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2构建虚拟世界
虽然vrML文件比较小,用户在创建虚拟场景时,较为困难的是如何构建一个相对复杂的三维几何体。让困难加倍的是,一切都需要用户从几种最基本的几何体入手,因为VRML并没有提供更高级的几何造型。因此,这就需要一个颇为有效的VRML生成工具。一般情况下,三维虚拟世界的建立依据的是现有的商业CAD软件。比如,在具体实践中,我们可以提供最常用的VRML输出接口,而且具有即时修改和所见即所得的特点。我们用3Dmax与VRML相结合的方法来进行演示制作。构建成一个基于VRML的三维虚拟世界需要我们在操作过程中,制作与修改同时进行。具体流程如图1所示。构建虚拟世界的具体操作:
①在3Dmax环境下制作动画及三维模型。
对于那些比较复杂的机械零部件要先用AuCAD来建模,然后通过3Dmax制作动画。
②优化处理三维场景。
3Dmax语言提供的优化器用来优化三维场景。尽可能地减少常用模型的分段数,以减小文件所占的内存空间,当然前提是不影响实际效果。
③VRML文件的输出。
VRML文件的输出是通过3Dmax软件文件菜单下的输出实现的。
④加入VRML节点以实现动态功能控制。
基于没有经过任何组织3Dmax输出的VRML文件,只是一些相对独立的节点放到了一块,就没有办法对他们进行控制。所以,应该加入VRML节点。再用Group、Transform把它们按照层次组织起来,构成示意图;并通过Route语句、TouchSensor节点和TimeSensor实现鼠标来控制动画;利用Anchor节点实现VRML虚拟世界中不同视点之间的相互切换等,一般的实现过程如图2所示。
⑤优化处理VRML文件代码。
我们对VRML文件代码进行优化的同时,要考虑到目前Internet的浏览速度、网络资源等限制因素。比如减少后续编程及VRML文件大小可以利用VRML语言本身提供的语法特性减少重复定义和描述。要提高网页的浏览速度,用LOD节点定义复杂模型的不同细节减少复杂模型重现时多边形的数目;避免重复描述结构相同或者相似的构件,可以采用DEF/USE节点来处理。
3实现交互功能
真实性和实时交互性是三维虚拟世界的远程虚拟物理实验教学系统最重要的特点。VRML支持的交互功能共有两类:
①Script节点产生的交互。
VRML的Script节点是一种控制传感器和内插器的节点,用来改变和定义场景中对象的行为和外观、VRML与外部编程语言程序的实现、VRML的交互性。通过程序设计(Script节点)可以解决利用交互节点产生的交互对网络及服务器要求较高,产生的反应延时等问题。当Script初始化时,程序会调用Script节点中的Java,并将命令从Java传递到VRML,由VRML文件中域的定义在Java程序中使用。事件在VRML场景中被检测到并传递给Java,由Java作出反应,反向进行也是这种传递的一大亮点。通过Script节点可以开发一些实时性的、多线程的交互操作程序,也可以实现场景与数据库的实时交互。
关键词:Client/Server,数据完整性约束,企业业务规则
DBMS已从早期的分散的一个个计算模型、网络/文件服务计算模型(针对文件)发展到现在的Client/Server计算模型(针对表中的一行)。Client/Server模型是非对等的(decoupled),客户发出服务请求,服务器作出响应,提供服务,即所谓的"请求驱动"。DB的Client/Server系统由DBServer、客户应用程序和网络组成。DBServer(即后端)负责有效地管理系统的资源,主要负责数据处理、并发控制、数据安全性、数据完整性和数据的备份和恢复等。客户应用程序(即前端)是系统中供用户与数据进行交互的部件,主要任务是提供交互式界面完成数据的录入、分析、检查和显示,向DBServer发出请求(SQL语句)并接收结果和错误信息。网络和通信软件是系统中客户和服务器之间数据传送的工具。
由于现在的数据库都是开放、多用户共享,因此维护数据库的正确性至关重要。数据库的完整性描述为数据库内容的完整性约束集合,其中完整性约束指数据库的一个状态是否合理,这是一组谓词。DBS检查数据的状态和状态转换,判定它们是否合理,是否应予接受。对一个数据库操作,要判定其是否符合完整性约束,全部断言无矛盾时才可以执行。完整性约束的形式化定义I=(O,P,A,R),其中O是完整性约束所涉及的数据对象集合,P是对象所满足的谓词,A是触发检查的条件,R是约束不满足时的反应动作[2]
一、常见的数据完整性约束
根据分类角度不同,可将完整性约束分为如下几类:
·域、元组、集合完整性
·立即约束和推迟(到EOT)约束
·状态约束和状态演变约束。
·标准和定制的数据完整性约束
实际的系统中,一般将数据完整性约束分为标准的数据完整性约束和定制的数据完整性约束。标准的数据完整性约束是DBS已经实现的内部规则,包括域完整性、实体完整性和引用完整性。
域完整性(FieldIntegrity)保证一个数据库不包含无意义的或不合理的值,即保证表的某一列的任何值是该列域(即合法的数据集合)的成员。方法是限制列的数据类型、精度、范围、格式和长度等。
实体完整性(EntityIntegrity)保证一个表中的每一行必须是唯一的(元组的唯一性)。为保证实体完整性,需指定一个表中的一列或一组列作为它的主键(PrimaryKey)。一个表中每行的主键必须确实含有一个值。一个表只能含有一个主键,如需要从其它列中除去重复的值,可以将一个或一组非主键列指定为一个候选键或唯一值键。
引用完整性(ReferenceIntegrity)定义了一个关系数据库中不同的列和不同的表之间的关系(主键与外键)。要求一列或一组列中的值必须要与相关的一列或一组列中的值相匹配。从属的一列或一组列称之为外键(ForeignKey)。被引用的列或一组列称之为父键,父键必须是一个主键或唯一键。外键属于子表或明细表,父键属于父表或主表。若父键和外键属于同一表,则称之为自引用完整性。子表某行的外键必须与主表的主键相匹配,只要依赖于某主键的外键仍存在,主表中包含该主键的行就不能删除。
由于每个公司的数据库都有自己独特的业务规则集,所以系统必须有一种方式来实现定制的业务规则即定制的数据完整性约束。定制的数据完整性约束可由如下几种方法实施。
一种最原始的方法是将将每一个完整性约束编入要访问数据库的每个应用程序中,缺点是在每个相关的数据库应用程序中,开发者都要对相同的完整性规则进行编码、测试和排错。若某一规则变动,所有相关的应用程序都得改动。应用程序须向DBServer请求大量的数据,以执行该应用程序内部的数据完整性规则检查,这将阻塞网络。因而这是一种耗时、低性能的方法。
用户定义的数据类型(User-definedDataType)是由标准数据类型导出的新数据类型,它比标准的数据类型更准确地限定了数据输入的范围。
约束(Check)用于限制列的值域,在数据类型限制的基础上对输入的数据进一步进行限制。通过逻辑表达式来定义列的有效值。
缺省(Default)定义了一个数值,当用户向数据表插入数据时,若某个域未给定值,系统自动将定义在该域上的缺省作为输入
值,保证数据库数据的合理性。
1.1 来源于以虚拟现实(VR)等为核心的现代计算机技术在建筑业的应用
虚拟现实技术起源于美国,是包括图形/图像处理、人体器官位置跟踪、音响处理、交互传感、网络通讯及建模技术在内的综合性极强的高新信息技术,“它为人机交互对话提供了更直接的真实的三维界面,并能在多维信息空间上创建一个虚拟信息环境,使用户具有身临其境的沉浸感”[1].
虚拟现实技术在军事、工程建设等领域得到了广泛的应用,我国 863 高新技术计划将 VR 技术列为关键技术进行研究,此后 VR 技术在我国得以发展。以下是建筑业应用 VR 技术取得的一些成果:
Graphisoft 公司开发了以“虚拟建筑”为核心的 Archi CAD 软件,对设计项目的三维计算机模型可视、可编辑、可定义。Ahmed F. Waly 等人利用虚拟现实建模技术(VR modeling techniques)和面向对象的 CAD 技术开发了集成虚拟计划工具——虚拟建设环境(VCE),该工具可以经济而逼真地模拟主要施工过程,并可检验各种行动方案[2].
