1.VR概述
基于虚拟现实技术的工程空间表示方法的研究是工程空间虚拟研究的一部分工作内容，工程图形仿真调控是运用虚拟现实技术，对工程进行模拟规划与控制。为实现工程进度控制、施工计划制订、物资消耗、资金投入、人员调配等工作的综合管理，对工程空间数据的变化进行模拟是一条有效的途径。
人看周围的世界时，由于两只眼睛的位置不同，得到的图像略有不同，这些图像在脑子里融合起来，就形成了一个关于周围世界的整体景象，这个景象中包括了距离远近的信息。当然，距离信息也可以通过其他方法获得，例如眼睛焦距的远近、物体大小的比较等。
在VR系统中，双目立体视觉起了很大作用。用户的两只眼睛看到的不同图像是分别产生的，显示在不同的显示器上。有的系统采用单个显示器，但用户带上特殊的眼镜后，一只眼睛只能看到奇数帧图像，另一只眼睛只能看到偶数帧图像，奇、偶帧之间的不同也就是视差就产生了立体感。
用户（头、眼）的跟踪：在人造环境中，每个物体相对于系统的坐标系都有一个位置与姿态，而用户也是如此。用户看到的景象是由用户的位置和头（眼）的方向来确定的。
跟踪头部运动的虚拟现实头套：在传统的计算机图形技术中，视场的改变是通过鼠标或键盘来实现的，用户的视觉系统和运动感知系统是分离的，而利用头部跟踪来改变图像的视角，用户的视觉系统和运动感知系统之间就可以联系起来，感觉更逼真。另一个优点是，用户不仅可以通过双目立体视觉去认识环境，而且可以通过头部的运动去观察环境。
在用户与计算机的交互中，键盘和鼠标是目前最常用的工具，但对于三维空间来说，它们都不太适合。在三维空间中因为有六个自由度，我们很难找出比较直观的办法把鼠标的平面运动映射成三维空间的任意运动。现在，已经有一些设备可以提供六个自由度，如3Space数字化仪和SpaceBall空间球等。另外一些性能比较优异的设备是数据手套和数据衣。
Virtual Reality，简称VR，虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、传感技术、网络技术等多种技术的集合。
虚拟现实技术（VR）主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、视觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入做出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。
2.虚拟现实系统的构成
由于人视觉的作用，在现实生活中，计算机用户或操作者观察到的都是有景深、有立体感的三维世界，因此要做到完全模拟现实，仅靠简单的平面二维图形是不够的，只有用三维系统才能真正意义地模拟三维世界，给用户一种身临其境的感觉。按照功能，可以把这一系统看作是一系列模块组成。
检测模块，检测用户的操作命令，并通过传感器模块作用于虚拟环境；反馈模块，接受来自传感器模块的信息，为用户提供实时反馈；传感器模块，一方面接受来自用户的操作命令，将其作用于虚拟环境；另一方面将操作后产生的结果以相应的反馈形式提供给用户；控制模块，对传感器进行控制，使其对用户、虚拟环境和现实世界产生作用；3D模型库，现实世界各组成部分的三维表示，并由此构成对应的虚拟环境；建模模块，获取现实世界各组成部分的三维数据，并建立它们的三维模型。
3.虚拟现实技术在工程管理中的应用
基于虚拟现实技术的工程空间表示方法的研究是工程空间虚拟研究的一部分工作内容，工程图形仿真调控是运用虚拟现实技术，对工程进行模拟规划与控制。为实现工程进度控制、施工计划制订、物资消耗、资金投入、人员调配等工作的综合管理，对工程空间数据的变化进行模拟是一条有效的途径。如图1-2为现场VR安全教育。
图1-2 现场VR安全教育
传统的工程模拟规划中，存在着以下问题：(www.xing528.com)
第一，数据处理效率低，浪费大量的人力和物力，且无法进行深层加工分析，难于进行现状分析和趋势预测。
第二，由数据库和表格记载的传统环境信息不能体现污染分布的空间特性，也难以对空间对象进行查询；信息处理能力不足，尤其是后期计算结果表达效果差，结果不清晰、直观等问题。
第三，缺乏为工程进度、质量和成本的预测，缺乏交互性，缺乏由用户自行设定的“所见即真实”的动态仿真能力。
虚拟现实技术因其在数据显示的实时性、动态性和可视性可以有效地解决上述问题。虚拟现实技术的兴起和发展为环境保护工作者提供了一种崭新的强有力的工具来模拟和分析现实世界的各种真实现象，可以对数据进行深层加工分析，给出现状分析和趋势预测。在研究工程空间数据动态变化研究中，不是单凭虚拟现实技术所能单独完成，还要借助于可视化的功能，通过二者的结合，将大量的统计数据转换成更容易理解的三维图形，研究者再通过虚拟现实系统的人机对话工具进入这些三维图形之中，从不同的方向和角度来研究认识该虚拟环境。
4.VR在工程建设管理中的应用前景
虚拟现实技术为工程建设管理带来了很大变革，将新兴的IT技术运用到传统的建设管理中，不仅提高了工程质量，而且大大提高了工作效率。
（1）工程建设最终的服务对象是大众，受众面越广，工程建设的意义越大，特别是市政工程如路网建设，是为了提高人们的出行能力，虚拟现实交通流的模拟目前还没有在该领域普遍应用，在土地资源日益稀缺的今天，进行交通模拟，分析交通流量对路网的建设与改造有着非常重要的意义。
（2）大型场馆人流的模拟，如机场、车站、商场等人流密集、集聚的地方，如何保证设计能力和实际通行能力相匹配，通过人流模拟，可以为将来建成后的管理提供依据，避免造成改建、打建或重建等带来的不必要的资源浪费。
（3）随着项目管理的日趋完善，项目建设管理质量的好坏评价重点逐渐由前评价（可行性研究）。过程评价（工程建设过程）转向项目建设管理后评价，即工程建成后的运营管理将作为评价的点，虚拟现实技术可以将工程建设的全过程进行模拟，可以实时提供海量的数据，作为工程的预控系统，随时提供有益的帮助。
总之，在工程管理虚拟现实系统中，工程数据在三维空间的可视化方法尤为重要的。借助于虚拟现实技术，再辅以科学可视化功能，可以有效地对工程数据进行分析和表示。它既是传统工程管理模型和工程虚拟现实系统的接口，也是系统进一步开发成交互性模拟系统的平台。传统GIS的三维空间的虚三维环境技术，不能逼真地描述真实的三维空间，这和真三维表示和分析还有很大差距，而且对于原始数据的处理方法还有待进一步探讨。
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