便携远程沉浸式可视化技术与装置研究初探

合集下载

AR技术下博物馆数字化交互展示设计探究

AR技术下博物馆数字化交互展示设计探究一、研究背景与意义随着科技的飞速发展，增强现实(AR)技术已经成为了当今世界的热门话题。

AR技术通过将虚拟信息与现实世界相结合，为人们提供了全新的交互方式。

博物馆作为文化传承的重要载体，近年来也在积极探索如何运用AR技术提升展示效果，使观众能够更加直观地了解展品背后的历史和文化内涵。

研究AR技术在博物馆数字化交互展示设计中的应用具有重要的理论和实践意义。

从理论层面来看，AR技术为博物馆数字化交互展示设计提供了新的思路。

传统的博物馆展示往往依赖于文字、图片等静态信息，难以满足现代观众对于互动性和沉浸式体验的需求。

而AR技术的出现，使得博物馆可以利用虚拟信息与现实场景相结合的方式，为观众提供更加丰富、生动的展示内容。

这有助于拓展博物馆展示设计的边界，使其更加符合现代审美和传播需求。

从实践层面来看，AR技术在博物馆数字化交互展示设计中的应用已经取得了一定的成果。

许多博物馆已经开始尝试将AR技术应用于展览策划和设计中，如利用AR眼镜为观众提供虚拟导游服务，或者通过AR互动游戏让观众更好地理解展品背后的历史文化。

这些实践表明，AR技术在博物馆数字化交互展示设计中具有较大的潜力和发展前景。

目前关于AR技术在博物馆数字化交互展示设计中的研究还相对较少，尤其是在设计原则、方法和技术应用等方面尚存在诸多问题和挑战。

本研究旨在探究AR技术在博物馆数字化交互展示设计中的应用现状、问题及对策，以期为博物馆数字化交互展示设计的发展提供有益的参考和借鉴。

1.1 博物馆数字化交互展示设计的背景与现状随着科技的飞速发展，数字化技术已经深入到各个领域，博物馆作为文化传承和知识普及的重要场所，也开始积极探索数字化交互展示设计。

在AR(增强现实)技术的出现和发展背景下，博物馆数字化交互展示设计得到了前所未有的推动。

AR技术以其独特的沉浸式体验、可视化呈现和互动性，为博物馆带来了全新的展示形式和观众参与方式，使得博物馆的文化传播效果更加显著。

沉浸式虚拟装配仿真技术研究

在多体动力学环境下，于欧拉四元数的笛卡基尔坐标系进行建模，以提高建模的自动化程度，可
开发，提高装配操作体验的沉浸感提供保障。为
收稿日期：００—０～１２１６８作者简介：刘
呖（９０一）男，南永州人，北工业大学博士后，要研究方向为ＣＤ／ＡＭ。１８，湖西主ＡＣ
其他虚拟外设与装配零部件进行交互，而体验真实的维修装配感觉，从达到装配维修训练与试装配的目的。最后，一个多人沉浸式虚拟现实硬件平台下开发虚拟维修装配仿真原型系统，在以齿
轮箱的拆装作为实例，验证了该仿真框架的有效性，为装配操作人员提供了一种优良的沉浸式用
・
现代设计与先进制造技术・
刘呖陈
冰
鲍福廷
沉浸式虚拟装配仿真技术研究
了基于物理的虚拟手抓持为装配力计算提供３，
了条件。西北工业大学莫蓉教授对虚拟装配可视化与装配规划等关键技术进行了大量的研究ｌ。４Ｊ
本文提出了一个沉浸式虚拟现实环境下的多体动力学维修装配仿真框架，围绕该框架对多体并
点和热点。华盛顿州立大学与美国国家标准技术研究所（Ｓ合作开发的虚拟装配设计环境ＮＩＴ）
ＶＤＥ（ＶｉｕｌｓｅｌＤｅｉｎＥｖｒｎｎ）ＡｒａＡｓｍｂｙｓｎｉｍｅｔ采ｔｇｏ

浅谈VR和AR技术

此外，虚拟现实技术的特点之一是互动性。用户可以通过手柄、手势识别、体感设备等方式与虚拟环境中的物体或其他实体进行互动，增加了用户的参与感和沉浸感。虚拟现实技术还具有实时性，能够实时呈现用户在虚拟环境中的动作和操作，达到真实时间的反馈。
最后，虚拟现实技术还具有广泛的应用领域。它被广泛应用于游戏、娱乐、教育、培训、医疗、建筑设计等各个领域，可以为用户提供全新的体验和学习方式。虚拟现实技术还有助于创造沉浸式的学习环境，提升学习效果，以及培养用户的创造力和解决问题的能力。
VIEW MORE
应用领域及需求
首先，虚拟现实技术在游戏和娱乐领域的应用需求十分广泛。通过虚拟现实技术，用户可以沉浸式地体验游戏或娱乐内容，无论是在游戏中扮演角色、探索虚拟世界还是观看电影等娱乐内容，都能够提供更加真实、具有身临其境感的体验。此外，虚拟现实技术也可以应用于培训和教育领域，通过虚拟现实场景的还原和模拟，帮助学生更好地理解和学习各种知识和技能。
1. AR技术能够将军事情报以虚拟的形式叠加到真实场景中，士兵可以直接获得战场信息，包括敌军位置、战术部署等，提升战场意识和情报分析能力。
2. AR技术能够实现不同单位之间的情报共享，让指挥员能够更好地掌握各部队的战况和任务进展，协调指挥决策。
AR技术提供训练过程的数据记录和分析
1. AR技术能够记录士兵在训练中的动作、姿势等数据，进行实时监测和评估，帮助他们改进姿态和动作技巧。 2. AR技术能够分析士兵的行为、反应情况，评估其训练效果和潜力，为士兵的选拔和晋升提供科学依据。
VR沉浸式导览
一种利用虚拟现实技术提供全方位身临其境体验的导览方式。通过穿戴VR设备，用户可以感受到仿佛置身于实际场景中的感觉，实现对景点或场所的远程导览。这种导览方式打破了传统导览的限制，可以在时间和空间上实现更加自由的参观体验。在VR沉浸式导览中，用户可以自由选择参观的场所，如博物馆、古迹或旅游景点等，无需真实前往。通过VR技术，用户可以在虚拟环境中观看景点的真实场景、文物、艺术品或历史遗迹等。与传统导览相比，VR沉浸式导览不受时间、位置和交通等限制，让用户能够跨越时空进行参观。此外，VR沉浸式导览还可以提供更加丰富的互动体验。用户可以通过手柄或身体动作来与虚拟环境互动，触摸展品、漫游景点甚至与虚拟导游进行对话。这种互动性不仅增加了参观的趣味性，还可以深入了解展品或景点的相关信息，使用户的参观体验更加全面。

沉浸式显示系统实际案例分享六则

沉浸式显示系统实际案例分享六则一、Immersive Display可帮助客户完成立体成像以及成像软件集成Immersive Display 有限公司（意：沉浸式显示系统解决方案）提供多种软件解决方案和第三方产品，可帮助客户完成立体成像以及成像软件集成。

目前市场对球形屏幕投影的需求越来越大，许多相关的应用程序应运而生，而高品质高效率的应用程序中最重要的一点是立体影像在球幕上的较高的投射准确度。

OmniMap几何修正软件一般的视频投影解决方案是在平面屏幕上显示矩形图像。

但对于圆顶、全景图像、天文馆以及其它非平面显示系统来说，需要使用光学校正和几何校正技术来避免曲面显示系统上的投影图像扭曲的现象。

OmniMap和OmniMapD3D两款软件程序适用于OmniFocus投影解决方案及其它特殊的沉浸式实时投影应用环境。

OmniMap库为程序员提供了易于集成的解决方案，可帮助程序员开发出与Immersive投影产品兼容的实时OpenGL或DirectX应用程序。

易于集成的C++程序库中包含几何校正程序。

预渲染API调用指令可以将虚拟环境保存在临时离屏缓冲区，OmniMap和OmniMapD3D API的后期渲染命令可以完成镜头光学变形校准和屏幕几何校准等操作。

所有的配置和算法选项通过培植文件和脚本进行处理，无需进行重新编辑即可实现配置修改。

跨平台系统采用OpenGL 2.0、Shader Model 3.0和Shade r Model 4.0着色器进行硬件加速，可充分利用新型图形硬件设备的崭新功能。

Adobe After Effects的球幕插件球幕影院应用放弃了矩形投影屏幕，可以让观众完全沉浸在超大视域当中。

对于这种媒体的影像开发，从技术方面和设计方面都存在很大难度。

球幕插件为影像制作者提供了简单易用的图像创作方法，适用于沉浸式圆顶显示设备及360度球……（未完）二、Immersive Display助Pufferfish打造具有极高视觉冲击力的影像展示Immersive Display公司（简称Immersive）与英国Pufferfish有限公司合作，将该公司的PufferSphere®产品在北美、南美以及亚太地区销售。

