vr技術(shù)論文怎么寫

　　人們看好VR，因?yàn)樗粌H是一項(xiàng)代表未來的新技術(shù)，而且是互聯(lián)網(wǎng)科技產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展同人們?nèi)找嬖黾拥膴蕵沸枨笙嘟坏漠a(chǎn)物，是順勢而生的新事物。但vr技術(shù)論文怎么寫呢?這是學(xué)習(xí)啦小篇為大家整理的vr技術(shù)論文范文，僅供參考!

　　基于VR技術(shù)的虛擬知識(shí)社區(qū)構(gòu)建新探篇一

　　〔摘要〕首先介紹了上世紀(jì)末的新興技術(shù)，也是影響未來的第二大技術(shù)——虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR技術(shù))，列舉了VR技術(shù)在多領(lǐng)域的應(yīng)用，闡述了基于虛擬環(huán)境的虛擬知識(shí)社區(qū)的建構(gòu)意義及建構(gòu)舉措，在知識(shí)管理理念上供業(yè)內(nèi)同行商榷。

　　〔關(guān)鍵詞〕虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR技術(shù));知識(shí)管理;虛擬知識(shí)社區(qū)

　　〔中圖分類號(hào)〕TP182〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕B〔文章編號(hào)〕1008-0821(2013)01-0047-04

　　互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，集成科技系統(tǒng)正在不斷涌現(xiàn)，虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)技術(shù)就是很經(jīng)典的案例，它是具有代表性的合成型的高科技，在某種意義上，它亦可劃歸為“西學(xué)東漸”范疇，目前，它已應(yīng)用于眾多行業(yè)，諸如：航空航天、醫(yī)學(xué)手術(shù)、建筑仿真、考古復(fù)原、影視娛樂、教育科研等等。在圖書情報(bào)部門的應(yīng)用主要是基于高科環(huán)境的隱性知識(shí)挖掘、隱性知識(shí)管理、虛擬知識(shí)社區(qū)的構(gòu)建等等。

　　1泛在環(huán)境下的VR技術(shù)

　　1.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的科學(xué)理念

　　一段時(shí)間以來，關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)的狹義定義：VR技術(shù)就是一種先進(jìn)的人機(jī)交互方式。它基于自然的人機(jī)接口，感受計(jì)算機(jī)生成的虛擬世界。也有人稱它叫虛擬環(huán)境、賽伯空間、靈鏡技術(shù)、全景技術(shù)等[1]。

　　而廣義的定義：它是利用計(jì)算機(jī)模擬真實(shí)世界，從而形成模擬三維環(huán)境的技術(shù)，是通過計(jì)算機(jī)對(duì)各種復(fù)雜的信息加工處理，進(jìn)行可視化操作，并且與之交互的一種方式[2]。虛擬現(xiàn)實(shí)是對(duì)真實(shí)世界的模擬，一方面，它能對(duì)現(xiàn)實(shí)環(huán)境做逼真的描述;另一方面，能使人們在觀察虛擬環(huán)境的時(shí)候，猶如身臨其境，可以與之進(jìn)行交互。所以也能完全模擬出人的感覺和思維，可能記錄下人的隱性知識(shí)，并能夠把這些隱性知識(shí)傳遞給他人。

　　1.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的大致發(fā)展路徑

　　美國是VR技術(shù)的發(fā)源地，研究水平基本代表著國際VR技術(shù)的發(fā)展水平。今天在該領(lǐng)域的研究主要聚焦在感知、用戶見面、后臺(tái)軟件和硬件等層面。處于領(lǐng)先地位的美國宇航局的Ames實(shí)驗(yàn)室大量地研究了約翰遜空間站操縱的實(shí)時(shí)仿真，運(yùn)用了大量的座艙模擬技術(shù)，且形成了一站式VR訓(xùn)練系統(tǒng)。我國VR技術(shù)起步較晚，只有少數(shù)大學(xué)和技術(shù)機(jī)構(gòu)一直在深入探索，與歐美發(fā)達(dá)國家有很大距離。如北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)系研發(fā)了虛擬環(huán)境中物體物理特征的表示與處理，并實(shí)現(xiàn)了分布式虛擬環(huán)境網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。浙江大學(xué)CAD&CG開發(fā)出一套正面虛擬建筑環(huán)境實(shí)時(shí)漫游系統(tǒng)，其中包括一種新的快速漫游算法和網(wǎng)格遞進(jìn)快速生成法。凡此種種高技術(shù)是VR技術(shù)應(yīng)用到知識(shí)管理中的技術(shù)保障。

　　1.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的突出靚點(diǎn)

　　在虛擬現(xiàn)實(shí)中強(qiáng)調(diào)的是人的主導(dǎo)作用。VR技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了從“計(jì)算機(jī)為主體”到“人為主體”的轉(zhuǎn)變，而且實(shí)現(xiàn)了“適計(jì)算機(jī)化的單維信息空間”到“適人化的多維信息空間”的轉(zhuǎn)變。在傳統(tǒng)的單維信息空間內(nèi)，信息處理的工具或環(huán)境是計(jì)算機(jī)，人通過鍵盤、二維鼠標(biāo)和顯示屏幕等與計(jì)算機(jī)發(fā)生聯(lián)系，人類以往的經(jīng)驗(yàn)是以數(shù)字化形式存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)的。

