VR在虚拟农业中的应用

VR在虚拟农业中的应用

作者：薛宏岩

来源：《农村经济与科技》2017年第16期

[摘要]本文从介绍虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术的概念和特点入手，通过研究虚拟现实在其它领域的的发展状况，发掘虚拟现实技术在虚拟农业中广阔的应用前景和利用价值。

[关键词]虚拟农业；虚拟植物；虚拟现实技术；农业信息化

[中图分类号]S126 [文献标识码]A

农业是国民经济的重要基础，随着信息化和互联网时代的到来，农业自身的发展模式也有着日新月异的变化，从传统农业转入了现代化农业的高速发展阶段。然而现代农业的发展离不开新近科学技术的进步，其中虚拟现实技术也被开始尝试应用于农业这一重要领域，“虚拟农业”这一概念也结合着虚拟现实技术再一次走进人们的视线，被赋予了更多的发展空间。

1 虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）的发展和特征

1.1 什么是虚拟性现实技术？

虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术最早产生于20世纪末期，是由被称“虚拟现实之父”的美国VPL公司创建人拉尼尔（Jaron Lanier）提出的。该技术是综合利用计算机图形技术和各种现实级控制等接口设备，在计算机的辅助下生成的、可交互的三维环境，使用户能够沉浸其中。

虚拟现实技术在很多领域都有着很广泛的应用，在医学中，可以进行虚拟诊断和虚拟解剖；在建筑领域中，可以建立虚拟城市和虚拟住宅；在艺术设计中，可以设立虚拟艺术作品展；在教育领域中，可以建立虚拟实验室，虚拟图书馆；还有在娱乐，军事等领域都已经取得很好的发展。只要我们能够想象到的领域都可以应用虚拟现实这项技术，所以虚拟现实技术与农业的结合也是十分必要的，虽然是一个新的研究方向，但是前景非常可观。

1.2 虚拟现实技术的3I特征

沉浸性（Immersion），通过前期的建模和虚拟引擎生成三维仿真的立体图像，通过佩戴VR眼镜用户可以置身于虚拟的环境中，感觉如同置身于真实的空间之中。

交互性（Interaction），在设备展示的虚拟环境中，用户可以利用一些传感设备进行交互，感觉就像是在真实客观世界中一样，用户可以触摸和抓取虚拟环境下的物体，用户可以感知到物体的重量和物体相应对用户的反馈。

想象性（Imagination），虚拟环境可以使用户在身临其境中获取新的知识，提高感性和理性认识，从而使用户通过体验激发新的联想，所以说，虚拟现实技术可以启发人的创造性思维。

2 VR在虚拟农业中应用的优势与价值

虚拟农业是利用虚拟现实技术和可视化技术共同建立的一种仿真农业体系。在这个体系中，可以通过加护设备和计算机终端，对农业的生产、科研、农业教学、农技推广以及农产品的加工销售的各个环节进行仿真的模拟和重现，从而实现了农业生产的信息化、高效率和可持续的技术系统，给现代农业发展提供了良好的辅助作用。

通过VR技术在虚拟农业中的应用，不仅可以将虚拟的农业场景和农业作物展示出来，并且可以通过VR技术的交互性，在虚拟的环境中进行虚拟实验的操作。这就解决了，在现实环境中受地域限制以及天气限制，不能进行的实验操作。不仅省时、省力还省去了昂贵的实验费用，值得在农业教学和农业技术推广领域应用。

通过农业科技数据的收集，可以建立虚拟农业试验田，试验田中有不同的虚拟植物，模拟不同的株型，并且通过科学数据的支持准确地模拟植物对光、氧气、营养物质的吸收能力，精选出优良的植株，对优良品种的育种提供了更加明确的方向。

在防治植物的病虫害方面，也可以通过虚拟植物模型的建立，分析出害虫在植物中生存和活动的规律，从而提醒种植者掌握最佳的除虫时间和除虫方式，有效地减少不必要的病虫灾害和污染。

在虚拟农业试验田中，利用VR技术沉浸性的优点，我们可以身临其境，从不同的视角了解植物不同生长阶段的生长状态，观察者也可以进入土壤层进行漫游，更加逼真，可看性强。不同于以往必须进入真实的田地之中，无法看到植物的生长状态这一弊端。但是在我们VR技术建立的虚拟农业实验田中都可以进行观看和记录，有利于研究的进展，并节约了时间。这也改变了传统农业的定量化种植方式，为精准农业的推进提供了帮助。

3 虚拟现实技术在虚拟农业中的实现

在虚拟农业实验室的设计中，相关技术人员前期是通过传感器、摄像机等设备进行实地数据的采集，结合3D建模技术，建立符合植物生长规律的虚拟植物模型以及虚拟植物的生长环境。然后将建立的模型和场景导入进虚拟引擎中去，从而实现模拟真实的农业种植环境。虚拟现实技术建立的虚拟农业实验室所具有的高可视化的特征，能够更好地帮助研究者直观地了解各因素对植物生长的影响。这项技术，不仅提高了实验的准确性，缩短实验的周期，降低科研成本，也提高了实验研究的效率。

目前，很多农业高校以及农业科研机构已经建立了，虚拟农业实验室及相关的虚拟农业景观展示。虽然都仍处于实验阶段，但是我们相信，随着虚拟现实技术的不断发展和成熟，虚拟现实技术会在农业领域中会发展的越来越好。

4 结语

在农业领域中，虚拟现实技术的出现给现代农业发展带来了新的发展方向和一种全新的农业发展理念，更是一个国家农业信息化，农业现代化的重要标志。但是虚拟现实技术的普及还需要有很长的路要走，在虚拟现实技术在虚拟农业中的应用中，我们还需要结合更多相关技术进行整合和进步，才能一步一步地将虚拟农业发展的越来越好，才能让虚拟现实技术与农业更加紧密的结合迸发出更多的火花。

[参考文献]

[1] 张良杰，朱丽敏，钟石根，游陈盛.VR 技术现状与应用领域研究[J].传感器世界，2017（05）.

[2] 姚连京，李娟，黄恒康.VR+农业现代农业的“推进器”[J].江西农业，2017（06）.