恢复性虚拟自然环境研究进展——基于ＣｉｔｅＳｐａｃｅ_可视化分析

㊀第２０卷㊀第４期２０２２年８月中㊀国㊀城㊀市㊀林㊀业ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＵｒｂａｎＦｏｒｅｓｔｒｙＶｏｌ２０㊀Ｎｏ４Ａｕｇ２０２２恢复性虚拟自然环境研究进展∗基于ＣｉｔｅＳｐａｃｅ可视化分析尹程程㊀李同予㊀翟长青㊀薛滨夏㊀安㊀欣哈尔滨工业大学建筑学院寒地城乡人居环境科学与技术工业和信息化部重点实验室㊀哈尔滨㊀１５００００㊀收稿日期:２０２２－０４－２３∗基金项目:黑龙江省自然科学基金面上项目(ＬＨ２０２０Ｅ０５２)ꎻ互动媒体设计与装备服务创新文化和旅游部重点实验室开放㊀㊀㊀㊀㊀㊀课题(２０２０１)ꎻ互动媒体设备与装备服务创新文化和旅游部重点实验室开放课题(２０２０６)㊀第一作者:尹程程(１９９８－)ꎬ女ꎬ硕士ꎬ研究方向为健康促进环境设计ꎮＥ－ｍａｉｌ:９２３１５８３３７＠ｑｑｃｏｍ㊀通信作者:薛滨夏(１９６６－)ꎬ男ꎬ博士ꎬ副教授ꎬ研究方向为健康促进环境设计㊁园艺疗法ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｂｉｎｘｉａ６８＠１２６ｃｏｍ摘要:虚拟自然环境助益人类身心健康恢复已在诸多研究中得到证实ꎮ为了加深对恢复性虚拟自然环境所产生疗愈效益及其评估方法的了解ꎬ也为后续研究提供参考与新思路ꎬ文章以ＷＯＳ(Ｗｅｂｏｆｓｃｉｅｎｃｅ)为数据库ꎬ获取２０１０２０２２年恢复性虚拟自然环境研究领域共９５篇英文文献ꎬ采用ｃｉｔｅｓｐａｃｅ可视化呈现ꎬ分析其研究国家与地区㊁发文作者与机构㊁关键词聚类㊁核心文献研究内容与方法ꎬ总结研究热点趋势ꎮ结果显示:恢复性虚拟自然环境研究于２０１８年受到广泛关注ꎬ主要研究集中在欧美高校ꎬ机构合作网络分散且合作程度低ꎻ热点研究领域有探索心理生理恢复减轻病人疼痛感疗愈效益心率变异性生物反馈绿色运动改善患者预后效果环境感知等ꎮ基于分析结果ꎬ从强化多理论研究应用㊁建立多维度恢复效果评估体系ꎬ以及加强作者间㊁机构间合作联系３方面提出研究展望ꎮ关键词:虚拟现实ꎬ恢复性环境ꎬＣｉｔｅＳｐａｃｅꎬ研究热点与趋势ＤＯＩ:１０.１２１６９/ｚｇｃｓｌｙ.２０２２.０４.２３.０００１ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＲｅｓｔｏｒａｔｉｖｅＶｉｒｔｕａｌＮａｔｕｒａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ:ＶｉｓｕａｌＡｎａｌｙｓｉｓＢａｓｅｄｏｎＣｉｔｅＳｐａｃｅＹｉｎＣｈｅｎｇｃｈｅｎｇ㊀ＬｉＴｏｎｇｙｕ㊀ＺｈａｉＣｈａｎｇｑｉｎｇ㊀ＸｕｅＢｉｎｘｉａ㊀ＡｎＸｉｎ(ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅꎬＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎻＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏｌｄＲｅｇｉｏｎＵｒｂａｎａｎｄＲｕｒａｌＨｕｍａｎＳｅｔｔｌｅｍｅｎｔＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＩｎｄｕｓｔｒｙａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＨａｒｂｉｎ１５００００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｔｈａｓｂｅｅｎｐｒｏｖｅｄｉｎｍａｎｙｓｔｕｄｉｅｓｔｈａｔｖｉｒｔｕａｌｎａｔｕｒａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｓｃｏｎｄｕｃｉｖｅｔｏｈｕｍａｎｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｍｅｎｔａｌｈｅａｌｔｈｒｅｃｏｖｅｒｙ.ＴｈｅｐａｐｅｒｕｓｅｓＷＯＳ(ＷｅｂｏｆＳｃｉｅｎｃｅ)ａｓｔｈｅｄａｔａｂａｓｅｔｏｒｅｔｒｉｅｖｅ９５Ｅｎｇｌｉｓｈｐａｐｅｒｓｏｎｒｅｓｔｏｒａｔｉｖｅｖｉｒｔｕａｌｎａｔｕｒａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｐｕｂｌｉｓｈｅｄｉｎｒｅｃｅｎｔ１３ｙｅａｒｓꎬａｎｄｔｈｅｎａｄｏｐｔｓＣｉｔｅｓｐａｃｅｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｃａｌｅꎬｃｏｕｎｔｒｉｅｓａｎｄｒｅｇｉｏｎｓꎬａｕｔｈｏｒｓａｎｄｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｓꎬｋｅｙｗｏｒｄｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇꎬｃｏｒｅｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｌｉｔｅｒａｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈꎬａｎｄｓｕｍｍａｒｉｚｅｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｈｏｔｓｐｏｔｓａｎｄｔｒｅｎｄｓ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｒｅｓｔｏｒａｔｉｖｅｖｉｒｔｕａｌｎａｔｕｒａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｔｔｒａｃｔｅｄｗｉｄｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎ２０１８ꎻＥｕｒｏｐｅａｎａｎｄＡｍｅｒｉｃａｎｕｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓａｒｅｔｈｅｍａｉｎｆｏｒｃｅｉｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈꎬａｎｄｔｈｅｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｉｓｌｏｏｓｅｗｉｔｈｌｅｓｓｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｏｎꎻｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｈｏｔｓｐｏｔｓｉｎｃｌｕｄｅｅｘｐｌｏｒｉｎｇｐｓｙｃｈｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｃｏｖｅｒｙ ꎬ ａｌｌｅｖｉａｔｉｎｇｐａｔｉｅｎｔｓｓｅｎｓｅｏｆｐａｉｎ ꎬ ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｂｅｎｅｆｉｔ ꎬ ｈｅａｒｔｒａｔｅｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙｂｉｏｆｅｅｄｂａｃｋ ꎬ ｇｒｅｅｎｅｘｅｒｃｉｓｅ ꎬ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇｐａｔｉｅｎｔｓｐｒｏｇｎｏｓｉｓｅｆｆｅｃｔａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ .Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓꎬｔｈｅｐａｐｅｒｐｒｏｓｐｅｃｔｓｔｈｅｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｆｒｏｍｔｈｅ３ａｓｐｅｃｔｓｏｆｍｕｌｔｉ￣ｔｈｅｏｒｙｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎꎬｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｏｆｍｕｌｔｉ￣ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｆｏｒｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ㊀㊀㊀㊀中㊀国㊀城㊀市㊀林㊀业㊀第２０卷ｅｆｆｅｃｔａｎｄｂｏｏｓｔｉｎｇｔｈｅｓｔｒｏｎｇｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｌｉａｉｓｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎａｕｔｈｏｒｓａｎｄｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙꎬｒｅｓｔｏｒａｔｉｖｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔꎬＣｉｔｅＳｐａｃｅꎬｒｅｓｅａｒｃｈｈｏｔｓｐｏｔａｎｄｔｒｅｎｄ㊀㊀«２０２１世界卫生统计报告»指出:人类身心疾病发病率升高ꎬ愤怒㊁焦虑㊁抑郁等消极情绪会导致肥胖㊁糖尿病㊁心血管疾病㊁内分泌－免疫系统等多种疾病ꎮ身心健康问题已成为当代人类快节奏生活下需面临的巨大挑战ꎮ环境心理学者Ｋａｐｌａｎ[１]与Ｕｌｒｉｃｈ[２]专注于恢复性环境对心理生理复愈效益的研究ꎬ分别提出注意力恢复理论与压力缓解理论 ꎮ恢复性自然环境是指对人身心健康具有恢复促进作用的自然环境ꎬ对人类健康的积极贡献已在许多研究中得到检验[３]ꎮ由于城市化导致自然生境减少ꎬ恢复性自然环境成为了城市中的稀缺资源ꎬ难以在日常生活中充分接触ꎬ人们迫切希望于日常生活中也能拥有身处自然般的身心体验ꎬ因此ꎬ虚拟现实技术为人们自然复愈提供了机会ꎮ近年来信息㊁传感㊁网络和人工智能等技术发展迅速ꎬ带动了智能康复技术发展ꎬ国内外已开展诸多利用智能技术进行临床康复干预与评估的研究应用[４]ꎬ虚拟现实技术作为人类健康治疗的一种替代手段ꎬ被用来引发特定情绪状态㊁调节呼吸㊁改善心率变异性水平㊁减少疼痛焦虑ꎬ提高专注力[５]ꎮ虚拟现实的沉浸感㊁交互性和构想性为用户提供身临其境的仿真视景ꎬ运用虚拟现实技术搭建人与自然间的桥梁ꎬ人们能便利地亲近体验自然ꎬ使虚拟自然环境疗愈成为缓解各类身心疾病的有效方法ꎬ是恢复性虚拟自然环境研究的目的与意义所在ꎮ本研究数据来源于Ｗｅｂｏｆｓｃｉｅｎｃｅ核心合集数据库ꎬ检索时间为２０１０２０２２年ꎬ采用主题ＡＮＤ文献类型ＡＮＤ语种基本检索模式ꎬ主题词为恢复性自然环境(ＲｅｓｔｏｒａｔｉｖｅＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＯＲＮａｔｕｒｅＯＲＦｏｒｅｓｔＯＲＧａｒｄｅｎＯＲＧｒｅｅｎ)㊁虚拟现实(ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙＯＲＶＲ)和康复(ＲｅｃｏｖｅｒｙＯＲＨｅａｌｔｈＯＲＦｉｔｎｅｓｓＯＲＨｅａｌｉｎｇＯＲＢｅｎｅｆｉｔ)ꎬ使用ＡＮＤ检索式进行交叉组合检索ꎬ语种为Ｅｎｇｌｉｓｈ ꎬ最后获取２０１０２０２２年的文献共３３５篇ꎬ去除重复得到目标文献９５篇ꎮ采用Ｃｉｔｅｓｐａｃｅ５８Ｒ３进行发文量㊁研究国家地区㊁发文作者及机构可视化分析ꎬ探究国际上此领域研究的国家㊁集中区域与研究强度ꎬ以及权威学者与合作网络ꎮ通过关键词聚类共现与时间线图谱展现文章研究重点ꎬ从时间维度体现关键词演变情况及发展趋势ꎻ通过高中心性关键词(ＢｅｔｗｅｅｎＣｅｎｔｒａｌｉｔｙ)度量关键词节点重要程度ꎮ１研究规模１１发文量如图１所示:恢复性虚拟自然环境领域研究始于２０１０年初ꎬ至２０１７年文章数量均较少ꎻ２０１８２０２０年文章数量增加ꎬ尤其在２０２０年全球疫情暴发背景下ꎬ此领域开始引起学者重视[６－７]ꎻ２０２１年发文量稍有减少ꎬ但不足以说明热度退却ꎻ２０２２年第一季度内有１１篇文章发表ꎮ图１㊀２０１０２０２２年虚拟现实恢复性环境发文量变化１２研究国家与地区研究国家共现图谱(图２)表明ꎬ研究强度较大的国家依次为英格兰㊁美国㊁中国㊁德国㊁图２㊀研究国家共现图谱８４１㊀第４期㊀尹程程㊀李同予㊀翟长青ꎬ等:恢复性虚拟自然环境研究进展㊀㊀意大利㊁加拿大㊁瑞典ꎮ研究国家时序图谱(图３)表明ꎬ依次开展研究的国家为加拿大㊁瑞典㊁英格兰㊁德国㊁美国㊁中国ꎮ图３㊀研究国家时序图谱１３发文作者与研究机构如图４所示ꎬ节点较大的前４名作者为Ｗｈｉｔｅ㊁Ｂｒｏｗｎｉｎｇ㊁Ｃｈｉｒｉｃｏ㊁Ｇａｇｇｉｏｌｉꎮ目前作者间主要形成两个合作网络ꎬ分别以Ｗｈｉｔｅ㊁Ｂｒｏｗｎｉｎｇ为中心ꎬ前者进行虚拟自然环境减轻病患治疗痛苦体验方向研究[８]ꎬ后者进行虚拟自然环境唤醒积极情绪方向研究[９]ꎮ图４㊀发文作者共现图谱由图５可知ꎬ影响力较大的研究机构依次是埃克塞特大学㊁哈佛大学公共卫生学院㊁哈佛艺术研究生院㊁伯明翰大学㊁瑞典卡罗琳学院ꎮ目前研究机构间以爱沙尼亚生命科学大学和英属哥伦比亚大学为中心形成最大合作辐射网络ꎬ第二大合作网络以瑞典卡罗琳学院为中心ꎮ哈佛大学公共卫生学院㊁哈佛艺术研究生院研究强度分别位列全球第二㊁三名ꎬ联合波士顿癌症研究所形成美国本土最大合作网络ꎮ图５㊀发文机构网络共现图谱２研究热点２１关键词分析由表１可知:环境㊁焦虑㊁压力恢复㊁森林㊁健康等词为近年热点词汇ꎻ中心性最高关键词为环境ꎬ包括景观㊁森林㊁绿地等自然环境ꎬ此外还涉及焦虑㊁压力㊁健康等心理生理相关词汇ꎮ表１㊀高中心性关键词前１０总览编号㊀㊀关键词中心性初次出现年份关键词频次１ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ(环境)０５３２０１０１８２ａｎｘｉｅｔｙ(焦虑)０３０２０１４６３ｒｅｃｏｖｅｒｙ(恢复)０２５２０１５１３４ｓｔｒｅｓｓｒｅｃｏｖｅｒｙ(压力恢复)０２２２０１４１６５ｅｘｐｏｓｕｒｅ(暴露)０１７２０１７１７６ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ(儿童)０１４２０１６５７ｆｏｒｅｓｔ(森林)０１２２０１８４８ｂｅｎｅｆｉｔ(益处)０１１２０１０１４９ｈｅａｌｔｈ(健康)０１１２０１７１３１０ｌａｎｄｓｃａｐｅ(景观)０１１２０１８６２２关键词聚类分析如图６所示ꎬ文献规模最大为＃０探索心理生理恢复ꎬ聚类轮廓值最高为＃１减轻病人疼痛感ꎬ聚类＃３心率变异性生物反馈和聚类＃７环境感知为最新研究热点ꎮ筛选文献高被引频次的６个聚类ꎬ总结１３篇核心文献研究内容与研究方法ꎬ其中被引频次最高的４篇文献为:Ｖａｌｔｃｈａｎｏｖ等[１０]最早提出虚拟自然具有复愈效果ꎻＴａｓｈｊｉａｎ等[１１]首次测量了虚拟自然对住院患者疼痛感受的影响ꎻＧｏｌｄ等[１２]发现虚拟自然体验可减少儿童抽血时的痛苦ꎻＡｎｄｅｒｓｏｎ等[１３]提出虚拟自然可为宇航员㊁潜水员等长期封闭人员放松(表２)ꎮ９４１㊀㊀㊀㊀中㊀国㊀城㊀市㊀林㊀业㊀第２０卷图６㊀关键词聚类时间线图谱表