关键词： 虚拟现实技术   人机交互   室内家居设计  

摘要： 虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR)作为一项进入21世纪以来才逐步发展并完善起来的新型实用技术,对现实场景进行全面仿真,在家居设计中有着广阔的应用前景。家居设计搭载虚拟现实技术可以精准且有效地掌握客户实际需求,缩短设计方案周期,在成本最小化的前提下实现设计质量最优化目标,并能够方便用户更加有效与直观地对设计方案进行评估,并以其身临其境的环境沉浸感被大众所喜爱。本文主要以虚拟现实技术在家居产品数字虚拟化设计为主要研究方向,对二者关系及其相结合的必然性进行分析,探讨了二者相结合的设计方案,同时通过对实践创作作品“室内家居产品数字虚拟化设计”的详细制作过程阐述,以理论分析和实践案例相结合的方式,对虚拟现实技术背景下室内家居产品数字虚拟化设计进行研究。论文总体由六部分组成,首先是从课题研究背景出发,分析国内外相关研究现状,结合文献研究法、模拟实验方法、数据调查法等研究方法进一步明确具体的研究内容,分析其研究意义;其次从家居产品结合虚拟现实理论的角度分析家居产品中应用数字虚拟化方案的优势,然后通过调研分析,构思出设计方向及应用的技术路线,并进行设计总体流程的宏观阐述;之后详细介绍家居产品数字虚拟化设计的具体制作及实现方式方法,从人机工程、视觉传达和信息交互三个方面入手,构架出虚拟环境下家居设计的场景体验系统,以实际创作过程中的经验来分析虚拟现实技术与室内家居产品设计相结合的可行性及对虚拟现实场景这一新的产品展示形式的探索;最后对于家居产品的虚拟现实技术应用在空间中的视觉和交互等方面进行总结,并得出相关设计思考。

关键词： 虚拟现实技术   青少年礼仪教育   VR教育应用   虚拟场景优化  

摘要： 虚拟现实技术的突破和线上教育的普及,催生了越来越多虚拟现实教育产品,不仅打破了传统教育的时空局限性,使得虚拟现实技术在文化和教育领域大放光彩。然而,当前的虚拟现实应用侧重于培训教学和交互展示,更注重科学知识的学习和文化科普,导致文化和教育相分割。由于近代历史的巨变和网络社会的飞速发展,我国青少年礼仪文化教育出现长期缺失的情况,传统的礼仪文化教育模式也受到了青少年的冷眼,很多优秀的礼仪文化内核逐渐消失在大众视野。针对以上问题,文章以虚拟现实技术在青少年礼仪教育中的研究与应用为主要方向,首先通过文献研究,分析了当前青少年礼仪教育存在的问题,并根据相关概念和理论剖析,探索虚拟现实技术应用在青少年礼仪教育的可能性。之后以成人礼为例,对虚拟场景的构建进行需求分析分析、内容策划和功能设计,为后续的应用实践提供依据。接着改进QEM网格简化算法,实现复杂场景的优化,降低系统消耗。最后对实践作品“VR成人礼教育应用”的详细制作进行解析,将理论基础与实践应用相结合。文章提出了基于成人仪式的礼仪教育虚拟场景的开发方案,为其它VR教育内容开发者提供了一定的参考。为了降低系统消耗,提出了结合边分割的改进QEM网格简化算法,通过简化复杂三维网格模型实现虚拟场景优化。最后开发出基于虚幻引擎的“VR成人礼教育应用”来验证VR技术应用在青少年礼仪教育的可行性。基于虚拟现实技术的青少年礼仪教育研究能够弥补传统礼仪教育教学的不足,充分发挥VR技术在文化教育上的优势,为青少年礼仪教育模式提供新的借鉴。

