关键词： 虚拟现实   儿童   教育游戏  

摘要： 教育游戏作为有具体应用目的的严肃游戏的一个分支,已经成为辅助儿童教育的重要手段,它以“寓教于乐,以乐促学”的设计理念丰富了教学途径、创新了授课方式、激发了学习兴趣,从而受到越来越多企业、学校、老师与家长的关注,并且广泛用于儿童的能力锻炼和知识探索中,具有极高的实际应用价值。但是目前儿童教育游戏普遍存在定位不明确、内容同质化、设计较粗糙等问题。因此,在智能化时代背景下,如何运用全新的数字技术手段开发适宜的教育游戏具有重要的现实意义。本文通过对虚拟现实技术与儿童教育游戏的发展现状和相关理论研究进行整理,概括了虚拟现实技术和儿童教育游戏的特征、虚拟现实技术在儿童教育游戏中的应用优势等信息。利用问卷调研、访谈调研、观察调研等方法,结合用户体验需求理论和马斯洛需求层次理论,分析了儿童用户对教育游戏的偏好和需求,总结了虚拟现实儿童教育游戏设计目标和方法,具体从功能层面、内容层面和情感层面进行设计表达,将人教版小学语文教材中的成语知识通过内容整合、情境营造、视觉设计、脚本策划、交互搭建等方法进行游戏开发。同时把握好儿童游戏适度原则,设置防沉迷机制,最终通过虚拟现实技术实现多感官调动的沉浸式教育游戏设计。通过调研反馈可以发现,虚拟现实技术的应用给儿童教育游戏领域的研究提供了新的视角,是实现儿童教育游戏创新发展的有效途径。通过对虚拟现实儿童教育游戏设计的方法论总结,为之后的儿童教育游戏设计提供有效的学习借鉴和创作指导。

关键词： 虚拟现实技术   虚拟实验   Unity3D   层次建模   交互性  

摘要： 随着虚拟现实技术的进一步发展,利用虚拟现实技术能够研制出仿真性非常强的虚拟教学实验系统,由于它良好的互动性、可操控性对于提升教学质量和管理水平有着非常关键的作用,给实验教学带来了全新的思维。传统的实践教学是依托校内实验室仪器设备进行,面临着许多突出的问题:实验设备数量不够与设施老旧,实验元器件经过多次拆装,元器件损坏数量随着增加,实验时不免出现问题,同时学生想要随时随地进行实验的条件也无法满足等。 针对以上存在的问题,本文设计开发了数字电子技术虚拟实验系统。利用Unity3D引擎开发了数字电子技术虚拟实验系统,以数字电子技术真实实验内容和实践要求为研究出发点,确定了数字电子技术虚拟实验系统的主要功能和总体开发框架,并针对经典的数字电子技术实验内容需求和实验特点进行了设计与实现。主要研究工作如下: (1)使用3DMaxs构建数字电路实验箱和电路导线的精细3D模型,其中数字电路实验箱的建模包括数字电路实验箱外壳以及数字电路实验箱内部的电源开关、逻辑电平开关、逻辑电平显示、指示灯、逻辑功能芯片、信号源、元器件库等。利用3DMaxs对这些模型进行渲染、贴图和建模优化等处理,同时采用基于层次建模方法,实现建模工作轻量化。 (2)将构建完成的模型导入到Unity3D中,利用碰撞检测、摄像机视觉等前沿的技术手段构建虚拟现实场景,包括系统主界面场景、实验选择场景以及实验操作场景。通过使用Unity3D中即时可视化组件与人机交互组件来进行UI(用户界面)设计,具体包括用户登录界面以及实验选择界面。结合脚本控制组件实现了场景转换与场景漫游等功能。利用射线拾取方法和光线映射法,以及在虚拟环境中的物体运动变换矩阵,实现了对虚拟现实场景中三维物体的运动监控,以及三维物体间的互动设计,并由此建立了包括UI和三维物体的数字电子技术虚拟实验场景。 (3)虚拟实验场景搭建完成后,利用Unity3D完成数字电子技术实验教学所涉及的门电路功能测试、中规模组合逻辑电路功能测试及应用、触发器功能测试与应用、计数器功能测试与应用等具体虚拟实验的实现,并详尽阐述了各模块的主要功能以及各功能模块的具体实现以及实验结果测试。 (4)虚拟实验开发完成后,将虚拟实验系统与二维学生管理系统结合,进行了对比实验,实验结果表明学生的实验完成率提升10%同时实验结果的正确率提高5%。 本研究将虚拟现实技术运用到数字电子技术实验教学中,充实的专业教学内容与良好的交互性能调动了学生们自主学习的积极性,具有良好的实用价值。通过使用数字电子技术虚拟实验系统,学生不受传统实验室中一般性问题的影响,使学生能够在任何时间、任意地点完成实践操作,同时本文研究内容与方法也为可视化教育与训练提供了参考价值。