　　單純從計(jì)算機(jī)角度而言，VR技術(shù)不同于以往意義上的可視化操作界面、圖形用戶界面等，而是以更為先進(jìn)的人機(jī)接口方式，給用戶提供試聽、接觸、操作控制等直觀清晰方便的實(shí)時(shí)交互方法。它有3個(gè)主要的特征分別是沉浸、交互、構(gòu)想，其中沉浸是感受，交互是手段，構(gòu)想是目標(biāo)。

　　4虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在知識(shí)管理上的應(yīng)用

　　知識(shí)的傳播、轉(zhuǎn)移及科學(xué)的管理是有流程的，即：著名的SECI知識(shí)轉(zhuǎn)化模式。日本的企業(yè)學(xué)家野中郁次郎認(rèn)為：顯性與隱性知識(shí)的轉(zhuǎn)化有4種狀態(tài)：潛移默化(Socialization)、外部明示(Externalization)、匯總組合(Combination)、內(nèi)部升華(Internalization)。(見圖1)即圖示為：社會(huì)化→外部化→組合化→內(nèi)隱化，每一次循環(huán)上升都是一次創(chuàng)新與進(jìn)步。

　　隱性知識(shí)是以思維、直覺、靈感、技能等產(chǎn)生并存儲(chǔ)于個(gè)體身上的主觀知識(shí)?；煦缋碚撝姓J(rèn)為，人的隱性知識(shí)系統(tǒng)是非線性復(fù)雜系統(tǒng)，有隨機(jī)性，容易產(chǎn)生蝴蝶效應(yīng)等特性[3]。而以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為代表的新型人機(jī)交互技術(shù)，旨在探索自然和諧的人機(jī)關(guān)系，使人機(jī)界面從以視覺感知為主發(fā)展到包括視覺、聽覺、觸覺、力覺、嗅覺和動(dòng)覺等多種感覺通道感知;從以手動(dòng)輸入為主發(fā)展到包括語音、手勢、姿勢和視線等多種效應(yīng)通道輸入。這樣虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就將隱藏在人腦中的知識(shí)體呈現(xiàn)出來，從多種感覺渠道準(zhǔn)確表達(dá)，致使隱性知識(shí)轉(zhuǎn)移為灰色或白色顯性知識(shí)。

　　不僅如此，VR技術(shù)有不斷更新的計(jì)算機(jī)技術(shù)支持，不斷提升的情感表達(dá)與情感接觸界面的表示效果和人性化程度，真實(shí)的情景再現(xiàn)或者情景模擬，對(duì)于挖掘到的隱性知識(shí)的可利用程度大大增加。在充分利用現(xiàn)實(shí)表達(dá)技術(shù)和高效數(shù)據(jù)技術(shù)下，對(duì)于隱性知識(shí)的挖掘與管理上都顯現(xiàn)出強(qiáng)大的優(yōu)勢[1]。

　　2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在多領(lǐng)域上的應(yīng)用

　　2.1VR技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)中的應(yīng)用

　　在醫(yī)療行業(yè)中，藥物分子模型、虛擬人體、虛擬康復(fù)訓(xùn)練、各種醫(yī)療器械的模擬都借助VR技術(shù)來完成，為此，筆者認(rèn)為在醫(yī)療事業(yè)的研發(fā)上它有無可替代的作用。

　　VR技術(shù)在醫(yī)學(xué)典型的應(yīng)用是虛擬手術(shù)，具體應(yīng)對(duì)是仿真的手術(shù)過程編程、前期演練以及結(jié)果預(yù)測[4]。在模擬的“手術(shù)臺(tái)”上，操作者沉浸在醫(yī)護(hù)環(huán)境里，體驗(yàn)現(xiàn)實(shí)手術(shù)過程和解決某些“突發(fā)情況”，從而達(dá)到在交互信息的過程中，掌握各種臨床手術(shù)的實(shí)際技巧。由于虛擬手術(shù)系統(tǒng)具有低代價(jià)、零風(fēng)險(xiǎn)、可重復(fù)性、自動(dòng)指導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)，可以迅速普及開來，提高實(shí)習(xí)者的手術(shù)技能，具有廣闊的應(yīng)用前景[5]。目前這種虛擬現(xiàn)實(shí)的手術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)已經(jīng)在國際上普遍推行。例如Choi等研制了食管鏡手術(shù)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠使受訓(xùn)者感受到與虛擬軟組織的接觸并顯示食管的變形和切割。Wang等研制了神經(jīng)外科手術(shù)訓(xùn)練模擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過可實(shí)時(shí)更新腦組織形變的三維立體顯示和雙手力反饋裝置，能夠模擬手術(shù)器械的穿刺、牽引與切割[6]。 　　2.2VR技術(shù)在航天里的應(yīng)用

