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1)(Conceptdesign)概念設計;2)(Detaildesign)詳細設計;3)(Manufacturingdesign)制造設計。由此可見,產品的概念設計的主導地位和重要性。
1概念設計的內涵
概念的設想是創造性思維的一種體現,概念產品是一種理想化的物質形式。下面以概念設計教學實例之一來說明其涵義:給出一個概念“斷藥”,讓學生進行座椅的開發設計。步驟是,首先向學生講述心理學中的一個名詞———暗示心理,并分別舉出一個“安樂死”實驗和一個“挽救少女生命”的文學名著故事,從正反兩個方面說明暗示對人的健康的影響;然后運用一個“民間故事”闡述如何將“斷藥”的概念物化到具體的產品上。因為,在民間曾有這樣一個說法,就是將一把斷了的鑰匙用紅線穿上掛在小孩的脖子上,取“斷鑰”的諧音“斷藥”暗示常生病的孩子掛上“斷鑰”這掛項鏈之后,就斷了藥,從此不再吃藥,這也意味著孩子走向健康。所以,將一把斷了的鑰匙(斷藥)的概念物化到具體的產品上來為健康做設計時,用折斷了的鑰匙做椅架為主題,由學生創意出現了形形的座椅開發設計方案(其草圖、效果圖、視圖等技術說明從略),于是就有了一種新型的專用座椅的概念設計。其應用場合為療養院、醫院、不能自理的老人家庭等。
這是傳統的產品概念設計。當然,產品的類型不止是這種無障礙設計思想指導下的專用座椅。產品即人之觀念的物化,設計是一種思維行為。在這種思維創造活動中,產品概念的構思是豐富的,人的創作智慧是無窮的。概念產品的類型更是多種多樣。
2概念設計與產品市場
概念設計只是第一步,能不能進行第二步Detaildesign,第三步Manufacturingdesign,甚至投放市場為開發商或企業帶來效益等,這是個風險問題。設計師的概念設計畢竟與難以預料市場變化有著許多差距。如何縮短這一差距,是以往概念設計者的難題。在開發設計的許許多多產品中,只要一百件產品中有幾件能夠投放市場見效益就是成功。在追求“百分之幾”的見效益成功的過程中,如何減少做“分母”的被動,擴大見效益的百分比,仍是最關鍵的,是公司管理決策人士和設計師共同努力的方向。
為了更好地接近產品的市場需求,目前國際上流行的一種“故事版情景預言法”的概念設計,就是將所要開發的產品置于一定的人、時、地、事和物中進行觀察、預測、想象和情景分析,其形式是以故事版的平面設計表達展示給人們。于是,產品在設計的開始便多了一份生命和靈氣。然而,設計表達在信息時代已是多元化的展示形式,計算機輔助工業設計的發展,尤其是虛擬現實技術在產品概念設計中的應用,已使設計師的設計思路和設計表達如虎添翼;可以想象面對一種虛擬的“故事版情景預言法”設計出的產品,讓人更多了一種直觀的、親切的及交互的感受,這樣開發設計的產品與傳統相比,就大大減少了投放市場的風險性,也為企業決策人尋找商機、判斷概念產品能否進一步開發生產,提供更好的依據。虛擬現實技術能模擬整個產品開發過程,保證產品開發一次性成功,加快開發進程,甚至使設計者和用戶融為一體,設計出滿足市場需要的產品。
二、虛擬現實技術與虛擬產品
1虛擬現實系統(VirtualReality,VR)
虛擬現實系統又稱為虛擬現實環境,是指計算機生成的一個實時三維環境。使用者可以在這環境中“自由地”運動,觀察周圍的景物,還可通過各種專用的傳感交互設備與虛擬物體進行交互操作。用戶看到的是全彩色景象,聽到的是虛擬環境中的音響,感覺(手、腳或皮膚等)到的是虛擬環境所反饋的作用力,從而讓使用者產生一種身臨其境的感覺。產生虛擬現實環境的方法有:
1)基于模型的方法(ModelbasedMethod,MM)這種方法產生虛擬環境的步驟為:
①用放置在不同地點的多個攝像機將某環境或事物記錄下來;
②利用計算機的視頻技術抽取出環境或事物的三維模型;
③從虛擬攝像頭的視角展示獲得模型。具體的做法是:獲得數據標度攝像頭分離對象建立模型嵌入顏色交互回放。
2)基于圖像的方法(ImagebasedMethod,IM)一般做法是:
用攝像頭連續掃描周圍空間來獲取某一區域完整的景物圖像,將獲取的景物圖像,通過圖像處理技術,按坐標映射到圖形工作站的虛擬全景屏上,用戶載上頭盔顯示器就可以看到所攝周圍景物環境。
2虛擬現實系統的常用設備及要求
虛擬現實系統常用設備有:三維鼠標(也稱鳥標)、數據手套、數據衣、頭盔顯示器、立體聲耳機等。對虛擬現實系統的要求除了應具有高性能的計算機系統(包括軟、硬件)外,還必須有下列關鍵技術提供強有力的支持:(1)能以實時的速度生成具有三維全色彩的、有明暗、有陰影、有紋理的、逼真感強的景物圖像;(2)頭盔顯示器能產生高分辨率圖像和較大的視角;(3)能高精度地實時跟蹤用戶的頭和手;(4)能對用戶的動作產生力學反饋。
3虛擬產品(VirtualProduct,VP)
虛擬產品是虛擬現實技術應用于產品設計的產物,是一個數字化的產品。它具有真實產品所必須具有的特征。通過對產品實時的仿真,設計人員或用戶就能夠像使用真實產品一樣使用虛擬產品。由于產品的設計過程是數字化的,因此節省了傳統方法中需要制造的物理模型(包括概念模型、模擬實驗模型、外觀模型和生產模型等)的時間和物質。在計算機中由于對設計的產品進行反復設計、分析、干涉檢查、模具設計等過程,使設計繪圖的工作量比傳統的繪圖工作量大大減少。
三、虛擬現實技術在概念設計中應用前景
在概念設計中,如采用頭腦風暴法進行方案創意時,可以將體驗設計思想更好地融于其中,也就是更多地關注產品使用者的感受,而非產品本身。比如,針對不同用戶及愛好者的要求,在不同的虛擬環境中,讓他們親自體驗修改模型的感受;利用觸摸屏來選擇產品的造型、色彩、裝飾風格等許多可選部件。在渲染和生成十分逼真的三維模型時,充分感受了自己所喜愛的產品在虛擬環境中的“真實”情況。甚至還可根據用戶的建議,邀請部分用戶直接與設計者一起對模型提出修改意見,觀察設計和修改過程,直至大多數人滿意為止。
為了適應激烈的市場競爭,設計廠家不能坐等用戶找上門訂購產品,而應該主動把自己廠家的產品推向市場。利用虛擬現實技術做出虛擬產品的動畫廣告,再與計算機網絡技術結合起來,使用戶能夠通過網絡來游覽設計廠家的設計產品,并能直接在虛擬環境中對產品的功能、結構、外形、色彩等方面進行實時交互、了解、觀察;同時,還可以通過Email對產品提出意見和建議,讓廠家參照各方面的意見修改和完善所設計的產品。這樣可提高設計廠家的競爭力,為設計廠家謀得更多的市場份額。
若用戶對廠家設計的產品引起購買的欲望,通過網上游覽,將信息反饋到各商家,商家則會主動爭先與廠家聯系,網上定貨,使廠家的產品提前占領市場。由于激烈的全球市場競爭,各國都投入了大量的資金對虛擬現實技術及其在工業設計領域中的應用進行深入地研究。將研究的成果及時轉化為生產力,這是產品迅速占領市場的關鍵。
參考文獻
1陳軍等虛擬現實中虛擬景象產生的技術初探計算機應用研究,1999,6
1.1物體成像
由于虛擬現實技術需要將真實世界與虛擬世界結合起來,常常需要帶一些頭戴或手持設備,這些設備上的攝像機的攝像角度與眼睛的位置存在偏差,因此虛擬物體的定位在真實視場中的定位和顯示角度也會存在偏差,且很難調整。
1.2定位系統
戶外應用是虛擬現實技術的一個重要方向,我們可以依靠虛擬現實設備進行定位,解決迷路問題,但是在較差的天氣中,民用GPS存在較大誤差,由于現有許多戶外的系統中的校正算法需要大量的輸入和繁瑣的校正步驟,因此不適合商業化應用。
1.3數據傳輸
虛擬顯示應用中,需要做大量的數據處理,我們系統能力都要受制于數據傳送的速度,因此由于帶寬的限制會影響虛擬現實應用的使用效果。
2增強現實技術未來應用展望
2.1戶外學習
在實際教學過程中,大量科學課程的學習需要走出課堂,或是在大自然中或是在博物館中。移動增強現實技術能夠使學生在戶外或是博物館中進行個性化自主學習,獲得更多信息從而達到開闊視野的目的。
2.2參觀漫游
哥倫比亞大學Feiner研究小組已經研制出一套基于增強現實系統開發的戶外校園漫游機,借助該套增強現實應用,用戶漫游在校園中可以了解相關建筑物的詳細信息,未來增強現實系統將應用到名勝古跡的參觀中,當體驗者漫步在名勝古跡環境中,就可以了解到古代建筑的相關信息。
2.3軍事信息
南澳大利亞大學基于增強現實技術開發了一套虛擬軍事仿真器,基于該系統可以讓戶外用戶看到虛擬的軍事設施,北卡羅來納大學目前正在采用磁傳感器和視覺跟蹤技術進行混合跟蹤方面的研究工作,開發了一套增強現實系統未來增強現實技術將被更廣泛的應用于軍事戰斗中。
2.4展覽展示系統
增強現實系統的一個重要應用是基于虛擬和真實的混合看到過去或未來的人物或事件。在車展中,汽車生產商可以基于增強現實技術給廣大群眾呈現出下一代概念車,或是推出一款新車的模型,詳細描述汽車的各種屬性以及對應參數;參觀文物古跡的游客可以穿戴虛擬現實設備觀賞在計算機技術生成下的古跡原貌,給參觀者更好的視聽感受。
前言
隨著我國教育的不斷改革和科學技術的飛速發展,絡教育的出現改變了傳統的教學方式。尤其是計算機更新速度非常快的特點使得傳統的教學方式難以滿足學習的需要。虛擬現實技術作為一門新的技術,它在教育領域的發展將為教育提供新的活力。本文主要從虛擬現實技術特征和VRML語言的角度探討其在計算機專業教育中的應用。
一、虛擬現實技術
多媒體技術與網絡技術的發展為現代教育手段的現代化帶來了新的機遇和挑戰。隨著計算機技術的快速發展,現代教育技術的應用已不再是停留在音像技術課堂中應用的常規模式層次上.而是朝著多媒體化、網絡化、信息化、教育技術應用模式多樣化和遠程教育普及化的趨勢發展,特別是基于計算機仿真技術的虛擬教學形式,是一種最新出現的教學模式,具有廣闊的發展前景,代表了教育的未來和發展的方向。
1.1虛擬現實技術概念
虛擬現實(VirtualReality,簡稱VR),又稱為靈境技術,畢業論文它匯集了數字圖象處理、計算機圖形學、多媒體技術、人工智能、人機接口技術、傳感器技術,以及人體行為學等多項天技術.是計算機技術的綜合應用。具體地說,就是采川以計算機技術為核心的現代高科技生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環境,用戶借助必要的設備以自然的方式與虛擬環境中的對象進行交互作用,相互影響,從而產生如同真實環境的感受和體驗。盡管該環境并不真實存在,但它作為一個逼真的三維環境.仿佛就在我們周圍。由于用戶對計算機環境中的虛擬物體產生了類似于對現實物體的存存意識或幻覺,從而使得用戶在計算機所創建的維虛擬環境中處于一種全身心投入的狀態。
1.2虛擬現實系統的構成
一個虛擬現實系統由以下幾部分組成:
(1)虛擬環境。它由虛擬環境發生器所產生,且可讓使用者通過傳感器件和作用器件與之交互,這種交互的結果是使用者有全身心進入這一環境的感覺。
(2)傳感器件。它將虛擬環境中的物體的形、動作、聲音等進行轉換,使人能獲得視覺、聽覺、觸覺等多方面的感覺。這些感覺與他以往在實際環境中的感覺一致。
