70-虚拟现实应用开发职业技能等级标准
虚拟现实应用开发职业技能等级标准
目录
前言 (1)
1范围 (1)
2规范性引用文件 (1)
3术语和定义 (1)
4对应院校专业 (4)
5面向工作岗位（群） (5)
6职业技能要求 (5)
参考文献 (15)
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准起草单位：北京新奥时代科技有限责任公司。
本标准主要起草人：谭志彬、丁艳、黄文、龚俊辉、高峰、程聪、方炬发、薛瑞、叶云飞、姚亮、程明智、龚玉涵。
声明：本标准的知识产权归属于北京新奥时代科技有限责任公司，未经北京新奥时代科技有限责任公司同意，不得印刷、销售。
1范围
本标准规定了虚拟现实应用开发职业技能等级对应的工作领域、工作任务及职业技能要求。
本标准适用于虚拟现实应用开发职业技能培训、考核与评价，相关用人单位人员聘用、培训与考核可参照使用。
2规范性引用文件
下列文件对于本标准的应用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准；凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/Z20156-2006软件工程软件生存周期过程用于项目管理的指南
GB/T28170.1-2011信息技术计算机图形和图像处理可扩展三维组件（X3D）第1部分：体系结构和基础组件
GB/T17555-1998信息技术计算机图形与图像处理图形标准实现的一致性测试
GB/T5271.7-2008信息技术词汇第7部分：计算机编程
GB/T5271.15-2008信息技术词汇第15部分：编程语言
YD/T3078-2016移动增强现实业务能力总体技术要求
GB/T36341.1-2018信息技术形状建模信息表示第1部分：框架和基本组件
3术语和定义
国家、行业标准界定的以及下列术语的定义适用于本标准。
3.1桌面式虚拟现实
桌面式虚拟现实是一套基于普通计算机平台或一体机的小型桌面虚拟现实系统。利用中低端图形工作站及立体显示器，产生虚拟场景，参与者使用位置跟踪器、力反馈器、三维鼠标或其它手控输入设备，通过计算机屏幕观察360度范围内的虚拟境界，并操纵其中的物体。
3.2增强式虚拟现实
增强式虚拟现实是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，广泛运用了多媒体、三维建模、实时跟踪及注册、智能交互、传感等多种技术手段，将计算机生成的文字、图像、三维模型、音乐、视频等虚拟信息模拟仿真后，应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而实现对真实世界的“增强”。
3.3沉浸式虚拟现实
沉浸式虚拟现实是一种提供参与者完全沉浸的体验，使用户有一种置身于虚拟世界之中的感觉。其特点是利用头盔显示器把用户的视觉、听觉封闭起来，产生虚拟视觉，同时，它利用数据手套把用户的手感通道封闭起来，产生虚拟触动感。系统采用语音识别器让参与者对系统主机下达操作命令，与此同时，头、手、眼均有相应的头部跟踪器、手部跟踪器、眼睛视向跟踪器的追踪，使系统达到尽可能的实时性。
3.4次世代
次世代是日语外来语，即下一代的意思，行业内又称之为“次世代”。次世代游戏开发技术通过增加模型和贴图的数据量使得图像画质更加逼真，让低模在游戏引擎里可以及时显示高模的视觉效果。
3.5PBR（Physically Based Rendering）流程
PBR是一种基于物理属性着色和渲染技术，用于更精确地描述光如何与物体表面互动。通过输出法线贴图、光泽度贴图、AO贴图等让模型表现更加接近真实。
3.6Render To Textures
Render To Textures是贴图烘焙，是一种把场景环境中的光照信息渲染成贴图并将其再映射到场景中还原的技术。
3.7UV
UV是物体贴图坐标，为了区别三维坐标轴方向（上下、左右、前后），把一个多面体的贴图都绘制在一张正方形图上并划分区域，定好每个区域对应贴哪个面。
3.8Render
Render是渲染，是指用软件从模型生成图像的过程。渲染是CG的最后一道工序，也是最终使图像符合3D场景的阶段，将三维软件中的模型，场景等变成动画或图片格式输出。
3.9粒子系统
粒子系统是三维计算机图形学中模拟一些特定模糊现象（例如雨、火焰等）的技术，而这些现象用其它传统的渲染技术难以表达出符合物理运动规律的真实感。
3.10Shader
Shader是着色器，是用来实现图像渲染并替代固定渲染管线的可编辑程序。其中Vertex Shader主要负责顶点的几何关系等的运算，Pixel Shader主要负责片源颜色等的计算。
3.11GPU（Graphics Processing Unit）
GPU是图形处理器，又称显示核心、视觉处理器、显示芯片，是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备（如平板电脑、智能手机等）上做图像和图形相关运算工作的微处理器。
3.12GC（Garbage Collection）
GC是垃圾收集，指当虚拟机发觉内存资源紧张的时候，就会自动地去清理无用对象所占用的内存空间，从而达到自动回收内存的目的。
3.13贴图
贴图是3D影视动画以及游戏制作过程中的一个环节，指用平面处理软件制作材质平面图覆于三维模型上的过程。
3.14AO（Ambient Occlusion）贴图
AO贴图是环境阻塞贴图，AO是一种次世代游戏中常用的贴图技术，通过计算物体间的距离，并根据距离产生一个8位的通道的贴图技术。
4对应院校专业
中等职业学校：计算机应用、数字媒体技术应用、计算机平面设计、计算机动漫与游戏制作、移动应用技术与服务、影像与影视技术、动漫游戏、美术设计与制作等专业。
高等职业学校：虚拟现实应用技术、计算机应用技术、计算机网络技术、软件技术、动漫制作技术、移动应用开发、数字媒体应用技术、游戏设计、网络新闻与传播、影视动画等专业。
应用型本科学校：数字媒体技术、软件工程、计算机科学与技术、戏剧影视美术设计、动画、数字媒体艺术、视觉传达设计、影视摄影与制作等专业。
5面向工作岗位（群）
【虚拟现实应用开发】（初级）：主要面向虚拟现实技术、互联网程序开发、影视出版等企业的从事图像处理、三维建模、虚拟现实环境（软硬平台）搭建与维护，以及虚拟现实程序应用等岗位的从业人员。
【虚拟现实应用开发】（中级）：主要面向虚拟现实技术、互联网程序开发、影视出版等企业的三维建模（场景和角色）、程序开发和应用测试等岗位的从业人员。
【虚拟现实应用开发】（高级）：主要面向虚拟现实技术、互联网程序开发、影视出版等企业的虚拟现实三维建模（次世代）、架构设计、程序设计、程序开发、性能优化、项目管理等岗位的从业人员。
6职业技能等级标准
6.1职业技能等级划分
虚拟现实应用开发职业技能等级分为三个等级：初级、中级、高级，三个级别依次递进，高级别涵盖低级别职业技能要求。
【虚拟现实应用开发】（初级）：具有平面设计、三维建模等软件的基础应用；搭建和维护虚拟现实基本开发环境；能基于虚拟现实引擎工具进行用户界面设计与制作、场景搭建、灯光调节与烘焙等应用的能力。
【虚拟现实应用开发】（中级）：具有平面设计、三维建模（场景建模、角色建模、物理动画制作）等软件的应用；搭建、测试和维护虚拟现实基本开发环境；可基于虚拟现实引擎工具进行用户界面设计与制作、场景搭建、灯光调节等应用的能力；能基于虚拟现实引擎工具的用户界面系统、基本引擎和物理引擎，进行面向过程和面向对象的程序开发以及测试的能力。
