关键词： 智慧海事   可视化监管   海上交通场景   数字化   虚拟现实技术  

摘要： 智慧海事作为智慧交通建设发展的一个重要组成部分,在建设“交通强国”的道路上发挥着重要的作用。近年来,海运事业日益繁荣,通航环境日益复杂,使得海上交通安全管理面临着前所未有的挑战,也给海事安全监管服务提出了新的要求。面对新的机遇与挑战,我们有必要利用现代化信息技术开拓智慧海事监管新模式,提升海事安全监管服务水平。因此本文针对智慧海事趋势下的海上交通场景数字化展开研究。本文重点进行了如下工作:第一章为绪论。首先阐述了研究背景及意义,论述了文章的相关研究现状,并明确了本文的研究内容及技术路线。第二章为文章的研究基础。对相关基本概念和技术基础进行了详细的阐述,为后续系统开发提供了理论指导和技术支持。第三章完成了海上交通场景数字化建模。首先研究了大尺度海上交通地理信息的建模方法,在获取真实地理数据的基础上,利用3Ds Max和Unity3D虚拟引擎构快速搭建出大尺度地理信息模型;然后引入LOD技术进行海面的优化显示,以多个面片网格拼接的方式来构建出大尺度海面,并从总体上实现了海面的一致性显示;最后探究了静态物标高精度的建模方法,利用3Ds Max实现了静态物标模型的一致性显示。第四章设计了面向智慧海事的海上交通场景可视化的方案。基于船舶、港口设施、海面、天空、声音和天气等虚拟元素实现了场景的组织与搭建;然后引入LOD技术和视锥体剔除技术对场景进行优化渲染;并依托构建的数字化场景设计了视角切换、巡航模式、实时地图导航和可视化监测的可视化方案。第五章研发了智慧海事可视化监管系统。利用Unity3D搭建出智慧海事可视化监管系统,针对系统可视化界面进行了设计,实现了系统的注册登录、视角切换、巡航模式、实时地图导航、可视化监测的功能,并完成了系统生成与发布。第六章为总结与展望。对本文的所进行的研究内容和工作情况进行了总结,并对尚未深入研究的内容做出了展望。本文研究的基于虚拟现实技术的可视化方法能够为开发海上交通场景数字化模型提供技术支持,能够构建出“立体式”、“沉浸式”的海上交通场景,为海事管理决策者提供一种直观、有效的决策环境;研发的智慧海事可视化监管系统具有较高的应用价值,能够为海事管理工作提供新的思路与方法,推动智慧海事的建设与发展。

关键词： 虚拟艺术   沉浸性   虚拟现实技术  

摘要： 虚拟艺术是主要以虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)等计算机网络技术作为媒介,创造出具有高度沉浸性、互动性且能极大扩展人们感知的全景虚拟环境的一种艺术形式。当下,国内外虚拟艺术作品及展览正迅速增加,这种艺术形式正逐渐成为未来艺术发展的一大趋势。沉浸性是虚拟艺术的核心特征,旨在将参与者带入一个能产生身临其境之感的虚拟世界。目前,虚拟艺术的沉浸性特征已被广泛谈论,但学界对沉浸性特征的具体构成要素仍缺乏系统性、理论性的研究。因此,对其进行深入的理论研究迫在眉睫。 在明确虚拟艺术概念的基础上,本文系统梳理了沉浸性的定义、沉浸策略的发展脉络,指出“身体在场”“虚拟环境”“感知互动”三个营造虚拟艺术沉浸性的必要要素,以及三者之间存在的逻辑关系。研究得出,三个要素的共同作用使沉浸性得以产生。“身体在场”强调受众身体感知的在场,它是构成虚拟艺术沉浸性的本体。当沉浸于虚拟艺术中,受众以双向度的身体介入替代传统静观艺术的单向度移情,同时拥有虚拟化的技术身体与实体性的生物身体的双重身份。“虚拟环境”作为主体所沉浸其中的艺术对象,是区别于身体的外部环境,即一种“以身体感知的场”。虚拟环境是按照非线性且超真实的叙事逻辑,通过计算机仿真技术建模得到的数字立体模型。具体而言,它是一种以视觉、听觉感受为主,兼顾触觉、运动觉、平衡觉的综合人工环境。“感知互动”依赖于受众身体与虚拟环境的同时在场,是促使二者发挥作用的中介。感知是互动的前提,只有受众的身体感知被此在环境的气氛充分浸染,才能产生沉浸感,并通过多样的界面形式与环境进行互动,共同创造作品的形式、结构与意义。 在此基础上,本文进一步在中西比较视域中讨论虚拟艺术的沉浸性特征,指明中西差别可概括为受众“沉浸于意境之中”与“沉浸于气氛之中”。在我国不断加速发展文化数字化战略的背景下,将中国传统美学中的意境理论与虚拟艺术的沉浸策略相结合,成为构建独具中国美学特色的虚拟艺术的可行之路。

