虚拟现实技术在实践中的应用探讨
易海斌
【摘 ?要】经济与科技的发展为许多新兴技术的应用提供了良好的基础，虚拟现实技术在其中表现得尤为突出。在教育、医疗、设计工程等方面，虚拟现实技术的应用为人们提供了许多便利。论文在综合阐述虚拟现实技术概论的基础上，深刻地分析了虚拟现实技术的局限性，同时列举了部分虚拟现实技术的应用场景，希望为相关人士提供参考与借鉴。
【Abstract】The development of economy and technology provides a good foundation for the application of many emerging technologies， in which virtual reality technology is particularly prominent. In education， medical treatment， design engineering and other aspects， the application of virtual reality technology provides a lot of convenience for people. Based on the comprehensive introduction of the concepts and theories of virtual reality technology， this paper deeply analyzes the limitations of virtual reality technology， and lists some application scenarios of virtual reality technology， hoping to provide reference and learning for relevant people.
【关键词】虚拟现实;实践;应用
【Keywords】virtual reality; practice; application
【中图分类号】TP391.9 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文献标志码】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章编号】1673-1069（2021）07-0189-02
1 引言
在信息化时代，计算机技术在改善人们生活的同时明显地提高了社会的生产力，极大地促进了人类社会的进步。在现在与将来，虚拟现实技术都扮演着十分重要的角色。在教育、医疗、设计、旅游等领域，虚拟现实技术都有着十分高效的应用，推动着人类科技的发展。为促进虚拟现实技术的不断创新、改进、发展，为人们的工作和生活带来更多的便捷，讨论与总结虚拟现实技术在实践中的应用是十分必要的。
2 虚拟现实技术概述
2.1 虚拟现实技术（VR）简介
VR是一种创建并体验虚拟世界的计算机仿真系统，它能利用计算机生成模拟环境，使用户沉浸在此环境中。VR通过读取生活中的数据或者用户输入的指定数据，利用计算机技术产生电子信号，输出设备通过解译电子信号使其转化为可以让人感受到的现象，并通过三维模型表现出来。
2.2 虚拟现实技术的本质
VR相比于其他信息传输媒介而言能够给人带来更强的现实感，让用户沉浸在计算机建立的三维模型世界中并带来视觉以及听觉等感官上的直观感受。在计算机打造的虚拟世界中，人们可以通过直接读取生活数据或者手动输入数据等方式调整场景布局，并可根据个人需求改动场景，满足个性化需求，灵活高效。
2.3 虚拟现实技术的特点
2.3.1 虚拟性
VR创造的世界，是通过用户输入的数据，利用计算机和相应输出设备创造的虚拟世界。借VR技术，人们可以将想象中的虚拟事物抽象出来并进行实化。
2.3.2 真实性
通过3D建模及相应的图像处理，利用计算机模拟出来的世界与真实世界具有一定的相似性，处在虚拟世界中的人们能够与模拟环境产生一定的交互，这极大地增加了VR的真实性。
2.3.3 全息式体验
人通过听觉、视觉、味觉、嗅觉、触觉等来感知真实的世界，在虚拟的VR世界中，通过相应计算机技术的模拟，能够尽可能在虚拟世界中还原人的各种感官，从而达到“以假乱真”的目的，给人以身臨其境的体验。
3 虚拟现实技术应用的局限性
3.1 VR设备在价格上的局限性
VR设备的价格对VR设备的普及是目前所面临的最大阻碍。实际上，如果VR设备的价格过高且超过普通大众的承受能力，即使它有优秀的性能，也终究会拖慢它的普及速度。目前，市场上VR产品的数量种类繁多，如VR-Platform CAVE等专用的沉浸式虚拟现实系统的价格能够高达数十万元人民币。在飞行员的训练或军事演习上，该价格是可以接受的，但是对于普通大众则显得过于昂贵无法负担。