二滩电站的展示部分采用了虚拟现实技术,用户可以轻松浏览二滩环境及大坝的任意一个部位[2].国内在对施工过程中结构的仿真和可视化计算方面取得了一些成果,可以模拟各种施工过程[3].上海正大广场工程是我国首次将虚拟现实技术应用于建筑工程的项目。
技术层面的虚拟建设可以在下列方面得到应用:(1)规划设计阶段:采用计算机信息通讯、计算机图形学、图像处理、人机界面、计算机模拟仿真、虚拟现实等多种技术,可以逼真地展现建成后的项目是否与周围环境匹配,以优化规划方案;建立三维虚拟场景,使建筑、结构、设备设计协同进行;通过改变视点和光源设计、修改材质等,方便设计师和顾客沟通和评价处于设计阶段的各种方案;借助于 VR 浏览器虚拟巡游建筑物各组成部分,从而提高设计效果和设计质量;检验建筑设计的可施工性等。(2)施工阶段:通过虚拟仿真在施工前对施工全过程或关键过程进行模拟施工,以验证施工方案的可行性或优化施工方案;对重要结构进行计算机模拟试验以分析影响项目的安全因素,达到控制质量和施工安全的目的;可视化施工计划进度和实际形象进度等。这些应用都将大大提高建设项目的实施效果和管理效率。
1.2 由虚拟企业引申而来
虚拟企业又称为虚拟组织、虚拟公司等,本文对此不加区分。
“虚拟企业”一词由肯尼斯。普瑞斯等人于 1991 年在向美国国会提交的一份报告中首先提出。“虚拟企业可以视为一些相互独立的业务过程或企业等多个伙伴组成的暂时性联盟,每一个伙伴各自在诸如设计、制造、销售等领域为联盟贡献出自己的核心能力,并相互联合起来实现技能共享和成本分担,以把握快速变化的市场机遇。”[4]自此以后,关于虚拟企业的理论研究成为管理科学中一个研究前沿和热点,并已经在实际中得到广泛应用[5].
虚拟建设的概念由虚拟企业引申而来,是虚拟企业理论在工程项目管理中的具体应用。美国发明者协会于 1996 年首先提出了虚拟建设的概念。
国内外在这一方面的研究成果如下:(1)欧美发达国家近年来的研究主要集中在如何增强建设项目全寿命周期中各组织间的沟通和合作问题上[7],即研究如何利用 3-D CAD、4-D CAD、VR 等计算机技术将建设项目管理的各项职能进行集成。主要研究项目有:OSCON 项目、ATLAS 项目、SPACE 项目、CAVALCADE 项目、WISPER 项目、OSMOS 项目、DIVERCITY 项目,不少项目已有成果报道等。
(2)目前国内的研究成果有:徐友全做了题为《虚拟建设模式(Virtual Construction)的研究》的博士论文,论文从虚拟企业理论出发研究了虚拟建设模式的思想、组织、方法和手段。论文研究的主要创新点是:虚拟建设模式的思想;虚拟建设模式的组织设计原则;虚拟建设模式的组织模型、组建步骤及协调中心的组织和任务;虚拟建设模式信息系统(PIS/NT)的概念和功能[5].何清华在《虚拟组织在建筑业中的应用——虚拟建设》一文中总结出虚拟组织必须具备的特点,然后提出将虚拟组织应用于建筑业的可行性及挑战性;最后提出虚拟建设的组织模式、特点及对建筑业所带来的意义。彭勇在《虚拟建设——新型的工程项目管理组织模式》中分析了虚拟建设产生的背景,提出了虚拟建设的概念和内涵,并概述了虚拟建设实施过程中信息分类的方法等。
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2 、虚拟建设内涵
集成的虚拟建设要点如下:(1)工程项目是虚拟建设的对象和载体,项目建设通过一系列相互关联的过程来实现,这些过程组合在一起形成一条产品供应链;同时,项目建设过程也是一个价值增值过程,因此也形成一条价值链,链上的每一环对应着实现价值增值的一项或数项能力。图中价值链上的圆圈即表示工程项目建设过程中环环相扣的过程,同时也表示实施项目所需的设计、施工等能力。(2)由于科技进步、社会分工细化、市场竞争加剧等原因,绝大多数企业不具备项目建设所需的全部专业能力,即只是上述供应链中的一环或几环(如我国鲜有具备设计+施工能力的企业),如果没有供应链中上、下游企业的协作(分包商可以看作是总包商的协作单位),根本无法完成工程项目建设的全部任务。而从市场需求看,顾客对企业能力提出了越来越高的要求,越来越多的顾客要求企业能提供形成建筑产品的全过程服务。因此,为满足顾客需求,这些企业唯有跨越组织界限,在具有不同核心能力的企业间开展合作,以“虚拟组织”形式来整合和利用外部资源,从而扩展自己满足顾客需求的能力,进行组织管理层面的虚拟建设。图中核心企业可称为头脑企业,是智力、知识密集型企业,其技术先进,管理科学,在供应链中占据核心位置;伙伴企业可称为躯干企业,处于供应链中的其他位置,但能以自己的专业特长为项目实施全过程贡献力量,是供应链中不可缺少的环节。(3)虚拟建设成员可以组成项目联营体,也可以形成总分包关系,基于合同契约进行合作。为了取得组织管理的成功,应综合运用各种现代管理技术:如战略联盟、并行工程、企业流程再造、优化方法、供应链管理、电子商务等,并利用可视化、VR 等 IT 技术对建设项目管理的各项职能进行集成,增强建设项目全寿命周期中各组织间的沟通和合作,达到高效进行项目管理的目的。(4)对于具体工程项目实施,应借助于计算机技术进行计算机辅助设计、建模,设计方案优化,可视化设计、施工效果,施工过程模拟,施工方案可实施性检验等,即要进行技术层面的虚拟建设。这一层面的虚拟建设建立在现代各项科学技术基础之上,如:计算机模拟仿真技术,CAD 技术,VR 技术,网络技术,数据库技术,多媒体技术,各种现代设计、施工技术,以及各种集成技术等。
3 、发展建议
目前我国建筑业企业实施虚拟建设的状况是:初步涉及技术层面的虚拟建设,已有应用成果报道;组织管理层面的虚拟建设处于理论研究的初始阶段,未见应用成果报道。形成这一局面的原因是:(1)理论研究重视不够;(2)与其他行业相比较,建筑业利用现代科技成果的步伐缓慢,技术层面的虚拟建设急需大力推广;(3)组织管理层面的虚拟建设涉及管理、经营理念,需要增强建设项目全寿命周期中各组织间的沟通和合作,相对较难实施。
针对上述情况,虚拟建设的实现可以从技术层面入手,进而过渡到组织管理层面,最终实现技术和管理的集成。短时期内,我国建筑业企业应从技术层面入手,加大现代科技特别是计算机技术在工程项目建设中的应用,推进工业化和信息化;同时在企业发展方面,着力发展培养核心能力,特别是要学习、借鉴先进生产和管理的思想方法,不断提高管理水平。这是企业发展的必由之路,也是实现虚拟建设的关键所在。
参考文献
[1] 梁民、刘珍平、张培仁等。虚拟现实在水坝系统中的实现。计算机应用,1999,19(8)。
[2] Ahmed F. Waly, Wslid Y. Thabet. A Virtual Construction Environment for preconstruction planning. Automation in Construction, 2002 (12): 139-154.
