【毕业学位论文】基于Virtools的代步工具虚拟展示研究

目 录1绪论 .课题 研究的 背景 .课题 研究的 意义 .本文 的研究 内容 .本文 的章节 安排 .示理 论及平 台 .虚拟 现实概 述 .虚拟 展示概 述 .示发 展现状 .示技 术分析 .虚拟 展示平 台选取 .具虚 拟展示 场景构 建 .虚拟 展示系 统模型 建立 .具建 模 .型建 立 .展示 系统模 型优化 及输出 .示场 景模型 的优化 原则 .型优 化 .统模 型输出 .拟展 示场景 建立 .具数 据资源 库的建 立 .景确 立 .的代 步工具 交互行 为研究 .以 的产 品虚拟 展示特 征 .代步 工具虚 拟展示 的交互 设计 .具初 始状态 分析与 设置 .本设 计 .制实 现 .虚拟 展示过 程所设 计的碰 撞检测 .具虚 拟展示 的漫游 控制 .称摄 像机 .像机 .切换 控制 .具虚 拟展示 系统实 现及发 布 .虚拟 展示后 期制作 与优化 .示后 期制作 .示系 统优化 .虚拟 展示系 统测试 .系统 发布 .播发 格式 .放格 式 .展望 .本研 究的主 要创新 点 .本研 究中遇 到的主 要问题 和解决 方法 .展望 和下一 步工作 . .献 . . ， 计算 机科学 和图形 图像处 理技术 迅猛发 展 ， 人类 社会逐 渐迈进 了信息 网络时代 。 在这 样的背 景下 ， 虚拟 现实 (也称 术 的产生 、 发展 和广泛 应用， 无疑正 在引发 传统设 计理念 的重大 变革 1。虚拟 现实技 术 ， 融合 了人工 智能 、 多媒 体技术 、 图形 图像处 理和计 算机网 络等多 种技术 ， 是一 种新的 智能化 人机交 互技术 ， 是一 种基于 计算机 平台对 复杂数 据进行 可视化操作 与交互 的全新 方式 2。同 时，与 传统的 计算机 仿真、 人机界 面以及 流行的 视窗操 作相比 ， 虚拟 现实在 技术实 现和设 计思维 上有了 质的飞 跃 。 虚拟 现实可 以通过 计算机 平台 ，生成 逼真的 三维虚 拟环境 ， 进而 使用户 可以超 前体验 虚拟环 境 、 感知 虚拟产 品 ， 并自 然地与 虚拟环 境进行 视觉 、 听觉 甚至是 触觉和 味觉的 实时交 互 ， 获取 与真实 世界相 似或相仿的 操作体 验。伴随 着虚拟 现实和 计算机 应用技 术的发 展 ， 形成 了新的 视听设 计课题 虚拟 展示设计 ， 它不 仅具有 虚拟现 实的基 本特征 ， 而且 融合了 最新的 展示设 计理念 。 虚拟 展示设计 ， 借助 计算机 虚拟现 实技术 ， 通过 整合图 像 、 声音 、 动画 和视频 等多媒 体手段 ， 创作和表 现了虚 拟物体 与虚拟 空间 ， 使设 计信息 的表现 方式有 了新的 途径和 形式 ， 使设 计理念能 更直观 、高效 地传递 和表达 。示设 计 ， 源于 虚拟现 实和设 计表现 的融合 ， 是产 品设计 和开发 的重要 途径和新的 方向 。 在产 品开发 与展示 过程中 ， 通过 运用虚 拟现实 技术 ， 借助 虚拟仿 真 、 实体 建模和 虚拟展 示等设 计手段 ， 不仅 能够高 效的完 成产品 设计的 全过程 ， 而且 能够实 时检测设计 的合理 性和科 学性 ； 通过 在虚拟 环境下 提前预 估产品 使用的 舒适性 、 易用 性 、 有效性 ， 能够 有效弥 补传统 设计方 法的不 足 ， 缩短 了设计 周期 ， 降低 了生产 成本 ， 最重 要的是提 供了一 种全新 的产品 体验和 展示模 式。