【虚拟现实应用开发】（高级）：具有平面设计、三维建模（场景建模、角色建模、物理动画制作、次世代建模、角色动画制作）等软件的应用；搭建和维护虚拟现实基本开发环境；能基于虚拟现实引擎，搭建系统架构、提取公共组件；能基于虚拟现实引擎工具进行用户界面设计与制作、场景搭建、灯光调节与烘焙等应用的能力；能基于虚拟现实引擎工具的用户界面系统、基本引擎、物理引擎、动画合成系统和渲染系统，进行面向过程和面向对象的程序开发、网络编程、功能测试、系统性能优化的能力。
6.2职业技能等级标准描述
表1虚拟现实应用开发职业技能等级要求（初级）
2.三维建模2.1建模软件
基本操作
2.1.1能在视图窗口中创建圆形、矩形或不规则几何
体模型并调节大小尺寸。
2.1.2能在控制面板中调节模型的点、线、面等元素，
改变模型形态。
2.1.3能使用菜单栏的工具，移动、镜像、复制模型。
2.1.4能平滑、法线翻转、挤出等命令修改模型。
2.1.5能为模型添加颜色贴图、法线贴图、凹凸贴图
等效果。
2.2制作物品
模型
2.2.1能通过图形命令制作家具物品、日用品、生活
工具、餐厨类物品等常规室内模型。
2.2.2能通过图形命令制作城市交通、房屋建筑、基
础设施等室外建筑类模型。
2.2.3能通过图形命令制作自然环境中花卉、草地、
树木等简单的植被模型。
2.2.4能通过设置渲染属性面板，渲染输出模型的图
片或序列帧图片。
2.2.5能通过材质球面板调节模型的材质效果。
2.3UV贴图
2.3.1能根据物品模型形状拆分模型的UV边界，使贴
图能平铺模型。
2.3.2能使用三维软件中的物体贴图坐标地图命令
平铺贴图。
2.3.3能根据模型的UV位置处理贴图，绘制贴图图
形。
3.搭建与配置虚拟现实开发环境3.1硬件环
境搭建
3.1.1能按桌面式硬件组装说明书检查配件的完整
性，并根据安装使用手册，安装部署设备（输入设
备、输出设备、主机设备等），并确定设备能正常启
动和使用。
3.1.2能按增强式硬件组装说明书检查配件的完整
性，并根据安装使用手册，安装部署设备（输入设
备、输出设备、主机设备、移动端设备等），并确定
设备能正常启动和使用。
3.1.3能按沉浸式硬件组装说明书检查配件的完整
性，并根据安装使用手册，安装部署沉浸式设备（主
机、头盔、手柄、定位器等），并确定设备能正常启
动和使用。
3.2软件环
境搭建
3.2.1能安装计算机操作系统（win10）、驱动程序，
使软硬件连接正常。
3.2.2能安装虚拟现实开发编辑器，并正常启动。
3.2.3能安装虚拟现实开发引擎，并正常启动。
3.3环境配置3.3.1能配置虚拟现实开发引擎参数（项目名称、包名、项目类型、发布版本等），并创建项目工程。
3.3.2能配置虚拟现实编辑器参数（发布平台、帧率等）与硬件设备相匹配。
3.3.3能搭建项目工程目录结构，并按目录结构存储图片、模型、音频、视频等资源。
4.虚拟现实引擎工具操作4.1界面、场
景操作
4.1.1能使用场景组件创建场景、保存场景、修改场
景名称等。
4.1.2能使用物体创建组件创建一些简单的立体模
型（正方形、长方形、圆形）。
4.1.3能使用物体参数面板对物体的大小、位置进行
修改。
4.1.4能使用地形编辑系统，创建一个简单地形图。
4.1.5能使用树编辑组件创建树的模型。
4.2渲染操作
4.2.1能使用灯光组件创建点光源、直射光、投射光。
4.2.2能使用灯光组件修改调整场景亮度、对比度、
阴影等灯光参数。
4.2.3能使用灯光烘培组件对灯光进行烘培渲染并
保存灯光亮度、对比度、阴影等信息。
4.2.4能使用材质系统创建物体的材质。
4.2.5能使用粒子系统，实现简单粒子特效。
4.2.6能使用摄像机模块对物体进行层的显示与隐
藏。
5.基于虚拟现实引擎开发5.1用户界面
设计
5.1.1能使用按钮控件、文本控件、单选框控件、复
选框控件等进行用户界面的设计。
5.1.2能使用水平、垂直等界面布局方法，规划基础
的界面布局。
5.1.3能结合场景风格进行用户界面的选色。
5.2用户界面
制作
5.2.1能使用户界面基础控件创建按钮、文本、图片
等基本控件。
5.2.2能使用户界面进行界面美化，设置图片、颜色
等。
5.2.3能使用文本控件属性设置，对文本字体的颜
色、大小、格式、对齐方式等参数进行修改。
5.2.4能使用按钮的移入、移出事件参数设置，触发
颜色变化或图片切换等。
5.2.5能使用按钮等用户界面控件的事件监听方法
实现软件的场景跳转、触发动画播放等交互功能。
表2虚拟现实应用开发职业技能等级要求（中级）
表3虚拟现实应用开发职业技能等级要求（高级）
参考文献
[1]GB/T8567-2006计算机软件文档编制规范
[2]GB/Z31102-2014软件工程软件工程知识体系指南
智慧课堂虚拟现实-zspace
第一章智慧课堂虚拟现实 1.1智慧课堂 1.1.1系统概述 在学校，课堂教学环节是学生接受系统教育最重要的一环，做好教学互动环节，是掌握好教学环节的质量，提高教学水平的关键。现行的教学过程中，传统的签到环节、疑问确认环节、提问互动环节、课堂小测试环节存在诸多问题。签到过程中，使用纸张签到，效率低且存在代签现象，结果不便于教师统计；提问互动环节和课堂小测试的环节中，教师给出简单选择后，学生举手或者口头回答，不能获得准确的统计数据，教师只能根据大体情况来判断是否进行教学，没有准确的数据，更不能考虑后期的数据挖掘和数据统计工作。传统的教学方式已经不适应现代化教学的需要，基于物联网技术集智慧教学、人员考勤、资产管理、环境智慧调节、视频监控及远程控制于一体的新型现代化智慧教室系统在逐步的推广运用。智慧教室作为一种新型的教育形式和现代化教学手段，给教育行业带来了新的机遇。 1.1.2智慧课堂功能 智慧教室系统打通教学流程的课前、课中、课后、课外各环节，使用专项定制的人人通学习机，可与学校现有的课程中心、网络教学平台、资源平台、电子书包进行灵活畅通对接互通。智慧教室课堂系统根据学校的现有信息技术架构，提供了数据中心版、私有云服务版、公有云服务版多种灵活的部署实施方式，为学校的教学模式创新与落地提供个性化、灵活逐级扩展、安全稳定的技术与服务水平。 智慧课堂系统的特色: ●颠覆传统教学，提高学生知识应用力、自主思考力、探究学习力 ●无线多屏互动技术，权限控制、跨平台多点交互 ●大数据挖掘分析，助力教师针对性制定教学方案
●满足各种需求的定制服务 ●个人学习空间满足进阶式教学 多种教学互动场景与功能推动探究式教学模式、启发式教学模式、讨论式教学模式等创新型教学理念的研究与实现，并同时支持多种教学终端（电子白板、人人通学习机、PC、笔记本等等）。 智慧课堂允许学生和教师在开课前掌握预习情况，并在课堂上导入课前作业进行讲评，老师主持与指导学生进行探究式小组教学活动，系统自动采集课堂信息生成质量报告。 1.1.3智慧课堂布局 智慧教室系统由交互式电视、书写电子白板、微课笔、智慧课堂系统、学生学习终端、短焦投影机等主要功能模块组成，教师教学登录到智慧课堂平台，，实现无尘教学，保护师生的健康，老师可在电子白板上进行书写、绘制讲解分析。老师使用的智能终端受学校管理员通过智能中控设备统一管理，在云平台中心存放大量丰富的教学资源，学生及老师可以在线查阅或者下载到本地，与此同时，老师也可以将备课资料存放到云平台，当上课需要时，直接调出来使用即可。 在学生平板电脑上安装智慧课堂电子书包系统，平板电脑无线网络连接到班级AP上，学生可以自行分组讨论教学问题，也可以与教师进行教学互动，灵活的教学方式使整个教学更加生动，学生更易及时掌握课堂知识。
