摘要：VR技术是现今计算机技术领域中一项包含多种学科的一门综合科学技术，该技术已经被应用在现实中许多的领域中。如今我们也可以将其运用于自动化程序的实机验证。
关键词：VR；虚拟现实技术；电气自动化技术；程序验证。
一、VR技术的背景
概括地讲，虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术是一种逼真地模拟人在自然界环境中视觉、听觉、运动等行为的人机界面技术，从实现角度上可以认为虚拟现实系统是一个由计算机生成的三维图形系统，形成以参与者为中心的可视化环境，参与者可以与该环境进行实时的交互。概念是在80年代初提出来的概念VR 技术的目的就是不仅能够在多维信息空间仿真建模，而且能够帮助人们获取知识和形成新的概念。浸入性和交互性是虚拟现实系统的两大基本特征。浸入性指参与者感到被虚拟世界所包围，似乎完全融入其中，具有“身临其境”的真实感觉，浸入性可分为视觉浸入、触觉浸入（参与者可以接触和感觉虚拟物体）、听觉浸入（参与者可以“听”到虚拟世界中运动物体发出的声音）、嗅觉浸入、味觉浸入等；交互性是指参与者通过自然的动作使用虚拟交互接口设备实现与虚拟环境对象的交互考察和操作。组成虚拟现实系统的5 个关键部分是：虚拟世界、虚拟现实软件、计算机、输入和输出设备。
虚拟现实系统可以分为非浸入式虚拟现实系统、浸入式虚拟现实系统和增强式虚拟现实系统三大类。浸入式虚拟现实系统主要依赖于各种硬件，如头盔、数据手套、三维立体眼镜等虚拟设备；增强式虚拟现实系统具有增强现实性，它在允许用户对现实世界进行观察的同时，虚拟图像叠加在现实世界上。非浸入式虚拟现实系统又称桌面虚拟现实系统，是利用计算机和低级工作站进行仿真，计算机的屏幕作为参与者观察虚拟境界的一个窗口，各种外部设备一般用来驾驭该虚拟境界，并且有助于操纵在虚拟情景中的各种物体。
虚拟现实技术作为人机交互的一种新的手段和解决现实世界中问题的新方式，目前在航空航天、科学计算、核工业、机械设计、建筑、军事等许多行业都起到了不可替代的作用，特别是虚拟现实技术中的视景仿真技术，在军事领域有着更为广泛的应用。如今的VR已经已经进入普通家庭，按照这样的趋势发展，近期内将会普及，并在不久的将来代替如今火爆的3D技术。
二、vr技术目前的应用领域
1、地产漫游：在虚拟现实系统中自由行走、任意观看，冲击力强，能使客户获得身临其境的真实感受，促进了合同签约的速度。
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2、虚拟样板间：用于商业项目长期招商、招租、用于各类评比活动。一次性投入，可以应用在项目报批、建设、销售、招商招租等各个环节，并可以永久使用。
3、多专业协调：多类型车辆行驶路线与其他布置、净空高度，如道路桥梁仿真。
4、网上看房：租售阶段用户通过互联网身临其境的了解项目的周表环境、空间布置、室内设计。
5、场馆仿真：提前展示真实场馆风貌、辅助审批设计、规避设计投资风险。
6、娱乐：影视剧、游戏及其它娱乐项目。
7、高新技术、军事等领域。
三、自动化技术测试的瓶颈
目前自动化工程繁杂冗长的测试工作仍然无法完全利用自动测试代替手工测试，其根本原因是自动化工程中的问题不是单一和公式性的，一些常规的公式性问题可以利用自动测试完成，而复杂的、无规律性的问题则人需要人工解决。这样不完全的、不能发现全部问题的测试，无异于竹篮打水一场空，人需要人工重新进行测试。人工测试的弊端是，工程师长时间面对程序段，和简单平面的测试画面，容易受到自身因素的影响，稳定性较差，而且验证工程的时间较长。严重影响工程的进度。
四、解决方案
最好的验证自动化程序的方法就是在现场实地的进行实机测试，这样可以简单明了的发现程序段的问题，方便直接进行问题的修正和程序的优化。但问题是，自动化程序的编写，往往是在实地工程同步或者提前开始的，很难做到现场实机操作。这样vr技术就提供了这样的机会。
通过虚拟现实，我们可以根据设计蓝图及方案，我们可以直接模拟出厂矿中自动化设备的现实场景，通过vr头盔在虚拟场景中逐条测试程序段，最后进行整体的功能性测试。此方法具有以下优势：
1、经济性
进行具体的程序实机测试需要借助于相应的机电设备，但是一些机电设备如数控加工中心价格昂贵．损耗大．实验成木高，这对于经费不足的工程而言，是难以承受的。采用虚拟设备不存在损耗、破坏，可以重复使用。这样既满足了验证的要求．又能提高工作效益。整套虚拟设施可以稍加修改重复使用，同事也可以提供给使用方进行职工的前期培训。
2、安全性
自动化程序验证过程中，可能会出现错误的程序段，很容易发生操作事故，会给价格昂贵的机电设备造成不可估量的损失，甚至会危及操作者的生命．利用虚拟现实技术构建生产现场环境，展现在操作者面前一个虚拟的操作设备，这样工程师可以反复操作和验证，避免了操作过程中的安全隐患，提高了工作的效率。
开放性：
打破了传统的模式，操作者者不再受到时间、空间上的制约，可随时随地操作虚拟的机电设备，实现全天候、无死角的操作验证。
由于虚拟现实技术具有良好的可控性、无破坏性、安全、不受气象条件和空间场地的限制，可多次重复使用，以及经济性等特点，可广泛应用于系统规划，方案论证，设计、研制、试验评估、运行维护、系统改进、人员训练等方面。国际上一致认为虚拟现实技术是迄今为止最有效、最经济的综合集成方法，是推动科技进步的战略技术。
参考文献
[1]杨宝民，朱一宁. 分布式虚拟现实技术及其应用[M]. 北京：科学出版社，2000.
[2]陈卓等.基于虚拟现实的变电站培训仿真巡视功能研究[J].现代计算机（下半月版），2010（09）.
[3]张绣山，等. 虚拟现实技术及编程技巧[M]. 长沙：国防科技大学出版社，1999.
论文作者:蔡斐
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第28期
论文发表时间:2018/2/28
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