通 过 构 建 具 有 真 实 感 的 3 产 品 展 示 系 统 ， 让 用 户 能 够 全 身 心 沉 浸 到 产 品 设计 、 展示 的全过 程 ， 能够 全视景 、 多方 位的观 察产品 ， 逼真 感受产 品设计 的各个 细节 3。同时 ，用户 可以对 产品进 行操作 测试， 可以对 它进行 旋转、 放大、 缩小、 变换颜 色 ， 拼装组 合及体 验产品 作业等 一系列 的动作 ， 为顾 客提供 一个全 面了解 产品的 新体验 ， 为企业提 供了展 示其产 品的新 模式， 也极大 地提升 了产品 设计的 品质。1绪 论2基于 虚拟平 台完成 的代步 工具虚 拟展示 ， 是虚 拟现实 技术应 用于代 步工具 设计开 发和展 示表现 的新课 题 ， 对于 探讨虚 拟现实 、 设计 创新和 产品开 发的相 互作用 具有重 要意义 。 通过 虚拟展 示技术 ， 可以 对代步 工具进 行全方 位的内 外部观 察 ， 真实 地模拟 产品的运动 过程及 工作运 行情况 ， 并通 过操纵 键盘鼠 标从各 个角度 逼真地 看到所 感兴趣 产品的每个 细节， 从而为 人们提 供最为 直观和 详尽的 信息。1）虚 拟展示 技术路 线研究论文 首先将 通过对 当前主 流虚拟 展示技 术的特 点分析 ， 选择 合适的 代步工 具虚拟 展示技 术路线 。 （ 2）三 维模型 数字建 模方法 研究其次 ， 根据 代步工 具的结 构特点 ， 深入 研究三 维数字 模型的 建模方 法并完 成数字 化模型 ，进而 对代步 工具数 字模型 进行优 化处理 。（ 3） 代步 工具交 互行为 研究再者 ， 虚拟 展示系 统的作 用是将 用户实 时的输 入信息 反馈到 虚拟展 示系统 中 ， 并根据这 些实时 信息生 成新的 场景效 果 ， 从而 是系统 更加逼 真 ， 符合 实际的 自然规 律 。 结合以 的产 品虚拟 展示系 统的特 征，进 一步研 究 代步 工具虚 拟展示 系统的 交互 设计 并 实现 键盘鼠 标 对 代步 工具虚 拟展示 的 交互 控制 。（ 4）虚 拟展示 技术实 现研究最 后， 在 理论 和 技术 研 究的 基 础上 ， 系统 完 成产 品 展示 分 析和 表 现， 借 助 台的 场景构 建及整 合，实 现代步 工具的 虚拟展 示。节安 排如下 ： 第 1章 ： 绪论 部分 。 阐述 该课题 的研究 背景和 研究意 义 ； 阐明 该课题 的主要 研究内容； 交代论 文的章 节安排 。 第 2章： 课题研 究基础 和依据 的探讨 。该章 追踪虚 拟现实 技术的 国内外 发展概 况 ，阐述 虚拟展 示技术 的应用 现状及 其特点 ， 并对 相关虚 拟展示 技术进 行研究 比较 ， 探讨 虚拟展 示平台 选取的 依据。第 3章 ： 探讨 代步工 具虚拟 展示场 景构建 过程及 相关问 题 。 探讨 虚拟展 示系统 模型的建 立，介 绍系统 模型的 优化和 输出， 研究 虚拟 展示场 景的建 立。第 4章 ： 研 究 代 步工 具 在 下 的 交 互 行 为 实 现 。 