风景园林设计和虚拟现实技术研究论文[5篇范例]

第一篇：风景园林设计和虚拟现实技术研究论文

摘要：随着现代城市的不断发展，城市园林设计也成为了新兴的热门领域。为了提升园林设计的高效性，当前许多园林设计中开始应用现代计算机技术，通过虚拟现实技术使设计更为直观，同时能够有效地提升园林设计中各项数据的处理速度，使得园林设计工作更加顺利开展。本文在对虚拟现实技术进行分析的基础上，概括了其主要特点，并探讨了这门新兴技术在风景园林设计领域的应用。

关键词：风景园林设计；虚拟现实技术；景观设计；现代城市

在现代科技不断发展的当下，计算机技术在设计领域的应用越来越广泛，各种新兴技术为设计领域提供了便利，使得设计工作能够有效开展，推动了设计领域的现代化进程。而近年来，在电子技术领域，虚拟现实技术得到了较大的突破，能够使传统的平面设计变得更加立体直观，更现代风景园林设计提供了便利。

一、关于虚拟现实技术的概述

虚拟现实系统又被称为VR技术，即virtualrealitysystem，通过计算机模拟生成一个虚拟的三维空间，让使用者能够借助一定的设备在这个虚拟空间中将自身的触觉、视觉、听觉等感觉真实模拟出来，有如身临其境的感觉。VR技术除了被广泛应用于医学、教育、军事工业、游戏开发等领域之外，还对人们的日常生活产生了较大的影响。例如工业仿真中的应用能够大大提高数据搜集、筛选、处理的效率，以提高工作效率。设计领域中的应用可让设计者将自己的想法很快捷地在三维空间中展示出来，并进行随意调整，使得设计效果立体直观。[1]这门技术的出现，使得传统的平面设计模式得到了根本性的转变，为设计师提供了更加真实、客观的设计数据，并将之呈现出来。这种可视化的操作模式在很大程度上能够保证设计质量，同时也能为设计师提供新的创意与设计理念。当前在风景园林设计中主要运用到的虚拟现实技术软件有3DMAX、SketchUp、Lumion等。[2]

二、虚拟现实技术的主要特点概括

1）感知性。在虚拟现实系统中，能够利用模拟器感知到现实的视觉、触觉以及听觉，随着这门技术在未来的发展，其感知功能还会进一步完善与拓展。2）自主性。虚拟现实系统中各项事物，通过设计师的相关设定在不受人为操控的情况下，能够按照现实的物理规律来实施各项行为与运作，因此具有自主性。3）交互性。这里的交互性主要是指技术人员与计算计之间的交互，即工作人员能够将自身的意志转移到虚拟现实系统中的事物上，同时也能从所设计的事物中获得所要展现的内涵。4）逼真性。通过虚拟现实系统，设计师完全可以在三维空间中打造出一个与真实世界十分相似的场景，且设计师能够作为虚拟世界的主角在其中作业，具有很强的临场感。[3]

三、风景园林设计领域的虚拟现实技术应用

在过去，设计师在对风景园林加以设计时，往往是凭借自身深厚的艺术功底在设计图稿上画出3D效果，由于园林景观中的假山、雕像等实物形态万千，结构复杂。因此这种人工作画的方式耗时长，且存在着较大的误差，这就导致了传统园林设计效率不高。需要在对图纸修改多次之后才能让客户满意，一旦某个部分需要进行修改，都会给设计师造成巨大的工作量。在虚拟现实技术中，首先要确定设计的规模以及特点，再利用CAD软件对整个园林的平面图加以设计。在完成平面设计之后，再借助3DMAX软件构建出园林各项景物的模型，例如假山模型、池塘模型、植物模型等。并对其进行整体的规划，融入设计师的设计理念，使之呈现出良好的整体效果。其次，要构建三维模型时，需要对所设计出来的模型与结构进行调整，从空间、色彩以及声音等方面实现全方位的模拟。对园林景观中的模型数据作进一步的丰富与完善，从而创造出一个新颖、系统的模拟园林场景。最后，由于在三维空间中的概念模型都仅仅是一种理想化的状态，在实际建造中可能无法到达相应的标准。因此还需要在完成相关的3D模型之后，还要对其中的各项数据进行检测与计算，使各项参数都能够符合相关的物理学原理，从而保证设计的合理性与现实性。[4]值得注意的是，在建模的过程中，要对摄像机与灯光合理应用，以提升园林设计的视觉效果。同时在对次要物体构建时，不必做到细致，甚至可以直接采取贴图的方式，以节省建模的时间。

四、结束语

虚拟现实技术具有感知、自主、交互、逼真等特点，在风景园林设计领域的应用越来越广泛，直接突破了传统的平面设计的方式，能够有效提升设计的效率，使园林设计工作能够高效进行。因此，设计师在设计时应当合理利用相关的模拟设计软件，并将其有效结合起来，从而提升风景园林设计的质量。当前，我国的虚拟现实技术还处于初步的发展阶段，许多功能都不够完善。相信随着未来计算机技术的不断进步，虚拟现实技术在风景园林设计领域所发挥的作用必定会也来越大，对推动园林设计领域的发展有着积极的促进作用。

参考文献

[1]翁南蓝.探究虚拟现实技术在风景园林设计中的运用[J].绿色科技,2014,05:54-55.[2]叶卓林.虚拟现实技术在风景园林设计中的运用[J].智能城市,2015,01:39-40.[3]刘瑾.风景园林设计中虚拟现实技术的运用[J].城市地理,2014,16:288.[4]赵锋.虚拟现实技术在风景园林设计中的应用[J].现代园艺,2016,18:77.

第二篇：虚拟现实技术在风景园林设计中的应用

摘要：风景园林设计中运用虚拟现实技术，可以为民众带来极大方便，提高工作效率，还可以为风景园林设计带来新的发展模式。因此，本文深入探究了风景园林设计中虚拟现实技术的具体应用，希望能够为广大的风景园林设计人员提供一定的理论参考和借鉴。

关键词：风景园林；设计；虚拟现实技术；研究

1风景园林设计中，虚拟现实技术的运用特征

第一，全方位展现风景园林的设计空间。现存的二维空间和三维空间的表现方式，只能够向人们传达出风景园林空间要素中的部分讯息。而虚拟现实技术则可以将风景园林的整体空间精准地展现出来，即使是极小的部分和微小的要素，也绝不会被遗漏。第二，利用网络技术，进行远程浏览。通过虚拟现实技术，风景园林设计师可以先在自身的计算机设备上创建出设计作品，然后通过vrml的方式发送给建筑施工单位，施工单位接收以后便可在网络上进行远程作品浏览。第三，极大地方便了风景园林设计师的作品设计。利用虚拟现实技术，设计师能够在每一设计阶段，创建虚构的风景园林环境。并且通过漫游观察的方式，体验自身的作品，预先感受空间要素、尺度要素、材料要素，有利于风景园林设计师及时发现作品中存在的问题和不足，并实时修改和调整。第四，方便公众参与，实施辅助性决策。要想风景园林的设计和建设能够顺利完成，需要设计、建设、管理及决策部门与公众有效合作，虚拟现实技术就为其提供了一个极佳的合作平台。

2风景园林设计中，虚拟现实技术的具体应用

2.1开始阶段的可操作性分析

首先，明确设计条件，实地勘察现场情况。了解现场的基地情况、气候情况、环境情况、业主造价情况等。通过收集资料、分析资料，列出设计中可能遭遇的困难和难题。其次，将收集到的文字信息输入到虚拟现实系统中进行初步的模拟和探索，让设计师在思维上对该场地形成总体认识。最后，利用gis技术，根据现实环境进行模拟，分析场地中的各个道路情况、树木情况、河流情况等，为形成设计概念提供科学的判断。在这一过程中主要利用虚拟现实技术中的模型建构技术，对现场情况进行综合分析和整体规划。