3.2 VR设备在使用者心理上的局限性
VR环境能为用户提供较好的沉浸式体验，丰富的三维立体建模对用户的视觉感官冲击极大。但是VR内容较为呆板的交互性却与其逼真的视觉体验形成鲜明的反差，这种差别可能会给 VR设备的使用者带来较大的心理落差，影响VR设备给使用者带来的沉浸式体验。
3.3 VR设备在空间上的局限性
许多显示性能出色的VR设备如今依然需要通过有线的方式与PC端相连，例如，Oculus Rift头戴式显示器需要与具有高性能图像卡的PC连接。连接过程中需要应用大量的线缆，使用者在使用VR设备的过程中必须小心这些线缆，以免被线缆绊倒。Oculus Rift的最大可追踪空间为2.5m×2.5m，限制的空间范围过小，没有达到人们随时随地使用VR的要求，由此可见，VR设备操作的局限性明显。
3.4 VR设备在性能上的局限性
虽然市场上销售廉价并基于智能手机的VR设备，但这些设备多使用手机本身的陀螺仪作为本身的姿态输入，且由于手机本身分辨率一直徘徊在14PPD，远小于符合人类视觉需求的视网膜级别（60PPD）体验[1]，大大降低了用户的体验感。这就是便携VR设备的性能局限性。
4 虚拟现实技术的具体应用
4.1 虚拟现实技术在急诊医学教育中的应用
在临床急诊工作中，经常会用到深静脉穿刺和心肺复苏等单项操作技能，于是对医学生进行这些单项急救技能的培训就显得非常重要。但由于这些急救技能的操作可能会对患者造成伤害，因此，培训不可能在真正的患者身上进行。这就造成了实习生和年轻医生临床实践少、教学资源不足等问题，导致培训效果欠佳。而应用VR技术就能逼真有效地模拟出患者和临床场景，有效地克服了教学资源不足的问题，确保医学生熟练地进行各种急诊操作，达到及时救助患者的目的[2]。
4.2 虚拟现实技术在建筑设计中的应用
建筑设计是一个立体多角度的设计过程，设计过程中往往信息繁杂，图纸也较为抽象不够直观，而虚拟现实技术则可以很好地解决这个问题。利用虚拟现实技术构建的虚拟三维空间可以极为精准地显现设计细节，使得建筑物的各方面内容以图像的方式更加真实地呈现出来，使得建筑的空间关系与空间参照物更加直观[3]，极大地较低了建筑设计上细节修改的成本。
4.3 虚拟现实技术在风景园林设计中的应用
在传统的风景园林的设计过程中，只能展现或观察风景园林的部分内容，无法全面展开整个园林设计的特点。在设计过程中合理使用虚拟现实技术，可以全方位展开风景园林空间[4]，充分体现风景园林的多个细节，从多个角度入手，完成风景园林合理的空间设计。同时，根据虚拟现实技术的3D建模，使设计与实际更加贴近，在提高园林设计真实性的同时提高风景园林设计的创新性。
4.4 虚拟现实技术在学习空间扩展中的应用
人们在日常学习中时常会受到场地的限制，往往因此无法达到理想的学习效果。但如果能有效运用虚拟现实技术就能很好地解决这个问题。虚拟现实技术能够为人们带来逼真的视听觉体验，能让人沉浸在创造出的环境中高效学习。虚拟现实技术为学习者提供的逼真高效的模拟训练以及环境体验，能极大地降低场地对人们学习的影响，提高学习的效率[5]。
4.5 虚拟现实技术在景区观光中的应用
旅游产品的不可移动性与不确定性很容易让旅游者产生感知风险，进而会影响旅游者作出决策。只有通过高效的信息传递才能降低旅游者的感知风险。这种信息不仅包含文本和图片，其还要让人有身临其境的体验，甚至能与之互动。如果此处恰当使用虚拟现实技术构建虚拟旅游视觉系统，游客可以对景点场景有一个全方位的了解，加速旅游者对景区的认识，能更好地激发旅游者的旅游热情，同时，有效引导了旅游者，提高了旅游效率。
5 结语
综上所述，在信息化时代发展的大趋势下，虚拟现实技术在教育、医疗、设计等领域的应用都已发挥或将要发挥十分重要的作用。虚拟现实技术不但能让设计者摆脱传统空间设计思维的局限性，还能激发设计者的创造思维和设计潜能。在实践与应用方面，虚拟现实技术还能帮助使用者在一定程度上摆脱现实空间的约束，有效提高使用者的动手能力与学习能力。尽管如今虚拟现实技术在软件和硬件上依然有一些局限性，但展望将来，虚拟现实技术的大规模应用与推广是可预见的。
【參考文献】
【1】徐志平.虚拟现实技术课程建设中的局限和应对之道[J].计算机教育，2019（9）：96-98.
【2】李一凡，王晶，王长远.虚拟现实技术在急诊医学教育中的应用[J].医学研究杂志，2020，49（12）：147-149.
【3】张智雄，刘沫.虚拟现实技术在建筑设计中的应用[J].建材与装饰，2018（23）：101.
【4】李佼阳.虚拟现实技术在风景园林设计中的应用[J].住宅与房地产，2021（3）：101-102.
【5】孙志伟，李小平，张琳，等.虚拟现实技术下的学习空间扩展研究[J].电化教育研究，2019，40（7）：76-83.
