虛擬現(xiàn)實技術(shù)-虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用課件

第十一章虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用

第十一章虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用1第一節(jié)：虛擬現(xiàn)實技術(shù)的定義

虛擬現(xiàn)實的定義

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展概述

虛擬現(xiàn)實建模語言

虛擬現(xiàn)實在Internet上應(yīng)用

第一節(jié)：虛擬現(xiàn)實技術(shù)的定義

虛擬現(xiàn)實的定義

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)2虛擬現(xiàn)實的定義虛擬現(xiàn)實(VirtualReality，簡稱VR;又譯作靈境、幻真)是近年來出現(xiàn)的高新技術(shù)，也稱靈境技術(shù)或人工環(huán)境。虛擬現(xiàn)實是利用電腦模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世界，提供使用者關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般，可以及時、沒有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用3

VR是一項綜合集成技術(shù)，涉及計算機圖形學(xué)、人機交互技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能等領(lǐng)域，它用計算機生成逼真的三維視、聽、嗅覺等感覺，使人作為參與者通過適當(dāng)裝置，自然地對虛擬世界進行體驗和交互作用。使用者進行位置移動時，電腦可以立即進行復(fù)雜的運算，將精確的3D世界影像傳回產(chǎn)生臨場感。該技術(shù)集成了計算機圖形(CG)技術(shù)、計算機仿真技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)的最新發(fā)展成果，是一種由計算機技術(shù)輔助生成的高技術(shù)模擬系統(tǒng)。

概括地說，虛擬現(xiàn)實是人們通過計算機對復(fù)雜數(shù)據(jù)進行可視化操作與交互的一種全新方式，與傳統(tǒng)的人機界面以及流行的視窗操作相比，虛擬現(xiàn)實在技術(shù)思想上有了質(zhì)的飛躍。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用4虛擬現(xiàn)實中的“現(xiàn)實”是泛指在物理意義上或功能意義上存在于世界上的任何事物或環(huán)境，它可以是實際上可實現(xiàn)的，也可以是實際上難以實現(xiàn)的或根本無法實現(xiàn)的。而“虛擬”是指用計算機生成的意思。因此，虛擬現(xiàn)實是指用計算機生成的一種特殊環(huán)境，人可以通過使用各種特殊裝置將自己“投射”到這個環(huán)境中，并操作、控制環(huán)境，實現(xiàn)特殊的目的，即人是這種環(huán)境的主宰。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用5虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展歷史最早可以追溯到18世紀(jì)。1990年在美國達拉斯召開的國際會議上明確了虛擬現(xiàn)實的主要技術(shù)構(gòu)成，即實時三維圖形生成技術(shù)、多傳感交互技術(shù)及高分辨率顯示技術(shù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)系統(tǒng)主要包括輸入輸出設(shè)備，如頭盔式顯示器、立體耳機、頭部跟蹤系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)手套；虛擬環(huán)境及其軟件，用以描述具體的虛擬環(huán)境等動態(tài)特性、結(jié)構(gòu)以及交互規(guī)則等；計算機系統(tǒng)以及圖形、聲音合成設(shè)備等外部設(shè)備三個主要部分。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用6虛擬現(xiàn)實具有以下三個基本特征:沉浸(Immersion)、交互(Interaction)和構(gòu)想(Imagination)，即通常所說的“3I”。

(1)沉浸是指用戶借助各類先進的傳感器進入虛擬環(huán)境之后，由于他所看到的、聽到的、感受到的一切內(nèi)容非常逼真，因此，他相信這一切都“真實”存在，而且相信自己正處于所感受到的環(huán)境中。

(2)交互是指用戶進入虛擬環(huán)境后，不僅可以通過各類先進的傳感器獲得逼真的感受，而且可以用自然的方式對虛擬環(huán)境中的物體進行操作。如搬動虛擬環(huán)境中的一個虛擬盒子，甚至還可以在搬動盒子時感受到盒子的重量。

(3)構(gòu)想是由虛擬環(huán)境的逼真性與實時交互性而使用戶產(chǎn)生更豐富的聯(lián)想，它是獲取沉浸感的一個必要條件。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用7虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展概述

1965年，Sutherland在篇名為<<終極的顯示>>的論文中首次提出了包括具有交互圖形顯示、力反饋設(shè)備以及聲音提示的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的基本思想，從此，人們正式開始了對虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的研究探索歷程。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展概述8

隨后的1966年，美國MIT的林肯實驗室正式開始了頭盔式顯示器的研制工作。在這第一個HMD的樣機完成不久，研制者又把能模擬力量和觸覺的力反饋裝置加入到這個系統(tǒng)中。1970年，出現(xiàn)了第一個功能較齊全的HMD系統(tǒng)。基于從60年代以來所取得的一系列成就，美國的JaronLanier在80年代初正式提出了“VirtualReality”一詞。

80年代，美國宇航局（NASA）及美國國防部組織了一系列有關(guān)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究，并取得了令人矚目的研究成果，從而引起了人們對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的廣泛關(guān)注。1984年，NASAAmes研究中心虛擬行星探測實驗室的M.McGreevy和J.Humphries博士組織開發(fā)了用于火星探測的虛擬環(huán)境視覺顯示器，將火星探測器發(fā)回的數(shù)據(jù)輸入計算機，為地面研究人員構(gòu)造了火星表面的三維虛擬環(huán)境。在隨后的虛擬交互環(huán)境工作站（VIEW）項目中，他們又開發(fā)了通用多傳感個人仿真器和遙現(xiàn)設(shè)備。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用9進入90年代，迅速發(fā)展的計算機硬件技術(shù)與不斷改進的計算機軟件系統(tǒng)相匹配，使得基于大型數(shù)據(jù)集合的聲音和圖像的實時動畫制作成為可能；人機交互系統(tǒng)的設(shè)計不斷創(chuàng)新，新穎、實用的輸入輸出設(shè)備不斷地進入市場。而這些都為虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。例如1993年的11月，宇航員利用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)成功地完成了從航天飛機的運輸艙內(nèi)取出新的望遠鏡面板的工作，而用虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)計波音777獲得成功，是近年來引起科技界矚目的又一件工作。可以看出，正是因為虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)極其廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，如娛樂、軍事、航天、設(shè)計、生產(chǎn)制造、信息管理、商貿(mào)、建筑、醫(yī)療保險、危險及惡劣環(huán)境下的遙操作、教育與培訓(xùn)、信息可視化以及遠程通訊等，人們對迅速發(fā)展中的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的廣闊應(yīng)用前景充滿了憧憬與興趣。

進入90年代，迅速發(fā)展的計算機硬件技術(shù)與不斷改進的計算機軟10虛擬現(xiàn)實建模語言虛擬現(xiàn)實建模語言11虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用12其主要改進有：

1.增強了靜態(tài)世界；

2.增加了交互性；

3.增加了動畫功能；

4.增加了編程功能；

5.增加了原形定義功能。

在VRML的世界里你可以用虛擬開關(guān)將燈光打開，當(dāng)您走近清徹透底

的泉水時水聲逐漸變響，當(dāng)你向遠處駛來的汽車招手時汽車停下來把你

載上...