关键词： 虚拟现实技术   高中地理   教学资源  

摘要： 在现代信息化高速发展的背景下,虚拟现实技术的教学理论在教育领域内应用的研究正不断加深,相关的实验和调查不断增加,教育信息化程度也在不断提升。通过将虚拟现实技术和高中地理教学资源融合应用,高中地理教学的效果大幅提升。这是由于高中地理知识本身所具有的时空远,风险高,考察难度大等特性,使得学生无法做到对地理区域及景观身临其境般的认知,而且在地理教学过程中,课本知识的抽象性及平面图片难以将地理知识的全貌和特点真实完整的展现出来,除此之外,目前我国对于VR技术和高中地理教学的应用研究,也尚处于初级阶段,因此在教学过程中的平面媒体无法使学生感受到触手可及的学习体验。然而,虚拟现实技术却可以通过仿真技术对地理知识进行模拟,创造出和地理情境相似的虚拟空间,使学生可以身临其境,沉浸在虚拟地理环境中。随着VR技术的兴起,各国对虚拟现实技术的相关研究越来越深入,相关应用也越来越广泛。如何将传统教育和虚拟现实技术结合,并针对学科特点设计教学资源,使传统教育在虚拟现实技术的助推下转变,是我国研究虚拟现实技术应用的重点课题。为了将VR教学资源和地理学科结合,有效提高学习效率和促进学生的全面发展,笔者在研究中提出了基于高中地理教学知识来使用虚拟现实技术对地理环境、地理时空等进行模拟,创造出学生可以身临其境领略自然世界、一睹地理美景的虚拟地理环境,以此激发学生对于自然世界的热爱并产生学习地理知识的兴趣,使学生学习地理知识的能力有效提高,具备丰富的地理知识及专业的地理素养。随后,笔者选择人教版高中地理必修一第三章第一节《水循环》作为虚拟现实地理教学的实践案例,采用SPSS软件对实验班和对照班进行统计和分析,从而使本文在研究之后得出科学的结论。本文第一章绪论章节分别介绍了研究背景、研究意义、国内外研究现状,以及文献研究法、观察法等研究方法。第二章概念界定与理论章节分别对虚拟现实和教学资源的概念及建构主义理论、戴尔经验之塔理论等理论进行了介绍。第三章对VR教学资源在高中地理教学的现状进行了分析并介绍了设计的相关部分。第四章详细介绍了该教学资源的使用工具及相关模块的开发。第五章详细介绍了该教学资源的应用,并使用SPSS对实验班和对照班进行了数据分析。最后一章,介绍了对VR教学资源进行实际应用的结论、目前无法实现的不足以及对未来的美好展望。

摘要： Since 2007, researchers in SFU's Pain Studies Lab have been experimenting with utilizing immersive Virtual Environment (VE)s to motivate Chronic Pain (CP) patients to keep physically active, in part by doing physical exercises since maintaining physical activity is a well-known problem these patients face. For example, for arthritis patients, specific forms of Range of Motion (RoM) exercises are important to maintain joint health, but many patients have difficulty adhering to such exercises. While prior studies using the lab's most recent VE, LumaPath, show promise, many patients reported "feeling lost" in the VE without real-time help. Because this VE was developed to be used regularly, patients must be able to use it without real-time help. Therefore, the aim of this study was to investigate some of the factors of how patients learn to navigate in a VE such as LumaPath. Despite positive patient outcomes in terms of lower pain rating, greater range of motion, and some aerobic benefit, a problem that continually plagues the use of this virtual environment is that patients have a difficult time learning how to navigate - that is, figuring out where to go and what to do. Initially, an in-game tutorial was designed, but patients found it too confusing, largely because it was in a grey, featureless space; that is, it was without context, and the addition of a social agent did not help either. Therefore, my research seeks to address this problem by introducing interface augmentation to LumaPath to compare the advantages and disadvantages of visual versus sonic approaches. Ideally, the longer-term aim is to develop design guidelines that address some of the issues of navigation in VEs for the specific demographic of chronic pain patients.

关键词： 人形机器人   外观设计   感性工学   虚拟现实技术  

摘要： 随着人形机器人的应用范围与场景越来越广泛,用户与人形机器人关系愈加紧密,在工作生活中,用户不仅要求人形机器人具有完备的使用功能及交互性能,更关注人形机器人产品能否给用户带来良好的情感体验、满足日常需求,从当前人形机器人产品设计研究调研表明,机器人产品设计主要侧重功能属性,忽视用户情感需求。 情感设计已经成为了产品设计研究的前沿问题及未来企业产品情感化设计的发展趋势,本文对人形机器人外观设计开展研究,将情感设计应用于外观设计优化中,探讨用户对人形机器人外观的情感认知,获取满足用户情感需求的人形机器人外观。本文的主要研究内容及结论如下: (1)根据研究内容,查阅相关资料选择并筛选与本研究相关的7款人形机器人外观图片及3组外观评价情感意象词对;基于HIEs解构法对人形机器人外观进行解构,得到非功能部件与功能部件下的人形机器人外观多维设计要素。 (2)开展2D图片和虚拟现实呈现方式下的用户情感认知调查实验,结果分析发现两种呈现方式下被试对简单的-复杂的、冷漠的-亲切的两组情感意象词对评价有差异;虚拟现实呈现方式下以三维视角使用户处于沉浸式场景中,提供更加真实的人形机器人形态,被试可以全面观察到人形机器人整体到局部的细节特征,对于用户的情感需求及体验而言,选择虚拟现实呈现方式开展后续研究,并基于实验内容与数据分析,得到虚拟现实呈现方式下人形机器人外观的12个关键设计要素。 (3)基于正交试验设计,得到64个人形机器人外观正交方案,开展用户情感意象评价实验,获取问卷数据。将关键设计要素进行编码转译处理,与情感意象词对评价平均值作为模型的输入、输出数据集,实现设计要素与情感意象、设计要素与情感偏好两个RBF神经网络关系模型的构建。 (4)根据人形机器人外观情感设计优化研究目标,分别建立多目标情感意象优化和单目标情感偏好优化数学模型,将数学模型结合RBF神经网络关系模型运行,得到最优解集与其对应的4款优化设计方案。开展优化方案情感意象评价实验,数据验证了4款设计方案的优化效果,优化设计方案符合本研究的用户情感需求。 本文以人形机器人外观为研究对象,基于感性工学相关理论,结合虚拟现实技术,运用于产品外观情感设计中,对人形机器人外观情感设计进行研究并优化,使人形机器人外观设计更好的满足用户的感性需求,在相关研究领域中具有创新意义,并为设计师进行人形机器人产品外观设计提供相关的指导意见。

