时间：2023-04-03 09:47:39
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇vr技术论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
摘要：本论文主要讨论基于Client/Server数据完整性约束及其如何实施企业业务规则，并以SQLServer和PowerBuilder为例，介绍了数据完整性约束的实现技术。
关键词：Client/Server，数据完整性约束,企业业务规则
DBMS已从早期的分散的一个个计算模型、网络/文件服务计算模型(针对文件)发展到现在的Client/Server计算模型(针对表中的一行)。Client/Server模型是非对等的(decoupled)，客户发出服务请求，服务器作出响应，提供服务，即所谓的"请求驱动"。DB的Client/Server系统由DBServer、客户应用程序和网络组成。DBServer(即后端)负责有效地管理系统的资源，主要负责数据处理、并发控制、数据安全性、数据完整性和数据的备份和恢复等。客户应用程序(即前端)是系统中供用户与数据进行交互的部件，主要任务是提供交互式界面完成数据的录入、分析、检查和显示，向DBServer发出请求(SQL语句)并接收结果和错误信息。网络和通信软件是系统中客户和服务器之间数据传送的工具。
由于现在的数据库都是开放、多用户共享，因此维护数据库的正确性至关重要。数据库的完整性描述为数据库内容的完整性约束集合，其中完整性约束指数据库的一个状态是否合理，这是一组谓词。DBS检查数据的状态和状态转换，判定它们是否合理，是否应予接受。对一个数据库操作，要判定其是否符合完整性约束，全部断言无矛盾时才可以执行。完整性约束的形式化定义I=(O,P,A,R),其中O是完整性约束所涉及的数据对象集合，P是对象所满足的谓词，A是触发检查的条件，R是约束不满足时的反应动作[2]
一、常见的数据完整性约束
根据分类角度不同，可将完整性约束分为如下几类：
·域、元组、集合完整性
·立即约束和推迟(到EOT)约束
·状态约束和状态演变约束。
·标准和定制的数据完整性约束
实际的系统中，一般将数据完整性约束分为标准的数据完整性约束和定制的数据完整性约束。标准的数据完整性约束是DBS已经实现的内部规则，包括域完整性、实体完整性和引用完整性。
域完整性(FieldIntegrity)保证一个数据库不包含无意义的或不合理的值，即保证表的某一列的任何值是该列域(即合法的数据集合)的成员。方法是限制列的数据类型、精度、范围、格式和长度等。
实体完整性(EntityIntegrity)保证一个表中的每一行必须是唯一的(元组的唯一性)。为保证实体完整性，需指定一个表中的一列或一组列作为它的主键(PrimaryKey)。一个表中每行的主键必须确实含有一个值。一个表只能含有一个主键，如需要从其它列中除去重复的值，可以将一个或一组非主键列指定为一个候选键或唯一值键。
引用完整性(ReferenceIntegrity)定义了一个关系数据库中不同的列和不同的表之间的关系(主键与外键)。要求一列或一组列中的值必须要与相关的一列或一组列中的值相匹配。从属的一列或一组列称之为外键(ForeignKey)。被引用的列或一组列称之为父键，父键必须是一个主键或唯一键。外键属于子表或明细表，父键属于父表或主表。若父键和外键属于同一表，则称之为自引用完整性。子表某行的外键必须与主表的主键相匹配，只要依赖于某主键的外键仍存在，主表中包含该主键的行就不能删除。
由于每个公司的数据库都有自己独特的业务规则集，所以系统必须有一种方式来实现定制的业务规则即定制的数据完整性约束。定制的数据完整性约束可由如下几种方法实施。
一种最原始的方法是将将每一个完整性约束编入要访问数据库的每个应用程序中，缺点是在每个相关的数据库应用程序中，开发者都要对相同的完整性规则进行编码、测试和排错。若某一规则变动，所有相关的应用程序都得改动。应用程序须向DBServer请求大量的数据，以执行该应用程序内部的数据完整性规则检查，这将阻塞网络。因而这是一种耗时、低性能的方法。
用户定义的数据类型(User-definedDataType)是由标准数据类型导出的新数据类型，它比标准的数据类型更准确地限定了数据输入的范围。
约束(Check)用于限制列的值域，在数据类型限制的基础上对输入的数据进一步进行限制。通过逻辑表达式来定义列的有效值。
缺省(Default)定义了一个数值，当用户向数据表插入数据时，若某个域未给定值，系统自动将定义在该域上的缺省作为输入
值，保证数据库数据的合理性。
规则(Rule)是一个用来绑定域或用户定义数据类型的数据库对象，规则说明了哪些数据可以输入到域中。任何时刻，用户输入或修改数据（INSERT或UPDATE）,DBMS都将检查该数据是否违反绑定在域上的规则。
计算机理论基于虚拟现实技术的多维信息空间探析
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,能使用户具有身临其境的沉浸感,具有与环境完善的交互作用能力。并有助于启发构思。为了建立起和谐的人机环境,需要采用以人为本的理念,来构造虚拟环境的多维信息空间,确立在此空间中处理问题和提高认识的信息处理原则,人的感知系统、认知系统、人类以往的经验与知识以及虚拟现实系统就成为VE多维信息空间的主要组成部分。
1 多维信息空间
人类是依靠自己的感知和认知能力全方位地获取知识,在多维化的信息空间中认识问题。而通常在计算机中信息的处理只是在数字化的单维信息空间中处理问题,这就造成了人类认识问题的认识空间与所用的处理问题的方法空间不一致的矛盾,产生了人们难以理解计算机的处理结果。更难以把已有的感知经验或认知经验与处理结果发生直接联系。因此。需要突破计算机处理单维信息的限制,而把它扩展成具有处理多维信息的能力。
2 基本构成