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用13虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用14虛擬現(xiàn)實在Internet上應(yīng)用遠程教育：國內(nèi)外一些高等院校利用VRML2.0語言，成功開發(fā)了基于集成聲音、圖像及其他多媒體技術(shù)的三維空間的遠程教育中心，它制造了一個完全立體化的模型，虛擬出真實的校園環(huán)境，用戶進入教育中心如同進入真正的學(xué)校一樣，可以進行提問、考試等，進行實時教學(xué)和交流。

虛擬現(xiàn)實在Internet上應(yīng)用15商業(yè)應(yīng)用：對于那些期望與客戶建立直接聯(lián)系的公司，尤其是那些在他們的主頁上向客戶發(fā)送電子廣告的公司，VRML具有特別的吸引力。VRML有可能讓顧客購買商品的感覺最好。百事可樂公司在自己的網(wǎng)站上創(chuàng)建一個廣告畫面：火星探測器在火星表面走動且發(fā)現(xiàn)了一瓶百事可樂！整個文件只有12KB，因此能十分方便地配置在一個普通的Web站點上。美國Construct公司最近完成了一個VRML項目，目的是展示VRML作為一個故事片媒介的優(yōu)勢。片長11分鐘，逼真的高分辨率故事畫面占了不到1MB磁盤空間。相似長度和質(zhì)量的一個MPEG文件要比它大300倍。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用16娛樂：網(wǎng)絡(luò)娛樂領(lǐng)域是VRML的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域。它能提供良好的多人之間的交互功能，提供更加逼真的虛擬環(huán)境，從而使人們能夠享受其中的樂趣，帶來美好的娛樂感覺。VRML目前正朝著實時通信、大規(guī)模用戶交互的方向發(fā)展。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用17第二節(jié)：虛擬現(xiàn)實涉及的關(guān)鍵技術(shù)

VR發(fā)動機

輸入輸出工具

VR的軟件工程

第二節(jié)：虛擬現(xiàn)實涉及的關(guān)鍵技術(shù)

VR發(fā)動機

輸入輸出工具

V18

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用19

VR系統(tǒng)可以分為以下3類：

（1）封閉式虛擬現(xiàn)實，即與外部現(xiàn)實世界不產(chǎn)生直接交互。。

特點：*虛擬環(huán)境可以是任意虛構(gòu)的。實際上不存在的世界。

*目的是：娛樂、或驗證某一猜想假設(shè)。訓(xùn)練、模擬、預(yù)演、檢驗、體驗等。

*任何操作不對外界產(chǎn)生直接作用。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用20

（2）開放式虛擬現(xiàn)實，即通過各種傳感裝置與外界構(gòu)成反饋閉環(huán)。

特點：*“虛擬環(huán)境是某一現(xiàn)實世界的真實模型。

*目的是：通過利用虛擬環(huán)境對現(xiàn)實世界進行直接操作或遙操作，以達到克服現(xiàn)實環(huán)境的限制林遮擋、遙遠、危險、不便到達、不能到達等或使操作方便?？煽康哪康模纾禾峁┡鲎矆缶ɡ锰摂M環(huán)境計算相撞距離，減輕操作員的心理負擔(dān)，減少操作失誤。

*操作按用戶的需要對現(xiàn)實世界進行直接作用或得到各種反饋。。

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（3）把（1）與（2）結(jié)合，即兼?zhèn)洌?）和（2）的特點；這是一種較為實用的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。

用戶通過傳感裝置直接對虛擬環(huán)境進行操作，并得到實時三維顯示和其它反饋信息（如觸覺、力覺反饋等），當(dāng)系統(tǒng)與外部世界通過傳感裝置構(gòu)成反饋閉環(huán)時，在用戶由控制下，用戶與虛擬環(huán)境間的交互可以對外部世界產(chǎn)生作用（如遙操作等）。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用22

VR系統(tǒng)主要由以下6個模塊構(gòu)成

（1）檢測模塊：檢測用戶的操作命令。并通過傳感器模塊作用于虛擬環(huán)境。

（2）反饋模塊：接受來自傳感器模塊的信息，為用戶提供實時反饋。

（3）傳感器模塊：一方面接受來自用戶的操作命令，并將其作用于虛擬環(huán)境；另一方

面將操作后產(chǎn)生的結(jié)果以各種反饋的形式提供給用戶。

（4）控制模塊：對傳感器進行控制，使其對用戶、虛擬環(huán)境和現(xiàn)實世界產(chǎn)生作用。

（5）3D模型庫：現(xiàn)實世界各組成部分的三維表示，并由此構(gòu)成對應(yīng)的虛擬環(huán)境。

（6）建模模塊：獲取現(xiàn)實世界各組成部分的三維數(shù)據(jù)，并建立它們的三維模型。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用23輸入輸出工具

1、跟蹤三維物體運動的傳感器2、驅(qū)使使用者在虛擬環(huán)境中運動的技術(shù)3、響應(yīng)使用者手的姿態(tài)命令輸入的感覺手套4、產(chǎn)生具有深度信息及寬視區(qū)的三維立體成像裝置5、實時圖像生成6、三位立體聲音生成裝置輸入輸出工具24VR的軟件工程

1、虛擬物體的幾何模型2、運動模型3、3D虛擬聲音的模擬4、物理模型5、輸入輸出映射6、模型的分割7、虛擬現(xiàn)實模型管理技術(shù)8、虛擬環(huán)境數(shù)據(jù)庫的建立與管理VR的軟件工程

25第三節(jié)：信息傳送與虛擬現(xiàn)實

第一階段：單純數(shù)據(jù)、文字、字符信息傳送

第二階段：多媒體信息傳送

第三階段：虛擬現(xiàn)實信息傳送

第三節(jié)：信息傳送與虛擬現(xiàn)實

第一階段：單純數(shù)據(jù)、文字、字符信26隨著計算機科學(xué)和信息技術(shù)的不斷進步,人類社會發(fā)生了翻天覆地的變化。計算機信息系統(tǒng)用來收集、儲存、傳送、加工處理、計量和利用信息,而信息傳送可分為以下三個階段:

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用27第一階段——單純數(shù)據(jù)、文字、字符信息傳送

自從1946年第一臺計算機誕生,計算機信息傳送的第一階段就開始了,這一階段主要有三種信息,即數(shù)據(jù)信息、文字信息和字符信息。數(shù)據(jù)信息也稱為數(shù)值信息或數(shù)字信息,文字信息和字符信息又統(tǒng)稱為非數(shù)字信息,數(shù)字信息和非數(shù)字信息又可以統(tǒng)稱為符號信息。各種信息都以符號的形式不聲不響地在各種計算機系統(tǒng)中流動和相互傳送。人們利用計算機對這類信息進行收集、存取、加工處理和應(yīng)用,創(chuàng)造出許多現(xiàn)代化科技成果。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展和微型計算機的產(chǎn)生,信息技術(shù)的應(yīng)用得到極其廣泛的普及,較重要的信息技術(shù)應(yīng)用成果多達5000余種。人們將其概括為"3C"革命和"3A"革命。

第一階段——單純數(shù)據(jù)、文字、字符信息傳送

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"3C"革命是指通信(Communication)技術(shù)革命、計算機化(Computerization)革命(也

稱為計算機技術(shù)革命)和自動控制(Control)技術(shù)革命。"3C"革命將人類社會推向了劃時代的信息新社會,人們研制出大量現(xiàn)代化的通信技術(shù)產(chǎn)品、計算機化產(chǎn)品和現(xiàn)代自動控制技術(shù)產(chǎn)品。

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"3A"革命也稱為"三化"革命,是指工廠自動化(FA)、辦公自動化(OA)和家庭自動化(