(3)作用器件。它將人的一些約定動作(如行走、手勢等)變成作用的信息,讓虛擬環境有所察覺。
(4)人。虛擬現實實質上是一內含反饋的閉環系統,只有人的存在才能使這一反饋環路有效成立。碩士論文所以人是VR系統中不可缺少的成分。人通過傳感器件感受虛擬環境的存在.又通過作用器件去影響虛擬環境,使其作出相應的變化。
(5)虛擬環境發生器。它能產生使用者所需要的虛擬環境,且能通過作用器件傳來的作用信息。了解使用者的位置和動作。并對已產生的虛擬環境作出相應的修改。
1.3虛擬現實技術基本特征
(1)沉浸性。虛擬現實技術是根據人類的視覺、聽覺的生理心理特點,由計算機產生逼真的三維立體圖像。使用者戴上頭盔顯示器和數據手套等交互設備,便可將自己置身于虛擬環境中,成為虛擬環境中的一員。使用者與虛擬環境中的各種對象的相互作用,就如同在現實世界中的一樣。當使用者移動頭部時。虛擬環境中的圖像也實時地跟隨變化,拿起物體可使物體隨著手的移動而運動,而且還可以聽到三維仿真聲音。使用者在虛擬環境中,一切感覺都是那么逼真,有一種身臨其境的感覺。
(2)交互性。虛擬現實系統中的人機交互是一種近乎自然的交互.使用者不僅可以利用電腦鍵盤、鼠標進行交互,而且能夠通過特殊頭盔、數據手套等傳感設備進行交互。計算機能根據使用者的頭、手、眼、語言及身體的運動,來調整系統呈現的圖像及聲音。使用者通過自身的語言、身體運動或動作等自然技能.就能對虛擬環境中的對象進行考察或操作。
(3)多感知性。由于虛擬現實系統中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應裝置,因此,使用者在虛擬環境中可獲得視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知,從而達到身臨其境的感受。
1.4虛擬現實系統的類型
虛擬現實技術按其功能,可分為以下幾種類型:
(1)沉浸式虛擬現實系統
沉浸式虛擬現實系統是利用頭盔顯示器、數據手套、三維鼠標等傳感跟蹤裝置與虛擬世界進行交互。由于這種系統把人的視覺、聽覺和其它感覺封閉在虛擬的感覺空間,能使人全身心投入并沉浸其中。不足之處在于專用設備復雜而且昂貴,難以在教育行業普及推廣。
(2)桌面式虛擬現實系統
桌面式虛擬現實系統是運用軟件編程的方法在顯示器上顯示三維場景.用戶通過鍵盤、鼠標等簡單的設備與虛擬場景進行交互。這種系統由于用戶坐在顯示器前,通過屏幕觀察虛擬世界并與之交互,往往會受到周圍環境的影響,難以做到完全投入.但是結構簡單、成本較低,易于普及推廣。
(3)分布式虛擬現實系統
分布式虛擬系統是多個用戶通過網絡共享一個虛擬空間,共同參與虛擬活動。
(4)增強現實性虛擬現實系統
增強現實性的虛擬現實系統不僅是利用虛擬現實技術來模擬現實世界、仿真現實世界,而且要利用它來增強參與者對真實環境的感受,也就是增強現實中無法感知的感受。
1.5虛擬現實造型語言VRML
VRML(VirtualRealityModelingLanguage1即虛擬現實建模語言,是一項和多媒體通訊、因特網、虛擬現實等領域相關的,在Intemet上營造虛擬環境的技術。它用來在網絡上創建可導航的、超鏈接的三維虛擬場景。
VRML的基本工作原理可概括為:文本描述、遠程傳輸和本地計算生成。所謂文本描述,是指VRML并不是用三維坐標點的數據來描述三維物體的,因為這樣會有很大的數據量.在Intemet上傳輸會遇到很多困難.VRML是用類似HTML的標記文本語言來描述三維場景.就像我們的編程語言。比如,一個立方體的描述文本是:Box(size3.03.03.0)。VRML就是一種描述語言標準,規定了用來描述三維場景的文本描述語言。遠程傳輸是指用戶瀏覽VRML描述的虛擬場景時,需要通過Intemet將描述場景的文本傳送到本地。一般來說,文本描述是嵌在WEB頁面中,在瀏覽器請求相應頁面時與頁面描述文本一起傳送本地。本地計算生成是指描述虛擬場景的數據傳送到本地后,瀏覽器對它進行解釋計算,動態地生成虛擬場景。比如,描述球形的文本,瀏覽器會在屏幕上繪制一個立體的球形。概括地說,就是用文本信息描述三維場景.在Intemet網上傳輸,在本地機上由VRML的瀏覽器解釋生成三維場景.解釋生成的標準規范即是VRML規范。
VRML文件主要包括四個主要成分:VRML文件頭、原型、造型節點、腳本和路由。在這四個要素中.醫學論文只有文件頭部分是必須的,它用來告訴瀏覽器該文件符合的規范標準以及使用的字符集等信息。原型定義了創建帶有指定名稱、接口和整體的新節點類型。一旦成功地定義了原型,它就可以在VRML文件的其他地方隨意使用。造型節點是VRML中的基本建造模塊.它構成了VRML文件的主體部分,正是由于造型節點定義而產生了虛擬的VRML空間。腳本可以看作是一個節點的外殼,它有域、eventIn事件和eventOut事件。其本身沒有任何動作.然而你可以通過程序腳本來賦予你腳本節點的動作。程序腳本實際上是一種簡化了的應用程序,一個典型的腳本是由Java或javascript編程語言寫成的程序。路由是一種文本描述的消息.一旦在兩個節點之間創建了一個路由.第一個節點可以順著路由傳遞消息給第二個節點,這樣的消息被稱為事件。VRML還可以包含下列條目:注釋、節點和域值、定義的節點名、使用的節點名等。
設計VRML虛擬場景時。最簡單的方法是直接使用文本編輯器來編輯描述文本,它類似于程序設計,這種方法簡單方便.但不是很直觀.對設計者的空間想象能力要求也較高,設計的效率不高?,F在有很多的可視化的VRML設計工具,如CosmoWorld和WebWorld等.這些工具將VRML的標準節點都做成可視的組件,用戶設計時,只需要將這些組件組全自己需要的虛擬場景就可以了.而且設計的效果在設計時就可以看到。設計完畢后,系統自動將這些可視的虛擬場景生成標準的VRML描述文本,這樣,這些文本傳送到用戶的瀏覽器后.便會在用戶的屏幕上重現這個虛擬場景。
VRML使得Intemet的平面世界出現了三維場景。它的問世在世界上引起了極大的反響.得到眾多的軟硬件廠商的支持,成為了Intemet上最有發展前景的新興技術。VRML在各方面都展現出了強大的應用可能性。蘊藏了無限生機。在教育領域的WEB站點中,它可廣泛用于學習情景創設上,以增加學習內容的形象性和趣味性。例如:創建網上三維圖書館,它的好處就在于書籍歸類整理更接近真實并將高于真實,匯編或查閱時書籍只需要鼠標輕輕地點擊對應的虛擬圖書。另外,使用VRML做模擬訓練是一種可行性極高的措施,它不僅可以減少某些情況下現實空間中操作的難度和危險。
更為重要的是它可以使訓練造價得到大幅度降低,這樣就使得在教育方面的應用成為可能。由于這種模擬系統具有高度的真實性,所以并不會因為沒有真實系統介入而造成較差的訓練效果?,F在虛擬校園、虛擬考場也已經陸續地出現在網絡中,這些新興的教育形式必將因其優越的一面而在未來教育領域中占有一席之地。
二、虛擬現實技術在計算機專業教育中的應用
2.1虛擬現實技術在輔助課堂教學中的應用
眾所周知,計算機課程實踐性很強,在書本上體現難免會給人們的理解帶來困難。利用虛擬現實技術制作的課件能夠很好地解決這一問題。例如,在計算機基礎課程中介紹計算機中各個組件的結構和講解計算機組裝的過程時,書本的文字難以讓學習者了解組件結構和組裝的過程。利用虛擬現實技術可以將文字、聲音、圖片、動畫等幾種媒體表現形式有機地結合,設計出生動活潑的界面。制作出一些三維的、交式的、具有沉浸感的內容,滿足學習者從各個角度觀察和學習,仿佛身臨其境,更好地理解學習的內容。
制作VRML課件的基本思路是:
(1)制作一系列空間形體的三維造型和動畫.并且為這些造型指定所需要的顏色、大小等。
(2)引入VRML的相關節點,建立虛擬運動空間。實現課件多媒體功能。
(3)優化VRML場景,即在構建場景的過程中,利用VRML提供的高級造型技術適當優化程序。
(4)VRML文件的輸出,將已創建的空間場景輸出為.wrl形式的文件。
例如,設計VRML課件來實現網上虛擬計算機組件結構和組裝的輔助教學。
首先,在介紹計算機組件選擇知識同時??梢栽诰W上從各個角度來觀察VRML制作的計算機組件的造型.增強感性認識,并使學習者對怎樣組裝計算機有個初步的了解。利用VRML的造型設計和VRMLScript的動畫鏈接.虛擬出組裝計算機過程中所需的主要硬件,再通過把VRML文件嵌入到網頁的方法,使學習者既能在網頁中看到二維不同型號硬件的圖片和一些描述硬件的文字.又能看到三維的虛擬制作出來的硬件模型。這樣使學習者能真切地、直觀地感受到二維和三維的不同.感受到虛擬世界的美妙。然后,通過文字和圖片向學習者介紹如何將各計算機組件組裝到一起。接著,通過VRML的動畫節點控制和VRMLScript的結合。制作出安裝、注釋和視點切換的效果,然后按照六個安裝步驟:第一,機箱、主板的安裝;第二,風扇、內存的安裝;第三,光驅、軟驅、硬盤的安裝;第四,聲卡、顯卡的安裝;第五,電源的安裝;
第六。顯示器、鍵盤、鼠標的安裝,組合完成整個在虛擬三維世界中組裝計算機的過程。
在學習的過程中,只要點擊相應的按鈕,就可以按相應的步驟進行安裝。拖動鼠標或按鈕可以隨意地移動計算機組件到指定的位置進行安裝。在安裝完光驅和軟驅后,點擊光驅的開、關鍵,光盤托會自動拖出和送入,點擊軟驅的按鈕,軟盤會自動取出.使學習者能動態地觀看到效果。有一種身臨其境的感覺來完成學習的過程。
通過VRMLScript語言的鏈接。制作出生動有趣的動畫效果和逼真的聲音效果。例如.當你點擊軟驅上的按鈕,會發出聲音并彈出一張軟盤;當你點擊光驅按鈕時,盤盒會自動地彈縮并發出逼真的聲音。為了方便學習。還可以實現注釋信息,當學習者的鼠標碰到硬件設備時。在對象的旁邊會出現一個注釋信息,說明該對象名稱。
又如,在《數據結構》課程中,對于常用的數據結構的算法思想.由于其抽象程度高。使得學生很難理解。我們也可以通過虛擬技術將其制作成課件進行教學。將抽象的算法過程以淺顯易懂、形象直觀的形式展現出來。例如,遞歸算法是學生比較難理解的,因為其算法是靠隱形調用堆棧來實現,而通過虛擬技術可以將堆棧內部情況的變化動態、直觀、形象地表現出來,這樣學生就很容易理解。同樣在講解樹和圖的遍歷時,可以從可視化的角度觀察遍歷的順序。二叉樹與樹的概念的區別、Hanoi塔等問題都可以直觀地表現。方便教師的教學和學生的理解。
總之,通過制作課件來輔助課堂的教學,能為學習者提供生動、逼真的感性學習材料,使抽象的學習直觀化、形象化,幫助學習者解決學習中的重點和難點,提高學習者的積極性。
2.2虛擬現實技術在計算機實驗中的應用
