基于虚拟现实的遥控型无人特种车辆交互设计研究

目的 探索虚拟现实技术下遥控型无人特种车辆交互范式,提升遥控型无人特种车辆作业效率和用户体验。方法 通过eGOMS模型分别对虚拟现实场景和真实场景的遥控型无人特种车辆交互流程进行建模,并对所得模型进行操作时间的预测与分析,采用RoboMaster平台对用户在两种不同场景下开展绩效实验与NASA-TLX问卷访谈。结合主客观两个方面,对交互过程进行综合评价。结果 量化作业绩效实验数据与用户脑负荷问卷感受数据对比结果同时呈现虚拟现实交互更具有优势,但具体作业时间与模型预测有差异;实验的结果显示,无论是虚拟现实还是真实场景,基于eGOMS模型预测的交互操作时间均大于用户实际交互操作时间。结论 虚拟现实技术可以有效提升遥控型无人特种车辆交互的用户体验与作业效率,提升车辆控制交互系统的易学性;研究也进一步发现eGOMS模型中的标定与插入规则需要适当更新以适应专家用户。虚拟现实技术将有效地提升遥控型无人特种车辆的作业效能,大幅降低高危岗位人员的作业风险,从而促进遥控型无人特种车辆在消防、抢险救灾、国防等领域的普及应用。     

基于XR技术的大型机械式乡村公共交互装置设计研究

目的 XR是指通过计算机、人工智能等技术以及可穿戴设备产生的一个真实与虚拟结合、可人机交互的环境。对XR在乡村机械交互装置设计中的运用现状进行了梳理,对XR在未来乡村虚拟现实交互设计中的合理应用进行了探索。方法 基于乡村设计的基本特点及交互设计的设计语言,发掘乡村大型机械类交互装置的地域文化特征,并通过对成功案例的解读、剖析,结合XR技术等信息化技术的应用方法,探寻乡村交互式装置的设计方法。结果 阐述了XR与乡村大型机械装置结合的方法、原则,探讨了此技术的可行性,并分析了其未来的发展趋势。结论 以乡村振兴为视角,重新审视乡村大型机械交互装置设计的现存问题,如设计手段老旧、视觉效果一般、交互功能缺失、产品创新性及信息化不足、缺乏系统性设计等,并针对此类问题探讨XR在大型机械交互装置中的应用手段,探寻产品设计的最终解决方式,助力乡村振兴。     

明清古建筑信息模型设计平台研究

相对于我国古代先进的建筑技术成就,我国在古建信息化方面还比较落后,急需利用现代信息技术对古建筑保护和开发进行探索和研究。BIM技术的引入为古建筑的保护研究提供了新的途径,在深入研究古建筑构件构造特点、建造规律、装饰彩绘以及历史文化等的基础上,研发了古建筑信息模型设计平台。该平台不仅为古建筑构件信息模型库的建立和管理提供了基础平台,而且还可以为古建筑的修缮和复原、古建筑的研究以及古建筑虚拟现实系统等提供精确的信息。     

虚拟现实技术在电网监控中的应用

根据图形显示领域的现实技术和电力网络临控系统的建模手段,结合电力企业信息化,网络化的需求,提出了基于虚拟现实技术的公共信息交互平台设计方案。URML是面向对象的一种语言,它类似WEB超级链接所使用的HTML语言,也是一种基于文本的语言,并可以运行在多种平台之上,只不过能够更多的为虚拟现实环境服务。     

车辆人机交互设计虚拟评价系统构建与应用

目的利用虚拟现实技术对车辆人机交互设计方案进行评价,以提高交互设计过程中的迭代效率并减少资金的投入。方法以真人与虚拟车辆交互设计方案进行交互,同时用测试设备采集人的视频、音频、眼动轨迹、皮肤电、脑电、脑红外等数据和信息,并进行数据分析和设计方案评价。结论基于虚拟现实技术对车辆人机交互方案进行设计过程前期的评价是必要的和可行的,虚拟评价系统会随着虚拟现实和人机交互技术的发展逐步完善。     

裸眼VR交互设计

目的研究裸眼VR交互设计的具体方法,实现虚拟现实的裸眼呈现。方法以虚拟现实交互设计为基础,结合Kinect动态体感交互技术、多通道投影显示、CAVE沉浸系统的特征优势,总结出裸眼VR交互设计的程序与方法。在虚拟现实中融入Kinect动态体感交互技术、多通道投影显示、CAVE沉浸系统等技术,满足用户直接通过自己的身体对终端进行即时反应的交互式操作。最终通过实践案例,探讨裸眼VR交互设计的可行性。结论裸眼VR能够解决穿戴式显示设备及力触觉交互设备等VR硬件在使用中产生的问题,实现人机交互的自由性,提高参与者的沉浸感,裸眼VR将成为虚拟现实未来发展的主要形式,研究裸眼VR交互设计具有重要的理论与实践意义。     