虚拟现实技术及其在教学中的应用
２００７．２ 73 虚拟现实技术及其在教学中的应用 李科峰 湖南省第一师范学校 湖南 ４１０００２ 摘要：将虚拟现实技术应用到教学中，能够更好地满足教学中情景化及自然交互性的要求，学生可以亲身探索不能到达的环境，观察现实中难以观测的现象，更重要的是教师可以简化现实世界中过于复杂的细节，从而可以更好的突出事物的特点，随着该技术在教学应用中的不断研究开发，它在教育领域内将有着极其巨大的应用前景。 关键词：虚拟现实；教学；应用 ０ 引言 虚拟现实技术是二十世纪末才兴起的一门崭新的综合性信息技术，它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支。它生成的视觉环境是立体的、音效是立体的，人机交互是和谐友好的。可以预言，虚拟现实技术将是继多媒体、计算机网络之后，在教育领域内最具有应用前景的“明星”技术。 虚拟现实（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）又称灵境技术是利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨显示技术，生成三维逼真的虚拟环境，使用者戴上特殊的头盔、数据手套等传感设备，或利用键盘、鼠标等输入设备，便可以进入虚拟空间，成为虚拟环境的一员，进行实时交互，感知和操作虚拟世界中的各种对象，从而获得身临其境的感受和体会。 虚拟现实技术的出现实际是计算机图形学、人机接口技术、传感器技术以及人工智能技术等交叉与综合的结果。以虚拟现实技术为代表的新型人机交互技术旨在探索自然和谐的人机关系，使人机界面从以视觉感知为主发展到包括视觉、听觉、触觉、力觉、嗅觉和动觉等多种感觉通道感知；从以手动输入为主发展到包括语音、手势、姿势和视线等多种效应通道输入。 １ 虚拟现实技术的基本特征及类型１．１ 虚拟现实技术具有以下五个主要特征 （１）沉浸性 使之所创造的虚拟环境能使学生产生“身临其境” 感觉，使其相信在虚拟环境中人也是确实存在的，而且在操作过程中它可以自始至终的发挥作用，就像真正的客观世界一样。 （２）交互性 是在虚拟环境中，学生如同在真实的环境中一样与虚拟环境中的任务、事物发生交互关系，其中学生是交互的主体，虚拟对象是交互的客体，主体和客体之间的交互是全方位的。 （３）构想性 是虚拟现实是要能启发人的创造性的活动， 不仅要能使沉浸于此环境中的学生获取新的指示，提高感性和理性认识，而且要能使学生产生新的构思。 （４）动作性 是指学生能以客观世界的实际动作或以人类实际的方式来操作虚拟系统，让学生感觉到他面对的是一个真实的环境。 （５）自主性 是虚拟世界中物体可按各自的模型和规则自主运动。 １．２ 虚拟现实系统按其功能可分成三种类型 （１）桌面三位虚拟现实这由一台普通的计算机系统组成，计算机屏幕作为用户观察虚拟环境的窗口，通过各种输入设备与虚拟现实世界充分交互。系统的特点是结构简单，价格低廉，经济使用，易于普及推广，但缺乏真实的现实体验。 （２） 沉浸的虚拟现实 它是一套比较复杂的系统，使用者通过头盔、数据手套等其他设备与虚拟环境进行交流。该系统虽然可让使用这完全沉浸到虚拟世界中去，由于其价格昂贵，所以难以推广。 （３） 共享性虚拟现实 它是由多个用户通过计算机网络连接在一起，同时参加一个虚拟空间，共同体验虚拟经历，达到协同工作的目的。 ２ 虚拟现实技术在教学中的应用 虚拟现实技术能够为学生提供生动、逼真的学习环境，学生能够成为虚拟环境的一名参与者，在虚拟环境中扮演一个角色，这对调动学生的学习积极性，培养学生的技能都将起到积极的作用。经过初步调查，１００％的学生表示对此软件很有兴趣，比课件更直观，并愿意使用它来进行学习 ；９５％的学生认为它能够较好地解决教学中的难点，对于理解所学知识内容有很大的帮助 ；１００％的学生认为它是一种很丰富的教学资源。 （１）化学和物理实验的应用 化学、物理学科昂贵实验仪器的介绍与展示、参观那些不可能进入的实验空间，如核反应堆、粒子对撞空间等等， 对 基金项目： 湖南省教育厅优秀青年科研项目，课题号：ＮＯ．０４Ｂ０１５和湖南省“十一五”规划重点资助课题项目，课题号：ＸＪＫ０６ＡＺＣ０１０。 作者简介：李科峰（１９８２－），男，助理实验师，研究方向：虚拟现实技术与校园网应用。
“VR教育”商业计划书
虚拟现实协同创新在线教育平台“VR+教育”商业计划书
我们的目标 推广VR教育解决方案，突破VR教育最后一公里 基于专业课程开发虚拟实训考核课件内容 校企合作专业共建、师资培训、VR人才培养 构建校园、企业联盟、学生协同创新的VR平台 VR 教育解决方案 师资培训 VR 视频及互动内容库 教育大数据 人才培养 VR 课件制作 VR协同创新在线教育平台发展计划 VR 教育在线直播 打造未来线上虚拟学堂，足不出户老师就在身边
基于VR的教育平台 企业作为为教育提供技术支撑的部门，积极主动想学校所想，急学校所急，以供给侧改革为楔机主动为职业院校教学改革提供服务，我司以VR教育解决方案入手带动内容创作、师资人才培养，并整合行业企业，形成协同创新格局，最终建设虚拟现实在线教育平台，让学生不在教室胜在教室，引领教育教学创新。 传统教育平台虚拟现实（VR）教育平台 PPT、视频教学已不新颖，学生专注度低 被动接受知识 教学方式枯燥无味 受限于时空，灵活性低 教与学难以产生共鸣，阻碍创新思维
?2015年职业教育收入4536亿元，同比增长10.56%，受政策推动与需求提升双因素驱动，未来五年职业教育的收入保持快速增长， CAGR=17.15%。预计 2020 年收入达 11620 亿元 面向职业教育的VR教育平台 职业教育市场规模 职业学历教育职业教育 职业非学历教育
?为服务中国制造2025等重大战略提供技术技能人才支撑 需加快发展现代职业教育，同时新技术的发展也激发了职业学历教育的需求。 ?2015年我国职业学历教育市场规模为1430亿元，2020 年规模将达 1761 亿元。 ?高职学校达1300家，中职学校17000家。 面向职业学历教育的VR协同创新平台 职业学历教育市场规模 目前，中高职学校学生厌学是普通现象，虚拟现实技术(VR)能有效激发学生学习兴趣，促进学生学习，提升课堂活力，和互联网结合起来，更好发挥线上和线下相结合的学习模式的优势，实现人人皆学，时时可学，处处能学的目标。
医疗领域人工智能的应用
医疗领域人工智能的应用 周素珍，杨会宝，马式雷 （山东中医药大学理工学院） 摘要：人工智能是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的一个重要分支。尤其在医疗卫生领域,人工智能更具有广阔的应用前景和较高的实用价值。本文简述了人工智能的起源与发展，回顾近年来人工智能在医疗领域的应用，重点介绍了人工智能在神经网络中的应用，并进一步展望了人工智能在医疗领域的应用前景。 关键词：人工智能；医疗；专家系统；神经网络；前景 1 引言 人工智能（Artificial Intelligence AI）是当前科学技术发展中的一门前沿科学，它是由Mc－Carthy等在1956年发起的关于机器模拟智能的学术讨论会上提出的［1］。自此，人工智能广泛应用于医学领域，在临床医疗诊断、神经网络技术、中医学、专家系统以及医学影像诊断中均得到应用。随着科学技术的发展，人工智能技术在医疗诊断中的应用将越来越广泛，越来越重要。 2人工智能在医疗领域的应用回顾 2.1 人工智能发展简史[2] 上世纪三四十年代，Wiener、弗雷治、罗素的数理逻辑，和Church、图灵的数字功用以及计算机处理促使了1956年夏的AI学科诞生。 20世纪60年代以来，生物模仿用来建立功能强大的算法。这方面有进化计算，包括遗传算法、进化策略和进化规划（1962年）。 1992年Bezdek提出计算智能。他和Marks（1993年）指出计算智