由虛擬現實技術生成的適用于進行虛擬實驗的實驗系統,包括相應的實驗室環境、有關的實驗儀器設備、實驗對象。以及實驗信息資源等。虛擬實驗室可以是某一現實實驗室的真實再現。也可以是虛擬構想的實驗室。例如,在城域網和廣域網的網絡建設過程中,不必真正把網絡構建起來就可以親身體驗,猶如進行現場的操作。在數字電路的課程實驗中,可以通過虛擬的電路器件來達到電路設計的目的,而沒有購買器件問題所帶來的麻煩。在電子商務課程實驗中,可以虛擬商務環境,讓學生進入這個虛擬環境。身臨其境地體驗現場交易的氣氛和參與交易的過程。計算機操作系統的安裝是比較基礎但又是難做好的一個實驗。由于在計算機上安裝新的操作系統不可避免地會對原有的操作系統產生影響。
使用虛擬計算機來進行操作系統的安裝試驗就十分的方便了。工作總結使用虛擬機的軟件VMware可以創建與真實計算機一模一樣的虛擬機。創建的虛擬機有自己的CPU、內存、硬盤、光驅,在這個虛擬機上,可以安裝Windows、Linux等真實的操作系統以及各種應用程序。通過在虛擬的操作系統環境中進行操作,熟悉操作和新技術,達到事半功倍的效果。VMware只是一個軟件。可以幫助你在一個操作系統的環境下安裝另一個操作系統,而不會對當前的操作系統產生影響。
虛擬現實技術還可以對學生學習過程中所提出的各種假設模型進行虛擬.通過虛擬系統便可以直接地觀察到這一假設所產生的結果或效果。利用虛擬技術。學生還可以進行網絡設備設計、電路設計等方面的學習探索,設計出新型的網絡設備和電子器件.從而激發學生的創造性思維,培養學生的創造能力。:
通過虛擬的實驗室進行實驗,既可以縮短實驗的時間,又可以獲得直觀、真實的效果,還能對那些不可見的結構原理和不可重組的精密設備進行仿真實訓,避免真實實驗操作帶來的各種危險。并且,虛擬實驗具有先進性和共享性,易擴充.易于改變教學項目,減少設備投入經費,使教學內容在虛擬的環境中不斷更新.使實驗實踐及時跟上技術的發展。但是在采用虛擬實驗進行教學的過程中,并不能完全代替真實實驗。虛擬實驗是虛擬的實驗,缺少“實物感”,正如在網上看書與拿真實的書看時,會覺得真實的書更實在。在網絡實驗中,用到的網絡設備像路由器、交換機等種類、型號都很多,在虛擬實驗中.學生很難見到這些設備,如果在真正的實踐中可能會無從下手。因此,在具體實施中,應該虛實進行結合。有目的地安排一些實驗在真實環境中操作,這樣,他們會對實驗的設備有親身的體會,更能加深實驗的印象,提高實驗的效果。
三、結束語
虛擬現實技術在計算機教育領域發展的潛力是巨大的,只有親身去經歷、親身去體驗去感受,比空洞抽象的說教更具說服力,主動地去交互與被動地觀看有質的不同。虛擬現實技術能形象、生動、逼真地表現教學內容,有效地營造一個發展的教學環境。提高學生掌握知識和技能的效率和積極性,達到優化教學過程、提高教學質量的目的,從而解決傳統教學方式無法解決的問題。隨著計算機網絡技術的飛速發展,基于WEB的虛擬現實遠程教育具有廣泛的應用前景,必將成為21世紀教育的主流。
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2應用中的特點
2.1設計空間展示的全面性
傳統的表現形式只可以傳輸一種空間信息,而且無法做到完整性。虛擬現實技術利用三維立體的表現形式,可以完整地把每一個細節予以呈現,讓人有一種身臨其境的真實感,不再只是看著圖紙來想象,而是身臨其境進行感受。
2.2瀏覽的快捷性
利用發達的計算機網絡,設計者和施工單位可以聯系的更為快捷。設計者的“想法”不必親手送到施工單位,立體的設計樣品利用遠程瀏覽便可商榷,不但節省了時間,而且提高了工作效率。另外,瀏覽的快捷性還可以讓大部分群眾參與到決策中來,讓群眾在享受虛擬的園林設計活動中,可以提出自己的建議,有助于施工單位和設計者的工作。
2.3設計趨于完美性
虛擬現實技術具有很強的可操作性,設計者在整個風景園林的設計過程中能夠隨意進入任何一個設計階段進行切身的體驗,從而客觀地審查自己的作品,如果發現不足,可及時進行修改。此外,在虛擬的現實環境中審視自己的作品,有利于提高設計者的水平。
2.4決策的準確性
風景園林設計的實施過程中受到的影響因素較多,因為風景園林設計與周遭環境氛圍以及和大眾審美趣味是息息相關的。人們利用虛擬現實技術對園林設計的整體過程知曉的越來越多,越來越具體,就越能提出建設性的建議及意見。簡而言之,虛擬現實技術是連接大眾和設計者的紐帶。只有前期人們對園林設計進行了整體的了解,施工方的后期施工過程才能得到人們的寬容和見諒,此種人性化、大眾化的園林設計才能獲得雙贏。
3應用的展望
3.1不斷進行創新
首先要加快計算機技術的創新和革新,不斷發展現代虛擬技術系統,制造出高性能、低成本的計算機設備,要在技術層面為虛擬現實技術的發展提供有力的支持。此外,在運用過程中,要根據風景園林設置的理念進行再創新,使其具備風景園林設計的特色。技術的創新是風景園林設計的內核動力,是虛擬現實技術進步發展的源泉。
3.2加強參與的大眾化程度
要充分利用虛擬現實技術的自身優越性,讓更多的人們參與到風景園林設計中來。利用虛擬現實技術可以通過網絡傳播,利用各種網絡、電視等新媒體進行更大、更廣范圍內的網絡虛擬活動,使園林設計有更多的大眾參與,這樣將有助于決策者的科學準確決策,最終得出既科學準確而又人性化的風景園林設計方案。
3.3充分利用其他科學技術發展自身
例如,與環境和空間技術的結合,便能夠應用到城市的規劃、修復與重建、城市的綠化等各個方面,這不但可以使虛擬現實技術的應用更加科學化,而且更加人性化、更加環保。
一、引言
隨著我國經濟的穩步增長和基礎建設規模的加入,建設項目的規模越來越大、結構形式日益復雜,對土木工程學科管理的科學性、精確性要求越來越高。實現土木工程的信息化、智能化、可視化和集成化成為土木建筑工程項目管理現代化的要求和本領域的研究熱點。虛擬現實技術(VirtualReality,VR)是綜合性與集成性極強的高新技術,在軍事、醫學、設計、藝術、娛樂等多個領域都得到了廣泛的應用。土木工程中的虛擬現實技術涉及土木工程領域的各個學科,已顯示出一定的實用性,技術潛力十分巨大,應用前景非常廣闊[1]。
二、虛擬現實技術及其特點
虛擬現實技術,又稱靈境技術,是20世紀末興起的一門嶄新的綜合性信息技術。它融合了數字圖像處理、計算機圖形學、多媒體技術、傳感器技術等多個信息技術分支,大大推進了計算機技術的發展。VR技術是把抽象、復雜的計算機數據空間轉化為直觀的、用戶熟悉的事物。它的技術實質在于提供一種高級的人機接口。利用VR技術所產生的局部世界是人造和虛構的,并非是真實的,但當用戶進入這一局部世界時,在感覺上與現實世界卻是基本相同的。因此,虛擬現實技術改變了人與計算機之間枯燥、生硬和被動的現狀,給用戶提供了一個趨于人性化的虛擬信息空間。它以模擬方式為使用者創造了一個實時反映實體對象變化與相互作用的三維圖像世界,在視、聽、觸、嗅等感知行為的逼真體驗中,使參與者可直接參與和探索虛擬對象所處環境的作用和變化,仿佛置身于現實世界中。一個身臨其境的虛擬環境系統是由包括計算機圖形學、圖象處理與模式識別、智能接口技術、人工智能技術、多傳感器技術、語音處理與音像技術、網絡技術、并行處理技術和高性能計算機系統等不同功能、不同層次的具有相當規模的子系統所構成的大型綜合集成環境。所以,虛擬現實技術是綜合性極強的高新信息技術。虛擬現實技術具備以下三個方面的特性。
1.沉浸性
虛擬現實技術是根據人類的視覺、聽覺的生理心理特點,由計算機產生逼真的三維立體圖像,使用者戴上頭盔顯示器和數據手套等交互設備,便可將自己置身于虛擬環境中,成為虛擬環境中的一員。使用者與虛擬環境中的各種對象的相互作用,就如同在現實世界中的一樣,一切感覺都是那么逼真,有一種身臨其境的感覺。
2.交互性
虛擬現實系統中的人機交互是一種近乎自然的交互,使用者不僅可以利用電腦鍵盤、鼠標進行交互,而且能夠通過特殊頭盔、數據手套等傳感設備進行交互。使用者通過自身的語言、身體運動或動作等自然技能,就能對虛擬環境中的對象進行考察或操作。
3.多感知性
由于虛擬現實系統中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應裝置,因此,使用者在虛擬環境中可獲得視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知,從而達到身臨其境的感受。
三、虛擬現實技術在土木工程中的應用
1.虛擬現實技術在土木工程中的應用前景
在土木工程中,長期以來人們不得不用抽象的概念表示非常豐富的內容,如用平面圖、剖面圖、立面圖等平面圖形成一些規定的符號來表示三維的立體建筑,用比較抽象的圖形和精練的語言來描述復雜的場景,以傳遞大量的信息。但這一種信息處理與傳遞方式受到信息接受者所從事的職業、知識結構及理解能力的影響,交流起來非常困難。
VR技術的發展為我們克服這一困難提供了極其有效的手段。用虛擬現實既能表示真實的世界,也可以表示虛擬的世界。表示真實世界時,可以突破物理空間和時間的約束,做到能“超越現實”;在表示虛擬世界時,又能使其中的虛擬物體表示出三維逼真感,以達到身臨其境的感受,最后形成一種“人能沉浸其中、超越其上、進出自如、交互作用的三維信息空間”。VR技術為用戶提供了一種新型的人機接口,它利用計算機生成交互式三維環境,不僅使參與者能夠感受到景物或模型的逼真存在,并且對參與者的運動和操作做出實時準確的響應。
2.虛擬現實技術在土木工程中的應用領域
由于具有上述的優勢特征,虛擬現實技術在土木工程中得到了廣泛的應用,并且具有廣闊的應用前景。現階段,虛擬現實技術在土木工程中的應用主要有以下幾個方面[2]。
(1)在虛擬施工過程和施工結構計算中的應用[3]
在實際工程施工中,復雜結構施工方案設計和施工結構計算是一個難度較大的問題,前者難點關鍵就在于施工現場的結構構件及機械設備間的空間關系的表達;后者在于施工結構在施工狀態和荷載下的變形大于就位以后或結構成型以后。
基于虛擬現實的復雜結構施工方案設計是指利用虛擬現實技術,在虛擬的環境中,建立周圍場景、結構構件及機械設備等的三維CAD模型(虛擬模型),形成基于計算機的具有一定功能的仿真系統,讓系統中的模型具有動態性能,并對系統中的模型進行虛擬裝配,根據虛擬裝配的結果,在人機交互的可視化環境中對施工方案進行修改。復雜結構施工涉及的因素較多,起重機的布置位置、高度,纜風繩著力點的選擇,構件堆場的位置,起重機的開行路線,構件起吊路線等,都是施工方案設計必須考慮的問題。若對這些問題考慮得不夠,則工程施工的進度、成本等都會受到影響,甚至導致安全事故的發生。
建筑結構施工前往往要對施工方案進行受力狀態復核。如在大跨空間結構施工中,不僅要考慮施工過程的安全性、可行性,還要考慮結構本身在施工過程中安全性、可靠性。某展覽中心,鋼結構屋蓋支承在鋼桅桿上,桅桿兩端為錐形,與下部混凝土結構鉸結。為了減小鋼桁架的變形,更為了維持結構的穩定,在鋼屋蓋桅桿和混凝土之間,采用了一系列的斜拉索(前索、背索、穩定索)和撐桿,形成一個穩定的結構體系。在鋼結構的施工中,不同的支撐方案、不同的拼接方案,在結構的不同部位會引起不同的效應,而隨著連接桿件的安裝,這些施工階段的應力將殘余在結構部位上,并影響到最終的結構受力安全性;并在結構就位過程中,有可能失穩和變形。這就需要進行施工過程的精確分析。用虛擬現實技術可以對不同的方案,在短時間內做大量的分析,從而保證施工方案最優化。