关键词： 虚拟现实技术   未来主义风格服装   数字时尚   服装设计  

摘要： 未来主义,早期指的是对未来社会相对保守的幻想,而如今它成为了一种艺术创作的设计理念,虚拟现实技术则是用新视角和新技术对未来主义服装进行创作。本文探讨虚拟现实技术在未来主义服装设计中的应用。介绍了虚拟现实技术的发展历程和应用领域,阐述了虚拟现实技术的概念和特点,未来主义服装的审美趋势和设计理念,并通过设计一系列虚拟服装和实体服装,阐述虚拟现实技术在未来主义服装中的应用价值。 在虚拟服装设计方面,本文详细介绍了虚拟服装设计的基本原理和方法,包括虚拟身形建模、纹理贴图、布料仿真等技术,阐述了虚拟服装设计的工具和流程,介绍了三维建模软件和虚拟现实设备的使用方法。同时,本文还通过实践案例分析,探讨了虚拟服装设计的应用场景和效果。 在虚拟服装与实体服装对比分析方面,本文从设计角度出发,分析了虚拟服装与实体服装的差异和联系。并运用图例分析法,从品牌服装设计主题、设计理念到造型、图案、色彩、材质、工艺五大设计元素,多维度地分析了虚拟服装与实体服装的异同点,并深入研究三种比较典型的虚拟服装下的未来主义风格类型:赛博朋克风格、科幻主义废土机能风格、数字国潮风格,然后建立了未来主义风格服装设计元素表。 在最终的实践方面,本文以国潮热时代为背景,分析当前流行的国潮元素,并结合虚拟服装制作技术,将这些元素进行未来主义虚拟化处理。笔者通过提炼国潮服装的设计理念,总结并创新地形成了一种独特的未来主义虚拟国潮服装设计。该设计融合了科技化、未来感以及中国传统纹样等极富国潮文化内涵的元素,旨在实现女装造型外观的创新设计。

关键词： 虚拟现实技术   高校思想政治教育   马克思主义实践观  

摘要： 高校思想政治理论教学对大学生成长成才具有重要作用，而传统的教学内容、模式、评价无法满足学生的学习期望和思想政治课程的教育目标。新形势下，以马克思主义实践理论为基础，探讨虚拟实践的内涵，剖析高校思想政治教育变革、虚拟现实技术嵌入高校思想政治教育的契合性、实效性，对于拓展高校思想政治教育途径，提升思想政治理论课堂的吸引力和感召力具有重要意义。在此基础上，要注重把好教育队伍能力关、教学形式定位关、教学内容导向关等风险防控，通过思想政治教育载体人工智能化、搭建仿真式教学互动实践场景，推动虚拟现实技术在高校思想政治教育的具体应用，确保高校思想政治教育的实效性和长效性。