HA),"3A革命"的深入發(fā)展,將整個人類社會全面推向自動化。工廠自動化(FA)是將計算機

技術(shù)和信息技術(shù)應(yīng)用于工廠的產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)品設(shè)計和管理,即從產(chǎn)品材料訂貨、設(shè)計、加

工制造、裝配檢驗、包裝入庫直到出庫銷售,全部實現(xiàn)自動化,同時工廠的全部管理活動

以及全工廠的物流和信息流的控制與管理也全部自動化。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用30辦公自動化(OA)是利用計算機和信息系統(tǒng)技術(shù),將所有數(shù)據(jù)、文字、資料進行大量、快速自動化處理,實現(xiàn)無紙辦公,就連常用的算盤和筆也可以不用了。人們利用鍵盤就可進行數(shù)據(jù)計算、分析各種資料的匯總、分類與統(tǒng)計、編制計劃并進行成本核算,編寫和打印各種文件,使文書處理、人事檔案、勞資管理等辦公管理工作全面自動化。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用31家庭自動化(HA)是利用計算機和信息技術(shù),自動化完成和管理全部家務(wù)勞動,包括安排主人工作、生活、休息程序與時間,洗衣、做飯、打掃衛(wèi)生、購物付款、防火防盜、遇險報警、照顧小孩和看護老人等,全部實現(xiàn)自動化。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用32第二階段：多媒體信息傳送

90年代是多媒體信息傳送時代,也是多媒體技術(shù)迅速發(fā)展和普及推廣的年代。多媒體信息載體不僅有數(shù)字、文字和字符信息,還有聲音、語音、音樂、立體聲、圖形、圖像、畫面、動畫和卡通等。多媒體信息傳遞技術(shù)使人和計算機交互更加簡便,使人和計算機的關(guān)系更加密切了,人們對信息的收集、加工處理、存取和利用更接近自然,更接近人的生活習(xí)慣,工作方式和生活規(guī)律。人們利用多媒體信息傳遞技術(shù),全面協(xié)調(diào)地實現(xiàn)了聲、圖、文一體化,創(chuàng)造出許多聲圖文并茂的人間奇跡。

第二階段：多媒體信息傳送33多媒體信息傳遞技術(shù)的應(yīng)用極為廣泛。例如,在商業(yè)應(yīng)用中有多媒體導(dǎo)購、多媒體購物和多媒體銷售。顧客可以利用觸摸屏、顯示屏等設(shè)備,不必到柜臺前,就可以直接查看商店的所有商品,查詢商品的各種信息及其使用方法和使用過程。隨著電子商務(wù)的發(fā)展,顧客可以利用計算機、電話和計算機網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)家庭購物,坐在家里即可以從入網(wǎng)的商店購買到自己所需的商品。隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展,各種聲、圖、文協(xié)調(diào)統(tǒng)一的多媒體信息產(chǎn)品大量涌向社會,如字典、辭書、百科全書、各種小說、地圖、音樂磁帶以及各種圖片、圖像、動畫、卡通與影視等。

多媒體信息傳遞技術(shù)的應(yīng)用極為廣泛。例如,在商業(yè)應(yīng)用中有多媒體34第三階段：虛擬現(xiàn)實信息傳送虛擬現(xiàn)實信息傳送是信息傳送的第三階段。人們利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)建了一個與真實世界極其相似的虛擬世界。這個虛幻世界真是"說其有時其真無,說其無時其真有",虛擬現(xiàn)實世界是"太虛幻境"嗎?不!因為我們利用計算機和信息技術(shù)確實感覺到它的存在,它正在以一種新穎奇妙的面貌為人類服務(wù)。這個時空相對真實的世界確實又是虛幻的,它是人們模仿真實世界創(chuàng)建的三維電子環(huán)境,創(chuàng)建這個虛幻世界的高新技術(shù),就是現(xiàn)在剛剛興起的虛擬現(xiàn)實(VR:VirtualReality)技術(shù),簡稱為VR技術(shù)。

第三階段：虛擬現(xiàn)實信息傳送35虛擬現(xiàn)實不同于可視化計算,可視化計算只能使用戶或參加者通過監(jiān)視器從外向內(nèi)觀

察數(shù)據(jù)空間,無法做到身臨其境,缺乏臨場感和觸摸感。而虛擬現(xiàn)實創(chuàng)建了一個相當(dāng)逼真的三維視聽、觸摸和感覺的虛擬空間環(huán)境,且這種三維環(huán)境可以隨需變換,交替更迭。用戶或參加者可以通過虛擬現(xiàn)實技術(shù),進入該環(huán)境,并通過計算機與該環(huán)境交換虛擬現(xiàn)實信息,從而親身感受三維逼真環(huán)境,在虛擬現(xiàn)實的三維環(huán)境內(nèi)進行各種活動和操作。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用36虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用從根本上改變了人類的思維方式。人們正在深入研究和

探討虛擬現(xiàn)實和真實現(xiàn)實之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)和挖掘真與虛兩種現(xiàn)實中的科研課題,創(chuàng)建各種逼真的虛擬現(xiàn)實演示系統(tǒng)、操作系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)。人們利用虛擬現(xiàn)實信息傳遞技術(shù),研制開發(fā)和推出了許多虛擬現(xiàn)實的實用系統(tǒng),如虛擬銀行、虛擬醫(yī)院、虛擬展覽會和虛擬工廠等等。在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中,用戶或參與者不僅僅是被動性地觀看,而是和虛擬的三維環(huán)境融合在一起,交互性地體驗和感受虛擬現(xiàn)實世界中廣泛的三維立體多媒體內(nèi)容。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用37近年來,虛擬現(xiàn)實造型語言(VRML)已成為信息技術(shù)業(yè)界的一種標(biāo)準(zhǔn)語言,人們利用VRML,可以在Internet上建造虛擬世界,也可以在Internet上更替和變換虛擬世界,人們利用VRML瀏覽器,可以在一個虛擬現(xiàn)實的場景中自由移動,與虛擬場景具有良好的交互性,還可以與其中的實體進行相互聯(lián)系。由于VRML支持多媒體技術(shù),支持復(fù)雜的腳本和人機交互,因此在虛擬現(xiàn)實世界開發(fā)研制中,要求有關(guān)設(shè)計人員和編程人員、導(dǎo)演、動畫師、造型設(shè)計和實施人員、系統(tǒng)分析設(shè)計人員和編程人員,必須進行廣泛的、前所未有的合作,充分發(fā)揮各類科技人員的聰明才智,不斷提高和發(fā)揮三維空間的設(shè)計、研制能力,創(chuàng)建出更多更好的三維新世界。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用38第四節(jié)：虛擬現(xiàn)實技術(shù)與電子政務(wù)

虛擬技術(shù)的應(yīng)用范圍

虛擬技術(shù)在電子政務(wù)中的作用及功能

第四節(jié)：虛擬現(xiàn)實技術(shù)與電子政務(wù)

虛擬技術(shù)的應(yīng)用范圍

虛擬技術(shù)39虛擬技術(shù)的應(yīng)用范圍

1.城市規(guī)劃在城市規(guī)劃中經(jīng)常會用到VR技術(shù)，用VR技術(shù)不僅能十分直觀的表現(xiàn)虛擬的城市環(huán)境，而且能很好的模擬各種天氣情況下的城市，而且可以一目了然的了解排水系統(tǒng)，供電系統(tǒng)，道路交通，溝渠湖泊等等。而且能模擬颶風(fēng)、火災(zāi)、水災(zāi)、地震等自然災(zāi)害的突發(fā)情況。對于政府在城市規(guī)劃的工作中起到了舉足輕重的作用。