[3] 袁向荣、高勇利、卜建清。结构工程及虚拟现实技术。石家庄铁道学院学报,2000,13(3)。
[4] 陈剑、冯蔚东著。虚拟企业构建与管理。北京:清华大学出版社,2002(13)。
[5] 陈剑、冯蔚东著。虚拟企业构建与管理。北京:清华大学出版社,2002(9)。
1、行业背景
虚拟现实技术从模糊的概念到产品落地,并运用到军事、工业、地理与规划、房地产、文化等领域,已经可以被消费者体验到,但仍处于成长期,无论在技术、产品、内容、规范上都显得稚嫩。
整个VR产业链中主要包含:硬件设备、软件、内容、渠道、产品。目前国内行业主要以硬件产业为主,其次是内容产业。
全球VR设备主要以眼镜和头盔为主,中国发展规模较小,但是在全球范围内普遍存在的问题:1.佩戴使用体验不佳;2.内容匮乏;3.缺少统一规范。
对于VR行业,内容制作是现阶段的软肋,制作成本很高。平台、相机和软件都是全新的,由于视角原因,在镜头语言、拍摄、后期等与传统视频制作有较大差异。
2、市场需求
作为未来重要的技术平台,VR将跨领域协同促进其它产业的发展,如游戏、社交、教育等产生变革。无论是大机构还是创业者都在VR领域布局,腾讯、阿里巴巴和百度等巨头已经进入VR领域,暴风、爱奇艺及芒果TV等都在试水VR产品,投资机构、资本市场争先把钱投给VR公司,作为新的经济增长点,市场需求巨大。
3、培训定位
在市场需求一片蓝海的背景下,支持行业发展的技术人才炙手可热。培育市场需要的专业人才,为行业发展提供持续动力是教育培训的重大机遇。
由于VR行业还在成长发展阶段,技术、内容标准都未统一,没有规范。能在2-3年内引领技术发展、或者促进产业链闭环关键环节的企业将成为行业的引领者,所以培育未来市场所需人才应是教育培训的风向标。
以行业发展所需技术、产业链发展各环节所需技能为导向,培养具有竞争力的VR从业人员,甚至能影响VR产业链发展的核心人才是教育培训的目标。
4、岗位认知及技能要求
目前国内VR以硬件产业为主,其次是内容产业。不同产业对技能和知识的需求是不同的,对相应岗位及技能需求简单分析总结如下。
1).硬件设计与制作
我们在VR中看到的图像一般经历:光-镜头-传感器-图像处理-显示器这样的过程,硬件产品主要集中在眼镜和头盔。上游产品有电子元器件,屏幕,镜片等核心组件。
需要的专业知识包含:光学成像,电子电路设计,传感器设计,嵌入式电路设计,ARM开发流程,掌握C/C++/Java语言
2).软件处理
软件处理重点在于三维建模,场景识别,三维仿真,图像渲染。计算机利用传感器来感知,捕捉定位,利用场景模拟实现用户沉浸式的体验。
需要的专业知识包含:交互设计,SLAM/Open CV 建模,数字信号处理(DSP),传感器技术,3D引擎技术,3D建模技术(3D max Maya),脚本语言处理(Max script/unreal script),图像处理算法实现(Matlab)
对移动开发还需要熟悉Android开发流程。
5、培训方案
整个培训过程可划分为三个阶段,包含基础知识学习,操作技能训练,岗位任职能力强化。
1).基础知识阶段
传授行业相关的专业知识,熟悉行业及岗位需求,奠定专业背景知识。主要包括编程语言,VR概述。硬件方面(电子电路设计,光学成像,传感器设计),软件方面(交互设计,传感器技术,3D建模,脚本设计)
2).技能训练阶段
针对性的训练VR设计、制作过程中涉及的操作技能,主要是对核心软件的使用,系统开发的熟悉。
主要包括:硬件(嵌入式电路,ARM开发,硬件仿真),软件(三维场景建模,3D引擎应用,图像渲染)
3).岗位任职训练阶段
针对不同岗位需求,以项目为牵引有针对性的强化训练,综合运用专业知识和操作技能,完成从知识、技能培训到岗位能力的无缝过渡,达到结业即上岗的效果。
项目实训,以小组成员加入企业实际项目,熟悉项目开发流程,项目分工和完成任务形成产品。
6、评价考核
考核原则以激励学生掌握好岗位任职能力为目标。
1).基础知识主要以理论考核为主,根据课程知识点和岗位需求建立试题库,考核学员对基本知识的掌握;
2).操作技能以课堂考核和作业考核为主,主要检验学员对原理的运用,对软件的操作的熟悉,能否运用软件完成任务,提交作品。把各阶段技能需求分割为若干小的任务,便于学员学习和检验学习效果。
3).项目实训阶段以项目组要求作为考核,具体检验学员对所学综合运用,任务分工,团队合作等综合能力和素质的检验。
7、其它事项
1).建立企业共建机制,定期与一线企业,合作单位一线岗位工程人员和管理交流,了解行业发展动态,技术变化,岗位需求,更新教学内容,完善课程体系。
2).建立毕业学员跟踪系统,跟踪学员的发展变化,定期组织回访,了解实际工作需求和培训教学的距离,改进培训方案、教学模式,形成岗位零距离的培训系统。
3).实际教学中可以尝试师徒制或者项目制,对学员进行编组,分配成长指导老师,关注学员的整个培训成长,有针对性的及时指导,提高培训效果和岗位技能。
8、结束语
VR不仅是一项新技术,而且是互联网科技产业链发展同人们日益增加的娱乐需求相交的产物。VR将跨领域协同,促进其它产业的发展,目前已经在军事训练,游戏,旅游和社交领域初步应用。如此巨大的行业需求和人才缺口,给VR教育培训提供了广阔的空间。和VR目前的现状类似,教育培训也是在摸索尝试中前行,需要不断结合行业应用、岗位需求调整培训计划,使之培养的人才能适应需求,为推动VR产业发展提供人才资源。
参考文献:
1 虚拟现实VR概述
虚拟现实技术(Virtual Reality,VR)是20世纪90年代初崛起的一种实用技术。VR技术指借助计算机以及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段,其核心是建模与仿真。它是一种能够让现实中的人在计算机所创造的虚拟信息世界中体验与现实世界同样的事和物。它具有多感知性、沉浸性、交互性和构想性的基本特征。这种虚拟技术集合了计算机图形图像技术、现实仿真技术、多媒体技术等的多种科学技术。它能够模拟出人的视觉、听觉、触觉等的感官功能。使人们在计算机所创造的虚拟世界中通过语言、动作等方式进行实时交流,可以说这种技术的发展前景是非常广阔的,无论是生活上还是军事上都有非常广泛的发展前景。
2 虚拟现实技术的特征以及涉及的相关技术
2.1 虚拟现实技术的特征
(1)多感知性的特征,是指视、力、触、运动、味、嗅等感知系统,从人类理想的虚拟现实技术的发展来说,是希望能够完全的模拟出现实中所有的感知,如在VR营造的环境中闻到各种味道、能够有触碰里面事物的感觉等,如同人在现实中一样,但因目前的技术掌握和传感技g的限制,仅仅只能模拟出一部分。
(2)沉浸性又称浸没感或临场感、存在感等,具体是指人以第一人称存在于虚拟世界中的真实体验。当然,以目前技术还没有达到最理想的程度。
(3)交互性就是指人在虚拟世界中,能够像在现实世界中一样,可以通过对一些物体的抓取、使用等动作,感觉到所触碰的物体的重量、形状、色泽等一些人与物体之间的互动信息。
(4)构想性,即将所想的物件、所做的事情在虚拟世界里面呈现出来,这样做能达到什么样的效果,那样做又能达到什么样的效果,甚至还可以把在现实世界不可能存在的事和物都可以在虚拟世界中构想出来。
2.2 VR技术中涉及的相关技术-软件
(1)立体视觉现实技术:人通过视觉所获取到的信息是人本身所有感觉中最多的一种感官,所以虚拟现实技术中立体显示技术占有不可或缺的重要地位。
(2)环境构建技术:在虚拟世界中,构件环境是一个重要的环节,要营造一个区域的环境,首先就要创造环境或建筑模块,然后在这个基础上再进行实时描绘、立体显示,从而形成一个虚拟的区域环境。
(3)真实感实时描绘技术:要在虚拟世界中实现与现实世界相同的事物,仅靠立体显示技术还是远远不够的,虚拟世界中必须存在真实感和实时感,简单来说就是实现一个物体的重量、质量、色泽、相对位置、遮挡关系等的技术。
(4)虚拟世界声音的实现技术:在虚拟世界中虽然视觉是获取信息的重要途径之一,除了视觉还有很多感官系统可以获取到周围的信息。如听觉,这种技术就是在虚拟世界中实现声音,这样人在虚拟世界里不仅能够看得到也能听得到。
2.3 VR技术涉及的相关技术-硬件
(1)输入设备。与虚拟现实技术相关的硬件输入设备分成两大类:一是基于自然的交互设备,用于虚拟世界的信息输入;另一种是三维定位跟踪设备,主要用于输入设备在虚拟世界中的位置进行判定,并输送到虚拟世界当中。
虚拟世界与人实现自然交互的形式有很多,比如有数据手套、数据衣服、三维控制器、三维扫描仪等。
数据手套是一种多模式的虚拟现实硬件,通过软件编程,可进行虚拟场景中物体的抓取、移动、旋转等动作,也可以利用它的多模式性,用作一种控制场景漫游的工具。数据手套的出现,为虚拟现实系统提供了一种全新的交互手段,目前的产品已经能够检测出手指的弯曲度,并利用磁定位传感器来精确地定位出手在三维空间中的位置。这种结合手指弯曲度测试和空间定位测试的数据手套被称为“真实手套”,可以为用户提供一种非常真实自然的三维交互手段。
数据衣是为了让VR系统识别全身运动而设计的输入装置。数据衣对人体大约50多个不同的关节进行测量,包括膝盖、手臂、躯干和脚。通过光电转换、身体的运动信息被计算机识别。通过BOOM显示器和数据手套与虚拟现实交互数据衣。