近年来,人们由于使用了计算机,大大加速了认识世界和改造世界的进程。但同时也开始对现有的、用计算机来表示和模拟物理世界的方法表示疑义。例如:当需要对一个较复杂的物理情景进行实时的模拟,并且还希望得到大量直观的模拟结果时,我们立即发现其计算量将大增,即使使用最先进的超级计算机,也只能缩小被模拟的物理情景的规模或减低对直观性的要求。客观的需求迫使我们思考一些问题:“是否应当改变我们表示和模拟物理世界的方法?”“这种一切依靠单维的数字化的信息处理方法是合理的吗?”“怎样在人对物理世界已有的感知和认知的体验和经验上进行信息处理和加深认识?”事实上,由于人类是依靠自己的感知和认知能力全方位地获取知识的,是在多维化的信息空间中认识问题的,而现行的信息处理工具(尤其是数字计算机)只具有在数字化的单维信息空间中处理问题的能力,这就产生了人类认识问题的认识空间与所用工具的处理问题的方法空间不一致的矛盾,也就产生了人类较难直接理解信息处理工具的处理结果,更难以把自己已有的感知体验或认知经验与处理工具的处理结果发生直接联系。因此,人们迫切地希望突破现有数字计算机只能处理单维的、数字化信息的限制,而把它扩展成具有处理多维信息的能力。换言之,在未来的信息社会中,人类希望自己在一个适人化的多维信息空间中去处理问题和提高认识。我们把能在这种多维信息空间中进行信息处理的工具或环境称为VR系统。人的感知系统、认知系统、人类以往的经验与知识以及灵境系统都是构成多维信息空间的组成部分,
为了说明多维信息空间的构成,不妨把它与传统的单维信息空间作一比较。在数字化的单维信息空间内,信息处理工具(或环境)是计算机,人与计算机是通过键盘、二维鼠标和显示屏幕等发生联系的,人类以往的经验是以数字化形式存储在数据库内的。在适人化的多维信息空间内,信息处理工具(或环境)是VR系统,人与VR系统是通过各种先进的传感器和人机接口系统发生联系的,人类以往的经验与体验(全部的感性知识和理性知识)都是理解问题、寻求解答和提出新概念的基础。
人是通过传感器把自己的经验和体验传送给以计算机为核心的VR系统的,而VR系统通过作用器把处理结果输出给人:人基于过去已有的对该物理情景的经验、人在该物理环境中的现时体验以及VR系统的现时输出,在VR系统的帮助下,经过综合集成获得了对该客观世界的认识和提高,VR系统对处理这类问题的能力也得到同步的增长。
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计算机理论通信网络结构在煤炭企业信息化建设中的应用
1 概述
3 发展前景
客观而论,目前VR技术所取得的成就,绝大部分还仅仅限于扩展了计算机的接口能力,仅仅是刚刚开始涉及到人的感知系统和肌内系统与计算机的交互作用问题,还根本未涉及人在实践中得到的感觉信息是怎样在人的大脑中存储和加工处理成为人对客观世界的“认识”的过程。只有当真正开始涉及并开始找到对这些问题的技术实现途径时,人和信息处理系统间的隔阂才有可能被彻底地克服了。只有到那时,信息处理系统就再也不只是一个只能处理数字化的计算装置或信息处理装置了。它将是一种具有对多维信息处理功能的机器,将是人进行思维和创造的助手,它将是人对他们已有的概念进行深化和获取新概念的有力工具。要特别强调的是:即使到那时,人仍将是这个适人化的多维信息空间的主体。
VR技术所涉及的领域十分广泛,它包括信息技术、生理学、心理学和哲学等多种学科。目前宣传媒介对这一领域大肆渲染,把它的功能描绘得天花乱坠,甚至到了不可思议的程度。我们必须清醒地认识到,虽然这个领域的技术潜力是很大的、应用前景也是很广阔的,但目前尚处在它的婴儿时代,还存在着很多尚未解决的理论问题和尚未克服的技术障碍。
参考文献
[2]郭四稳多维信息空间的动画设计与实现[J]计算机工程与设计,2007,(09)
【关键词】视频；音频；知识服务；直播在线；学术研讨会
学术期刊作为记录和传播科研成果的重要载体，长期以来承担着极大的社会责任，对推动国家科技发展以及创新交流都起着重要作用。然而，由于学术期刊的受众面窄，优秀学术成果的大众普及度不高，有需求的读者较难找到学术研究成果的整体脉络，学术期刊的知识服务功能受到一定制约。近年来，知识服务得到了快速的发展，期刊行业也试图在知识服务领域有所作为，然而，大部分学术期刊的知识服务产品形态、盈利模式单一。随着媒体融合发展的不断推进，尤其是5G技术的商业化应用，人工智能、虚拟现实、大数据等新一代技术高速发展并不断融入出版领域当中，这给学术期刊的知识服务创新发展带来了新的机遇。
一、我国学术期刊知识服务的现状
1．知识服务产品形态单一从学术期刊产品的形态来看，即便经历了媒体融合阶段，大部分期刊仍旧以纸质期刊为主要传播载体，虽然它们将数字化内容收录到知网、龙源期刊、万方数据库等期刊平台，在一定程度上扩大了学术成果的传播范围，但出版的载体仍是纸质期刊。不可否认的是，经过媒体融合发展阶段，有部分学术期刊社走在前列，实现了线上的数字期刊出版。然而无论是纸质期刊，还是数字期刊，当前我国学术期刊出版的形态仍旧以文字、图片、数据的平面展示为主，这是产品形态单一的表现。随着5G商用的推进，智能终端的广泛普及，人工智能、大数据等新一代信息技术的高速发展，人们获取信息、学习知识的途径与方式发生了快速的变化，学术成果纸质化或仅以“文字+图片+数据”展示的数字版已难以适应当前环境下用户的需求。
2．知识服务模式单一从服务模式来看，当前学术期刊的服务模式也极为有限，这主要是受限于产品形态单一。从服务对象来看，学术期刊服务的对象以作者为主，服务模式主要是“采—编—发”，作者将稿件投递到期刊社后，要等待较长的审稿期，最关键的是纸质期刊版面有限、刊发周期长，难以满足作者快速发表成果的需求。服务内容也仅限于版面提供，以及针对论文修改的沟通、建议等传统服务，服务模式单一。事实上，除了需要发表学术成果的作者，还有大量需要寻找学术研究成果的专家、学者用户，甚至是广大的普通用户。读者对学术成果的需求，就是快速获取相关研究成果、数据，甚至预测研究方向。受限于单一的产品形态以及服务模式，学术期刊对专业读者群体的服务是缺失的，更不用说为广大普通读者提供知识服务。而5G时代的到来，知识服务行业快速发展，用户对学术成果的知识服务需求也将会有较大的改变，这将倒逼学术期刊创新知识服务模式，扩大服务对象，满足更多用户展示、获取学术成果的需求。