２㊀６个聚类核心文献研究概况㊀聚类被引频次㊀作者㊀㊀研究内容㊀㊀㊀㊀研究方法探索心理生理恢复１０８Ｖａｌｔｃｈａｎｏｖ等[１０]虚拟自然环境恢复效果三种方式测量恢复效果:ｚｉｐｐｅｒｓ㊁心率皮电㊁心算测验６１Ａｎｄｅｒｓｏｎ等[１３]使用虚拟现实呈现沉浸式自然场景皮电和心率变异性测量心理生理唤醒ꎻ问卷测量积极消极情绪和场景质量４８Ｙｕ等[１４]虚拟现实森林和城市环境对生理心理反应影响腕环检测心率变异性ꎻ试纸测唾液淀粉酶活性ꎻ血压计测血压ꎻ问卷测量情绪状态减轻病人疼痛感７１Ｇｏｌｄ等[１２]医疗领域迎来了虚拟现实技术应用的黄金时代注意力儿科１４３名患者㊁护理员㊁采血员分为ＶＲ组与对照组ꎬ完成术前术后疼痛㊁焦虑㊁满意度测量１７Ｓｍａｌｌ等[１５]虚拟恢复性环境疗法作为烧伤换药疼痛控制的辅助对２５名严重烧伤的患者使用动态３Ｄ视听觉刺激ꎬ从痛苦刺激中转移疗愈效益３６Ｔａｂｒｉｚｉａｎ等[１６]通过沉浸式虚拟环境探索城市绿地围护结构的可感知修复潜力观看公园广场不同空间与植被渗透度的虚拟全景图ꎬ对恢复与安全知觉进行评级２０Ｇａｏ等[１７]不同虚拟现实环境下心理生理恢复与个体偏好研究探索６种不同ＶＲ环境注意力与情绪恢复差异ꎬ发现偏好影响情绪恢复心率变异性生物反馈２２Ｙｉｎ等[１８]室内亲生物环境对压力和焦虑恢复的影响测试ＶＲ亲生物环境和其他环境中的心率变异性恢复速度ꎬ前者比其他高出１５％１７Ｒｏｃｋｓｔｒｏｈ等[１９]虚拟现实在心率变异性生物反馈的应用将ＶＲ自然治疗㊁传统治疗与未治疗进行对照ꎬＶＲ自然可以提供高质量的生物反馈体验绿色运动４７Ｃａｌｏｇｉｕｒｉ等[２０]在模拟自然中运动的环境感知㊁身体参与和情感反应在ＶＲ自然中进行绿色运动能够产生与在真实自然环境中类似的心理生理反应２９Ｈｕａｎｇ等[２１]树木ꎬ草坪ꎬ建筑等不同类型环境对减压的影响探究三个具有不同绿色植被类型的ＶＲ环境恢复潜力环境感知１１Ｍａｔｔｉｌａ等[２２]在虚拟现实森林环境中恢复体验ＶＲ森林环境ꎬ测量感知恢复性效果㊁活力和情绪９Ｔａｎｊａ￣Ｄｉｊｋｓｔｒａ等[８]虚拟自然改善病人牙科治疗体验和记忆对比三组牙科患者(自然环境ＶＲ㊁城市环境ＶＲ㊁标准治疗)治疗体验３研究热点领域３１营造健康人居环境的虚拟自然１)提升办公空间疗愈能力ꎮＹｉｎ等[１８]使用虚拟现实技术模拟自然环境融入办公空间对办公人员可产生镇静效果ꎬ对血压㊁皮肤电导变化以及短期记忆都有积极影响ꎮＹｉｎ等[２３]评估不同虚拟自然元素对办公人员压力焦虑恢复影响差异ꎬ发现有虚拟绿植㊁木材㊁日光的窗景有助于恢复压力ꎬ改善焦虑ꎮ２)增强校园环境恢复效力ꎮ将虚拟自然作为学生与自然互动教育的补充ꎬ可在认知恢复和增强心理状态方面提供益处ꎮＯＭｅａｒａ等[２４]发现受考试焦虑影响的学生不断增多ꎬ通过提供虚拟现实绿色环境暴露有效削弱了学生考试焦虑ꎬ改善考试体验ꎬ提高成绩ꎮＦｌｅｕｒｙ等[２５]发现在虚拟自然环境下工科学校设计专业学生的创造力会有所提升ꎬ他们的草图构思与方案设计更具创新性ꎮ３)改善生活居住环境品质ꎮ合理运用虚拟自然视听觉元素营造舒适宜居的室内环境ꎬ对长期０５１㊀第４期㊀尹程程㊀李同予㊀翟长青ꎬ等:恢复性虚拟自然环境研究进展㊀㊀在室内的人群健康有重要意义ꎮＣｈｕｎｇ等[２６]利用智能手机和便携ＶＲ眼镜ꎬ克服时空限制ꎬ居民可在３６０ʎ虚拟自然环境下恢复定向注意力ꎬ应对精神疲劳ꎮＲｉｖａ等[７]发现每周居家虚拟自然花园体验可以缓解居民焦虑㊁增加幸福感㊁加强社会联系ꎬ减轻疫情下的心理负担ꎮＹｅｏｍ等[６]验证了室内虚拟绿墙在减轻居民压力方面的有效性ꎬ面积适中的小型绿墙会让居民感到更放松ꎮ４)指导城市景观规划设计ꎮ虚拟自然环境研究有助于环境心理学和公共卫生领域研究人员理解自然复愈的心理生理机制ꎬ辅助公共空间规划和人居环境自然化决策ꎬ增强居民在休息娱乐和社会交往方面幸福感与健康ꎮＨｕａｎｇ等[２７]研究发现绿草如茵㊁树木成林的虚拟城市环境更能支持压力恢复ꎮＢａｒａｎ等[２８]使用虚拟环境探索居民对社区公园自然景观的安全感知ꎬ使城市规划者和公园管理者更好地理解城市绿地的空间特征如何影响人们的安全感知ꎬ进而影响使用模式以及城市公园提供的社会和心理效益的实现ꎮ３２改善病患身心体验的虚拟自然１)减轻病人疼痛感ꎮ自然沉浸通过分散病患注意力达到生理上的病痛舒缓ꎬ将其用于伤口护理㊁化疗㊁牙科治疗等医疗程序中ꎬ病患高度沉浸并产生多模式视听感官体验ꎬ达到减轻疼痛的效果ꎮ相比其他虚拟元素ꎬ自然元素(自然窗景㊁流水㊁风景画)在医疗环境中最常见[２９－３０]:病房天花板布置模拟自然天空场景㊁墙上设置增强现实的自然壁画㊁候诊室放映虚拟水族馆影像等ꎬ烧伤患者在虚拟环境疗法后所感受到的疼痛刺激也极大减少[３１－３５]ꎮ虚拟自然环境充分调动有限的定向注意力资源ꎬ不需使患者更多地集中注意力ꎬ减轻疼痛与焦虑的效果更胜一筹ꎮ２)调节患者情绪状态ꎮ虚拟自然沉浸的情绪调节作用是通过影响患者心理活动来实现的ꎮＴａｎｊａ￣Ｄｉｊｋｓｔｒａ等[８]使用虚拟自然改善牙科患者治疗体验ꎬ减少患者对牙齿疾病治疗的恐惧与焦虑情绪ꎮＧｅｒｂｅｒ等[３６]为心脏外科病人呈现沉浸自然场景ꎬ减轻病人认知障碍ꎬ使病人得到明显放松与减压ꎮＵｗａｊｅｈ等[３７]运用ＶＲ营建康复花园帮助阿尔茨海默病人和痴呆症患者降低血压ꎬ改善压力焦虑水平ꎬ减少负面情绪ꎮＳｃａｔｅｓ等[３８]给接受静脉注射的癌症中心患者观看虚拟自然视频ꎬ患者放松㊁平和感显著增加ꎮ３)提高治疗效益ꎮＶｅｌｉｎｇ等[３９]运用沉浸自然环境对焦虑症㊁精神病㊁抑郁症和双向情感障碍患者进行心理健康干预ꎬ发现虚拟自然是一种高效的自我放松方式ꎬ可提高精神疾病治疗效益ꎮＡｐｐｅｌ等[４０]发现虚拟自然是一种安全㊁廉价㊁非药理学的治疗方法ꎬ能显著提高感知及行动障碍的老年人抑郁㊁焦虑㊁认知困难等病症的治疗效果ꎮ３３虚拟自然助力绿色运动绿色运动是将接触绿色自然与体力活动结合ꎬ比单纯进行体育锻炼能给人带来更大健康益处ꎬ与无自然元素的室内或城市环境中进行体育活动相比ꎬ绿色运动可明显减少压力疲劳㊁削弱愤怒悲伤等消极情绪[４１]ꎮ许多城市居民无法定期进行绿色运动ꎬ虚拟自然可使参与者在室内运动也产生与在大自然中运动同样的健康效益ꎬ通过触发注意力恢复机制ꎬ降低人们感知体力消耗水平ꎬ诱导运动者进行更剧烈的身体活动ꎬ提高运动强度[４２－４３]ꎮ目前研发了许多虚拟现实绿色运动软件系统ꎬ如ＳｔｅａｍＶＲ平台已经做到室内外运动视野兼备的效果ꎬ用户可以选择自己喜欢的虚拟自然场景(海边㊁优美公路㊁雪山㊁丛林)ꎬ使用体感交互设备进行冲浪㊁摩托车骑行㊁滑雪㊁野外探索等运动ꎬ这些运动若未经专业训练在真实自然中很难独自完成ꎬ但通过ＶＲ设备就可轻松实现ꎬ有助增强参与者锻炼意愿ꎬ增加锻炼行为[４４]ꎮ３４虚拟自然结合智能康复技术１)脑机接口－虚拟现实系统ꎮ脑机接口(Ｂｒａｉｎ￣ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｎｔｅｒｆａｃｅ)是利用中枢神经产生的信号ꎬ不依赖外周神经肌肉ꎬ在大脑与外部设备之间建立直接交流和控制通道[４５]ꎮ将ＢＣＩ与ＶＲ组合设计成互补工具系统(ＢＣＩ－ＶＲ系统)在康复领域拥有广阔前景:ＶＲ提供丰富的康复环境和真实体验ꎬＢＣＩ能够实时监测用户心理状态ꎬ实现多种情绪(愉悦㊁悲伤㊁平静㊁愤怒㊁害怕)判别分析ꎬ以便动态调整ＶＲ环境内容ꎬ为用户提供良好疗愈体验ꎮ例如为行动障碍者或健康用户提供虚拟恢复性环境ꎬ可通过ＢＣＩ采集并分析从用户传感器获得的需求信号ꎬ将其转换为１５１㊀㊀㊀㊀中㊀国㊀城㊀市㊀林㊀业㊀第２０卷命令转发给ＶＲ设备ꎬ及时向用户提供所需的虚拟自然㊁博物馆㊁艺术文化创作场所等环境的参观体验[４６]ꎬ并且借助ＢＣＩ探测的脑电图信号ꎬ检测用户的视觉注意力ꎬ以便其自如地进行３６０度虚拟环境环顾体验[４７]ꎮ使用神经科学反馈手段客观定量研究用户感知ꎬ通过数据收集用户反馈的方法会更直观地为设计师提供环境优化设计策略ꎮＬｉ等[４８]生成几种虚拟现实地下空间环境ꎬ使用脑机接口获取被试脑电图和脉搏血氧仪读数ꎬ结果显示在充满绿色植物的虚拟场景中ꎬ人们的认知表现能力及感受到的环境舒适度最高ꎮ２)心率变异性生物反馈ꎮ心率变异性是指相邻心跳间显示出一定波动ꎬ随着呼吸㊁血压㊁情绪改变而起伏变化ꎬ受个体自主神经控制ꎬ是描述自主神经活动强弱的重要指标ꎮ心率变异性生物反馈可通过呼吸放松训练增强ꎬ并改善用户情绪ꎬ可以减轻压力和恢复自主神经系统平衡[１９]ꎮ然而传统反馈形式存在使受试者生畏ꎬ产生应激反应ꎬ视觉吸引力不够导致无法专注等弊端[４９]ꎬ研究人员以沉浸式装置提高受试者的参与感ꎬ将虚拟自然环境作为生物反馈发生背景ꎬ如自然声音[５０]㊁舒缓的环境光[５１]㊁声光组合[５２]ꎬ智能手机动画游戏[５３]ꎬ突破传统训练画面单调无趣的缺点ꎬ让受试者处于放松自信状态ꎬ缓冲负面影响ꎬ释放压力ꎬ调节自我ꎬ控制情绪与行为ꎮ可应用于缓解学生考试焦虑㊁学习压力ꎻ康复中心病人身心疾病辅助治疗ꎻ公安㊁武警㊁军队等心理训练ꎬ专业人才选拔ꎻ运动员㊁飞行员压力释放ꎬ精力专注ꎮ４研究展望恢复性虚拟自然环境研究方兴未艾ꎬ未来研究还应深入挖掘以下３个方面:１)强化多理论研究应用ꎮ目前研究均基于注意力恢复和减压理论ꎬ与其他理论结合应用有限ꎮ例如亲生物假说和瞭望－庇护理论分别从生物进化和居住地选择角度阐明了人对于自然存在审美㊁理智㊁认知和精神的依赖ꎬ反映人的行为心理与自然环境的互动关系[５４－５５]ꎻＨａｒｔｉｇ[５６]于２０２１年提出关系恢复理论与集体恢复理论 ꎬＥｇｎｅｒ等[５７]于２０２０年提出条件反射恢复理论 ꎮ上述理论均可作为虚拟自然环境空间布局设计的理论支撑ꎬ指导我们从自然中汲取经验ꎬ通过对自然的提取㊁模拟和重现等手段创造支持人类疾病恢复与健康生活的虚拟自然环境ꎮ２)建立多维度恢复效果评估体系ꎮ目前研究大多从身心健康维度出发对恢复效果测量进行指导ꎬ而不对其他恢复关联维度进行研究ꎬ如社会维度ꎬ集体恢复理论则强调乐于助人性㊁同理心㊁利他主义㊁亲社会性等方面恢复效果[５８－６０]ꎻ生态心理学[６１]从生态维度出发关注亲生态行为㊁自然关注度㊁自然连通性等恢复效果ꎮ社会维度和生态维度代表了个人对社会关系㊁自然关系的感知和行为ꎬ多维度恢复测评则可帮助研究设计出能够促进社会凝聚力㊁亲社会行为㊁环境可持续㊁绿色消费的虚拟自然环境ꎮ３)加强作者间㊁机构间合作联系ꎮ目前发文作者与研究机构均表现出较强的独立性ꎬ受国家与地域分布影响较大ꎬ短时间难以建立合作关系ꎮ高校等研究机构合作网络的提升空间大ꎬ若能在现有机构网络基础上形成网络间合作纽带ꎬ研究面将覆盖更广泛ꎬ更有利于研究深入拓展ꎮ参考文献[１]ＫＡＰＬＡＮＳ.Ｔｈｅｒｅｓｔｏｒａｔｉｖｅｂｅｎｅｆｉｔｓｏｆｎａｔｕｒｅ:ｔｏｗａｒｄａｎｉｎｔｅｇｒａｔｉｖｅｆｒａｍｅｗｏｒｋ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｓｙｃｈｏｌｏｇｙꎬ１９９５ꎬ１５(３):１６９－１８２.[２]ＵＬＲＩＣＨＲＳꎬＳＩＭＯＮＳＲＦꎬＬＯＳＩＴＯＢＤꎬｅｔａｌ.Ｓｔｒｅｓｓｒｅｃｏｖｅｒｙｄｕｒｉｎｇｅｘｐｏｓｕｒｅｔｏｎａｔｕｒａｌａｎｄｕｒｂａｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｓｙｃｈｏｌｏｇｙꎬ１９９１ꎬ１１(３):２０１－２３０. [３]刘畅ꎬ李树华.多学科视角下的恢复性自然环境研究综述[Ｊ].中国园林ꎬ２０２０ꎬ３６(１):５５－５９.[４]黄国志.健康中国建设背景下智能康复实施路径[Ｊ].康复学报ꎬ２０２１ꎬ３１(５):３５１－３５７ꎬ３６４.[５]ＮＵＫＡＲＩＮＥＮＴꎬＲＡＮＴＡＬＡＪꎬＫＯＲＰＥＬＡＫꎬｅｔａｌ.Ｍｅａｓｕｒｅｓａｎｄｍｏｄａｌｉｔｉｅｓｉｎｒｅｓｔｏｒａｔｉｖｅｖｉｒｔｕａｌｎａｔｕｒａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ:ａｎｉｎｔｅｇｒａｔｉｖｅｎａｒｒａｔｉｖｅｒｅｖｉｅｗ[Ｊ].ＣｏｍｐｕｔｅｒｓｉｎＨｕｍａｎＢｅｈａｖｉｏｒꎬ２０２２ꎬ１２６:１０７００８.[６]ＹＥＯＭＳꎬＫＩＭＨꎬＨＯＮＧＴ.Ｐｓｙｃｈｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｅｆｆｅｃｔｓｏｆａｇｒｅｅｎｗａｌｌｏｎｏｃｃｕｐａｎｔｓ:ａｃｒｏｓｓ￣ｏｖｅｒｓｔｕｄｙｉｎｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙ[Ｊ].ＢｕｉｌｄｉｎｇａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔꎬ２０２１ꎬ２０４:１０８１３４.[７]ＲＩＶＡＧꎬＢＥＲＮＡＲＤＥＬＬＩＬꎬＢＲＯＷＮＩＮＧＭＨＥＭꎬｅｔａｌ.ＣＯＶＩＤｆｅｅｌｇｏｏｄ:ａｎｅａｓｙｓｅｌｆ￣ｈｅｌｐｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙｐｒｏｔｏｃｏｌｔｏｏｖｅｒｃｏｍｅｔｈｅｐｓｙｃｈｏｌｏｇｉｃａｌｂｕｒｄｅｎｏｆｃｏｒｏｎａｖｉｒｕｓ[Ｊ].ＦｒｏｎｔｉｅｒｓｉｎＰｓｙｃｈｉａｔｒｙꎬ２０２０ꎬ１１:５６３３１９.２５１㊀第４期㊀尹程程㊀李同予㊀翟长青ꎬ等:恢复性虚拟自然环境研究进展㊀㊀[８]ＴＡＮＪＡ￣ＤＩＪＫＳＴＲＡＫꎬＰＡＨＬＳꎬＷＨＩＴＥＭＰꎬｅｔａｌ.Ｃａｎｖｉｒｔｕａｌｎａｔｕｒｅｉｍｐｒｏｖｅｐａｔｉｅｎｔｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓａｎｄｍｅｍｏｒｉｅｓｏｆｄｅｎｔａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔ?Ａｓｔｕｄｙｐｒｏｔｏｃｏｌｆｏｒａｒａｎｄｏｍｉｚｅｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｔｒｉａｌ[Ｊ].Ｔｒｉａｌｓꎬ２０１４ꎬ１５(１):１－９.[９]ＢＲＯＷＮＩＮＧＭＨＥＭꎬＭＩＭＮＡＵＧＨＫＪꎬＶＡＮＲＩＰＥＲＣＪꎬｅｔａｌ.Ｃａｎｓｉｍｕｌａｔｅｄｎａｔｕｒｅｓｕｐｐｏｒｔｍｅｎｔａｌｈｅａｌｔｈ?Ｃｏｍｐａｒｉｎｇｓｈｏｒｔꎬｓｉｎｇｌｅ￣ｄｏｓｅｓｏｆ３６０￣ｄｅｇｒｅｅｎａｔｕｒｅｖｉｄｅｏｓｉｎｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙｗｉｔｈｔｈｅｏｕｔｄｏｏｒｓ[Ｊ].ＦｒｏｎｔｉｅｒｓｉｎＰｓｙｃｈｏｌｏｇｙꎬ２０２０ꎬ１０:２６６７.[１０]ＶＡＬＴＣＨＡＮＯＶＤꎬＢＡＲＴＯＮＫＲꎬＥＬＬＡＲＤＣ.Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｖｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｖｉｒｔｕａｌｎａｔｕｒｅｓｅｔｔｉｎｇｓ[Ｊ].ＣｙｂｅｒｐｓｙｃｈｏｌｏｇｙＢｅｈａｖｉｏｒａｎｄＳｏｃｉａｌＮｅｔｗｏｒｋｉｎｇꎬ２０１０ꎬ１３(５):５０３－５１２.[１１]ＴＡＳＨＪＩＡＮＶＣꎬＭＯＳＡＤＥＧＨＩＳꎬＨＯＷＡＲＤＡＲꎬｅｔａｌ.Ｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙｆｏｒｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｐａｉｎｉｎｈｏｓｐｉｔａｌｉｚｅｄｐａｔｉｅｎｔｓ:ｒｅｓｕｌｔｓｏｆａｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｔｒｉａｌ[Ｊ].ＪＭＩＲｍｅｎｔａｌｈｅａｌｔｈꎬ２０１７ꎬ４(１):ｅ７３８７. [１２]ＧＯＬＤＪＩꎬＭＡＨＲＥＲＮＥ.Ｉｓｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙｒｅａｄｙｆｏｒｐｒｉｍｅｔｉｍｅｉｎｔｈｅｍｅｄｉｃａｌｓｐａｃｅ?Ａｒａｎｄｏｍｉｚｅｄｃｏｎｔｒｏｌｔｒｉａｌｏｆｐｅｄｉａｔｒｉｃｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙｆｏｒａｃｕｔｅｐｒｏｃｅｄｕｒａｌｐａｉｎｍａｎａｇｅｍｅｎｔ[Ｊ].Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｐｅｄｉａｔｒｉｃｐｓｙｃｈｏｌｏｇｙꎬ２０１８ꎬ４３(３):２６６－２７５.[１３]ＡＮＤＥＲＳＯＮＡＰꎬＭＡＹＥＲＭＤꎬＦＥＬＬＯＷＳＡＭꎬｅｔａｌ.Ｒｅｌａｘａｔｉｏｎｗｉｔｈｉｍｍｅｒｓｉｖｅｎａｔｕｒａｌｓｃｅｎｅｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｕｓｉｎｇｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙ[Ｊ].Ａｅｒｏｓｐａｃｅｍｅｄｉｃｉｎｅａｎｄｈｕｍａｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅꎬ２０１７ꎬ８８(６):５２０－５２６. [１４]ＹＵＣＰꎬＬＥＥＨＹꎬＬＵＯＸＹ.Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙｆｏｒｅｓｔａｎｄｕｒｂａｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｏｎｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｐｓｙｃｈｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｓ[Ｊ].ＵｒｂａｎＦｏｒｅｓｔｒｙａｎｄＵｒｂａｎＧｒｅｅｎｉｎｇꎬ２０１８ꎬ３５:１０６－１１４. [１５]ＳＭＡＬＬＣꎬＳＴＯＮＥＲꎬＰＩＬＳＢＵＲＹＪꎬｅｔａｌ.Ｖｉｒｔｕａｌｒｅｓｔｏｒａｔｉｖｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｔｈｅｒａｐｙａｓａｎａｄｊｕｎｃｔｔｏｐａｉｎｃｏｎｔｒｏｌｄｕｒｉｎｇｂｕｒｎｄｒｅｓｓｉｎｇｃｈａｎｇｅｓ:ｓｔｕｄｙｐｒｏｔｏｃｏｌｆｏｒａｒａｎｄｏｍｉｓｅｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｔｒｉａｌ[Ｊ].Ｔｒｉａｌｓꎬ２０１５ꎬ１６(１):１－７.[１６]ＴＡＢＲＩＺＩＡＮＰꎬＢＡＲＡＮＰＫꎬＳＭＩＴＨＷＲꎬｅｔａｌ.Ｅｘｐｌｏｒｉｎｇｐｅｒｃｅｉｖｅｄｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｐｏｔｅｎｔｉａｌｏｆｕｒｂａｎｇｒｅｅｎｅｎｃｌｏｓｕｒｅｔｈｒｏｕｇｈｉｍｍｅｒｓｉｖｅｖｉｒｔｕａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｓｙｃｈｏｌｏｇｙꎬ２０１８ꎬ５５:９９－１０９.[１７]ＧＡＯＴꎬＺＨＡＮＧＴꎬＺＨＵＬꎬｅｔａｌ.Ｅｘｐｌｏｒｉｎｇｐｓｙｃｈｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎａｎｄｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅｉｎｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｂａｓｅｄｏｎｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＰｕｂｌｉｃＨｅａｌｔｈꎬ２０１９ꎬ１６(１７):３１０２.[１８]ＹＩＮＪꎬＡＲＦＡＥＩＮꎬＭＡＣＮＡＵＧＨＴＯＮＰꎬｅｔａｌ.Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｂｉｏｐｈｉｌｉｃｉｎｄｏｏｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｎｓｔｒｅｓｓａｎｄａｎｘｉｅｔｙｒｅｃｏｖｅｒｙ:ａｂｅｔｗｅｅｎ￣ｓｕｂｊｅｃｔｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｎｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙ[Ｊ].ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌꎬ２０２０ꎬ１３６:１０５４２７.[１９]ＲＯＣＫＳＴＲＯＨＣꎬＢＬＵＭＪꎬＧÖＲＩＴＺＡＳ.Ｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙｉｎｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｈｅａｒｔｒａｔｅｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙｂｉｏｆｅｅｄｂａｃｋ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｕｍａｎ￣ＣｏｍｐｕｔｅｒＳｔｕｄｉｅｓꎬ２０１９ꎬ１３０:２０９－２２０. [２０]ＣＡＬＯＧＩＵＲＩＧꎬＬＩＴＬＥＳＫＡＲＥＳꎬＦＡＧＥＲＨＥＩＭＫＡꎬｅｔａｌ.Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｉｎｇｎａｔｕｒｅｔｈｒｏｕｇｈｉｍｍｅｒｓｉｖｅｖｉｒｔｕａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ:Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎｓꎬｐｈｙｓｉｃａｌｅｎｇａｇｅｍｅｎｔꎬａｎｄａｆｆｅｃｔｉｖｅｒｅｓｐｏｎｓｅｓｄｕｒｉｎｇａｓｉｍｕｌａｔｅｄｎａｔｕｒｅｗａｌｋ[Ｊ].Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓｉｎｐｓｙｃｈｏｌｏｇｙꎬ２０１８ꎬ８:２３２１.[２１]ＨＵＡＮＧＱＹꎬＹＡＮＧＭＹꎬＪＡＮＥＨꎬｅｔａｌ.Ｔｒｅｅｓꎬｇｒａｓｓꎬｏｒｃｏｎｃｒｅｔｅ?Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｙｐｅｓｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｏｎｓｔｒｅｓｓｒｅｄｕｃｔｉｏｎ[Ｊ].ＬａｎｄｓｃａｐｅａｎｄＵｒｂａｎＰｌａｎｎｉｎｇꎬ２０２０ꎬ１９３:１０３６５４.[２２]ＭＡＴＴＩＬＡＯꎬＫＯＲＨＯＮＥＮＡꎬＰÖＹＲＹＥꎬｅｔａｌ.Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｉｎａｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙｆｏｒｅｓｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ[Ｊ].ＣｏｍｐｕｔｅｒｓｉｎＨｕｍａｎＢｅｈａｖｉｏｒꎬ２０２０ꎬ１０７:１０６２９５.[２３]ＹｉｎＪꎬＺｈｕＳＨꎬＭａｃＮａｕｇｈｔｏｎＰꎬｅｔａｌ.Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｃｏｇｎｉｔｉｖｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｅｘｐｏｓｕｒｅｔｏｂｉｏｐｈｉｌｉｃｉｎｄｏｏｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ[Ｊ].ＢｕｉｌｄｉｎｇａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔꎬ２０１８ꎬ１３２:２５５－２６２.[２４]ＯＭＥＡＲＡＡꎬＣＡＳＳＡＲＩＮＯＭꎬＢＯＬＧＥＲＡꎬｅｔａｌ.Ｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙｎａｔｕｒｅｅｘｐｏｓｕｒｅａｎｄｔｅｓｔａｎｘｉｅｔｙ[Ｊ].ＭｕｌｔｉｍｏｄａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｎｄＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎꎬ２０２０ꎬ４(４):７５.[２５]ＦＬＥＵＲＹＳꎬＢＬＡＮＣＨＡＲＤＰꎬＲＩＣＨＩＲＳ.Ａｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆａｎａｔｕｒａｌｖｉｒｔｕａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｎｃｒｅａｔｉｖｉｔｙｄｕｒｉｎｇａｐｒｏｄｕｃｔｄｅｓｉｇｎａｃｔｉｖｉｔｙ[Ｊ].ＴｈｉｎｋｉｎｇＳｋｉｌｌｓａｎｄＣｒｅａｔｉｖｉｔｙꎬ２０２１ꎬ４０:１００８２８.[２６]ＣＨＵＮＧＫꎬＬＥＥＤꎬＰＡＲＫＪＹ.Ｉｎｖｏｌｕｎｔａｒｙａｔｔｅｎｔｉｏｎｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｅｘｐｏｓｕｒｅｔｏｍｏｂｉｌｅ￣ｂａｓｅｄ３６０ｖｉｒｔｕａｌｎａｔｕｒｅｉｎｈｅａｌｔｈｙａｄｕｌｔｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｖｅｌｓｏｆｒｅｓｔｏｒａｔｉｖｅｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ:ｅｖｅｎｔ￣ｒｅｌａｔｅｄｐｏｔｅｎｔｉａｌｓｔｕｄｙ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｄｉｃａｌＩｎｔｅｒｎｅｔＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０１８ꎬ２０(１１):ｅ１１１５２.[２７]ＨＵＡＮＧＱＹꎬＹＡＮＧＭＹꎬＪＡＮＥＨꎬｅｔａｌ.Ｔｒｅｅｓꎬｇｒａｓｓꎬｏｒｃｏｎｃｒｅｔｅ?Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｙｐｅｓｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｏｎｓｔｒｅｓｓｒｅｄｕｃｔｉｏｎ[Ｊ].ＬａｎｄｓｃａｐｅａｎｄＵｒｂａｎＰｌａｎｎｉｎｇꎬ２０２０ꎬ１９３:１０３６５４.[２８]ＢＡＲＡＮＰＫꎬＴＡＢＲＩＺＩＡＮＰꎬＺＨＡＩＹＪꎬｅｔａｌ.Ａｎｅｘｐｌｏｒａｔｏｒｙｓｔｕｄｙｏｆｐｅｒｃｅｉｖｅｄｓａｆｅｔｙｉｎａｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄｐａｒｋｕｓｉｎｇｉｍｍｅｒｓｉｖｅｖｉｒｔｕａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ[Ｊ].ＵｒｂａｎＦｏｒｅｓｔｒｙａｎｄＵｒｂａｎＧｒｅｅｎｉｎｇꎬ２０１８ꎬ３５:７２－８１.[２９]ＵＬＲＩＣＨＲＳ.Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｉｎｔｅｒｉｏｒｄｅｓｉｇｎｏｎｗｅｌｌｎｅｓｓ:ｔｈｅｏｒｙａｎｄｒｅｃｅｎｔｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｒｅｓｅａｒｃｈ[Ｃ]//ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅａｌｔｈＣａｒｅＩｎｔｅｒｉｏｒＤｅｓｉｇｎ:ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｆｒｏｍｔｈｅＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＨｅａｌｔｈＣａｒｅＩｎｔｅｒｉｏｒＤｅｓｉｇｎ.ＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＨｅａｌｔｈＣａｒｅＩｎｔｅｒｉｏｒＤｅｓｉｇｎ.１９９１ꎬ３:９７－１０９. [３０]ＮＡＮＤＡＵꎬＺＨＵＸꎬＪＡＮＳＥＮＢＨ.Ｉｍａｇｅａｎｄｅｍｏｔｉｏｎ:ｆｒｏｍｏｕｔｃｏｍｅｓｔｏｂｒａｉｎｂｅｈａｖｉｏｒ[Ｊ].ＨｅａｌｔｈＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｓｉｇｎＪｏｕｒｎａｌꎬ２０１２ꎬ５(４):４０－５９.[３１]ＰＡＴＩＤꎬＦＲＥＩＥＲＰꎬＯＢＯＹＬＥＭꎬｅｔａｌ.Ｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｓｉｍｕｌａｔｅｄｎａｔｕｒｅｏｎｐａｔｉｅｎｔｏｕｔｃｏｍｅｓ:Ａｓｔｕｄｙｏｆｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃｓｋｙｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＨｅａｌｔｈＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｓｉｇｎＪｏｕｒｎａｌꎬ２０１６ꎬ９(２):３６－５１.[３２]ＰＥＡＲＳＯＮＭꎬＧＡＩＮＥＳＫꎬＰＡＴＩＤꎬｅｔａｌ.Ｔｈｅｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｉｍｐａｃｔｏｆｗｉｎｄｏｗｍｕｒａｌｓｏｎｐｅｄｉａｔｒｉｃｐａｔｉｅｎｔｓ[Ｊ].ＨｅａｌｔｈＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｓｉｇｎＪｏｕｒｎａｌꎬ２０１９ꎬ１２(２):１１６－１２９. [３３]ＢＡＲＫＥＲＳＢꎬＲＡＳＭＵＳＳＥＮＫＧꎬＢＥＳＴＡＭ.Ｅｆｆｅｃｔｏｆａｑｕａｒｉｕｍｓｏｎｅｌｅｃｔｒｏｃｏｎｖｕｌｓｉｖｅｔｈｅｒａｐｙｐａｔｉｅｎｔｓ[Ｊ].Ａｎｔｈｒｏｚｏöｓꎬ２００３ꎬ１６(３):２２９－２４０.[３４]ＰＡＴＩＤꎬＮＡＮＤＡＵ.Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｐｏｓｉｔｉｖｅｄｉｓｔｒａｃｔｉｏｎｓｏｎｃｈｉｌｄｒｅｎｉｎｔｗｏｃｌｉｎｉｃｗａｉｔｉｎｇａｒｅａｓ[Ｊ].ＨｅａｌｔｈＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓＲｅｓｅａｒｃｈ３５１㊀㊀㊀㊀中㊀国㊀城㊀市㊀林㊀业㊀第２０卷ａｎｄＤｅｓｉｇｎＪｏｕｒｎａｌꎬ２０１１ꎬ４(３):１２４－１４０.[３５]ＧＥＲＢＥＲＳＭꎬＪＥＩＴＺＩＮＥＲＭＭꎬＫＮＯＢＥＬＳＥＪꎬｅｔａｌ.Ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｎａｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙｃｏｇｎｉｔｉｖｅｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｕｓｅｉｎｔｈｅｉｎｔｅｎｓｉｖｅｃａｒｅｕｎｉｔ:ａｎｏｎ￣ｒａｎｄｏｍｉｚｅｄｔｒｉａｌｉｎｃｒｉｔｉｃａｌｌｙｉｌｌｐａｔｉｅｎｔｓ[Ｊ].ＦｒｏｎｔｉｅｒｓｉｎＭｅｄｉｃｉｎｅꎬ２０１９ꎬ６:２８７.[３６]ＧＥＲＢＥＲＳＭꎬＪＥＩＴＺＩＮＥＲＭＭꎬＫＮＯＢＥＬＳＥＪꎬｅｔａｌ.Ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｎａｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙｃｏｇｎｉｔｉｖｅｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｕｓｅｉｎｔｈｅｉｎｔｅｎｓｉｖｅｃａｒｅｕｎｉｔ:ａｎｏｎ￣ｒａｎｄｏｍｉｚｅｄｔｒｉａｌｉｎｃｒｉｔｉｃａｌｌｙｉｌｌｐａｔｉｅｎｔｓ[Ｊ].ＦｒｏｎｔｉｅｒｓｉｎＭｅｄｉｃｉｎｅꎬ２０１９ꎬ６:２８７.[３７]ＵＷＡＪＥＨＰＣꎬＩＹＥＮＤＯＴＯꎬＰＯＬＡＹＭ.ＴｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｇａｒｄｅｎｓａｓａｄｅｓｉｇｎａｐｐｒｏａｃｈｆｏｒｏｐｔｉｍｉｓｉｎｇｔｈｅｈｅａｌｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆｐａｔｉｅｎｔｓｗｉｔｈＡｌｚｈｅｉｍｅｒｓｄｉｓｅａｓｅａｎｄｏｔｈｅｒｄｅｍｅｎｔｉａｓ:ａｎａｒｒａｔｉｖｅｒｅｖｉｅｗ[Ｊ].Ｅｘｐｌｏｒｅꎬ２０１９ꎬ１５(５):３５２－３６２. [３８]ＳＣＡＴＥＳＤꎬＤＩＣＫＩＮＳＯＮＪＩꎬＳＵＬＬＩＶＡＮＫꎬｅｔａｌ.Ｕｓｉｎｇｎａｔｕｒｅ￣ｉｎｓｐｉｒｅｄｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙａｓａｄｉｓｔｒａｃｔｉｏｎｔｏｒｅｄｕｃｅｓｔｒｅｓｓａｎｄｐａｉｎａｍｏｎｇｃａｎｃｅｒｐａｔｉｅｎｔｓ[Ｊ].ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＢｅｈａｖｉｏｒꎬ２０２０ꎬ５２(８):８９５－９１８.[３９]ＶｅｌｉｎｇＷꎬＬｅｓｔｅｓｔｕｉｖｅｒＢꎬＪｏｎｇｍａＭꎬｅｔａｌ.Ｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙｒｅｌａｘａｔｉｏｎｆｏｒｐａｔｉｅｎｔｓｗｉｔｈａｐｓｙｃｈｉａｔｒｉｃｄｉｓｏｒｄｅｒ:ｃｒｏｓｓｏｖｅｒｒａｎｄｏｍｉｚｅｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｔｒｉａｌ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆｍｅｄｉｃａｌＩｎｔｅｒｎｅｔＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０２１ꎬ２３(１):ｅ１７２３３.[４０]ＡＰＰＥＬＬꎬＡＰＰＥＬＥꎬＢＯＧＬＥＲＯꎬｅｔａｌ.Ｏｌｄｅｒａｄｕｌｔｓｗｉｔｈｃｏｇｎｉｔｉｖｅａｎｄ/ｏｒｐｈｙｓｉｃａｌｉｍｐａｉｒｍｅｎｔｓｃａｎｂｅｎｅｆｉｔｆｒｏｍｉｍｍｅｒｓｉｖｅｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ:ａｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｓｔｕｄｙ[Ｊ].ＦｒｏｎｔｉｅｒｓｉｎＭｅｄｉｃｉｎｅꎬ２０２０ꎬ６:３２９.[４１]ＢＯＷＬＥＲＤＥꎬＢＵＹＵＮＧ￣ＡＬＩＬＭꎬＫＮＩＧＨＴＴＭꎬｅｔａｌ.Ａｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｒｅｖｉｅｗｏｆｅｖｉｄｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅａｄｄｅｄｂｅｎｅｆｉｔｓｔｏｈｅａｌｔｈｏｆｅｘｐｏｓｕｒｅｔｏｎａｔｕｒａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ[Ｊ].ＢＭＣＰｕｂｌｉｃＨｅａｌｔｈꎬ２０１０ꎬ１０(１):４５６.[４２]ＦＯＣＨＴＢＣ.Ｂｒｉｅｆｗａｌｋｓｉｎｏｕｔｄｏｏｒａｎｄｌａｂｏｒａｔｏｒｙｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ:ｅｆｆｅｃｔｓｏｎａｆｆｅｃｔｉｖｅｒｅｓｐｏｎｓｅｓꎬｅｎｊｏｙｍｅｎｔꎬａｎｄｉｎｔｅｎｔｉｏｎｓｔｏｗａｌｋｆｏｒｅｘｅｒｃｉｓｅ[Ｊ].ＲｅｓｅａｒｃｈＱｕａｒｔｅｒｌｙｆｏｒＥｘｅｒｃｉｓｅａｎｄＳｐｏｒｔꎬ２００９ꎬ８０(３):６１１－６２０.[４３]ＣＡＬＯＧＩＵＲＩＧꎬＰＡＴＩＬＧＧꎬＡＡＭＯＤＴＧ.Ｉｓｇｒｅｅｎｅｘｅｒｃｉｓｅｆｏｒａｌｌ?ＡｄｅｓｃｒｉｐｔｉｖｅｓｔｕｄｙｏｆｇｒｅｅｎｅｘｅｒｃｉｓｅｈａｂｉｔｓａｎｄｐｒｏｍｏｔｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｉｎａｄｕｌｔＮｏｒｗｅｇｉａｎｓ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＰｕｂｌｉｃＨｅａｌｔｈꎬ２０１６ꎬ１３(１１):１１６５. [４４]ＣＡＬＯＧＩＵＲＩＧꎬＮＯＲＤＴＵＧＨꎬＷＥＹＤＡＨＬＡ.Ｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｏｆｕｓｉｎｇｅｘｅｒｃｉｓｅｉｎｎａｔｕｒｅａｓａｎｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎｔｏｅｎｈａｎｃｅｅｘｅｒｃｉｓｅｂｅｈａｖｉｏｒ:Ｒｅｓｕｌｔｓｆｒｏｍａｐｉｌｏｔｓｔｕｄｙ[Ｊ].ＰｅｒｃｅｐｔｕａｌａｎｄＭｏｔｏｒＳｋｉｌｌｓ:ＥｘｅｒｃｉｓｅａｎｄＳｐｏｒｔꎬ２０１５ꎬ１２１(２):１－２１.[４５]ＢＡＲＩＮＡＧＡＭ.Ｔｕｒｎｉｎｇｔｈｏｕｇｈｔｓｉｎｔｏａｃｔｉｏｎｓ[Ｊ].Ｓｃｉｅｎｃｅꎬ１９９９ꎬ２８６(５４４１):８８８－８９０.[４６]ＫＯＨＬＩＶꎬＴＲＩＰＡＴＨＩＵꎬＣＨＡＭＯＬＡＶꎬｅｔａｌ.ＡｒｅｖｉｅｗｏｎＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙａｎｄＡｕｇｍｅｎｔｅｄＲｅａｌｉｔｙｕｓｅ￣ｃａｓｅｓｏｆＢｒａｉｎＣｏｍｐｕｔｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅｂａｓｅｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｆｏｒｓｍａｒｔｃｉｔｉｅｓ[Ｊ].ＭｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓａｎｄＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓꎬ２０２２ꎬ８８:１０４３９２.[４７]ＢＯＳＤＰＯꎬＤＵＶＩＮＡＧＥＭꎬＯＫＴＡＹＯꎬｅｔａｌ.Ｌｏｏｋｉｎｇａｒｏｕｎｄｗｉｔｈｙｏｕｒｂｒａｉｎｉｎａｖｉｒｔｕａｌｗｏｒｌｄ[Ｃ]//２０１１ＩＥＥＥＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅꎬＣｏｇｎｉｔｉｖｅＡｌｇｏｒｉｔｈｍｓꎬＭｉｎｄꎬａｎｄＢｒａｉｎ(ＣＣＭＢ)ꎬ２０１１.[４８]ＬＩＪＪꎬＷＵＷꎬＪＩＮＹＣꎬｅｔａｌ.ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｃｏｍｆｏｒｔａｎｄｃｏｇｎｉｔｉｖｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｂａｓｅｄｏｎＥＥＧ＋ＶＲ＋ＬＥＣｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｎｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｓｐａｃｅ[Ｊ].ＢｕｉｌｄｉｎｇａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔꎬ２０２１ꎬ１９８:１０７８８６.[４９]ＢＯＩＴＥＮＦＡꎬＦＲＩＪＤＡＮＨꎬＷＩＥＮＴＪＥＳＣＪＥ.Ｅｍｏｔｉｏｎｓａｎｄｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙｐａｔｔｅｒｎｓ:ｒｅｖｉｅｗａｎｄｃｒｉｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｓｙｃｈｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙꎬ１９９４ꎬ１７(２):１０３－１２８. [５０]ＹＵＢꎬＦＵＮＫＭꎬＨＵＪꎬｅｔａｌ.Ｕｎｗｉｎｄ:ａｍｕｓｉｃａｌｂｉｏｆｅｅｄｂａｃｋｆｏｒｒｅｌａｘａｔｉｏｎａｓｓｉｓｔａｎｃｅ[Ｊ].ＢｅｈａｖｉｏｕｒａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１８ꎬ３７(８):８００－８１４.[５１]ＹＵＢꎬＨＵＪꎬＦＵＮＫＭꎬｅｔａｌ.ＤｅＬｉｇｈｔ:ｂｉｏｆｅｅｄｂａｃｋｔｈｒｏｕｇｈａｍｂｉｅｎｔｌｉｇｈｔｆｏｒｓｔｒｅｓｓｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｎｄｒｅｌａｘａｔｉｏｎａｓｓｉｓｔａｎｃｅ[Ｊ].ＰｅｒｓｏｎａｌａｎｄＵｂｉｑｕｉｔｏｕｓＣｏｍｐｕｔｉｎｇꎬ２０１８ꎬ２２(４):７８７－８０５.[５２]ＹＵＢꎬＨＵＪꎬＦＵＮＫＭꎬｅｔａｌ.ＲＥＳｏｎａｎｃｅ:ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔꎬｒｏｏｍ￣ｓｃａｌｅａｕｄｉｏ￣ｖｉｓｕａｌｂｉｏｆｅｅｄｂａｃｋｆｏｒｉｍｍｅｒｓｉｖｅｒｅｌａｘａｔｉｏｎｔｒａｉｎｉｎｇ[Ｊ].ＩＥＥＥＡｃｃｅｓｓꎬ２０１８ꎬ６:３８３３６－３８３４７.[５３]ＤＩＬＬＯＮＡꎬＫＥＬＬＹＭꎬＲＯＢＥＲＴＳＯＮＩＨꎬｅｔａｌ.Ｓｍａｒｔｐｈｏｎｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｕｔｉｌｉｚｉｎｇｂｉｏｆｅｅｄｂａｃｋｃａｎａｉｄｓｔｒｅｓｓｒｅｄｕｃｔｉｏｎ[Ｊ].ＦｒｏｎｔｉｅｒｓｉｎＰｓｙｃｈｏｌｏｇｙꎬ２０１６ꎬ７:８３２.[５４]ＫＥＬＬＥＲＴＳＲꎬＷＩＬＳＯＮＥＯ.Ｔｈｅｂｉｏｐｈｉｌｉａｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓ[Ｍ].ＩｓｌａｎｄＰｒꎬ１９９３.[５５]ＡｐｐｌｅｔｏｎＪ.Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｏｆｌａｎｄｓｃａｐｅ[Ｍ].Ｃｈｉｃｈｅｓｔｅｒ:Ｗｉｌｅｙꎬ１９９６.[５６]ＨＡＲＴＩＧＴ.Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｉｎｎａｔｕｒｅ:ｂｅｙｏｎｄｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｎａｒｒａｔｉｖｅ[Ｍ]//ＮａｔｕｒｅａｎｄＰｓｙｃｈｏｌｏｇｙ.ＳｐｒｉｎｇｅｒꎬＣｈａｍꎬ２０２１:８９－１５１.[５７]ＥＧＮＥＲＬＥꎬＳＳÜＴＴＥＲＬＩＮＳꎬＣＡＬＯＧＩＵＲＩＧ.Ｐｒｏｐｏｓｉｎｇａｆｒａｍｅｗｏｒｋｆｏｒｔｈｅｒｅｓｔｏｒａｔｉｖｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｎａｔｕｒｅｔｈｒｏｕｇｈｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ:ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｄｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＰｕｂｌｉｃＨｅａｌｔｈꎬ２０２０ꎬ１７(１８):６７９２.[５８]ＬＡＷＲＥＮＣＥＥＪꎬＳＨＡＷＰꎬＢＡＫＥＲＤꎬｅｔａｌ.Ｍｅａｓｕｒｉｎｇｅｍｐａｔｈｙ:ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｖａｌｉｄｉｔｙｏｆｔｈｅＥｍｐａｔｈｙＱｕｏｔｉｅｎｔ[Ｊ].ＰｓｙｃｈｏｌｏｇｉｃａｌＭｅｄｉｃｉｎｅꎬ２００４ꎬ３４(５):９１１－９２０.[５９]ＲＵＳＨＴＯＮＪＰꎬＣＨＲＩＳＪＯＨＮＲＤꎬＦＥＫＫＥＮＧＣ.Ｔｈｅａｌｔｒｕｉｓｔｉｃｐｅｒｓｏｎａｌｉｔｙａｎｄｔｈｅｓｅｌｆ￣ｒｅｐｏｒｔａｌｔｒｕｉｓｍｓｃａｌｅ[Ｊ].ＰｅｒｓｏｎａｌｉｔｙａｎｄＩｎｄｉｖｉｄｕａｌＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓꎬ１９８１ꎬ２(４):２９３－３０２.[６０]ＣＡＰＲＡＲＡＧＶꎬＳＴＥＣＡＰꎬＺＥＬＬＩＡꎬｅｔａｌ.Ａｎｅｗｓｃａｌｅｆｏｒｍｅａｓｕｒｉｎｇａｄｕｌｔｓｐｒｏｓｏｃｉａｌｎｅｓｓ[Ｊ].ＥｕｒｏｐｅａｎＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｓｙｃｈｏｌｏｇｉｃａｌＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔꎬ２００５ꎬ２１(２):７７－８９.[６１]ＰＬＥＳＡＰ.Ａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｅｃｏｐｓｙｃｈｏｌｏｇｙ:ｌｏｏｋｉｎｇａｔｅｃｏｆｅｍｉｎｉｓｔｅｐｉｓｔｅｍｏｌｏｇｙ[Ｊ].ＮｅｗＩｄｅａｓｉｎＰｓｙｃｈｏｌｏｇｙꎬ２０１９ꎬ５２:１８－２５.４５１。