　　VR技術(shù)在航天領(lǐng)域里應(yīng)用的發(fā)展趨勢主要有4方面。其一，利用虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)對(duì)宇航員進(jìn)行失重心理訓(xùn)練，建立失重環(huán)境下的空間方位感。其二，虛擬座艙模型，訓(xùn)練航天員熟悉艙內(nèi)布局、界面和方位關(guān)系，演練飛行和操作技能等。其三，人工控制模擬仿真航天器的空間交會(huì)對(duì)接技術(shù)，將對(duì)接動(dòng)力學(xué)模型存入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)仿真，實(shí)時(shí)地解出兩個(gè)航天器間的相對(duì)距離和姿態(tài)角參量，通過計(jì)算機(jī)生成圖像，在頭盔顯示器里實(shí)時(shí)地顯示兩個(gè)航天器的虛擬環(huán)境，此時(shí)航天員就像真正處在飛行空間進(jìn)行對(duì)接操作一樣[7]。其四，利用人工智能技術(shù)使計(jì)算機(jī)通過編程模仿人的思維過程，將與研究對(duì)象相關(guān)的專家知識(shí)納入知識(shí)庫，并根據(jù)這些知識(shí)進(jìn)行推理，因而能解釋用戶的請(qǐng)求，確定必要的輸入數(shù)據(jù)，修正或選擇一個(gè)合適的模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣具有更強(qiáng)的仿真能力。

　　2.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用

　　虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以滿足模擬軍事訓(xùn)練的三大類型的需要：(1)受訓(xùn)人員不需要觀察戰(zhàn)場中的目標(biāo)，此類訓(xùn)練中，虛擬環(huán)境為受訓(xùn)人員提供一個(gè)仿真戰(zhàn)地背景，根據(jù)主控臺(tái)的指令顯示訓(xùn)練的不同階段，根據(jù)受訓(xùn)人員的操作顯示武器平臺(tái)的作戰(zhàn)動(dòng)作，從而增加訓(xùn)練的趣味性，并為訓(xùn)練組織者提供形象、直觀的監(jiān)控手段;(2)受訓(xùn)人員需要觀測戰(zhàn)場中的目標(biāo)，并對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟瞄操作。此類訓(xùn)練中通過VR技術(shù)創(chuàng)建一個(gè)虛擬戰(zhàn)場空間，受訓(xùn)人員在其中搜索、觀察、射擊;(3)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，構(gòu)建武器裝備維修訓(xùn)練虛擬場景，在其中對(duì)裝備進(jìn)行分解、結(jié)合，設(shè)置典型故障現(xiàn)象，并對(duì)受訓(xùn)人員的維修步驟進(jìn)行評(píng)判、指導(dǎo)。

　　2.4VR技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用

　　應(yīng)用VR技術(shù)的虛擬校園，目前，在許多大學(xué)都有成功的個(gè)案：清華大學(xué)、浙江大學(xué)、北京大學(xué)、上海交通大學(xué)、山東大學(xué)、西北大學(xué)、中國海洋大學(xué)、杭州電子工業(yè)大學(xué)等先后建成虛擬校園、虛擬實(shí)驗(yàn)室：例如，浙江大學(xué)承擔(dān)的歐盟項(xiàng)目中，開發(fā)了基于虛擬人物的電子學(xué)習(xí)環(huán)境(ELVIS)，用來給10～12歲的小學(xué)生進(jìn)行故事創(chuàng)作，并支持其不同的情緒變化等。再有就是在遠(yuǎn)程教育及特殊教育上的應(yīng)用開發(fā)。

　　3構(gòu)建隱性知識(shí)管理中的虛擬知識(shí)社區(qū)

　　虛擬知識(shí)社區(qū)的開展是將VR技術(shù)應(yīng)用到隱性知識(shí)的挖掘中。虛擬知識(shí)社區(qū)是一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，具有共同興趣和學(xué)習(xí)目的的學(xué)習(xí)者和組織者共同構(gòu)建的。目的是提供一個(gè)平等、自由、協(xié)作、開放的知識(shí)空間，促進(jìn)知識(shí)類分、存儲(chǔ)與共享。隱性知識(shí)在自由、協(xié)作、開放的環(huán)境中得到良好的交互。這種虛擬知識(shí)社區(qū)可以為個(gè)體隱性知識(shí)的構(gòu)建提供非正式化的學(xué)習(xí)環(huán)境，也為一些具體的隱性知識(shí)利用提供特定的情境，也為隱性知識(shí)的構(gòu)建提供了交互的支持。

　　3.1構(gòu)建虛擬知識(shí)社區(qū)系統(tǒng)