二、新技术创新知识服务产品形态
专业、严谨、精深是学术期刊的主要特点，也是学术期刊生存的首要法则。然而，利用单一平面化的图文、数据形式来展示专业的学术成果，无论是对专家学者来说，还是对广大普通读者来说，都是相对枯燥的形式，不仅不便于读者理解获取，还不利于传播。在5G时代，学术期刊知识服务首要思考的是结合新技术来创新产品形态，改变以往学术出版枯燥、刻板的形式，如将产品音频化、视频化、3D化，甚至结合VR/AR技术等，将学术内容进行多形态、立体的全方位展示，使学术成果更为直观。
1．多媒体产品形态，直观展示学术成果与图文相比，音频、视频可以给用户带来更为丰富的信息量和更具体的展示，具有更高效的传播效率。对用户来说，阅读科技期刊论文需要拥有较多的知识储备，需要大量的时间和精力，如果学术成果通过音频或者视频的形式展示，用户可快速理解核心内容。音频/视频的讲解可以是论文的作者，也可以是行业内知名学者，讲解内容可以是经典文献，也可以是前沿学术成果。音频/视频讲解的模式成本低、制作期短，期刊社可以多元化开发期刊资源以满足用户需求。如医学顶级期刊NEJM和Lancet就相当注重视频和音频的产品形态，在官方网站上专门设立了Audio＆Video栏目，专门作者的音频及视频，帮助读者理解论文的核心内容。Nature每周都会免费的音频向读者概述当期文章的核心内容，这其中还包括世界各地记者以及著名科学家对论文的评论和分析。我国也有值得借鉴学习的做法，中国医学会杂志社在视频应用方面有深度的应用。2015年8月，该社获准在线出版《中华心血管病杂志》（网络版），经过两年多的探索后，中国医学会杂志社进一步深度融合新技术，在2018年12月将《中华心血管病杂志》（网络版）更名为《中华心脏病学视频杂志》，致力于以视频和音频的展现方式报道专业领域的研究成果。《中华心脏病学视频杂志》不仅以传统的文本形式展示学术成果，还以音频及视频出版方式传递知识，使得实验研究等更为直观、生动、可视化。除了可听可见，《中华心脏病学视频杂志》还可以“见人”，即见作者本人——每篇文章的作者都出镜介绍自己研究的思路、成果，与读者进行更为直接的交流。近年来，VR/AR技术在出版领域、教育领域都有较为广泛的应用。VR/AR可以利用计算机制作一个逼真的虚拟环境，再通过相关的传感设备让用户沉浸在虚拟场景中，通过听觉、视觉、触觉等与场景交互。相较视频和音频，“VR/AR+期刊”的产品形态无疑更具有互动性，也更便于读者理解学术成果。尤其是随着5G技术的商业化应用，AR阅读眩晕感将得到极大降低，AR内容因数据传输造成的卡顿也将减少，同时5G的应用也将带来AR传感设备的技术变革，降低设备的开发、维护成本，这就降低了出版机构引入VR/AR技术的成本。因此，学术期刊在结合VR/AR技术领域有较大的探索空间，应当牢牢把握5G时代的VR/AR技术优势，创新知识服务产品形态。
2．直播和举行在线学术研讨会，创新学术交流服务发表、展示、传播学术成果是作者的需求，寻找、获取学术成果是读者的需求，高效的学术交流亦是作者、读者不可忽略但又长期没有得到很好满足的需求。学术交流有利于扩大科学研究的视野，快速检验研究成果，是科研中必不可少的环节。我国学术期刊在建立学术交流平台、促进学术交流的发展中仍存在较大不足，主要原因是学术交流的形式多以线下会议为主，不仅需要耗费大量的人力、物力、财力，而且要同时协调多方面专家学者的时间，成本高、频次低，难以满足学术交流高时效的需求。在互联网时代，专家学者直播和举行在线学术研讨会成为一种新的学术交流形式，既可以充分发挥线下研讨会在交互性、专业性方面的优势，又能很好地解决线下会议需要召集人员和解决时间、场地等方面的问题，最为关键的是时效性强、传播范围广、覆盖面广，用户的参与成本更低。尤其是随着5G技术的商业化应用，高速率、低时延的技术特点将会促进直播、在线实时培训交流等形式的常态化发展。通过学术成果的直播，以及召开在线学术研讨会，专家学者可以第一时间与其他学者分享交流，及时更新研究动态，避免研究成果出现滞后、重复等问题。如《沉积学报》在2016年就开始尝试利用QQ群召开在线学术会议，每期有特定的主题，并邀请特定主讲人（一般以有一定成果和影响力的科研人员为主）主持，至今已召开数十场在线学术会议。通过线上学术会议，《沉积学报》不仅提升了期刊的学术水平，增强了作者和读者黏性，提高了约稿质量，还培养了一大批优秀的青年学者，在广大学者当中建立起良好的期刊品牌形象。未来，《沉积学报》将在线学术研讨会当作新型知识服务产品，考虑在线课堂、在线付费会议等形式。无论是专家学者的直播，还是在线研讨会的实时交流，都是力求通过新技术来创新、提升知识服务的能力，建立知识服务的桥梁。
三、专业类应用及工具助力知识服务发展
伴随着人工智能、大数据、物联网技术的快速发展，专业类应用及工具作为知识服务的一大门类，围绕学术期刊的科研、写作等不同环节，可为科研工作者提供相关的工具、应用服务，将会有更多的创新发展。
1．科研工作辅助工具在信息匮乏的时代，人们的主要需求是能够获取更多信息；在信息爆炸的时代，如何对科研信息进行筛选、分类、管理、分析、探究，则变得尤为关键。如在科研的选题方向上，科研人员需要客观地评估各项指标，保证科研的创新性、高起点，如果没有专业工具辅助，科研人员将会受到个人经验的干扰。人大数媒科技（北京）有限公司开发的移动学术科研服务平台壹学者，就提供“课题立项助手”服务。这一服务主要基于大数据分析、关联挖掘和推荐、聚类算法三大技术开发，帮助科研人员快速了解相关学科的研究趋势及热点，并且根据研究方向推荐同学科以及跨学科的合作学者。在选题预判环节，用户可通过输入关键词，获取近年来在不同学科领域的文章数量，了解该选题的研究热度，随后可以分析文章的收录系数，了解当前研究文章的质量，还可以分析关键词的研究热点、研究空白点等。
