内容摘要

虚拟现实技术(Visual Reality)，是20世纪90年代为科学界和工程界所关注的技术。它的兴起，为人机交互界面的发展开创了新的研究领域；为智能工程的应用提供了新的界面工具；为各类工程的大规模的数据可视化提供了新的描述方法。这种技术的特点在于，计算机产生一种人为虚拟的环境，这种虚拟的环境是通过计算机图形构成的三度空间，或是把其它现实环境编制到计算机中去产生逼真的“虚拟环境”，从而使得用户在视觉上产生一种沉浸于虚拟环境的感觉。虚拟现实技术并非最近才出现的，其发展大致可分为三个阶段：第一个阶段从本世纪50年代到70年代，是虚拟现实技术的准备阶段；第二个阶段从80年代初到80年代中期，是虚拟现实技术系统化，并开始走出实验室进入实际应用阶段；第三个阶段从80年代末期之后，是虚拟现实技术全面发展的时期。然而，虚拟现实(Vinual Reality，简称VR)的出现，对教育培训更是产生广泛而深远的影响，使得受训者无论是在应用范围(广度、空间)、时间选择(宽度、时间)、还是在培训的难易程度和绩效评价(深度、效度)上都产生了传统培训方法所无法比拟的优势⋯ 。利用虚拟现实系统进行培训，根据需要培训内容进行相应的处理，员工无论是在知识学习、能力创新，还是在经验积累、技能训练等都可收到意想不到的效果。虚拟现实技术在教育培训领域中，有着巨大的潜力。目前国外已经有了许多VR技术用于培训的系统。如美国的Nabisco食品公司、北方电讯公司、Motorola公司就运用虚拟现实创建虚拟工厂，训练员工熟悉环境、设备和操作能力。利用虚拟现实进行远程教育、建立虚拟图书馆、开设虚拟课堂和虚拟实验室等，都将给教育培训带来前所未有的效果。本文就虚拟现实技术在电力培训中的应用进行了阐述，通过虚拟现实技术来进行电力培训收到了非常好的应用效果。

虚拟现实概念

虚拟现实是利用计算机生成一种模拟环境(如飞机驾驶舱、操作现场等)，通过多种传感设备使用户“投入”到该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。这里所谓模拟环境就是用计算机生成的具有表面色彩的立体图形，它可以是某一特定现实世界的真实体现，也可以是纯粹构想的世界。传感设备包括立体头盔(Head Mounted Display)、数据手套(Data Glove)、数据衣(Data Suit)等穿戴于用户身上的装置和设置于现实环境中的传感装置(不直接戴在身上)。自然交互是指用日常使用的方式对环境内的物体进行操作(如用手拿东西、行走等)并得到实时立体反馈。

虚拟现实的特点

沉浸性(Immersion)。指计算机操作人员作为人机环境的主导者溶人于虚拟环境中，通过多维方式与计算机所创造的虚拟环境进行交互，能使参与者全身心地沉浸在计算机所生成的三维虚拟环境中，产生身临其境的感觉。

交互性(Interaction)。是指操作者与虚拟环境中所遇到的各种对象的相互作用的能力，它是人机和谐的关键性因素。交互性包含对象的可操作程度及用户从环境中得到反馈的自然程度、虚拟场景中对象依据物理学定律运动的程度等。

构想性(Imagination)。是通过虚拟现实，从定性和定量综合集成环境中结合，引导人们去深化概念和萌发新意，抒发人们的创造力。

虚拟现实的关键技术

动态环境建模技术。它的目的是获取实际环境的三维数据，并根据应用的需要，利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。

实时三维图形生成技术。三维图形的生成技术已较成熟，而关键是如何“实时生成”。在不降低图形的质量和复杂程度的前提下，如何提高刷新频率将是该技术的研究内容。

立体显示和传感器技术。VR依赖于立体显示和传感器技术的发展。现有的VR设备还不能完全满足系统的需要，因此有必要开发新的三维显示技术。

应用系统开发工具。VR应用的关键是寻找合适的场合和对象，即如何发挥想象力和创造性。选择适当的应用对象可以大幅度地提高效率，减轻劳动强度，提高产品质量。为了达到这一目的，必须研究VR的开发工具。

系统集成技术。由于VR系统中包含大量的感知信息和模型，因此系统的集成技术起着至关重要的作用。集成技术包括信息的同步、模型的标定、数据转换、数据管理模型、识别与合成等技术。

虚拟电力培训系统的构建

虚拟电力培训系统在电力行业中，由于电是很危险的，每一个生产环节中都可能存在安全隐患，并且不是每一个生产现场都可以进去的；同时电力设备的昂贵，一旦发生事故则损失惨重。利用虚拟现实技术虚拟电力培训系统，不仅能节省资金，降低危险，还能使这些环节联系更加密切，使受训员工进入每个部分进行深入了解，往往会学到现实当中无法接触的东西。针对上述情况，结合电力中专进行员工培训的需要，设计开发了一套电力培训系统。该系统主要包括电力系统中的断路器、变压器、开关等系统的工作原理，以及当电路发生故障时，各个系统如何进行工作和维修等内容。

》虚拟现实解决方案库