关键词： 虚拟现实技术   新媒体艺术   模因论  

摘要： 日常生活中的美和虚拟空间中的美是有所区别的。从模因论的视角出发，首先，研究新媒体艺术中虚拟现实技术的表达，分析虚拟现实技术的特点和交互性。其次，研究新媒体艺术中虚拟现实作品的审美表现和交互式表现，从而打破传统艺术审美观念的局限，让技术和艺术在虚拟空间中实现充分融合，展现虚拟现实技术的艺术价值。最后，分析新媒体艺术中虚拟现实技术的未来发展，帮助设计人员在新媒体艺术的创作过程中准确把握交互设计带来的沉浸式体验感，从而实现技术与艺术的融合，创作出更加符合大众审美的虚拟现实作品。

关键词： 虚拟现实   蒙古族   颅颌面部   缺损畸形   整形修复  

摘要： 目的:颅颌面部缺损畸形由多种因素导致,如先天性畸形、肿瘤切除术后、事故和其他创伤性事件造成的外伤等。颅颌面部缺损畸形往往损害患者面部的美观性,甚至造成不可逆性的功能障碍,影响生活质量,对患者身心健康和社会适应性造成不利的影响。颅颌面部的重建必须寻求恢复美学和功能兼顾,从而改善患者的生活质量。蒙古族族群颅颌面部解剖结构上具有其民族特征,外在表现出宽阔的面型、薄唇、相对较低平的鼻梁,宽阔的眼裂,双眼部内眦赘皮以及隆起的双侧颧骨等[1],是蒙古族族群的特征性面容。正因蒙古族人群在面部形态学上的特点,常规颅颌面部整复手术在蒙古族人群中的应用受到一定的限制。因此发展符合蒙古族颅颌面部解剖特征的整形修复手术,对蒙古族颅颌面部缺损畸形患者是必要的。随着CAS（Computer Aided Surgery,计算机辅助手术）技术的进步,VR（Virtual Reality,虚拟现实）技术在颅颌面部整形修复中也展现出其独特的优势,本研究通过VR技术,进行有效的手术模拟过程,从而在术前制定出较完善的手术方案,以更佳的手术路径、较小的创伤、更高的手术精细度和手术效率达到尽量完善的手术效果,用以指导蒙古族颅颌面部缺损畸形患者修复手术所涉及的各种过程。基于蒙古族的颅颌面部解剖特点,设计符合其民族特征的三维模型,为蒙古族患者在颅颌面部整形修复中的术前诊断、手术方案制定、术中指导、术后疗效评价等方面提供有效的方法和依据,协助制定契合蒙古族容貌特征的个性化修复方案。方法:1、收集病例:选取2017年1月至2021年10月期间,就诊于内蒙古医科大学附属医院,来自内蒙古地区的蒙古族颅颌面部缺损畸形患者（家族三代内均为蒙古族、在内蒙古自治区生活20年及以上）共24例（女9例、男15例,年龄不限）。颅颌面部缺损畸形主要病因系由外伤、肿瘤切除后等因素导致。2、蒙古族颅颌面部缺损畸形三维模型的建立:通过采集患者颅颌面部CT数据,经计算机导入至Materialise's Interactive Medical Image Control System 21.0（Mimics 21.0）软件中,建立其颅颌面部缺损畸形的三维模型。3、蒙古族颅颌面部缺损畸形手术仿真模拟:将蒙古族颅颌面部缺损畸形三维模型导入至ZBrush软件中,设计缺损修补模型,模拟缺损畸形修复手术过程。4、蒙古族颅颌面部缺损畸形模拟修复后容貌预测:利用三维激光扫描技术,建立蒙古族颅颌面部软组织三维模型,在配套软件中对颅颌面部软组织进行模拟修复,预测颅颌面部软组织修复后容貌。结果:通过Mimics软件,导入患者的CT数据,模拟生成蒙古族颅颌面部三维模型,再将生成的数字模型导入ZBrush软件中进行虚拟操作,从而对手术的过程进行预先演练、提前设计手术切口范围及进入路径、预先设计修补模型并精确模型尺寸大小,配合三维激光扫描技术,在其配套的处理软件中进行软组织的模拟修复,预测颅颌面部软组织修复后的容貌,预测术后容貌,对引导蒙古族成人颅颌面部缺损畸形整形修复手术具有相当的重要性。利用VR技术对蒙古族颅颌面部缺损畸形进行手术仿真操作,可以协助医生掌握蒙古族各种颅颌面部缺损畸形在形态学上的不同,了解其组织构成及解剖关系。通过对蒙古族颅颌面形状的测量和分析,通过反复的术前预演,模拟缺损畸形修复的手术过程。结合蒙古族颅颌面部解剖特征数据及患者合理的预期诉求调整修复方案,设计符合蒙古族颅颌面部缺损畸形的三维模型,制定个体化手术方案,为蒙古族颅颌面缺损畸形个体化修复和精准治疗提供依据。结论:利用VR技术,对蒙古族颅颌面部缺损畸形进行模拟修复,可以使外科医生精确地准备术前计划、进行虚拟切除、规划截骨并设计和创建植入物等。使用Mimics及ZBrush软件,建立蒙古族颅颌面部缺损畸形的三维模型,可以直观地显示和准确定位解剖结构,有助于增强对蒙古族颅颌面部缺损部位的了解,以及对修复手术的规划和评估。利用三维激光扫描技术,模拟蒙古族颅颌面部软组织修复后状态,预测修复后的容貌。从而减少手术过程中因解剖关系异常带来的不可预知的风险,更贴近手术预期效果,使术前设计多样化、手术安全化、操作精准化,使手术时间和副损伤显著减少,结果变得更加具有可预测性。根据蒙古族特颌面部解剖特点,结合患者对预期容貌的合理诉求,设计符合蒙古族民族特色的颅颌面部缺损修补模型,模拟契合蒙古族容貌特征的颅颌面部缺损畸形修复手术。患者方面可以更好的完成术前心理建设,提高术前沟通效率、围手术期安全性及健康依从性,并在可视化教学及远程医疗方面发挥作用,为青年医师提供更多学习方法。