关键词：VR；AR；应用前景
1 虚拟现实VR概述
虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）是20世纪90年代初崛起的一种实用技术。VR技术指借助计算机以及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段，其核心是建模与仿真。它是一种能够让现实中的人在计算机所创造的虚拟信息世界中体验与现实世界同样的事和物。它具有多感知性、沉浸性、交互性和构想性的基本特征。这种虚拟技术集合了计算机图形图像技术、现实仿真技术、多媒体技术等的多种科学技术。它能够模拟出人的视觉、听觉、触觉等的感官功能。使人们在计算机所创造的虚拟世界中通过语言、动作等方式进行实时交流，可以说这种技术的发展前景是非常广阔的，无论是生活上还是军事上都有非常广泛的发展前景。
2 虚拟现实技术的特征以及涉及的相关技术
2.1 虚拟现实技术的特征
（1）多感知性的特征，是指视、力、触、运动、味、嗅等感知系统，从人类理想的虚拟现实技术的发展来说，是希望能够完全的模拟出现实中所有的感知，如在VR营造的环境中闻到各种味道、能够有触碰里面事物的感觉等，如同人在现实中一样，但因目前的技术掌握和传感技g的限制，仅仅只能模拟出一部分。
（2）沉浸性又称浸没感或临场感、存在感等，具体是指人以第一人称存在于虚拟世界中的真实体验。当然，以目前技术还没有达到最理想的程度。
（3）交互性就是指人在虚拟世界中，能够像在现实世界中一样，可以通过对一些物体的抓取、使用等动作，感觉到所触碰的物体的重量、形状、色泽等一些人与物体之间的互动信息。
（4）构想性，即将所想的物件、所做的事情在虚拟世界里面呈现出来，这样做能达到什么样的效果，那样做又能达到什么样的效果，甚至还可以把在现实世界不可能存在的事和物都可以在虚拟世界中构想出来。
2.2 VR技术中涉及的相关技术-软件
（1）立体视觉现实技术：人通过视觉所获取到的信息是人本身所有感觉中最多的一种感官，所以虚拟现实技术中立体显示技术占有不可或缺的重要地位。
（2）环境构建技术：在虚拟世界中，构件环境是一个重要的环节，要营造一个区域的环境，首先就要创造环境或建筑模块，然后在这个基础上再进行实时描绘、立体显示，从而形成一个虚拟的区域环境。
（3）真实感实时描绘技术：要在虚拟世界中实现与现实世界相同的事物，仅靠立体显示技术还是远远不够的，虚拟世界中必须存在真实感和实时感，简单来说就是实现一个物体的重量、质量、色泽、相对位置、遮挡关系等的技术。
（4）虚拟世界声音的实现技术：在虚拟世界中虽然视觉是获取信息的重要途径之一，除了视觉还有很多感官系统可以获取到周围的信息。如听觉，这种技术就是在虚拟世界中实现声音，这样人在虚拟世界里不仅能够看得到也能听得到。
2.3 VR技术涉及的相关技术-硬件
（1）输入设备。与虚拟现实技术相关的硬件输入设备分成两大类：一是基于自然的交互设备，用于虚拟世界的信息输入；另一种是三维定位跟踪设备，主要用于输入设备在虚拟世界中的位置进行判定，并输送到虚拟世界当中。
虚拟世界与人实现自然交互的形式有很多，比如有数据手套、数据衣服、三维控制器、三维扫描仪等。
数据手套是一种多模式的虚拟现实硬件，通过软件编程，可进行虚拟场景中物体的抓取、移动、旋转等动作，也可以利用它的多模式性，用作一种控制场景漫游的工具。数据手套的出现，为虚拟现实系统提供了一种全新的交互手段，目前的产品已经能够检测出手指的弯曲度，并利用磁定位传感器来精确地定位出手在三维空间中的位置。这种结合手指弯曲度测试和空间定位测试的数据手套被称为“真实手套”，可以为用户提供一种非常真实自然的三维交互手段。
数据衣是为了让VR系统识别全身运动而设计的输入装置。数据衣对人体大约50多个不同的关节进行测量，包括膝盖、手臂、躯干和脚。通过光电转换、身体的运动信息被计算机识别。通过BOOM显示器和数据手套与虚拟现实交互数据衣。
（2）输出设备。人在虚拟世界中要体现沉浸的感觉，就必须实现现实世界中的多种感受，如视、听、触、力、嗅、味等感官感觉，只不过以目前的虚拟技术只实现了视觉、听觉和触觉罢了。
（3）VR构成设备。虚拟现实世界的构成，主要的设备就是计算机本身了，虚拟世界的所有景象都是靠一个个模型造成的，而这些模型则是由计算机制作出来的。一般计算机被划分成四个部分：第一，高配置的个人计算机，专门用于普通的图形配置加速卡，实现于VR技术中的桌面式特征；第二，高性能图形工作站，就是一台高配置的图形处理计算机；第三，高度并行系统计算机；第四，分布式虚拟实现计算机。
3 VR技术的应用范围
VR技术从诞生到现今已经历了几个年代，其应用范围也越来越广，如医学方面，可以提供给医生进行模拟手术，这样大大提高了现实中手术成功的概率。如游戏方面，近年来游戏中的VR如朝阳一样如火如荼的发展，游戏者在游戏中体验着VR技术带来的身临其境与敌人面对面进行厮杀的。如建筑方面，运用虚拟现实技术可以将建筑的形式以真实的角度展现在投资方、设计方、施工方以及后期的物业管理和更高层次的政府，这把之前的二维平面表达方式或者动画表现方式进行了升级，使用者可以全方位的感受建筑的空间、尺度和材质，这对非设计人员参与到设计当中很有帮助，这使得我们未来的建筑将综合更多因素，更加合理化，还有军事、科技、商业、建筑、生活等。
4 结语
虚拟现实技术是一个极具潜力的研究项目，是未来的重要技术之一。它在理论、软件或者硬件的领域上都依赖着很多技术，当然其中也有较多的技术只实现了理论，硬件方面还是有待完善的。不过可以遇见，在未来，虚拟现实技术绝对会被广泛的应用。
参考文献：
[1] 李袁.虚拟现实技术在数字图书馆中的应用[J].科技情报开发与经济，2009，19（36）：3-5.