首 先 ， 研 究 3台下 产品虚 拟展示 的优势 ，其次 ，对代 步工具 在 的虚 拟展示 进行交 互设计 ， 分析 代步工 具的初 始状态 并进行 设置 ， 并 根据 代步工 具运动 行为的 分析来 研究代 步工具 的 在 的交 互 运动 ，最后 ，对代 步工具 运动过 程中的 碰撞问 题 和漫 游控制 进行 分析 研究 。第 5章 ： 探讨 代步 工具虚 拟展示 的实现 及发 布 。 首先 ， 探讨 代步工具虚 拟展示 过程后 期制作 与优化 ， 其次 ， 测试 虚拟展 示系统 并进行 完善 ， 最后 ， 进行 系统发 布。 第 6章 ： 总结 全文， 阐述全 文研究 工作及 创新点 ， 指出 研究过 程中的 局限和 不足 ，提出 对未来 研究工 作的展 望与设 想。2虚拟展示 理论及平台42虚拟 展示 理论 现 实 (简称 是 一种 利用 三维 图形 生成 技术 、多 传感 交互技术 、 多媒 体技术 、 人工 智能技 术 、 人机 接口技 术以及 高分辨 显示技 术等多 种高新 技术生成 三维逼 真虚拟 环境的 计算机 先进技 术 ； 通过 视 、 听 、 触觉 等作用 于用户 ， 对用 户的控制 行为做 出动态 的交互 反应， 可以使 人产生 一种身 临其境 的近乎 完全真 实的感 觉 ； 同时 ， 人与 虚拟环 境之间 可以进 行多维 信息的 交互作 用 ， 用户 从综合 集成的 虚拟环 境中获得对 客观事 物的感 性和理 性认识 ， 从而 深化概 念和建 构新的 构思和 创意 。 其最 大的优 势 ，在于 其无比 拟的 “ 真实 性 ” 和给 用户带 来的 “ 沉浸 感 ” 。 目前 ， 其所 涉及的 研究应 用领域包 括 ： 军事 、 医学 、 心理 学 、 教育 、 科研 、 商业 、 影视 、 娱乐 、 制造 业 、 工程 训练等 。虚 拟 现 实 已 经 被 人 们 公 认 为 是 21世 纪 重 要 发 展 学 科 以 及 影 响 人 们 生 活 的 重 要 技 术 之一。虚拟 现实是 现代计 算机科 学发展 的重要 里程碑 ， 具有 广泛的 应用前 景 ， 通过 构造具有沉 浸性 、 交互 性和构 想性的 虚拟场 景 ， 使得 用户获 得全新 的虚拟 场景感 知方式 。 虚拟现实 技术是 基于计 算机表 现的虚 拟实现 ， 通过 综合利 用计算 机对复 杂数据 的可视 化操作与交 互 ， 提供 拟人化 的视觉 、 听觉 、 触觉 等感觉 功能 ， 使用 户能够 直观而 又自然 的实时感知 计算机 虚拟场 景，最 终完成 高级人 机界面 的生成 和应用 。 根据 用户参 与虚拟 现实的 不同形 式以及 沉浸的 程度不 同 ， 虚拟 现实技 术主要 可分为三类 4：（ 1）沉 浸式虚 拟现实沉浸 式虚拟 现实系 统是一 套比较 复杂的 系统， 用户有 置身于 虚拟境 界之中 的感觉 。使用 者通过 头盔 、 数据 手套等 设备与 虚拟环 境进行 交流 。 该系 统虽然 可让使 用者完 全沉浸到 虚拟世 界中去 ，但由 于其价 格昂贵 ，难以 推广。 （ 2） 桌面 式 虚拟 现实桌面 虚拟现 实系统 利用个 人计算 机和低 档工作 站进行 仿真 ， 将计 算机屏 幕作为 用户观察 虚拟环 境的窗 口 ， 通过 各种输 入设备 与虚拟 现实世 界充分 交互 。 这种 系统会 受到现实环 境的条 件制约 ， 用户 不能完 全沉浸 于虚拟 环境中 ， 缺乏 真实的 现实体 验 。 但其 结构简单 ， 价格 低廉 ， 易于 普及推 广 。 