219467648_离散型海洋油气装备制造业的数字化和智能化转型探究

离散型海洋油气装备制造业的数字化和智能化转型探究①贺辰,罗超,刘世聪,亢冬春,王亮(海洋石油工程股份有限公司,天津 300461)摘要本文首先阐述了数字化和智能化技术对制造业的影响,详细介绍了智能制造相关的前沿技术,并对最新的行业现状进行简要分析㊂然后,结合当前海洋石油工程行业中的装备制造独有的特点深度剖析,阐明了离散型装备制造这一特点给海洋石油工程带来的痛点㊂最后,针对离散型制造的实际情况,结合多年积累的现场实际,通过三维模型设计㊁智能机器人等多维度关键技术,探究了数字化和智能化转型㊂关键词海洋油气装备;智能化;数字化中图分类号:T E 5 文献标志码:A 文章编号:20957297(2023)010606d o i :10.12087/oe e t .2095-7297.2023.02.17R e s e a r c h o n D i g i t a l a n d I n t e l l i g e n t T r a n s f o r m a t i o n o f D i s c r e t e O f f s h o r e O i l a n d G a s E q u i p m e n t M a n u f a c t u r i n g I n d u s t r yH E C h e n ,L U O C h a o ,L I U S h i c o n g ,K A N G D o n g c h u n ,WA N G L i a n g(O f f s h o r e O i l E n g i n e e r i n g C o .,L t d .,T i a n ji n 300461,C h i n a )A b s t r a c t T h i s p a p e r f i r s t l y e x p o u n d s t h e i m p a c t o f t h e a p p l i c a t i o n o f d i g i t a l t e c h n o l o g y a n d i n t e l l i ge n t o n t h e m a n uf a c t u r i ng i n d u s t r y t e ch n o l o g yi n t h e f i e l d o f i n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y .T h e c u t t i n g -e d g e t e c h n o l o gi e s r e l a t e d t o i n t e l l i g e n t m a n u f a c t u r i n g a r e t h e n i n t r o d u c e d i n d e t a i l ,a n d t h e l a t e s t i n d u s t r y s t a t u s q u o i s b r i e f l y a n a l yz e d .T h e n ,i n v i e w o f t h e u n i q u e c h a r a c t e r i s t i c s o f e q u i p m e n t c o n s t r u c t i o n i n t h e c u r r e n t o f f s h o r e p e t r o l e u m e n g i n e e r i n gi n d u s t r y ,w e c o n d u c t s a n i n -d e p t h a n a l y s i s ,a n d c l a r i f i e s t h e p a i n p o i n t s b r o u g h t t o o f f s h o r e p e t r o l e u m e n g i n e e r i n gb y t h ec h a r a c t e r i s t i c s o fd i s c re t e e q u i p m e n t m a n uf a c t u r i ng .F i n a l l y ,a c c o r d i n g to t h e c u r r e n t s t a t u s o f d i s c r e t e m a n u f a c t u r i n g ,w i t h t h e f i e l d p r a c t i c e a c c u m u l a t e d o v e r t h e y e a r s ,t h r o u g h 3D m o d e l d e s i g n ,i n t e l l i ge n t r o b o t s a n d o t h e r m u l t i -d i m e n s i o n a l e x p l o r a t i o n t h e d i g i t a l a n d i n t e l l i g e n t t r a n sf o r m a t i o n a r e s t u d i e d i n t h i s p a pe r .K e y wo r d s o f f s h o r e o i l a n d g a s e q u i p m e n t ;i n t e l l i g e n t ;d i g i t i z i n g 0 智能制造现状我国智能化制造行业取得了前所未有的发展,这给海洋油气工程装备制造等传统建造行业带来了转型变革的良好机遇㊂‘ 十三五国家战略性新兴产业发展规划“和‘中国制造2025“明确提出,重点发展海洋工程装备,掌握重点配套设备集成化㊁智能化㊁模块化设计,将智能制造技术的应用作为海工装备领域的主攻方向之一[1㊁2]㊂智能制造(I n t e l l i ge n t M a n uf a c t u r e )具有迭代学习㊁分析决策㊁高效动作㊁环境检测等显著特点㊂首先,智能制造是工业化发展的高级阶段㊂由一种技术取代另一种,推动工业制造不断演变㊂其次,智能制造是信息化与工业化高度融合的新一代制造系统,包括信息物理系统㊁高精度感知控制㊁虚拟设备集成总线㊁云计算㊁大数据和新型人机交互等多项核心技术㊂智能制造可以对建造和设计之间的关系产生深远变化,使建造和设计互认互联,①作者简介:亢冬春(1982),女,硕士,主要从事海洋石油工程项目㊁科研项目的概预算㊁经济评价㊁合同管理等领域的研究工作㊂第10卷第2期2023年6月海洋工程装备与技术O C E A N E N G I N E E R I N G E Q U I P M E N T A N D T E C H N O L O G YV o l .10,N o .2J u n .,2023第2期贺辰,等:离散型海洋油气装备制造业的数字化和智能化转型探究㊃107 ㊃达到建造和设计的线上连接,最终达到提质增效的运营目标,给客户交付定制化的优质服务或货物㊂智能制造可实现个性化的需求,而在智能化的过程中,可以实现定制化量产㊂这个量产不是数量的概念,而是快速生产的效率含义㊂以往,企业最不愿接的业务就是离散化非量产的业务,而智能制造就是要解决这个问题㊂目前,国内在云计算㊁大数据㊁5G ㊁人工智能㊁数字孪生和工业机器人等智能制造相关方面已取得很大的研究进展[3]㊂为适应世界发展潮流,提高企业核心竞争力,国内的汽车㊁电子和航天等相关行业纷纷向智能制造领域迈进,并通过引进工业机器人㊁3D 打印机㊁智能传感器㊁智能数控机床㊁智能物流仓储以及智能检测与装配装置等技术与装备,完成了企业的智能化升级,实现从传统制造业向现代智能制造业转型[4]㊂传统海洋石油工程建造企业的智能制造能力提升,一般经历自动化㊁数字化㊁智能化三大阶段㊂自动化执行阶段包含移动自动化机器人㊁加工自动化数控机床㊁数据自动化E R P 系统等㊂数字化集成阶段包含C P S 信息物理系统设备互联㊁C 2M 个性化按需定制产品配置器㊁C I M S 计算机集成制造虚拟制造等㊂在智能化处理阶段,产品的追溯能力转变为自知能力,物流的提前规划转变为实时自流,设备的数据交互转变为自主处理,系统的数据处理转变为智能分析,等等㊂离散型海洋油气装备制造业的数字化和智能化转型需要理性规划㊁循序渐进地实现智能制造的目标㊂以设计为龙头,贯穿生产建造㊁安装㊁调试等技术服务,以及工程项目管理等制造活动各个环节,以高效信息化自动化为目标,以智能制造基地为依托,主要建造活动网络化智能化,打通端到端的核心流程,提供决策支持的数据保障㊂1 海洋油气工程特点分析随着近些年人们对油气的重度依赖,石油和天然气工业得到了稳步发展,尤其在石油和天然气资源争端不断的世界格局背景下,各个区域更加注重油气资源的开采㊂海洋油气资源是国家最重要的宝贵资源之一,海洋油气工程行业日益壮大发展㊂在信息技术和人工智能的助推下,传统海洋油气工程行业迎来了前所未有的转型发展前景㊂离散化是传统海洋油气装备制造业的突出特点之一㊂由于不同海域㊁复杂海洋地质环境㊁油气资源状态等因素,海洋油气工程的设计建造具有较强的独特性㊂每一座海洋油气平台需个性化定制开发,且建造环节离散化程度高㊂传统离散制造行业普遍存在自动化㊁数字化水平较低,基础支撑技术薄弱,产品附加值低,制造过程资源㊁成本和能耗较高,污染严重等问题㊂因此,发展智能制造是推进离散制造行业提质增效㊁促进中国制造业由大变强的重要支撑㊂离散制造行业的产品通常是由多个零件经过一系列不连续的工序加工,再经装配而成的较大型系统[5],如图1所示㊂图1 传统离散型海洋油气工程装备制造流程架构图F i g .1 T r a d i t i o n a l d i s c r e t e o f f s h o r e o i l a n d g a s e n g i n e e r i n g e q u i p m e n t m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s a r c h i t e c t u r e d i a gr a m 在海洋油气平台设计和建造中,通常采用常规的设计理念;如图2所示,基本设计㊁详细设计㊁加工设计㊁陆地建造㊁海上安装等各阶段相对独立,未深入融合㊂此外,设计成果连续性差㊁图料匹配困难㊁建造和安装施工期间问题较难提前识别,并且人机工程方面缺少系统㊁全局考虑㊂㊃108㊃海洋工程装备与技术第10卷图2 时间维度的海洋油气装备制造流程框图F i g .2 B l o c k d i a g r a m o f t h e o f f s h o r e o i l a n d g a s e q u i p m e n t m a n u f a c t u r i n g pr o c e s s i n t h e t i m e d i m e n s i o n 采用单线程的传统分层分部建造,涉及结构㊁机械㊁配管㊁电仪讯㊁舾装㊁涂装等多工种多专业,往往出现生产效率低㊁高空作业多㊁预安装不足㊁管线设备易干涉㊁舾装涂装作业干扰㊁耗费人机料的情况,如图3所示㊂基于以上分析,迫切需要从海洋油气装备的设计与建造入手,打破传统离散型制造业固有模式,以价值链为导向,引入系统工程㊁精益设计理念,与数字化㊁智能化紧密结合,开展海洋油气装备制造业转型㊂图3 业务维度的海洋油气装备制造流程框图F i g .3 B l o c k d i a g r a m o f t h e o f f s h o r e o i l a n d g a s e q u i p m e n t m a n u f a c t u r i n g pr o c e s s i n t h e b u s i n e s s d i m e n s i o n 2 数字化智能化与现场结合提升效率根据多年海洋油气装备制造现场经验,从三维模型设计㊁标准化制定㊁智能机器人等数字化智能化关键技术方面进行转型探究,以达到产品制造业提质增效目的㊂2.1 无人油气平台无人油气平台是自动化智能化程度最高的海洋油气生产平台,通过一体化协同运营中心,采用云部署,依托三维可视化㊁动态机理模型㊁机器学习㊁A R /V R 等数字孪生技术体系,实现远程和无人化作业㊂在无人化平台改造和设计中,对于不同规模和特点的海上生产设施,要分清类别,区别对待要建造的无人平台和老旧无人平台的设计㊂已建平台主要考虑通过改造,实现远程操作,降低操作成本;然后,再逐渐深入演化到数字孪生实施和应用㊂而新建平台从一开始就进行数字化规划,考虑数字化和智能化需求的无人化㊁少人化解决方案㊂无人油气平台建设的基础是制定统一的长期数字化战略规划,加强信息化系统建设,尤其是信息化基础设施建设㊂统一的数据收集/集成平台和更加可靠耐用的基础硬件(如自控系统㊁电控阀门㊁传感器等)也是必要条件之一㊂2.2 三维模型设计通过对大量海洋油气装备制造项目的研究,在上部模块设计和建造中,不断探索创新,不断持续优化,总结了十余个项目丰富经验,采用数字化精益协同设计技术及系统集约化建造技术,取得了良好的经济效益及社会效益㊂第2期贺辰,等:离散型海洋油气装备制造业的数字化和智能化转型探究㊃109 ㊃常规项目海洋油气平台总体布置主要由总体专业基于二维布置图确定,受设计人员经验及总图输入条件等多方面限制,平台空间一般相对保守㊂但全专业前期直接参与三维设计,总体布置由单专业确定变为多专业共同优化㊂通过设置多层设备㊁罐与结构集成化㊁设置夹层平台㊁优化平台结构,实现多专业共架,实现平台面积利用率的提高㊂在海洋油气装置制造过程中,构建一套基于数字化精益协同设计和系统集成化建造的海洋油气平台上部模块技术体系㊂研究开发基于数字化三维空间紧凑式布置的上部模块设计技术,提高空间利用率㊂采用跨专业跨阶段的上部模块协同设计技术,缩短了整体设计周期㊂基于人机工程学的环境友好形设计理念的上部模块设计技术,提升建造㊁安装㊁操作㊁维修的便利性和用户体验㊂基于运筹学理论优化并改进上部模块建造工艺流程来缩短生产周期㊂基本设计期间开始三维建模,提前确定总体方案,详细设计继承基设模型,渐进优化㊂面向集成化建造的三维分区设计,解决图料匹配的难题,为并行建造奠定图㊁料基础㊂实现L i n e l i s t 中管线信息直接输出到I S O 图,解决加工设计阶段手动录入管线设计数据时耗时㊁易错的难题㊂优化管支架详图基准点位置,避免支架安装时倒算坐标点;支架体现重量㊁重心,方便建造估算分包工程量㊂2.3 标准化制定在推进海洋油气装备制造业向数字化和智能化转型的过程中,探索了标准化的实施工作㊂编制标准化专项工作总体‘实施策略“和‘总体计划“,成立技术创新攻关小组等,推进标准化工作㊂专业单元标准化制造技术包括模块化车间预制建造技术㊁板橇/模块化生活楼标准化技术㊁安装件标准化技术㊂在海洋油气平台导管架细分专业单元的智能制造方面,推动实现导管架直腿化㊂导管架由斜腿改直腿,已规划完成一套四腿中型导管架标准化图纸和计算模型㊂推动结构杆件㊁桩径的轻量化设计,减少种类和数量,并增强通用性㊂实现导管架T K Y 节点标准化,大幅提升总装效率㊂完成T K Y 节点模拟制造,如图4所示㊂针对过程中遇到的问题攻关研究,计划形成基于T K Y 节点产品化导管架总装方案,提升总装效率㊂将T K Y 节点标准化制造应用于实际项目导管架建造中,与传统建造方式相比可实现总装周期压缩的效果㊂图4 导管T K Y 节点模拟建造过程F i g.4 C a t h e t e r T K Y n o d e s i m u l a t i o n c o n s t r u c t i o n p r o c e s s 2.4 智能机器人在离散型海洋油气装备制造领域,广泛使用具有高精度环境感知功能的智能巡检机器人和带有多轴机械臂式工业机器人㊂随着机器人应用大步走进工厂车间进而遍布各个制造环节,企业也将乘势打造全新互动和影响模型,开启机器人应用新领域㊂若以海洋油气工程强国为最终目的,则要从硬件和软件两方面进行突破㊂软件方面,需要转换传统海洋石油工程模式,采用数字化手段提升软实力㊂硬件方面,则需要在智能化装备设置上下功夫,采用智能机器人技术㊁智能生产基地改造等措施㊂提高海洋油气装备制造的自动化㊁机械化㊁智能化水平,对提高生产效率和产品质量,缩短造船周期都具有重要意义㊂在海洋油气装备制造的实践中,采用具有性能稳定㊁工作空间大㊁运动速度快等特点的焊接机器人㊂以油气生产平台上的马脚㊁支架㊁地漏等工件㊃110㊃海洋工程装备与技术第10卷作为焊接机器人的加工对象,进行了探索性的机器人焊接的研究㊂主要围绕智能制造中的机器人这项关键技术的应用,将理论上设计优秀㊁动作误差极小的机器人,应用于组对精度低㊁实际工作误差大的工件焊接㊂在实际工作中,要确定机器人的安装㊁操作台的摆位㊁焊接工艺参数设计和机器人动作程序等,从而提高机器人工作效率,获得良好焊接效果,如图5所示㊂图5 机器人焊接工作现场F i g .5 R o b o t w e l d i n g wo r k s i t e 2.5 智能制造基地智能制造基地依托5G 或W i F i 等无线或有线网络,将车间㊁场地㊁码头的机器设备等生产要素联通,形成深度融合的柔性定制化信息化海洋油气装备的制造体系㊂智能制造基地具有互联㊁定制㊁可视三大能力㊂在互联方面,可以实现虚拟设计㊁实体制造㊁虚实融合㊂全流程互联使各专业全流程共创共享㊂在定制方面,按需设计㊁按需预制㊁按需组装㊂通过智能互联,模块化㊁自动化㊁智能化生产,智能物流,根据不同装备的个性化定制,快速响应,快速建造㊂在可视方面,生产全流程透明可视㊂各工件工序生产情况以及运送情况,可以实时地推送和快速查询㊂智能制造基地实现的基础条件包括模块化㊁自动化㊁智能化㊂需要颠覆传统制造模式,构建以产品交付为中心的大规模个性化定制模式㊂其中,模块化是实现海洋油气装置定制的基础㊂根据不同海洋油气平台情况设计机械和电气设备㊁各管路等的功能及投产能力㊂智能制造基地在生产制造过程中只需改变相对应的模块即可,而不是重新设计新产品㊂结合数字化智能化发展的大环境,按照智能制造基地和海洋油气装备制造的具体要求,设计海洋油气装备制造基地,使其具有较高的智能制造水平,如图6所示㊂作为典型的离散型制造基地,海洋油气装备制造基地在人员㊁技术㊁资源㊁制造四大能力要素方面较传统制造业有较大提升㊂整体设计在组织战略㊁数据㊁信息安全㊁装备㊁工艺设计㊁生产作业等多个能力子域具有较高水准㊂图6 离散型海洋油气装置制造基地设计图F i g .6 D e s i gn o f d i s c r e t e o f f s h o r e o i l a n d g a s p l a n t m a n u f a c t u r i n g ba s e 3 总结与展望通过几十年对离散型海洋油气装备制造项目的探究,在数字化和智能化转型的过程中,需要重点关注的7个关键因素:首先是企业的生产管理制度要跟上数字化智能化转型的理念;第二,定制化的制造模式需要充分考虑运用敏捷开发技术;第三,注重小投入大产出的高效细致管理模式;第四,运用数字技术和人工智能提高产品质量;第五,智能制造基地的空间规划结合三维建模和数字孪生技术,同时具备物流优化,产线评估能力,验证建造操作可达性,装配过程路径分析,物料搬运过程模拟等仿真;第六,设备管理方面包含设备基准㊁设备综合分析㊁设备点/巡检㊁设备台账㊁设备润滑等内容,逐渐提高设备预防性能力;第七,能源管理包含水㊁电㊁蒸汽等数据收集,能源统计分析㊂未来,通过离散型海洋油气装备制造的数字化和智能化转型,可以进一步统一数据标准,规范流程,提高企业综合管理水平,并大幅度提高产品合格率㊂通过生产智能制造系统改造,使生产协同一致,再配套业务大数据平台,计划安排生产,提高关键资源的利用率,工期将大大缩短㊂通过生产制造第2期贺辰,等:离散型海洋油气装备制造业的数字化和智能化转型探究㊃111㊃系统数字化智能化改造,使生产中各环节数据准确唯一并充分共享,提高生产效率,以适应市场的快节奏变化,新产品开发周期减少,提高企业经营K P I 指数,推动行业快速发展㊂参考文献[1]陈荣旗.海洋油气生产装备智能制造发展现状及前景展望[J].中国海上油气,2020,32(4):152157.[2]周国平.对接国家战略推进上海海洋工程产业创新发展[J].船舶与海洋工程,2014,(2):18.[3]万志远,戈鹏,张晓林,等.智能制造背景下装备制造业产业升级研究[J].世界科技研究与发展,2018,40(3):316327.[4]严帅,张紫君,张青阳,等.广州市智能装备产业集群发展现状及对策[J].科技管理研究,2019,39(1):137148. [5]李新宇,李昭甫,高亮.离散制造行业数字化转型与智能化升级路径研究[J].中国工程科学,2022,24(2):6474.。