关键词：VR；电影艺术；沉浸式；观影
虚拟现实技术（VR）是一种以计算机技术为核心，借助传感头盔、数据手套等设备，让用户在虚拟生成的三维动态环境中发生实体行为的仿真性技术。这种技术的诞生突破了原来以视觉、听觉为主的感知系统，用户可以产生触觉、味觉等感觉通道。它所涉及的核心技术，主要包括人工智能、计算机传感技术、人机接口技术、计算机图形学、实时计算机模拟技术等。自20世纪90年代此项技术成型以来，已广泛的应用于医学、考古、工业、军事、建筑、教育、农业等方面，是各国家高新技术研究水平的体现。
21世纪以来，随着影视艺术不断在制作技术层面的提升，虚拟现实技术在电影产业的应用日益宽泛。就目前影业的发展趋势来看，西方电影的发展已至瓶颈，模式的成型与好剧本的稀缺导致了好莱坞等电影集团难以找到出口。20世纪80年代佳片涌出的时代已经久远，因此虚拟技术的应用被认为是西方电影产业又一个时期转变核心因素。很多人也认为，虚拟现实技术的应用给电影带来了新的观影体验，新的电影时代即将到来。
1 虚拟现实技术在电影艺术中的应用
虚拟现实技术在电影艺术中的技术应用方式是利用多台摄影机，包括虚拟摄影机在拥有360°全景画面和漫游不同场景的新媒介下来讲述故事。近年，随着VR技术的成熟与影视人的呼吁，多部VR短片成功制作，如《Henry》《Lost》《二重奏》等。《Lost》短片拥有很强烈的游戏感，通过一些明显的视觉元素将观众指引到故事的动作中心，而且观影的方式也十分新奇，不仅可以站着看，还可以坐着、趴着看，当你固定了你的视角以后，随着你凝视的视角，影片动作的进行仿佛真的迷失了一般。《二重奏》是由迪斯尼推出的一部标准的360°全景电影，影片讲述的是一对青梅竹马的伙伴一起成长、经历、陪伴的故事，影片中有一只小狗，而小狗是两人交汇在一起的关键元素。观众可以在观影过程中选择男孩、女孩不同的成长视角，最后通过小狗的牵引完成故事的结局。而故事的导演格兰・基恩说：“通过拥抱新的技术，我发现自己又重新燃起了对动画的热爱”。确实，虚拟现实技术在电影短片的制作应用已经成型。
在电影长片中，虚拟现实技术也作为影片的重要元素出现在多部影片当中，如《黑客帝国》《阿凡达》《钢铁侠》《夏日大作战》等。《阿凡达》中很多场景突出了“连接”技术，而这项技术就是虚拟现实技术。而在最新的《钢铁侠3》中，制作方花费大量资金对虚拟现实技术进行应用，影片有一个桥段是托尼和佩珀在托尼的实验室观看能量云，观众在影院观影时可以通过佩戴专业设备跟随主角视角进入到能量云里，欣赏这新世界的美妙。由此看来，虚拟现实技术在长片电影中的应用可以是其他游乐项目及主客观视角的展现，带来独特的交互式观影效果。
2 虚拟现实技术在电影艺术中的缺陷
虚拟现实的出现也带来了新的问题，你要怎样来观看故事？导演需要怎样来讲故事？那又要如何将表达的故事展现出来？这是VR技术必须要解决的核心难题。虽然很多公司都渴望利用VR新技术，但很多公司从捕捉素材开始，要如何在现有的三维的显示世界里表现360°的世界就是一个致命的难点，更何况要让此项技术来讲述一个精彩的故事，并把人们的情感联系带入其中，更是难上加难。
想要制作一部精良的VR电影不仅仅需要艺术才华，首先需要解决的是技术问题。虽然这种全新故事带来了前所未有的沉浸式观影体验，但是长时间的观影容易让观众感到恶心反胃。有观者经过体验VR电影后表示：“刚开始确实对这种新的电影技术带来的全新视觉欢心不已，但随着故事的进行，全景的视角让人感到晕眩，开阔的视角容易导致对剧情的忽视”。VR影片的观影研究也表明20分钟左右的VR电影是极限，而必须借助装备与数字化环境中的对象也是导致VR电影难以普及的重要原因，除去极度热衷新兴技术的人群愿意购买、携带传感设备外，甚少有人愿意购买这样技术产品。而影院也表示，单场或少量影场可以专门配置VR设备，但是由于添置设备带来的资金投入务必会导致票价的提升。根据国内现在的电影环境普及与配置VR装备还需要时间，除非传感头盔能普及如同人类愿意便携的日常用品一般，那么VR电影将故步自封。并且创造VR内容是一个耗时、复杂又昂贵的过程，不管是拍摄现实世界还是创建虚拟世界，都需要严格的扫描和编辑能力，而且专业的设备的耗材也带来了极大的资金增项。
VR电影的产生是一种全新的影视艺术形式，它是电影与游戏的混合体，并且影片的生产制作从场景、拍摄开始，到演员的表演和剪辑方式都需要重新设计。VR科技公司尽最大的努力吸引电影制作者进入到VR电影的开发中来，而现实是由于现有的虚拟现实技术硬件的短板。就现有的影片反馈来看，视觉效果的提升举步维艰，多数影片利用的是配合视觉特效工具与CG技术来达到VR的程度，很多电影制作专业人士则期待VR技术进步以后再投入到新电影产业当中。
3 对于虚拟现实技术的发展与展望
就现有的VR技术手段，在长片电影中的应用还只局限于某个情景或元素的展现，完整的VR长片的制作并不现实。电影属于创作艺术，观者完整的观影需要有节奏、剧情与未知的结局，这都需要创作者主观的牵引，如果影片完全由观众自主掌控，各种新的问题将随之而来。
电影艺术的发展历程是二维影像――三维立体――四维立体――全景沉浸式观影。全景沉浸式的观影方式必然如同任何科学技术的发展规律一样，由于自身的短板缺陷，注定其只是一个过渡性模式。2015年，美国的Magic Leap公司表示“直接利用Magic Leap技术”实现拜托虚拟现实，必须借助设备而达到增强现实的功能，并且不使用任何的合成技术。这种技术是利用特殊的透镜――光子广场芯片，把数字内容投射在观者的透镜上，彻底解决传感设备带来的有限视角与延时问题，如果研发成功，将如同人平时佩戴的眼镜一般轻便。笔者认为，这项技术将是VR技术的出口，而这项技术的突破也将改变全景沉浸式观影的方式。
电影对VR技术的应用确能抓住观影者的眼球，因为热点能带动关注。目前就VR技术在游戏产业的应用来看，游戏迷们对于此项技术对游戏带来的新玩法表现出了十分的热诚，同时也带来了价值数十亿美元的经济效应。由此看来，每一个喜欢观影的人都是潜在的受众群体，如果VR在电影产业取得成功，将带来极大的经济效应。
参考文献：
[1] 赵沁平.虚拟现实综述[J].中国科学，2008（08）.