本课 题中的 虚拟展 示系统 正是采 用此种 虚拟现 实技术 。（ 3） 分布 式虚拟 现实分布 式虚拟 现实系 统是由 多个用 户通过 计算机 网络连 接在一 起 ， 从而 使处于 不同地2虚拟展示 理论及平台5理位 置的用 户如同 进入到 同一个 真实环 境中 ， 使用 者可以 通过姿 势 、 声音 或文字 等在一起进 行交流 、 学习 、 训练 、 娱乐 ， 甚至 协同完 成同一 件产品 的设计 或进行 同一项 目任务的演 练。 虚拟 现实技 术在展 示设计 方面的 应用得 到众多 国内外 设计师 的喜爱 ， 在产 品设计 和表现 等方面 起着巨 大的作 用，在 国内外 多层次 领域有 着深厚 的研究 基础。 （ 1） 美国 的研究 现状美国 是 发源 地。美国 术的 水平基 本上就 代表国 际 水平 。目前 美国在 该领域 的基础 研究主 要集中 在感知 、用户 界面、 后台软 件和硬 件四个 方面 5。美国 宇航局 的 Am 验 室将数 据手套 工程化 ， 使其 成为可 用性较 高的产 品 。 在约翰逊 空间中 心完成 空间站 操纵的 实时仿 真 。 大量 运用了 面向座 舱的飞 行模拟 技术 。 对哈勃 太空 望 远镜 的 仿真 ， 致力 于 一个 叫 “ 虚 拟行 星 探索 ” ( 试验 计 划。 现 在 立了 航空、 卫星维 护 统， 空间站 统， 并且已 经建立 了可供全国 使用的 统。从 90年代 初起 ， 美国 率先将 虚拟现 实技术 用于军 事领域 ， 主要 用于以 下四个 方面 ：一是 虚拟战 场环境 ； 二是 进行单 兵模拟 训练 ； 三是 实施诸 军兵种 联合演 习 ； 四是 进行指挥员 训练。 （ 2） 欧洲 的研究 现状在 的 某些 方面 ，如 分布 并行 处理 、辅 助设 备 (包 括触 觉反 馈 )设 计和 应用 研究方 面，在 欧洲英 国是领 先的。 以下是 英国从 事 四个 主要中 心 6：业 集团公 司 )位于 英国 是国 际 名开 发机构 ， 在工业设 计和可 视化等 重要领 域占有 一席之 地。国 航空公 司 在利 用 计高 级战斗机 座舱 ， 的 大项 目 是 一个高 级测试 平台 ， 用于 研 究 及考 察 用 统模 拟器方 法的潜 力 。 项 目 就 是 专 门为 在 座 舱 内 训练 飞 行 员 而 研制的。 国南 部的川 是桌 面 。 该公 司生 产了 一 系列 的 商业 包 ， 都命 名 为 包 的 前端 主 要由图 形编辑 器 、 世界 编辑器 和可视 化模块 三个部 分组成 。 图形 编辑器 用于创 建三维 物体 ，预定 义图形 放置在 世界编 辑器的 世界坐 标系中 ， 可视 化程序 允许用 户在虚 拟世界 中移动并与 之交互 ，通过 空间球 和鼠标 发布命 令。创 建 于 1989年 ， 位 于 布 里 斯 托 尔 。 该 公 司 在 开 发 模 块 化 高 速 图 形 引 擎 中 ， 率 先 使 用 了 。 该 公2虚拟展示 理论及平台6司的 软件是 按客户 /服务 器体系 结构模 式设计 的。除英 国以外 其他一 些发达 的欧洲 国家如 西班牙 、 德国 、 瑞典 、 荷兰 等也积 极进行 了与应 用。 西班 牙在 多用 户 虚拟 奥运会 ， 奥运 体育竞 技作为 其研究 重点 ， 目的 是开发 用于如 下两方 面的 一是 双人滑 雪模拟 器 ， 二是 以数字 化虚拟方 式制 作 1992年 巴塞 罗 那奥 运 会足 球 赛的 四 人电 影 剧本 。 