基于虚拟现实的截流施工动态可视化仿真研究

利用虚拟现实和3dsmax技术进行了截流施工场景三维仿真建模,并在此基础上,结合龙口水力指标的动态计算,提出了基于虚拟现实的截流施工三维动态可视化仿真技术,实现了截流过程的逼真预演和多方案的比较分析,从而为截流组织设计与决策提供了强有力的可视化分析手段。     

交互设计系统方法在时钟设计上的应用研究

目的 将交互设计系统方法引入时钟设计。方法 整合交互设计中从心理认知图、 角色分析、 全面情景法到心智模型、 情感语意, 再到情景验证的整体系统方法, 并将此系统方法应用到时钟设计的过程中 （从概念提出到样机制作的过程）。结论 交互设计的方法应根据产品的设计流程进行整合, 得出完整的交互设计系统方法; 通过交互设计系统方法推导出基于时间压力感知的时钟设计, 为相关交互产品开发设计提供参考。     

虚拟现实眼动系统在环境交互设计中的研究

目的 通过虚拟现实强大的渲染和逼真的交互功能并利用虚拟现实眼动系统对环境交互设计进行研究。方法 在虚拟现实环境交互实验中应用眼动追踪技术提供的轨迹图和热点图进行数据分析,创新性地获得环境交互中的高精度感知信息。通过“环境—感知—交互”模式,长时段和全覆盖的大数据导入以及对精确空间信息和即时性感受的实时记录,实现以多元用户为中心的对环境维度和感知维度的设计研究。结论 新技术不仅为研究提供了更直观的表达和更客观的分析,而且推动了现有研究范式的革新。虚拟现实眼动研究使设计能够整体考虑到实际建成环境中的多个变量及其交互效应,实现从设计建成后的观察转变为设计过程中的预判和修正,从而强化对于设计实践进行指导的针对性和前置性。     

基于子图拓扑扩展的徼派建筑快速建模方法

古代传统特色建筑快速建模技术的研究是虚拟现实研究领域的重要课题。同时也具有重大的文化意义。该文在总结徽派建筑模块化的基础上,提出了一种基于拓扑自动生成的徽派建筑快速建模方法。通过对生成的拓扑图进行遍历渲染得到徽派建筑场景模型,说明了算法适合类似于徽派建筑的特色建筑的快速、自动建模。     

倾斜摄影测量技术在古建筑测绘中的运用研究——以郴州市汝城县朱氏宗祠建筑测绘为例

为测试倾斜摄影测量技术路线,并通过实际项目的应用,解决传统古建筑建模过程中存在的时间成本高、难以还原复杂场景等问题。按照倾斜摄影技术的技术路线,进行朱氏宗祠建筑测绘试验,并通过基于altizure软件建立三维模型来展现倾斜摄影测量技术流程。验证无人机倾斜摄影应用于古建筑三维建模的可行性和可操作性。     

应用Java3D技术构造网络虚拟现实环境的方法

Java3D是Java语言在三维领域扩展的一组API,可用于快速构建虚拟现实环境.通过比较两种创建虚拟现实环境的方法,提出一种利用Java3D技术创建虚拟现实环境的方法.着重介绍了利用Java3D构建虚拟现实环境的几个关键技术和具体实现方法,并实现了一个原型系统,同时给出了系统结构和功能.用户可以利用该系统非编程快速搭建所需的三维场景,并且能实现人与场景的交互.     

基于“VR+文化”的毗卢寺壁画保护与传播策略

目的 以毗卢寺壁画为研究对象,探索虚拟现实技术与古壁画保护传播的融合应用。方法 文化自信视域下,以保护历史文化遗产、弘扬传统文化为出发点,结合虚拟现实、三维建模、立体显示等数字技术,从文化资源的深度与广度发掘毗卢寺壁画;在对现有的古壁画保护与传播途径进行梳理研究的基础上,从文物保护、交互体验、文化旅游等学科角度总结古壁画艺术与新科技手段相融合的方法,探究应用虚拟现实技术于毗卢寺壁画保护传播的具体策略方案。结论 虚拟现实技术可通过健全共享数据资源库、构建虚拟现实导览展览系统、开发推广虚拟文创产品、联动高校艺术实践课程四种途径介入古壁画的保护与传播建设,既能有效预防和弥补文物衰变或毁坏所造成的信息消亡,同时又可以促进文物保护、考古研究工作与文旅产业的共同发展。     