(2)在工程項目招標投標中的應用
建筑業是我國的支柱產業,建筑市場的過度競爭已是長期的事實?,F代建筑工程項目的運作,業主處于絕對有利的地位。在有限的時間內,如何使業主和評標的專家很好地了解招投標文件的編制和被認可的程度直接關系到承包商有沒有中標的機會。因此,承包商在注重投標文件的技術可行、報價合理的同時,也非常注重投標文件的包裝。尤其是大型工程、國家重點工程和國際工程的招標投標,往往在項目企劃階段就已經開始這方面的運作[4]。
借助虛擬仿真系統,把不能預演的施工過程和方法表現出來,不僅節省了時間和建設投資,而且不用項目經理的現場答辯,方案的優劣就一目了然。這無疑大大增加了承包商中標的幾率。
(3)在可視化計算領域的應用
可視化計算將是今后一個重要的發展方向。在科研中,人們會遇到大量數據,為從中得出有價值的規律和結論,需要對龐大的數據量進行認真分析。對科學計算取得的數據進行可視化加工或三維圖形顯示,可通過交互改變參數來觀察計算結果的全貌及其變化,實現參數化及可視化計算,虛擬現實技術產生了飛躍式的發展。
在運用有限元法進行結構分析時,利用虛擬現實技術則可以通過顏色的深淺給出三維物體中各點力的大小,用不同顏色表示出不同的等力面;也可以任意變換角度,從任何點去觀察。還可以利用VR的交互性能,實時修改各種數據,以便對各種方案及結果進行比較。這樣就使工程師的思維更加形象化,概念更易于理解。把可視化計算技術應用于超大型復雜結構的設計、工程控制和結構分析中,將增強計算軟件的前后置處理能力。例如,在橋梁工程控制和結構分析的可視化計算中,倒退(拆)分析結構倒拆動態演示、結構理想施工線型顯示、施工階段主梁形心線的設計曲線和實測擬合曲線的顯示、前進分橋結構拼裝動態演示、施工預告圖形顯示、主梁內力圖顯示、危險截面應力分布圖顯示等等。更重要的是能借助圖形或圖像來進行實時動態地控制結構的重分析和獲取施工控制數據,同時能實時動態演示和控制設計和施工的過程。
四、結語
虛擬現實技術在不斷發展,專用于計算機圖形和多媒體信息處理的高性能DSP芯片可使處理能力提高上百倍,三維圖形算法和參數化建模算法等可使虛擬現實技術更加成熟。目前,虛擬現實技術還有很多不完善的地方,尤其在土木工程的研究方面,我們應努力建設虛擬現實技術實驗室,開發有價值的虛擬現實工程系統,使其在工程設計、施工、管理和可視化計算等方面得到更廣泛的應用。
參考文獻
[1]張躍.土木工程中的虛擬現實技術[N].科技日報.1997年6月23日.
一、引言
隨著我國經濟的穩步增長和基礎建設規模的加入,建設項目的規模越來越大、結構形式日益復雜,對土木工程學科管理的科學性、精確性要求越來越高。實現土木工程的信息化、智能化、可視化和集成化成為土木建筑工程項目管理現代化的要求和本領域的探究熱點。虛擬現實技術(VirtualReality,VR)是綜合性和集成性極強的高新技術,在軍事、醫學、設計、藝術、娛樂等多個領域都得到了廣泛的應用。土木工程中的虛擬現實技術涉及土木工程領域的各個學科,已顯示出一定的實用性,技術潛力十分巨大,應用前景非常廣闊[1。
二、虛擬現實技術及其特征
虛擬現實技術,又稱靈境技術,是20世紀末興起的一門嶄新的綜合性信息技術。它融合了數字圖像處理、計算機圖形學、多媒體技術、傳感器技術等多個信息技術分支,大大推進了計算機技術的發展。VR技術是把抽象、復雜的計算機數據空間轉化為直觀的、用戶熟悉的事物。它的技術實質在于提供一種高級的人機接口。利用VR技術所產生的局部世界是人造和虛構的,并非是真實的,但當用戶進入這一局部世界時,在感覺上和現實世界卻是基本相同的。因此,虛擬現實技術改變了人和計算機之間枯燥、生硬和被動的目前狀況,給用戶提供了一個趨于人性化的虛擬信息空間。它以模擬方式為使用者創造了一個實時反映實體對象變化和相互功能的三維圖像世界,在視、聽、觸、嗅等感知行為的逼真體驗中,使參和者可直接參和和探索虛擬對象所處環境的功能和變化,仿佛置身于現實世界中。一個身臨其境的虛擬環境系統是由包括計算機圖形學、圖象處理和模式識別、智能接口技術、人工智能技術、多傳感器技術、語音處理和音像技術、網絡技術、并行處理技術和高性能計算機系統等不同功能、不同層次的具有相當規模的子系統所構成的大型綜合集成環境。所以,虛擬現實技術是綜合性極強的高新信息技術。虛擬現實技術具備以下三個方面的特性。
1.沉浸性
虛擬現實技術是根據人類的視覺、聽覺的生理心理特征,由計算機產生逼真的三維立體圖像,使用者戴上頭盔顯示器和數據手套等交互設備,便可將自己置身于虛擬環境中,成為虛擬環境中的一員。使用者和虛擬環境中的各種對象的相互功能,就如同在現實世界中的一樣,一切感覺都是那么逼真,有一種身臨其境的感覺。
2.交互性
虛擬現實系統中的人機交互是一種近乎自然的交互,使用者不僅可以利用電腦鍵盤、鼠標進行交互,而且能夠通過非凡頭盔、數據手套等傳感設備進行交互。使用者通過自身的語言、身體運動或動作等自然技能,就能對虛擬環境中的對象進行考察或操作。
3.多感知性
由于虛擬現實系統中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應裝置,因此,使用者在虛擬環境中可獲得視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知,從而達到身臨其境的感受。
三、虛擬現實技術在土木工程中的應用
1.虛擬現實技術在土木工程中的應用前景
在土木工程中,長期以來人們不得不用抽象的概念表示非常豐富的內容,如用平面圖、剖面圖、立面圖等平面圖形成一些規定的符號來表示三維的立體建筑,用比較抽象的圖形和精練的語言來描述復雜的場景,以傳遞大量的信息。但這一種信息處理和傳遞方式受到信息接受者所從事的職業、知識結構及理解能力的影響,交流起來非常困難。
VR技術的發展為我們克服這一困難提供了極其有效的手段。用虛擬現實既能表示真實的世界,也可以表示虛擬的世界。表示真實世界時,可以突破物理空間和時間的約束,做到能“超越現實”;在表示虛擬世界時,又能使其中的虛擬物體表示出三維逼真感,以達到身臨其境的感受,最后形成一種“人能沉浸其中、超越其上、進出自如、交互功能的三維信息空間”。VR技術為用戶提供了一種新型的人機接口,它利用計算機生成交互式三維環境,不僅使參和者能夠感受到景物或模型的逼真存在,并且對參和者的運動和操作做出實時準確的響應。
2.虛擬現實技術在土木工程中的應用領域
由于具有上述的優勢特征,虛擬現實技術在土木工程中得到了廣泛的應用,并且具有廣闊的應用前景?,F階段,虛擬現實技術在土木工程中的應用主要有以下幾個方面[2。
(1)在虛擬施工過程和施工結構計算中的應用[3
在實際工程施工中,復雜結構施工方案設計和施工結構計算是一個難度較大的新問題,前者難點關鍵就在于施工現場的結構構件及機械設備間的空間關系的表達;后者在于施工結構在施工狀態和荷載下的變形大于就位以后或結構成型以后。
基于虛擬現實的復雜結構施工方案設計是指利用虛擬現實技術,在虛擬的環境中,建立四周場景、結構構件及機械設備等的三維CAD模型(虛擬模型),形成基于計算機的具有一定功能的仿真系統,讓系統中的模型具有動態性能,并對系統中的模型進行虛擬裝配,根據虛擬裝配的結果,在人機交互的可視化環境中對施工方案進行修改。復雜結構施工涉及的因素較多,起重機的布置位置、高度,纜風繩著力點的選擇,構件堆場的位置,起重機的開行路線,構件起吊路線等,都是施工方案設計必須考慮的新問題。若對這些新問題考慮得不夠,則工程施工的進度、成本等都會受到影響,甚至導致平安事故的發生。
建筑結構施工前往往要對施工方案進行受力狀態復核。如在大跨空間結構施工中,不僅要考慮施工過程的平安性、可行性,還要考慮結構本身在施工過程中平安性、可靠性。某展覽中心,鋼結構屋蓋支承在鋼桅桿上,桅桿兩端為錐形,和下部混凝土結構鉸結。為了減小鋼桁架的變形,更為了維持結構的穩定,在鋼屋蓋桅桿和混凝土之間,采用了一系列的斜拉索(前索、背索、穩定索)和撐桿,形成一個穩定的結構體系。在鋼結構的施工中,不同的支撐方案、不同的拼接方案,在結構的不同部位會引起不同的效應,而隨著連接桿件的安裝,這些施工階段的應力將殘余在結構部位上,并影響到最終的結構受力平安性;并在結構就位過程中,有可能失穩和變形。這就需要進行施工過程的精確分析。用虛擬現實技術可以對不同的方案,在短時間內做大量的分析,從而保證施工方案最優化。
(2)在工程項目招標投標中的應用
建筑業是我國的支柱產業,建筑市場的過度競爭已是長期的事實?,F代建筑工程項目的運作,業主處于絕對有利的地位。在有限的時間內,如何使業主和評標的專家很好地了解招投標文件的編制和被認可的程度直接關系到承包商有沒有中標的機會。因此,承包商在注重投標文件的技術可行、報價合理的同時,也非常注重投標文件的包裝。尤其是大型工程、國家重點工程和國際工程的招標投標,往往在項目企劃階段就已經開始這方面的運作[4。
借助虛擬仿真系統,把不能預演的施工過程和方法表現出來,不僅節省了時間和建設投資,而且不用項目經理的現場答辯,方案的優劣就一目了然。這無疑大大增加了承包商中標的幾率。
(3)在可視化計算領域的應用
可視化計算將是今后一個重要的發展方向。在科研中,人們會碰到大量數據,為從中得出有價值的規律和結論,需要對龐大的數據量進行認真分析。對科學計算取得的數據進行可視化加工或三維圖形顯示,可通過交互改變參數來觀察計算結果的全貌及其變化,實現參數化及可視化計算,虛擬現實技術產生了飛躍式的發展。
在運用有限元法進行結構分析時,利用虛擬現實技術則可以通過顏色的深淺給出三維物體中各點力的大小,用不同顏色表示出不同的等力面;也可以任意變換角度,從任何點去觀察。還可以利用VR的交互性能,實時修改各種數據,以便對各種方案及結果進行比較。這樣就使工程師的思維更加形象化,概念更易于理解。把可視化計算技術應用于超大型復雜結構的設計、工程控制和結構分析中,將增強計算軟件的前后置處理能力。例如,在橋梁工程控制和結構分析的可視化計算中,倒退(拆)分析結構倒拆動態演示、結構理想施工線型顯示、施工階段主梁形心線的設計曲線和實測擬合曲線的顯示、前進分橋結構拼裝動態演示、施工預告圖形顯示、主梁內力圖顯示、危險截面應力分布圖顯示等等。更重要的是能借助圖形或圖像來進行實時動態地控制結構的重分析和獲取施工控制數據,同時能實時動態演示和控制設計和施工的過程。
四、結語
虛擬現實技術在不斷發展,專用于計算機圖形和多媒體信息處理的高性能DSP芯片可使處理能力提高上百倍,三維圖形算法和參數化建模算法等可使虛擬現實技術更加成熟。目前,虛擬現實技術還有很多不完善的地方,尤其在土木工程的探究方面,我們應努力建設虛擬現實技術實驗室,開發有價值的虛擬現實工程系統,使其在工程設計、施工、管理和可視化計算等方面得到更廣泛的應用。
參考文獻
[1張躍.土木工程中的虛擬現實技術[N.科技日報.1997年6月23日.