虚拟 现 实中 的 人一 机 交互 效应主 要由传 感技术 来完成 。 如将 数据手 套 、 手势 等显示 及时地 输入到 计算机 中进行 处理 ，达到 在虚拟 环境中 人与虚 拟物体 的交互 效果。德 国 的 计算 机 图 形 研 究所 ( 测 试 平台 ， 用 于 评 估 来 系统 和 界 面 的 影响， 以及向 用户和 生产者 提供通 向先进 的可视 化、模 拟技术 和 途径 。瑞 典 的 式 虚拟 交 互 环 境 ，是 一 个 基 于 构 分布 式 系 统 ， 易推 广到新 的硬件 和图形 库 ， 它又 是全分 布式的 ， 不同 节点上 的多个 进程可 以在同 一世界 中工作。 荷 兰海 牙 所 的 物理 电 子实 验 室 ( 发的 训 练和 模 拟系 统 ，通过改 进人机 界面来 改善现 有模拟 系统 ， 以使 用户完 全介入 模拟环 境 。 这些 系统使 用的基本技 术是并 行处理 系统结 构 ， 应用 的基本 构件是 通用处 理器 ， 从而 形成了 灵活可 伸缩系统 ， 无论 从硬件 还是软 件上讲 都易于 适应特 定应用 。 由于 使用了 这些强 有力的 系统结 构 ，现在 的视景 生成系 统以照 片纹理 (时 可视化 为特色 。（ 3） 日本 的研究 现状在当 前实用 虚拟现 实技术 的研究 与开发 中日本 是居于 领先地 位的国 家之一 ， 主要 致力于 建立大 规模 的研 究。另 外在虚 拟现实 方面的 研究也 做了很 多工作 6。 开 发了 一 种 虚 拟 现实 系 统 ， 它 能让 操 作 者 都 使用 “ 代 用 手 ” 去 处 理 三 维体模 型 ， 该系 统通过 数据手 套把对 模型的 处理与 操作者 手的运 动联系 起来 。京 都的 先进 电子 通信 研究 所 ( 在开 发一 套系 统， 它能 用图 像处 理来 识别 手势和面 部表情 ，并把 它们作 为系统 输入。 东京 大学的 高级科 学研究 中心将 他们的 研究重 点放在 远程控 制方面 ， 最近 的研究 项目 是 主 从 系 统 。 该 系 统 可 以 使 用 户 控 制 远 程 摄 像 系 统 和 一 个 模 拟 人 手 的 随 动 机 械 人 手臂 。 东京 大学原 岛研究 室开展 了三项 研究 ： 人类 面都表 情特征 的提取 、 三维 结构的 判定和三 维形状 的表示 、 动态 图像的 提取 。 东京 大学广 獭研究 室重点 研究虚 拟现实 的可视 化问题 。为了 克服当 前显示 和交互 作用技 术的局 限性， 他们正 在开发 一种虚 拟全息 系统 。富士 通实验 室有限 公司正 在研究 虚拟生 物与 相互 作用 。 他们 还在研 究虚拟现 实中的 手势识 别，已 经开发 了一套 神经网 络姿势 识别系 统，该 系统可 以识别 姿势 ，也可 以识别 表示词 的信号 语言 （ 4）虚 拟现实 在国内 的发展2虚拟展示 理论及平台7我国 对 研究 起步于 20世纪 90年代 初，发 展到现 在已初 步取得 了成果 ，但和 一些发 达国家 相比 ， 我国 有一 定的差 距 。 九五 规划 、 国家 自然科 学基金委、 国家高 技术研 究发展 计划等 都把 研究 项目。 在紧跟 国际新 技术的 同时 ，国内 一些重 点院校 ，已积 极投入 到了这 一领域 的研究 工作 7。