虛擬技術(shù)的應(yīng)用范圍40

2.室內(nèi)設(shè)計在室內(nèi)設(shè)計應(yīng)用方面，用VR技術(shù)不僅能十分完美的表現(xiàn)室內(nèi)的環(huán)境，而且能在三維的室內(nèi)空間中自由行走。目前業(yè)內(nèi)常用VR技術(shù)做室內(nèi)360度全景展示和室內(nèi)漫游，受到一致好評，而且不僅能在室內(nèi)漫游，還能用VR技術(shù)做預(yù)裝修系統(tǒng)，可以實現(xiàn)即時動態(tài)的對墻壁的顏色進行更換或貼上不同材質(zhì)的墻紙，還可以更換地面的顏色或貼上不同的木地板、瓷磚等，更能移動家具的擺放位置、更換不同的裝飾物。這一切都在VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)下將被完美的表現(xiàn)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用41

3.文物保護

VR技術(shù)在文物保護方面也是應(yīng)用相當(dāng)廣泛的，埃及的金字塔就做過網(wǎng)上的體驗中心，運用了全景虛擬技術(shù)和三維虛擬技術(shù)，而且IBM目前正在運用VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)對北京故宮進行整個故宮的數(shù)字虛擬。屆時大家也許可以在網(wǎng)上直接看到數(shù)字三維化的故宮。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用42

4.交通無論是在空中、陸地還是海洋河流的交通規(guī)劃模擬方面，VR虛擬技術(shù)都有其得天獨厚的優(yōu)勢，不僅僅能用三維GIS技術(shù)將各種交通路線表現(xiàn)得十分到位，更能動態(tài)模擬各種自然災(zāi)害情況。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用435.房地產(chǎn)近幾年在房地產(chǎn)的表現(xiàn)和推廣應(yīng)用方面，VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)被得到越來越多的應(yīng)用，更有逐步取代效果圖和三維動畫之勢。用VR虛擬技術(shù)不僅可以十分完美的表現(xiàn)整個小區(qū)的環(huán)境，設(shè)施。還能表現(xiàn)不存在但即將建成的綠化帶，噴泉，休息區(qū)，運動場等等。不僅如此，用戶還能在整個小區(qū)中任意漫游、仔細欣賞小區(qū)的每一處風(fēng)景。大大刺激了瀏覽者的感受。

5.房地產(chǎn)44

6.游戲?qū)τ谟螒虻拈_發(fā)，目前VR技術(shù)比較適合開發(fā)：角色扮演類、動作類、冒險解迷類、競速賽車類的游戲，其先進的圖像引擎絲毫不亞于目前的主流游戲引擎的圖像表現(xiàn)效果，而且整合配套的動力學(xué)和AI系統(tǒng)更給游戲的開發(fā)提供了便利。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用45

7.軍事

VR技術(shù)就是誕生于軍事應(yīng)用，在軍事應(yīng)用方面很多，包括：模擬戰(zhàn)場，模擬操作，模擬駕駛，模擬裝配等等。都需要通過VR技術(shù)來實現(xiàn)。而且在相關(guān)軍事工作匯報中也會有VR技術(shù)的支持。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用46

8.家電家電產(chǎn)品的展示、展覽、發(fā)布上。運用VR技術(shù)不僅可以完美表現(xiàn)產(chǎn)品的外觀，更能將其功能表現(xiàn)的淋漓盡致。而且家電行業(yè)產(chǎn)品種類繁多、數(shù)量龐大。市場需求量十分大，無論是使用全景虛擬還是視頻虛擬還是三維虛擬技術(shù)都能在家電行業(yè)大有作為。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用47

9.地理

VR技術(shù)在地里應(yīng)用上，主要是運用三維GIS地理信息系統(tǒng)來表現(xiàn)直觀的三維地形地貌，對于地理工作者提供便利，對于相關(guān)工程建設(shè)提供可靠的參考數(shù)據(jù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用4810.教育

VR技術(shù)在教育領(lǐng)域，主要是發(fā)揮其互動性和生動的表現(xiàn)效果，用于立體幾何、物理化學(xué)等相關(guān)課件的模擬制作。而且在相關(guān)專業(yè)的培訓(xùn)機構(gòu)，VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠提供學(xué)員更多的輔助，比如虛擬駕駛、各種交通規(guī)則的模擬。特種器械模擬操作、模擬裝備等等。

10.教育49

11.工業(yè)

VR技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用上，主要運用于工業(yè)園模擬、機床模擬操作、設(shè)備管理、虛擬裝配、工控仿真。由于VR技術(shù)本身的特性所以從事以上的相關(guān)工作模擬十分方便、快捷而真實準(zhǔn)確。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用50

12.視頻

VR技術(shù)在工視頻應(yīng)用上，已經(jīng)相當(dāng)廣泛了，在各大電視臺中均有虛擬演播室，而且有的電視臺還運用了虛擬主持人。這種虛擬技術(shù)的運用無論是CCTV還是各個地方衛(wèi)視都有應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用51虛擬技術(shù)在電子政務(wù)中的作用及功能

如果虛擬現(xiàn)實技術(shù)將應(yīng)用于電子政務(wù)里面，那么，這將會極大地便利公眾和政府，為兩者都帶來巨大的效益。作為公民，經(jīng)常會與政府部門有業(yè)務(wù)方面的交流。可是，由于政府部門機構(gòu)龐大，程序復(fù)雜，人員又相對較少，辦事的效率往往低下。有的人去到一個政府部門排隊排了好久好久才發(fā)現(xiàn)自己所辦的業(yè)務(wù)應(yīng)先得到另一部門的簽字。這是業(yè)務(wù)流程的不明確所帶來的公眾的麻煩。如果有了虛擬現(xiàn)實技術(shù)。那么，公眾在去政府部門辦業(yè)務(wù)之前就可以先在政府的網(wǎng)頁上，以類似于3D游戲的方式，模擬一次辦理的業(yè)務(wù)的流程。這樣，就可以清晰地知道自己要做什么，去哪一個部門。當(dāng)然，政府也可以通過提供“一站式”的電子服務(wù)來提高辦事效率。如深圳市行政服務(wù)大廳就有一臺多媒體電腦，將一些業(yè)務(wù)的流程清晰地顯示，極大地便利了公眾，節(jié)省了時間，提高了效率。這種其實也是應(yīng)用虛擬現(xiàn)實的一個方面。虛擬技術(shù)在電子政務(wù)中的作用及功能

52通過模擬法庭，模擬旁聽等方式，公眾可以積極參與到政府的工作中來。親臨其境地監(jiān)督政府的工作，以加大政府部門工作的透明度。而對于政府來說，模擬法庭，模擬旁聽會可以提高公眾對政府工作的參與度。也可以利用這個機會，對廣大公眾進行法理法制的教育和宣傳，有利于其普法和爭取取得公眾對政府工作的支持。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用53政府也可將虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用于政府部門人員的招聘或培訓(xùn)。利用虛擬現(xiàn)實，模擬出一般政府部門的工作場景，用來考察應(yīng)聘人員，能較為迅速和真實地選聘到真正適合的人才，極大地提高人員的招聘效果。人員的培訓(xùn)同樣可以運用這種技術(shù)而獲得更好的效果。文件的整理，人際關(guān)系的處理，突發(fā)事件的處理等等，都可以通過讓培訓(xùn)人員參與到形式多樣的場景模擬中得到真實的體驗，有利于其真正地將理論運用于實踐。不僅可以獲得更優(yōu)秀的人才，更可以節(jié)約更多的成本。每年政府用于招聘和培訓(xùn)的費用都不菲，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以節(jié)約大量的成本，還可以提高資本的效率，一舉兩得。虛擬現(xiàn)實技術(shù)和電子政務(wù)結(jié)合所帶來的工作的影響方面如此之多，帶來的效果如此有效，我想，不必多說，光是猜想一下，就足以讓人興奮期待。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用54