(2)输出设备。人在虚拟世界中要体现沉浸的感觉,就必须实现现实世界中的多种感受,如视、听、触、力、嗅、味等感官感觉,只不过以目前的虚拟技术只实现了视觉、听觉和触觉罢了。
(3)VR构成设备。虚拟现实世界的构成,主要的设备就是计算机本身了,虚拟世界的所有景象都是靠一个个模型造成的,而这些模型则是由计算机制作出来的。一般计算机被划分成四个部分:第一,高配置的个人计算机,专门用于普通的图形配置加速卡,实现于VR技术中的桌面式特征;第二,高性能图形工作站,就是一台高配置的图形处理计算机;第三,高度并行系统计算机;第四,分布式虚拟实现计算机。
3 VR技术的应用范围
VR技术从诞生到现今已经历了几个年代,其应用范围也越来越广,如医学方面,可以提供给医生进行模拟手术,这样大大提高了现实中手术成功的概率。如游戏方面,近年来游戏中的VR如朝阳一样如火如荼的发展,游戏者在游戏中体验着VR技术带来的身临其境与敌人面对面进行厮杀的。如建筑方面,运用虚拟现实技术可以将建筑的形式以真实的角度展现在投资方、设计方、施工方以及后期的物业管理和更高层次的政府,这把之前的二维平面表达方式或者动画表现方式进行了升级,使用者可以全方位的感受建筑的空间、尺度和材质,这对非设计人员参与到设计当中很有帮助,这使得我们未来的建筑将综合更多因素,更加合理化,还有军事、科技、商业、建筑、生活等。
4 结语
虚拟现实技术是一个极具潜力的研究项目,是未来的重要技术之一。它在理论、软件或者硬件的领域上都依赖着很多技术,当然其中也有较多的技术只实现了理论,硬件方面还是有待完善的。不过可以遇见,在未来,虚拟现实技术绝对会被广泛的应用。
参考文献:
中图分类号:G434 文献标识码:A 论文编号:1674-2117(2016)20-0094-03
引言
建构主义也称为结构主义,它是由瑞士学者让・皮亚杰最早提出来的。皮亚杰认为智慧本质上是对环境的适应,智慧的适应是一种能动的适应。建构主义学习是学习者基于原有的知识和经验生成意义、建构理解的过程,而这一过程常常是在社会文化互动中完成的,这种学习理念顺应了网络时代零存整取式的学习模式――“微”学习。建构主义学习环境是支持学习者进行建构性学习的各种学习资源的组合,这不仅包含物理场所(如课堂),还包括影响学习活动的软环境(如任务情景、协作会话、个人兴趣、策略支持、认知工具等)。
当前,大规模在线开放课程(MOOC)已初露锋芒,世界各地数以万计的学生可以在MOOC平台上进行资源分享和知识学习;同时,虚拟现实(VR)技术又能够使学习客体主动地参与,这与传统教学中简单、被动地接受知识有着本质区别,且学习效果大相径庭。所以说,这些新的教育理念和技术的发展,为建构主义充分运用于教学实践创造了有利的先决条件。
VR+MOOC创设建构主义学习环境的优势分析
建构主义学习理论认为“情境”“协作”“会话”“意义建构”是学习环境中的四大要素,强调学习者在学习过程中的自主性与积极性,重视教学情境的设计。而MOOC教学模式能够提供免费优质的在线学习资源,打破了传统教学模式中因师资力量和固定课程体系造成的局限性,并有利于实现任何人根据自己的学习目标和任务规划去选择任何知识。学生根据自己已有的知识及兴趣爱好能够主动建构新的知识,参与互动,得到反馈,记录学习进度,最终达到学习目的,这不再像以往那样将教师传授的新知识生硬地搬到记忆中去。因此,可以说MOOC为建构主义学习环境提供了一个方便、自如的大规模自主式学习平台。
然而和传统教学比较,MOOC授课仍然没有解决教学内容展示的可视化问题,即“情境”体验感缺失,而情境的创设是意义建构的必要前提,情境的设计有助于将问题摆放在实景空间。例如,设计一场军事行动,情境里应包含所需的人员、物资、武器装备、自然环境等,学习者可以根据情境中的作战态势及上级命令在控制台上展开操作。如果能够在这样的情境中去寻找或解决学习者带入情境的问题和任务,就会有利于问题的解决,也有利于学生知识与能力的拓展和迁移。
VR技术的出现恰好能够弥补MOOC的“情境”缺失问题,它具有沉浸性、交互性、构想性,参与者在虚拟环境中可以沉浸其中,进出自如,自由交互,搭建理想的学习“情境”,并且VR技术能消除时间与空间造成的认知阻断,提供情境的上下文背景、操作空间。同时,VR技术所形成的视觉效果又能促进学习共同体中成员之间的互动与交流,驱动学习者共同自主学习,实现线上线下、课内课外混合学习,虚实结合的沉浸式或半沉浸式学习。另外,VR技术还具有随时随地、同时异地或异时异地的移动学习等模式。这些是经典建构主义学习方式所不能达到的。
VR+MOOC创设建构主义学习环境的关键技术
1.多媒体融合技术
基于MOOC与VR的课程几乎融合了当前所有的多媒体类型,既有传统的图、文、音、像,又有形象直观的三维模型,因此,它的制作并不是“一个人的战斗”,需要专业摄像团队、制作团队、授课教师和学生志愿者共同参与、相互合作才能完成。在制作过程中,常用的工具包括Maya、Premiere、Viewpoint、After Effect、Edius等,其中Autodesk Maya是美国Autodesk公司出品的世界顶级的三维动画软件,应用对象是专业的角色动画、特技等,功能完善、灵活易用。Adobe Premiere由Adobe公司推出,是一款常用的视频编辑软件,有较好的兼容性。Viewpoint技术是生成3D照片影像的工具,具备流畅的互动功能,能够真切地模拟事物。After Effect、Edius、Premiere都是专业视频制作软件,可进行后期特效加工,或高清视频剪辑。
2.VR技术
VR技术是搭建理想建构主义学习“情境”的主要技术,也是建设虚拟实验室、搭建MOOC后台VR会话中心的核心技术。VR技术是仿真技术与多媒体技术、传感技术、网络技术等多种技术的集合,可以创建虚拟的计算机仿真环境,并使用户沉浸到该环境中。完整的虚拟现实体系包含输入处理器、模拟处理器、渲染处理器和虚拟世界数据库。模拟处理器是虚拟现实的核心程序,用于控制交互、对象动作和决定虚拟世界的状态;渲染处理技术将模拟的真实感觉传递给用户,提供视觉、听觉、触觉的感官享受;虚拟世界数据库是建构主义学习情境设计的主体部分,包括描述对象动作的脚本,记录用户信息,对灯光效果、程序的控制等。虚拟现实技术的优势在于它不仅能够实现实时交互和协作,还能让用户产生沉浸感。
3.通信感知技术
建构主义学习环境下的VR+MOOC学习方式,注重的是多人在线实时交互学习,这对网络通信和实时感知提出了更高的要求。首先,必须建立多用户通信环境,通常借助Java语言来实现多用户并发通信,用户借助Web浏览器通过Java图形界面引入虚拟场景。其次,必须实现面向协同学习的协作感知,通过协同感知技术获取各种感知信息,使所有群体成员可以使用虚拟实验室和聊天室等工具直观、形象、快速地感知他人意图。
4.分布式虚拟现实技术
分布式虚拟现实(DVR)技术,是VR技术与网络技术相结合的产物,其目标是建立一个可供异地多用户同时参与的分布式虚拟环境。在这个环境中,位于不同物理位置的多台计算机及其用户,可以不受各自的时空限制,在一个共享虚拟环境中实时交互、协同工作,是一种可供异地多用户同时参与的分布式虚拟环境。它除了具备VR技术特征外,还具有共享的虚拟空间、伪实体的行为真实感、支持实时交互、共享时钟、多个用户以多种方式进行通信等五大特性。
VR+MOOC创设建构主义学习环境的基本思路
1.运用VR+MOOC创设建构主义学习情境
建构主义学习环境下,情境创设是教学设计的最重要内容,“情境”是指典型的场景,“情”是外在的事物(客体)引发的学生(主体)内在的主观体验,“境”是指为了达到一定的目的而创设的能触发主体主观体验的客观事物。由于建构主义学习环境强调学生自主搜集并分析有关资料,所以要求各种教学信息资源要毫无保留地向学生开放。MOOC作为大规模开放性在线学习平台,其信息资源具备开放性和多元性,可以作为新型趣味式教育信息库,负责向学生提供要学习的知识和教学材料。
VR通过三维建模、场景建立,帮助创设真实的学习情境和任务情境,并与MOOC紧密结合,不仅能够为学习者描述MOOC所提出的问题产生的背景,以及与问题有关的各种因素,如自然、社会文化等,有利于控制、定义问题,还能够提供高质量的视频和虚拟场景,使学习者在学习过程中会遇到各种各样意想不到的锻炼机会,另外也可以吸引学习者体验新技术,并一定程度上拉动MOOC的“回头率”,解决当前MOOC难以突破的交互性弱、参与度低的困境。
2.搭建MOOC后台VR会话中心体现新型协作关系
协作贯穿于整个建构主义学习环境的始终,教师与学生之间的协作、学生与学生之间的协作对学习过程中的自我反馈和学习结果的评价以及意义的最终建构都有十分重要的作用。MOOC无法实现学生和教师之间的实时互动,所以必须通过建立MOOC后台VR会话中心,为广大学习者提供了一个在线探索学习的公共平台。在后台虚拟中心,每位学习者都有一个可以完全操控的虚拟人物作为其代表,在学习部分课程后,学习者可以自主进入相应的会话中心与虚拟代表(可以是学生也可是教师)展开实时交流,虚拟教师可以在仿真的环境下,通过远程操作,直观地解答相应的问题。学习者之间也可以进行实时的学习会话,通过探讨学习的模式对现有的知识点进行巩固与拓展,弥补现有MOOC教学模式中实时性弱、交互性弱的缺点。