国 内 最 早 开 展 此 项 技 术 试 验 的 是 挂 靠 在 西 北 工 业 大 学 电 子 工 程 系 的 西 安 虚 拟 现 实工程 技术研 究中心 。 该中 心的成 立 ， 对发 挥该校 电子信 息工程 学院以 及其他 院系和 研究所在 虚拟现 实、虚 拟仿真 与虚拟 制造等 方面的 研究优 势将具 有积极 作用。 北京 航空航 天大学 计算机 系也是 国内最 早进行 最有 权威的 单位之 一 。 他们进 行了下 列方面 的研究 ： 进行 了一些 基础知 识方面 的研究 ， 并着 重研究 了虚拟 环境中物体 物理特 性的表 示与处 理 ； 在虚 拟现实 中的视 觉接口 方面开 发出部 分硬件 ， 并提 出有关算 法及实 现方法 ； 实现 了分布 式虚拟 环境网 络设计 ， 并建 立了网 上虚拟 现实研 究论坛 。该研 究单位 可以提 供实时 三维动 态数据 库 ， 提供 虚拟现 实演示 环境 ， 提供 用于飞 行员训练的 虚拟现 实系统 ， 提供 开发虚 拟现实 应用系 统的开 发平台 ， 并将 要实现 与有关 单位的远程 连接。浙 江 大学 以 D& 家 重点 实 验 室 开 发出 了 一 套 桌 面型 虚 拟 建 筑 环境 实 时 漫 游 系统 ， 采用 了层面 迭加绘 制技术 和预消 隐技术 ， 实现 了立体 视觉 ， 同时 还提供 了方便 的交互工 具 ， 使整 个系统 的实时 性和画 面的真 实感都 达到了 较高的 水平 。 另外 ， 他们 还研制出了 在虚拟 环境中 一种新 的快速 漫游算 法和一 种递进 网格的 快速生 成算法 。清华 大学计 算机科 学和技 术系对 虚拟现 实和临 场感的 方面进 行了研 究 ， 例如 球面屏幕 显 示 和 图 像 随 动 、 克 服 立 体 图 闪 烁 的 措 施 和 深 度 感 实 验 等 方 面 都 具 有 不 少 独 特 的 方法 。 他们 还针对 室内环 境水平 特征丰 富的特 点 ， 提出 借助图 像变换 ， 使立 体视觉 图像中对应 水平特 征呈现 形状一 致性 ， 以利 于实现 特征匹 配 ， 并获 取物体 三维结 构的新 颖算法 。西 安 交 通 大 学 信 息 工 程 研 究 所 对 虚 拟 现 实 中 的 关 键 技 术 的 立 体 显 示 技 术 进 行 了 研究。 他们在 借鉴人 类视觉 特性的 基础上 提出了 一种基 于 缩编 码新方 案，并获得 了较高 的压缩 比 、 信噪 比以及 解压速 度 ， 并且 通过实 验结果 证明了 这种方 案的优 越性。另外 ， 西北 工业大 学 心 、 上海 交通大 学图像 处理模 式识别 研究所 ，长沙 国防科 技大学 计算机 研究所 、 华东 船舶工 业学院 计算机 系 、 安徽 大学电 子工程 与住处科 学系等 单位也 进行了 一些研 究工作 和尝试 。论及平台8所谓 虚拟展 示 ， 是指 以虚拟 现实技 术为手 段 ， 是该 技术在 产品展 示过程 中的综 合应用 ； 通过 对产品 的造型 设计 、 功能 设计 、 产品 检验 、 成品 展示等 环节虚 拟化研 究 ， 以实现展 示过程 的数字 化和智 能化 3。虚 拟展示 技术研 究在 20世纪 80年代 取得重 大突破 ，在 20世 纪 90年 代得 到 快速 发 展， 而 虚拟 展 示是 在 虚拟 现 实技 术 发展 完 善后 才 被人 们所认 识到 ， 并且 应用到 产品展 示当中 的 。 