　　虛擬知識(shí)社區(qū)利用VR技術(shù)中的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)字圖像處理、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器與測量器、仿真與人工智能等創(chuàng)建出VR系統(tǒng)。力求打造出一個(gè)擁有真實(shí)的、可感知的沉浸環(huán)境，將細(xì)分后的知識(shí)分類數(shù)字化的同時(shí)，還可以將知識(shí)融入現(xiàn)實(shí)的操作，依靠VR系統(tǒng)的仿真還原達(dá)到讓學(xué)習(xí)者良好的沉浸其中的效果，使虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)達(dá)到完美的“真實(shí)再現(xiàn)”。在此沉浸環(huán)境中，用戶可以在交互平臺(tái)中，借助系統(tǒng)提供的頭盔、特質(zhì)鼠標(biāo)或活動(dòng)桿、特質(zhì)座椅等數(shù)字化工具，體驗(yàn)在虛擬系統(tǒng)中所感受到的聲音、碰撞甚至爆裂等情景，系統(tǒng)讓用戶的每一個(gè)動(dòng)作，甚至想法和直覺都會(huì)得到系統(tǒng)交互后做出的反應(yīng)。這種交互式的平臺(tái)是由強(qiáng)大的智能主體組成，智能主體可以快速的進(jìn)行數(shù)字分析和數(shù)字統(tǒng)計(jì)，并有效的做出反應(yīng)，傳感方式快捷。在沉浸環(huán)境和交互平臺(tái)的有效發(fā)揮作用后，人腦就會(huì)產(chǎn)生隱性知識(shí)的碰撞，會(huì)主動(dòng)思考問題，并采取一些行動(dòng)。這是隱性知識(shí)在被刺激后的反饋行為，也是自我構(gòu)想的效果顯現(xiàn)。而系統(tǒng)會(huì)依照交互反饋式技術(shù)模式，對(duì)用戶的反應(yīng)進(jìn)行收集分析后，變化環(huán)境參數(shù)和行為數(shù)據(jù)，創(chuàng)設(shè)新的虛擬環(huán)境，與用戶進(jìn)行反復(fù)的交互，這也是隱性知識(shí)反復(fù)交互并被記錄的過程，使隱性知識(shí)得到顯性化的目的。

　　3.2虛擬知識(shí)社區(qū)中的探索空間

　　3.2.1自主知識(shí)空間

　　自主知識(shí)(學(xué)習(xí))空間是區(qū)別于其他學(xué)習(xí)工具系統(tǒng)的自我使用各種知識(shí)文本等達(dá)到自我學(xué)習(xí)目的的另一種較為高級(jí)的學(xué)習(xí)環(huán)境。在自主學(xué)習(xí)空間中，儲(chǔ)備了大量的將已有知識(shí)通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)處理，在虛擬的環(huán)境中達(dá)到仿真效果的知識(shí)。這些應(yīng)對(duì)某一特殊問題所需的特殊技能或隱性知識(shí)，在通過上述的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，并且已經(jīng)被系統(tǒng)記錄并有效分析后編入自主學(xué)習(xí)空間系統(tǒng)，用戶可以直接進(jìn)入系統(tǒng)，親身實(shí)踐學(xué)習(xí)。包括教育游戲、虛擬實(shí)驗(yàn)等。此系統(tǒng)的功能高于學(xué)習(xí)工具系統(tǒng)，應(yīng)用VR技術(shù)和各種配置性器械，將打造出低消耗、高安全、可反復(fù)的讀者學(xué)習(xí)空間。

　　3.2.2知識(shí)的協(xié)作研發(fā)空間

　　研發(fā)空間是與自主知識(shí)系統(tǒng)相比更高級(jí)、更高效的知識(shí)系統(tǒng)與空間。此空間的構(gòu)想理念在于挖掘潛藏在人腦中的大量且難編碼的隱性知識(shí)。在隱性知識(shí)轉(zhuǎn)化過程中，包括互逆的兩種轉(zhuǎn)化途徑，其中隱性知識(shí)轉(zhuǎn)化為隱性知識(shí)是重要而不曾被有效控制的一種轉(zhuǎn)化途徑。研發(fā)空間就是依照隱性知識(shí)互化途徑形成的一種學(xué)習(xí)系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中，用戶主要依靠自身隱性知識(shí)的轉(zhuǎn)化與被轉(zhuǎn)化的過程進(jìn)而達(dá)到學(xué)習(xí)的目的。與此同時(shí)，系統(tǒng)會(huì)記錄學(xué)習(xí)中的整個(gè)過程，將新生成的隱性知識(shí)顯性化，增強(qiáng)對(duì)隱性知識(shí)的管理層次及維度。

　　3.2.3虛擬知識(shí)社區(qū)中的知識(shí)共享

　　在虛擬社區(qū)里，用戶主要依據(jù)發(fā)帖和回帖、引用及分享來實(shí)現(xiàn)多元知識(shí)的共享。筆者認(rèn)為，對(duì)虛擬社區(qū)知識(shí)關(guān)系的品評(píng)要憑借成員所發(fā)布及回復(fù)的帖子為源頭，理清脈絡(luò)，一個(gè)話題、一個(gè)論點(diǎn)，都可能引發(fā)眾多的回復(fù)者、討論者，進(jìn)而研究者可收集到N 個(gè)有價(jià)值的帖子，從會(huì)話(Session)線索(Thread)中，可提煉出諸多知識(shí)精髓，及群成員的共有知識(shí)。籍此，在網(wǎng)絡(luò)社區(qū)中，成員的共識(shí)、群體理念表現(xiàn)為一起參與的討論線索數(shù)。依據(jù)這些磋商線索數(shù)字，就可創(chuàng)建出社區(qū)成員的知識(shí)關(guān)系網(wǎng)，此為無向加權(quán)網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)表示一個(gè)成員，由節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B間的一條邊，表示成員A與成員B曾經(jīng)共同進(jìn)行了某個(gè)議題的討論;邊的權(quán)重表示群成員共同參加議論的線索數(shù)量[8]。(見圖2：其中，節(jié)點(diǎn)代表社區(qū)成員、實(shí)線代表互動(dòng)實(shí)踐、虛線代表知識(shí)關(guān)聯(lián)、連線左右的數(shù)字代表知識(shí)關(guān)聯(lián)和人際互動(dòng)的權(quán)重值)。 　　基于圖2的實(shí)、虛脈絡(luò)聯(lián)結(jié)走向，筆者得出4種說法：社群成員間知識(shí)關(guān)系與互動(dòng)關(guān)系兩者是相互關(guān)聯(lián)的;共享網(wǎng)具備核心人群;個(gè)體成員的知識(shí)聯(lián)結(jié)以弱聯(lián)結(jié)為主體;個(gè)體成員間的互動(dòng)呈弱聯(lián)結(jié)趨勢。

