摘要: 我国针对VR技术的研究起步较晚，但发展速度很快，近年来在各行各业中得到了较好的应用，并且取得了良好的反响，获得了各界的重视与支持。国内高等院校、研究机构与各大企业，也对VR技术的发展前景很感兴趣，纷纷投身VR领域的研究与应用之中。VR技术实现了视觉技术的突破，开发了虚拟现实应用管理系统，在虚拟建模、仿真培训等方面具有积极的推动作用。

关键词：虚拟现实技术；VR医疗；VR旅游；电力系统

一、简介

VR虚拟现实技术快速发展，目前基于该技术发展的软硬件产品日益丰富，VR相关内容和应用不断增长和普及，国内外VR虚拟现实产业在内容、网络、终端、芯片和显示屏等不断壮大。VR技术基于5G网络的优势进行发展，具有三大特点，高速率、低时延、大连接。首先，它采用了毫米波技术使得数据传输速率远高于以前的蜂窝网络，比当前的有线互联网要快。第二个就是响应时间短，更有较低的网络延迟。第三个就是连接容量大，每平方公里可以接入100万台终端。这些优势也给5G技术提供了广泛的应用场景。eMBB为其中一大应用场景，它提供高速率应用， 例如VR/AR，高清视频，全息投影等。虚拟现实就是VR技术集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术对虚拟环境进行创设，从而给人沉浸式的感觉。VR技术已经取得了飞速的进步，在国内外得到了广泛的应用，涉及医疗、旅游、教育、建筑、军事等各个方面。VR技术与不同领域的特点和需求相结合，可以开发建立多种类型的业务应用，产生巨大的经济和社会效益。

二、VR对民生产业的升级改造

2.1“足不出户”的旅游

随着人民生活水平的提高，旅游成为生活的一个重要的项目。旅游产业的兴起也给景区带来很多的挑战，游客出行前的准备也是一个艰难的过程。VR技术的出现为游客提前了解旅游景点真实情况提供了条件和手段。线上景区实景预览，增加游客预览体验。景区周边环境显示，游客可以一览住宿游玩信息。同时还可以吸引更多对目的地有深度旅游需求的消费者，例如通过建模渲染技术，将易损文物，文化遗址等场景通过三维模型的方式进行复原，增加旅游的趣味性和交互性。增强游客体验，保护自然环境。生成景区体验区，用户可以足不出户飞跃悬崖峭壁，潜入深海，攀登珠海等。扩大视野范围，探索和接触到未被发现的风景区域。

图1 深圳大鹏新城VR旅游实景图

2.2医疗行业的升级

VR 技术能够在一定程度上降低医疗护理实践中的风险。如，VR 技术与医疗护理教育培训的结合，能够促进护理专业学生学习，提高从业人员培训的效率以及质量，使其能够有充分的机会以及充足的案例强化自身的基本功以及应对特殊病患的能力，为进入临床进行较为充分的准备。VR 技术与远程操控技术的协同能够帮助患者在无医护人员情况下、居家环境中，也能够继续在 3D 立体化的影像操作中，明确治疗主要步骤及环节，保证医嘱执行的正确性。同时，VR 技术能够逐渐取代现有的文字交流、声音交流以及二维视频交流的形式，通过虚拟化的真人图像的交流形式提升医患沟通的效率，减少因沟通障碍而导致的医疗风险。VRML（虚拟现实造型语言）也是桌面式虚拟现实的一种常用实现手段，是一种在Internet网上应用极具前景的技术。它采用描述性的文本语言描述基本的三维物体造型，通过一定的控制，将这些基本的三维造型组合成虚拟场景，当浏览器浏览这些文本信息时，在本地解释执行，便可生成虚拟的三维场景，大大减少了在网上传输的数据量。基于这一类型的应用其实已经深入到我们生活中了，例如各类型运动手表以及一些医用设备就是应用了这一技术。

图2 静脉曲张手术时使用VR镜转移患者注意力

三、VR技术在电力系统中的应用现状

变电站和输电线路是电力系统中最重要的组成部分，目前，国内各单位及高校已经根据各地特点建成多套110～500 k V各电压等级的虚拟变电站模型与各电压等级的输电线路。对于变电站而言，VR技术可以提供以下功能：

（1）在设计初期，可以通过建模验证各个设备结构之间的相对位置，制订出合理的部署方案，优化空间布局。

（2）系统建成后，可以给变电站作业人员的检修、维护工作提供直观、形象的指导，降低作业难度与风险，提高作业效率。

（3）可以给变电站人员进行变电站结构、功能、运行模式方面的仿真培训，降低培训的成本与风险。对于输电线路而言，VR技术可以提供下列功能：

（1）可以为输电线路建设模拟提供建模支持。

（2）可以提供输电线路建设过程中的环境模拟功能，预知建设事故与环境风险。

（3）可以建立灾害模拟及评估系统。

（4）可以建设运行轨迹模型。

（5）可以为线路工作人员提供模拟寻线功能。

在国内，多家公司研制的虚拟现实电力培训系统可为电力系统人员培训等工作提供一种沉浸式的、安全的、交互式的培训方式，不但可以三维显示设备的外部形状，还可以展示其内部构造及连接方式，揭示其逻辑关系；并且通过人机交互技术，学习电力设备的工作原理与检修维护方法，效果直接明了。根据异地学习人员的需要，运用互联网技术，建立多点分布式的VR教学系统，可进行多用户的系统操作，提供异地系统作业的环境。采用VR技术进行仿真培训，既可以节省培训成本，又可以有效降低培训中的风险，学习人员可以对场景进行360°的自由观测，对设备结构进行剖析，深入了解其组成和原理，获得书本上难以获得的直观感受。此外，电力虚拟仿真培训较为灵活，模型、数据、信息和交互方式的配置可根据需要来设计、建造、扩展、补充或组合。

图3 郑州某公司技术人员培训

四、总结概括

VR技术领域诞生于美国，最初是为了满足国防和航空航天的需要，随着计算机技术，特别是图形显示技术的快速发展，在实际生产中有了更多的应用。其主要的发展趋势方向是朝着生产便利的方向以及提供娱乐性活动的体验感。但同时，由于VR技术作为一项新兴的科学技术，它的发展也依赖这其他技术的发展，受当前其他各项科学技术的限制。其沉浸性，交互性等方面都需要进一步的改进与完善。但随着行业发展逐渐扩大，涉及的产业范围越来越广，完整的标准体系以及大部分的标准都需要陆续提出，研究和制定。统一的VR虚拟现实技术的标准体系和各环节技术标准是未来VR技术发展的奠基石。

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