3.利用VR实验室拓展实践增强意义建构
关键词:
视觉传达;毕业设计;VR虚拟
本科生、硕士生、博士生在毕业时,都要以毕业论文的形式递交在校期间的学习成果,视觉传达专业毕业生的成果展示是毕业设计和毕业设计展。毕业设计和毕业设计展都是检验视觉传达专业学生在校就读期间学习成果的量化标准,但现在一些院校的毕业设计和毕业设计展呈程式化发展,缺少创新。
一、视觉传达专业(平面设计方向)毕业设计现状
1.命题形式及其存在的问题
每年各高校在毕业设计命题上都绞尽脑汁,想方设法确定毕业设计的主题。命题主要有以下三种形式:第一,院校、导师自主命题;第二,学生根据自己实习期间接触的项目完成设计;第三,校企合作,学生按照企业要求完成设计。这三种形式虽然看似符合学校与市场的需求,但往往存在实践功能较弱的问题,平时课堂一般是虚拟项目或者比赛项目,实际的商业项目和课外实践方面较为薄弱,结果存在实用性方面的欠缺。学生的设计作品从艺术的角度看很不错,但从商业的实用价值和成本核算角度来看,并不符合企业和市场的要求。
2.完成形式传统而缺乏创新
作为一门具有较强实用性的课程,视觉传达设计对于平面设计有着较高的要求。视觉传达设计具有较强的实用性,包括广告设计、书籍装帧、商业插画和企业VI设计等课程,能够为学生今后的就业和工作提供直接的技术支持,出版行业、商场、传媒公司等都是视觉传达专业学生毕业之后发挥自身聪明才智的舞台。实用性在客观上决定了毕业设计主要以具体的设计作品对学生学到的知识加以展示,而毕业设计成果的具体表现形式受到专业课程的直接影响。因此,在毕业设计的过程中,学生需要从上文提到的几种课程中选择一种或几种进行作品创作,如,为企业设计一套具有较强针对性的VI,或者为商场设计整体的装修风格,等等。上述方案基本上可以成为本专业毕业生毕业设计的首选,而对当前我国市场经济环境下全国范围内高校视觉传达专业的毕业设计进行分析可以发现,基本也是这样的趋势。设计的本质在某种程度上说是创新,可是部分学生的毕业设计并没有体现出真正意义上的创新,仍然延续以往的设计思想和方案。有人认为,视觉传达专业的教学内容无非是包装、VI、书籍或者广告。在当下“互联网+”时代信息的开放性、传播的速度、对事件的影响范围都远远超过以往的背景下,我们尝试与其他专业跨界合作,如与手工艺产品专业合作,木雕、陶艺、玉饰、金属工艺、园艺等都可以涉及,教学方式也从单一的课堂教学改为工作室教学。
3.毕业设计成果展形式单一
每一年各艺术类高校的毕业季,艺术类院校的展览已经成为一种潮流,因为集中展现了大学生在四年学习过程中所积累的点点滴滴而广受社会各界的关注。一般情况下,毕业展都在各院校内部举办或者在各种展览馆举行。就视觉传达专业的毕业设计展览效果而言,从体量上看,视觉传达专业学生的作品比不上一些公共艺术和环艺、景观专业的作品。虽然视觉传达专业学生的毕业设计作品在材质的价值、作品的精细度上优于一些手工艺作品,但那些手工艺作品很有体量感,创意思路有趣、宽泛,作品精彩,也用上了最新的3D打印技术。在材质上,视觉传达专业学生仍然采用以纸质为媒介的设计,材料的使用远没有其他专业丰富和多样,展览形式也没有突破传统。
二、VR虚拟现实对毕业设计和毕业设计展的影响
虚拟现实是通过信息技术在电脑中模拟构成一个三维虚拟空间,并以此为基础为欣赏者提供听觉、视觉甚至触觉上的体验,人为营造一种身临其境的感受。VR技术的出现和推广,将和现在的移动智能终端一样,在客观上改变我们的生产、生活方式。随着VR设备的不断出现,尤其是VR眼镜的兴起,人们再次把焦点放在VR设计在现实生活中的应用上。大学的毕业设计展也可以借助VR虚拟现实做出数字化的毕业设计展形式,只要有网络,用户就可以在任意平台上观赏和浏览毕业设计成果,不受时间、空间、地域等方面的限制,并且更能充分展现专业的特性,视觉效果将更加突出。如果毕业设计展能够用VR的形式呈现出来,那么毕业设计形式也将发生改变,更加多元化和立体化。
结语
VR设计快速发展,除了相关技术在将来会大规模盛行,其配套定制也同样有着广阔的市场发展空间和潜力。VR设计不仅能够有效满足不同行业对于虚拟现实技术的应用需求,对于新媒体设计的影响也是十分深远的。在这种情况下,我们应把握机遇,将VR体现在教育中,在强化专业教育的基础上,做好迎接这一新的设计思潮的准备。
作者:黄繁 单位:昆明学院美术与艺术设计学院
一、虚拟现实技术
VR虚拟现实技术具有3I特性,交互性、沉浸性和构想性。使用者可以通过虚拟现实技术,增强现实中的各种体验,在某些特定情况下,还能突破各种局限性,让使用者得到超越现实的更加真实的体验。VR虚拟现实技术,包含了很多的计算机基础应用技术,如计算机图像显示技术、计算机仿真技术、计算机流程处理技术等。通过这些技术,可以达到模仿使用者嗅觉、听觉、视觉和触觉等效果,让使用者在虚拟环境中,能够得到真实世界当中的体验,而且规避到其中的一些伤害,并且能够通过自身行动与周围环境之间形成交互与互动,创建一种多维信息空间。除此之外,虚拟现实技术还具有超越现实的虚拟性,作为一种新型技术,它所能达到的虚拟效果绝对是最为逼真,交互性最强的,这也是他被称为虚拟现实的原因,将虚拟照进现实。虚拟现实作为新型计算机技术,其核心当然离不开计算机,它主要也是靠计算机来生成一个可交互的虚拟环境,虚拟环境能够产生立体效果的关键在于外设,与传统鼠标键盘的交互方式不同,虚拟设备包括多种多样的交互设备,里面配置有陀螺仪、速度感应计等,可以提供全方位的运动监测,用于三维空间的运动感应。其中,虚拟现实头盔、数据衣和三维投影仪等都比较成熟,而像数据手套、三维鼠标跟运动跟踪器等装置主要用于虚拟现实交互。与现实中的感官体验相比,虚拟现实技术一样做到了视觉系统与运动感知系统的分离,不仅如此,还大大提高了分辨率、大场景的虚拟效果,并且带有立体声效,可以使人产生强烈的浸没感。虚拟现实技术的应用前景十分广阔,在文物保护、室内设计、交通模拟、虚拟现实3D游戏等领域,都有着不错的发展,虚拟现实技术正在一步步改变我们的生活。本文就主要讲一下虚拟现实在游戏中的应用。
二、虚拟现实技术在游戏中的应用
3D游戏,所追求的是一种虚拟现实的实现,一直致力于为玩家带来最贱的感官体验。游戏的发展从最初的简单文字游戏,一步步到后来的大型网络3D游戏,都是为了能给用户带来更好的真实性与交互性,希望能达到如客观世界一般存在一个游戏的虚拟世界。3D游戏,即是三维游戏,3D游戏通过三维空间的原理,在游戏中运用了长、宽、高等三种度量,来达到游戏世界对客观世界的真实还原,相对于2D平面游戏,也更加的吸引人。场景就是游戏世界各种活动所发生的场所,在游戏中起着很重要的作用,对于3D游戏开发来说,目前适合虚拟现实技术的有:冒险类、动作类、赛车类和角色扮演类。传统的网络游戏技术,目的是仅仅是为了满足玩家的精神追求,更加注重游戏世界的设定,而忽视了玩家体验,将玩家拒之于显示器之外,玩家只能通过操作角色来体验游戏中的各种设定,游戏体验仅仅停留于键盘跟鼠标的操作,并不能真正达到一种真切的感官体验。随着网络游戏时代、技术的发展,人们更加倾向于去进行带有实际体验的虚拟现实3D游戏,虚拟现实类游戏,占据着更多的市场,这种大大提高了玩家体验,与传统的3D游戏完全是不一样的游戏,能让玩家在其中得到感官上满足。虚拟现实技术游戏模拟方面展现出它的优势,玩家通过一系列的可穿戴设备,与游戏中的角色合二为一,它可以模拟任何世界上客观存在的物质,也可以模拟人脑中抽象出来的精神物质,更加真实的体验到游戏中的角色就是自己,自己就是游戏中的角色。虚拟现实技术在3D游戏中的应用完全的将人类智慧的结晶,科技的成果展现出来,它将虚拟现实技术的逼真性、互动性、沉浸性和构想性表现得淋漓尽致。计算机可以阻止一个虚假的图像在墙壁前停止,但它却很难阻止真人的行动,操作者在虚拟空间中的运动是不受限制的,可以自由出入于这个空间,这也是传统模拟游戏与虚拟现实游戏之间存在的最大的差别,也是虚拟现实技术赋予游戏的独特魅力。
三、虚拟现实技术前景和未来发展
虚拟现实技术现在的发展能够将一些简单的3D游戏进行完全的操作,但在一些大型3D网络游戏中,仍然很难以让玩家得到一个足够良好的游戏体验,所以还有很大的发展空间,让玩家能够真切的去体验游戏世界当中的各种体验,让游戏带给玩家更多的快乐。
VR虚拟现实技术作为一个新型技术,近年来一直备受关注,仅在2015年间就有200多家风投企业对VR行业总计投入了35亿美元。这其中,很多明星、影视导演也热衷于网络新技术,像大家都很熟悉的林志颖,便有自己的科技公司,像黄晓明、张艺谋等艺人,也准备进入VR行业。国内一些大型企业,如联想、小米、华为也都积极致力于VR硬件设备的开发。尽管现在VR行业看上去一片大号,但由于3D游戏主机在国内市场刚刚解禁,市场占有份额不打,限制了国内VR技术的发展,目前国内的VR技术水平与国际顶尖技术仍然存在较大的差距,仍然需要我们继续的努力来发展VR技术。(作者单位:西华大学)
参考文献:
[1]李勋祥.《虚拟现实技术与艺术》.武汉.武汉工业大学.