[2] 陈浩磊.虚拟现实技术的最新发展与展望[J].中国科技论文在线，2011（01）.
西格啦芙就是SIGGRAPH呀！那么，SIGGRAPH又是什么东东？其实，SIGGRAPH可以拆成两部分SIG+GRAPH。这个SIG呢，就是ACM Special Interest Group中后三个单词第一个字母的缩写。噢，不就是专属兴趣组吗，有什么了不起，你可能会说我还当过班里的小组长呢。你可不能小瞧这个小组，它不是你想象的那个样子，它可是ACM的分组。
那么，这个ACM是什么意思呢？没错，是个缩写，全称是Association for Computing Machinery，意思是计算机学会。这个学会可是世界上最大的计算机科学与教育的学术组织，聚集了全球一大批杰出的计算机专家学者和工程技术人员。按照他们官方的说法，该组织鼓励对话，共享资源，征服挑战，依靠凝聚杰出的计算机领军力量，不断提升行业标准，表彰优秀技术先锋，为全体会员提供终身学习、职业进修和专业交流的各种机会和保障。
我们自然会想到，计算机应用范围如此广泛深入，渗透在我们的学习、工作、生活的各个方面，一个专业的学会交叉覆盖的领域是如此之广泛，以至于会员都有数十万，开一次年会不得聚集上百万人啊？因此，为了有效地开展学术交流，ACM不得不按计算机学科分支举办年会。会员可以根据自己的专业方向和研究兴趣，加入不同的兴趣小组。每个兴趣组都有个英文缩写，前缀都是SIG，后面的字母缩写就是专业名称。例如SIGGRAPH中的GRAPH就代表图形图像分支，会员涵盖了来自全球各国计算机图形图像和交互技术领域数以万计的顶级专家学者和业界专业领军人物。别看它号称是兴趣组，可是每年召开一次的年会总会吸引几万名专业人士出席，参会人数最高纪录达到过5万之多。
其实人家很文艺
西格啦芙既然是计算机的分支学会，你可能会觉得它是一群玩程序的理工男的世界，错！其实他们很文艺！不可否认，参加西格啦芙年会的许多大咖在计算机领域都是顶尖的先锋人物，是图形图像技术领域真正的权威，许多参会者带来的成果展示的确要亮瞎你的眼。
如果你喜欢看电影，甚至是动画电影，那我就不用多说了，随便挑几部很火的动画片或科幻电影，例如《疯狂动物城》《星球大战》《海底总动员》，等等，他们的导演和视效总监，甚至整个主创团队，都会齐刷刷地来参会，来解密那些精彩的电影都是怎样拍出来的。迪士尼、梦工厂、皮克斯、工业光魔、数字王国等的导演、制片明星见面会，让人们眼花缭乱，马不停蹄地奔波于不同的场次。大多数画面内容都是首次披露，使用的技术是最新最顶尖的，甚至是别的地方、别的时间再也无缘一见的！
今年的西格啦芙――显现可能
西格啦芙的年会主要包括5种不同形式的展示交流：学术论坛、艺术画廊、动画节、高新技术展、明星见面会。另外，还有掀起会议的大会主题演讲和颁奖仪式。今年的西格啦芙于7月24～28日在美国加州阿纳海姆举办，大会主题是“显现可能”。
美国航空航天局火星探索女科学家、宇宙飞船操控总工程师娜金・柯格斯做了主题演讲。她的演讲使近万名与会者群情激奋，让人们重新思考自己在宇宙的地位，人类探索宇宙的可能性，以及人工智能机器人能达到的极限。她向来自全世界74个国家和地区的聆听者放言：“世上无难事，只要有大胆的正确创意。”
西格啦芙万人瞩目的电脑动画节，给人们不断地带来新的惊喜，最佳动画片《借时间》（Borrowed Time）由美国团队完成，创意奇特，故事生动，风格h异，制作精良。要知道，西格啦芙的最佳动画片是可以自动入围奥斯卡最佳动画短片奖的噢！西格啦芙的动画片基本代表了动画技术的最高水平。
评委会奖获得者是新西兰的作品《宇宙洗衣房》（Cosmos Laundromat），这是一部潜在的开放源商业动画电影。另外，西格啦芙现场创作竞赛胜出的是一部由四家3D和游戏公司组成的团队合作的结晶，作品展现了高超的实时动作捕捉技术。最重要的工程技术奖，脱颖而出的是一项实时面部捕捉视频图像山寨技术。
西格啦芙最新技术成果展呈现了20件互动产品，特别强调科学探索、高清晰度、数字影院技术、以及科学艺术融合的互动叙事手法。最为醒目的是一架5米高的巨型机器人Mk.1，体验者可以登上机器人，通过双足移动来操纵机器人的运动，该机器人就像是一副巨大的高脚蹬。
VR技术亮点纷呈
今年的西格啦芙还有一个亮点，就是VR村。虚拟现实的确是个热门话题，人机互动本来就是西格啦芙的强项，图形图像可视化又是西格啦芙科研的基础，虚拟现实（VR）、增强现实（AR）和混合现实（MR）自然是西格啦芙得天独厚的领域。今年征集的西格啦芙优秀论文里，有5%的VR专题；而在应用展示项目成果中，大会近1/4的项目都与沉浸式的虚拟现实有关，VR深入到每一个项目当中，VR和AR市场越来越大。VR演讲者的话题从艺术的VR技术（Artistic VR Techniques）到游戏《邦德》（Bound）创作的解析，带给人们身临其境的体验。
在Artistic VR Techniques中，Oculus公司展示艺术家如何利用Quill工具在VR中完成三维插图创作。
游戏Bound：Plastic Studio为PS4创作的VR游戏场景演示。
VR电影《入侵！》（Invasion！）中的情节和沉浸式故事讲述中的人机交互。
Google Tango项目把现实世界转换为立体像素。
由索尼公司、东京大学和山口艺术中心完成的平行眼（Parallel eyes）的项目，通过眼部跟踪，利用第一人称视角来探索人类的能力和行为。每个用户都可以实时看到其他用户第一人称视角的景象，同一时间最多4人。这个全新的技术装置把VR带入了有形的物理空间，建立了一个巨大的不受限制的VR环境。
日本动画《攻壳机动队： VR剧场版》（GHOST IN THE SHELL： THE MOVIE Virtual Reality Diver）投入VR技术，实现360度立体影像，将观赏时的空间呈现感带来前所未有的突破。