能取决于制造者提供的数值数据，含有模式识别部分，不依赖于知识；计算智能是认知层次的低层。今天，计算智能涉及神经网络、模糊逻辑、进化计算和人工生命等领域，呈现多学科交叉与集成的趋势。 人工生命以进化计算为基础，研究自组织、自复制、自修复以及形成这些特征的混沌动力学、进化和环境适应，具体包括生命现象的仿生系统、人工建模与仿真、进化动力学、人工生命的计算理论、进化与学习综合系统以及人工生命的应用等。20世纪60年代，罗森布拉特研究感知机，Stahl建立细胞活动模型，Lindenmayer提出了生长发育中的细胞交互作用数学模型。这些模型支持细胞间的通信和差异。70年代以来，Conrad等研究人工仿生系统中的自适应、进化和群体动力学，提出不断完善的“人工世界”模型。80年代，人工神经网络再度兴起促进人工生命的发展。其主要研究方法有信息模型法和工作原理法。其研究途径分为工程技术途径和生物科学途径。 2.2 医疗领域人工智能的兴起和医疗专家系统的创建 专家系统在90年代兴起, 模拟人类专家解决领域问题,知识库的改进与归纳是其重点。医疗专家系统（Medical Expert System，MES）是人工智能技术应用在医疗诊断领域中的一个重要分支［3］。在功能上，它是一个在某个领域内具有专家水平解题能力的程序系统。医学诊断专家系统就是运用专家系统的设计原理与方法，模拟医学专家诊断疾病的思维过程，它可以帮助医生解决复杂的医学问题，可以作为医生诊断的辅助工具，可以继承和发扬医学专家的宝贵理论及丰富的临床经验。第一个人工智能的医疗专家系统早在50年代就出现了，当时为了模拟病人的病症和疾病之间的关系，主要是医学领域的知识被融合到专家系统中。
浅谈虚拟现实技术在教育领域的应用
浅谈虚拟现实技术在教育领域的应用 东北师范大学计算机学院 2014级教育技术系王鹏 2014012016【摘要】本文旨在简要介绍虚拟现实技术（含增强现实等分支技术）的定义及其发展现状，通过理论陈述、历史发展及部分实例进行分析，着手于软硬件两方面，结合其他领域中已有的优秀实例，对虚拟现实技术在教育领域的应用提出部分建议。 【关键词】虚拟现实增强现实三维技术教育软件开发 现代社会的电子信息技术自从计算机诞生以来就得到了飞速发展，人们不满足于二维平面等级的人机交互界面，开发了一系列帮助人们进行多元化人机交互的辅助工具。输入设备从最传统的键盘、鼠标，发展到今天的触摸板、眼球测位仪、语音识别，输出设备也从简单的显示屏、扬声器发展出各种形态。在硬件设备进化的同时，人机交互的“内容”即软件与信息层面也发生着急速变化。从最初的二进制数字到后来的命令提示符字符串，再到后来的桌面化操作系统及多媒体声像，时至今日人们已经掌握了足够顶层的技术以使用计算机来模拟日常所见的真实场景，而这种技术的代表作之一、同样也是未来信息技术领域最有发展前景的技术之一，就是虚拟现实技术。 一虚拟现实综述 虚拟现实（Virtual Reality，后文或简称VR）的定义目前为止依然众说纷纭，笔者较为认可的定义如下：一种可供创建并体验高度拟真的虚拟世界的计算机仿真系统。用来实现VR系统的技术被称为VR技术。何谓高度仿真呢？目前为止在技术层面能达到的、符合人们日常生活中实际体验的标准包括如下几个方面： 1 真实性 真实性是VR技术的主要目标。VR旨在用计算机构建真实世界以让用户获得拟真体验，生成的虚拟物件一般要高度仿照真实世界的尺寸、材质等，能够做到静物的“以假乱真”，相应的运动规律也要按照真实世界设置参数，如重力加速度或化学反应速率等，使得它们在变化时看起来仍不失真。 2 交互性 一般来说，交互性是指用户对虚拟世界中物体的可操作程度，和从自然环境中得到信息反馈的程度。计算机系统中生成的虚拟世界不可能仅接受工作人员输入的基本建模参数，也应当接受来自用户的实时输入信息，并给出相应的反馈。例如，用户可以通过特殊的控制器（如摇杆、特制键盘）、体感装置（如传感服、眼球测位仪）以及语音等向系统发送指令，相应地也就要求系统为用户提供多元化的输入接口，输入模式也应当尽可能贴近人类的自然活动。 3 沉浸性 沉浸性是指，用户在体验虚拟世界的时候，不光要体验到场景及运动规律的真实感，也应当同时意识到自己能够沉浸到虚拟世界中，而非一个世界之外的控制者、操作者。理想的VR系统应当以用户为第一视角构建，并能让用户产生真假难辨的感觉。
虚拟仿真(虚拟现实)实验室解决方案设计
数虎图像提供虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解决 方案 虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。 随着虚拟实验技术的成熟，人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值，它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。数虎图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师，在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性！ 下面请跟随数虎图像一起，让我们从头开始认识虚拟现实实验室。【虚拟现实实验室系统组成】： 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键，而要建立一个完整的虚拟现实系统，首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。 数虎图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征，并结合多年的虚拟现实实验室建设经验，最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成：
虚拟现实开发平台： 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台，一般包括两个部分，一是硬件开发平台，即高性能图像生成及处理系统，通常为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站；另一部分为软件开发平台，即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分，负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台，同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转，与他们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此，虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少，而且至关重要。 虚拟现实显示系统： ·高性能图像生成及处理系统 ·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 在虚拟现实应用系统中，通常有多种显示系统或设备，比如：大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示系统，