1引言
虛擬現實(VirtualReality)是通過多媒體技術與仿真技術相結合,生成逼真的視、聽、觸覺一體化的虛擬環境,用戶以自然的方式對虛擬環境中的對象進行體驗和交互。然而當前的電子商務大多是基于Web的,要在其中普及由視覺頭盔和數字手套等設備構成的力反饋式交互虛擬現0實是極其困難的(一是技術原因,二是資金原因)。但是以鍵盤、鼠標和顯示器等常規輸入輸出設備在客戶機瀏覽器中構成交互環境的網絡虛擬現實技術卻日趨成熟和完善,這些以Web3D技術為基礎的網絡虛擬現實技術同樣以模擬自然、體驗逼真和交互極強為目標,在相當程度上高效、經濟地實現了虛擬現實系統的目標。
由于網絡虛擬現實技術的出現,不僅促進了虛擬現實技術的普及應用,而且也給電子商務帶來了新的應用空間,有效地提高了電子商務的質量。因此,充分認識虛擬現實技術在電子商務中的重要性、研究網絡虛擬現實技術的特點及其應用規律,從而進一步促進電子商務的發展,已成為當前電子商務中的一個重要課題。
2虛擬現實在電子商務中的作用
2.1虛擬現實技術的特點。
臨場感:用戶感覺到沉浸于在瀏覽器中所呈現的虛擬環境中。
多感知性:用戶能以視覺、聽覺等多種形式感知信息。
交互性:用戶能以接近自然的習慣,用常規的輸入、輸出設備對虛擬環境中的物體或場景進行操作和得到反饋。
真實性:虛擬環境中的物體運動接近符合物理定律。
高效率:虛擬環境中三維空間的建立和顯示不過分依賴客戶機的硬件性能并可實時渲染,所需傳輸的數據量小且可流式傳輸。
2.2虛擬現實在電子商務中的作用。由于網絡虛擬現實技術的上述特點,它在電子商務中正起著獨特的作用:
真實感強:縮小網上購物與真實購物環境間的差別,是一個接近現實場景的虛擬智能購物商城。
激發購買熱情:網上產品展示的目的不僅僅是展示產品,而更重要的是通過讓客戶更多地了解產品而提高產品的購買率。通過網絡虛擬現實技術可將用戶在購買過程中產生的假設進行虛擬,呈現相應的結果或效果。這樣有利于激發用戶的購買熱情。
拓展電子商務的內涵:INTERNET作為有效的商業信息的交通通道被廣為接受,網絡虛擬現實技術的應用使電子商務的內涵被大大地拓寬和延伸了。
3網絡虛擬現實技術
目前網絡虛擬現實技術大多是基于Web3D[1][2][3]技術的,而Web3D技術主要由實時3D建模和動態顯示兩部分組成。通常實時3D建模和動態顯示分為兩種類型,一種是基于幾何模型,另一種是基于圖像。這兩種技術方案各有其特點,前者可方便地建立以任意角度進行觀察的3D空間,但計算量大,因而對硬件要求較高,對復雜模型的建模過程較為困難;后者采用圖像鑲嵌方式實現實時建模,開發成本低,計算量小且效果逼真,但數據量較大。
各種網絡虛擬現實技術為了能在網絡這一特殊環境下不斷發展,都不僅具有鮮明的技術特點,而且也都盡量揚長避短,形成了各自的技術風格,這也為我們在電子商務中針對不同展示內容選用最為合適的網絡虛擬現實技術打下了良好的基礎。有鑒于此,研究和對比分析各種主流網絡虛擬現實技術是十分必要的。
3.1VRML(VirtualRealityModelingLanguage——虛擬現實建模語言)[4]是專門用于在網上建立虛擬現實的設計語言,它采用基于幾何模型的實時建模和動態顯示方法。VRML可以用于建立真實世界的場景模型,也可建立虛構的三維空間。VRML提供了所謂的6+1度瀏覽,即沿三軸方向移動場景和旋轉場景,同時還可以建立與其他3D空間的超鏈接。
VRML文件是文本文件,它可以用文本編輯器編寫生成,其文件擴展名是.wrl。由于VRML語言語法規則較為復雜和嚴格,靠人工編寫VRML文件工作量極大,因此一些三維建模工具(如3DSMAX)以可視化方式建立3D空間并自動生成VRML文件,提高了開發效率,但這樣生成的VRML文件數據量比人工編寫的文件大得多。
VRML適用于構造虛擬三維環境,而對于表達現實世界的真實場景和物體則略感不足。
3.2QuickTimeVR。QuickTime是Apple公司開發的數字圖像影視技術規范,它包含多種媒體數據的壓縮/解壓縮技術。QuickTimeVR是其中一種新的媒體數據格式。它包含了對象影視(ObjectMovie)、全景影視(PanoramicMovie)和多節點影像(Multi-NodeScene)等幾種形式,其文件擴展名是.mov。
由于過去QuickTime是Mac系列機上的數字視頻規范,因而制作QuickTimeVR的開發工具大多在Mac機上運行,缺少PC機Windows上的開發工具,而現在已出現了許多Windows上的QuickTimeVR的專業開發工具,如VRToolBox等,使得開發用于電子商務的QuickTimeVR影視更為便捷和高效。
3.3Cult3D是Cycore公司基于Java開發的網絡虛擬現實技術,它具有獨特的渲染方式,可動態顯示極高質量的圖像且不依賴3D加速卡等硬件,所產生的文件(.co)數據量小且可保留建模工具中所建立的貼圖,并可以在3D物體上設計各種交互和添加聲音,特別適合于在網絡上表達3D對象。
Cult3D技術本身并無創建3D模型的能力,它依靠專門的3D建模工具軟件來建立3D模型,并通過安裝在這些軟件中的插件導出所需的3D模型。支持這一功能的3D建模軟件有3DSMAX和Maya。在Cult3D的交互功能設計軟件Cult3DDesigner中為3D對象設計動作和交互并輸出用于網絡的壓縮文件。
Cult3D技術的弱點是不易表達360°的全景虛擬環境。3.4Viewpoint是Viewpoint公司的網絡虛擬現實技術,其正式名稱是VET(ViewpointExperienceTechnology),它的前身是著名的MetaStream技術。由于Viewpoint開發的虛擬現實文件數據量小、可流式下載、動態顯示圖像質量好以及可實時交互控制改變紋理貼圖,因此被廣泛用于在網上表達3D對象。Viewpoint技術可以根據網絡條件狀況自動調整顯示3D對象的細節和播放幀率,因此它對網絡帶寬適應能力較強。
通常開發Viewpoint的虛擬現實文件是從3DSMAX中導出ASE文件,在Viewpoint的核心應用程序ViewpointSceneBuilder中導入ASE文件,并對相應3D場景的有關元素(如:材質、動畫、交互動作和場景定義信息)進行編輯和設計,最終輸出可在瀏覽器中播放的Viewpoint數據文件(.mts和.mtx)。
3.5Flash是Macromedia公司開發的矢量動畫技術。Flas采用網上流式播放技術,在安裝了Flash播放器的瀏覽器中可以流暢地播放Flas。在Flash中制作動畫時,不僅可在開發環境中繪制矢量對象,而且還可以導入外部矢量圖形文件、位圖圖像文件、多種格式的聲音文件甚至還可編輯視頻文件。Flash現在被廣泛用于開發網絡交互矢量動畫,然而用它也可進行網絡虛擬現實的開發。
用Flash開發虛擬現實數據文件,主要是采用其腳本語言ActionScript控制交互,進而控制通過導入序列圖像或已拼接的360°全景圖像而形成的3D對象或全景虛擬環境。由于用ActionScript進行虛擬現實交互控制的靈活性較大,因此所開發的虛擬現實數據文件也具有較強的個性,同時因為Flash并非專門用于開發虛擬現實的,所以開發時的步驟較為復雜些。
4虛擬現實在電子商務應用的實例分析
4.1電子商務模型的建立。網絡虛擬場景的建立和圖形工作站中的場景的建立有著很大的區別,它首先強調的是模型的簡單化,這是由虛擬現實的實時性要求決定的。在響應速度和場景的真實性發生沖突時,應犧牲一定的真實性,只要能在視覺上達到基本真實即可。因此,常用一些簡單的框架來代替復雜模型,但為了保證一定的真實性,可采用貼圖的方式來彌補視覺上的不足。貼圖有以下兩種制作方法:一種是使用繪畫軟件進行手工繪制、另一種是對建筑物的各個觀察面進行拍照,然后用掃描儀掃描成相關貼圖材質。第一種方法的顏色可限定在256色內,其壓縮的比例較大,貼圖文件較小,生成的場景文件也較小,適合網上傳遞和實時性的要求。后一種方法視覺效果好,但文件的壓縮比例較小,貼圖文件較大,生成的場景大,在網上傳遞和實時性方面不如前一種方法好。無論用哪一種方法都需考慮貼圖的分辨率和尺寸,為了便于下載和渲染,在質量和大小允許的情況下,一幅貼圖限為320×240(或240×320)像素、分辨率為72dpi,用JPEG壓縮(采用最高壓縮比)后約為20K字節。
根據以上所述的貼圖制作方法,虛擬場景中的對象模型可分為以下幾類:①由簡單幾何體組成的簡單模型:該類模型常用作遠處物品的替身,在LOD方法中采用;②賦予手繪貼圖的模型;③賦予照片材質的模型;④賦予手繪和照片混合材質的模型;⑤具有全部細節的精致模型。
4.2電子商務交互查詢功能的建立。為電子商務模型加入交互和查詢功能可采用兩種方法:通過編程加入相應的交互和查詢功能,利用VRML的輔助工具來完成交互和查詢功能的加入[5]。后一種方法比較適合普通的用戶。
Kinetix制作了特殊的VRML輸出嵌入程序,可以輸出場景,包括幾何、材質、動畫制作等,嵌入程序也可制作特殊的VRML輔助工具來規定場景的交互元素。運行VRML嵌入程序VRMLOUT.EXE即可安裝VRML嵌入程序。
通過VRML嵌入程序,可設置以下輔助工具:
Anchor:可將某一實體作為熱點,當被點擊時取出網上所指定的文件。若為VRML場景文件,則該場景被下載顯示。若為其他類型文件,由瀏覽器決定如何處理;