例如，在建造园林水景时，首先，设计师就必须调查选址地的水文情况，做出相关的水文调查表。其次，设计师结合其它重要因素信息，利用虚拟现实技术对其进行综合分析，将选址区域划分成不同的属性。再次，根据区域本身的特性，利用auto技术完成园林水景的平面图设计，接着再将其导入到3dmax技术中，针对弯曲起伏的地形，可以对其进行线形弯曲的水体模型。

2.2概念设计阶段中的概念设计分析

设计师在通过现实虚拟技术建构模型以后，就可摆脱二维图纸的制约性。设计师可以沉浸和漫游在自身构建的虚拟环境中，从而全方位地研究和分析相关情况，获得感官信息。在多重感官信息的刺激性，设计师的思维处于活动状态，就能够不断地对场地形成设计概念。如果此时设计师的思维形成的是不稳定的图形信息，那么将其输入到虚拟现实系统中，就可以实时地修改和调整相关设计元素，让设计师抓住一瞬即逝的设计灵感，有利于设计师筛选和深化各种设计概念。对于计算机三维造型经验丰富的设计师来说，利用虚拟现实技术，还有利于通过计算机的视觉体验，产生新的设计思想，形成新的图像情景。

2.3设计发展阶段的主体构思工作

一方面，通过虚拟现实技术，设计师可以准确地刻画场景，实时成为三维图像。通过改变场景中的各项特征、造型，刺激设计师的感官和创作思维。另一方面。风景园林设计内容具有复杂性和多维复合性。设计师在进行方案设计时，不仅要考虑物体造型本身，还要对周围的文化因素、社会因素、自然因素、空间因素等紧密结合，从空间环境和社会环境的大背景下，进行风景园林的设计。利用虚拟现实技术中的交互功能，有利于设计师实时控制场景，为其提供更有效的交互平台，方便设计师及时调整和更换园林中的要素模型，通过比较与审查，使设计出来的方案更加合理。

例如，在建设某城市展览馆时，将选址定于体育场北边，紧靠繁华路口的坡地边，并且市政府要求展览馆的高度不得高于20m。在设计方案时，设计师首先摘选出来模拟该区域的重要建筑物。其次，将设计好的方案置入到虚构场景中进行模拟。再次，根据建设进度，将设计师设计好的2个方案再次置入虚拟场景中进行模拟和调整。最后，把多个设计方案整合在一个场景中进行比较。最终经过方案比较，确定采用方案二进行展览馆的建设。

3结语

风景园林设计中，虚拟现实技术的具体应用主要表现在模型的建构、三维图像的实时生成以及交流和互动的方便性3方面。将虚拟现实技术广泛应用到风景园林设计中，将是未来设计行业发展的必然趋势。

第三篇：风景园林设计学习心得

风景园林设计学习心得

初涉园林

用专业的术语解读园林一词是这样的：在一定的地域运用工程技术和艺术手段，通过改造地形（或进一步筑山、叠石、理水）、种植树木花草、营造建筑和布置园路等途径创作而成的美的自然环境和游憩境域，就称为园林。

从这个解释中，笔者读到了技术、艺术、山石水、花、草、树木、路等词，于是在笔者的理解中，园林就是设计者运用自己的技术手段将植物、自然环境、道路、建筑等元素艺术性地组合起来，形成一个优美宜人的环境。

学习《风景园林设计》课程的目的和意义

人，是从摸到爬，然后才学会站立和行走，最后才能奔跑。而风景园林设计这个课程，就是教会我们站立与行走的方法。

经过大

一、大二的基础训练，大三的时候我们终于开始学习风景园林设计这个课程。学习它之初，就应该先弄懂学习它的目的和意义。

风景园林设计，是园林专业的重点专业课之一。课程中，包含了中国古人在漫漫数千年造园历史中积累下的极其珍贵的经验以及理论著作。而其中心教材《园林设计》一书，在章节安排上，总论主要讲述风景园林设计的原则、立意与布局以及风景园林设计的程序等内容，各论主要讲述综合性公园、植物园、动物园、儿童公园、森林公园等的设计方法与步骤。

因此，学习这一课程的目的就是为了巩固我们风景园林方面的基础知识，包括设计原则、风景园林布局、设计程序等方面内容，加强我们的设计理念，拓宽我们的知识面和眼界，通过研究各种不同的公园的设计案例，提升我们的设计思想和技术水平。

通过学习风景园林设计课程，我们可以更深刻地了解风景园林设计这一行业，也能从专业的角度看待风景园林设计，并且我们的专业程度也有了大大提升。

学好风景园林设计课程的方法

要学好风景园林设计这一课程是需要方法的。一开始笔者只是单纯地读《园林设计》这一本书，然后背下相关内容。后来发现，想要学好它，还需要其他方方面面的补充。

（1）当然是先将课程专业课本上的内容了解通透。理论知识是一定要了解并且熟知的，不然说什么都是空话。

（2）跟随老师的上课步骤，放开思维。授课老师是位很有经验的风景园林设计师，课程上跟着他的思维去阅读各种风景园林设计案例，对我们的思维开放、扩散以及基础知识的巩固、新的知识的接纳都很有好处。

（3）多阅读风景园林设计相关的课外书。学校图书馆有很多关于风景园林设计的书，很多大师的理念和方案都是十分值得我们学习的，不只是他们设计的画面感，还包括了他们的设计理念、思维方式、设计方式、设计主题等等，都是值得我们熟知并借鉴的。

（4）学会将开拓思维。风景园林设计涉及艺术，但是身为风景园林人的我们，若平时不重视对思维的训练，在设计中往往缺乏灵感。所以在积累专业知识的同时，我们也应该运用各种方法去锻炼自己的思维能力。

（5）多跟老师做项目和参加有关风景园林设计的竞赛。设计专业的老师很多都会承接一些项目，跟着这些老师做项目，能锻炼我们将理论与实践相结合的能力，也能进一步巩固我们的专业基础知识，还能教会我们用现实的、社会的角度看待我们的设计，懂得哪里是不足的哪里是正确的，对我们的风景园林设计的学习，会有很大的帮助。而参加相关专业的比赛，能提升我们的创新能力，促使我们从生态、自然、人文、社会等方面对风景园林设计进行思考和总结，并且创作。对风景园林设计课程的建议

风景园林设计，是园林专业必不可缺并且重中之重的一门专业课程。在风景园林设计行业迅速发展的今天，这门课程也还存在着不足。而作为园林专业并且专攻设计方向的学生，特以个人的角度和观点对该课程的教学提出一些建议。

（1）应该多一些基础知识的巩固和训练。比如在作业和考试等方面进行调整，以此来加强同学们对风景园林设计基础知识的记忆。

（2）多与实例相结合。一些图面清晰、图画感好的实例特别容易引起同学们的兴趣和注意力，如果这些实例中再加上一些创意性、故事性的设计，就更能让人们记住。因此，如果课程中加入多一些好的案例，同学们的学习兴趣和学习效率也能大大提高。

（3）注重培养同学们的思维创新能力。虽然在实际项目里，创新点很少，实用性是重点。但是作为将来的设计师，同学们的创新思维能力是最需要培养的，只有这样，在独立设计的时候，才会有较为独特的方案，而不是千篇一律。

收获和感想

在学习了风景园林设计这一课程后，笔者学到了很多，包括了风景园林设计最基础的知识，比如设计的依据与原则、风景园林设计立意和方法、风景园林设计要素、风景园林布局的原则，还有各种各样的风景园林设计案例等，收获颇丰。

在这一课程的学习中，笔者对风景园林设计的看法开始转变与成熟，它给予笔者的不仅仅是专业知识，还有身为风景园林人的责任、态度、热情和信念。当今社会的迅速发展，也对我们大学生提出了更高的要求。而要成为一个成功的风景园林设计师，专业知识、开拓的视野、丰富的经验、独特的创新等等都是不可缺少的。