虚拟现实医疗应用白皮书
虚拟现实医疗应用白皮书
目录 一、发展现状 (1) （一）国内发展状况 (2) （二）国外发展状况 (8) 二、主要发展方向 (14) （一）虚拟现实+医学教育培训 (14) （二）虚拟现实+个性化健身 (17) （三）虚拟现实+心理障碍治疗 (20) （四）虚拟现实+医学护理 (22) （五）虚拟现实+康复训练 (25) （六）虚拟现实+视力障碍治疗 (27) （七）虚拟现实+临床辅助 (30) 三、科研进展 (33) （一）国外高校科研进展 (33) （二）国内高校科研进展 (34) 四、发展展望 (35) （一）虚拟现实医疗的细分领域将不断拓展 (35) （二）虚拟现实医疗的产业生态将日益丰富 (36) （三）虚拟现实医疗对专业队伍的需求将更加迫切 (37)
五、相关建议 (38) （一）建立健全虚拟现实医疗产业沟通协调长效机制 (38) （二）促进医学界产业界共建虚拟现实医疗产业生态 (38) （三）部署实施虚拟现实医疗产业试点示范应用项目 (38) （四）创新加强虚拟现实医疗产业人才队伍培养建设 (39) （五）吸引社会资金大力投向虚拟现实医疗产业发展 (39) 附录：研究对象与范畴 (40)
以虚拟现实为代表的新兴前沿技术正广泛应用于医疗行业，助力提高医疗资源供给能力、降低各种医疗保健复杂性和危险性、应对医疗健康服务需求增长。与此同时，随着医疗健康领域的发展，将产生更多的诊疗方案，进一步推进虚拟现实技术在各个医疗健康领域的应用，拓展虚拟现实的应用场景，催生新的模式业态，带来潜力巨大的市场。 一、发展现状 全球范围内，虚拟现实等信息技术应用所驱动医疗健康服务的数字化转型正在展开。在数字化医疗趋势的推动下，国内外医院正在逐渐使用虚拟现实技术进行培训和手术，虚拟现实医疗正获得更多医生和患者的认可与肯定。据IDC 数据，虚拟现实医疗应用市场规模正逐年扩大，预计2022 年将达到17 亿美元，2018 到2022 年的市场复合增长率预计为105.6%。 虚拟现实在医疗领域的应用涉及手术模拟、技能培训、手术辅助、心理治疗等多个领域。现有国内虚拟现实技术方案主要集中在医学教育领域，覆盖市场在60%以上。在临床方面，虚拟现实技术使用率较低，体验感还没有得到医生和医疗机构的普遍认可，属于科研拓展阶段，还未形成完善的商业闭环。
VR虚拟现实技术在教育领域的前景展望
VR虚拟现实技术在教育领域的前景展望 VR虚拟现实技术能迅速火起来，是基于它突破了人们对三维空间在时间与地域上的感知限制，以及市场需求愿景的升级。此技术可广泛地应用到城市规划、室内设计、工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、房地产销售、旅游教学、水利电力、地质灾害、教育培训等众多领域，可提供切实可行的解决方案，从而降低成本与风险。作者蒋燕玲则看好VR虚拟现实技术在教育培训领域里的应用。众所周知，教育行业从最早单一枯燥的说教与图文教学，随后融入了视听媒体，
再到后来计算机在教育中的普及应用后复合媒体的发展，但都未能突破二维图像的界限。 什么是VR虚拟现实技术？这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，利用多源信息融合的交互式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。简单地说，是以VR虚拟计算机技术为主，利用计算机一些特殊设备进行输入输出，来营造一个人体各感官都可感知如亲临其境的三维虚幻世界。 戴上VR眼镜，就可以进入虚拟现实的空间里，想去哪儿分秒间抵达，虚拟与现实只在一镜之间，这仿若科幻电影中才有的高科技，随着VR虚拟现实技术的崛起悄然间这种愿景将改变着我们的生活方式。每一次教育的变革都是由科技推动的，试想如果VR+教育会产生怎样的反应呢？下面作者就从三类教育现状进行分析。 1.学校教育 有没有发现，游戏对学生有着特别的吸引力，而印在书本上的图文与课堂上多媒体的展示，相比而言，前者明显更能吸引学生的眼球与注意力，甚至长时间专注其中，而后者学习一会儿就渐显疲态，继而分心。因为前者生动形象不断变换的场景容易吸引学生尽情投入，比起单一的印在书本上枯燥的图文和空洞的说教，或是多媒体的展示中被要求被动观看强制性的学习，远远不如进入游戏角色与场景中游弋在虚拟的世界里，明显学生的专注力在虚拟情境中更持久。
虚拟现实实训室建设方案(DOC 26页)
虚拟现实实训室建设方案(DOC 26页)
虚拟现实系统建设项目建议书 2015年7月
一、项目提出背景 （一)、随着我国经济水平的持续稳步发展，人们的生活水平不提高，生活内容也在日新月异的快速变化，人们开始更多的参与到舆论当中。在当今社会人们对资讯需求越来越高，电视、网络、报纸、杂志已经成为人们生活必不可少的资讯来源，各种媒体已经成为社会舆论的主导。而政府各职能部门如何能够与媒体进行良好互动，如何及时掌控信息，如何正确反馈和传达信息，让媒体积极引导社会舆论，促使政府各职能部门对社会进行合理的高效的管控，这已经成为当今所有职能部门所面临的重要课题。建设和应用媒体沟通情景模拟教学系统，已成为提高领导干部应对媒体能力的重要手段。 (二)、当今社会各类危机事件频发，如自然灾害中的洪涝灾害、雪灾与冰灾、火灾和旱灾，城市大火、重大工程事故、群体事件、重大犯罪事件等。当危机发生时，如何能在第一时间协调各职能部门，迅速有效地进行处理，最大限度的减少危机带来的损失与影响，这将是新时期、新形势下领导干部面对的重要课题。 (三)、传统教学方式与手段落后，老师授课难有激情，已经无法满足当前干部培养的教学需求，呆板、无味的教条式教学模式，学生听课索然无味，使得当前的干部教学水平不进反退，教学效果差。这些因素迫使党的干部教育事业必须走出一条创新之路，形势迫在眉睫。 二、项目概述 情景模拟教学实训系统，是为了培养领导干部应对突发事件能力和和直面媒体的能力而建设的，极具实践性和可操作性，从模拟案例的构思、角色的分配、场景的设计到模拟演练，再现了现实工作的场景，对在实际中如何运用科学的决策和灵活的技巧快速有效地处置群体性突发事件起到很好的训练效果，达到理论教学与能力培训的有机统一，可激发学员的学习兴趣，充分调动学员的学习积极性，通过情景模拟演练，使学员的主体作用得到充分发挥，学员之间的互动交流比较深入。
《网络虚拟现实技术》教学设计
《网络虚拟现实技术》教学设计 一、授课课题：3.4.2网络虚拟现实技术二、适合年级：高中二年级三、教材分析：本节是普通高中课程标准实验教科书“信息技术（选修3）”《网络技术应用》（广东教育出版社出版，广东基础教育课程资源研究开发中心编著）第三章因特网的应用第3节因特网多媒体技术3.4.2网络虚拟现实技术的内容。教材内容包括：1、简单介绍了网络虚拟现实技术的基本概念（只用了4行约120个文字）。2、简单介绍了VRmL虚拟现实建模语言和全景环视技术这两种虚拟现实技术的相关知识。3、设置了“实践”栏目，提供了网上故宫博物馆、国际空间站两个资源。四、学情分析：本课题的教学对象是具有一定信息技术基础的高中二年级学生，高中二年级的学生经过前面信息技术必修课程的学习，能够熟悉对windows操作系统进行操作，掌握了利用网络信息检索的方法，能熟练地使用搜索引擎，能正确及合法下载网络中的信息，并掌握了文本和表格信息的加工与表达的基本操作方法。对于本课程的学习，因为在现实生活中，少部分学生玩过3D游戏，或在游乐场看过3D电影，但比较少接触到其它领域的虚拟现实技术的实际例子，也比较难接触到更深层次的虚拟现实技术系统。五、教学目标：1、知识与技能目标：（1）让学生了解虚拟现实技术的基本概念、特点及应用。（2）