VR的特性極大地擴展了人類感知，認識世界的能力，使人類可以不受時空的限制，去經(jīng)歷和體驗世界早己發(fā)生或尚未發(fā)生的事件，觀察和研究同一事件在各種假想條件下的發(fā)生和發(fā)展過程；可以深入到人類生理活動難以達到的宏觀或微觀世界去進行研究和探索，從而更好地協(xié)助人類從事需要復(fù)雜操作的活動；通過虛擬環(huán)境所保證的真實性，用戶可以根據(jù)其性質(zhì)使得它在我國國民經(jīng)濟建設(shè)，國防安全和文化教育領(lǐng)域有著重大的應(yīng)用前景。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用55對于電子政務(wù)來說，VR技術(shù)的引入將進一步完善虛擬政府的功能。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，技術(shù)進步以及伴隨而來的社會現(xiàn)代化，人類所從事的工程建設(shè)難度己大超過歷史上的任何工程，因此現(xiàn)代社會的每一項規(guī)劃和決策都需要在各種方案中精心選擇，因為微小的偏差都有可能導(dǎo)致巨額的浪費和損失。把VR技術(shù)引入電子政務(wù)中，可以進行一項市政工程的決策前，先用VR技術(shù)進行預(yù)演。結(jié)合數(shù)值計算技術(shù)，VR技術(shù)所提供的仿真環(huán)境可以準(zhǔn)確，真實地模擬在各種情況下的發(fā)生發(fā)展過程，以便于工作充分進行比較，從而為政府各級領(lǐng)導(dǎo)制定合理正確的方案提供決策依據(jù)。同時，VR技術(shù)的應(yīng)用更可以使得行動不便的人能像正常人一樣投入到虛擬政府的管理中，減少時空的限制。

對于電子政務(wù)來說，VR技術(shù)的引入將進一步完善虛擬政府的功能。56目前，VR技術(shù)在一些領(lǐng)域獲得了比較成熟的實際應(yīng)用。但由于發(fā)展階段性的限制，目前電子政務(wù)中VR技術(shù)的應(yīng)用還剛剛開始，可以預(yù)見的是，在不久的將來，VR技術(shù)將會影響乃至改變我們的觀念與習(xí)慣，并將深入到人們的的日常工作與生活中，伴隨著計算機技術(shù)的飛躍，VR系統(tǒng)的發(fā)展及完善在不斷地繼續(xù)，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷地擴大，人們利用VR信息傳遞技術(shù)，研制開發(fā)和推出了許多VR的實用系統(tǒng)，如虛擬政府，虛擬銀行，虛擬醫(yī)院，虛擬展覽會和虛擬工廠等，在VR環(huán)境中，用戶或參與者不僅僅是被動地觀看，而是和虛擬的三維環(huán)境融合在一起，交互性地體驗和感受VR世界中廣泛的三維立體多媒體內(nèi)容，作為一種更強大，更富有創(chuàng)造性的人機交互系統(tǒng)，VR系統(tǒng)將有著非常廣闊的發(fā)展前途，21世紀(jì)將是VR技術(shù)的時代

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用57第十一章虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用

第十一章虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用58第一節(jié)：虛擬現(xiàn)實技術(shù)的定義

虛擬現(xiàn)實的定義

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展概述

虛擬現(xiàn)實建模語言

虛擬現(xiàn)實在Internet上應(yīng)用

第一節(jié)：虛擬現(xiàn)實技術(shù)的定義

虛擬現(xiàn)實的定義

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)59虛擬現(xiàn)實的定義虛擬現(xiàn)實(VirtualReality，簡稱VR;又譯作靈境、幻真)是近年來出現(xiàn)的高新技術(shù)，也稱靈境技術(shù)或人工環(huán)境。虛擬現(xiàn)實是利用電腦模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世界，提供使用者關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般，可以及時、沒有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用60

VR是一項綜合集成技術(shù)，涉及計算機圖形學(xué)、人機交互技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能等領(lǐng)域，它用計算機生成逼真的三維視、聽、嗅覺等感覺，使人作為參與者通過適當(dāng)裝置，自然地對虛擬世界進行體驗和交互作用。使用者進行位置移動時，電腦可以立即進行復(fù)雜的運算，將精確的3D世界影像傳回產(chǎn)生臨場感。該技術(shù)集成了計算機圖形(CG)技術(shù)、計算機仿真技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)的最新發(fā)展成果，是一種由計算機技術(shù)輔助生成的高技術(shù)模擬系統(tǒng)。

概括地說，虛擬現(xiàn)實是人們通過計算機對復(fù)雜數(shù)據(jù)進行可視化操作與交互的一種全新方式，與傳統(tǒng)的人機界面以及流行的視窗操作相比，虛擬現(xiàn)實在技術(shù)思想上有了質(zhì)的飛躍。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用61虛擬現(xiàn)實中的“現(xiàn)實”是泛指在物理意義上或功能意義上存在于世界上的任何事物或環(huán)境，它可以是實際上可實現(xiàn)的，也可以是實際上難以實現(xiàn)的或根本無法實現(xiàn)的。而“虛擬”是指用計算機生成的意思。因此，虛擬現(xiàn)實是指用計算機生成的一種特殊環(huán)境，人可以通過使用各種特殊裝置將自己“投射”到這個環(huán)境中，并操作、控制環(huán)境，實現(xiàn)特殊的目的，即人是這種環(huán)境的主宰。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用62虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展歷史最早可以追溯到18世紀(jì)。1990年在美國達拉斯召開的國際會議上明確了虛擬現(xiàn)實的主要技術(shù)構(gòu)成，即實時三維圖形生成技術(shù)、多傳感交互技術(shù)及高分辨率顯示技術(shù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)系統(tǒng)主要包括輸入輸出設(shè)備，如頭盔式顯示器、立體耳機、頭部跟蹤系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)手套；虛擬環(huán)境及其軟件，用以描述具體的虛擬環(huán)境等動態(tài)特性、結(jié)構(gòu)以及交互規(guī)則等；計算機系統(tǒng)以及圖形、聲音合成設(shè)備等外部設(shè)備三個主要部分。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用63虛擬現(xiàn)實具有以下三個基本特征:沉浸(Immersion)、交互(Interaction)和構(gòu)想(Imagination)，即通常所說的“3I”。

(1)沉浸是指用戶借助各類先進的傳感器進入虛擬環(huán)境之后，由于他所看到的、聽到的、感受到的一切內(nèi)容非常逼真，因此，他相信這一切都“真實”存在，而且相信自己正處于所感受到的環(huán)境中。

(2)交互是指用戶進入虛擬環(huán)境后，不僅可以通過各類先進的傳感器獲得逼真的感受，而且可以用自然的方式對虛擬環(huán)境中的物體進行操作。如搬動虛擬環(huán)境中的一個虛擬盒子，甚至還可以在搬動盒子時感受到盒子的重量。