第四篇：风景园林设计要素

风景园林设计要素

1.地形

园林范围来讲，地形包含土丘、台地、斜坡、平地，或因台阶和坡道所引起的水平面变化的地形。这些统称为小地形，起伏最小的地形叫微地形。

地形还对景观中其他自然设计要素的作用和重要性起支配作用。这些要素包括植物、铺地材料、水体和建筑。

设计方案的第一步是在原有地形图上大致画出用地的功能分区图，然后研究各用途之间的相互关系，以及它们与原有地形的关系。

在丘陵或山区内，山谷（低点）和山脊（高点）的大小和间距也能直接影响景观的韵味。意大利园林设计方式就是将整个园林景观，建造在一系列界限分明、高程不同的台地上。法国文艺复兴时期坚硬的、人工几何形的造型特征。长而笔直的的轴线和透视线，大面积的静水，错综复杂的花坛图案等都是表现平坦地形特征的因素和造型。英格兰园林具有平缓起伏的地形，自然丛生的树木，以及自然曲折的水体等特征。

1）用地形控制视线：与空间限制紧密相关的是视线限制。在垂直面中，地形可影响可视目标和可视程度，可构成引人注目的透视线，可创造出景观序列或：“景观层次”，或彻底屏蔽不悦目因素。

利用地形排水：一般来说，地面越陡，径流量越大，流速越快。地面太陡，就会因流速太快而引起水土流失。而几乎没有坡度的地面，又会因不能排水而易积水。因此，从排水的角度来考虑，种植灌木的斜坡为防止流失，必须保持10%的最大坡度，而草坪地区为避免出现积水，就需有不小于1%的坡度。

利用地形创造小气候条件：地形能影响光照、风向、以及降雨量。朝南的坡向在冬季比其他任何方位的坡向受到的直接日照要多。在夏季，所有方位的坡度都可受到不同程度的日照，其中西坡所受到的辐射最强，主要是因为它直接暴晒于午后的太阳之下。地形的使用功能：网球场的理想位置应在1%~3%的坡度上。实际经验表明，坡度越平缓（尽管不小于1%），土地的开发使用越灵活，越可行。在较陡的斜坡上，在山谷中、山脊上，各种土地的组织利用更精简，多为长条形。从土地用途的内部关系来看，较陡地面上的设计方案几乎没有什么选择余地。2）

3）

4）

使用等高线时，应牢记：

第一，原地形等高线应随手用短线（虚线）表示。第二，改造后的地形等高线在平面图上用实线表示。

坡度百分比=上升高/水平走向距离*100%

2.植物材料 植物的生态习性、功能作用、观赏特性、建造功能与限制空间功能以及美学功能。植物种植设计的构思过程。

植物蕴含着许多功能，但许多外行和平庸的设计人员却仅仅将其视为一种装饰物。昔日用来掩盖屋基的基础种植，在装饰方面已经过时。风景园林师的智慧应闪烁在通晓植物的综合观赏特性，熟知植物健康生长所需的生态条件，以及对植物所生长的环境效应的了解方面。植物具有生命，落叶植物一年中有四个截然不同的观赏特征：春季鲜花盛开，新绿初绽，夏季浓荫葱茏，秋季秋叶斑斓，冬季枝桠冬态。设计师不仅要注意单株或群体植物在某一季节中的变化情况和功能作用，而且还要知道一年四季它们是怎样演替的，以及知道随着年代的推移所发生的变化。

植物的生长势也影响着设计。一般来说，幼苗具有比成年树价廉，易于移植，成活率高等优点，而常被用于新的设计中，幼苗达到成年的冠幅和形状，需要数年的时间，要解决这个问题，必须种植地被和灌木。地被和灌木一般先于乔木达到成年阶段，因此，设计师还需要拟定一项定期更换衰老的灌木和地被植物的计划。一般来说，风景园林师在构思时所使用的植物，75%-100%均是成年树。在模型上的植物几乎完全是成年树。值得注意的是有些设计师为了弥补由于种植幼龄树所造成的稀疏现象，而过量的种植幼龄树，使之更快覆盖整个区域。其结果则使植物之间相互重叠，并很快超出所种植的空间范围。这无疑会增加额外的养护费用，如进行有选择性的疏移或修剪。

在进行种植设计时，风景园林师必须先了解所定园址具有何种环境条件，而后才能确定、选取适合在此条件下生长的植物。养护的主要任务，就是随时对不同的植物进行浇水、修枝、施肥以及病虫害管理。运用植物进行设计时，最理想的办法是选择管理粗放的植物。通常最合适的，便是选择自然生态群落中的野生植物，少用一般幼小多变的人工栽培植物。所谓空间感的定义是指由地平面、垂直面以及顶平面单独或共同组合而成的具有实在的或暗示性的范围围合。其空间封闭程度随树干的大小、疏密以及种植形式而不同。树干越多，空间围合感越强。植物的叶丛是影响空间围合的第二个因素。叶丛的疏密度和分枝的高度影响着空间的闭合感。在冬天，落叶植物是靠枝条暗示着空间范围，而常绿植物在垂直面上能形成周年稳定的空间封闭效果。植物的枝叶犹如室外空间的天花板，限制了伸向天空的视线，并影响着垂直面上的尺度。当树木树冠相互覆盖、遮蔽了阳光时，其顶面的封闭感最强烈。在城市布局中，树木的间距应为3~5m，如果树木的间距超过了9m，便会失去了视觉效应。运用植物构成室外空间时，设计师首先要明确设计目的和空间性质（开旷、封闭、隐密、雄伟等），然后风景园林师才能相应地选取和组织设计所需要的植物。开敞空间：仅用低矮灌木及地被植物作为空间限制因素。半开敞空间：该空间与开敞空间相似，它的空间一面或多面部分受到较高植物的封闭，限制了视线的穿透。这种空间通常适用在一面需要隐蔽性，而另一侧又需要景观的居民住宅环境中。覆盖空间：利用具有浓密树冠的遮荫树，构成一顶部覆盖、而四周开敞的空间。在风景区中，这种空间犹如一个去掉底层植被的城市公园。由于光线只能从树冠的枝叶空隙及侧面渗入，因此在夏季显得阴暗，而冬季落叶后显得明亮较开敞。这类空间较凉爽，视线通过四边出入。另一种类似于此种空间的是“隧道式”（绿色走廊）空间。完全封闭空间：覆盖空间相似，最大的差别在于这类空间的四周均被中小型植物所封闭，这种空间常见于森林中，它相当黑暗，无方向性，具有极强的隐密性和隔离感。垂直空间：运用高而细的植物能构成一个方向直立、朝天开敞的室外空间。设计要求垂直感的强弱，取决于四周开敞的程度。此空间就像歌德式教堂，令人翘首仰望将视线导向空中。这种空间尽可能用圆锥形植物，越高则空间越大，而树冠则越来越小。

风景园林师除能用植物材料造出各种具有特色的空间外，他们也能利用植物构成相互联系的空间序列。植物就像一扇扇门，一堵堵墙，引导游人进出和穿越一个个空间。植物能有效地“缩小”空间和“扩大”空间，形成欲扬先抑的空间序列。

植物通常是与其它要素相互配合共同构成空间轮廓。例如，植物可以与地形相结合，强调或消除由于地平面上地形的变化所形成的空间。如果把植物植于凸地形或山脊上，便能明显地增加地形突起部分的高度，随之增强了相邻的凹地或谷地的空间封闭感。与之相反，植物若被植于凹地或谷地内的底部或周围斜坡上它们将消弱和消除最初由地形所形成的空间。因此，为了增强由地形构成的空间效果，最有效的办法就是将植物种植于地形顶端、山脊和高地，与此同时，让低洼地区更加透空，最好不要种植植物。