　　3.3完善虛擬知識(shí)社區(qū)的幾大舉措

　　(1)相關(guān)虛擬知識(shí)社區(qū)內(nèi)部可以實(shí)施相關(guān)知識(shí)主題的互動(dòng)游戲、基礎(chǔ)話題問答、FAQ等欄目，實(shí)施一些關(guān)于成員的評(píng)論及瀏覽權(quán)限;組織一些社區(qū)內(nèi)部小組，使得社區(qū)成員通過內(nèi)部申請(qǐng)建立主題空間、形成興趣圈協(xié)作學(xué)習(xí)，提升對(duì)主題的認(rèn)識(shí)與拓展;加大社區(qū)成員的歸屬感，以此促進(jìn)社區(qū)知識(shí)共享。

　　(2)打造優(yōu)良的文化氛圍。只有社區(qū)建設(shè)出健康向上的文化氛圍，社區(qū)成員才能進(jìn)行和諧正常的互動(dòng)探索。社區(qū)應(yīng)向更大的范圍拓展，宣傳自身的特色文化，打造出品牌并擴(kuò)大其影響;提供便捷、靈活的成員互動(dòng)方式，方便成員間的思想交流，營造友好活躍的氣氛;在社區(qū)內(nèi)部還要大力弘揚(yáng)平等互助、和諧博愛的團(tuán)隊(duì)關(guān)系，強(qiáng)調(diào)公平、正義、和諧的價(jià)值觀[9]。

　　(3)建立行之有效的獎(jiǎng)懲制度。有效的獎(jiǎng)懲制度可以促進(jìn)社區(qū)成員的個(gè)人行為預(yù)期，為參加知識(shí)共享的成員爭得席位，提升知識(shí)共享的影響和幾率。具體說分為個(gè)人的獎(jiǎng)懲機(jī)制與人機(jī)交互的獎(jiǎng)懲機(jī)制：對(duì)于個(gè)人可提高聲望、或物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì);對(duì)于人際互動(dòng)機(jī)制，可采取虛擬貨幣、虛擬物品等推動(dòng)其積極性，還可通過發(fā)布社區(qū)明星榜來敲定。

　　4結(jié)語

　　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種發(fā)展中的三維仿真型技術(shù)。它通過計(jì)算機(jī)硬件、軟件和顯像功能將不同領(lǐng)域中的情景再現(xiàn)或者還原，可以是歷史再現(xiàn)、人體構(gòu)造或是潛藏在人腦中的記憶或經(jīng)驗(yàn)。這完全符合人類的隱性知識(shí)難以編碼的特性，根據(jù)特定的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，可以準(zhǔn)確的再造出潛藏的這些知識(shí)與景觀，并將能夠有效的記錄和進(jìn)行知識(shí)管理。在全球一村莊的今天，就必然要系統(tǒng)建設(shè)與維護(hù)虛擬知識(shí)社區(qū)，在虛擬知識(shí)社區(qū)里，進(jìn)行學(xué)習(xí)、培訓(xùn)、充電、演練……這在知識(shí)管理中將是一個(gè)全新的進(jìn)步。

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　　　基于虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)的電力統(tǒng)一監(jiān)控平臺(tái)篇二

　　摘 要

　　由于無人值守變電站越來越多，這對(duì)電力管理部門在技術(shù)和管理上都帶來了新的挑戰(zhàn)。無人值守變電站的自動(dòng)化、智能化的程度越來越高，各種在線監(jiān)控系統(tǒng)也越來越多，對(duì)于信息化管理的要求也更高。因此亟待需要一個(gè)統(tǒng)一監(jiān)控平臺(tái)將電氣設(shè)備、環(huán)境、圖像、各種報(bào)警裝置全方位直觀展現(xiàn)，以便管理操作人員能快速、直觀、便捷的查看到所需的實(shí)時(shí)或歷史數(shù)據(jù)。本項(xiàng)目即是針對(duì)以上所列出的無人值守變電站運(yùn)行管理的新挑戰(zhàn)，通過基于虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)的變電站遠(yuǎn)程統(tǒng)一智能監(jiān)控平臺(tái)的應(yīng)用研究，來提高無人值守變電站的運(yùn)行管理水平。

　　【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí) 電力 智能 監(jiān)控平臺(tái)