(3)構(gòu)想是由虛擬環(huán)境的逼真性與實時交互性而使用戶產(chǎn)生更豐富的聯(lián)想，它是獲取沉浸感的一個必要條件。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用64虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展概述

1965年，Sutherland在篇名為<<終極的顯示>>的論文中首次提出了包括具有交互圖形顯示、力反饋設(shè)備以及聲音提示的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的基本思想，從此，人們正式開始了對虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的研究探索歷程。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展概述65

隨后的1966年，美國MIT的林肯實驗室正式開始了頭盔式顯示器的研制工作。在這第一個HMD的樣機完成不久，研制者又把能模擬力量和觸覺的力反饋裝置加入到這個系統(tǒng)中。1970年，出現(xiàn)了第一個功能較齊全的HMD系統(tǒng)?；趶?0年代以來所取得的一系列成就，美國的JaronLanier在80年代初正式提出了“VirtualReality”一詞。

80年代，美國宇航局（NASA）及美國國防部組織了一系列有關(guān)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究，并取得了令人矚目的研究成果，從而引起了人們對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的廣泛關(guān)注。1984年，NASAAmes研究中心虛擬行星探測實驗室的M.McGreevy和J.Humphries博士組織開發(fā)了用于火星探測的虛擬環(huán)境視覺顯示器，將火星探測器發(fā)回的數(shù)據(jù)輸入計算機，為地面研究人員構(gòu)造了火星表面的三維虛擬環(huán)境。在隨后的虛擬交互環(huán)境工作站（VIEW）項目中，他們又開發(fā)了通用多傳感個人仿真器和遙現(xiàn)設(shè)備。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用66進入90年代，迅速發(fā)展的計算機硬件技術(shù)與不斷改進的計算機軟件系統(tǒng)相匹配，使得基于大型數(shù)據(jù)集合的聲音和圖像的實時動畫制作成為可能；人機交互系統(tǒng)的設(shè)計不斷創(chuàng)新，新穎、實用的輸入輸出設(shè)備不斷地進入市場。而這些都為虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。例如1993年的11月，宇航員利用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)成功地完成了從航天飛機的運輸艙內(nèi)取出新的望遠鏡面板的工作，而用虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)計波音777獲得成功，是近年來引起科技界矚目的又一件工作?？梢钥闯?，正是因為虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)極其廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，如娛樂、軍事、航天、設(shè)計、生產(chǎn)制造、信息管理、商貿(mào)、建筑、醫(yī)療保險、危險及惡劣環(huán)境下的遙操作、教育與培訓(xùn)、信息可視化以及遠程通訊等，人們對迅速發(fā)展中的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的廣闊應(yīng)用前景充滿了憧憬與興趣。

進入90年代，迅速發(fā)展的計算機硬件技術(shù)與不斷改進的計算機軟67虛擬現(xiàn)實建模語言虛擬現(xiàn)實建模語言68虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用69其主要改進有：

1.增強了靜態(tài)世界；

2.增加了交互性；

3.增加了動畫功能；

4.增加了編程功能；

5.增加了原形定義功能。

在VRML的世界里你可以用虛擬開關(guān)將燈光打開，當(dāng)您走近清徹透底

的泉水時水聲逐漸變響，當(dāng)你向遠處駛來的汽車招手時汽車停下來把你

載上...

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用70虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用71虛擬現(xiàn)實在Internet上應(yīng)用遠程教育：國內(nèi)外一些高等院校利用VRML2.0語言，成功開發(fā)了基于集成聲音、圖像及其他多媒體技術(shù)的三維空間的遠程教育中心，它制造了一個完全立體化的模型，虛擬出真實的校園環(huán)境，用戶進入教育中心如同進入真正的學(xué)校一樣，可以進行提問、考試等，進行實時教學(xué)和交流。

虛擬現(xiàn)實在Internet上應(yīng)用72商業(yè)應(yīng)用：對于那些期望與客戶建立直接聯(lián)系的公司，尤其是那些在他們的主頁上向客戶發(fā)送電子廣告的公司，VRML具有特別的吸引力。VRML有可能讓顧客購買商品的感覺最好。百事可樂公司在自己的網(wǎng)站上創(chuàng)建一個廣告畫面：火星探測器在火星表面走動且發(fā)現(xiàn)了一瓶百事可樂！整個文件只有12KB，因此能十分方便地配置在一個普通的Web站點上。美國Construct公司最近完成了一個VRML項目，目的是展示VRML作為一個故事片媒介的優(yōu)勢。片長11分鐘，逼真的高分辨率故事畫面占了不到1MB磁盤空間。相似長度和質(zhì)量的一個MPEG文件要比它大300倍。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用73娛樂：網(wǎng)絡(luò)娛樂領(lǐng)域是VRML的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域。它能提供良好的多人之間的交互功能，提供更加逼真的虛擬環(huán)境，從而使人們能夠享受其中的樂趣，帶來美好的娛樂感覺。VRML目前正朝著實時通信、大規(guī)模用戶交互的方向發(fā)展。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用74第二節(jié)：虛擬現(xiàn)實涉及的關(guān)鍵技術(shù)

VR發(fā)動機

輸入輸出工具

VR的軟件工程

第二節(jié)：虛擬現(xiàn)實涉及的關(guān)鍵技術(shù)

VR發(fā)動機

輸入輸出工具

V75

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用76

VR系統(tǒng)可以分為以下3類：

（1）封閉式虛擬現(xiàn)實，即與外部現(xiàn)實世界不產(chǎn)生直接交互。。

特點：*虛擬環(huán)境可以是任意虛構(gòu)的。實際上不存在的世界。

*目的是：娛樂、或驗證某一猜想假設(shè)。訓(xùn)練、模擬、預(yù)演、檢驗、體驗等。

*任何操作不對外界產(chǎn)生直接作用。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用77

（2）開放式虛擬現(xiàn)實，即通過各種傳感裝置與外界構(gòu)成反饋閉環(huán)。

特點：*“虛擬環(huán)境是某一現(xiàn)實世界的真實模型。

*目的是：通過利用虛擬環(huán)境對現(xiàn)實世界進行直接操作或遙操作，以達到克服現(xiàn)實環(huán)境的限制林遮擋、遙遠、危險、不便到達、不能到達等或使操作方便。可靠的目的．例如：提供碰撞報警（利用虛擬環(huán)境計算相撞距離，減輕操作員的心理負擔(dān)，減少操作失誤。

*操作按用戶的需要對現(xiàn)實世界進行直接作用或得到各種反饋。。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用78

（3）把（1）與（2）結(jié)合，即兼?zhèn)洌?）和（2）的特點；這是一種較為實用的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。

用戶通過傳感裝置直接對虛擬環(huán)境進行操作，并得到實時三維顯示和其它反饋信息（如觸覺、力覺反饋等），當(dāng)系統(tǒng)與外部世界通過傳感裝置構(gòu)成反饋閉環(huán)時，在用戶由控制下，用戶與虛擬環(huán)境間的交互可以對外部世界產(chǎn)生作用（如遙操作等）。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用79

VR系統(tǒng)主要由以下6個模塊構(gòu)成

（1）檢測模塊：檢測用戶的操作命令。并通過傳感器模塊作用于虛擬環(huán)境。

（2）反饋模塊：接受來自傳感器模塊的信息，為用戶提供實時反饋。

（3）傳感器模塊：一方面接受來自用戶的操作命令，并將其作用于虛擬環(huán)境；另一方

面將操作后產(chǎn)生的結(jié)果以各種反饋的形式提供給用戶。

（4）控制模塊：對傳感器進行控制，使其對用戶、虛擬環(huán)境和現(xiàn)實世界產(chǎn)生作用。

（5）3D模型庫：現(xiàn)實世界各組成部分的三維表示，并由此構(gòu)成對應(yīng)的虛擬環(huán)境。

（6）建模模塊：獲取現(xiàn)實世界各組成部分的三維數(shù)據(jù)，并建立它們的三維模型。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用80輸入輸出工具