关键词： 应急跳伞   虚拟现实   模拟训练   Unreal Engine 4  

摘要： 军事训练是各国军队建设中的重要环节,当前应急跳伞训练由于还原不了真实应急跳伞环境、受伤率高、组织训练费用高等因素导致训练效果难以达到制定的目标。因此虚拟现实技术的应用前景非常广阔,虚拟现实技术应用到应急跳伞训练中有着经济性、科学性、直观性等优势,可以还原应急跳伞环境、模拟应急跳伞操作、构建应急跳伞心理,所以利用虚拟现实技术,设计开发一套配置科学、视景逼真的应急跳伞体验系统具有重要意义。通过对当前应急跳伞训练局限性进行分析,并结合对同类虚拟现实跳伞产品的对比分析结果得出需求要素,设计了基于虚拟现实技术的应急跳伞体验系统。对应急跳伞中跳伞发生场景与地形选择、伞形选择、制定针对性的特情方案、降落伞操纵、构建心理体系、体感营造等环节进行了可视化与交互仿真。在虚拟现实技术层面,根据需求分析基于HTC Vive虚拟现实硬件设备与UE4引擎进行开发。着重实现了三维场景模型创建、集成与呈现方法,探讨了应急跳伞训练中VR交互方式、实现细节和动作流程设计方案。最后,针对训练后的讲评与分析设计了记录与回放功能模块。研究和实践表明,通过在应急跳伞训练过程中导入信息化的模拟训练系统,得出此设计可以打破对跳伞体验上空间和时间的局限性,也可以规避在真实环境中跳伞训练所带来的危险性,提高精确性和经济效益。能够在不受气候条件和场地空间限制的情况下,为参训者提供强化应急跳伞动作与流程,识别特殊情况,训练高风险科目,对加快国防和部队现代化建设、提升部队战斗力具有重要意义。

