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浅析虚拟现实技术及其应用

2019年2月iprouteX.X.0.0渊AP地址网络号冤255.255.192.01.1.3.13.2有线网路由采用OSPF路由策略

校园网采用三层拓扑结构袁以总核心交换机为中心袁各楼汇聚交换机为主干袁各楼层接入交换机为分支节点遥定义核心层为OSPF的骨干区域area0袁楼宇汇聚层为若干OSPF常规区域arean袁汇聚层利用路由和vlan与各楼层接入交换机进行静态路由交换遥主要配置为院interfaceloopback0ipaddress1.1.1.10255.255.255.255//汇聚交换机E的loopback地址vlan100//声明管理vlaninterfacevlan100ipaddress3.3.3.129255.255.255.192//交换机的管理地址vlan411//声明用户vlaninterfaceVlan411ipaddress30.30.0.1255.255.255.0//本楼层的用户上网地址段routerospf1//启用ospf进程袁进程号为1router-id1.1.1.10//router-id选用交换机的loop鄄back地址network1.1.1.100.0.0.0area1//宣告互联网段network3.3.3.1290.0.0.0area1//宣告管理网段network30.30.0.00.0.31.255area1//宣告用户网段3.3出口策略路由校园网出口配置基于目的地址的策略路由袁指定公共网络访问路径袁即区分教育科研网尧运营商ISP链路遥route-mapJiaoyupermit10

matchipaddress101setipnext-hop教育网网关//指向教育科研网

端口route-mapISPpermit20

matchipaddress102setipnext-hopISP网关//指向ISP运营商端口噎噎4结语

无线网采用静态路由策略袁有线网采用OSPF路由策略袁出口采用策略路由遥校园网在无线网建设初期便采用以上路由转发策略袁贴合网络拓扑结构的实际和数据转发的需要袁经过几年的运行袁能够保证校园网不间断稳定运行袁给在校师生的科研尧学习尧生活提供了良好的支撑遥

参考文献[1]https://baike.baidu.com/item/%E7%AD%96%E7%95%A5%E8%B7%

AF%E7%94%B1/7344539?fr=aladdin.

收稿日期:2019-1-10

作者简介:庞镭渊1982-冤袁女袁汉族袁陕西汉中人袁助理研究员袁

硕士研究生袁研究方向为无线局域网及网络运维管理遥

浅析虚拟现实技术及其应用吴佳林(陕西省西安市远东第二中学,710077)

【摘要】虚拟现实技术是通过构建仿真环境从而带给人以身临其境之感的技术。它的基本原理是利用计算机生成模拟环境,包含类似于人体感官体验的三维世界以及相关信息融合。它主要用到的技术是计算机图像处理、传感器技术、人机交互技术等,现阶段已有部分成果有所应用,表现在游戏体验、制造技术等领域。虚拟现实技术帮助人类自主构建客观世界的形象,使得人的体验更为自由化、智能化,未来它将会为人们带来更大的便捷和更好的生活体验。【关键词】虚拟现实;人工智能;人机交互;传感技术【中图分类号】TP391.9【文献标识码】A【文章编号】1006-4222(2019)02-0103-02

1虚拟现实技术概述虚拟现实技术是一种环境仿真技术袁它是随着计算机仿真尧图像处理尧传感器技术等发展起来的袁现如今随着计算机信息化的发展袁人们对智能的需求越来越高袁而虚拟现实技术则可以在某些领域起到重要的作用遥在20世纪50尧60年代袁出现了简单的有声模拟袁这基本可以看作是虚拟现实技术的先驱袁后来出现了一些虚拟的图像和感触等袁直到20世纪末袁随着新型传感器技术和仿真技术的发展袁开始出现了较为完整的环境模拟袁这标志着虚拟现实技术开始走向成熟遥虚拟现实技术主要包括环境模拟尧网络通信尧人机交互以及交互效果等遥衡量虚拟现实主要是根据这几个方面袁其中环境模拟是虚拟现实技术的核心袁主要包括虚拟的视觉尧听觉尧触觉等袁网络通信是用于连接虚拟环境中各部件以及其与人之间的连接的袁人机交互是指人具体在虚拟环境中的体验袁这是虚拟现实技术的应用层面袁也是我们最关心的袁在这一部分袁需要一定的输入和输出设备袁还需要一定的软硬件支持袁例如现今可见的虚拟头盔尧数据手套等遥2环境模拟环境模拟是虚拟现实的基础袁主要包括视觉尧听觉尧触觉等感官的模拟袁一般来说人类最重要的感官是视觉袁因此虚拟现实技术当前视觉研究最为广泛袁且成果相对来说较多袁而其它感官环境模拟的研究相对来说较弱遥2.1虚拟视觉和听觉

