VR技术在水利工程上的应用.doc

VR技术在水利工程上的应用.docVR技术在水利工程上的应用
摘要:VR技术已经成为当下研究的重点课题之一,且由于水利工程的特殊之处(如超长的施工期、艰难的施工环境以及冗杂的管理条件等),使得VR技术在水利工程上的应用尤为重要。这篇文章从VR技术的优缺点着手,对VR技术在水利工程上的应用进行摸索和探究。长时间的研究表明,随着VR技术的不断发展和完善,VR技术可以应用在水利工程设计施工和运行管理的各个方面。
关键词:VR技术;水利工程;设计施工;运行管理
一、研究背景
一直以来,水利工程都是国家的重点工程建设项目,也切实地关系着国家的经济发展情况。然而,其本身的工程建设之复杂、投资之大、运行管理之不易也是人们一直不断寻求改善和解决的难题。正因如此,随着现代社会经济、科技和计算机技术的快速发展,传统的系统仿真技术已经很难满足现代水利工程的设计规划、施工以及运营等方面的要求。也正是由于传统的系统仿真技术的局限越来越大,人们对新型技术的产生也越来越渴望。在之后,经过技术研究人员不断地探索,创新地将仿真技术与虚拟现实结合在了一起,从而形成了一种更加高级的技术产物,这就是现今人们所熟知的虚拟仿真技术。
VR技术与传统的系统仿真技术相比,很大程度地节约了工本,减少了人力财力上的损失。同时,虚拟仿真技术中的三维可视化监测管理,提高了工作人员对水利工程的运行管理的效率。
二、VR技?g
(一)VR技术简介
VR技术具有3I特征:沉浸性、交互性、想象性,VR的3I特征是相辅相成的。其原理是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界,在这个虚拟世界中,视觉、听觉、触觉、嗅觉等效果具有一体性、可交互、动态等特点。使用者戴上相关设备后,能仿佛置身于其中。VR概念模型如图一所示:
图1 VR概念模型
虚拟现实中的“现实”泛指存在于世间的生物以及环境,既可以是在实际中能够实现的,也可以是在现实中较难或无法实现的。“虚拟”指是由计算机生成。在一般情况下,典型VR系统主要由计算机,数据库、应用软件、输入和输出设备还有用户等组成,详细见图二:
图2 VR系统
(二)VR技术的应用
VR技术自20世纪80年代初由美国VPL公司提出以来,经过几十年的探索、发展以及检验,其应用领域从起初的军事方面逐渐向其他领域发展。在规划和建设方面,主要用于室内设计、房产开发、工业仿真、道路桥梁、轨道交通、水文地质等方面;在娱乐和旅游方面,主要用于文物古迹保护与复原、大型网络游戏、部分电视节目等方面;在训练和演练方面,虚拟现实及时也在军事航天、应急推演以及医学领域取得了巨大的成就;在培养人才方面,这几年,VR技术被广泛应用在教学方面,让课堂授课不再枯燥,为社会培养出一批又一批的人。
三、VR技术在水利工程上的应用
水利工程往往具有很大的规模,因此施工时间较长,即有很长的建设周期;水利工程因为受施工场地的影响,自然条件也是不可忽视的易影响设计及施工的因素之一;水利工程因其大规模性,需要的投资较大,因此在施工之前必须严格按照程序进行设计。VR技术可以应用在水利工程设计施工和运行管理的各个方面。
(一)规划阶段
水利工程的规划设计阶段往往要收集水文气象、整理地理地质等自然资料、设计多种方案并进行选优、确定工程规模。根据VR技术的虚幻性和逼真性,可利用它将收集来的水文气象资料进行