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[摘要] 本文通過将虚拟现实技术运用到顾客在商场购物的方式中的创作思想进行了可行性研究，并分析了其技术实现的可能性，为通过虚拟现实来进行商场购物作出了初步的研究。
[关键词] 虚拟现实沉浸感交互虚拟商品
一、虚拟现实的概念
虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)是在计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术以及传感器技术的基础上发展起来的一门高新技术。1965年，美国学者Ivan Sutherland发表论文(((The Ultimate Display))，揭开了虚拟现实技术发展的序幕。从20世纪80年代末到90年代初，它逐渐开始作为一门较完整的体系而受到人们的极大关注。和其它许多新兴交叉学科一样，虚拟现实尚没有统一的定义，一般理解为虚拟现实是一种先进的计算机用户接口，它将人和外部世界隔离开来，通过给用户同时提供诸如视觉、听觉和触觉等各种直观、自然的实时感知交互手段，使用户具有身临其境的感觉，从而能够更逼真地观察所研究的对象，更自然、更真实地与对象进行交互。与传统的人一机界面如键盘、鼠标器、图形用户界面以及流行的Windows等相比，虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。
虚拟现实是一门实用性技术，它的系统工作环境包括头盔式显示装置、数据手套、数据衣以及其他传感装置。目前，虚拟现实技术已经广泛应用到教育培训、工程设计、军事、医学和娱乐等众多领域，被专家学者们公认为21世纪最有可能促使社会发生巨大变化的几大技术之一。虚拟现实技术的运用使得顾客在商场中购物时，通过虚拟现实设备对商品进行查询，既增强了趣味性，又不至于在过大的商场行走太疲劳，同时有利于在销售旺季人过多造成的种种不便。更为重要的是如果商品在本商场没有，也可通过网络虚拟现实来跨商场查询，以方便顾客的需要，意义较为深远。
二、虚拟现实技术的特点
1.沉浸感(Immersion)。用户作为主角存在于虚拟环境中，通过多维方式与计算机所创建的虚拟环境进行交互，产生身临其境的感觉，与虚拟环境融为一体。
2.交互性(Interaction)。即用户从虚拟环境获得反馈的自然程度和对虚拟对象的可操作性。计算机应能够响应用户的输入并实时改变虚拟场景的状态，否则用户会产生不舒适感和对虚拟环境的排斥感。
3.想象力(Imagination)。用户沉浸在多维信息空间中，依靠自己的感知和认知能力全方位地获取知识，发挥主观能动性，寻求解答，形成新的概念。
4.多感知性(Multi perceives)。也称为全息性，即虚拟现实系统能提供的感觉通道和获取信息的广度和深度。虚拟现实旨在提供多维感觉通道和类似现实世界的全面信息，使用户达到身临其境的感受。多感知性无疑是人们全身心沉浸最基本的前提条件和技术基础。
其中沉浸感是核心，是我们在现代商场中所要实现功能的核心，也有人称为“临境感”，“投入”，或“存在感(Presence)”等。我们在此的目标是力图使顾客在计算机所创造的三维虚拟商场环境中处于一种“全身心投入”的感觉状态，有身临其境的感觉，即所谓“沉浸感”，而不是像看书或查阅资料一样买商品。在该环境中的一切，看上去是真的、听起来是真的、动起来也是真的，一切感觉逼真。用户觉得自己是虚拟环境中的一部分，而不是旁观者。他感到被虚拟商场所包围，可以在这一环境中左顾右盼、自由走动，与物体相互作用，如同在已有经验的现实世界中一样。这种使用户感到作为一个主角沉浸在模拟环境中的真实程度，对理想的模拟环境应该达到使用者难分辨真假的程度。如可视场景应随着顾客买商品的视点的变化而变化，有比现实更逼真的照明和音响效果等，甚至比真的场景还“真”。导致“沉浸感”的原因是用户对计算机环境的虚拟物体产生了类似于对现实物体的存在意识或幻觉。
三、虚拟现实在现代商场中应用实现的技术可能
商场虚拟商品的生成是整个虚拟商场的环境基础，所有商场虚拟商品的设计与交互都是在这个虚拟商场的环境空间进行的。
1.商场虚拟商品建模生成技术研究。用VRML建立复杂三维模型是相当繁难的，虽然VRML提供了构造虚拟世界的简单方法，但就是因为它自身的特点，我们在利用它构造虚拟世界的时候，必须手工编写冗长的代码，而且还无法直观地对构造的虚拟世界进行即时修改。因此在构造虚拟场景时期，使用一些三维建模工具可以大大提高开发虚拟现实系统的效率，如：3D Studio MAX、maya、lightwave等。因它们强大的三维建模和动画制作功能恰好可以弥补VRML这方面的不足。研究商场虚拟商品的三维建模是商场虚拟商品设计空间生成的前提。