障景：植物材料如直立的屏障，能控制人们的视线，将所需的美景收于眼里，而将俗物障之于视线以外。为了取得一有效的植物障景，风景园林师必须首先分析观赏者所在的位置，被障物的高度，观赏者与被障物的距离以及地形因素。研究植物屏障各种变化的最佳方案，就是沿预定视线画出区域图。然后将水平视线长度和被障物高度准确地标在区域内。最后，风景园林师通过切割视线，就能定出屏障植物的高度和恰当位置。另一需要考虑的因素是季节。在各个变化的季节中，植物能完成障景的话，则常绿植物能达到这种永久性屏障作用。由于植物具有屏蔽视线的作用，因而私密控制的程度，将直接受植物的影响。如果植物的高度高于2m，则空间的私密感最强。齐胸高的植物能提供部分私密性（当人坐于地上时，则具有完全的私密感）。而齐腰的植物是不能提供私密性的，即使有也是微乎其微。植物的观赏特性：包括植物的大小、色彩、形态、质地以及与总体布局和周围环境的关系等。植物最重要的观赏特性之一，就是它的大小。植物的大小直接影响着空间范围、结构关系以及设计的构思与布局。按大小标准可将植物分为六类：大中型乔木（大乔木的高度在成熟期可以超过12m，而中乔木最大高度可达9-12m糖槭等），在设计时应首先确定大中乔木的位置，较矮小植物在较大植物所构成的总体结构中，展示出更具人格化的细腻装饰。由于大乔木极易超出设计范围和压制其它较小因素，因此在小的庭院设计中应慎重地使用大乔木。大中乔木的另一个建造功能，便是顶平面和垂直面上封闭空间。这样室外空间感，将随树冠的实际高度而产生不同程度的变化。如果树冠离地面3-4.5m高，空间就会显示出够人情味，离地面12-15m，则空间就会显得高大。为了达到最大的遮阴效益，大中乔木应种植在空间或楼房建筑的西南、西面或西北面。由于炎热的午后，太阳的高度角在发生变化，在西南面钟最高的乔木，与西北面次高的乔木形成的遮阴效果是相同的。小乔木和装饰植物：高度4.5-6m的植物为小乔木和装饰植物。小乔木能从垂直面和顶平面两方面限制空间。视其树冠高度而定，小乔木的树干能在垂直面上暗示着空间边界。当其树冠低于视平线时，它将在垂直面上完全封闭空间。当视线能透过树干和枝叶时，这些小乔木像前景的漏窗，使人们所见的空间有较大的深远感。按其特征，观赏植物通常作为视线焦点而被布置那些醒目的地方，如入口附近，通往空间的标志、突出的景点上。在狭窄的空间末端，也可以用观赏植物，使其像一件雕塑或是抽象形象，以引导和吸引游人进入此空间。从观赏植物的生长习性来看具有四种不同魅力的季节：春花、夏叶、秋色、冬枝。高灌木：3-4.5m高灌木犹如一堵堵围墙，能在垂直面上构成空间闭合。仅高灌木所围合的的空间，其四面封闭，顶部开敞。中灌木：1-2m，中灌木的设计功能与矮小灌木基本相同，只是合围空间范围较之稍大点。此外，中灌木还能在构图中起到高灌木或小乔木与矮小灌木之间的视线过度作用。矮小灌木：成熟灌木最高仅1m，最低高度必须在30cm以上。在不遮挡视线情况下限制或分隔空间。鉴于其尺寸矮小，故应大面积地使用。地被植物：高度不超过15-30cm。地被植物能将两组植物统一成整体。作为边缘种植。地被植物的使用功能还在于那些不宜种植草皮或其它植物的地方提供下层植被。地被植物的合理种植场所，是那些楼房附近，除草机难以进入或草丛难以生存的阴暗角隅。尤其坡度较陡的斜坡上，草皮都应该用地被植物来代替。

植物配置时，形态各异，但大小相同，其观赏效果较差，形态各异，大小不同，增强了观赏效果。

植物的外形：植物外形基本类型为：纺锤形、圆柱形、水平展开形、圆球形、尖塔形、垂枝形和特殊形。纺锤形植物在布局中用于增强其高度的变化。纺锤形植物其形态细窄长，顶部尖细。在设计中，纺锤形植物通过引导视线向上的方式，突出了空间的垂直面。它们能为一个植物群落和空间提供一种垂直感和高度感。如果大量使用该类植物，其所在的植物群体和空间，会给人一种超过实际高度的幻觉。当与较低矮的圆球形或展开形植物种植在一起时，其对比十分强烈。其纺锤形植物犹如一“惊叹号”惹人注目。由于这种特征，故在设计时应该谨慎使用纺锤形植物。设计中用的数量过多，会造成过多的视线焦点，使构图“跳跃”破碎。圆柱形：除了顶是圆的外，其它形状都与纺锤形相同。水平展开形：此类植物具有水平方向生长的习性，故宽和高几乎相等。展开形植物的外形能使设计构图产生一种宽阔感和外延感。展开形植物会引导视线沿水平方向移动。展开形植物能和平坦的地形、平展的地平线和低矮水平延伸的建筑物相协调。圆球形：具有明显的圆环或球形形状。圆球形植物是植物类型中为数最多的种类之一，因而在设计布局中，该类植物在数量上也独占鳌头，在整个构图中，随便使用圆球形植物都不会破坏设计的统一性。圆锥形：云杉属，圆锥植物除具有易被人注意的尖头外，总体轮廓也非常分明和特殊。因此，该类植物可以用来作为视觉景观的重点。特别是与低矮的圆球形植物配置在一起时，其对比之下犹为醒目。尤其也可以与尖塔形的建筑物或是尖耸的山巅相呼应。鉴于这种性质，有设计理论家认为，这类植物在无山峰的平地并不太适合，应谨慎使用。垂枝形：垂枝形植物具有明显的悬垂或下弯的枝条。在自然界中，地面较低洼处常伴生着垂枝植物，如河床两旁常长有众多的垂柳。在设计中，它们能起到将视线引向地面的作用，因此可以在引导视线向上的树形之后，用垂枝植物。为能表现植物的形态，最理想的做法是将该类植物种在种植池的边沿或地面的高处，这样，植物就能越过池的边缘挂下或垂下。特殊形：这种类型的植物通常是在某个特殊环境中已生存多年的成年老树。大多数特殊形植物的形象，都是由自然力造成的。这类树最好作为孤植树，放在突出的设计位置上，构成独特的景观效果。一般来说，无论在何种景观内，一次只宜放置一颗这种类型的植物，这样方能避免产生杂乱感。

植物的色彩：植物的颜色可以被看作是情感象征，色彩直接可以影响室外空间的气氛和情感。鲜艳的色彩给人以轻快、欢乐的气氛，而深暗的色彩则给人异常郁闷的气氛。植物的色彩，通过植物的各个部分而呈现出来，如通过树叶、花朵、果实、大小枝条以及树皮等。毫无疑问，树叶的主要色彩呈绿色，其间也伴随着深浅的变化，以及黄、蓝和古铜色的色素。设计中，一般应多考虑夏季和冬季的色彩，因为它们占据着一年中的大部分时间。花朵的色彩和秋色虽然丰富多彩，令人难以忘怀，但其寿命不长，仅持续几个星期。因此，对植物的取舍和布局，只依据花色或秋色来布置植物，是极不明智的，因为这些特征会很快消失。在夏季树叶色彩的处理上，最好是在布局中使用一系列具色相变化的绿色植物，使在构图上有丰富层次的视觉效果。另外，将两种对比色配置在一起，其色彩的反差更能突出主题。深绿色给予整个构图和 其所在空间带来一种坚实凝重的感觉，成为设计中具有稳定作用的角色。在一个视线的末端，深色似乎会缩短观赏者与被观赏景物之间的距离。同样，一个空间的深色植物居多，会使人感到空间比实际窄小。另一方面，浅绿色植物能使一个空间产生明亮、轻快感。当我们在将各种色度的绿色植物进行组合时，一般来说深色植物通常安排在底层（鉴于观赏的层次），使构图保持稳定，与此同时，浅色植物安排在上层使构图轻快。在处理设计所需要的色彩时，应以中间的绿色为主，其他色调为辅。各种不同色度的绿色植物，不宜过多、过碎地布置在总体中，否则整个布局会显得杂乱无章。色彩鲜明的区域，面积要大，位置要开阔并且日照充足。因为阳光下比阴影里可使其色彩更加鲜艳夺目。