关键词： 虚拟现实   家居空间设计   运用  

摘要： 随着经济飞速发展，人们对居住环境要求标准逐渐上升，传统家居设计已经难以满足目前人们对居住环境的需求。在信息化背景下，虚拟现实技术被广泛应用于多个领域，近年来，家居空间设计也逐渐引进虚拟现实技术，并得到了广泛的应用。本文简要概述虚拟现实技术及其优势和作用，分析虚拟现实技术在家居设计中的具体应用，探讨虚拟现实技术应用局限性，并提出有效措施。

摘要： 虚拟现实技术它是指利用计算机或者其新的传感器创造出的一种人机交互手段，其中虚拟技术结合了计算机技术，图像学技术以及仿真学技术，在多维空间上创造出虚拟现实的图像化。同时运用图像化的方式创造出一种沉浸式的虚拟信息环境，并且与环境进行相应的交互。在国内的土木工程管理以及城市更新中均会用到虚拟现实技术，让城市更新具有科学性，精确性，并且更好的指导旧城居住更新中的改造与设计。

关键词： 衰弱   老年人   虚拟现实技术  

摘要： 衰弱是老年人常见的临床综合征，可造成老年人出现严重的不良健康结局。但衰弱是一个可逆的过程，通过干预手段可使衰弱缓解或逆转。近年来，虚拟现实（VR）技术在衰弱领域的应用越来越广泛。本文主要综述我国老年人衰弱现状、老年人衰弱常用评估工具、国内外VR技术在老年人衰弱评估和干预中的应用，以期为今后虚拟现实技术在我国老年人衰弱中应用提供依据。

关键词： 虚拟现实   全景漫游   鱼眼图像拼接   最佳缝合线方法   碰撞检测  

摘要： 随着全景漫游的日益普及,全景图的拼接成为研究重点,图像拼接的效果直接影响全景漫游的真实感受。传统的图像拼接技术使用的普通相机受镜头视角范围的限制,需要拍摄多张有重叠区域的照片,拍摄难度大,图像拼接复杂,鱼眼相机因其焦距短、超广角被广泛应用。然而,鱼眼图像的畸变与全景图呈现的立体效果增加了图像拼接的难度。本文采集了五台山景点的鱼眼图像,研究了图像拼接技术,改进了最佳缝合线方法,优化了全景图拼接效果;改进了碰撞检测算法,提高了移动平台漫游系统中碰撞检测的效率和精度;研究了景点漫游系统的设计方法与实现。本文的主要研究内容与成果如下:(1)针对鱼眼图像出现的畸变,进行了图像校正,并利用球面投影与反映射平面展开图解决了从不同方位采集图像造成的拼接畸变问题。针对图像拼接过程中出现的图像拼接缝明显的问题,改进了最佳缝合线方法,改进后的拼接图像过渡平滑,拼接缝消除。(2)针对移动平台内存小,运行速度慢等问题,运用LOD技术,建立多层次细节模型,减少了系统渲染时间;提出了将OBB包围盒、LOD技术和粒子群优化方法相结合的碰撞检测算法,提高了移动平台碰撞检测的效率和精度。(3)设计并实现了五台山景点漫游系统,设计了两种模式与多种功能,保证了系统的实用性、趣味性与交互性,全方位展示五台山的历史文化,使用户有多重体验感。