相信 在未来 的产品 展示系 统中 ， 虚拟 展示会 被广泛 地推广 ，并给 整个产 品创新 行业带 来巨大 的影响 。虚拟 展示技 术将 “ 人的 因素 ” 放在 第一位 考虑 ， 通过 图像 、 声音 和文字 等信息 的传递 ， 不仅 能够使 用户获 得对展 示产品 的多维 度认知 ， 同时 也可以 让用户 亲身操 作展示 产品， 与之产 生互动 交流， 深入了 解展示 产品的 结构和 功能 7。虚拟 展示技 术具有 虚拟现 实的多 感知 、 沉浸 感 、 构想 性和交 互性特 征 ， 使用 户与虚拟环 境能够 进行交 互；虚 拟展示 特征如 下 8：（ 1）多 感知 (谓 多感知 是指除 了一般 计算机 技术所 具有的 视觉感 知之外 ， 还有 听觉感 知 、 力觉感知 、 触觉 感知 、 运动 感知 ， 甚至 包括味 觉感知 、 嗅觉 感知等 。 理想 的虚拟 展示技 术应该具 有一切 人所具 有的感 知功能 。 由于 相关技 术 ， 特别 是传感 技术的 限制 ， 目前 虚拟展示技 术所具 有的感 知功能 仅限于 视觉、 听觉、 运动等 几种。（ 2）沉 浸感 (Im m 在展 示过程 中 ， 如何 让用户 能够身 临其境 的存在 于模拟 场景中 进行活 动体验 ， 一直是展 示设计 的一个 难点 。 理想 的虚拟 展示场 景应该 使用户 难以分 辨环境 的真假 ， 并能 够全身 心地投 入到计 算机所 构建的 三维虚 拟场景 中 ， 该虚 拟场景 中的一 切感觉 上都是 真实的 ， 如同 在现实 世界中 的感觉 一样 。 并能 够突破 时空的 限制 ， 使用 户可以 体验到 显示世界所 无法感 受的。（ 3）构 想性 (Im 虚拟 展示技 术所展 现的主 要是一 种全新 的沟通 方式 ， 应该 具备有 广阔的 可想象 性的空间 ， 不仅 能够传 递真实 存在的 环境信 息 ， 也可 以随意 的构想 现实不 存在的 甚至是 不可能发 生的环 境，激 发人们 的想象 力和创 造力， 拓宽人 类的认 知范围 。（ 4） 交互 性 (拟 展示设 计的交 互性 ， 主要 指用户 对虚拟 展示场 景内物 体的可 操作程 度和从 场景中 得到 反馈 的自 然程 度（ 包括 实时 性 )， 它突 出于 用户 的参 与性 。例 如， 用户 可以 用手去直 接操纵 虚拟场 景中的 物体 ， 能够 感觉到 物体的 真实存 在性 ， 而且 物体也 能够随 着操纵者 的意图 而移动 ， 真正 实现对 界面的 穿越 。 通过 传递信 息的整 合 ， 多方 位的给 用户提供互 动的交 流平台 。虚拟 现实技 术具有 十分广 阔的应 用前景 ，其强 大的功 能使其 不仅应 用于满 足军事 、航空 航天和 医学的 行业需 求，同 时也广 泛的运 用到工 业设计 、建筑 设计、 文化娱 乐 、 教2虚拟展示 理论及平台9育培 训、展 示设计 等方面 众多领 域。其 中，产 品表现 是虚拟 展示的 重要应 用领域 。 产品 展示是 商品交 易的重 要环节 ， 消费 者通过 产品展 示获得 产品第 一印象 ， 根据 自己的 偏好需 求完成 对产品 的选择 。 对于 商家来 说 ， 能否 将产品 最有价 值的一 面展现 出来 ，往往 决定了 该产品 的市场 价值 。 