在展馆设计中的虚拟技术的概念和特征

虚拟技术是一门集成了人与信息的科学,其核心是由一些三维的交互式计算机生成的环境。这些环境可以是真实的,也可以是想象的世界模型,其目的是通过人工合成来表达信息。有了虚拟技术,复杂或抽象的概念可以通过将系统的各子部件以某种方式表示成具有确切含义的符号而具象化。虚拟技术建立在诸多学科如心理学控制学计算机图形学数据库设计、实时分布系统、电子学、机器人及多媒体技术等的基础上,是最新的多学科交叉综合应用技术,也一直是信息领域研究开发和应用的热点。虚拟现实是通过対视觉、触觉、听觉、嗅觉和味觉等多种感觉通道的实时模拟和实时交互,利用计算机和其他相关仪器设备构造出酷似现实的世界的一种仿真模拟。虚拟技术构造的世界并不是静态的,它可以对用户的指令(手势及其他动作命令等)做出反应。使用者可以戴一个头盔(用来显示立体图像的头式显示器),手持传感手套,置身于一个幻觉世界中,在虚拟环境中漫游,并可操作其中的“物体”。

 虚拟方案设计-展馆设计

虚拟方案设计-展馆设计

与传统计算机相比,虚拟现实系统具有三个最重要特征:临境性、交互性、想象性。


①临境性。

使用者作为主角存在于虚拟环境中,理想的虚拟环境可以达到使用户难以分辨真假的程度(可视场景随视点的变化而变化),甚至超越真实,拥有比现实更逼真的照明和音响效果。根据人类的视觉、听觉的生理、心理特点,计算机可产生逼真的三维立体图像。使用者戴上头盗显示器和数据手套等交互设备,便可置身于虚拟环境中,成为其中的一员。使用者与虚拟环境中的各种对象的相互作用,就如同现实世界中的一样。当使用者移动头部时,虚拟环境中的图像也实时地发生变化,拿起物体,物体会随着手的移动而运动,而且还可以听到三维仿真声音。使用者在虚拟环境中,感觉一切都是那么逼真,仿佛身临其境。


②交互性

虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互,使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互,而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。计算机能根据使用者的头、手、眼、语言及身体的运动,来调整系统呈现的图像及声音。使用者能通过自身的语言、身体动作等对虚拟环境中的对象进行考察或操作。使用者在虚拟世界中所感受到的信息,经过大脑的思考和分析,形成自己想要实施的动作或策略,通过输入界面反馈给系统,从而实现人与系统的交互。使用者对虚拟环境中的物体进行操作,可以得到实时的自然反馈。比如说,使用者对虚拟的敌人搏斗,可以感觉到击打在对方身上的力的反馈,对方也会随着使用者的动作而产生反应,从而使使用者获得最大的真实感与趣味性。


③想象性


使用者沉浸在多维的信息空间中,依靠自已的感知和认知能力全方位地获取信息与知识,并根据其获取的多种信息和自身在系统中的体验,通过联想、推理和逻辑判断等思维过程,获得更为广阔的想象空间。


虚拟技术潜在的应用范围很广,如国防、建筑设计、工业设计、培训、医学领域。建筑设计师可以运用虚拟技术向客户提供三维虚拟模型,而外科医生可以在三维虚拟的病人身上试行一种新的外科手术。虚拟技术通过20多年的研究探索,于20世纪80年代末走出实验室,进入实用化阶段。它与传统的模拟技术完全不同,是将模拟环境、视景系统和仿真系统合三为一,并利用头盔显示器、图形眼镜、数据服、立体声耳机、数据手套及脚踏板等传感装置,把操作者与计算机生成的三维虚拟环境联结在一起。操作者通过传感器装置与虚拟环境交互作用,可获得视觉、听觉、触觉等多种感知,并按照自己的意愿去改变“不随心”的虚拟环境。

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