虚拟现实技术与制作应用研究

虚拟现实技术与制作应用研究在过去的几年中，虚拟现实技术已经成为人们越来越感兴趣的领域。

它是一种能够创造出仿佛真实世界一般的沉浸式环境的技术，让人们能够在现实和虚拟世界之间切换。

虚拟现实技术的应用领域很广，从娱乐到教育、医疗和工业都在使用这种技术。

在本文中，我将探讨虚拟现实技术及其制作应用的研究。

一、虚拟现实技术虚拟现实技术为人们提供了一种能够模拟真实环境的体验，让人能够感受到仿佛置身于其中的感觉。

这种技术的基础是虚拟现实系统，包括硬件和软件。

虚拟现实系统通常包括一套头戴式显示器、手柄以及传感器等设备，可以呈现出如虚拟环境、虚拟角色、虚拟交互等内容。

虚拟现实技术的核心是为用户创建一个沉浸式的环境。

通过将人放入被计算机控制的虚拟环境中，可以实现一种似乎与真实世界有所不同的交互体验。

虚拟现实技术可以应用于游戏、教育、卫生保健、建筑、工程设计等领域。

虚拟现实技术是一项全新的技术，它还有很多潜力等待开发。

它的使用也面临着许多技术和安全性的挑战。

例如，头戴显示器的重量、清晰度、延迟等问题都需要解决。

此外，由于虚拟现实技术需要获取用户的生物识别信息，所以相关安全问题也需要得到妥善解决。

二、虚拟现实制作应用虚拟现实被广泛应用于游戏和电影制作等娱乐领域。

这种技术让人们能够在游戏中体验到更加逼真的体验。

例如，通过虚拟现实技术，游戏玩家可以像走在现实世界中一样在游戏中行走，与虚拟角色进行交互，这种交互是前所未有的高度沉浸式。

此外，虚拟现实还有许多其他的实用应用。

在教育领域，通过虚拟现实技术可以为学生提供更加生动的学习体验，例如虚拟讲堂、虚拟考试和虚拟实验室等。

医疗领域也可以利用虚拟现实技术提供更加真实的模拟环境，帮助医生和患者更好地交流，更好的进行诊疗。

虚拟现实技术还可以应用于建筑和工程设计领域，让建筑师和工程师能够更容易地可视化出设计方案并进行模拟。

三、虚拟现实技术的发展虚拟现实技术在不断进步和发展。

新的技术和硬件设备的不断更新使虚拟现实的实际效果更加逼真。

沉浸式技术

沉浸式技术
指在虚拟环境中将真实环境或真实场景“无缝”融入其中。

它不仅具有交互性、仿真性和可视化等特点，还能够对现实生活产生重要影响。

随着科学技术的发展，我们身边的事物正在变得越来越奇妙。

最近，一款名为《消失的光芒》的游戏引起了许多玩家的关注。

这款由 Activision 打造的全新“沉浸式游戏体验”，利用虚拟技术和高
清晰度的图像，将现实地图上真实存在的区域投射到屏幕上。

据了解，这些真实的区域将会被沉浸式地呈现出各种奇怪的景象，比如自己居住的小镇被沙漠吞没，以及周围的山脉被海水淹没……看似不可思议，但这项技术已经成功应用于许多虚拟现实设备中，比如飞行模拟器、星球探索仪、全息眼镜、智能手机等。

除此之外，这项技术也可以广泛应用于教育领域，为传统课堂带来更丰富多彩的形式。

那么，什么是沉浸式技术呢？简单而言就是把现实世界搬进 VR 幻境，使虚拟世界更加逼真，从而给予玩家真实的感觉。

沉浸式技术是人类与现实世界沟通的新方式。

沉浸式游戏开启了另一扇窗户，让大众可以近距离观察虚拟世界的运作，甚至可以参与其中。

同时，我们也必须认识到，沉浸式技术虽然在当前主流娱乐市场中占有一席之地，却很难成为游戏业未来的主导力量。

如果沉浸式技术只停留在观赏体验层面，势必会陷入单纯依赖内容收费的死胡同；倘若想要进一步推动其商业价值，则需要更深刻的研究和创新才行。

就目前来说，沉浸式技术仍处于发展初期，它所能达到的体验程度远不及游戏，还无法超过游戏的交互性和趣味性。

因此，我们完全有理
由相信， VRAID 沉浸式技术终有一天会走向主流，并真正改善玩家的体验。

3D 高级可视化解决方案

世界上安装数量最多的3D 投影机
Christie Mirage 系列是世界上出现最早的特制立体投影机，在世界各地的安装数量最多。Mirage系列产品的亮度范围从2800 ANSI流明到17500 ANSI流明，可以用一台投影机，投影出主动立体图像。系列产品包括S x GA+和最早的全1920 x 1080 HD分辨率主动立体解决方案。HD系列对支持120Hz HD主动立体的电脑和基础架构，具有更好的兼容性，不需要超宽带DVI 或模拟基础架构。特制性能：
安装
从最初的实地调查到最终安装，科视的专业应用工程师会确保快速、高效地安装和集成您的视觉系统，并保证100%的正常运行。
培训
科视的培训和支持可以确保您和您的员工学会全部内容，保证您的 Total
全球服务和支持
我们在北美40多个城市和全球5大洲35个国家设有支持机构，只需打一个电话或发送一封电子邮件即可联系我们。我们在实施高端应用和关键任务24 x 7应用方面拥有超过75年的丰富经验，可以确保您的系统每天正常运行。
2
Christie TotalVIEW™ 3D/高级可视化解决方案采用了先进的3D显示技术和世界一流的系统集成技术，功能强大，非常实用。当今的3D和高级可视化应用均非常复杂，带来了显示和图像方面的各种挑战。Christie TotalVIEW™解决方案可以显示任何尺寸或分辨率的图像，能满足各种要求。
• 通常是平面屏幕
• 平面或曲面屏幕选项
• 平面或曲面屏幕选项
• 完全数据沉浸
• 有各种选择
• 3、4、5或6面墙， • 有可以重新配置的选项
宽高比 • 标准的4:3或HD16:9
• 根据要求定制
功能计算平台

水稻快速插秧机推秧装置的结构原理及维护保养

现代化农业
２０１４年第２期（总第４１５期）
・６５・
水稻快速插秧机推秧装置的结构原理及维护保养
来永见，吴显斌，周成。
（１．黑龙江北大荒农业股份有限公司友谊分公司，黑龙江友谊１５５８００；２．黑龙江省农垦科学院农业工程研究所）
或其它工具遗忘在秧门上。
ｅ．栽植机构停止位置的调整。栽植机构停止位置一定要适当。否则，在过池埂或转弯时会造成取秧器
的损坏。
３常见故障及排除
３．１推秧器不推秧或者推秧缓慢
这种情况会出现秧针带苗、漏穴以及立秧差等现象，其原因可能有以下几种。
水稻快速插秧机与原曲柄式插秧机和步进式插秧机相比，在作业效率、作业质量上有了较大的飞跃，其作业效率是原曲柄式插秧机的１．６倍，是４行步进式插秧机的２倍，使用经济性也有较大的提高，是替代曲柄式插秧机、实现高效率机械化作业的理想机械。目前黑龙江省水稻插秧机市场有较大的空间，快速插秧机的市场竞争力远远大于现有机型，适合我国的国情，农民自身从降低成本、提高效益的角度出发，也急需此类机械，其市场发展潜力巨大，前景看好。本文主要介绍水稻快速插秧机推秧装置的结构原理、维护保养及常

数字技术下屏幕的重构——以邵志飞的影像装置为例

图6 《郊原牧马图》面屏风之内供后人瞻仰。

装置以三屏幕、180度同屏投影技术重现历史场景，让参观者从不同角度感受历史。

利用数字技术重现当时紫禁城的全景影像，特别是寿皇殿中进行祭祀仪式的场景。

作品以历代皇帝、皇后的画像作为串联，并以1:1的比例用虚拟影像还原寿皇殿的祭祀仪式，带给观众置身其中的观看体验。

3.2.2 新媒体与文物间的对话在邵志飞的互动装置《郊原牧马图》(E n g a g i n g w i t h C a s t i g l i o n e's H o r s e s)（图6）与《天马行空》(F l y i n g Mythological Horses)中，可以看到文物与相应的多媒体影像装置相互穿插在展厅之内。

无论是《天马行空》中三匹飞马以动画形式，穿梭于四组悬挂在半空的屏幕之间，还是利用动态捕捉技术以真马的形态，将郎世宁的《八骏图》（Eight Steeds）中八匹骏马的神态投射到十米宽的屏幕。

这些经历时间流转保存下来的艺术珍品与数字技术生成的新媒体作品产生了有趣的对话，也正是利用新的数字技术进行数据收集，帮助观众更深入地重建历史影像，欣赏中国传统文化中的艺术佳作。

四、结论在邵志飞的作品中，我们可以看到先进的科技对艺术作品形态的影响，也观测到现如今科技热议的当下，数字技术不断延展观看的可能性，人与屏幕的关系在不断被重塑。

无论是邵志飞以科技力量拓宽屏幕的界限，挑战屏幕带来的一次次感官实验，还是以技术重塑数字文物，打破身体与时空的物理边界引领大众对文化遗产的新认知。

邵志飞的作品一直在警惕科技对艺术与思想的捆绑，当人们对先进科技着迷于畅想的同时，他以作品向大众提出思考，人们该如何审视科技，同时在充满屏幕的世界中我们该如何自处。

参考文献：［1］Krzanich, B. Keynote Address［C］// CES 2014, 2014.［2］西蒙·佩尼,段似膺.渴望虚拟空间:1990年代媒体艺术的技术想象[J].上海大学学报(社会科学版),2017,34(3):104-120.［3］孙玮.媒介导航的数字化生存[J].国际新闻界,2021,43(11):6-22.［4］高淑敏. 融媒时代：作为媒介的电影[D].福州：福建师范大学,2022.［5］莎拉·肯德戴,尹倩.数字文化遗产中的具身化、缠绕性与沉浸式[J].文化艺术研究,2021,14(3):95-116.［6］左缇竹.从传统到数字化：博物馆数字文创未来发展探讨[J].鞋类工艺与设计,2022,2(11):141-143.63。

可视化技术在医学影像诊断中的应用研究

可视化技术在医学影像诊断中的应用研究随着技术的不断进步和医学影像技术的广泛应用，可视化技术在医学影像诊断中的应用也越来越受到关注。

可视化技术通过将复杂的医学影像数据转化为直观可理解的图像，为医生提供了更准确、更全面的诊断信息。

本文将探讨可视化技术在医学影像诊断中的应用，并介绍其在不同领域的具体应用案例。

一、可视化技术概述可视化技术是通过利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转化为可视化的图像或图表，以帮助人们更好地理解和分析数据。