2.三维商品造型的辅助设计。目前运行在PC系统上最流行的三维建模软件是3D Studio MAX，其对虚拟场景的渲染效果已经具有工作站的水准。在建模的过程中，多处对于复杂形体的建模使用了3D Studio MAX中的VRML格式造型工具进行建模。由于造型软件的直观和便捷，大大提高了系统构造的效率。在使用VRML构造虚拟三维商品的时候，可以通过下面的途径，使用3D Studio MAX进行产品建模的辅助设计，赋予其各种属性然后用3DStudio MAX系统提供的导出(export)功能将场景文件直接转换成VRML格式的文件。这种方法带有一些风险，因为这种格式上非规范的倒换会丢失3D Studio MAX中建立的许多物体对象属性的信息，但对于很多比较简单的商品这种导出相对比较适宜，我们所设计的商场商品不是很复杂，成本不能太高，商品的更换频率高，所以运用此种方法较为适宜。
3.虚拟商场的交互技术平台。虚拟商场的交互技术开发有很多软件，我们在此设计运用WorIdTooIKit(WTK)软件平台。WTK是一种高级的跨平台虚拟现实开发系统。它提供了1000多个C语言写成的函数，支持用户快速开发虚拟现实应用程序。WTK所创建的虚拟世界可以仿真具有各种特性和行为的对象，用户可以通过输入输出传感器来控制对象的行为，使用计算机显示器和带头部跟踪的立体显示设备(HMD或者立体眼镜)在虚拟环境中漫游和观察。WTK程序的核心是仿真流程，主要包括接受外部事件、更新对象状态、触发事件处理三个过程，最终完成场景对象的各种行为描述。WTK本身并没有采用对象继承，但是它的设计和实现中处处体现了面向对象的思想。WTK支持几乎市面上所有的虚拟现实硬件，常见设备，包括CrystalEyes、Polhemus Fastrak/Isotrak和Thrustmaster、ierial Joystick等。WTK是一个跨平台的开发引擎，支持Windowns、Linux、SGI IRIX和SLTNSolaris等多种操作系统。因此，我们选择WTK作为开发平台。
四、结语
虚拟现实技术在现代化商场中的应用还要不断完善和探究，以取得更好的效果。随着未来科技的发展，人们物质和精神文化生活的提高，更优良便利的服务和更高品味的生活要求,使人们对科技在实际生活中的应用要求越来越高，作为设计师，我们要有前瞻意识，不断提出新的创作思路满足人们实际生活的需要，为人们的生活提供更好的品质。
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”
[关键词] 虚拟现实沉浸感交互虚拟商品
一、虚拟现实的概念
虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)是在计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术以及传感器技术的基础上发展起来的一门高新技术。1965年，美国学者Ivan Sutherland发表论文(((The Ultimate Display))，揭开了虚拟现实技术发展的序幕。从20世纪80年代末到90年代初，它逐渐开始作为一门较完整的体系而受到人们的极大关注。和其它许多新兴交叉学科一样，虚拟现实尚没有统一的定义，一般理解为虚拟现实是一种先进的计算机用户接口，它将人和外部世界隔离开来，通过给用户同时提供诸如视觉、听觉和触觉等各种直观、自然的实时感知交互手段，使用户具有身临其境的感觉，从而能够更逼真地观察所研究的对象，更自然、更真实地与对象进行交互。与传统的人一机界面如键盘、鼠标器、图形用户界面以及流行的Windows等相比，虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。
虚拟现实是一门实用性技术，它的系统工作环境包括头盔式显示装置、数据手套、数据衣以及其他传感装置。目前，虚拟现实技术已经广泛应用到教育培训、工程设计、军事、医学和娱乐等众多领域，被专家学者们公认为21世纪最有可能促使社会发生巨大变化的几大技术之一。虚拟现实技术的运用使得顾客在商场中购物时，通过虚拟现实设备对商品进行查询，既增强了趣味性，又不至于在过大的商场行走太疲劳，同时有利于在销售旺季人过多造成的种种不便。更为重要的是如果商品在本商场没有，也可通过网络虚拟现实来跨商场查询，以方便顾客的需要，意义较为深远。
二、虚拟现实技术的特点
1.沉浸感(Immersion)。用户作为主角存在于虚拟环境中，通过多维方式与计算机所创建的虚拟环境进行交互，产生身临其境的感觉，与虚拟环境融为一体。
2.交互性(Interaction)。即用户从虚拟环境获得反馈的自然程度和对虚拟对象的可操作性。计算机应能够响应用户的输入并实时改变虚拟场景的状态，否则用户会产生不舒适感和对虚拟环境的排斥感。