树叶的类型：基本的树叶类型有三种：落叶型、针叶常绿型、阔叶常绿型。在大陆性气候带中，无论就数量上和对周围各种环境的适应能力而言，多以落叶形植物占优势。落叶树在通透性、外貌、色彩和质地上发生的令人着迷的交替变化。在温带地区抵御冬季的寒风，种植常绿针叶植物的最有利方位，应在房屋或室外空间的西北方。可使风速降低60%。在一个植物的布局中，落叶植物与常绿植物的使用，应保持一定比例的平衡关系。阔叶常绿树：阔叶常绿树的叶片具有反光的功能，使的室外空间产生耀眼的发光特性，使一个布局在向阳处显得轻快而通透。十分不耐寒，因此，切忌将其种植在能得到过多的冬季阳光照射的地方，或是种植在会遭到破坏性冬季寒风吹打之处。这类两种情况都会因叶片过度蒸腾导致根部水分不足。此外，大多数阔叶常绿植物只有在酸性土壤中才能正常生长，这样就规定了它们只能用在上述条件的景观中。

植物的质地：质地除随距离而变化外，落叶植物的质地也随季节而变化。植物的质地分为：粗壮型、中粗型及细小型。粗壮型植物能通过吸收视线“收缩”空间的作用，因此，在狭小空间内布置粗壮型植物时，需谨慎。

植物的美学功能：完善作用：统一作用：就是充当一条普通的导线，将环境中所有不同成分从视觉上连接在一起。强调作用：在一户外环境中突出和强调某些特殊的景物。它能将观赏者的注意力集中到其所在的位置。鉴于植物的这一美学功能，它极其适合用于公共场所出入口、交叉点、房屋入口附近，或与其它显著可见的场所相互联合起来。识别作用：这与强调作用极其相似。软化作用：可软化或减弱形态粗糙及僵硬的构筑物。框景作用：将照片和风景油画装入画框的传统方式。

种植设计程序与原理：了利用植物进行设计时，有着特定的步骤、方法以及原理。初步阶段包括对园址的分析，认清问题和发现潜力，以及审阅工程委托人的要求。此后，风景园林师方能确定设计中需要考虑何种因素和功能，需要解决什么困难以及明确预想的设计效果。准备一张描述设计要素和功能的工作原理图。植物的作用则是在合适的地方确定充当这一功能：障景、敞荫、限制空间以及视线的焦点。在这一阶段，也要研究进行大面积种植的区域。在这一阶段，一般不考虑需使用何种植物，或各单株植物的具体分布和配置。此时，设计师关心的仅是植物种植区域的位置和相对面积。在分析一个种植区域内的高度关系时，理想的方法就是做出里面的组合图，分析不同植物区域的相对高度。完成了植物群体的初步组合后，进行种植设计程序的下一步，开始着手各基本规划部分，此时的植物主要仍以群体为主，并将其排列来填满基本规划的各个部分。在布置单体植物时，我们应记住以下几点：第一，在群体中的单株植物，其成熟程度应在75%-100%。风景园林师是根据植物的成熟外观来进行设计，而不是局限于眼前的幼苗来设计。正确的种植方法是，幼树应相互分开，以使它们具有成熟后的间隔空间。对于设计师来说，重要的就是要了解植物的幼苗大小，以及最终成熟后的外貌。第二，在群体中布置单体植物时，应使它们有轻微的重叠。为视觉统一的缘故，单体植物的相互重叠面，基本上为各植物直径的1/4--1/3。第三，排列单体植物的原则，是将它们按奇数，如3、5、7等组合成一组，每组数目不宜过多。如果三株一组，人们的视线不会只停留在任何一单株上，而会将其作为一个整体来观赏。若二株为一组，视线势必会在二者之间来回移动。

接下来就是考虑组与组或群与群之间的关系。各组植物之间所形成的空隙或“废空间”应予以彻底消除，因为这些空间既不悦目，又会造成杂乱无序的外观，且极易造成养护的困难。设计师在考虑植物间的间隙和相对高度时，决不能忽略树冠下面的空间。无经验的设计师往往会犯这样一个错误，这样无疑会在树冠下面形成废空间，破坏设计的流动性和连贯性。这种废空间会给养护带来困难，（除非为地被物所覆盖），因为从中通行极容易带来麻烦。为了解决这个问题，应在树冠下面种些低矮的植物。一般来说（并非必然如此）植物应该与铺地区域的边缘相辉映，在呈直线的铺地材料周围，也排列成直线形，或在有自由形状特征的布局中呈曲线状。完成第一阶段的单体植物布局后，设计的某些部分是需要变更的。由此，应绘制一张包括新变化的修正图。在选择和布置植物时，还应遵循它的一些原则。在布局中，应有一种普通种类的植物，以其数量而占支配地位，从而进一步确保布局的统一性。这种普通的树种应该在形状上呈圆型，具有中间绿色叶，以及中粗质地结构。植物设计程序归纳为“逆向设计”确定设计中植物的具体名称乃是设计的最后一步，这样有助于保证植物根据其观赏特性和为生长所需的环境，而首先决定其种植上的功能作用。

3.建筑物

4.铺装

主要的铺装材料包括：沙石、砖、瓷砖、条石、水泥、沥青，以及在某些场合中所使用的木材。铺装材料相对较昂贵，特别是与植物地被相比较就尤其显著。但是就长期而言，铺装材料却经久耐用。在养护管理方面比草坪地被便宜。

铺装材料的功能作用和构图作用：提供高频率的使用而且不需要太多的维修。导游作用提供休息的场所 表示地面的用途 对空间比例的影响形体较大，较开展，会使一个空间产生一种宽敞的尺度感。而较小、紧缩的形状，则使空间具有压缩感和亲密感。用砖或条石形成的铺装形状，可被运用到大面积的水泥或沥青路面，以缩减这些路面的表面宽度。在原铺装中加入第二类铺装材料，能明显地将整个空间分割较小，形成更易被感受的副空间。铺装的线型能影响游览者的情绪，游览的速度和特性受铺装路面宽窄的影响，窄行走急促快速，宽广行走悠闲缓慢。

铺装材料的线型分段铺设，不仅能影响运动的方向，而且能更微妙地影响游览的特别感受。一条平滑弯曲如流水的小道，给人一种轻松悠闲的田园般的感受，而一条直角转折的小道，走起来感到又严肃又拘谨。而不规则多角度的转折路，则会产生不稳定和紧张感。暗示游览的速度和节奏：铺装材料的形状还能影响行走的速度和节奏。铺装的路面越宽，运动的速度也就会越缓慢。在一较宽的路上，行人能随意停下观看景物而不妨碍旁人行走，而当铺装路面较窄时，行人便只能一直向前行走，几乎没有机会停留。上述运动特点还可以得到进一步强调，如在较宽的铺装地面上，使用较粗糙难行的铺装材料，就不会行走很快。而在狭窄的路面上铺装平坦光滑，则利于快速行走。行走节奏包括两部分，一是行人脚步的落处，二是行人步伐的大小。地面铺装的设计原则：在进行铺装的选择时，设计师应对其在平面造型和透视效果上加以研究。在平面布局上，应着重注意构成吸引视线的形式，及与其它要素的相互协调作用，如邻近的铺地材料、建筑物、种植池、照明设施、雨水口、树墙和座椅。在透视中，平行于视平线的铺装线条，强调了铺装面的宽度，而垂直于视平线的铺装线条，则强调了其深度。实际上，没有一种铺装材料能适用于所有的功能和活动场所。地面之间的铺料变化通常象征着铺装地面用途的变化，或在有些场合中，代表所有权和支配权的更换。变换铺地材料和形式时，必须考虑一下几个因素。第一，在同一个平面上铺装材料和形式不应该有任何变化，换言之，如果在相接的两个空间中，铺料及形式出现不同，那么水平高度也应有所变化，以此来分隔和区别两种不同分铺地形式。水平高度的变化不可行时，采用第三种在视觉上具有中性效果的材料放于两种材料之间。最后一个设计原则光滑质地的铺装材料一般来说应占多数，因为这种材料色彩较朴素，不引人注目。对于粗质铺料来说，最好较少量地使用，以达到主次分明和富于变化的目的。