让学生学会根据信息需求，选择适当的工具和方法，制作简单的虚拟全景环视图。（3）让学生初步了解并感受虚拟现实建模语言VRmL。（4）让学生初步了解及体会网络虚拟现实技术在跨时空、跨文化交流中的优势。2、过程与方法目标：（1）通过网络资源体验案例，让学生体会、感受虚拟现实技术。（2）通过网络资源获取所需的虚拟现实技术基本知识，让学生了解虚拟现实技术的概念、特点及应用。（3）在制作简单虚拟全景环视图时，让学生体会选择恰当的工具和方法对信息进行组织和表达，并通过技术手段的实施呈现效果。3、情感态度与价值观目标：（1）通过网络资源体验案例，培养学生正确、合法利用网络资源的良好的信息意识和行为习惯。（2）通过虚拟现实技术基本知识的学习，使学生领会比较、分析、归纳的思维方法，并迁移到今后的学习中。（3）通过小组协同合作学习，培养学生积极、合作、进取的品质。（4）通过本课的学习，使学生关注虚拟现实技术对生活、学习带来的影响，激发学生对这些新兴技术的求知欲和创新感，并迁移到今后的生活、学习中。六、教学重点与难点：1、教学重点：虚拟现实技术的概念、特点2、教学难点：（1）学生体会虚拟现实技术在跨时空、跨文化交流中的优势（2）培养学生对新兴技术的创新意识七、教学策略：本课参照普通高中信息技术新课标的理念，主要采用了突出学生的“学”为主体，教师的“导”为辅助，学生体验探究为主线，以重
虚拟现实技术在教育中的应用
新兴媒体技术在教育领域中的应用 ——虚拟现实技术 摘要: 随着信息产业的快速发展，信息技术的创新研究也越来越收到重视，而作为信息技术发展重要驱动力的虚拟现实技术，也随之成为人们关注的热点之一。作为人与计算机生成的虚拟环境进行交互作用的一种手段，人们将虚拟现实技术看作是仅次于互联网的改变世界未来的重要技术。本文简单介绍了虚拟现实技术的内涵、特征、类型以及在教育领域中的应用。 关键词:虚拟现实技术、特征、形式、教育应用 一、虚拟现实技术的内涵 虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。它是由计算机生成的,通过视、听、触觉等作用于使用者,使之产生身临其境的交互式视景的仿真。它综合了计算机图形学、图像处理与模式识别、智能技术、传感技术、语音处理与音响技术、网络技术等多门科学,是现代仿真技术的高级发展和突破,使用者借助必要的设备自然地与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响,从而产生亲临真实环境的感受和体验,使人机交互更加自然、和谐。 二、虚拟现实技术的特征 虚拟现实技术三个最突出的特征是：交互性、沉浸感、构想性。 1.交互性。也称互动性，用户根据各种已有线索做出反应，虚拟现实系统根据用户的具体行动及时生成新的三维场景，然后将新的信息反馈给用户。例如，用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体，这时手有握着东西的感觉，并可以感觉物体的重量，视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。 2.沉浸感。虚拟现实技术可以模拟出三维虚拟环境，理想的虚拟环境应该使用户难以分辨真假，使用户全身心地投入到计算机创建的虚拟环境中，充分利用各种感官去听、察、嗅、触，觉得自己是环境中的一部分，自然而然会产生一种沉浸于其中的强烈之感。 3.构想性。虚拟现实技术应具有广阔的可想像空间，可拓宽人类认知范围，不仅可再现真实存在的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。 三、虚拟现实技术的形式 根据用户参与形式和沉浸的程度不同，可以把各种类型的虚拟现实技术划分为以下的四种类型： 1.桌面虚拟现实系统。桌面虚拟现实系统是利用个人计算机进行仿真，将计算机的屏幕作为用户观察虚拟境界的一个窗口，通过各种输入设备实现与虚拟现实世界的充分交互，这些外部设备包括鼠标、追踪球、力矩球等。它要求参与者使用输入设备，通过计算机屏幕观察360度范围内的虚拟境界，并操纵其中的物体。常见桌面虚拟现实技术有：基于静态图像的虚拟现实、虚拟现实造型语言VRML、桌面三维虚拟现实等。 2.沉浸虚拟现实系统。高级虚拟现实系统提供完全沉浸的体验，使用户有一种置身于虚拟境界之中的感觉。它利用头盔式显示器或其他设备，把参与者的视觉、听觉和其他感觉封闭起来，提供一个新的、虚拟的感觉空间，并利用位置跟踪器、数据手套、其他手控输入设备、声音等使参与者产生一种身临其境、全心
( VR虚拟现实)虚拟仿真实训系统解决方案
（VR虚拟现实）虚拟仿真实训系统解决方案
大娱号 虚拟仿真实训系统解决方案VSTATIONHD（V1.0）
前言 近年来,由于信息技术的快速发展与国家教育部门的大力提倡,虚拟仿真实训在高职教育中开始得到广泛的应用,成为实训教学重要的组成部分和提高教学质量的重要手段。虚拟仿真技术是将多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息技术进行集成,构建一个与现实世界的物体和环境相同或相似的虚拟教学环境,并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体,构成一个虚拟仿真教学系统。虚拟仿真教学技术以提高学生的技能水平为核心,具有多感知性、沉浸性、交互性、构想性等特点。这些特点有益于教师的实训教学和学生专业核心技能的训练,为解决职业教育面临的实训难、实习难和就业难等问题开辟了一条新思路。目前,高职院校很多专业,如外语教学、旅游专业、数控技术、焊接技术、机电技术、食品加工、服装设计等专业都引入了虚拟仿真实训教学方式。虚拟仿真实训教学，已经逐渐成为高职院校教学变革的一种有效手段。
目录 前言2 一、总体需求分析4 1．1 “情景”的定义：4 1．2 为什么要在教学中使用“虚拟仿真实训系统”？5 1．3 根据教学建设，用户需求归纳如下：6 二、设计原则7 三、大娱号虚拟仿真实训系统概述8 四、大娱号虚拟仿真实训系统系统运行原理示意图：10 五、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点11 六、与教材同步完备的虚拟场景库16 七、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点18 八、大娱号虚拟仿真实训系统配置与指标19 九、系统技术支持及服务21
一、总体需求分析 通过运用学语言，已经为越来越多的教师认同。学习者必须通过“用语言”才能真正掌握语言。 让学生置身于真实的交际情景中，让学生使用语言进行交际。而真正的交际应该是互动的。当一方发出信息后，另一方根据上下文进行意义协商，作出反馈，他可以表示支持、进行反驳或提出疑问，然后接受方对反馈意见再进行意义协商，作出回应，双方如此反复交流，形成互动。互动是“交际的核心”。 语言课堂就是一个充满“交流和互动”的场所。在课堂教学中，这种互动不仅包括师生互动和生生之间互动，还应该包括教材，因为课堂上的师生互动和生生互动都是基于一定教材展开的。“大娱号”虚拟仿真实训系统能够在教材与师生之间搭起一座互动教学的桥梁。 使用“虚拟仿真实训系统”在互动教学的设计和组织上突出情景性、实训性和互动性，力求三者有机结合。 1．1“情景”的定义： 情景指的是具体场合的情形或景象。在教学过程中引入或创设生动具体的场景，有利于学生进行意义建构使其产生交际的动机。“大娱号”虚拟仿真实训系统所提供的虚拟场景可以提供直观生动的形象，通过大屏或投影再现学生在虚拟场景中的表演，可以让学生通过视觉和听觉去感受场景，产生想象和联想，激发学生的学习兴趣。参与表演的学生可以身临其境的学语言，使用虚拟仿真实训系统教学,学生觉得有话可说，有戏可演，可以