在医学影像诊断中，可视化技术通过将医学影像数据呈现为二维或三维的图像，以及通过交互式工具和算法，提供了更直观、更全面的医学影像信息。

二、可视化技术在医学影像诊断中的应用案例1. 肿瘤诊断可视化技术在肿瘤诊断中有广泛应用。

例如，在乳腺癌的早期诊断中，医生可以使用可视化技术将乳腺摄影数据转化为高对比度、高分辨率的图像，以辅助乳腺癌的检测和分析。

同时，通过将三维影像数据转化为可交互的虚拟现实图像，医生可以更清晰地观察肿瘤的形态特征，提高诊断准确性。

2. 血管影像分析心血管疾病的诊断和治疗对于准确的血管影像分析至关重要。

可视化技术可以帮助医生对血管影像进行审查和分析。

例如，在冠状动脉疾病的诊断中，医生可以利用可视化技术将血管造影数据转化为三维血管树状图，辅助定位和评估狭窄或阻塞的血管段落。

此外，可视化技术还可以通过可交互的方式，帮助医生规划和导航介入手术。

3. 神经影像分析神经影像研究是神经科学领域的重要研究方向之一。

可视化技术在神经影像分析中有着广泛应用。

例如，在脑部疾病的诊断和治疗中，医生可以利用可视化技术将脑部影像数据转化为三维脑模型，并通过可交互工具进行区域标注和分析，以帮助定位和评估脑部异常。

此外，可视化技术还可以将多种影像模态的数据融合，提供更全面的信息，进一步提高诊断的准确性。

4. 骨骼影像分析可视化技术在骨骼疾病的诊断和治疗中也发挥着重要作用。

例如，在骨科手术前的规划中，医生可以使用可视化技术将骨骼影像数据转化为三维骨模型，并通过可交互工具进行手术方案的模拟和评估。

数据可视化技术在科学研究中的应用

数据可视化技术在科学研究中的应用在当今的科学研究领域，数据可视化技术正发挥着日益重要的作用。

它不再仅仅是将数据以图表的形式呈现出来，而是成为了一种能够帮助科研人员更深入理解数据、发现隐藏模式和趋势、有效传达研究成果的强大工具。

科学研究往往会产生海量的数据，这些数据可能来自实验观测、模拟计算、问卷调查等各种渠道。

面对如此庞大且复杂的数据，仅仅依靠传统的数据分析方法和文字描述，很难迅速而准确地把握其中的关键信息。

数据可视化技术则提供了一种直观的方式，让科研人员能够在短时间内对数据有一个整体的认识。

以天文学研究为例，通过望远镜收集到的星系图像和光谱数据极其丰富和复杂。

科研人员利用数据可视化技术，可以将这些数据转化为绚丽多彩的星系图，清晰地展示星系的形状、结构和演化过程。

在气候变化研究中，全球气温、海平面上升、冰川融化等数据可以通过动态的可视化图表呈现出来，直观地反映出气候变化的趋势和影响。

这种直观的展示方式不仅有助于科研人员自身的研究工作，还能让非专业人士更容易理解和关注气候变化这一全球性问题。

在生物学领域，基因测序产生的数据量巨大。

通过数据可视化，科研人员能够将基因序列以直观的图形方式展示出来，便于比较和分析不同物种之间的基因差异，从而深入研究生物的进化和遗传机制。

在医学研究中，例如对疾病的流行病学调查数据，通过地图和图表的可视化，可以清晰地看到疾病的分布和传播规律，为制定防控策略提供有力依据。

数据可视化技术还能够帮助科研人员发现数据中的隐藏模式和异常值。

在大量的数据中，一些细微的模式和异常往往难以通过直接观察数据本身来发现。

但通过合适的可视化方法，如散点图、箱线图等，可以将这些隐藏的信息清晰地呈现出来。

例如，在药物研发过程中，对药物实验数据的可视化分析可以帮助研究人员发现药物效果与不同变量之间的潜在关系，从而优化药物配方和治疗方案。

此外，数据可视化在多学科交叉研究中也发挥着关键作用。

当不同领域的科研人员共同合作解决一个复杂问题时，数据可视化能够打破学科之间的语言和思维障碍，让各方更清晰地理解彼此的数据和研究成果。

虚拟现实技术在数字媒体艺术中的表现与沉浸式体验

虚拟现实技术在数字媒体艺术中的表现与沉浸式体验虚拟现实技术在数字媒体艺术中的表现与沉浸式体验虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）是一种通过计算机技术模拟出的三维虚拟环境，使用户可以身临其境地感受到与真实世界同样的视觉、听觉和触觉等感官体验。

近年来，随着VR技术的不断进步和普及，它已经开始在数字媒体艺术领域中得到了广泛的应用。

本文将探讨虚拟现实技术在数字媒体艺术中的表现以及沉浸式体验。

一、虚拟现实技术在数字媒体艺术中的表现数字媒体艺术是一种新兴的艺术形式，它利用计算机技术和数字媒体手段来创造艺术作品。

虚拟现实技术作为数字媒体艺术的一种表现形式，具有以下几个方面的表现特点：1. 交互性强：虚拟现实技术可以让用户参与到作品中，通过手柄、头盔等设备进行交互操作，使用户能够与作品互动，增强了用户的参与感。

2. 空间感强：虚拟现实技术可以创造出逼真的三维空间，使用户身临其境地感受到空间的存在感和真实感。

3. 高度还原真实场景：虚拟现实技术可以通过3D扫描等技术手段，高度还原真实场景，使用户能够在虚拟环境中感受到真实场景的氛围和情感。

4. 可视化呈现：虚拟现实技术可以将抽象的概念或数据可视化呈现出来，使用户更容易理解和感受。

例如，在数字媒体艺术中，虚拟现实技术可以被应用于创作VR电影、VR游戏、VR艺术展等作品。

这些作品利用虚拟现实技术的交互性、空间感和高度还原真实场景等特点，为用户提供了全新的视觉、听觉和触觉等感官体验。

二、虚拟现实技术的沉浸式体验沉浸式体验是指用户在虚拟环境中获得真实感和参与感的过程。

虚拟现实技术正是通过其强大的沉浸式体验让人们能够更好地融入到虚拟环境中。

1. 视觉沉浸：虚拟现实技术通过高清晰度的显示器和头戴式设备，为用户提供逼真的视觉效果，使用户仿佛置身于真实场景之中。

2. 听觉沉浸：虚拟现实技术可以通过3D音效模拟出真实环境中的声音效果，使用户能够听到来自各个方向的声音。

信息与计算科学中的可视化与人机交互技术

信息与计算科学中的可视化与人机交互技术在当今数字化的时代，信息与计算科学领域正经历着前所未有的变革。

其中，可视化与人机交互技术作为关键的组成部分，为我们理解和处理复杂的数据、解决实际问题提供了强有力的工具和手段。

可视化技术，简单来说，就是将抽象的数据以直观、易懂的图形、图像等形式展现出来。

想象一下，面对海量的数字和代码，如果没有可视化的帮助，我们就如同在黑暗中摸索，难以看清数据背后的规律和趋势。

而通过可视化，这些复杂的数据瞬间变得清晰可见，仿佛一幅地图为我们指引方向。

比如说，在气象学领域，通过将气象数据进行可视化处理，我们可以看到直观的天气变化图，清晰地了解气压、温度、风向等因素的分布和变化趋势。

这不仅有助于气象学家进行研究和预测，也能让普通民众更直观地了解天气情况，提前做好应对准备。

在医学领域，可视化技术更是发挥着至关重要的作用。

医生可以通过对患者的身体扫描数据进行三维可视化，精准地定位病变部位，制定更加准确和有效的治疗方案。

对于患者来说，这种可视化的展示也能让他们更好地理解自己的病情，增强治疗的信心和配合度。

人机交互技术则是关注人与计算机之间的沟通和互动方式。

过去，我们使用键盘和鼠标与计算机进行交流，操作复杂且不够直观。

而如今，随着技术的不断发展，触摸屏、语音识别、手势控制等更加自然和便捷的交互方式应运而生。

以智能手机为例，触摸屏的出现让我们可以直接用手指操作各种应用程序，滑动、点击、缩放等动作轻松实现各种功能。

语音识别技术让我们能够通过说话来下达指令、搜索信息，解放了双手。

而在游戏领域，体感设备通过识别玩家的手势和动作，让玩家能够身临其境地参与游戏，带来更加沉浸式的体验。

在信息与计算科学中，可视化与人机交互技术并非孤立存在，而是相互融合、相互促进的。

一个好的可视化界面，如果没有便捷高效的人机交互方式，用户很难充分发挥其作用；反之，出色的人机交互技术，如果没有清晰直观的可视化展示，也难以让用户快速获取所需信息。

基于“BIM+VR”的建筑可视化设计方法及应用研究

基于“BIM+VR”的建筑可视化设计方法及应用研究BIM（Building Information Modeling）和VR（Virtual Reality）是当今建筑设计领域中的两大热门技术，它们的结合被广泛应用于建筑可视化设计中。

BIM+VR技术不仅可以帮助建筑师在设计初期更好地理解设计方案，还可以让用户在实际建成后通过VR技术进行沉浸式体验。

本文将从BIM+VR技术的基本原理、设计方法和实际应用等方面进行探讨，旨在通过对相关研究成果的总结与分析，进一步推动该技术在建筑设计领域的应用。

一、BIM+VR技术的基本原理1. BIM技术BIM技术是一种基于三维模型的数字化建筑设计方法，它可以将建筑设计中的各种信息进行集成和管理，包括建筑结构、设备设施、施工工艺、材料使用等方面的信息。

通过BIM技术，设计师可以在设计过程中实时查看建筑模型，并进行各种参数的调整和优化，从而实现设计方案的快速迭代和精细化设计。

2. VR技术VR技术是一种可以模拟现实场景并实现沉浸式体验的虚拟现实技术，它通过头戴式显示器等设备将用户引入到一个虚拟的三维环境中。

在建筑设计领域，VR技术可以帮助用户更直观地了解建筑设计方案，提高设计师与用户之间的沟通效率，同时也可以为建筑施工和使用阶段提供参考依据。

二、BIM+VR技术在建筑可视化设计中的应用1. 设计过程中的应用在建筑设计过程中，BIM+VR技术可以帮助设计师更直观地理解空间布局、建筑形态、材料搭配等方面的设计效果。

通过将BIM模型导入到VR环境中，设计师可以对设计方案进行实时调整，并观察不同设计参数对效果的影响，从而实现设计过程的可视化与交互化。

2. 用户体验的应用在设计完成后，BIM+VR技术可以帮助用户进行沉浸式体验，让用户通过VR设备亲身体验建筑空间，从而更直观地了解建筑设计方案。

这种沉浸式体验不仅可以提高用户对设计方案的满意度，还可以帮助用户更好地理解建筑设计的细节，为后续的建筑使用和维护提供参考依据。

VR在环境监测中的实时数据可视化

虚拟现实（VR）技术在环境监测中具有巨大的潜力，它能够提供一种沉浸式的体验，使监测人员能够实时地查看和理解环境数据。

这种技术可以增强监测的精度和效率，同时降低成本。

下面我们将详细讨论VR在环境监测中的实时数据可视化。

首先，VR技术能够提供一种直观的环境感知，使监测人员能够身临其境地观察环境状况。

在VR环境中，监测人员可以通过移动视角、缩放和旋转来全方位地查看环境，包括水体、空气质量、土壤状况等。

这种直观的视觉体验能够使监测人员更快地发现问题，提高监测效率。

其次，VR技术可以实现实时数据可视化。

在传统的监测过程中，数据通常以表格或图表的形式呈现，这需要专业人员进行分析和理解。

而VR技术可以将这些数据以三维立体的形式展示出来，使监测人员能够更直观地理解数据。

例如，在VR环境中，我们可以将水质数据以水体的流动形式展示出来，当水质发生变化时，流动状态也会相应地改变，这使得监测人员能够快速地识别出水质的变化。

此外，VR技术还可以实现多维度的数据可视化。

除了视觉信息，VR还可以结合听觉、触觉等多感官信息，使监测人员能够更全面地了解环境状况。

例如，在VR环境中，我们可以模拟风声、水流声等环境声音，使监测人员能够更真实地感受到环境状况。

同时，我们还可以通过触觉反馈技术，使监测人员能够通过触摸感知环境中的温度、湿度等信息。

最后，VR技术可以实现多人协同监测。

在传统的监测过程中，多人协同监测通常需要大量的时间和人力成本。

而VR技术可以实现多人同时在线监测，不同的人员可以分别查看不同的区域或视角，实现资源的有效利用。

此外，VR技术还可以实现远程协作，使异地的人员也能够实时地参与监测过程。

综上所述，VR技术在环境监测中的实时数据可视化具有巨大的优势和潜力。

它能够提供沉浸式的体验，使监测人员更直观地了解环境状况；实现实时数据可视化，提高监测效率；结合多维度的信息，使监测人员更全面地了解环境状况；并实现多人协同监测，降低成本。

以“央管虚拟实验”为载体建立“沉浸式”学习模块

以“央管虚拟实验”为载体建立“沉浸式”学习模块作者：邓燕丽来源：《小学科学》2024年第02期〔摘要〕小学科学学习很多只停留在表面，为加强小学科学“沉浸式”学习，以“央管虚拟实验”作为载体，在虚拟世界中进行建模，依据“以虚辅实”的设计思路，建立感知沉浸、思维沉浸和心智沉浸三个“沉浸式”学习模块。

通过多样化、动态化的感官整合为“沉浸式学习”创造条件，通过可设计可交互的实验场景为思维发展搭建支架，通过多变化智能化的拓展方法为学习评价提供依据，以此改变学生学习小学科学的学习方式，让学生自动参与、合作探究。

〔关键词〕小学科学；央馆虚拟；“沉浸式”学习；以虚辅实〔中图分类号〕 G424 〔文献标识码〕 A 〔文章编号〕 1674-6317 （2024） 02 010-012小学科学课堂上所需的资源较多，教师往往很难正常开展教学，学生无法“沉浸式”探索科学界的奥秘规律。

借助于“央馆虚拟实验”，利用现实（又称VR）、多媒体和仿真等技术，在计算机上营造可辅助、部分替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境，实验者通过人机交互的方式操作实验，开展各种实验项目，让学生在感知、思维、心智中“沉浸式”学习，使学生的思维、能力发展不再浮于表层，优化小学科学素养的沉淀。

一、具象感知：多模化的感官整合，以虚辅实，为“沉浸式”学习创造条件单单依靠听觉的学习方式，学生收获的信息是单一的。

相关机构研究表明，通过单一的学习形式，如，阅读文字或观看图片，学习效率约为10%。

在小学科学教学中渗透央馆虚拟技术，利用三维立体、多元驱动、万象场景三种“感知”，全面覆盖学生学习。

在虚拟实验中创设各种感知情境，对学生多种感官形成一定冲击，可使学生全方位、具象地感知学习，大幅度提高学生小学科学的学习效率。

（一）“三维立体感知”启全景式学习小学科学实验涉及领域众多，以往多将资料编制成图片。

利用“央馆虚拟实验”设备，将原有的二维照片与文字信息转变为三维立体的，使知识学习从2D转化为3D，从平面图片转化为视频动画，从而实现仿真虚拟实验、三维结构的交互性、三维结构的可视化，让小学科学学习更深层化和具体化，大大增强学生对小学科学知识的全景式感知体验。