就特殊的材料而言，方砖能赋予一个空间以温暖亲切感，有角度的石板会给人以轻松自如、不拘谨的气氛。而混凝土则会产生冷清，无人情味的感受。

基本的铺装材料：总的来说它们分为三类：（1）松软铺装材料，如砂砾及其它变异材料。砾石是一种最便宜的铺装材料，它具有不同的形状、大小和色彩。从大小上来说，它最小可达0.6cm（称豆石），最大到5cm。石头的色彩有纯白和纯黑的，其间也有褐色的和灰色的。砾石的优点透水性有助于补充地下水以及为植物提供所需的水分。缺点就其质地而言，砾石疏松需要其它因素加以控制，金属边、木材或另一种铺装材料如混凝土等。在英国，常常见到低洼道路上的砾石，常用泥土和草皮的边缘加以固定。这种材料在强力作用下极易变形，给养护带来了问题，常常需要把它耙平或扫回到原来的位置。此外要将落叶或积雪从砾石上清除掉，也是较麻烦的工作，因为在进行扫除的同时极易将砾石带走。细小颗粒的砾石，不宜使用在斜坡上，否则会遭到地表径流的冲刷，为了使其固定不动，就必须建造台阶或平台。另一点砾石路面难以行走，特别是穿高跟鞋的妇女或那些行动不便的病人。砾石的一种变异材料可消除砾石作为路面材料而引起的不足。这种材料叫环氧胶结砾石。是由砾石和环氧树脂黏结成一定形状的石块。整个砾石块中都存在着气隙，从而仍具有渗水作用。乍一看，这种材料具有耀眼的光斑。多用于那些气候较温和的地区。有霜冻的地方会损害这种路面。砾石也可以作为一种流体的铺装材料。它可以适应所处地面的任何形状或形态。最后一点，砾石还可以作为地面材料，用于那些因缺乏阳光或水分而难以种植草皮或地被植物的地方。易风化的花岗岩极易与地面的其他物质相协调，也不需要浇筑。不过一些气候较温和的地方，一般不用砾石来代替环绕植物根部的覆盖物，否则会减少植物的繁衍，同时对大多数植物的生长不利。当然沙漠植物除外，而且砾石会使植物根部附近温度升高，并造成根部的损伤。（2）块料的铺装如石砖、石块、瓷砖或条石，这些材料中，石块不同于人工制造的材料。它是最昂贵的铺地材料之一。不仅材料本身贵，在铺设施工上花的劳动强度也很大。三种石材的地质分类为：沉积岩石，变质岩及火成岩。1）沉积岩多气孔，硬度低，因而极易加工。因而极易加工。作为一种铺装材料来说，在强制作力的作用下易受损坏，时间长后会失去光泽或风化。但是，对于行人的行走来说，沙岩和石灰岩更适合于作铺装材料。2）变质岩是一种经过强大的压力而转变成的岩石。该类石材极其坚硬耐用。这种石材重量大而且昂贵。大理石也是一种变质岩，由于这种石块既昂贵又难以加工，因而作为一种铺地材料来说，仅限于使用在一些重要的地方。3）火成岩是一种由地热熔化的物质经冷却后形成的岩石。在强度和坚固耐用方面与变质岩相似。著名的火成岩有花岗岩。它是一种具有强度大、耐磨性好而常用的铺装材料。花岗岩用作铺装材料的普通大小形状叫花岗岩砖。其标准尺寸为边长7.5cm的正方形砖。（3）黏性铺料，如水泥或沥青

5.园林构筑物

台阶 坡道 墙与栅栏 挡土墙

6.水

7.设计程序

承担设计任务 研究与分析：准备基本的平面图、园址的分类分析、与园主商谈、规划设计的深入。设计：功能分区图、园址功能关系图、设计初想图、造型研究、总平面草图、正式总体设计图、局部设计图、技术设计图、结构设计图。施工 工程的评价与养护管理。有时候设计程序也可以理解为解决问题的程序，设计程序主要包括下列步骤：1.承担设计任务：园主需要什么？设计者何时该做什么？造价问题。讨论后，设计者根据园主的意图，起草一份详细的协议书。2.研究和分析工作（包括园址调查）

（1）准备基本图纸：基本图纸由园主提供，园主无法提供，可请测验人员或进行航空测绘，花费由园主承担。应标出下列现状的状况：1.产权线（方位、距离）2.地形（虚线表示的等高线，所需的高程点）3.植物（小园中应标出树木的大小和种类）4.水体5.建筑（底层平面的门窗、地下室的窗户、下水口、室外水龙头、室外电缆、空调机和供暖泵位置、室外照明）

（2）园址现状景物分类（收集资料）和分析（评估）在收集资料中，照相机是有用的工具。照片可以用来查对用在设计中的每一份资料，或帮忙回忆园址的现状情况。对于新园址，设计师必须决定与分类和分析最有关的情况。因为一些不重要的因素，并不能有效地帮助设计，甚至造成干扰。1.园址的位置和周围环境的关系（1）园址相邻道路交通量如何，何时高峰。（2）相邻环境识别特征，建筑物年代、样式和高度（3）征求园主要求（4）展开设计 3.设计（1）功能分区

（2）与用地相关环境的功能分区图（3）设计构思图（4）造型研究（5）初步设计（6）设计草图（7）总体平面图（8）局部设计 4.施工图

（1）总体放线平面图（2）竖向设计图（3）种植设计图（4）细部结构图 5.施工

6.工程估算（工程评估）7.养护管理

把广泛收集的各种典型的数据资料列成一园址分析图表。对于初学者来说，完美而且实际的设计，并不会魔术般地产生出来。而是经过反复思考与修改。“为什么我要这么做”“什么是我希望达到的”“这些必要吗”“有更有效的方法吗”

第五篇：虚拟现实 论文

XXXXXX学院

虚拟现实

学 生 姓 名：XXX 指 导 教 师：XXXX 系别：信息技术系 专业、班级：计算机科学与技术XXX班 完 成 时 间：2009年6月13日

虚拟现实技术在计算机专业教育中的应用

姓名：XXX

专业：XXX

学号：XXXX

摘要：目前，虚拟现实技术已广泛应用于航空航天、娱乐游戏，以及建筑设计等领域。在教育领域，虚拟现实技术也有广泛的用途。文章介绍了虚拟现实技术及VRML语言，探讨了虚拟现实技术在计算机教学和计算机实验中的应用。如果虚拟技术广泛应用于网络教育中，将对远程教育产生深远的影响。

关键词：虚拟现实技术；虚拟实验；VRML；计算机专业

随着我国教育的不断改革和科学技术的飞速发展，代写论文 网络教育的出现改变了传统的教学方式。尤其是计算机更新速度非常快的特点使得传统的教学方式难以满足学习的需要。虚拟现实技术作为一门新的技术，它在教育领域的发展将为教育提供新的活力。本文主要从虚拟现实技术特征和VRML语言的角度探讨其在计算机专业教育中的应用。1 虚拟现实技术