晚明书籍装帧设计的新奇观

目的 从社会背景、历史原因、文化诉求、艺术环境等方面分析和研究晚明时期书籍装帧设计的独特性。方法 结合文化传承、政治背景、社会经济、艺术美学、科学技术等多方因素,探析晚明书籍装帧的艺术风格的来源及其形成原因。结论 论述晚明时期“尚奇”的美学理念和设计思想对书籍装帧设计的影响,在体现与宋元文化一脉相承的同时,敢于打破古代经典、大胆创新的独特之处。晚明书籍具有“奇特”书名和内容、“多样”的装帧形式和“新颖”的版式设计,犹如现代书籍形态的雏形。     

晚商古蜀国人物服饰复原研究——以三星堆青铜人像为基本材料

三星堆考古发现，展示了灿烂的古蜀文化，并为人们研究了解古代蜀人服饰文化体系提供了丰富的资料。为了补充三星堆服饰文化研究在实践层面的缺乏，进一步推动三星堆文化在数字化背景下的传播。以晚商古蜀国人物形象为研究对象，以三星堆青铜造像群为基本材料，以同时期其他墓葬出土相关文物作为补充，并对比前人复原案例，对古蜀人的服装形制、材质、色彩及装饰工艺进行深入剖析，并根据研究结果结合复原人物社会历史背景、身份背景及具体活动等，对两位古蜀国人物——大祭司、族长进行服饰复原。此次复原通过数字化手段再现了晚商时期古蜀人祭祀活动中的着装，填补了长久以来服饰在复原研究中该时期的空白，为同时期的服饰复原研究提供了基本方法借鉴。     

面向出水瓷器修复的虚拟清洁训练设计研究

目的 传统出水瓷器的清洁训练存在高成本、高消耗、不可逆操作等问题,利用计算机虚拟现实技术,设计开发一套海洋出水瓷器清洁工作的数字仿真训练平台.方法 对清洁修复训练进行实例调研和理论分析,构建清洁修复任务分解策略,并提出基本清洁作业分类的虚拟手动作仿真方法,对清洁训练中的空间环境、使用工具、人物等要素进行3D建模,利用Unity 3D技术实现作业处理以及数据分析处理,从而构建整个出水瓷器清洗的训练系统.结论 该方法将虚拟现实技术与出水文物的修复结合起来,使训练者在沉浸性、构想感的学习环境中掌握清洁过程中行之有效的方法和使用材料,为下一步的瓷器修复奠定基础.     

基于具身认知的动作类非遗虚拟交互场景设计

动作类非遗是指以人体为载体,以动作为主要表现形式,通过完成特定的肢体动作来展现文化内涵的非物质文化遗产。通过虚拟技术设计交互式游戏化体验,促进动作类非遗的传播与传承,实现动作类非遗的数字化转化和活化保护,探索动作类非遗保护方法的新途径。运用虚拟现实技术和动作捕捉技术,以太极拳为例,构建基于具身认知的动作类非遗虚拟交互场景。动作类非遗的传承需在现实场景通过即时的动作教学与练习中实现,因此会受到时空局限。建构动作类非遗虚拟交互场景,有利于学习者自学标准化动作,掌握成体系的动作程式,并养成下意识的身体经验,从而实现动作类非遗的传承和保护。     

虚拟现实技术在杨桥古村虚拟旅游中的应用

杨桥古村有近1 000年历史,拥有极高的文化价值。近些年,受多方因素影响,了解杨桥的民众屈指可数,前往杨桥古村游玩的旅客更是寥寥无几,古村逐渐处于荒废的状态。文章旨在分析杨桥古村的发展现状与问题,利用虚拟现实技术制作虚拟的古村漫游空间与漫游路线,并对个别重要空间进行重建,期望通过新的文化体验空间与旅游解说系统的建构,打造古村虚拟旅游系统,解决古村无宅可进、无史可听等问题,让更多的游客了解杨桥古村文化内涵,以此推动杨桥古村旅游业的发展。     

综采工作面三机虚拟协同关键技术研究

针对当前综采工作面虚拟仿真数字化设计程度低、虚拟模型不可控、协同配套运行不匹配不协调的问题,在虚拟现实引擎Unity3D下,对综采工作面三机虚拟协同关键技术进行研究。建立了全景综采虚拟现实场景,重点对三机虚拟模型构建与修补、刮板输送机虚拟弯曲、采煤机虚拟运行行走和采煤机与液压支架相互感知等关键技术进行研究。以端部斜切进刀双向割煤方式为例进行分析,发现原型系统可以非常生动形象且真实地再现综采工作面三机的动态配套关系、姿态和性能等运行状况,并可根据不同的工况对采煤机牵引速度与液压支架跟机距离进行规划。本技术提升了综采虚拟现实的数字化设计水平,可以为综采工作面规划、分析与决策提供足够技术支持。