首先眼睛之所以能够看到三维图像袁是因为视网膜成像然后输入至视觉神经所致袁而如果我们要模拟针对于人眼睛的视觉袁则需要用另外一种视觉构建袁就像看3D电影那样袁当我们看3D电影时袁我们需要戴上3D眼镜袁这是因为大屏幕上的图像信息本身并不是立体的袁而只是介于二维和三维之间的野阴影冶袁而3D眼镜可以帮助我们对图像进行处理袁最终成像到视觉神经处袁显示为三维图像袁并且营造出身临其境的氛围遥在虚拟现实技术中我们也需要一定的辅助设备来完成视觉信息在神经中的显现遥主要有CRT显示器尧头盔显示器

通信设计与应用1032019年2月等遥当前的头盔显示器用到了一种视觉差技术来增强三维效果袁就是让人的两只眼睛看到的图像具备一定的视觉差袁这样当视觉神经整合图像信息的时候袁就会产生一定的三维效果遥但是我们可以发现这种方式产生的三维视觉图像并不是自然的袁而只是一种技术手段袁这种方法会增加人的视觉疲劳和眩晕感袁但目前没有更好的方法遥另外当前正在研究一种直接把携带着视觉信息的光投射在人眼中的技术袁目前效果还不是很成熟遥[1]听觉模拟技术是另一项关键的模拟技术袁不过现阶段已经较为成熟袁这得益于音频技术坚实的基础遥听觉模拟关键在于声音源的方位模拟以及声音模拟的准确性袁前者是更为重要的袁听觉信息不能单独出现袁它一般来说是和其它感官信息一起出现的袁所以必须考虑到感官信息的匹配问题袁尤其是声音源的问题直接决定着虚拟现实的体验感遥另外对于具体环境具体场景下声音的模拟袁也需要具备较高的真实性袁这需要声音解调设备具备很高的保真性遥2.2虚拟触觉虚拟触觉是虚拟现实环境的另一重点袁首先触觉决定着人的直接物理反应袁其次触觉是联动身体最直接的方式遥关键在于人的身体能否感知力的信息和做出反应袁由于人的力觉感知十分明显袁普通的感知装置无法满足要求袁所以当前状态下这一部分面临很大挑战遥但是如果没有很好的触觉系统袁虚拟现实技术就会大打折扣袁现在人们正在研究如何用其它感官感觉来联动促进触觉感知袁目前已经有所成果袁基本上是依靠视觉带动振动袁后通过电子触觉刺激肌肉等方法来实现的遥3虚拟现实研究现状及应用虚拟现实技术目前已经在广泛应用于各个领域袁虽然其技术本身并没有真正成熟袁但是其基本规模已经具备袁在诸如教育尧军事尧医疗等领域都有所应用了遥下面对军事和教育进行简单介绍院现代战争是信息化的袁传统的普通训练已经无法很好地模拟实战情况袁而虚拟现实技术可以在一定程度上解决这个问题遥其基本实现手段是虚拟战场的构建袁利用虚拟现实技术可以根据现实条件构建一个虚拟战场袁将许多现实条件融入虚拟环境袁在这种环境下袁相关的士兵通过一定的硬件设备就可以将自己融入进虚拟的战场袁从而产生沉浸其中的感觉和体验袁构建虚拟战场包括环境构建渊战地环境以及作战背景等冤袁外部因素构建渊武器装备以及作战人员等冤遥通过这种立体化的战场构建袁使得演练者身临其境地感受战场氛围袁做出一系列机动反应遥另外袁作战模拟中需要团体进行有效地沟通袁虚拟现实技术可以通过网络信息交互实现各个士兵之间的有效沟通袁而且还可以根据战况模拟部分士兵阵亡或者通信设备阻断的情况袁极大地丰富了作战场景袁可以有效模拟实战情况遥[2]除了战场模拟袁虚拟现实技术还可以被用于进行训练场的模拟袁对于单兵训练来说袁现实中各种复杂的场景一时难以齐全袁且受到外部环境很大的影响袁降低了训练效率袁而使用虚拟现实技术可以构建各种不同的训练场景袁比如山底尧暴雨尧负伤等袁通过立体头盔尧数据服等设备来模拟具体感受袁然后还可以通过手势或者鼠标做出反应袁从而得出不同的作战方案袁就像实战一样袁如此可以有效地锻炼士兵的反应能力和心理素质袁丰富其作战经验遥与传统实地训练对比可以发展袁虚拟现实技术下的作战和训练效率高袁成本低袁场景变化容易遥随着虚拟现实技术的发展袁士兵体验的真实感会越来越强袁届时虚拟作战将会成为军事训练的一大重点遥虚拟现实技术在教育领域也多有应用袁首先是具体教学的模拟袁其次是虚拟校园的构建遥在具体教学内容构建上袁虚拟现实技术可以模拟一系列现实难以实现的教学环境袁以帮助学生获得身临其境的感官体验袁比如生物学尧地理学等遥传统的教学方式不在乎是观看图片或者视频资料以了解相关内容袁比如细胞的结构袁板块运动以及气候洋流的运动等袁这种方式虽然已经较为直观袁但仍不够生动袁虚拟现实技术可以在虚拟环境中构建以上内容袁并且通过立体头盔等传感设备来使得学生和相关事物进行互动袁如此可以有效提高授课效率遥另外像一些经常需要做实验的学科袁譬如物理化学等袁要完成具体的实验需要一定的财力物力袁而通过虚拟现实技术可以再虚拟环境中构建相关的实验平台袁从而让学生体验实验袁当然这种方法仅仅适用于教学而不适合于科研遥另外虚拟校园的构建也是当前较为重要的课题袁学校的功能在于教学袁学生在学校中体验到的有教学尧教务尧环境等遥可以用虚拟现实技术来构建一个拥有以上功能的虚拟幻境袁这就是虚拟校园遥虚拟校园中可以设置相关的教学课程袁可以设置一些具体的校园环境以及教务处理袁如此学生便可以远程访问虚拟学校袁可以在此环境下进行现实学校中的大部分活动袁这样可以有效提高教育效率及水平袁同时极大的减少了教育成本遥但是应当注意袁这种方式可能会减少学生的现实交流袁应当在一定规范下使用遥4虚拟现实技术前景展望