关键词： 虚拟现实技术   国际精品品牌产品   信任   品牌态度   购买意愿  

摘要： 互联网技术的快速发展以及全球新冠肺炎疫情的蔓延，为电商平台在全球范围内快速崛起提供了契机，各类品牌也越来越注重线上渠道的铺设，特别是品牌效应尤为突出的国际精品品牌，更是加快了营销数字化的进程。在这样的背景下，国际精品品牌数字化营销逐渐成为业界与学界关注的焦点。虚拟现实技术作为一种新兴实用技术，利用计算机程序仿真模拟虚拟环境，给予用户如身处现实环境一般的沉浸感。随着该技术的逐渐发展与成熟，其应用也越来越广泛，并逐渐形成了一个全新的科学技术领域。目前，已有国际精品品牌利用虚拟现实技术作为数字化营销的技术支撑手段，进行小范围尝试。但总体上，虚拟现实技术在该领域的应用仍处于探索阶段。因此，本文聚焦虚拟现实场景，研究信任与品牌态度的影响因素，以及其对消费者线上国际精品品牌产品购买意愿的影响。　　本文首先对有关国际精品品牌产品、虚拟现实技术的相关研究文献以及信任理论、品牌态度等理论进行了整理和总结。在此基础上，结合虚拟现实场景特点，构建了虚拟现实场景下，消费者线上国际精品品牌产品购买意愿模型。然后采用实证研究的方法，以曾经有过线上国际精品品牌产品购买经历，或计划在未来进行线上购买的消费者作为调查对象开展问卷调查.在回收问卷并对数据进行整理后，本文使用SPSS26.0和AMOS24.0软件对数据进行信度、效度分析，再对所构建的结构方程模型进行拟合度分析与路径分析，从而对所提出的假设进行验证。结果表明，虚拟现实场景下，消费者感知生动性、交互性显著正向影响信任，感知创新性显著正向影响品牌态度，感知易用性障碍显著负向影响线上购买意愿，同时，信任、品牌态度也对线上购买意愿具有显著正向影响，且信任在品牌态度、线上购买意愿之间起到了部分中介作用。　　最后，根据研究结论，本文对国际精品品牌数字化营销及电商平台建设提出了相应的建议。第一、积极打造虚拟现实场景。第二、减少新技术应用的易用性障碍。第三、提高品牌或平台声誉。第四、注重国际精品品牌创新建设.

关键词： 结肠镜   肠道准备   虚拟现实技术  

摘要： 目的:探讨在结肠镜检查前使用虚拟现实(virtual reality,VR)视频教育患者能否改善肠道准备质量,并提高患者对结肠镜检查的满意度。方法:2018年10月1日至2020年11月1日符合条件的患者被随机分配至对照组或试验组,所有患者均进行清醒结肠镜检查。对照组按照传统方式(口头宣教+纸质资料)进行肠道准备的教育,试验组在传统方式的基础上增加VR视频教育。研究的主要终点是通过Boston肠道准备量表(BBPS)评估肠道准备质量。次要终点包括息肉检出率、腺瘤检出率、术前睡眠质量、患者依从性、总体满意度以及再次进行结肠镜检查的意愿。结果:共有346名门诊患者参加了该试验,每组有173名患者(对照组平均年龄为50.5± 12.5岁,试验组平均年龄年龄为52.6±11.4岁)。两组的基线特征(人口学信息、既往病史、生活方式和排便特点等)无明显差异。VR视频组的BBPS评分显著高于对照组(7.61 ± 1.65 vs 7.04± 1.70,P=0.002);息肉检出率(41.9%vs 26.7%,P=0.003)和腺瘤检出率(32.6%vs 22.1%,P=0.03)在VR视频组也更高。接受VR教育的患者有更好的依从性(68.8%vs 50.3%,P<0.001)和更高的满意度(8.68±1.70vs8.16±2.15,P=0.01)。结论:VR视频教育能够改善结肠镜受检者的肠道准备质量,提高患者的依从性和满意度。

关键词： 虚拟现实技术   环境艺术设计   应用探究  

摘要： 为了了解虚拟现实技术在环境艺术设计中的应用，分析了虚拟现实技术的优势，发现了传统环境艺术设计面临的问题：烦琐的手工绘制、计算机粗效果绘制、环境艺术设计主题的冲突。情感、互动和想象是虚拟现实技术的特征。虚拟现实技术在环境艺术设计中的应用主要体现在展示效果、节约成本和避免问题的能力上。展望了虚拟现实技术的发展前景。虚拟现实技术在环境艺术设计领域的应用，可以使原有的平面设计作品实现三维翻转，更好地从三维角度展示作品的美和优势。

关键词： 虚拟现实技术   合肥   非遗旅游   资源开发  

摘要： 本文分析虚拟现实技术对合肥非物质遗产旅游发展的促进和创新作用，设计了合肥非物质遗产园虚拟旅游平台的主要模块及功能，并对VR全景实现技术进行了分析和论证。虚拟现实技术应用于合肥非物质文化遗产旅游资源开发，必将对合肥旅游行业的发展有重要的促进作用。

关键词： 虚拟现实技术   飞行模拟   应用  

摘要： 飞行仿真技术中,飞行视景仿真技术是非常重要的部分之一。整个飞行模拟器所得到的逼真度,会受到飞行视景仿真取得的视觉效果的直接影响,也会受到飞行视景仿真逼真程度的直接影响。本文研究立足于虚拟现实技术在飞行模拟中的应用分析,分析了飞行视景系统的构成、视景的生成与显示,重点阐述飞行视景仿真中虚拟现实技术的应用和关键技术。