另一 方面 ， 产品 展示是 获取消 费者信 息反馈 的重要 途径 ，反馈 的信息 可以帮 助商家 了解消 费者的 喜好， 为今后 提供更 好的产 品和服 务做准 备 。 对于消 费者而 言，能 否得到 产品真 实、全 面的信 息，则 是决定 是否获 取商品 的关键 。近年 来 ， 虚拟 展示技 术的快 速发展 ， 为现 代产品 展示设 计找到 新的突 破点 ， 使得 在虚拟 平台上 真实地 展现产 品成为 可能 ， 国内 外的设 计师越 来越多 的关注 虚拟展 示设计 的发展 ， 并将 自己的 创造性 思维借 此表达 出来 。 目前 ， 虚拟 展示在 现实生 活中有 着广泛 的应用 前景， 也出现 了一些 较为成 熟的虚 拟展示 平台 910。（ 1）虚 拟商品 展示日本 的 现实 技术应 用于一 个虚拟 的厨房 系统 。 该系 统是一 个零售业的 应用 ， 它能 够帮助 用户选 择放在 公寓厨 房里面 的厨具 和小家 具 。 用户 可以将 他们的构想 提交给 系统 ， 随后 ， 相应 的虚拟 厨房就 在计算 机中展 示出来 ， 其中 ， 厨具 和家具 的颜色 、大小 、种类 及放置 的位置 都可以 由用户 指定。 （ 2）网 上虚拟 世博会2010年上 海世博 会在建 设真实 展馆的 同时， 首次在 3示技 术的辅 助下 ，整 合 ， 建 立了 一 个逼 真 的虚 拟 3和 实 时互 动 的网 上 虚拟 世 博会 。 它使得参 观者能 够只需 要通过 鼠标的 控制 ， 就可 以逼真 的游览 整个世 博园的 全景 ， 就像 突破了时 空和地 域的限 制 ， 真实 的行走 在世博 园一样 。 并且 通过对 虚拟游 客的控 制进行 三维互动 体验， 观看网 上世博 直播活 动。 （ 3）建 筑漫游传统 的建筑 展示方 式 ， 往往 都是以 等比例 缩小的 实体模 型方式 来展现 。 虽然 这样的方式 也能够 多环度 的展示 建筑物 ， 但由 于是模 型的等 比例缩 小 ， 观察 者不能 够真实 的感受到 建筑的 体量 ， 更加 不能够 体验到 建筑融 入到现 实环境 的感受 。 借助 虚拟展 示技术 来展现 建筑物 ，能够 给予观 察者漫 步于真 实建筑 环境的 体验， 具有身 临其境 的真实 感受 。著 名 的 奥 地 利 林 茨 数 字 城 市 游 览 作 品 ， 就 是 利 用 虚 拟 展 示 技 术 完 整 的 复 制 出 林 茨城 ， 同时 借助立 体显示 设备和 模拟飞 行控制 器来完 成用户 界面的 设计 。 在虚 拟与真 实高度融 合的虚 拟展示 系统中 ， 用户 不仅可 以通过 立体眼 镜沉浸 在感官 的幻觉 当中 ， 体会 到强烈 的真实 感知， 而且能 够通过 模拟飞 行器的 控制， 实现与 城市的 互动， 包括在 空中 、街道 和水面 上游玩 ，主动 了解城 市信息 等。论及平台10目 前主 流 的应 用 于虚 拟 展示 技 术主 要 有 。下面 主要通 过对各 个虚拟 技术的 特点进 行分析 ，确定 适合于 代步工 具虚拟 展示技 术 1。（ 1） 最早 应用的 虚拟现 实技术 开始 于 20世纪 90年代 的初期 。 首次 正式提 出 字是 在 1994年 3月在 日内瓦 召开的 第一届 万维网 大会上 ， 规范 在 1994年 10月在 芝加哥 召开的 第二届 万维 网 大会 上。 态的 3 但没 有动画 和声音 ， 也不 允