虚拟现实技术在动物生境调查与保护中的应用

潘清芸 高堃 齐子安 李友邦

摘要：虚拟现实技术是利用交互系统及多个学科交叉应用衍生出的新技术。通过虚拟现实技术对广西崇左白头叶猴自然保护区板利片区8个样点进行全景图拍摄和制作，更加立体地展示白头叶猴栖息地，并以新型宣传方式进行白头叶猴保护宣传，同时通过无人机追踪观察白头叶猴，确定利用无人机技术在动物调查方面的可能性，探究虚拟现实技术与动物生境调查及保护相结合的未来发展方向。

关键词：白头叶猴;虚拟现实技术;生境调查;生境保护;无人机

The Application of Virtual Reality Technology in Animal

Habitat Investigation and Protection

——A Case Study of the Banli Area in Trachypithecus Leucocephalus

Nature Reserve in Chongzuo， Guangxi

PAN qing yun， GAO Kun， QI Zian， LI You bang

（College of Life Science， Guangxi Normal University， Guilin 541006，China）

Abstract： Virtual reality technology is a new technology derived from interactive system and an interdisciplinary application. This study aims to explore the possibility and future development of the combination of virtual reality technology and animal habitat investigation and protection. Through virtual reality technology， 8 sample points of Banli area of Chongzuo trachypithecus leucocephalus nature reserve in Guangxi were photographed and made， and the habitat was shown more tridimensionally， and the protection could be publicized with this new publicity method. At the same time， the possibility of using drone technology in animal survey was confirmed by tracking and observing the animals.

Key Words：trachypithecus leucocephalus; virtual reality technology; habitat investigation;habitat protection; unmanned aerial vehicle

0 引言

虛拟现实技术作为21世纪最具发展潜力的学科，是以计算机技术为核心、结合相关科学的交叉技术。用户借助必要装备与数字化环境中的对象进行交互，产生身临实境的感观体验[1]。近年来，虚拟现实技术发展迅速，在医学治疗、舞蹈教育教学[2]及电子图书馆等领域均有广泛应用。虚拟现实技术与现有技术的结合成为研究热点。

保护我国现有叶猴栖息地，改善和恢复叶猴原有栖息生境植被是保护叶猴的最重要措施[3]，同时白头叶猴的宣传与其栖息地记录及展示也极为重要。目前国内针对虚拟现实技术运用于动物生境保护的研究比较鲜见。本文阐述了如何利用虚拟现实技术对白头叶猴进行宣传保护，探索虚拟现实技术在动物生境保护方面应用的可能性。

1 虚拟现实技术

1.1 虚拟现实技术

虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术，也称灵境技术，是一种以计算机技术为基础及核心，综合多种技术、利用交互设备构建虚拟世界的新兴技术，使用户仿佛置身于现实环境，达到境界虚拟但感觉真实的效果[4]。其主要特征包括沉浸感、交互性、构想性。

VR技术近年来成为技术研究领域热门，汇集人工智能、计算机技术和网络多媒体技术、人体仿真学及人机交互等多种学科。该技术借助虚拟现实系统将计算机处理的单一数字化信息转变为多维空间信息，将单一数据转变为人能感受到的、在思维过程中接触的、除数据外其它各种形式的多维信息集合，从而达到增强现实的作用[5]。VR系统主要包括输入输出设备、数据库、专业图形处理计算机、虚拟现实处理平台及软件开发系统[6]。

VR系统按照输入方式可分为基于现实图景构造的虚拟现实系统和基于三维模拟图形构建的虚拟现实系统[7]。同时根据虚拟现实系统的输出方式又可以分为：①桌面式，即借助PC输出的VR系统，易受环境干扰，沉浸感较差;②沉浸式，即借助基站输出的VR系统，不仅通过图像展示，同时借助声音、触感等进行展示，可加强虚拟现实系统的交互感和沉浸感;③增强式，即高度平行的VR系统，指在能看见真实世界物象的同时，将虚拟现实系统模拟的图形投射在真实物体上，加强对真实世界的展示;④网络分布式VR系统，指通过前几种VR系统交互形成的大型网络系统[8]。

1.2 VR技术应用

目前VR技术已广泛应用于军事及民用生产。

（1）军事及航天领域。VR技术在军事及航天领域的应用有效推进了技术发展。在航空航天领域，VR技术可利用无人机采集图像，还可对环境进行模拟，对载人航天事业有极大推动作用，有助于航天员模拟训练航天任务[9]，同时也为军事演习提供了一个新思路与方向。