采深度也在不斷的加深,這樣同時也會加大了水文地質勘察的技術難度。例如含水層、隔水層的滲透特征的勘察,埋藏在水層里面的巖層的深度、厚度、特性、密度等都要真實的勘測出來,如有不實,很有可能會造成難以彌補的后果。因此我們在水文地質勘察中,不僅僅要熟悉、而且更要熟練,能夠結合其他的輔助方法,來探測出真正的結果。下面就是介紹當前水文地質鉆探技術的現狀和提出一些建議。
1 目前水文地質鉆探的現狀
近年來,我國頻頻出現礦區坍塌事故,對于這些坍塌事故,大部分的緣由就是水文地質的勘察不到位,造成了工程事故的發生。再加之地質環境的比較差(歪曲、斷層、溶洞),例如老窯、廢棄礦井水,由于長期處于死水狀態,其內部滯留大量的有毒有害氣體,巖層的還有時含有大量的水分,水力連通關系復雜,現場的施工作業人員,無法正確把鉆機放到合適的位置,錯過了最佳的鉆探時機,結果就大大的影響了鉆探的效率,鉆機一旦鉆通就可能對現場作業人員的生命安全構成極大威脅。加之部分的施工作業人員的綜合素質偏低、安全意識較差,為了趕工沒有計劃性、目的性的操作,在這樣的環境下就會頻繁出現,鉆探卡鉆、掉鉆的現場,導致工程不僅效率低下,而且存在安全風險。再者部分的礦區領導,為了節約成本,增加經濟利潤,不同的礦區選用相同的鉆機,不嚴格遵守鉆探工藝施工,盲目使用鉆機勘探,結果導致水文地質區域巖層塌陷、變形、滲水,造成不可挽回的損失。
2 解決的當前的現狀困境的具體措施
首先,對施工工作人員進行專業性的理論知識培訓,通過對水文地質收集、考察,利用同位素、遙感、計算機等“三大支柱技術”和系統論、信息論、控制論等?!叭摗彼枷朐谖覈牡刭|勘察領域的滲透、實踐與應用。通過遙感技術,來研究地下水的分布區、埋藏深度和大至的礦化度;
圈定地下水的補給和排泄地段;
做好認證和描述工作,結合計算機技術,把地理信息系統呈現成電子影像投射到計算機上面,加之計算機二維或三維算法,分析出地下水的巖溶、飽和、密度情況。通過地下水成像模擬鉆探地點,這樣讓鉆探更加具有準確性。在施工現場,我們應參照實際的水文地質情況,找出合理的鉆探點,保證鉆機在這個位置點,起到最大的作用。同時做好安全知識的宣傳,讓施工人員對于技術和施工安全,都熟悉起來?,F場要有專業的工作人員,做鉆探技術的指導,要根據地質鉆孔的布置原則,提前制定鉆探方案,確保鉆探人員的工作有依據性、可靠性。
其次,應根據水文地質情況挑選合適的鉆機,因為鉆機的選擇,會直接影響鉆探的效率。例如正反向一體化鉆頭等。還需注意鉆機設備的保養和更換,對于磨損嚴重的鉆頭、泥漿泵要及時更換,保證鉆機按最大效率工作。根據現場鉆探的需要,應及時搭配輔助儀器,來更好的實現零誤差的鉆探,提高工作效率。不僅如此還要日常定期對鉆機進行維護和檢修,提前排除故障因素。加強操作人員對于鉆機的整體認識,明確鉆探的主要任務。
最后,優化鉆孔布置。鉆孔布置的基本類型,勘探孔、試驗孔、觀測孔、開采孔和探放水孔等。在滿足各個鉆孔布置的同時,準備好準確的礦區水文地質的資料,我們優化的目的,就是減少工程的操作量,降低難度,不僅縮短了工期,而且還降低了成本。因此水文地質鉆孔應以鉆探為主,在保證其他條件的基礎上,來實現一孔多用。例如排水、蓄水和水層觀測等。當然,如果遇到特殊的鉆探情況,我們可根據鉆探的實際情況,來修改鉆探方案,例如具體的排水量、鉆孔的具體類型等。
3 綜合物探技術方法
為了提高探水的可靠性,水文地質鉆探應結合物探方法提高效益和可靠性。根據物探成果中的異常區域,具體確定鉆探的施工方案。目前常用的物探方法有:
(1)瞬變電磁法(TEM)是一種時間域人工源的電磁法,具有較高的抗干擾能力和分辨率,較強穿透高阻覆蓋層的能力,剖面測量和測深工作同時完成,提供了較多有用的地質信息?;驹砭褪窃诘孛娴陌l射線框供一直流電流,然后突然切斷電源,線框內的電流將發生一個突變,從而產生巨大的磁場引起地下形成渦流,使渦流漸漸的擴散到含水層的各個部位,達到偵測的目的。與此同時在含水巖層上甚至可以測量到負的瞬變電磁響應,有利于這類地質體的探測。如果電阻率反應異常,對于干擾過大的,我們進行多次探測,以確定得到準確的數據。
(2)對稱四極電測深,這個在探找水工作中應用的比較廣泛,電測探法就是從地面上的探測點為基準,通過逐次加大供電電極AB極距的大小,測量同—點的、不同AB極距的視電阻率ρS值,研究這個測深點下不同深度的地質斷面情況。這個方法明確的辨認出含水層、解釋界面的深度,同時也預測出含水層的水位、密度和具體部位。對于不符合規范要求的供電和接收導線,我們應該事先檢測,以免施工時出現安全事故。
(3)可控源音頻大地電磁法,這個需要人工操作的方法,然而采用人工場源可以克服天然場源信號微弱的缺點,來彌補不操作控制。具有勘探深度大、快速高效、分辨能力強、低成本少投資等特點,已經成為當代深度勘察水文地質巖層的必要手段之一。
4 結語
由于經濟的發展,礦區的開采量也隨之越來越多,水文地質的研究難度也在逐漸的增大。在嚴峻的形式下,我們必須加強水文地質資料的搜集和整理,按照探測技術的要求,通過合理的技術方法,來保證鉆探的準確性、可靠性和科學性,實現礦區的的建設或開采的平穩有序進行。
參考文獻
現實技術論文范文第4篇
1.虛擬現實技術可以增強環境藝術設計的畫面感
近年來,隨著經濟的快速發展,我國的城市化進程越來越快,許多公共環境需要進行設計,虛擬現實技術的運用能夠形成逼真的虛擬環境,以刺激公眾的聽覺、視覺、觸覺等感官,使公眾享受身臨其境的感覺,也能夠集中公眾的注意力,加深記憶和印象,增強環境藝術設計的畫面感。
2.虛擬現實技術可以減少費用損失
在建設一個重大工程之前,人們可以通過虛擬現實技術構建建筑的結構和圖形,為建設項目提供框架引導。設計人員根據虛擬圖的引導能夠更精確地設計圖紙、進行材料預算,從而減少不必要的損失,節省資金。
二、虛擬現實技術在環境藝術設計中的應用
1.應用虛擬現實技術彌補環境藝術設計的缺陷
在環境藝術設計的過程中常常會出現現實條件限制的情況,如場地缺乏、經費不足等,導致環境藝術設計不能正常進行。而虛擬現實技術可以模擬各種場景,彌補了環境藝術設計中的缺陷。
2.應用虛擬現實技術避免實際操作潛在的危險
在環境藝術設計中因為各種現實條件的限制和危險情況的存在,人們為了保障生命和健康安全往往不直接參與現實情境,進而不能親身體驗。虛擬現實技術的應用可以幫助人們模擬這些無法親自參與的情境,人們可以在這種模擬的環境下進行作業,既避免了潛在的危險,又得到了切實的感受。
3.應用虛擬現實技術打破空間和時間的限制
虛擬現實技術是一種超空間、超時間的技術,它可以打破空間和時間的限制,模擬任何一種場景,從巨大的宇宙天體到渺小的微塵粒子,從幾億年前到當今,設計人員都可以在模擬的環境中探索研究,打破了空間和時間的限制。如在研究恐龍時代時,由于恐龍在地球上已經銷聲匿跡,人們無從考證與研究,但是通過虛擬現實技術,人們可以模擬出恐龍生存的時代。人們置身其中,與恐龍零距離接觸,加快了對恐龍時代的研究進程。這種場景的模擬就是打破了時間和空間的限制,模擬出了人們想要的真實場景。
4.應用虛擬現實技術模擬環境藝術設計中需要的現實體系
