大学论文
摘要：本文以江苏高校哲学社会科学研究课题《虚拟仿真系统的VR技术在室内设计中的应用研究》为依据，分析沉浸式VR技术的特点和主要设备，关键技术与程序，从VR技术的体验感，将实际现实环境与虚拟场景大融合，遵循操作科学，范围系统，人机交互等各项标准，打破传统的以实际所见的仅限三维空间的模式，打破思想的壁垒寻找新的突破口。通过分析沉浸式VR技术来对室内家具进行剖析，得出相关实践方式，为室内家具的设计做出更好的设计方案提供技术支持。
关键词：沉浸式； VR技术； 室内家具设计； 实践应用；
沉浸式VR技术能够让人感到身临其境的效果，为传统的认知和应用提供更多的创新和便利，在进行室内家具设计时可以以现实存在的真实场景为模型，通过设计师的各种想法进行虚拟情景的创建，激发人的各种感官体验，让人与虚拟场景得到很好地交互，建立空间感，使设计的效果更具有现实体验交互。
1沉浸式特点
1.1设计沉浸式
沉浸式的特点是通过VR技术对顾客提供一个接近实际的体验场景，借助虚拟场景从设计师的角度可以让甲方加强参与互动，实际演练而体验作品的技能效果。VR技术在商业中可以为消费者提供一个防真度极高的作品效果，使人在体验中感受到更加丰富的体验，针对实践性较强的内容，可以让顾客和作品在虚拟场景中进行互动，感受设计师实际的想法与技能，然后再融合甲方建议与设计师的主动性和创新性，可以很好地改善传统的设计双方，表达理解上的差异，以及空间情境感不强等各项问题。
1.2沉浸式VR
虚拟仿真又称虚拟现实技术或模拟技术，就是用一个虚拟的系统模仿另一个真实系统的技术。沉浸式VR是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。
2 VR技术的发展现状与技术特性
2.1 VR技术的发展现状
虚拟现实之父在1965年发展的一篇《终极的显示》的论文中首次提出把计算机屏幕作为现实世界和虚拟世界的交融窗口，开启了虚拟显示技术研究的先河。他又通过对头盔式三维现实装置的设计为三维立体显示技术提供一定的设计依据，随着时间的发展，根据先前的各种应用手段提出的VR技术。在20世纪70年代，VR的技术模型概念已经形成，通过之前的各种技术应用已经可以创建虚拟的图形环境，用户可以与虚拟环境进行互动，而环境也能给人以良好的反映。近年来，虚拟仿真技术作为新兴技术开始在社会各行各业中崭露头角，得到了越来越广泛的应用，尤其是在医学、房地产、军事、娱乐、艺术设计等领域，在为人服务的同时也获得了巨大的经济效益。因此，相关学者认为，20世纪80年代是个人计算机的时代，90年代是网络、多媒体的时代，而21世纪初则将是VR技术的时代。
2.2 VR技术的原理与特性
VR技术结合了现下国家发展的多项领先技术，是多媒体的最高运用。将计算机技术与图形，计算机视觉与视觉生理学，传感与测量技术，仿真技术，立体显示技术，语音识别和合成技术，视觉心理技术，网络人工智能技术，人机接口能多项内容，将其应用在生活各方面。VR技术的目的为生成三维虚拟世界，通过计算机编程程序，显示器引用后结合传感，配合大数据等多项领域，根据数据处理来解决人机互动问题，突破传统的感知边界，创设出虚拟世界，让人有仿真体验感，结合现在拥有的互联网技术，5G的大范围普及，让人能够快的沉浸在虚拟的情景中。
3沉浸式VR的主要设备
虚拟现实实现人与虚拟世界进行自由交互，身临其境。实现这一交互的输入输出设备主要有头盔显示器、数据手套、数据衣服、三维位置传感器和三维声音产生器等。
3.1虚拟现实头盔
软件公司研发的虚拟现实头盔，这是一种沉浸式的虚拟现实设备，是VR技术的重要内容，它包含了头戴式设备，两个基站与操控式手柄，各类线材和转接盒。设备进行链接通过手柄和设备可以让场景具有沉浸式体验，可以自由接触到虚拟世界的空间场所，到达和体验各种空间活动，技术的不断更新，可以在视觉上加强分辨率，声音更加真实，来达到场景的真实感，技术的进步也在不断减少人的不适。
3.23D立体眼镜
在看电视或电影中，如果使用3D立体眼镜会使人有种身临其境的感觉，这种产品是根据对画面的高刷率达到效果，由于人的眼睛处于视线，左右眼可以看到相同的东西，在对画面的处理中，可以将图画一分为二，区分两只眼睛画面，让所见进行交替切换，结合红外线控制开关，在3D零钱中进行快门式处理，通过技术处理能达到画面的原始分辨率，感受真实的3D效果，可以保持画面的色彩和亮度，做到虚拟和现实的很大比例的相似性。