多媒体技术与网络技术的发展为现代教育手段的现代化带来了新的机遇和挑战。随着计算机技术的快速发展，现代教育技术的应用已不再是停留在音像技术课堂中应用的常规模式层次上．而是朝着多媒体化、网络化、信息化、教育技术应用模式多样化和远程教育普及化的趋势发展，特别是基于计算机仿真技术的虚拟教学形式，是一种最新出现的教学模式，具有广阔的发展前景，代表了教育的未来和发展的方向。

1．1 虚拟现实技术概念

虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)，又称为灵境技术，代写毕业论文 它汇集了数字图象处理、计算机图形学、多媒体技术、人工智能、人机接口技术、传感器技术，以及人体行为学等多项天技术．是计算机技术的综合应用。具体地说，就是采川以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用，相互影响，从而产生如同真实环境的感受和体验。尽管该环境并不真实存在，但它作为一个逼真的三维环境．仿佛就在我们周围。由于用户对计算机环境中的虚拟物体产生了类似于对现实物体的存存意识或幻觉，从而使得用户在计算机所创建的维虚拟环境中处于一种全身心投入的状态。

1．2 虚拟现实系统的构成一个虚拟现实系统由以下几部分组成：

(1)虚拟环境。它由虚拟环境发生器所产生，且可让使用者通过传感器件和作用器件与之交互，这种交互的结果是使用者有全身心进入这一环境的感觉。

(2)传感器件。它将虚拟环境中的物体的形、动作、声音等进行转换，使人能获得视觉、听觉、触觉等多方面的感觉。这些感觉与他以往在实际环境中的感觉一致。

(3)作用器件。它将人的一些约定动作(如行走、手势等)变成作用的信息，让虚拟环境有所察觉。

(4)人。虚拟现实实质上是一内含反馈的闭环系统，只有人的存在才能使这一反馈环路有效成立。代写硕士论文所以人是VR系统中不可缺少的成分。人通过传感器件感受虚拟环境的存在．又通过作用器件去影响虚拟环境，使其作出相应的变化。

(5)虚拟环境发生器。它能产生使用者所需要的虚拟环境，且能通过作用器件传来的作用信息。了解使用者的位置和动作。并对已产生的虚拟环境作出相应的修改。

1．3 虚拟现实技术基本特征

(1)沉浸性。虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特点，由计算机产生逼真的三维立体图像。使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备，便可将自己置身于虚拟环境中，成为虚拟环境中的一员。使用者与虚拟环境中的各种对象的相互作用，就如同在现实世界中的一样。当使用者移动头部时。虚拟环境中的图像也实时地跟随变化，拿起物体可使物体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，一切感觉都是那么逼真，有一种身临其境的感觉。

(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。使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能．就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。

(3)多感知性。由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置，因此，使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知，从而达到身临其境的感受。

1．4 虚拟现实系统的类型

虚拟现实技术按其功能，可分为以下几种类型：

(1)沉浸式虚拟现实系统

沉浸式虚拟现实系统是利用头盔显示器、数据手套、三维鼠标等传感跟踪装置与虚拟世界进行交互。由于这种系统把人的视觉、听觉和其它感觉封闭在虚拟的感觉空间，能使人全身心投入并沉浸其中。不足之处在于专用设备复杂而且昂贵，难以在教育行业普及推广。

(2)桌面式虚拟现实系统

桌面式虚拟现实系统是运用软件编程的方法在显示器上显示三维场景．用户通过键盘、鼠标等简单的设备与虚拟场景进行交互。这种系统由于用户坐在显示器前，通过屏幕观察虚拟世界并与之交互，往往会受到周围环境的影响，难以做到完全投入．但是结构简单、成本较低，易于普及推广。

(3)分布式虚拟现实系统

分布式虚拟系统是多个用户通过网络共享一个虚拟空间，共同参与虚拟活动。

(4)增强现实性虚拟现实系统

增强现实性的虚拟现实系统不仅是利用虚拟现实技术来模拟现实世界、仿真现实世界，而且要利用它来增强参与者对真实环境的感受，也就是增强现实中无法感知的感受。

1．5 虚拟现实造型语言VRML

VRML(Virtual Reality Modeling Language1即虚拟现实建

模语言，是一项和多媒体通讯、因特网、虚拟现实等领域相关的，在Intemet上营造虚拟环境的技术。它用来在网络上创建可导航的、超链接的三维虚拟场景。

VRML的基本工作原理可概括为：文本描述、远程传输和本地计算生成。所谓文本描述，是指VRML并不是用三维坐标点的数据来描述三维物体的，因为这样会有很大的数据量．在Intemet上传输会遇到很多困难．VRML是用类似HTML的标记文本语言来描述三维场景．就像我们的编程语言。比如，一个立方体的描述文本是：Box(size 3.0 3.0 3.0)。VRML就是一种描述语言标准，规定了用来描述三维场景的文本描述语言。远程传输是指用户浏览VRML描述的虚拟场景时，需要通过Intemet将描述场景的文本传送到本地。一般来说，文本描述是嵌在WEB页面中，在浏览器请求相应页面时与页面描述文本一起传送本地。本地计算生成是指描述虚拟场景的数据传送到本地后，浏览器对它进行解释计算，动态地生成虚拟场景。比如，描述球形的文本，浏览器会在屏幕上绘制一个立体的球形。概括地说，就是

用文本信息描述三维场景．在Intemet网上传输，在本地机上由VRML的浏览器解释生成三维场景．解释生成的标准规范即是VRML规范。

VRML文件主要包括四个主要成分：VRML文件头、原型、造型节点、脚本和路由。在这四个要素中．代写医学论文只有文件头部分是必须的，它用来告诉浏览器该文件符合的规范标准以及使用的字符集等信息。原型定义了创建带有指定名称、接口和整体的新节点类型。一旦成功地定义了原型，它就可以在VRML文件的其他地方随意使用。造型节点是VRML中的基本建造模块．它构成了VRML文件的主体部分，正是由于造型节点定义而产生了虚拟的VRML空间。脚本可以看作是一个节点的外壳，它有域、eventIn事件和eventOut事件。其本身没有任何动作．然而你可以通过程序脚本来赋予你脚本节点的动作。程序脚本实际上是一种简化了的应用程序，一个典型的脚本是由Java或JavaScript编程语言写成的程序。路由是一种文本描述的消息．一旦在两个节点之间创建了一个路由．第一个节点可以顺着路由传递消息给第二个节点，这样的消息被称为事件。VRML还可以包含下列条目：注释、节点和域值、定义的节点名、使用的节点名等。

设计VRML虚拟场景时。最简单的方法是直接使用文本编辑器来编辑描述文本，它类似于程序设计，这种方法简单方便．但不是很直观．对设计者的空间想象能力要求也较高，设计的效率不高。现在有很多的可视化的VRML设计工具，如CosmoWorld和WebWorld等．这些工具将VRML的标准节点都做成可视的组件，用户设计时，只需要将这些组件组全自己需要的虚拟场景就可以了．而且设计的效果在设计时就可以看到。设计完毕后，系统自动将这些可视的虚拟场景生成标准的VRML描述文本，这样，这些文本传送到用户的浏览器后．便会在用户的屏幕上重现这个虚拟场景。

VRML使得Intemet的平面世界出现了三维场景。它的问世在世界上引起了极大的反响．得到众多的软硬件厂商的支持，成为了Intemet上最有发展前景的新兴技术。VRML在各方面都展现出了强大的应用可能性。蕴藏了无限生机。在教育领域的WEB站点中，它可广泛用于学习情景创设上，以增加学习内容的形象性和趣味性。例如：创建网上三维图书馆，它的好处就在于书籍归类整理更接近真实并将高于真实，汇编或查阅时书籍只需要鼠标轻轻地点击对应的虚拟图书。另外，使用VRML做模拟训练是一种可行性极高的措施，它不仅可以减少某些情况下现实空间中操作的难度和危险．更为重要的是它可以使训练造价得到大幅度降低，这样就使得在教育方面的应用成为可能。由于这种模拟系统具有高度的真实性，所以并不会因为没有真实系统介入而造成较差的训练效果。现在虚拟校园、虚拟考场也已经陆续地出现在网络中，这些新兴的教育形式必将因其优越的一面而在未来教育领域中占有一席之地。虚拟现实技术在计算机专业教育中的应用