　　1 引言

　　隨著電力自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的常規(guī)變電站改造為無人值守變電站，無人值守變電站的電壓等級(jí)和范圍越來越廣，成為未來發(fā)展的必然趨勢。在常規(guī)變電站改造為無人值守變電站以后，它實(shí)現(xiàn)了變電站運(yùn)行的自動(dòng)化、精度化，確保了對(duì)變電站事故的處理效率和準(zhǔn)確性，進(jìn)一步保障了系統(tǒng)安全，減少了人員的誤操作，減少了大量的運(yùn)行值班人員，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低了成本，帶動(dòng)了企業(yè)科技進(jìn)步。

　　但是無人值守的模式無論是在技術(shù)上還是管理上都對(duì)原有的模式帶來了新的挑戰(zhàn)。無人變電站的電壓等級(jí)各站有所不同，設(shè)備型號(hào)復(fù)雜，對(duì)于管理運(yùn)行人員熟悉設(shè)備的運(yùn)行、維護(hù)和操作的要求高。并且無人值守變電站的自動(dòng)化、智能化的程度越來越高，各種在線監(jiān)控系統(tǒng)也越來越多，對(duì)于信息化管理的要求也更高。因此亟待需要將不同監(jiān)控系統(tǒng)按照設(shè)備的真實(shí)場景進(jìn)行統(tǒng)一、整合、分析，電氣設(shè)備、環(huán)境、圖像、各種報(bào)警裝置能全方位直觀展現(xiàn)，以便管理操作人員能快速、直觀、便捷的查看到所需的實(shí)時(shí)或歷史數(shù)據(jù)。

　　2 項(xiàng)目內(nèi)容

　　本項(xiàng)目即是針對(duì)以上所列出的無人值守變電站運(yùn)行管理的新挑戰(zhàn)，通過基于虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)的變電站遠(yuǎn)程統(tǒng)一智能監(jiān)控平臺(tái)(以下簡稱“平臺(tái)”)的應(yīng)用研究，來提高無人值守變電站的運(yùn)行管理水平，如圖1所示。

　　2.1 平臺(tái)的功能

　　2.1.1 真實(shí)三維再現(xiàn)變電站場景

　　直觀再現(xiàn)變電站的建筑、主控室、開關(guān)室及環(huán)境場景; 直觀顯示電氣一次部分以及電氣部分的實(shí)際連接;直觀顯示開關(guān)柜的位置、外觀 ; 直觀顯示輔控設(shè)備的現(xiàn)場安裝位置。

　　2.1.2 集中展示設(shè)備工況

　　3D實(shí)景中沉浸、快速、便捷地查看任意電氣設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)、數(shù)值、圖像，并可進(jìn)行歷史變化趨勢的對(duì)應(yīng)分析、判斷。

　　與Scada系統(tǒng)融合――實(shí)時(shí)展示電氣設(shè)備的Scada遙測、遙信數(shù)據(jù)，并統(tǒng)計(jì)開關(guān)跳閘次數(shù)、變壓器調(diào)檔次數(shù)及瓦斯保護(hù)動(dòng)作次數(shù);

　　與圖像監(jiān)測系統(tǒng)融合――實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場監(jiān)測圖像;

　　與在線測溫系統(tǒng)融合――實(shí)時(shí)顯示在線溫度;

　　與現(xiàn)場巡檢系統(tǒng)融合――展示設(shè)備巡檢歷史記錄。

　　2.1.3 自動(dòng)靈活查看實(shí)時(shí)圖像

　　雙擊場景中的設(shè)備，圖像設(shè)備自動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)向、對(duì)焦，顛覆傳統(tǒng)人工查找攝像機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)云臺(tái)、聚焦等一系列繁瑣動(dòng)作;無需查找圖像設(shè)備，可快速、便捷、準(zhǔn)確地進(jìn)行對(duì)應(yīng)設(shè)備的遠(yuǎn)程外觀察看、拍照、熱紅外成像測溫、熱紅外拍照等一系列動(dòng)作，并智能生成人性化的記錄、報(bào)告等。

　　2.1.4 設(shè)備異常告警

　　整個(gè)三維場景中，每個(gè)設(shè)備模型會(huì)隨著實(shí)時(shí)采集來的數(shù)據(jù)，智能判斷設(shè)備工作狀態(tài)是否正常;對(duì)于出現(xiàn)異常的，三維場景會(huì)自動(dòng)將設(shè)備渲染成告警模式并定位，不斷提示操作人員及時(shí)排除故障;解警后，可在設(shè)備數(shù)據(jù)面板中查看歷史告警記錄。

　　2.1.5 遠(yuǎn)程巡視

　　設(shè)定所需巡檢的設(shè)備點(diǎn)以及關(guān)注的數(shù)據(jù)量、視頻圖像外觀、熱紅外成像等必要的巡檢信息，系統(tǒng)自動(dòng)生成巡檢路徑;巡視人員通過平臺(tái)隨機(jī)或定時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程巡檢，當(dāng)進(jìn)入已設(shè)定的巡檢設(shè)備點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)將相關(guān)的設(shè)備相關(guān)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，進(jìn)行集中展示;對(duì)實(shí)時(shí)巡檢的結(jié)果、過去時(shí)間短的變化趨勢等進(jìn)行正常與否進(jìn)行巡視、判定，形成遠(yuǎn)程綜合分析巡檢結(jié)果記錄，如圖2所示。