[2]陈浩磊,邹湘军,陈燕(1),陈燕(2),刘天湖.虚拟现实技术的最新发展与展望[J].中国科技论文在线。2011,6(1):1-14
一、引言
随着全球商业环境日趋复杂,跨国公司能否在未来的市场选择最恰当的战略方式,赢得先机,显得迫在眉睫。尽管核心能力理论近来在战略管理研究中广泛运用,但由于来自企业外部竞争环境的不断变化,企业获取持续竞争优势的基本模式已经为持续地获取一系列暂时竞争优势所取代。这样的环境下,企业的竞争优势很快地被不断更迭的技术创新所侵蚀。在这种背景下,动态能力理论作为该理论的继承,逐步形成并获得快速发展。本文以韩国三星公司为例,用动态能力理论分析其发展过程中所使用的一系列战略,以期为其他跨国公司的战略选择找到合适的出路。
二、动态能力理论综述
动态能力理论强调企业在动态变化的环境中探索其内外的竞争能力。它分析了一个企业在日新月异的环境中如何发挥企业自身的优势来应对环境的变化和挑战。Teece认为,动态能力就是感知并抓住机会的能力。在进一步研究的基础上,Teece、Pisano和Shuen认为,动态能力是企业整合、构建和重组,使其适应快速变化环境的能力。Luo认为动态能力由碛心芰Α⑹褂谩⒎峙淠芰和通过学习更新和获得新的能力组成。焦豪等在动态能力的综述中强调,在中国独特背景下,动态能力可以由环境洞察能力、变革更新能力、技术柔性能力、组织柔性能力四个方面组成。即企业以提供自身的利益价值来满足顾客需求,并洞察周遭环境,在变革更新动力的作用下做出快速的应对措施,通过技术柔性能力和组织柔性能力,配置与整合其价值链,最终取得企业所需要的资源和知识。
近年来,动态能力的研究有了许多新的延伸,它涉及企业从感知机遇,到抓住机遇,一直到管理和面对新挑战的全过程。首先是感知和发现潜在的机遇和威胁,即商业环境中新的机会和挑战。再者是充分利用企业的资源和竞争优势获取机遇,对抗困难。最后通过一系列的战略方法来保持其竞争优势,达成企业的战略目标。Jantunen A.等人通过调查200多家制造型企业和服务性组织,分析并发现了跨国公司动态能力与其国际化绩效的关系,从而提出动态能力是企业竞争优势的潜在来源。
三、跨国公司动态能力理论中影响战略选择的因素
1. 对市场的认知
跨国公司的动态能力和对市场的认知有密切联系,从而影响到了它的战略及其战略的实施。对机会的感知是与市场消费群体的文化密切相关的。对不同文化的认识可以导致对市场截然不同的判断和结论,从而决定了不同的战略。对市场的认知是一个知识的获取和全球学习的过程。跨国公司的市场战略包括进入战略、价格战略、公司的管理结构以及联盟,兼并等,没有对市场和消费者特性深入的认知就不可能制定有效的价格战略。而联盟、兼并的过程涉及新兴市场的国家政策、企业文化等因素,成功的联盟和兼并只有在掌握了充分的市场信息的基础上才能完成。
2. 对环境的认知
跨国公司动态能力是对环境的认识、调整和改变的能力。改变一个企业的产品结构、周期和生产布局是困难的决定。将开发的产品直接销售到各个市场是跨国公司开发市场常用的手法。但是由于不同市场的劳动力成本和支付能力存在较大差异,跨国公司不可能长期依赖全球化的产品。只有认识到这一点,改变其产品和市场战略,才能把握住机会,在不同市场的拓展中获得成功。
四、案例研究:韩国三星公司的战略选择
1. 三星的战略选择
(1)多元化战略和拷版战略
1998年亚洲金融危机以前,三星公司将业务从米面磨坊拓展到电子、金融、机械、化学等多个领域,所采纳的就是多元化战略。美国学者Ansoff最早对多元化经营战略定义,并在《哈佛商业评论》发表的论文《多元化战略》中正式提出。1959年,E.Penrose多元化定义为企业既生产现有产品,又开发新产品,这些产品与原有产品在生产和营销中有很大的不同,包括了各种最终产品的增加,垂直一体化程度的增加,以及企业运营的生产领域数目的增加。1970年,Wrigley在博士论文《分部制与多元化中》提出以企业最主要产品的年销售额与企业的年销售总额之比即专业化率对多元化进行分类。
当时的三星公司主要关注相关产品型,同时引入了一部分的不相关产品,极大地丰富了其销售的市场份额,获取了一定的利润。与此同时,三星公司的另一个战略也同步进行,即拷版战略,它是指一个企业所生产的产品技术、设计和零部件完全依赖外界的供给,该企业就像另一家企业的一个生产车间,只是依样画葫芦地进行组装而已。
三星公司1969年进入家电和电子产业,当时的家电和电子产品市场,尤其是电视机迅速普及,而彩色电视机也已经成为炙手可热的产品。然而,由于三星电子在成立之初并不掌握最起码的电子技术,而那些掌握彩色电视机技术的外国公司不愿转让最先进的核心技术,只提供黑白电视机成套散件和组装技术,因此三星电子选定的第一项产品是已经进入衰退阶段且利润率不高的12英寸黑白电视机。由于低收入发展中国家依然存在对这种低档产品有需求的细分市场,加上韩国三星员工求知的文化氛围,在较短时间内就把技术学到手并以低成本进行生产,这让初出茅庐的三星电子公司受益不少。这一战略体现了当时条件下的市场、产品和技术的合适匹配。
(2)品牌战略和模仿战略
1997年,亚洲金融危机波及韩国,众多韩国公司艰难度日,三星公司业务全面告急。此时,三星集团及时启动“新经营”运动,抛弃以往一贯的二流产品形象转而专注高端市场。在美国,三星公司果断全面停止和世界上最大的连锁企业沃尔玛的合作,转而和Sears等迎合高层次消费者的专卖店合作,以提高品牌在美国和全球市场的形象,并确立三星独创的设计风格。
走向国际的三星公司认真汲取其他公司高端产品的技术,在品牌战略得到肯定后,开始走模仿战略。根据自己所处的品牌地位以及现有的技术含量,在模仿的同时对产品的设计作出改进,使自己的产品与其他企业的同类产品有所不同,更适合大环境下某些特定市场的需要。
20世纪初,三星在智能手机市场上不停地追击各个电子手机大牌。现在,它的市场份额甚至把苹果甩在了后面。以Galaxy S4为例,这些手机都拥有较大的显示屏和令人印象深刻的新功能。而这些成就归功于三星的模仿战略。作为一个典型的快速反应的模仿者,虽然三星公司曾因模仿苹果的设计而遭到苹果,但之后三星公司加快设计生产,根据市场反应大力推广成功的产品。之后,三星公司不再只提供便宜版的类苹果版手机,大屏手机、不同的功能、成功的营销以及消费者青睐的体验使其占据市场的很大份额。
(3)合作战略和技术战略
1998年金融危机的教训,使得三星公司牢记曾经吃过的亏。从多元化战略和拷版战略升级为品牌战略和模仿战略,三星公司逐步地把握电子行业的核心技术。在此之外,三星公司也逐步拓展其他技术领域,比如VR技术。
VR又叫虚拟现实,是综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备,在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术,把虚拟世界呈现在人们眼前。三星能自给自足的包括芯片、显示器、镜头、头显外壳与电池模组以及其他半导体。这些硬件优势与三星公司多年来在技术上狠抓不放,虚心求教,努力创新的原则息息相关。但仅仅有技术支撑还不够,还需要有软件的配套。这时,三星公司就着眼于合作战略。Oculus VR是一家专门开发虚拟现实技术和产品的初创公司,拥有较高的软件技术。在两家公司的合作中,Oculus仍生产它的虚拟现实头盔产品专注于游戏类应用,因此它也非常需要三星的高像素密度的OLED显示屏。所以,Oculus允许三星使用其移动软件开发工具并协助开发用户界面。对于三星公司而言,它想尽快进入虚拟现实市场,但它不想像Oculus和索尼那样花大量的时间和资金,因此允许Oculus使用其下一代OLED显示屏。这种双赢的技术合作,不但为三星公司提供了更多的技术领域和市场份额,也将它的品牌又一次拔高了一层。