2．1 虚拟现实技术在辅助课堂教学中的应用

众所周知，计算机课程实践性很强，在书本上体现难免会给人们的理解带来困难。利用虚拟现实技术制作的课件能够很好地解决这一问题。例如，在计算机基础课程中介绍计算机中各个组件的结构和讲解计算机组装的过程时，书本的文字难以让学习者了解组件结构和组装的过程。利用虚拟现实技术可以将文字、声音、图片、动画等几种媒体表现形式有机地结合，设计出生动活泼的界面。制作出一些三维的、交式的、具有沉浸感的内容，满足学习者从各个角度观察和学习，仿佛身临其境，更好地理解学习的内容。

制作VRML课件的基本思路是：

(1)制作一系列空间形体的三维造型和动画．并且为这些造型指定所需要的颜色、大小等。

(2)引入VRML的相关节点，建立虚拟运动空间。实现课件多媒体功能。

(3)优化VRML场景，即在构建场景的过程中，利用VRML提供的高级造型技术适当优化程序。

(4)VRML文件的输出，将已创建的空间场景输出为．wrl形式的文件。

例如，设计VRML课件来实现网上虚拟计算机组件结构和组装的辅助教学。

首先，在介绍计算机组件选择知识同时。可以在网上从各个角度来观察VRML制作的计算机组件的造型．增强感性认识，并使学习者对怎样组装计算机有个初步的了解。利用VRML的造型设计和VRML Script的动画链接．虚拟出组装计算机过程中所需的主要硬件，再通过把VRML文件嵌入到网页的方法，使学习者既能在网页中看到二维不同型号硬件的图片和一些描述硬件的文字．又能看到三维的虚拟制作出来的硬件模型。这样使学习者能真切地、直观地感受到二维和三维的不同．感受到虚拟世界的美妙。然后，通过文字和图片向学习者介绍如何将各计算机组件组装到一起。接着，通过VRML的动画节点控制和VRML Script的结合。制作出安装、注释和视点切换的效果，然后按照六个安装步骤：第一，机箱、主板的安装；第二，风扇、内存的安装；第三，光驱、软驱、硬盘的安装；第四，声卡、显卡的安装；第五，电源的安装；

第六。显示器、键盘、鼠标的安装，组合完成整个在虚拟三维世界中组装计算机的过程。在学习的过程中，只要点击相应的按钮，就可以按相应的步骤进行安装。拖动鼠标或按钮可以随意地移动计算机组件到指定的位置进行安装。在安装完光驱和软驱后，点击光驱的开、关键，光盘托会自动拖出和送入，点击软驱的按钮，软盘会自动取出．使学习者能动态地观看到效果。有一种身临其境的感觉来完成学习的过程。

通过VRML Script语言的链接。制作出生动有趣的动画效果和逼真的声音效果。例如．当你点击软驱上的按钮，会发出声音并弹出一张软盘；当你点击光驱按钮时，盘盒会自动地弹缩并发出逼真的声音。为了方便学习。还可以实现注释信息，当学习者的鼠标碰到硬件设备时。在对象的旁边会出现一个注释信息，说明该对象名称。

又如，在《数据结构》课程中，对于常用的数据结构的算法思想．由于其抽象程度高。使得学生很难理解。我们也可以通过虚拟技术将其制作成课件进行教学。将抽象的算法过程以浅显易懂、形象直观的形式展现出来。例如，递归算法是学生比较难理解的，因为其算法是靠隐形调用堆栈来实现，而通过虚拟技术可以将堆栈内部情况的变化动态、直观、形象地表现出来，这样学生就很容易理解。同样在讲解树和图的遍历时，可以从可视化的角度观察遍历的顺序。二叉树与树的概念的区别、Hanoi塔等问题都可以直观地表现。方便教师的教学和学生的理解。

总之，通过制作课件来辅助课堂的教学，能为学习者提供生动、逼真的感性学习材料，使抽象的学习直观化、形象化，帮助学习者解决学习中的重点和难点，提高学习者的积极性。

2．2 虚拟现实技术在计算机实验中的应用

由虚拟现实技术生成的适用于进行虚拟实验的实验系统，包括相应的实验室环境、有关的实验仪器设备、实验对象。以及实验信息资源等。虚拟实验室可以是某一现实实验室的真实再现。也可以是虚拟构想的实验室。例如，在城域网和广域网的网络建设过程中，不必真正把网络构建起来就可以亲身体验，犹如进行现场的操作。在数字电路的课程实验中，可以通过虚拟的电路器件来达到电路设计的目的，而没有购买器件问题所带来的麻烦。在电子商务课程实验中，可以虚拟商务环境，让学生进入这个虚拟环境。身临其境地体验现场交易的气氛和参与交易的过程。计算机操作系统的安装是比较基础但又是难做好的一个实验。由于在计算机上安装新的操作系统不可避免地会对原有的操作系统产生影响。

使用虚拟计算机来进行操作系统的安装试验就十分的方便了。代写工作总结使用虚拟机的软件VMware可以创建与真实计算机一模一样的虚拟机。创建的虚拟机有自己的CPU、内存、硬盘、光驱，在这个虚拟机上，可以安装Windows、Linux等真实的操作系统以及各种应用程序。通过在虚拟的操作系统环境中进行操作，熟悉操作和新技术，达到事半功倍的效果。VMware只是一个软件。可以帮助你在一个操作系统的环境下安装另一个操作系统，而不会对当前的操作系统产生影响。

虚拟现实技术还可以对学生学习过程中所提出的各种假设模型进行虚拟．通过虚拟系统便可以直接地观察到这一假设所产生的结果或效果。利用虚拟技术。学生还可以进行网络设备设计、电路设计等方面的学习探索，设计出新型的网络设备和电子器件．从而激发学生的创造性思维，培养学生的创造能力。

通过虚拟的实验室进行实验，既可以缩短实验的时间，又可以获得直观、真实的效果，还能对那些不可见的结构原理和不可重组的精密设备进行仿真实训，避免真实实验操作带来的各种危险。并且，虚拟实验具有先进性和共享性，易扩充．易于改变教学项目，减少设备投入经费，使教学内容在虚拟的环境中不断更新．使实验实践及时跟上技术的发展。但是在采用虚拟实验进行教学的过程中，并不能完全代替真实实验。虚拟实验是虚拟的实验，缺少“实物感”，正如在网上看书与拿真实的书看时，会觉得真实的书更实在。在网络实验中，用到的网络设备像路由器、交换机等种类、型号都很多，在虚拟实验中．学生很难见到这些设备，如果在真正的实践中可能会无从下手。因此，在具体实施中，应该虚实进行结合。有目的地安排一些实验在真实环境中操作，这样，他们会对实验的设备有亲身的体会，更能加深实验的印象，提高实验的效果。结束语

虚拟现实技术在计算机教育领域发展的潜力是巨大的，只有亲身去经历、亲身去体验去感受，比空洞抽象的说教更具说服力，主动地去交互与被动地观看有质的不同。虚拟现实技术能形象、生动、逼真地表现教学内容，有效地营造一个发展的教学环境。提高学生掌握知识和技能的效率和积极性，达到优化教学过程、提高教学质量的目的，从而解决传统教学方式无法解决的问题。随着计算机网络技术的飞速发展，基于WEB的虚拟现实远程教育具有广泛的应用前景，必将成为21世纪教育的主流。

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