虚拟现实技术对虚拟农业影响.doc

虚拟现实技术对虚拟农业的影响 农业是一个国家国民经济的基础，农业现代化程度是国家现代化水平高低的重要标志之一。21世纪人类跨入了信息时代，信息农业将成为合理开发利用农业资源、提高农作物产量、降低成本、减少环境污染、提高农产品国际竞争力的前沿研究领域。在世界人口急剧增加、生态环境日益恶化、自然灾害日趋频繁、耕地面积严重减少的今天，如何去满足人们的基本生存需要直至现代化，已成为人们关注的焦点。农业现代化是以科学技术现代化为基础的，这就决定了农业信息技术尤其是多媒体技术和虚拟现实技术在农业领域及实现农业现代化中将扮演着重要角色。我国自50年代计算机应用于农业科研开始，到80年代已基本形成了一定规模的农业信息网络，对农业管理决策和宏观调控及农业部门工作，起到了积极作用。随着计算机技术的飞速发展和虚拟现实技术的广泛兴起，虚拟现实技术的农业应用及虚拟农业研究，对我们这个拥有13亿人口的农业大国来说，是一项具有巨大深远意义的战略措施，它将对我国农业生产、科研、教学起到极大的推动作用。 虚拟现实技术的兴起 20世纪60年代中期，开始有虚拟现实（Virtual Reality,简称VR）的研究思想，而虚拟现实技术的兴起是在80年代，并具有十分广泛的应用领域。虚拟现实技术是计算机软硬件技术、传感器技术、机器人技术、人工智能、人机工程学及心理学高度集成的综合技术，是未来最重要的技术之一。利用虚拟现实技术，人们可以逼真地模拟现实世界中那些具有高风险、高代价和具有不可逆性的现象或事物。在虚拟环境中，人机交互所使用的工具不再是传统的键盘和鼠标，取而代之的有立体头盔显示器、数据手套、数据衣、三维鼠标等。虚拟现实通过给使用者同时提供视觉、听觉、触觉等各种直观、自然和实时的感知交互手段，实现了基于人类自然技能的人机交互，使人在虚拟环境中有如身临其境。展望未来，虚拟现实技术将像因特网一样，改变并影响着人类的生产、生活方式。美国从20实际80年代起，陆续将虚拟现实应用于虚拟战场环境、单兵模拟训练和军兵种联合演习等军事领域。90年代，又在“哈勃太空望远镜的修复和维护”计划、波音777的设计中成功地应用了虚拟现实技术。德国从1991年起，开始将虚拟现实应用于建筑设计中，2000年汉诺威世界博览会德国馆的设计就应用了虚拟现实技术。最近英国科学家利用虚拟现实技术帮助治疗妄想症。我国在虚拟现实的研究和应用上虽然起步略晚，但在近年来也取得了显著的成绩。如北京航空航天大学牵头研制的“分布式虚拟战场环境”、“虚拟珠峰飞行漫游系统”，浙江大学和日本有关方面合作的“虚拟故宫”等。 目前，虚拟现实技术虽在各个领域的应用已先后取得一定成功，但在农业领域尚属于“明天的技术”，仅仅处于探索阶段。值得庆幸的是，“虚拟农业”的出现，“虚拟植物”、“虚拟农场”、“虚拟果树修剪操作系统”、“农业知识创新虚拟环境体系”及“虚 拟农业实验教学”等的初步设想和实践探索，让我们看到，虚拟现实技术定会在农业领域里得到广泛的应用，将为农业科学研究和农业生产发展带来革新的思路和全新的途径。 虚拟农业的概念、技术体系及结构组成 虚拟农业（Virtual agriculture）是从20世纪80年代中期问世的“虚拟现实”延伸而来。关于虚拟农业的概念，目前国内外有多种提法，主要有： 2.1美国伊利诺斯大学的Holt和Sonka认为：虚拟农业就是在高效的、功能强大且廉价的通讯网络支持下，将农业生产、加工、销售及农业技术研究等各个部门的合作者连接在一起的网络计算机平台，从而实现农业各个环节都在各类专家支持下的增值协作。这个定义将虚拟农业看成是为农业生产、加工、销售及农业技术研究等部门提供的一个平台，强调在这个平台支撑下增值与协作。 2.2陈沈斌和孙九林认为：虚拟农业是以农业领域研究对象（农作物、畜 、禽、鱼、农产品市场、资源高效利用等）为核心，采用先进信息技术手段，实现以计算机为平台的研究对象与环境因子交互作用，以品种改良、环境改造、环境适应、增产等为目的的技术系统，其成果应接受实践的检验。这个定义将虚拟农业看成是农业研究方法的革新和先进的技术手段，它将提高农业领域研究的效率，促进农业的发展。 2.3靳润昭和王兆毅指出：虚拟农业是将虚拟现实技术应用于农业科研、教学、生产、管理、规划、农业资源配置、商品流通等农业的各个领域中，从而形成了虚拟现实的一个重要分支，即“虚拟农业”。从广义来说，虚拟农业主要包括：虚拟植物，用以培育水稻、玉米、小麦、大豆、棉花等主要农作物的新品种，虚拟动物，用以培育猪、牛、羊、鸡、鱼等主要畜产品和水产品的新品种。利用虚拟现实技术，提高农业生产设备、设施的利用效率，提高农业资源综合利用效率，对农产品市场和农业生产管理进行模拟，以及科学可视化技术在农业技术教育、培训、科研中的应用等。这个定义强调的是虚拟