虚拟现实技术在教学中的应用
虚拟现实技术在教学中的应用 虚拟现实技术在教学中的应用主要集中在桌面虚拟现实和分布式虚拟现实,沉浸型虚拟现实由于所需设备昂贵,在教学中的应用较少。虚拟现实技术在远程教育中的应用主要有制作三维网络课件、开设网络实验课程和建构虚拟教室。 1.制作三维网络课件 在教学中,基于HTML的网络课件在不断地发展完善,但却始终不能摆脱二维平面的约束。在课件中加入虚拟现实技术,能挣脱这一枷锁。将虚拟现实和文字、声音、图片、视频等各种媒体有机结合,可以弥补二维平面课件的不足。如,用VRML设计各种三维的模型、物质结构等,可以让学生多角度地观察和学习,更好地理解学习内容。虚拟现实技术还可以再现现实生活中无法观察到的自然现象或事物的变化过程,为学生提供生动、逼真的感性学习材料,帮助学生解决学习中的知识难点。如学习物理知识时,利用虚拟现实技术,向学生展示原子核裂变、半导体导电等复杂的物理现象,供学生观察学习。 2.开设网络实验课程 虚拟实验在网络教育中有着巨大的优势,它可以弥补远程教学条件的不足。虚拟现实实验环境的开发可以真正打破空间、时间的限制,促进网络实验课程的开展。利用虚拟现实技术,还可以建立各种虚拟实验室,如物理、化学、地理、生物等实验室,在“实验室”里,学生可以自由地做各种实验,获得真实的体验。学生还可以通过虚拟实验验证所学的各种理论知识,提出各种假设模型进行虚拟, 并通过虚拟系统观察这一假设所产生的结果或效果。例如,在虚拟的化学系统中,学生可以按照自己的假设设计某一化学反应,通过虚拟实验,可以看到相应的反 应现象。通过这种探索式的学习方式,可以培养学生的学习兴趣,有利于激发学生的创造性思维,培养学生的创新能力。 3.建构虚拟教室 目前,在网络教育中,学生大部分是通过网络课程来学习的。学习时,学生能在网页上看到课程的相关文字材料和一些静止的图片。当然,好一点的网络课程,
虚拟现实技术在医学中的应用
虚拟现实在医学中的应用 摘要: 虚拟现实(virtual reality VR, ) 是近年来发展起来的一项新的技术,它已经被广泛地应用于许多领域, 特别是在医学领域。本文介绍了虚拟现实技术在疾病的诊断、康复以及医学教育与培训方面的应用, 并展望了虚拟现实技术在医学中的应用前景。 关键词: 虚拟现实医学应用 引言 虚拟现实作为一门真正具有多媒体交互共享模式的新兴技术, 以其独特的优势, 在各个领域的应用越来越广。特别是LED和CRE显示器技术、高速图形技术、多媒体技术及示踪技术的发展, 虚拟现实技术在医学领域的应用不断扩大, 对传统的医学诊断、治疗和医学科研、教育产生了深远的影响。 1 技术特点 虚拟现实系统是利用计算机以及专用硬件和软件去仿真各种现实境界, 通 过计算机和信息技术构造虚拟自然环境, 将用户和计算机结合成一个整体。用户置身于模仿真实世界而创建的三维电子环境中, 通过各种技术模拟直接进入到虚拟环境去接受和影响环境中各种感觉剌激, 与虚拟环境的人及事物进行行为和思想的交流。用户可以利用人类本能的方式与计算机信息交流, 人的语言、眼神、手势都可以为计算机所识别, 而人则可以用听觉、视觉、触觉来感受计算机信息, 就如同人们在现实环境中人与人交流一样的感受和交互对话, 达到与计算机进行直观、自然的交互。 虚拟现实系统是相当逼真的三维视听、触摸和感觉的虚拟空间环境, 虚拟三维可以随需要而变换, 交替更迭。用户不再是被动性地观看, 而是融合在其中,交互性地体验和感受虚拟现实世界中广泛的三维多媒体内容。可分为: 桌面型、投入型、增强现实型、临境型、逆向型和分布式虚拟现实系统等。桌面虚拟现实系统是利用个人计算机或工作站进行仿真。它以计算机屏幕作为观察虚拟境界的一个窗口, 成本较低, 但投入性差。投入系统是通过各种硬件和软件, 把周围的现实环境屏蔽掉, 完全被虚拟境界包围。虚拟现实技术具有多感知性、投入性、实时交互性和自主性等特征。多感知性是除了一般计算机技术所具有的视觉感知外, 还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知。随着传感器技术的发展, 还有味觉感知、嗅觉感知, 甚至具有人的一切感知功能。投入性(临场感) 是指用户感到作为主角在虚拟环境中的真实程度。实时交互性指用户与虚拟环境中的各种对象相互作用的能力, 对虚拟物体的可操作程度和得到反馈的自然程度, 用手去抓虚拟物体时, 有硬度、重量和拿动的感觉。自主性指虚拟物体依据物理定律按力的方向动作的程度。根据虚拟实现技术的特征, 可通过其存在感P、交互性I 和自主性A 来评价系统的性能, P、I 和A 的值越大, 系统的性能越好。 2 虚拟现实技术的应用 虚拟现实技术具有极其重要的应用前景 ,其中医学领域作为虚拟现实技术 最大吸引力的应用领域之一,目前已广泛地应用在虚拟人体、医学教育、虚拟外科手术、远程医疗等领域。 2.1 虚拟人体 1985 年,美国国立图书馆就开展了人体解剖图像的数字化研究,他们利用 CT 和 MR 扫描及三维图像重建技术,分别建立了一具可视化男人和一具可视化女人。德国汉堡大学则用 CT 和 MR 横截面影像或组织学切片建立起空间模型 ,
虚拟现实技术考试题及答案
虚拟现实技术试题（一） 1、虚拟现实是一种高端人机接口，包括通过视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等多种感觉通道的实时模拟和实时交互。 2、虚拟现实与通常CAD系统所产生的模型以及传统的三维动画是不一样的。 3、虚拟现实技术应该具备的三个特征:Immersion(沉浸) Interaction(交互) Imagination(想象) 4、一个典型的虚拟现实系统的组成主要由头盔显示设备\多传感器组\力反馈装置 5、从虚拟现实技术的相关概念可以看出，虚拟现实技术在人机交互方面有了很大的改进。常被称之为“基于自然的人机界面”计算机综合技术，是一个发展前景非常广阔的新技术。 6、根据虚拟现实对“沉浸性”程度和交互程度的不同，可把虚拟现实系统划分为四种典型类型沉浸式\桌面式\增强式\分布式。 7、有关虚拟现实的输入设备主要分为两类。三维位置跟踪器 8、在虚拟现实系统的输入设部分，基于自然交互设备主要有力反馈设备\数据手套\三维鼠标. 9、三维定位跟踪设备是虚拟现实系统中关键设备之一，一般要跟踪参与对象的宽度、高度、深度、俯仰角(pitch)、转动角(yaw)和偏转角（roll）,我们称为6自由度（6DOF）。 10、空间位置跟踪技术有多种，常见的跟踪系统有机械跟踪器\电磁跟踪器\超声波跟踪器\惯性跟踪器\光学跟踪器。 11、所谓力反馈，是运用先进的技术手段将虚拟物体的空间无能运动转变成物理设备的机械运动，使用户能够体验到真实的力度感和方向感，从而提供一个崭新的人机交互界面。该项技术最早应用于尖端医学和军事领域。 12、立体显示技术是虚拟现实系统的一种极为重要的支撑技术。要实现立体的显示。现已有多种方法与手段进行实现。主要有互补色\偏振光\时分式\光栅式\真三维显示 . 