3.想象力(Imagination)。用户沉浸在多维信息空间中，依靠自己的感知和认知能力全方位地获取知识，发挥主观能动性，寻求解答，形成新的概念。
4.多感知性(Multi perceives)。也称为全息性，即虚拟现实系统能提供的感觉通道和获取信息的广度和深度。虚拟现实旨在提供多维感觉通道和类似现实世界的全面信息，使用户达到身临其境的感受。多感知性无疑是人们全身心沉浸最基本的前提条件和技术基础。
其中沉浸感是核心，是我们在现代商场中所要实现功能的核心，也有人称为“临境感”，“投入”，或“存在感(Presence)”等。我们在此的目标是力图使顾客在计算机所创造的三维虚拟商场环境中处于一种“全身心投入”的感觉状态，有身临其境的感觉，即所谓“沉浸感”，而不是像看书或查阅资料一样买商品。在该环境中的一切，看上去是真的、听起来是真的、动起来也是真的，一切感觉逼真。用户觉得自己是虚拟环境中的一部分，而不是旁观者。他感到被虚拟商场所包围，可以在这一环境中左顾右盼、自由走动，与物体相互作用，如同在已有经验的现实世界中一样。这种使用户感到作为一个主角沉浸在模拟环境中的真实程度，对理想的模拟环境应该达到使用者难分辨真假的程度。如可视场景应随着顾客买商品的视点的变化而变化，有比现实更逼真的照明和音响效果等，甚至比真的场景还“真”。导致“沉浸感”的原因是用户对计算机环境的虚拟物体产生了类似于对现实物体的存在意识或幻觉。
三、虚拟现实在现代商场中应用实现的技术可能
商场虚拟商品的生成是整个虚拟商场的环境基础，所有商场虚拟商品的设计与交互都是在这个虚拟商场的环境空间进行的。
1.商场虚拟商品建模生成技术研究。用VRML建立复杂三维模型是相当繁难的，虽然VRML提供了构造虚拟世界的简单方法，但就是因为它自身的特点，我们在利用它构造虚拟世界的时候，必须手工编写冗长的代码，而且还无法直观地对构造的虚拟世界进行即时修改。因此在构造虚拟场景时期，使用一些三维建模工具可以大大提高开发虚拟现实系统的效率，如：3D Studio MAX、maya、lightwave等。因它们强大的三维建模和动画制作功能恰好可以弥补VRML这方面的不足。研究商场虚拟商品的三维建模是商场虚拟商品设计空间生成的前提。
2.三维商品造型的辅助设计。目前运行在PC系统上最流行的三维建模软件是3D Studio MAX，其对虚拟场景的渲染效果已经具有工作站的水准。在建模的过程中，多处对于复杂形体的建模使用了3D Studio MAX中的VRML格式造型工具进行建模。由于造型软件的直观和便捷，大大提高了系统构造的效率。在使用VRML构造虚拟三维商品的时候，可以通过下面的途径，使用3D Studio MAX进行产品建模的辅助设计，赋予其各种属性然后用3DStudio MAX系统提供的导出(export)功能将场景文件直接转换成VRML格式的文件。这种方法带有一些风险，因为这种格式上非规范的倒换会丢失3D Studio MAX中建立的许多物体对象属性的信息，但对于很多比较简单的商品这种导出相对比较适宜，我们所设计的商场商品不是很复杂，成本不能太高，商品的更换频率高，所以运用此种方法较为适宜。
3.虚拟商场的交互技术平台。虚拟商场的交互技术开发有很多软件，我们在此设计运用WorIdTooIKit(WTK)软件平台。WTK是一种高级的跨平台虚拟现实开发系统。它提供了1000多个C语言写成的函数，支持用户快速开发虚拟现实应用程序。WTK所创建的虚拟世界可以仿真具有各种特性和行为的对象，用户可以通过输入输出传感器来控制对象的行为，使用计算机显示器和带头部跟踪的立体显示设备(HMD或者立体眼镜)在虚拟环境中漫游和观察。WTK程序的核心是仿真流程，主要包括接受外部事件、更新对象状态、触发事件处理三个过程，最终完成场景对象的各种行为描述。WTK本身并没有采用对象继承，但是它的设计和实现中处处体现了面向对象的思想。WTK支持几乎市面上所有的虚拟现实硬件，常见设备，包括CrystalEyes、Polhemus Fastrak/Isotrak和Thrustmaster、ierial Joystick等。WTK是一个跨平台的开发引擎，支持Windowns、Linux、SGI IRIX和SLTNSolaris等多种操作系统。因此，我们选择WTK作为开发平台。
四、结语
虚拟现实技术在现代化商场中的应用还要不断完善和探究，以取得更好的效果。随着未来科技的发展，人们物质和精神文化生活的提高，更优良便利的服务和更高品味的生活要求,使人们对科技在实际生活中的应用要求越来越高，作为设计师，我们要有前瞻意识，不断提出新的创作思路满足人们实际生活的需要，为人们的生活提供更好的品质。
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”