TouchSensor:對從指定設備的輸入產生相應的事件,這些事件表示用戶是否指向特定幾何體,同時也表示用戶何時何處按下定位設備的按鈕;
ProxSensor:接近感知器,指定當用戶進入、離開或在立方體的區域內移動時產生的事件;
TimeSensor:在時間變化是發出事件,可用來控制動畫,也可用于某一時刻進行某項活動,或于某一時間間隔中產生事件;
NavInfo:描述有關觀察者和觀察模式的物理特性;
Background:設定場景的背景;
Fog:設置霧化的效果;
Sound:設定聲音片段的有效范圍,以產生隨距離改變的音響效果;
Billboard:是某一對象隨用戶一起旋轉,以使之始終面向用戶;
LOD:允許瀏覽器在物體表示的不同層次細節間自動切換;
Inline:可在文件中引入外部文件的場景,避免重復制作。
通過以上輔助工具,就可制作出電子商務場景及其交互和查詢功能。
4.3多分辨率漸進傳輸。服務器接收了用戶端的請求后,通過網絡把三維幾何數據傳送到瀏覽器進行顯示,最理想的方式是漸進式傳輸[7][8],這樣客戶端在下載完最簡單的一級模型數據后就可以進行顯示與交互,而不用整個模型傳輸完畢。漸進式幾何傳輸要求模型具有多分辨率表示形式,這對網絡的傳輸和客戶端的繪制都有很多好處。
本文將3D場景數據組織成一個統一的數據結構,實現遞進的傳輸不同類型的模型表示。本文利用分布式虛擬環境中通用的遞推算法(DR)來預測視點的運動算法[6]來預測用戶的位置,該方法簡單而通用,并且能有效的減少網絡上的數據流量,結合Benefit累積和方法,實現了有限的網絡帶寬下的優化3D場景傳輸的一個有效的策略??紤]到網絡的不穩定性和網絡的傳輸質量,作者采用了自適應流控技術,以保證不同質量的網絡連接下不同場景繪制質量的仿真的順利進行。另外本文考慮了傳輸動態物體和不同表示形態的靜態物體到多個用戶的問題。本文的內容集中在3D數據組織管理和優先傳輸排序策略以及3D圖形傳輸協議上,目的在于實現服務器和客戶端之間高效的3D場景傳輸。
4總結
本文介紹了虛擬現實技術在電子商務領域的應用。相關技術包括虛擬場景的構造、系統結構、網格數據的傳輸以及客戶端的交互查詢方式。與傳統的電子商務系統相比,本系統具有更好的沉浸感和交互性,雖然目前離理想的虛擬現實境界仍有較大差距,但交互性強、觸發事件種類多、動態渲染及顯示質量高、可任意鏈接URL或其他3D空間、適宜網上應用、虛擬現實數據文件共享性強以及開發效率高等技術特征,現已成為網絡虛擬現實技術發展的趨勢。隨著網絡虛擬現實技術的不斷發展,將為系統的開發提供更大的空間和更完善的功能。
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puterGraphics
在制造業迅速發展的當今時代,國內的設計教育呈飛速發展趨勢,社會經濟需要設計教育的大步跟上,創造本土品牌需要設計教育合理結合傳統設計教育與現代觀感的設計教育。我們在贊嘆速度帶來的各種豐富便利時,也應該感受到面臨的某些問題與困難,中國的設計教育至今還是處在發展探索階段,尚未真正定型與成熟。在現在各種文化互相交融、影響的全球環境中,作為發展中的中國,怎樣在吸收國外先進設計藝術教育的同時,發揚本土設計藝術,在日漸成熟的現代設計領域里占有自己的一席之地,這是培養未來優秀設計師所應思考的問題。中國歷史悠久,人文內涵豐富,東方文化所特有的思維方式有其自己獨特的民族審美情趣,拋棄原有的藝術文化,那顯然是不明智的,我們應在學習西方設計知識的同時,融會貫通,發展國內設計藝術,在現代感中體現中國的文化韻味和民族根基。近些年來,傳統的裝飾藝術文化有被忽視的趨勢,從以往的“工藝美術”教育到現在的包豪斯教育體系,傳統的裝飾基礎教學課時大幅度壓縮,學院和學生為了盡快進行專業實踐,專業設計課有提早進入低年級階段班級的現象,這個調整有合理的一面,但也出現了一些問題,從傳統裝飾基礎課程來說,相應地裁剪這些課程的教學時間,一方面會使設計思維的形成少了引導性的訓練,在一定程度上削弱了設計的創作源泉。WWW.133229.COM另一方面,學生接觸到工業設計所帶來的抽象思維設計,也可以通過傳統裝飾藝術課程,得到更好的多元化創作,結合本土文化進行適合現代視覺觀念的優秀設計。
一、傳統裝飾基礎課是創作的根源,是具象到半抽象到設計的過渡
傳統裝飾基礎是對具體的物象中體悟,是對原有物象進行再創造,是連接具象與抽象設計的紐帶,它既具有現實自然形態豐富的一面,又具有創作中形成的或繁瑣或簡潔的風格,把作者的觀念暗寓其中,有其豐富的藝術魅力。在裝飾基礎的訓練中,通過對植物、動物、人物、風景等抽象的變形,相應地拓寬設計思路,掌握具象事物的最重要特征,掌握具象與抽象之間的思維鏈接,運用現代的設計形式,進行圖像化的形式設計,使設計更加貼近生活,具有人性化的一面。裝飾基礎課需要運用提煉、概括等手段,把生活中的形象進行藝術加工,從而創造藝術形象。如果缺少了從自然形態到創作這一環,相應地就減弱了對事物的深入觀察。畢加索對“?!钡囊幌盗行蜗筇剿?,也是在對具象事物的觀察和形式構造的探索中創作,“牛”的系列形象展示了從具象、半抽象到抽象的多種變體??档略谒闹鳌杜袛嗔ε小分械囊欢卧捯仓档梦覀冋J真思考:“自然只有在貌似藝術的時候才顯得美,藝術也只有使人知其為藝術而又貌似自然才顯得美。”可見,對自然形象的探索一直以來是形式美感的需要。
有的人認為傳統無法跟上現代設計的思維,其實現代藝術設計的理念在傳統裝飾藝術中也一樣存在,清代的笪重光說:“空本難圖,實景清而空景現。神無可繪,真境逼而神境生。位置相戾,有畫處多屬贅疣。虛實相生,無畫處皆成妙境?!边@其實就是構成藝術美?!耙灰援斒?、“似與不似之間”,這些傳統裝飾基礎中常用的手法一樣用于現在的構成設計中。裝飾基礎課程的訓練內容來源于生活,對設計起著相當重要的作用,快節奏生活的到來,西方簡潔主義的藝術沖擊,工業化產品的繁榮在一定程度上刺激著設計,設計是為市場和社會服務,和經濟、生活緊密相連,脫離生活只講究形式的設計難免讓人感覺華麗的虛構,一個脫離了本土文化的設計無特色可言,一個沒有自己特色的設計也無優勢可言,裝飾基礎課程的削減,在一定程度上削弱了傳統裝飾藝術的熏陶,在設計教育中,我們現在不是尋求統一的模式,統一的模式只會使設計的路子走得越來越窄,豪無創新的可能,只有發展自己的特色,掌握基礎設計步驟,結合現代設計的理念,在加強交流中取長補短,在熟悉本國的傳統藝術設計中比較外來先進文化,才能拓寬思路,一方面繼續提升本國的傳統設計,一方面在激烈競爭中為本國帶來豐厚的經濟收入。香港著名平面設計師靳埭強創作了大量文化招貼。他在《2007全國設計倫理教育論壇》上的發言中認為,美的原則有三條:立意——意念先行,以形取神;創新——承先啟后,破舊立新;活用——適身合用,靈活生動。只有勇于吸收,才能發展,只有敢于繼承、善于交融才能最終真正成為自己文化的主人。
二、裝飾基礎的多元造型手法對創意產業的影響
創意產業是一個經濟名詞,早在1986年,著名經濟學家羅默(p.romer)就曾撰文指出,新創意會衍生出無窮的新產品、新市場和財富創造的新機會,所以新創意才是推動一國經濟成長的原動力。裝飾基礎課作為創作的基礎訓練,所涉及的內容包括對各種材質的表現,對各種傳統裝飾藝術的多元化造型手法進行研究,在圖形設計、色彩感覺、構圖設想、材質應用等方面都有一定的探索的可能,這有利于發散性思維的培養,而創意需要有這種發散性思維,這能啟發在思考中釋放自己的個性才能,從各個方面進行探索,在探索中找到更切實的表現方式,更好地在現代設計中把握創新。
從圖形設計上來說,裝飾基礎研究的是從現實物象中提煉、概括,是對物象經過細致的觀察了解,在觀察中尋找切入點,從這些不同的切入點可以得出不同的思維結果,再通過多元化的造型手法,作多方位的圖形設計變形,這就要求對觀察對象無論從內部還是外部,都進行剖析深入,再進行延展,激發聯想,而創意行為就是在這種過程中產生。創意行為需要突破普通的習慣性思維,必須有深入的觀察,作多方位的思維,才能有合理的異于常人的創意。創意并非是無物可據,無形自來,創意行為的思維訓練中,觀察是創造性技法之一,沒有形象性就沒有審美,也就沒有藝術可言,創意的行為起始于設計的初步,裝飾基礎設計的這種仔細觀察多方位思考的發散性思維有助于創意的迸發。
從色彩感覺來說,裝飾基礎包括研究各種色彩對人類情感的作用,而各種場所、日用品、大到城市建筑色彩的整體規劃,都同色彩研究有著不可分割的聯系,人類對色彩的喜惡,有著不容忽視的作用,作為創意行為,如果不能很好地把握色彩感覺,那就忽略了人類的感情。裝飾基礎研究的是人類在生活中積累的各種圖形財富,各個時期都有不同的代表性色彩,這對掌握不同人群的色彩感情有著很好的探索。
構圖設想是一切造型藝術的重要一環,裝飾基礎設計所涉及的圖形中,無論對單獨的圖形還是繪于各種材質上組合的圖形等,都對構圖作了細致的考慮。在現階段的裝飾基礎課程中,并非是要抱著原有的傳統內容不放,而是力求在符合現代設計思維的創作中設想,所思考的內容可以帶有一定的目的性,把傳統的精華融合于現代設計中,這本身就是一種文化創意產業。創意產業是一種新的發展模式,它強調用全新的思維邏輯方式融入現有產業實現價值創新,分析具象造型藝術構圖設想的三個必要環節——觀察、研究自然;抽象、概括自然;引申、表現自然。這三個環節都是在發展的模式下進行,根據現有的內容通過構圖設想進行新的思維來實現創新。