眼部追踪在头戴式可视设备（HMD）中越来越常见了，也有少数人将脑电波传感器加入到HMD设备中。在AR和VR领域，眼部追踪已经是一件很简单的事情，但是脑电波数据有时会受到干扰，在实时分析脑电波原始数据方面还需要做很多工作。VR环境可以根据用户的压力层级、注意力来作出反馈，或者帮助我们提升记忆力和学习能力。目前，神经反馈还是一项全新的技术，在VR领域存在着巨大的潜能。
迪士尼带来一个以叫“IRIDiuM”（Interactive Rendered Immersive Deep Media，交互渲染沉浸式深层媒体）的项目，根据追踪用户的头部姿势，配置高精细的沉浸实时内容。在第二阶段，来自惯性测量单元（Interial Measurement Unit）的数据可以被用来追踪头部和上半身，肌电图传感器也可侦测到手部活动和抓取动作。它们的实时解算器（real-time solver）会根据传感器的数据来预估出用户姿态，从而带来更深度的媒体体验。
关键词：虚拟现实技术；游戏领域；交互性；虚拟时空；3D游戏
一、虚拟现实技术
VR虚拟现实技术具有3I特性，交互性、沉浸性和构想性。使用者可以通过虚拟现实技术，增强现实中的各种体验，在某些特定情况下，还能突破各种局限性，让使用者得到超越现实的更加真实的体验。VR虚拟现实技术，包含了很多的计算机基础应用技术，如计算机图像显示技术、计算机仿真技术、计算机流程处理技术等。通过这些技术，可以达到模仿使用者嗅觉、听觉、视觉和触觉等效果，让使用者在虚拟环境中，能够得到真实世界当中的体验，而且规避到其中的一些伤害，并且能够通过自身行动与周围环境之间形成交互与互动，创建一种多维信息空间。除此之外，虚拟现实技术还具有超越现实的虚拟性，作为一种新型技术，它所能达到的虚拟效果绝对是最为逼真，交互性最强的，这也是他被称为虚拟现实的原因，将虚拟照进现实。虚拟现实作为新型计算机技术，其核心当然离不开计算机，它主要也是靠计算机来生成一个可交互的虚拟环境，虚拟环境能够产生立体效果的关键在于外设，与传统鼠标键盘的交互方式不同，虚拟设备包括多种多样的交互设备，里面配置有陀螺仪、速度感应计等，可以提供全方位的运动监测，用于三维空间的运动感应。其中，虚拟现实头盔、数据衣和三维投影仪等都比较成熟，而像数据手套、三维鼠标跟运动跟踪器等装置主要用于虚拟现实交互。与现实中的感官体验相比，虚拟现实技术一样做到了视觉系统与运动感知系统的分离，不仅如此，还大大提高了分辨率、大场景的虚拟效果，并且带有立体声效，可以使人产生强烈的浸没感。虚拟现实技术的应用前景十分广阔，在文物保护、室内设计、交通模拟、虚拟现实3D游戏等领域，都有着不错的发展，虚拟现实技术正在一步步改变我们的生活。本文就主要讲一下虚拟现实在游戏中的应用。
二、虚拟现实技术在游戏中的应用
3D游戏，所追求的是一种虚拟现实的实现，一直致力于为玩家带来最贱的感官体验。游戏的发展从最初的简单文字游戏，一步步到后来的大型网络3D游戏，都是为了能给用户带来更好的真实性与交互性，希望能达到如客观世界一般存在一个游戏的虚拟世界。3D游戏，即是三维游戏，3D游戏通过三维空间的原理，在游戏中运用了长、宽、高等三种度量，来达到游戏世界对客观世界的真实还原，相对于2D平面游戏，也更加的吸引人。场景就是游戏世界各种活动所发生的场所，在游戏中起着很重要的作用，对于3D游戏开发来说，目前适合虚拟现实技术的有：冒险类、动作类、赛车类和角色扮演类。传统的网络游戏技术，目的是仅仅是为了满足玩家的精神追求，更加注重游戏世界的设定，而忽视了玩家体验，将玩家拒之于显示器之外，玩家只能通过操作角色来体验游戏中的各种设定，游戏体验仅仅停留于键盘跟鼠标的操作，并不能真正达到一种真切的感官体验。随着网络游戏时代、技术的发展，人们更加倾向于去进行带有实际体验的虚拟现实3D游戏，虚拟现实类游戏，占据着更多的市场，这种大大提高了玩家体验，与传统的3D游戏完全是不一样的游戏，能让玩家在其中得到感官上满足。虚拟现实技术游戏模拟方面展现出它的优势，玩家通过一系列的可穿戴设备，与游戏中的角色合二为一，它可以模拟任何世界上客观存在的物质，也可以模拟人脑中抽象出来的精神物质，更加真实的体验到游戏中的角色就是自己，自己就是游戏中的角色。虚拟现实技术在3D游戏中的应用完全的将人类智慧的结晶，科技的成果展现出来，它将虚拟现实技术的逼真性、互动性、沉浸性和构想性表现得淋漓尽致。计算机可以阻止一个虚假的图像在墙壁前停止，但它却很难阻止真人的行动，操作者在虚拟空间中的运动是不受限制的，可以自由出入于这个空间，这也是传统模拟游戏与虚拟现实游戏之间存在的最大的差别，也是虚拟现实技术赋予游戏的独特魅力。
三、虚拟现实技术前景和未来发展
虚拟现实技术现在的发展能够将一些简单的3D游戏进行完全的操作，但在一些大型3D网络游戏中，仍然很难以让玩家得到一个足够良好的游戏体验，所以还有很大的发展空间，让玩家能够真切的去体验游戏世界当中的各种体验，让游戏带给玩家更多的快乐。
VR虚拟现实技术作为一个新型技术，近年来一直备受关注，仅在2015年间就有200多家风投企业对VR行业总计投入了35亿美元。这其中，很多明星、影视导演也热衷于网络新技术，像大家都很熟悉的林志颖，便有自己的科技公司，像黄晓明、张艺谋等艺人，也准备进入VR行业。国内一些大型企业，如联想、小米、华为也都积极致力于VR硬件设备的开发。尽管现在VR行业看上去一片大号，但由于3D游戏主机在国内市场刚刚解禁，市场占有份额不打，限制了国内VR技术的发展，目前国内的VR技术水平与国际顶尖技术仍然存在较大的差距，仍然需要我们继续的努力来发展VR技术。（作者单位：西华大学）
参考文献：
[1]李勋祥.《虚拟现实技术与艺术》.武汉.武汉工业大学.