关键词： 文化遗产地   档案资源   可视化呈现   地理信息系统   虚拟现实技术   增强现实技术  

摘要： 文化遗产是历史留给人类的瑰宝,加快对文化遗产地的保护,特别是建档保护对于文化遗产的保护、传承来说具有重要意义。利用现代科技手段对文化遗产地数字化建档,并对文化遗产地档案资源进行可视化呈现,是实现文化遗产地数字化保护、展示与文化传播的重要途径。本文在对“文化遗产地档案资源”与“文化遗产地档案资源可视化呈现”等概念进行理论阐释的基础上,开展文化遗产地档案资源可视化开发现状调研,发现目前在实践过程中主要运用GIS、VR以及AR技术来进行文化遗产地档案资源的可视化呈现,有力地推动了文化遗产地数字化保护、展示及学术研究等工作的开展。因此,本文从技术运用角度出发,结合档案学领域以及文化遗产保护领域的相关理论支撑,将文化遗产地档案资源的可视化呈现创新性地总结为三大模式:即运用GIS技术形成的GIS地图模式、运用VR技术形成的空间沉浸模式以及运用AR技术形成的场景叠加模式。本文首先阐述三种模式的由来、概念及适用情况,并结合国内外相关案例分析三种模式的建构流程,其中GIS地图模式包括资源采集、空间数据库构建、空间信息服务设计与应用平台建设;空间沉浸模式包括资源采集与数字化建档、虚拟空间构建与沉浸体验设计;场景叠加模式包括AR内容生成、虚实场景叠加与人机交互设计。其次,选择代表性案例“丝绸之路历史地理信息开放平台”“数字圆明园”以及“伦敦街景博物馆(Street Museum)”,主要针对其项目背景、内容与特点分别进行详细分析;同时,针对每个模式当前在实践中的应用提出其各自的进路展望,其中GIS地图模式应当进一步提升海量数据存储处理能力、建立用户利用反馈机制,同时可尝试开展3D/4D空间信息服务;空间沉浸模式应该朝着空间叙事化、场景逼真化、交互智能化与媒介透明化的方向发展;场景叠加模式应更加深入挖掘档案内容、创新应用场景,同时拓宽交互维度。最后,本文对文化遗产地档案资源可视化呈现的三种模式应该如何在实践当中落脚和推进作进一步分析,主要从“建设需求”“建设主体”与“建设环节”三个层面进行阐述,旨在实现理论与实践相结合,为文化遗产地档案资源的可视化开发提供思路借鉴,进一步促进文化遗产地数字化保护、展示与文化传播,充分发挥文化遗产地档案资源的价值。