2. 动态能力理论下三星公司的战略分析
(1)学习并涉足其他行业
三星原本作为一家经营鱼干、蔬菜、面粉和砂糖的小公司,却因战争受到重挫,损失了近一半的财产。由于当时的韩国生活用品主要依赖进口,三星的原材料供应也亮起了红灯,促使其转向生产领域,因此其目标也调整为服务全国。在这样的大背景下,三星公司开始摆脱起初的小产业,慢慢拓展到其他I域。1953年三星创立砂糖生产公司。1954年建立自产自销的羊毛公司。1969年正式成立三星电子公司为未来韩国的电子行业打下基础。之后又建立了韩国自己的化工厂。逐步地,韩国哪里原材料稀缺,三星公司就倾力向世界其他知名公司学习并建立相关产业,服务全国。三星公司以恢复韩国经济为目标,从原本的小公司变成涉足多个领域的韩国巨头公司,从原本的原材料生产到后来的日用产品生产,它采纳的正是多元化战略和拷版战略。而这些战略的选择和实施,也正是因为当时韩国动荡的社会环境。
(2)模仿并推动品牌国际化
动态能力真正能提升企业价值的重点在于复制与模仿。复制至少能为企业产生两种战略价值流,一是支撑在地理区域和产品线扩张方面的能力;二是这种复制还体现了企业内部学习与不断提升的基础。
曾经的三星公司总是挂上低廉的代名词,在三星公司走上高端国际化品牌之路后,开始孜孜不倦地追求设计、技术等核心竞争力,而模仿就是它的敲门砖。以手机为例,2006年三星的Samsung's X830就是典型的MP3造型。这个设计想法就是来自于当时流行在外的MP3。以MP3的外形和功能作为基点,再配上电话的功能推出了这款产品,目的就是让消费者能拥有当时最流行的手机。2008年,三星推出了Samsung Cleo这款小巧玲珑的翻盖手机,配上新颖的全键盘模式,让这款手机风靡一时。一年后,同样的翻盖手机配上横屏翻盖,这样大胆而新奇的创意博得了许多求新人士的喜好……三星不断地在模仿中追求卓越,在模仿中追求创新,在创新后追求更新,使自己的品牌和技术永远先人一步。2011年,三星用自己全新的创意和5.3英寸的屏幕征服了整个手机界。这一次,三星公司用自己的设计和创意占领了市场,开始和苹果多争一杯羹。
(3)唯技术优先,谋互补合作
在三星普通电子产品市场饱和后,三星公司开始谋求其他出路以转型难以突破的现状。VR作为三星公司新的关注点之一,在经历了几年的技术研究后,三星的VR硬件和技术得到质的飞跃。但是对于这样一个大型跨国公司而言,VR毕竟是一个新的方向,有很多的不确定性,它不可能将其他产品的利润拿来再重新大量投资VR的研发。所以,对于VR软件的技术缺失,三星公司选择了互补合作的战略模式。这样的情况下,三星公司既可以紧紧抓住VR硬件核心技术,不落入外人手中,又可以对自己有利的伙伴进行挑选和匹配,形成一个组合,打下各大巨头互相争夺的VR市场。另外,在合作的过程中,三星公司可以向不同公司讨教他们或缺的相关VR技术,并应用于未来新的VR产品研发上,不断适应多变的市场,从中获利。
结语
动态能力理论更注重与企业的外部环境适应能力,要求企业在多变的环境中通过学习、模仿和创新不断改变自己的内部环境和核心竞争力。近年来,动态能力理论越来越受到海内外学者以及各个跨国公司的青睐。
参考文献:
【论文摘要】 目的 应用手术规划系统,探索虚拟现实技术在神经外科的应用价值和方法。方法 术前采集10例颅内深部病变患者的CT、MRI、CTA、MRA、DSA影像资料输入Dextroscope工作站进行图像融合处理和三维重建,在虚拟影像上观察病变与周围组织的空间关系,设计手术入路、模拟手术过程进行骨窗开颅、颅骨磨除及肿瘤切除,并与实际术中所见进行比较。结果 术中所见病变与周边重要神经血管结构的空间关系和病变解剖细节与术前模拟完全吻合,减少了手术时间。通过手术模拟,术者得以提前预演手术经过,为优化治疗方案创造了条件。结论 虚拟现实手术规划系统有助于术前诊断、制定详细的手术计划、预先评价手术难度,提高手术安全性。是医疗教学和训练的得力工具。
计算机图像处理技术的飞越,提供了日益清晰细致的医学影像,但不同成像技术在成像能力上对不同组织各具优势。虚拟现实(virtual reality, VR)的出现,为不同模式的影像资料融合成同一图像提供了平台,使各种成像技术取长补短,并通过后处理,在虚拟三维空间上呈现给人们一个可以交互互动的全息立体仿真环境。我科自2006年10月至12月间,运用Dextroscope 手术规划系统,对10例神经外科手术病例进行术前手术规划和模拟操作,体会如下。
1 资料与方法
1.1 临床资料 本组共进行了10例术前手术规划和模拟,其中蝶骨嵴内侧型脑膜瘤、听神经瘤各2例,巨大嗅沟脑膜瘤、垂体瘤、眼动脉瘤、前交通动脉瘤、岩斜脑膜瘤、松果体区肿瘤各1例。
1.2 Dextroscope工作站(Dextroscope MK 10,新加坡Volume Interactions公司),包括主服务器和虚拟操作平台,软件版本RadioDexter 1.0。(1)术前完成患者各类影像资料的采集,可用DICOM3、TIFF和SGI Classic、Raw volume chunk或slices、Analyze AVW Volume或7.5 Image等多种格式的CT、MRI、MRA、CTA、DSA资料,数据都将会被转换为RadioDexter原始格式(mk)。扫描要求为无间隔、薄层、无重叠、不间断连续扫描。(2)加载数据到Radiodexter,通过预处理排除图像干扰,将各类图像的优势细节调试出来,导入Dextroscope VR环境,通过图像配准和融合,获得一个细节丰富、易于区分的三维立体图形。通过分割工具,可以将不同结构单独挑选出来全方位仔细观察,还可以调整透明度和分别着色后重新放回原位,使不同结构的分界更加直观。(3)通过佩戴立体眼镜和将双手伸入反射镜面背后操纵电磁示踪设备,术者有机会体验显微镜下真实操作环境,模拟手术入路和操作,直接切除病变并空间测量。所有操作动作均可被记录和反复回放,进行事后评估和演示教学。
1.3 实施手术 依据手术模拟确定的体表标志开颅,对照比较术前虚拟环境与真实手术入路中所见解剖标志和空间关系。
2 结 果
虚拟显示大脑皮层血管和引流静脉与术中所见完全吻合。虚拟眼动脉段动脉瘤朝向及瘤颈与前床突及视神经关系与实际相同,简化了术中周边探查步骤,从而顺利实施前床突磨除和动脉瘤夹闭(图1)。通过手术模拟,事先获知蝶骨嵴内侧型脑膜瘤对同侧颈内动脉和大脑中动脉的包裹情况,手术开始早期肿瘤得以迅速内减压缩小体积,然后动脉主干得以安全游离,肿瘤全切(图2)。其他病例术前手术模拟也为手术骨窗调整和病变周边细节解析提供了常规影像无法获得的信息,手术时间大为缩短。