1、跟蹤三維物體運動的傳感器2、驅(qū)使使用者在虛擬環(huán)境中運動的技術(shù)3、響應(yīng)使用者手的姿態(tài)命令輸入的感覺手套4、產(chǎn)生具有深度信息及寬視區(qū)的三維立體成像裝置5、實時圖像生成6、三位立體聲音生成裝置輸入輸出工具81VR的軟件工程

1、虛擬物體的幾何模型2、運動模型3、3D虛擬聲音的模擬4、物理模型5、輸入輸出映射6、模型的分割7、虛擬現(xiàn)實模型管理技術(shù)8、虛擬環(huán)境數(shù)據(jù)庫的建立與管理VR的軟件工程

82第三節(jié)：信息傳送與虛擬現(xiàn)實

第一階段：單純數(shù)據(jù)、文字、字符信息傳送

第二階段：多媒體信息傳送

第三階段：虛擬現(xiàn)實信息傳送

第三節(jié)：信息傳送與虛擬現(xiàn)實

第一階段：單純數(shù)據(jù)、文字、字符信83隨著計算機科學(xué)和信息技術(shù)的不斷進步,人類社會發(fā)生了翻天覆地的變化。計算機信息系統(tǒng)用來收集、儲存、傳送、加工處理、計量和利用信息,而信息傳送可分為以下三個階段:

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用84第一階段——單純數(shù)據(jù)、文字、字符信息傳送

自從1946年第一臺計算機誕生,計算機信息傳送的第一階段就開始了,這一階段主要有三種信息,即數(shù)據(jù)信息、文字信息和字符信息。數(shù)據(jù)信息也稱為數(shù)值信息或數(shù)字信息,文字信息和字符信息又統(tǒng)稱為非數(shù)字信息,數(shù)字信息和非數(shù)字信息又可以統(tǒng)稱為符號信息。各種信息都以符號的形式不聲不響地在各種計算機系統(tǒng)中流動和相互傳送。人們利用計算機對這類信息進行收集、存取、加工處理和應(yīng)用,創(chuàng)造出許多現(xiàn)代化科技成果。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展和微型計算機的產(chǎn)生,信息技術(shù)的應(yīng)用得到極其廣泛的普及,較重要的信息技術(shù)應(yīng)用成果多達5000余種。人們將其概括為"3C"革命和"3A"革命。

第一階段——單純數(shù)據(jù)、文字、字符信息傳送

85

"3C"革命是指通信(Communication)技術(shù)革命、計算機化(Computerization)革命(也

稱為計算機技術(shù)革命)和自動控制(Control)技術(shù)革命。"3C"革命將人類社會推向了劃時代的信息新社會,人們研制出大量現(xiàn)代化的通信技術(shù)產(chǎn)品、計算機化產(chǎn)品和現(xiàn)代自動控制技術(shù)產(chǎn)品。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用86

"3A"革命也稱為"三化"革命,是指工廠自動化(FA)、辦公自動化(OA)和家庭自動化(

HA),"3A革命"的深入發(fā)展,將整個人類社會全面推向自動化。工廠自動化(FA)是將計算機

技術(shù)和信息技術(shù)應(yīng)用于工廠的產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)品設(shè)計和管理,即從產(chǎn)品材料訂貨、設(shè)計、加

工制造、裝配檢驗、包裝入庫直到出庫銷售,全部實現(xiàn)自動化,同時工廠的全部管理活動

以及全工廠的物流和信息流的控制與管理也全部自動化。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用87辦公自動化(OA)是利用計算機和信息系統(tǒng)技術(shù),將所有數(shù)據(jù)、文字、資料進行大量、快速自動化處理,實現(xiàn)無紙辦公,就連常用的算盤和筆也可以不用了。人們利用鍵盤就可進行數(shù)據(jù)計算、分析各種資料的匯總、分類與統(tǒng)計、編制計劃并進行成本核算,編寫和打印各種文件,使文書處理、人事檔案、勞資管理等辦公管理工作全面自動化。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用88家庭自動化(HA)是利用計算機和信息技術(shù),自動化完成和管理全部家務(wù)勞動,包括安排主人工作、生活、休息程序與時間,洗衣、做飯、打掃衛(wèi)生、購物付款、防火防盜、遇險報警、照顧小孩和看護老人等,全部實現(xiàn)自動化。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用89第二階段：多媒體信息傳送

90年代是多媒體信息傳送時代,也是多媒體技術(shù)迅速發(fā)展和普及推廣的年代。多媒體信息載體不僅有數(shù)字、文字和字符信息,還有聲音、語音、音樂、立體聲、圖形、圖像、畫面、動畫和卡通等。多媒體信息傳遞技術(shù)使人和計算機交互更加簡便,使人和計算機的關(guān)系更加密切了,人們對信息的收集、加工處理、存取和利用更接近自然,更接近人的生活習(xí)慣,工作方式和生活規(guī)律。人們利用多媒體信息傳遞技術(shù),全面協(xié)調(diào)地實現(xiàn)了聲、圖、文一體化,創(chuàng)造出許多聲圖文并茂的人間奇跡。

第二階段：多媒體信息傳送90多媒體信息傳遞技術(shù)的應(yīng)用極為廣泛。例如,在商業(yè)應(yīng)用中有多媒體導(dǎo)購、多媒體購物和多媒體銷售。顧客可以利用觸摸屏、顯示屏等設(shè)備,不必到柜臺前,就可以直接查看商店的所有商品,查詢商品的各種信息及其使用方法和使用過程。隨著電子商務(wù)的發(fā)展,顧客可以利用計算機、電話和計算機網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)家庭購物,坐在家里即可以從入網(wǎng)的商店購買到自己所需的商品。隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展,各種聲、圖、文協(xié)調(diào)統(tǒng)一的多媒體信息產(chǎn)品大量涌向社會,如字典、辭書、百科全書、各種小說、地圖、音樂磁帶以及各種圖片、圖像、動畫、卡通與影視等。

多媒體信息傳遞技術(shù)的應(yīng)用極為廣泛。例如,在商業(yè)應(yīng)用中有多媒體91第三階段：虛擬現(xiàn)實信息傳送虛擬現(xiàn)實信息傳送是信息傳送的第三階段。人們利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)建了一個與真實世界極其相似的虛擬世界。這個虛幻世界真是"說其有時其真無,說其無時其真有",虛擬現(xiàn)實世界是"太虛幻境"嗎?不!因為我們利用計算機和信息技術(shù)確實感覺到它的存在,它正在以一種新穎奇妙的面貌為人類服務(wù)。這個時空相對真實的世界確實又是虛幻的,它是人們模仿真實世界創(chuàng)建的三維電子環(huán)境,創(chuàng)建這個虛幻世界的高新技術(shù),就是現(xiàn)在剛剛興起的虛擬現(xiàn)實(VR:VirtualReality)技術(shù),簡稱為VR技術(shù)。