关键词： 虚拟现实   脊髓损伤   康复训练   Meta分析  

摘要： 背景:脊髓损伤（Spinal cord injury,SCI）是一种常见的神经系统疾病,会对患者造成多种功能障碍,给患者及社会带来巨大负担。目前对脊髓损伤患者的治疗缺乏特异性药物治疗,主要利用康复训练改善患者功能及日常生活能力。但目前的传统康复治疗方式及效果有限。因此,研究者们在积极探索新的康复治疗方式。虚拟现实技术（Virtual reality,VR）作为近年来迅速发展的技术,具有沉浸性、交互性及构想性等特征,能够给患者带来更丰富的训练场景及训练方式,在多种神经性疾病的康复训练中具有显著优势。但其对脊髓损伤患者的康复疗效还存在争议。因此需要meta分析汇总目前的相关研究,探索虚拟现实技术对脊髓损伤患者的康复效果,为虚拟现实应用于脊髓损伤提供一定证据。目的:通过meta分析探究VR对SCI患者不同功能的康复效果及安全性,为未来VR用于SCI患者的康复治疗提供循证学依据。方法:系统检索Pubmed,Embase、Web of Science、Cochrane Library、维普数据库、万方数据库和中国知网等数据库从建库开始到2022年12月31号发表的文章。纳入标准为:（1）纳入人群:脊髓损伤成年人（年龄≥18岁）;（2）干预措施:任何形式的虚拟现实干预措施;（3）结局指标:任何与脊髓损伤患者有关的功能结局指标。（4）研究类型为随机对照研究、病例对照研究或自身前后对照研究等。排除标准为:（1）非中、英文文献;（2）无法获取全文;（3）无法获取数据;（4）重复的文献以数据最完整或发表年限最新为标准纳入。主要结局指标为:运功功能、平衡功能。次要结局指标为:疼痛、日常生活能力、脱落率及不良事件的发生。由两名研究者独立筛选文献,提取数据,采用8项质量评估量表评估文献质量,采用Review Manager 5.4分析数据。利用I2对异质性进行定量分析,若I2<50%,用固定效应模型进行分析;若I2≥50%,用随机效应模型进行分析。当结局指标为二分类变量资料时,合并效应量采用比值比（Odds ratio,OR）、95%可信区间（Credible intervals,CI）,当分析的结局指标为连续型变量资料时,采用加权均数差（Mean difference,MD）或标准化均数差（Standardized mean difference,SMD）及95%CI表示。亚组分析及敏感性分析探索异质性来源及结果的稳定性。采用漏斗图评价各研究间的发表偏移。结果:通过检索及回顾文献共确定2591篇文献,对文献进行筛选后共纳入10篇文章,其中自身前后对照试验5项,随机对照试验5项。共计178例SCI病人。主要结局指标:SCI患者在VR训练前后,患者的脊髓损伤步行指数（MD=-1.29[-2.51,-0.07],P=0.04）、稳定性极限测试（MD=-1.75[-2.52,-0.99],P<0.01）、Berg平衡量表（MD=-4.22[-6.66,-1.78],P<0.01）评分有显著改善。肢体运动功能评分（MD=-1.06[-2.28,0.16],P=0.09）、箱块试验（MD=-5.19[-13.20,2.82],P=0.20）、10米步行能力测试（MD=-0.11[-0.35,0.12],P=0.35）、“起立-行走”计时测试（MD=1.98[-0.72,4.69],P=0.15）评分改善不明显;VR训练与传统康复训练相比较,对SCI患者箱块试验（MD=2.90[-5.80,11.60],P=0.51）的评分改善不明显。次要结局指标:SCI患者在VR训练前后,患者的数字疼痛量表（MD=2.38[1.34,3.41],P<0.01）的评分有显著改善。脊髓独立性评定（MD=-3.16[-6.97,0.65],P=0.10）量表评分没有显著改善;VR训练与传统康复训练相比较,对SCI患者脊髓独立性量表（MD=1.1[-0.17,2.37],P=0.09）评分没有显著改善。病例脱落率为2.73%,其中VR训练组的脱落率为2.47%。没有不良事件发生。分别对将肢体运动功能评分、脊髓独立性评定、脊髓损伤步行指数进行亚组分析,结果表明当患者受伤时间≤3个月（MD=-6.98[-8.09,-5.87],P=0.01）或单次干预时间≥45分钟时（MD=-5.33[-9.14,-1.52],P=0.006）,VR训练前后SCI患者脊髓独立性评定有显著改善。敏感性分析结果提示肢体运动功能评分、脊髓损伤步行指数的结果比较稳定,Berg平衡量表、脊髓独立性评定量表的结果不稳定。对结局指标进行发表偏移检测提示:箱块试验、10米步行能力测试、脊髓损伤步行指数、稳定性极限测试、“起立-行走”计时测试、Berg平衡量表、脊髓损伤独立性测试（随机对照试验）、数字疼痛量表评分等漏斗图基