[2]陈浩磊，邹湘军，陈燕（1），陈燕（2），刘天湖.虚拟现实技术的最新发展与展望[J].中国科技论文在线。2011，6（1）：1-14
[3]黄亚鹰，邵阳.《游戏引擎创建虚拟现实校园的研究与应用》.湖南理工学院学报.
论文摘要:本文从虚拟现实技术帮助学生获取缄默知识、改变学生的学习手段与学生创新思维的培养三个方面，探讨虚拟现实技术（VR）对学生学习的影响。
一、 虚拟现实帮助学生获取缄默知识
(一)缄默知识
缄默知识是英国学者波兰尼于 1958年首次提出的一个新概念。他指出：“人类有两种知识，通常所说 的知识是用书面文字或地图、数学公式来表述的，这只是知识的一种形式，还有一种知识是不能系统表述的，如我们有关于自己行为的某种知识。如果我们将前一种知识称为显性知识的话，那么我们就可以将后一种知识称为缄默知识。”缄默知识往往不容易被人们所注意，但并不能说明缄默知识在人类实践活动没有价值或微不足道。恰恰相反，缄默知识是非常重要的一种知识类型，事实上它们在支配着人的认识活动的整个过程，是人们获得显性知识的“向导”。首先，只有通过缄默知识或缄默认识到途径，人们才能发现一个有新意的真正的科学问题，因为这些科学问题还是问题，还不明了，处于隐蔽模糊的状态，当然不可能有明确的逻辑证明，只能依靠经验直觉(其中包含缄默知识)而达到；其次，科学家要做出科学的发现，就必须将那些一般意义上的科学技巧如观察、记录、描述、资料分 析等个性化 、实践化，转变 为他自己独特的知识，这个个性化、实践化的过程实 际上是把一般意义的科学技巧(显性知识)与个人的缄默知识相结合的过程；再次，在任何科学理论的论证过程中，在各个阶段都会有意想不到的情形发生，这是继续进行研究还是终止，在很大程度上也是一个不能加以清晰表达的建模过程；最后，一个可与陈述是否被人们接受，也依靠人们的缄默知识来帮助，人们在心目中都有一套说不清道不明的认同这种说法拒绝另一种说法的标准，这些标准是缄默知识的一部分。由此可以看出，缄默知识在人的认识活动中是至关重要的。
(二)虚拟现实技术帮助学生获取缄默知识
虚拟现实技术所具有的沉浸性和交互性使得学习活动具有实践的性质，虚拟实践以信息的符号化转换为物质载体，这就摆脱了原始状态下虚拟思维的对象的虚无与神秘，同时也解决了原型条件实践下对象创设的诸多局限于无奈。在虚拟现实的环境下，学习者可以通过对大陆现实素材进行可控的叠加、分解、重组、试探和验证，来寻找和发现事物各种新的可能性，并展示其接近现实的真实图景。遨游于虚拟世界中，学习者学习到的知识将是带有情境性的包含缄默知识在内的完整、丰满的知识，而不只是抽去汁肉的骨架式的显性知识。
二 “右脑革命”——虚拟现实技术改变学生的学习手段
布莱克斯利在 1980年出版的((右脑与创造》中写道：“计算机革命，从根本上说，它乃是左脑革命的延伸。计算机实际上是扩展了我们 进行抽象逻 辑思维的能力。而对于右脑所进行 的那种类型的思维，不能对计算机抱有不恰当的奢望。”这段话 明确表明计算机技术只是能扩展我们进行抽象逻辑 思维的能力，而对于我们的形象思维的能力却是无能为力。
在虚拟世界里，人们不仅仅可以通过逻辑的方式进行学习，更主要是通过形象化的方式进行学习。虚拟技术被称为第一个推动人们身体活动获取知识的智能技术。虚拟技术提供的学习和认识方式，不仅仅是逻辑和形象的结合，还特别有认知能力和感知能力的结合。
三、学生创新思维的培养
(一)培养学生的发散思维
虚拟现实技术打破了传统的意向传授知识的教学模式，学生可以最大限度地发挥主动性和积极性，够开导学生思维的流畅性、变通性和精细性，为培养学生的发散思维提供了丰富的资 源和便利的空间，将学生的学习、练习及自我测验结合起来，形成一种生动、活泼、积极的教学方式 ，这是任何传统的教学方式、方法所达不到的，具有不可替代的功能和作用。
(二)培养学生的形象思维
形象思维的基础是观察能力、联想能力和想象能力 (包括再 造想象和创造想象)。虚拟现实技术能够构造出最佳的课堂教学环境，能够提供和展示各种现实的学习情境，诱导学生即席思考，激发学生的联想。例如利用计算机模拟物理中的电子云图。核外电子运动的规律与普通物体的运动规律不同，用眼睛看不见，用仪器观察不到、测量不出来，而且核外电子的运动也没有确定的轨道，运算速度极快，既看不到、又不能测定算出它在某一时刻所在的位置，只能用统计的方法描述它。虚拟现实技术可以对学生学习过程中所提出的各种假设模型进行虚拟，通过虚拟系统便于工作可直观地观察到这一假设所产生的结果或效果。
参考文献
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