第三階段：虛擬現(xiàn)實信息傳送92虛擬現(xiàn)實不同于可視化計算,可視化計算只能使用戶或參加者通過監(jiān)視器從外向內(nèi)觀

察數(shù)據(jù)空間,無法做到身臨其境,缺乏臨場感和觸摸感。而虛擬現(xiàn)實創(chuàng)建了一個相當(dāng)逼真的三維視聽、觸摸和感覺的虛擬空間環(huán)境,且這種三維環(huán)境可以隨需變換,交替更迭。用戶或參加者可以通過虛擬現(xiàn)實技術(shù),進入該環(huán)境,并通過計算機與該環(huán)境交換虛擬現(xiàn)實信息,從而親身感受三維逼真環(huán)境,在虛擬現(xiàn)實的三維環(huán)境內(nèi)進行各種活動和操作。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用93虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用從根本上改變了人類的思維方式。人們正在深入研究和

探討虛擬現(xiàn)實和真實現(xiàn)實之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)和挖掘真與虛兩種現(xiàn)實中的科研課題,創(chuàng)建各種逼真的虛擬現(xiàn)實演示系統(tǒng)、操作系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)。人們利用虛擬現(xiàn)實信息傳遞技術(shù),研制開發(fā)和推出了許多虛擬現(xiàn)實的實用系統(tǒng),如虛擬銀行、虛擬醫(yī)院、虛擬展覽會和虛擬工廠等等。在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中,用戶或參與者不僅僅是被動性地觀看,而是和虛擬的三維環(huán)境融合在一起,交互性地體驗和感受虛擬現(xiàn)實世界中廣泛的三維立體多媒體內(nèi)容。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用94近年來,虛擬現(xiàn)實造型語言(VRML)已成為信息技術(shù)業(yè)界的一種標(biāo)準(zhǔn)語言,人們利用VRML,可以在Internet上建造虛擬世界,也可以在Internet上更替和變換虛擬世界,人們利用VRML瀏覽器,可以在一個虛擬現(xiàn)實的場景中自由移動,與虛擬場景具有良好的交互性,還可以與其中的實體進行相互聯(lián)系。由于VRML支持多媒體技術(shù),支持復(fù)雜的腳本和人機交互,因此在虛擬現(xiàn)實世界開發(fā)研制中,要求有關(guān)設(shè)計人員和編程人員、導(dǎo)演、動畫師、造型設(shè)計和實施人員、系統(tǒng)分析設(shè)計人員和編程人員,必須進行廣泛的、前所未有的合作,充分發(fā)揮各類科技人員的聰明才智,不斷提高和發(fā)揮三維空間的設(shè)計、研制能力,創(chuàng)建出更多更好的三維新世界。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用95第四節(jié)：虛擬現(xiàn)實技術(shù)與電子政務(wù)

虛擬技術(shù)的應(yīng)用范圍

虛擬技術(shù)在電子政務(wù)中的作用及功能

第四節(jié)：虛擬現(xiàn)實技術(shù)與電子政務(wù)

虛擬技術(shù)的應(yīng)用范圍

虛擬技術(shù)96虛擬技術(shù)的應(yīng)用范圍

1.城市規(guī)劃在城市規(guī)劃中經(jīng)常會用到VR技術(shù)，用VR技術(shù)不僅能十分直觀的表現(xiàn)虛擬的城市環(huán)境，而且能很好的模擬各種天氣情況下的城市，而且可以一目了然的了解排水系統(tǒng)，供電系統(tǒng)，道路交通，溝渠湖泊等等。而且能模擬颶風(fēng)、火災(zāi)、水災(zāi)、地震等自然災(zāi)害的突發(fā)情況。對于政府在城市規(guī)劃的工作中起到了舉足輕重的作用。

虛擬技術(shù)的應(yīng)用范圍97

2.室內(nèi)設(shè)計在室內(nèi)設(shè)計應(yīng)用方面，用VR技術(shù)不僅能十分完美的表現(xiàn)室內(nèi)的環(huán)境，而且能在三維的室內(nèi)空間中自由行走。目前業(yè)內(nèi)常用VR技術(shù)做室內(nèi)360度全景展示和室內(nèi)漫游，受到一致好評，而且不僅能在室內(nèi)漫游，還能用VR技術(shù)做預(yù)裝修系統(tǒng)，可以實現(xiàn)即時動態(tài)的對墻壁的顏色進行更換或貼上不同材質(zhì)的墻紙，還可以更換地面的顏色或貼上不同的木地板、瓷磚等，更能移動家具的擺放位置、更換不同的裝飾物。這一切都在VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)下將被完美的表現(xiàn)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用98

3.文物保護

VR技術(shù)在文物保護方面也是應(yīng)用相當(dāng)廣泛的，埃及的金字塔就做過網(wǎng)上的體驗中心，運用了全景虛擬技術(shù)和三維虛擬技術(shù)，而且IBM目前正在運用VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)對北京故宮進行整個故宮的數(shù)字虛擬。屆時大家也許可以在網(wǎng)上直接看到數(shù)字三維化的故宮。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用99

4.交通無論是在空中、陸地還是海洋河流的交通規(guī)劃模擬方面，VR虛擬技術(shù)都有其得天獨厚的優(yōu)勢，不僅僅能用三維GIS技術(shù)將各種交通路線表現(xiàn)得十分到位，更能動態(tài)模擬各種自然災(zāi)害情況。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用1005.房地產(chǎn)近幾年在房地產(chǎn)的表現(xiàn)和推廣應(yīng)用方面，VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)被得到越來越多的應(yīng)用，更有逐步取代效果圖和三維動畫之勢。用VR虛擬技術(shù)不僅可以十分完美的表現(xiàn)整個小區(qū)的環(huán)境，設(shè)施。還能表現(xiàn)不存在但即將建成的綠化帶，噴泉，休息區(qū)，運動場等等。不僅如此，用戶還能在整個小區(qū)中任意漫游、仔細欣賞小區(qū)的每一處風(fēng)景。大大刺激了瀏覽者的感受。

5.房地產(chǎn)101

6.游戲?qū)τ谟螒虻拈_發(fā)，目前VR技術(shù)比較適合開發(fā)：角色扮演類、動作類、冒險解迷類、競速賽車類的游戲，其先進的圖像引擎絲毫不亞于目前的主流游戲引擎的圖像表現(xiàn)效果，而且整合配套的動力學(xué)和AI系統(tǒng)更給游戲的開發(fā)提供了便利。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用102

7.軍事

VR技術(shù)就是誕生于軍事應(yīng)用，在軍事應(yīng)用方面很多，包括：模擬戰(zhàn)場，模擬操作，模擬駕駛，模擬裝配等等。都需要通過VR技術(shù)來實現(xiàn)。而且在相關(guān)軍事工作匯報中也會有VR技術(shù)的支持。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用103

8.家電家電產(chǎn)品的展示、展覽、發(fā)布上。運用VR技術(shù)不僅可以完美表現(xiàn)產(chǎn)品的外觀，更能將其功能表現(xiàn)的淋漓盡致。而且家電行業(yè)產(chǎn)品種類繁多、數(shù)量龐大。市場需求量十分大，無論是使用全景虛擬還是視頻虛擬還是三維虛擬技術(shù)都能在家電行業(yè)大有作為。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子政務(wù)中的應(yīng)用104

9.地理

VR技術(shù)在地里應(yīng)用上，主要是運用三維GIS地理信息系統(tǒng)來表現(xiàn)直觀的三維地形地貌，對于地理工作者提供便利，對于相關(guān)工程建設(shè)提供可靠的參考數(shù)據(jù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)--虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電