12、正是由于人类两眼的视差，使人的大脑能将两眼所得到的细微差别的图像进行融合，从而在大脑中产生有空间感的立体物体视觉。 13、HMD（Head_Mounted_Display）,头盔式显示器，主要组成是显示元件\ 光学系统 14、洞穴式立体显示装置（CAVE Computer Automatic Virtual Enviroment）系统是一套基于高端计算机的多面式的房间式立体投影解决方案,CAVE主要组成由高性能图形工作站\投影设备\跟踪系统\声音系统。 13、三维视觉建模又可细分为几何建模、物理建模、行为建模技术，分别是基于物体的几何信息来描述物体模型的建模方法、涉及到物体的物理属性，行为建模反映研究对象的物理本质及其内在的工作原理。 14、在真实感实时绘制技术中，为了提高显示的逼真度，加强真实性，常利用的方法有纹理映射\反走样 \环境映射。 15、在基于几何图形的实时绘制技术实现过程中，目前有下面几种用来降低场景的复杂度，以提高三维场景的动态显示速度的方法:预测计算法、脱机计算法、3D剪切法、可见消隐法、细节层次模型法。其中细节层次模型法应用较为普遍。16、为了保证虚拟环境的真实性，常需要对虚拟物体进行碰撞检测，实现方法有多种，但其中的层次包围盒法方法是碰撞检测算法中广泛使用的一种方法，它是解决碰撞检测问题复杂性的一种有效方法。 实时绘制技术\场景简化\快速消隐\纹理化对象\限时绘制\ 17、VRML（Virtual Reality Modeling Language）即虚拟现实建模语言。是一种用于建立真实世界的场景模型或人们虚构
VR虚拟现实应用的几个领域
VR虚拟现实应用的几个领域 VR虚拟现实应用是利用计算机模拟产生的一个三维空间的虚拟世界，提供人们关于视觉、听觉等感官的模拟，让人们如同身临其境一般，没有限制地观察虚拟空间内的所有事物。虚拟现实是指用计算机设别所产生的一种特别的环境，人可以经过各种特别设备将自己所想的所用的“投射”到这个环境中，并操作、控制环境。 虚拟现实关键技术 1.声音 人能很好的判断声音的来源和方向，在水平的方向上，我们可以靠声音的相位差别及强度的差别来确定声音的方向，因为声音到达两只耳朵的时间或距离有所不同。常见的立体声效果就是靠左右耳听到在不同位置录制的不同声音来实现的，会有一种方向感。现实生活里，当头部转动时，听到的声音的方向就会改变。但目前在VR系统中，声音的方向与用户头部的运动无关。 2.显示 人在看周围的画面时，由于两只眼睛的位置不同，所看到的结果也是不一样的，这些画面都综合起来才形成了整体的景象。在VR系统中，双目立体视觉起了很大作用，用户的两只眼睛看到的不同图像是分别产生的，显示在不同的显示器上。在人造环境中，每个物体相对于系统的坐标系都有一个位置与姿态，而用户也是如此，用户看到的景象是由用户的位置和头（眼）的方向来确定的。 VR虚拟现实应用 1.旅游
VR旅游时代的到来，不仅刷新了传统枯燥的宣传模式，提升了游客出行的冲动，而且赋予了旅行革命性的感官体验，加深了游客对目的地的预期认知。JUSTBEHERE拥有全球最大旅游目的地全景视频资料库，覆盖30多个国家的700多段全景视频（持续增加中），''到此一游''为消费者提供真实、生动的观看体验，同时也为旅游目的地和各地旅游局提供全新的展示推广平台。 2.购物 运用VR技术，利用计算机图形系统和辅助传感器，生成可交互的三维购物环境。这将突破时间和空间的限制，真正实现虚拟购物的理念。让你身临其境的感受虚拟购物带来的便利与新鲜感。VR购物能够大大增加线上商品的真实感，让用户可以360°无死角的体验商品的特性，甚至通过虚拟技术能拥有实体店所没有的惊喜和体验，为用户提供VR购物选择的多样性。 3.医学 在虚拟的环境中，可以建立虚拟的人体和手术工具等设备。可以非常容易的了解人体的各个器官和结构，比现在所采用的教科书方便的多、有效的多。医生在做真正的手术之前，可以通过虚拟现实技术的帮助，可以再显示器上重复地去模拟手术，提高手术的熟练度。在远距离遥控外科手术，手术过程中的信息指导，手术后果预测及改善残疾人生活状况，乃至新药研制等方面，虚拟现实技术都能发挥十分重要的作用。 VR新技术越来越多地渗透到医疗中，欧美国家已经尝试过在VR领域和医疗技术创新性结合，在国内拥有着全球领先的VR技术团队的云舞科技也积极地布局相关领域发展。
虚拟现实实验室项目(基于虚拟现实技术的教育解决方案开发应用)
基于虚拟现实技术的教育解决方案的研制与开发 科技项目可行性报告
目录 一、项目提出的目的及意义………………………………………… 二、与项目相关的国内外发展概况及市场需求分析……………… 三、主要攻关内容及技术路线（技术可行性分析）……………… 四、该项目的技术创新点…………………………………………… 五、现有工作基础和条件…………………………………………… 六、申请的基础条件（包括主要研究成果）……………………… 七、进度安排和实施方案（包括运行机制）……………………… 八、预期成果和考核目标…………………………………………… 九、推广及应用前景………………………………………………… 十、经费概算及来源…………………………………………………十一、结论……………………………………………………………附件---虚拟现实沉浸技术实验室条件建设需求……………………
一、项目提出的目的及意义 互联网、虚拟现实和人工智能被喻为改变人类认知世界的三大信息技术。 互联网从少被社会广泛认知，到今天对社会生活的全面颠覆与渗透不过二十余年。如今互联网+已为国家战略。当互联网在我们生活中掀起一个又一个骇浪时，虚拟现实正悄然从幕后走向前台。今天虚拟现实正演绎着当年互联网对人类生活，从无足轻重到全面颠覆的革命性过程。科技以虚拟现实给人类生活再创造出一次惊喜己为期不远。虚拟现实技术与教育： “虚拟现实”（Virtual Reality，英文缩写VR）技术，利用计算机硬件+软件资源+传感器的一种集成技术，构成实时三维图形生成的技术、仿真技术、多传感交互技术以及显示技术等，生成实时的、具有三维信息的人工虚拟环境，演练者（操作人员）根据需要通过多种交互设备（如头盔、数据手套和刚性外骨架衣服等）来驾驭该环境，以及用于操纵环境中的对象，如在真实世界中一样地与该环境中的人和事物进行行为和思想等的实时交流，并产生逼真的身临其境感。虚拟现实技术不是相关技术的简单组合，而是一种创新性的综合，并且在思想方式上有质的飞跃。 虚拟现实技术对教育产生不可估量的作用，主要理由如下： 1.虚拟现实技术创建全新的教育环境 人们普遍认为，虚拟现实技术将使21世纪的教育发生质的变化。虚假现实技术支持下的教育之所以会发生质的变化，是因为虚拟教育环境拥有现实教育培训环境无可比拟的优势。所谓虚拟教育环境，是指由虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟教育的人工环境，它可以是某一现实世界的基础或设施的真实实现，也可以是虚拟构想成的世界。在21世纪，可能兴办起依托虚拟现实技术的各种新型的学校教育，如基础教育、军事教育、各类培训教育，许多学员在虚拟环境中接受各种教育体验与训练。由虚拟现实技术所支撑的教育系统将使得人员可以在虚拟环境中方便地取得感性知识和实际经验。与现实教育基地或设施相比，在虚拟现实技术支持下的虚拟教育环境大致有如下特征和优势： 1.1仿真性 学生通过虚拟设施训练，与在现实教学基地里同样方便。这是因为虚拟环境无论对于现实的环境或是对于想象的环境，都是虚拟的但又是逼真的。理想的虚拟环境应该达到使受训者难以分辩真假的程度（例如可视场景应随着视点的变化而变化），甚至比真