藝術的實用性是傳統裝飾藝術固有的內容,各種圖形在材質應用上達到新的視覺感受。裝飾基礎設計來源于現實中的物象,通過一定的裝飾手法對現有的物象進行設計變形,再通過各種材質表現,使圖形在材質上達到觀賞效果。在設計過程中,帶有一定的目的性,并對圖形作適合于某種材質的考慮。裝飾基礎設計在材質應用的練習上對裝飾藝術的發展有著一定的作用,也唯有在實用的基礎上才能有所突破。在當今創意時代,具有特色化、個性化、藝術化的產品,有著廣闊的市場,材質上的應用教學,無疑使裝飾基礎設計能夠嘗試更好地與現代產業接軌。通過裝飾基礎的模擬教學,把設計與技術、文化、產品和市場融為一體,這樣既有利于傳統藝術產業的延伸,又可以為現有的產業拓展發展空間,使創意產業成為可能。
設計歸根結底是為經濟服務,經濟的迅速發展和企業之間的競爭迫使設計教育切實了解市場所需,只有跟市場結合,具有特色的個性化產品,才有可能闖出自己的市場,才有可能在國際貿易中找到我們的定位,傳統的裝飾藝術才會有更廣闊的發展,使裝飾藝術真正成為一種創意產業。
系統的設計思維方法的訓練,關注美感設計,包括對生活形態的理解、設計管理、戰略和產品計劃方面的研究。裝飾基礎設計是從生活形態中,通過觀察事物內部外部結構,進行多種思維變化創作,它是界于抽象與具象之間的思維訓練方式,是對同一物體進行多種變化可能的探索,是對物象進行重新構想,或簡潔或繁復,它的設計創新的系統方法,也能夠和現代設計中思維的形式訓練結合。
當然傳統裝飾基礎課從現代設計觀中來看,思路上也有陳舊的一面,以往有重技法輕創新、重平面效果輕材質塑造等的現象,我們只有在現代設計教育的大環境中完善裝飾基礎,才能讓傳統裝飾藝術更上一個臺面。
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(一)審美特點
現代纖維藝術通過其自身獨有的材料質地以及富有個性的表現特征,形成了其他藝術所無法具有的審美特點。這樣的審美特點也就是通過纖維藝術的材質、色澤、形態、機理等因素在空間構成的完善性,透過視覺表達,通過人的審美標準來完成。
1.材料美
物體外形是通過其基本特點結合而成,先要取決于運用材料的差別,其次為表現形式的差別。纖維藝術的材料大多是通過動植物纖維材料、人造纖維以及實物材料所構成。所有材料都具備了各自的物理屬性,通過人的感覺器官變成各自的心理感應,材質之間的物理特性的差別通過藝術家的處理后可以發生不同的美感體現,金屬材質形成的空間環境讓人感受到純凈感;木石材質為人們提供質樸的親近感;織物為人們打造溫馨隨和感;人造纖維由于具備了彈性光亮之美,不僅可以具有柔韌的共性美,還具有不同質感的個性美。材料自然屬性的不同,令藝術家在創作中變為視覺方面美的心理感應,透過適當的藝術表現,為材料的審美價值賦予特殊的意義,進而引發了及其豐富的心理效應。
2.形態美
形態美是由于物體形態在外表上給人以和諧的視覺體會。形態包含了外部形態和內部形態,外部形態指的是空間特點,通常泛指形態的外表,也就是人們所觀察到的外部狀態。內部形態體現出形態里各部分相互間界限的形態,也就是結構形態。外部形態和內部形態屬于局部和總體、背景和前景的關系,兩者相互襯托,其之間的張力在相互作用里實現平衡。外部形態的輪廓能夠體現出內部形態的結構輪廓。材料質地的不同,可以轉變外部及內部結構輪廓線的質感,進而豐富形態在視覺方面的美,例如竹、藤等纖維類,其一同具備的彈性張力由于外形和餒形的結構結合,構成相對鮮明的結構輪廓,從而產生了挺拔利落的形態美。質地柔和的麻、棉、毛等纖維,每個人的柔軟屬性對于編織不同的交織里構成了任意張力結構輪廓,以此體現出柔美和諧的形態美。對于軟硬兼施的材料來講,它對比的張力對于其他部分形態之間的表現屬于曲直剛柔的形態美。
3.肌理美
纖維材料由于質感的差別,才可以進行人為加工處理,引發了一些具有歷史性的美的視覺體會———肌理。這也是此類肌理美締造的纖維藝術碰觸空間。其一,肌理美屬于視覺形態。其具備的物質傾向性張力在各自組織結構里的穿行延展屬于打造肌理美的表現方式,而且還會對人們在心理方面有所影響,視覺形態在肌理方面的體會以及材料構成的富有內涵的心里體會。其二,肌理美的不同質量感。其與顏色、光影、形式以及關聯方面和人們的心理體會融為一體的美感,一類有別于屋里定義方面的質量。色澤暗淡、反光、表面皮膚粗糙,構成嚴重的心理障礙。
4.色彩美
色彩美的締造應當是通過美感體會為根本,將創造總體空間色澤的審美內心需求以及和諧色調空間為己任。現代藝術在色彩美方面,是透過纖維藝術本身的色澤體現以及纖維藝術體現來完成不同層面的和諧。
5.空間美
纖維藝術作品不論是二維還是三維空間狀態,其狀態、色澤、肌理等都與周遭空間的因素產生聯系,藝術家一定對此進行平衡,且令人們在視覺的心理方面引發審美聯想,如此才可以最終完成總體空間美。
6.表層審美
其特點為對形式美伊蘇的結合體會,包含了人們對纖維藝術作品的視覺形態在形、光、肌理、色澤等視覺因素方面的初步判斷與基本體會。現代纖維藝術則通過自身的材質肌理以及特有的個性所體現的形式,結合成為藝術的審美特性。
7.深層審美
不論是現代室內設計還是纖維藝術,都對人們的心理造成影響,這樣文化系統包含了人們對文脈的認同感,以及城市環境的連續性以及滲透性,或者將民族性、地域性、時代性的特征展現出來。
(二)空間媒介特點
相關人士層為現代室內設計給予了一個定義,建筑空間屬于一個穿越了經濟過程,也就是四處走動且改變位置,在相繼的空間發展里的作用,透過感受運動的順序逐步獲得激烈的感受其通過纖維材料為媒介,構造的物質體現以及精神體現。
二、纖維藝術在現代室內設計中的應用
現代纖維藝術身為室內設計的主要構成內容,在室內環境里具有非常關鍵的地位,也有著非常重要的作用,不僅可以令空間更為豐富,還可以和建筑內部空間的照明、顏色、材質構成一個瑣碎的,并且可以同建筑內部空間的材質、色彩以及照明相結合,讓人們的藝術氛圍與建筑設計里相結合,進而令建筑內部環境更為溫暖,并締造出較為豐富的人性空間。由于審美情趣的持續提高,纖維藝術逐漸被人們所關注,纖維藝術品多余空間環境的束縛有著較大的作用。纖維藝術品由于材質豐富、色澤鮮艷,且建筑用材大部分構成了明顯的對比。不論是平面還是例題,都能夠更加人性化,打造出豐富多彩的人生。纖維藝術品通過軟性材料進行硬性控制,再次打造建筑空間里的人文形象,且不忘填補人們在精神方面的需求,形象且活潑的色澤,令溫暖的人性化藝術氛圍與室內空間有效結合。
1.1材料、設備方面
建筑工程在施工的過程中會用到諸多的材料和設備,在生產管理的過程中需要進行全面的控制。因為種類繁多,這樣加劇了管理人員的工作負擔,加上現場材料亂放現象嚴重,施工人員在需要材料的時候,不能夠及時的取出材料進行使用。此外,材料的存放過程中,因為管理不善往往會導致材料的質量下降,特別是鋼筋、混凝土、卷材類材料,這些材料因為管理不善會嚴重影響到工程的質量。施工設備的管理主要是日常維護方面,沒有進行定期的維護,機械帶病工作不緊緊降低了機械的壽命,還好影響到后期設備的維修成本,同時機械設備帶病工作也極易發生安全事故。
1.2主體和責任方面
目前,我國大多數的施工企業沒有成立專門的現場施工管理技術等分析的組織機構,也沒有健全調配資源的制度,這就使得建筑工程中設計、材料、人員配置等脫節。施工人員、管理人員、技術人員之間合作較差,資源配置難以達到最優化,資源浪費的現象較為嚴重。而且對于出現的責任事故也難以落實到個人。例如在澆筑大體積混凝土的過程中極易出現爆模的現象,這時不僅僅會造成施工質量的下降,還會浪費大量的混凝土,但是這個責任到底是誰負責,多數的施工企業還沒有明確的規定,責任工長和技術負責人往往相互推責,最后也只能項目部買單。
1.3資料管理方面
資料管理主要是指施工圖紙的管理,為了追求施工進度,很多企業沒有真正的掌握施工圖紙,就根據經驗進行施工。在施工的過程中,擅自更改圖紙的現象時有發生。出現工程問題的時候再去細細研讀圖紙,這時候就只能返工,浪費了大量的物力勞力。圖紙會審是相當重要的,但是負責人很少進行圖紙會審,不能合理的對施工技術進行優化。
2建筑工程現場施工技術管理問題的解決對策
2.1建立健全建筑工程現場施工技術管理的各項制度
材料、設備方面、主體和責任方面、資料管理方面等存在的問題,需要建立健全建筑工程現場施工技術管理的各項制度,這樣才能杜絕問題的發生。建立現場施工技術管理制度主要包括以下幾個方面:①建立材料的檢查制度。材料設備的好壞對建筑工程施工質量的影響很大,所以需要進進場的材料設備進行檢測,保證質量的合格,同時需要合理的配置檢驗人員。檢驗人員需要具備專業素養,這樣才能夠準確的識別材料的質量、規格是否符合建筑要求標準。材料的質檢需要找尋當地的質檢站,以保證質量的可靠性。②建立施工圖紙會審體制。施工圖紙設計與現場施工是分不開的,施工人員將圖紙和現場進行分析,找到圖紙和施工的矛盾點,這樣才能夠保證現場施工的順利進行,同時保障施工質量。③建立現場施工技術檔案資料的管理制度。技術檔案資料是施工企業以及其建設單位進行技術管理生產的依據。這些材料直接反映了施工單位長期施工的成本標準以及成果。所以需要建立現場施工技術檔案管理制度。匯集現場施工技術管理的相關資料,為建筑工程的改造以及擴建提供必要的依據。④施工企業需要與設計單位一起制定符合現場實際情況的技術方案。施工企業參與制定施工技術方案中去,能夠使得施工方案與現場施工信息緊密的結合,以提升施工方案的可行性。⑤明確管理人員的職責,合理的配置施工技術人員,以更好的做現場施工技術管理工作。責任需要層層落實到個人,這樣才能在出現問題的時候找出問題的原因,同時對于現場施工技術管理工作落實到位的部門人員給予獎勵,以提升人員的工作積極性。建立完善的施工技術管理責任制是必要的,建立相關的責任制,才能避免因為管理不當造成的質量安全問題。建筑工程現場施工技術管理工作的落實需要由各項制度作為保障,但是制度也不能制度的過于死板,需要以服務現場施工技術管理為目的。同時對于工程現場施工技術管理的各項制度不健全的,需要結合工程的實際情況以及優秀的管理辦法進行完善優化。引進國內外先進的管理辦法,才能夠促進建筑工程現場施工技術管理工作到位。