尽管虚拟现实技术有上述优势袁该技术本身也已经在多个领域内有所应用袁但是总体来说袁虚拟现实技术当前还没有融入我们的生活遥[3]主要存在以下问题袁首先是体验效果的问题袁当前的虚拟现实技术不能实现生态立体化的环境模拟袁其与人的交互也相对来说较为迟钝袁稍微敏感的大多集中在一些游戏体验中曰其次如上所述袁当前状态下人们研究最多的还是视觉环境的模拟袁而在其感官上还较为迟钝袁虽然视觉信息是人类感官中最重要的袁但是其它感官的缺憾会使得整体效果变差曰另外当前条件下体验者无法完美地融入虚拟环境中去袁存在很严重的眩晕感和视觉疲劳袁这一点在现实生活中是不存在的袁后续还需要改进遥最后从整体技术研究的角度来看袁目前的虚拟现实技术较为复杂袁无论是其内部代码袁还是平台开发袁都比较复杂袁这不利于虚拟现实技术的应用和推广袁后续也需要进一步简化遥最后还有市场化的问题袁当前虚拟现实技术和相关设备价格较为昂贵袁但是其舒适度和体验又不能很好地满足顾客的需求袁这导致虚拟现实技术的市场很小袁未来要想实现其广阔的市场化袁必须首先考虑到成本问题遥虽然有诸多问题袁但虚拟现实技术的前景还是十分明朗的袁在未来的智能时代袁它将会发挥更大的作用遥[4]

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