　　2.2 基于虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的變電站遠(yuǎn)程統(tǒng)一智能監(jiān)控平臺(tái)的特點(diǎn)

　　2.2.1 直觀逼真

　　虛擬現(xiàn)實(shí)是人們通過計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化、操作以及實(shí)時(shí)交互的環(huán)境。本平臺(tái)中將通過三維模型忠實(shí)逼真地再現(xiàn)了安陽市北郊變電站場景，產(chǎn)生了沉浸式的交互環(huán)境。

　　2.2.2 統(tǒng)一管理

　　基于虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的變電站遠(yuǎn)程統(tǒng)一智能監(jiān)控平臺(tái)可融合各種平臺(tái)系統(tǒng)，展示其相應(yīng)數(shù)據(jù)或圖像，如Scada電氣數(shù)據(jù)(遙信、遙測數(shù)據(jù))、在線測溫?cái)?shù)據(jù)、輔助監(jiān)控系統(tǒng)的視頻圖像等。

　　2.2.3 智能監(jiān)控

　　基于虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的變電站遠(yuǎn)程統(tǒng)一智能監(jiān)控平臺(tái)融合數(shù)字視頻監(jiān)控、RFID無線識(shí)別、智能門禁、智能報(bào)警等多種監(jiān)控方式：

　　整個(gè)三維場景中，每個(gè)設(shè)備模型會(huì)隨著實(shí)時(shí)采集來的數(shù)據(jù)，智能判斷設(shè)備工作狀態(tài)是否正常。對(duì)于出現(xiàn)異常的，三維場景會(huì)自動(dòng)將設(shè)備渲染成告警模式并定位，不斷提示操作人員及時(shí)排除故障;

　　所有的圖像、安防、消防、周界、門禁、溫濕度、各種傳感設(shè)備、三維一次電氣設(shè)備及其附件的各種屬性、數(shù)據(jù)、動(dòng)作、變化規(guī)律，均可以作為告警條件，進(jìn)行告警及組合告警觸發(fā)。

　　2.2.4 智能遠(yuǎn)程巡檢

　　優(yōu)化目前傳統(tǒng)的現(xiàn)場巡檢模式，通過在該平臺(tái)上設(shè)定巡檢路線、巡檢設(shè)備、巡檢數(shù)據(jù)量、設(shè)備外觀等不同巡檢內(nèi)容，巡視人員在定時(shí)或隨機(jī)通過該平臺(tái)上進(jìn)行遠(yuǎn)程巡檢，當(dāng)進(jìn)入巡檢設(shè)備點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)將相關(guān)的設(shè)備相關(guān)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，進(jìn)行集中展示，并對(duì)實(shí)時(shí)巡檢的結(jié)果、過去時(shí)間短的變化趨勢等進(jìn)行正常與否進(jìn)行巡視、判定，形成綜合分析結(jié)果記錄，能遠(yuǎn)程、高效進(jìn)行電氣設(shè)備多系統(tǒng)、跨平臺(tái)巡測，減少現(xiàn)場巡檢頻次，形成和現(xiàn)場巡檢的高度互補(bǔ)、統(tǒng)一。

　　3 技術(shù)實(shí)現(xiàn)

　　3.1 3D建模技術(shù)

　　三維建模軟件為3dMax，它是Autodesk公司開發(fā)的基于PC系統(tǒng)的三維動(dòng)畫渲染和制作軟件，它功能強(qiáng)大，擴(kuò)展性好。它適合制作建筑模型、物體動(dòng)畫模型以及人物動(dòng)畫模型等，可利用系統(tǒng)自帶的材質(zhì)庫，或自制的貼圖，來達(dá)到逼真的效果。

　　3DMax還可以將模型文件導(dǎo)出多種格式的文件，可用于 Java3D開發(fā)的引擎平臺(tái)加載，如obj文件、3ds文件、mdl文件和smd文件等。

　　本平臺(tái)引擎所適用的模型有obj、3ds和ms3d?；緢鼍办o止模型采用obj文件格式;刀閘開合、門開合的動(dòng)畫采用3ds格式;漫游人物動(dòng)畫采用ms3d格式。

　　3.2 平臺(tái)引擎技術(shù)

　　由于本平臺(tái)采用B/S架構(gòu)，所以平臺(tái)引擎選擇用Java3D 來實(shí)現(xiàn)VR技術(shù)。Java 3D是Java語言在三維圖形領(lǐng)域的擴(kuò)展，是一組應(yīng)用編程接口(API)?？蛻舳酥恍枰褂脴?biāo)準(zhǔn)的Java虛擬機(jī)就可以瀏覽，因此具有不需要安裝插件的優(yōu)點(diǎn)。而且Java3D是基于Internet的軟件開發(fā)平臺(tái)，它能將圖形功能與Internet很好地集成在一起，因此它非常適用于開發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)的VR系統(tǒng)。

　　本平臺(tái)算法有如下創(chuàng)新點(diǎn)：

　　(1)創(chuàng)新采用雙視野模式展示變電站復(fù)雜場景中的人物/眼睛視野模式;更加直觀，沉浸地再現(xiàn)變電站復(fù)雜真實(shí)場景，實(shí)現(xiàn)變電站復(fù)雜場景及電氣設(shè)備、屏柜等多視角三維展。