2.2加強對人的控制
加強對人員的控制需要做好以下幾點工作:①需要加強對工作人員的教育培訓,提升施工人員的安全生產意識。定期的組織培訓,以提升施工隊伍的整體水平。并積極鼓勵工作人員考取國家資質證書,以提升工作人員的專業素養。②技術管理人員需要不斷的學習新的管理方法,學習過國內外優秀的管理辦法,然后結合工程的實際情況來應用到項目中去,來提升管理人員的管理能力。③總承包方在進行施工之前,需要對分包方的資質、技術管理水平進行了解。④做好民工的安全教育工作,增強其安全意識,杜絕安全施工的發生。加強對人員的控制是建筑工程現場施工管理的重要內容。
目前,我國對古建筑進行深入研究都有不少的研究性書籍和論文。如:
1.古建筑保護措施與意義的探討,《古建筑保護的意義與措施》(楊笑天,1997),提出古建筑保護的歷史意義和現實意義。明確地說明保護古建筑既是見證歷史的需要,也是建筑專業學習和旅游產業發展需要。
2.古建筑數字化保護研究,《基于GIS與三維激光掃描的古建筑保護》(邢昱等,2009),提出以三維激光掃描點云數據作為基礎數據,結合地理數據庫和三維建模技術,通過建立古建筑數據庫,設計基于GIS的古建筑數字化保護系統。這些研究大都側重于方法論即數字化的保護研究,對立體保護古建筑起到了積極的作用。過去,我們僅依靠文字、圖片去詮釋古建筑藝術,這對于古建筑藝術文化內涵的解讀顯得薄弱而沒有足夠的說服力。而文字和圖片呈現給人們的僅僅是二維的影像,在文字方面僅依賴于講述者的個人感官意愿,無法正確闡釋其古建筑文化內涵,也無法及激起族群內部人的自覺性,其建筑藝術也難以賡延。只有通過現代影視技術的立體性展現,引入當地建筑文化持有者的講述,利用現代影視技術對族群古建筑進行全息性保存,最大限度地保留其藝術元素的本真性;編輯和整合族群古建筑藝術系列影視片,傳播族群古建筑藝術文化內涵。
(二)賀州族群古建筑的藝術特點
對賀州族群古建筑藝術進行分析和研究,是我們將現代影視技術引入的第一步,只有對古建筑的藝術特征有一定程度的掌握,才能從真正意義上使族群古建筑藝術得到保護與傳承。賀州的族群古建筑隨著族群社會各方面的變遷與發展,特別是族群文化藝術的發展,表現出極富地域族群性和藝術多樣化的特點。
1.建筑布局方面。賀州的族群古村落的建筑布局各有不同,大到整個古村的整體環境布局,小到每一間房屋的建筑布局,都經過了古人的精心布置。有的古村呈八卦圖形,有的猶如蛟龍盤旋而上之勢,有的依山臨水,每一處都是人類智慧的結晶。如賀州黃姚古鎮,整個村落有八條街巷形成建筑組團的網絡,布局呈“九宮八卦”形,呈現的是枕山、環水、面屏的“風水寶地”。大部分建筑白墻灰瓦,兩層磚木結構,一樓多為商鋪,二樓住人,具有典型的嶺南建筑特色。每一座建筑在整個布局當中都有其存在的意義,它們用其特殊建筑語言詮釋不同的族群文化。
2.建筑結構方面。賀州目前大致保存的古建筑包括有干欄式、半干欄式和磚木結構三種主要類型。在不同環境下生活的族群,地理、文化等方面都存在差異,其建筑結構也受地形、氣候以及人們的生活習慣所影響,因而古建筑的選址、風格與造型、內部結構、布局等方面都有不同之處。如:賀州富川瑤族自治縣朝東鎮福溪村百柱廟,采用我國北方常見的抬梁式和南方的穿斗式構架相結合的建筑風格,建筑形式獨特,內部裝飾精美,為全國少見。其特殊的結構形式,是楚文化沿賀州古道南傳的重要歷史遺跡。
3.建筑裝飾方面。古建筑中的雕塑刻飾也是由早期的簡單質樸向繁復精細發展,形成圖案化、規格化,時代風格非常明顯。如賀州龍道古村,整個古村的建筑為青磚瓦房,特別是建筑中的“三雕”即灰雕、木雕和磚雕的構圖、內容及文化蘊涵,在建筑雕刻藝術根植于深厚的族群傳統文化,體現出獨特的民俗藝術氣息和鮮明的人文主義精神。
4.建筑形式方面。賀州地處三省交界,多元文化在此碰撞、融合,形成多樣的建筑形式,在賀州的族群古建筑中有些建筑物有著明顯的外國建筑裝飾藝術的特點,這表明了早期國外建筑藝術對中國古建筑的滲透和融合。如臨賀古城,整個古村建筑群中形成國外建筑藝術與中國傳統建筑藝術相生相惜的格局。在建筑構件上,護欄、壁柱、拱券等西式建筑構件的廣泛運用,也體現著外國建筑技術與中國傳統建筑藝術相結合,使古建筑具備了中國式的新風格、新形式。
(三)現代影視技術的應用
現代影視技術在古建筑藝術中的最優化研究,主要探索攝像與對象的高保真問題,即解決色差、解析度等技術問題,最大限度保留建筑藝術元素的本真性。我們可以利用現代影視技術、影視材料對古建筑細節進行刻畫和表現,甚至是對古建筑的仿真性的影視重構,在影視片段的后期處理中還可以運用多媒體集成技術(Presenter、CorelDraw、PhotoShop、IEBook、Captivate、Cooledit、Flash、SwiffChartPremierePro、SwishMAX等等)對文本、圖形、圖像、音頻和視頻等進行編輯,同時對各種媒體進行采樣、壓縮、編輯、修改、整合、存儲、傳輸等交互性處理,通過對多種媒體表達的建筑元素進行恰當地整合、提煉,展示出古建筑的素材具有較強的交互性,從多角度去體驗古建筑的魅力。如:Premiere是非線性編輯軟件,由于它的編輯功能強大,文件格式和相關軟件的兼容性好,在視頻、音頻編輯方面表現出色??梢愿鶕迦汗沤ㄖ从车恼鎸嵉乃囆g內涵和腳本,對采集的數字視頻、音頻進行處理、合成、最后形成具有真實性的影視片段。從而使族群古建筑藝術的保護與傳承實現藝術和技術并行。
二、族群古建筑藝術保護與傳承的策略
(一)加強古建筑持有者保護藝術文化自覺性
當地居民作為族群古建筑的“持有者”,族群內部人的思維方式和認知方式是解讀族群古建筑藝術文化的關鍵。所以,實實在在的將保護族群古建筑的自交回古建筑的擁有者———當地居民,由他們直接管理和經營,并與相應的旅游開發商洽談合作,在此過程中,政府只是加以適當的調控及幫扶,使古建筑“持有者”真正感受到“主人翁”的地位,增加居民收益,同時也減輕了在古建筑維護、維修方面的資金壓力,形成不斷提高古建筑應用價值和藝術價值的“經濟利益鏈”。同時,當地居民在保護族群古建筑中應該處于主導的地位,他們除了充當保護的使者同時也是古建筑藝術文化的詮釋者,通過宣傳、教育等多方面手段,提高“持有者”的藝術文化修養,使其具備對本族建筑與藝術文化獨特的思維和視角。通過對族群古建筑藝術元素的提取及其“持有者”的文化解讀,可以更深層次地了解古建筑的文化內涵及藝術特點,給我們破解其“文化地圖”提供了可借鑒的方法,最大程度地保護族群古建筑藝術的完整性、保真性。通過實施一系列積極保護與傳承相結合策略,以激活族群的傳承內動力和文化自覺,達到古建筑藝術文化的自然傳承與延續。
(二)加強對古建筑藝術文化的挖掘與開發利用的研究
目前,對賀州族群古建筑的研究僅有少量的文獻資料,而對于古建筑藝術文化的解讀顯得薄弱,而對賀州族群古建筑藝術進行影視化保護,是用影視文化特有的方式詮釋古建筑藝術的魅力。目前,賀州族群古建筑研究尚處于起步階段,技術也相對落后。近年來,《茶是故鄉濃》、《酒是故鄉醇》、《月光戀》等影片在國內火熱上映,賀州的深厚文化底蘊不斷地呈現在全世界人民的眼前,被人們所熟知。隨著賀州古建筑的知名度不斷地提高,我們更需要以此為契機,利用專業的團隊研究,充分發掘和整合古建筑的人文歷史資源,并運用影視媒體等宣傳手段具象地將族群古建筑的藝術文化呈現出來,引起社會的高度關注,進一步發掘族群古建筑的藝術價值。同時,以影視化為載體,將發展當地特有的文化產業和旅游產業相互結合起來。如賀州黃姚古鎮年接待游客上萬人,大量游客的涌入必定帶動當地的相關旅游業、服務業、手工業、食品業等行業的發展,具有三維立體的影視片段可以廣泛應用于各行業的推廣及廣告宣傳等方面,從而成為整個區域的經濟文化發展的一部分。
(三)古建筑的維護應堅持“修舊如舊”的原則
社會經濟的發展,人口流動及旅游產業的開發必定會對古建筑造成一定的損壞。特別是古鎮的旅游由開發商運作,為求獲得最大的經濟效益,古鎮接待游客的數量大大超過的所能接待的能力,這給古鎮的定期修復造成較大影響。如何對古建筑進行合理的修復,也是廣大學者所重點研究的內容。我國對古建筑的保護研究,緣起古文物修復理論。梁思成留下了珍貴的《圖像中國建筑史》等學術遺產,并提出“修舊如舊”的方法,給人以啟迪。賀州的族群古建筑中,依附于古建筑并存的還有大量的建筑裝飾藝術,如:白墻灰瓦的色彩搭配,體現了質樸淡雅的嶺南特色;磚雕、灰雕、石雕和壁畫、匾額等,其表現形式、藝術造型、色彩的運用等方面,都有其不可代替的意義。在修復的過程中,只有保持原有的修復工藝才能從真正意義上保護與傳承古建筑文化藝術。