虚拟现实技术已经面世多年,但由于早年硬件庞大昂贵,最初仅应用于军事及航天飞行训练领域。该技术使代价高昂的操作得以低成本的无限重复,特别为初级医务人员无法触及的领域提供了实践机会。医用Dextroscope系统运用VR技术实现了手术操作的真实模拟。最主要的特点是:(1)交互性:按操作者意图去执行并即刻反馈,尽量接近临床的真实过程。(2)虚拟性:通过计算机技术将不同影像技术进行整合,在一个数字模型中同时展示各自的优势,并根据需要在任意角度和平面分别或综合提供全息化的解剖信息。(3)可复性:由于不接触病人,虚拟手术操作可多次重复、修改和扩展[1~3]。
3 讨 论
本组病例的实际应用显示,VR系统构建的相关结构三维可视化模型,使操作者可以透过立体眼镜观察到三维立体图像,并且在近似日常操作环境的眼前30~40 cm处观察和直接操作3D虚拟对象,不仅真实模拟手眼协调操作,而且同步体验操作空间的透视纵深感。通过模拟,术者可以更为有效地利用各类影像信息,加深影像理解,更为直观地了解解剖关系,在手术进行前制定最优的手术计划,充分估计手术难点、制定对策并反复推演[4]。
我们同时也发现:首先图像导入后的处理过程需要熟悉,特别是三维数字模型中各个结构的分割处理,调试不当可能损失许多解剖细节。其次,影像解读仍然需要基于良好的生理和病理解剖知识的判断,比如嗅沟脑膜瘤病例,模拟显示肿瘤表面丰富的血管网,却无法区分实际伴行其间的大脑前动脉主干,需要临床医生根据解剖常识去判断。另外,软件对高亮信号结构的数据提取良好,对低暗信号病变,比如囊性变部分,图像分割时很难建立满意的三维模型。因此,融合较多不同成像方式影像建立的三维模型在结构区分上会更加清晰。
我们认为,Dextroscope VR系统的模拟影像与真实情况吻合度高,充分显示解剖细节和变异,操作界面友好。对于初学者,有助于无创诊断、模拟外科操作、教学和训练。对于有经验的临床医生,可以更好解读患者的解剖信息,预知解剖变异,使手术目标更加清晰,手术操作更加安全。
参考文献
[1]卜博,许百男,周定标,等. Dextroscope手术计划系统在颅脑手术中的应用及评估[J].中华神经外科杂志,2007,23:750.
机器超越人已不再遥远
从识别、感知、认知,到做决策、反馈,人工智能在过去五年有非常大的进步。博弈的例子有AlphaGO,感知的例子有微软小冰,决策的例子有Google Gmail的自动回复。
我在30多年前就做人工智能,可惜,无论对弈、语音识别、自然语言理解都没有生逢其时。因为当时机器不够快,数据不够多,算法不够先进。但是今天,它们够先进了。
机器学习最重要的一个突破是深度学习。深度学习,就是用非常大的神经元,用巨量的数据充进去训练。它可以在识别、分类或者预测方面,远远超过任何过去的算法。这个学习的算法特别适合巨大的数据量。
什么情况才能用人工智能?人工智能不是万能的,但满足以下条件,人工智能绝对可以做出特别有价值的产品:千万级别的海量数据;顶尖的科学家;非常清晰领域的边界;非常好的标注;非常多的计算量。
很多人说人工智能好遥远。其实不是,百度、淘宝、滴滴的背后都是一个人工智能引擎。一些过去认为比较遥远的,如图像识别、语音识别的比赛,机器已经超越人了。
人工智能的应用领域
一个创业公司的用户达到了千万级别的时候,肯定需要人工智能引擎。因为系统需要做一些判断和推荐:推荐什么商品给用户,该放什么样的广告。所以,做人工智能创业的,最好是已经有互联网数据的公司。
当然,还有很多公司是没有互联网数据的,这些公司也能创造价值。
哪些领域会最先呢?一定是数据最大、最快能产生价值的领域。如金融领域:银行、保险、券商、智能投库、AI量化基金,是最快能产生价值的。
哪些是对人类最有意义的?一定是医疗领域。癌症的检测、切片,基因个性化的治疗。
最大的一个领域应该是无人驾驶。当电动车、共享经济、无人驾驶三件事情同时发生的时候,人类经济会产生最大的提升和改变。以后我们出去打车,应该是随叫随到,人都不需要买车了,停车场也不需要了,路上的车也变少了,空气也变好了,这些都是一些会发生的很好的“副作用”。
最厉害的AI公司将是Google。当Google搜索里面的引擎被提炼出来成为一个Google大脑的时候,用在互联网领域就变成了Gmail的自动回复,变成了Google的搜索和广告;用在汽车领域就是GoogleCar;用在人的健康领域就成了GoogleHealth;用在围棋上就是AlphaGO。
百度大脑也是一个类似的项目。每个伟大的互联网公司都应该考虑:拥有大数据是不是也应该像Google一样,用更多的深度学习创造商业价值?
中国有特殊机会
当你要做人工智能的时候,我有几个建议:要有特别大的数据,最好是闭环的,只有你有,别人没有;要买很多机器,尤其考虑GPU;要有经验丰富的深度学习专家;最后要把年轻人训练起来。
为什么特别提到训练年轻人呢?因为一个优秀的数学和计算机专业毕业生,培训6个月就可以做人工智能工程师了。
因此,最领先的人工智能国家,当然是技术最领先的、论文最领先的、应用最领先的,而且也是年轻人最上进、最努力、最勤奋的国家。
中国有一些很特殊的机会。中国教育特别重视优秀的理工、数学底子,世界上的人工智能论文43%都是中国人写的。中国传统企业比美国落后,但这表示人工智能注入进去就会产生很大价值。在座每一个潜在的独角兽公司和快到独角兽的公司,如美图、知乎、BRPK,都在快速的招人工智能专家,帮他们提升价值。美国领先的公司,无论是Google、坦斯福罗,还是微软、CNTK、Facebook,在中国都很难本土化,这都是中国公司的机会。
人工智能时代的投资蓝图
创新工场在人工智能时代的投资蓝图包括以下几个方面。
大数据公司。谁有大数据,我们就可以做人工智能。
R别。语音、手势、人脸等识别会有很大的突破,但是自然语言的理解,即语义方面的突破,可能还需要5-10年。
传感器。传感器现在很贵, Google做辆车要几十万美元,但我深信三年以后价格就会降下来。所以,我们更愿意投资那些现在看起来很贵,但一旦量产价格就会降下来的公司。
家庭机器人。家庭机器人长的像人的,恐怕还需要近十年的时间。但是,一些智能音箱、工业商业的应用,可以快速发展起来。
无人驾驶。无人驾驶一定是先开始辅助人驾驶,然后人来辅助机器,最后才能达到全天候的驾驶。
我们投资的人工智能项目,比较著名的是FACE++,还有地平线机器人、小鱼在家、金融界的人工智能第四范式,以及玉石科技的无人车,它已经开始在园区里面上路测试了,连驾驶盘都没有,所以完全是无人驾驶的工作。
我们深信,十年以后回顾人类历史,人工智能不只是一个创业的机会,也绝不仅是一个移动互联网之后最好的创业机会,而会被认为是人类有史以来最好的创业、创新机会,对人类有潜在的巨大改变,对人类生活有最大提升的一种技术。(本文摘自李开复12月6日在WISE-2016独角兽大会上的演讲,有删改,标题为编者所加,未经本人确认。)
一周视点
李开新
360手机执行副总裁2017年不折腾
作为初创企业和新品牌,稳和好要比高和快更重要。天道酬勤,只要不折腾,有正确的方向和明确的定位,企业总归会成功的。
12月5日,360手机新掌门李开新接受媒体采访时表示,2017年的思路是稳健运营,不折腾,不去做一夜暴富的梦,认认真真专心做手机。
古永锵
优酷创始人、阿里文娱战略投资主席融合、链接是未来关键
用两个词来形容我看到的未来:融合和链接。抢用户、圈地这种逻辑在新的十年越来越难,但如何使融合和链接产生增值是企业需要考虑的关键。
12月6日,古永锵在WISE-2016独角兽大会演讲中说,未来是融合的时代,也是全球互联网的时代。文化娱乐将是一个重要风口,产生很多创业机会。
唐沐