　　(2)針對(duì)三維變電站場景地形的復(fù)雜性，改進(jìn)傳統(tǒng)2D啟發(fā)式搜索A*算法，大幅度提升變電站復(fù)雜三維場景自動(dòng)尋徑的消耗時(shí)間。

　　(3)改進(jìn)了三維變電站復(fù)雜場景中地面高低的檢測算法，創(chuàng)新地增加了多維射線，來檢測路面的高度信息，提高檢驗(yàn)的精確性。

　　(4)根據(jù)變電站場景的復(fù)雜性、電氣設(shè)備的布局復(fù)雜以及空間局限性，改進(jìn)傳統(tǒng)的AABB碰撞檢測算法，采用動(dòng)態(tài)AABB碰撞檢測算法，大幅度提高碰撞檢測的準(zhǔn)確性。

　　(5)在變電站三維復(fù)雜場景中人物平滑移動(dòng)，摒棄傳統(tǒng)的BSP樹，采用橢球體算法并添加滑動(dòng)公式，實(shí)現(xiàn)碰撞后的平滑移動(dòng)及電力巡檢人物碰撞后的橢球體滑動(dòng)處理。

　　3.3 系統(tǒng)接口技術(shù)

　　本平臺(tái)與其它所需展示的系統(tǒng)接口程序采用Web Service模式。它是基于網(wǎng)絡(luò)的、分布式的模塊化組件，它執(zhí)行特定的任務(wù)，遵守具體的技術(shù)規(guī)范，這些規(guī)范使得Web Service能與其他兼容的組件進(jìn)行互操作。Web Services 利用 SOAP(簡單對(duì)象訪問協(xié)議)和 XML(Extensible Markup Language可擴(kuò)展標(biāo)記語言 )對(duì)這些模型在通訊方面作了進(jìn)一步的擴(kuò)展以消除特殊對(duì)象模型的障礙。XML是用于標(biāo)記電子文件使其具有結(jié)構(gòu)性的標(biāo)記語言，提供統(tǒng)一的方法來描述和交換獨(dú)立于應(yīng)用程序或供應(yīng)商的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，可以用來標(biāo)記數(shù)據(jù)、定義數(shù)據(jù)類型，是一種允許用戶對(duì)自己的標(biāo)記語言進(jìn)行定義的源語言，非常適合 Web 傳輸。

　　本平臺(tái)的一大功能是可以展示不同系統(tǒng)的實(shí)時(shí)參數(shù)，不同的系統(tǒng)有不同的編程方式，而且像Scada系統(tǒng)，數(shù)據(jù)量大，且實(shí)時(shí)性要求很高，接口程序需要設(shè)計(jì)的靈活、高效，擴(kuò)展性好。

　　與Scada系統(tǒng)接口：Scada系統(tǒng)中有所有電力設(shè)備所有遙測、遙信數(shù)據(jù)，本平臺(tái)需要快速、便捷的從如此龐大的數(shù)據(jù)量中檢索出所需的數(shù)據(jù)是個(gè)難點(diǎn)

　　與變電站輔控系統(tǒng)接口：本平臺(tái)需要從輔控系統(tǒng)中要快速便捷地檢索出實(shí)時(shí)圖像、及智能報(bào)警信號(hào)，而圖像的文件一般比較大，快速流暢地在3D平臺(tái)中展示是個(gè)難點(diǎn)。

　　預(yù)留與其它系統(tǒng)的接口：因?yàn)楸酒脚_(tái)可以融合其它多種系統(tǒng)平臺(tái)的數(shù)據(jù)，所以要求它在擴(kuò)展性上做到有足夠的冗余設(shè)計(jì)。

　　4 結(jié)論

　　基于虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)的統(tǒng)一監(jiān)控平臺(tái)三維系統(tǒng)采用先進(jìn)的軟硬件技術(shù)，在系統(tǒng)功能方面立足電力變電站智能化管理和安全運(yùn)行的實(shí)際情況，解決了傳統(tǒng)管理中很多人工難以解決的問題，同時(shí)面向變電站整體模塊，克服過去各系統(tǒng)數(shù)據(jù)條塊分割、人工關(guān)聯(lián)的弊端，從變電站實(shí)際指揮、運(yùn)行診斷、檢修操作等實(shí)際使用的角度出發(fā)，實(shí)現(xiàn)變電運(yùn)行設(shè)備數(shù)據(jù)準(zhǔn)確及時(shí)的采集，電氣設(shè)備、各種監(jiān)控裝置等真實(shí)位置場景及實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行直觀、立體、逼真的集中再現(xiàn)及變電站三維巡視的漫游、數(shù)據(jù)記錄、外觀記錄、巡視分析報(bào)告錄入等數(shù)據(jù)的直觀、統(tǒng)一再現(xiàn)。規(guī)范了業(yè)務(wù)流程的管理，減少了人工和材料損耗，實(shí)現(xiàn)了信息數(shù)據(jù)及分析的自動(dòng)生成，實(shí)現(xiàn)了變電運(yùn)行的智能及集中化管理。

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