3.3三维位置传感器
三维位置传感通过摄像头让硬件有了一双感知环境的"智慧之眼",三维位置传感器拥有多项功能，包含人脸识别、三维测量，环境感知等多项技术，可以广泛应用于家具设计中的电视、手机、机器人、智能家居安防等领域。通过传感技术利用红外线反射，将光编码投影于物体，然后通过电脑编码出图案，并计算出具体位置。三维传感器可以弥补普通相机上的不足，可以测算出物体距相机的距离，通过图像的语义可以很好的获得相关数据，可以知道物体每个点的实际坐标，然后结合具体图像可以还原真实场景，实现模型创建。
4沉浸式VR技术在家具设计中的实践应用
沉浸式VR系统建立虚拟的现实环境，体验者可以很好地与虚拟环境进行交互，识别虚拟环境中的各种信息，并能得到一定反馈，在家具设计虚拟场景中包含场景的各项模型，场景的声音效果，场景相关数据处理，场景信息管理等各方面的信息。
4.1动态环境建模技术
沉浸式VR技术是高度集成的技术，涵盖计算机软硬件、传感器技术、立体显示技术等。虚拟环境的建立是VR技术的核心内容，动态环境建模技术的目的是获取实际环境的三维数据，并根据需要建立相应的虚拟环境模型。在处理家具设计中一些相对规则的物体时可以作用CAD信息软件进行三维空间测量，不规则环境可以运用建模技术来进行立体三维数据处理。在现实操作中，两点内容势必要相互存在，将所得数据进行处理，可以提升效果与现实场景的真实性，VR技术的可信度也是通过各项指标与现实场景的相似度反应出来的，在VR技术中创建的准确度模型越高，其真实体验感越好。
4.2实时三维图形生成和显示技术
三维图像相对二维图形的生成较晚，主要原因还是在于技术的难度与复杂性，三维通常建立立体模型，在场景中实现相应的模型绘制与空间场景处理来处理好三维画面。这种场景的创建有一定的实效性，可以通过场景切换刷新降低图形难度，保证图形刷新的时间可以真正的做到"实时"效果。
三维图形的生成技术已比较成熟，而关键是如何"实时生成",在不降低图形的质量和复杂程度的前提下，如何提高刷新频率将是本项目今后重要的研究内容。此外，VR还依赖于立体显示和传感器技术的发展，现有的虚拟设备还不能满足系统的需要，有必要开发新的三维图形生成和显示技术。
4.3真实感绘制技术
建立场景通常不仅要考虑场景的立体效果，还更应该是实时发生的，当用户处于模型的不同角度，他的实现发生转变的同时，场景需要不断更新，图形变化必须与视点画面相结合，保证更新速度，否则如果画面出现停顿和延迟，就会影响真实感，所以在操作前就应该运用真实感绘制技术真实感包含了三方面内容，几何、行为和光照都必须保证真实感，实时包含了三方面内容，运动对象的位置，运动姿态的时实，运动动态画面的实时计算，画面更新速度可以让人察觉不到，自然融入，这样可以做到对系统输入用户操作做出一定反映可以产生相应场景来同步发生事件。
4.4智能化语音虚拟现实建模
虚拟现实建模是一个比较繁复的过程，需要大量的时间和精力。如果将VR技术与智能技术、语音识别技术结合起来，可以很好地解决这个问题。我们对模型的属性、方法和一般特点的描述通过语音识别技术转化成建模所需的数据，然后利用计算机的图形处理技术和人工智能技术进行设计、导航和评价，将基本模型用对象表示出来，并有逻辑地将各种基本模型静态或动态地连接起来，最后形成系统模型。在各种模型形成后进行评价并给出结果，并由人直接通过语言来进行编辑和确认。
5结语
沉浸式VR系统建立虚拟的现实环境，体验者可以很好地与虚拟环境进行交互，识别虚拟环境中的各种信息，并能得到一定反馈，在虚拟场景中包含场景的各项模型，场景的声音效果，场景相关数据处理，场景信息管理等各方面的信息。VR系统中包含了大量的信息，它感受人类行为去做出相关信息与行为设计，创建出反映真实模型，在VR技术中要做到信息同步、信息识别、信息合成、数据传输、模型创建等多项应用，设计过程比较复杂，我们要充分将所有程序进行系统化处理，做到各项功能的同步运行才可以做到各项场景的正常处理，保证画面的清晰度，虚拟场景也是与现实的真实反映，人的感觉应该与各种功能相互切换配合，才能做到虚拟与实际的同步进行，所以针对各项内容，必须先将各种技术进行一定的系统化处理。
参考文献
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