关键词： 虚拟仿真船厂   分段运输   可视化   虚拟现实技术  

摘要： 在“工业4.0”提出以后,各国纷纷提出国家层面的科技强国战略,加紧推动制造业的数字化转型。目前,我国制造业基础薄弱、资源利用率低、劳动力成本高,这些都迫使制造业转型升级。就船舶行业来说,船舶智能制造是先进造船技术与数字技术、智能技术及新一代信息技术的融合,近年来,可视化技术和虚拟现实技术已经成为区域造船、数字化造船深度发展的方向,推动着船舶工业由大变强。本文针对船舶分段运输关键信息共享程度低、直观性差、分段位置不明确等问题通过开发分段运输可视化管理平台,实现从物理船厂到虚拟仿真船厂的数字化、动态化转变。从构建船厂仿真模型,1:1呈现船厂真实布局场景,到抽取分段建造多业务系统数据和采集现场实时数据,从而提供全维度数据支撑,最后设计可视化系统人机交互界面并开发场景管理功能模块、模型管理功能模块、调度管理功能模块、报表管理功能模块。可视化系统通过分段运输业务的深度融合助力信息流、实物流协同共享,提高分段驳运效率和场地管理水平、降低运输成本、减少资源消耗。针对分段运输可视化系统,本文的主要研究内容如下:(1)研究了分段运输调度现状、运输设备管理现状、分段堆场管理现状,明确了分段运输可视化的必要性。分析了系统功能需求、性能需求以及数据来源需求,确定了系统开发环境与建设流程。(2)选取可视化系统的开发工具,研究虚拟仿真船厂场景优化技术、模型驱动技术以及可视化技术,设计场景仿真功能,应用基于有限状态机的动态模型驱动方法,提出三种可视化不同表现方式,构建可视化系统主体框架。(3)基于三维建模软件和虚拟仿真软件对船厂进行虚拟化搭建,构建的船厂模型包括分段、运输设备、船舶主要建造场地、办公建筑等模型。通过绘制区域网格、预制体实例化、绑定按钮事件、设计图形图表等技术手段,构建船厂分段运输可视化系统,实现虚拟仿真船厂中场景映射、人机界面交互以及数据可视化。(4)设计可视化系统功能结构,建立可视化系统数据库逻辑模型和数据库物理模型,梳理分段运输过程中的数据流向,实现虚拟仿真船厂模型与数据的匹配,完成了可视化系统功能模块的设计开发。通过实例,验证了系统的实用性和有效性。

关键词： 虚拟现实   模拟滑雪   KinectV2   Unity3D   人机交互  

摘要： 随着近年来虚拟现实技术的快速发展,虚拟现实技术被广泛的用在了医疗领域、体育领域、游戏领域。然而我国在体育领域中的越野滑雪方面存在巨大短板,主要原因是我国越野滑雪起步晚,并且运动员训练方面由于环境封闭,训练内容枯燥乏味,所以积极性很难提高。本文基于滑雪训练及娱乐所存在的问题展开,结合当前模拟滑雪系统场景的设计需求,提出了一种新型模拟滑雪系统场景的设计与实现方法。本文首先从整体入手结合虚拟现实技术,完成了虚拟现实系统的组成和滑雪模拟系统功能需求分析,并且通过对比Kinect V1设备和Kinect V2设备,根据开发需求采用Kinect V2设备采集人体的彩色图像、深度图像、骨骼图像。然后介绍了Unity3D的操作界面,选择将C#作为开发脚本语言,完成了虚拟场景中滑雪人物模型的导入,地形的绘制,着重介绍了纹理贴图,并且完成了天空盒、光照、树木模型、运动相机的控制。之后通过Kinect SDK中的Kinect Studio完成滑雪基本姿势视频录制,通过Visual Gesture Builder完成姿势的样本标定。通过设置姿势阈值来改变虚拟人物运动的不同方向以及加速、减速过程。研究了Unity3D和Kinect V2传感器之间的数据连接,开发UI初始界面,并且实现了人机交互,开发的虚拟滑雪场景可以用于一般的滑雪训练和娱乐。最后将虚拟人物位置信息、速度信息通过UDP协议导入到Simulink仿真系统中,并且研究了碰撞检测中碰撞盒系统,对虚拟滑雪系统进行了整体性实验,发现系统占用内存较小,画面清晰流畅,并且各体验者沉浸感较好,对于初学者使用该虚拟滑雪场景系统之后滑雪技能均可以达到提高,认为该系统具有一定的实用性。