因為現實條件的各種限制,環境藝術設計不能全部采用真實的環境來試驗和操作,它需要虛擬現實技術模擬出環境藝術需要的真實場景。虛擬現實技術可以模擬人物、動物、植物等,使設計者在一個人性化的環境中自然地交流和工作。如世界著名的西安天幕廣場,利用虛擬現實技術給觀者創造了一個大型天幕,人們在天幕之下仿佛置身在浩瀚的星空中,非常具有震撼力。這一場景的模擬淋漓盡致地發揮了虛擬現實技術的功能。
三、結語
現實技術論文范文第5篇
虛擬現實技術(VirtualReality,簡稱VR)是綜合了計算機三維圖形技術,感觀反饋、立體聲、語音輸入輸出以及廣角立體顯示技術等,創造出為使用者提供身臨其境的三維世界,并且進行感觀交互的人工環境。近年來,虛擬現實技術以其提供聽覺、觸覺、視覺等感觀模擬的特點廣泛應用于各個領域,發展迅猛。虛擬現實技術的特點:
(1)環境模擬
利用計算機模型產生實時三維圖形,根據使用者所需工作環境或實驗場所的空間方位及時間參數等數據模型,可以設計出很逼真的模擬圖像,同時結合立體顯示技術呈現給使用者完美的模擬系統,需要注意的是空間或環境變化時顯示刷新頻率對于使用者感觀的影響。
(2)感觀反饋
可以通過立體聲效果實現聲音方位和遠近的改變,通過帶有震動觸點的道具模擬觸覺感應,以此來實現虛擬系統中聽覺觸覺的反饋效果。
(3)人機互動
通過語音識別系統或者計算機進行語音或命令輸入。虛擬現實技術的以上特點完全適用于煤礦安全生產培訓系統,通過計算機3D技術模擬出煤礦生產環境,用戶以第一視角進入,可以熟悉工作環境、訓練各種工作技能,應對突況等。
(4)三維動畫效果
場景制作完成后需要使用AdobePremierePro將音效和動畫進行合成和剪輯,還需要使用轉場效果及特效來達到逼真效果。
2煤礦安全培訓系統總體架構
礦井作業模擬系統由計算機控制系統來操控整個系統,用戶登陸后通過計算機控制系統連接運動控制接口,可以通過啟用采掘模塊進行采掘模擬訓練;
通過啟用風險識別模塊訓練工人判斷、識別和處理危險的能力;
通過互救、逃生訓練鍛煉工人自救和相互救助的意識。同時用戶還可以通過傳感器控制感受第一視覺漫游礦井,熟悉礦井生產環境和生產設備,這對于新員工來說非常必要,可以通過模擬系統盡快熟悉工作環境。
3模型構建
模型構建主要以創建不規范生產操作、重大生產事故示例和安全事故應急預案演練模型為主,使用戶可以通過模擬系統達到親身體驗的目的,培訓系統主要采用3DSMAX建模和渲染。其中大型設備采用多邊形建模技術,以先精模后簡模為原則,建模前需要根據設備的實際尺寸確定模型的比例,根據設備運行參數設置模型運動軌跡和參數;
小型設備則使用圖片處理軟件和貼圖技術進行處理,多采用紋理貼圖以提高仿真度。井下巷道模型應該按照實際巷道的尺寸、復雜程度和礦井生產圖紙來構建三維模型,力求模型比例與實際生產環境相符合,為了保證安全培訓系統的可擴展性,按照由簡單到復雜遞進的順序依次創建,形成系統的巷道模型庫,應對生產環境隨時擴展的可能性。場景建模主要是根據實際巷道環境創建包括電纜、機電設備、管道和支架等輔助設備,主要采用貼圖技術,使場景模型更加逼真。利用特效編輯器生成煙霧,利用燈光設置達到瓦斯爆炸效果,后續連鎖反應會涉及到物理模塊及反應堆力學技術。人物模型的建立極為關鍵,人物造型是否逼真直接反映了模擬系統的仿真質量。在進行人物建模時首先進行外形創建,以實際生產的不同工種為原型進行分角色設計,人物運動效果要注重細節,如對安全事故發生時人物的反應和動作要進行動作采集并進行數據分析,作為突發事故時人物反應的分析資料。人機交互則利用VIrtools實現。
4結語