摘要:本文阐释随着信息技术的不断发展和进步,虚拟现实技术正逐步向农业渗透,并展示了良好的发展势头和巨大的应用潜力。农业信息化将成为农业领域的研究前沿,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的过程中将扮演着重要角色。随着虚拟现实技术的广泛兴起,虚拟现实技术的应用及虚拟农业研究已取得一定的进展。
关键词:虚拟技术;虚拟农业;农业信息化
1.虚拟现实技术的概念
虚拟现实(Virtual Reality),是指利用计算机技术产生一个为用户提供视觉、听觉、出觉等感官模拟的三度空间虚拟世界,用户借助特殊输入/输出设备,与虚拟世界进行自然的交互。
2.虚拟现实的特点
多感知性(Multi-Sensory)。所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外,还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知,甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。由于相关技术,特别是传感技术的限制,目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。
浸没感(Immersion)。又称临场感,指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假,全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中,该环境中的一切看上去是真的,听上去是真的,动起来是真的,甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的,如同在现实世界中的感觉一样。
交互性(Interactivity)。指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度(包括实时性)。例如,用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体,这时手有握着东西的感觉,并可以感觉物体的重量,视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。
构想性(Imagination)。强调虚拟现实技术应具有广阔的可想像空间,可拓宽人类认知范围,不仅可再现真实存在的环境,也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。
3.虚拟农业的概念
虚拟农业(Virtual Agriculture)是从虚拟现实、虚拟植物建立,用虚拟现实技术与可视化技术模拟植物,在计算机上土壤物质的吸附,迁移,排放的成长过程中表达的遗传物质异化、同化的计算机虚拟现实,采取人为干预,对这些过程中各种应激作用条件下的研究具有交互操作、易现实的特点,它是农业信息化重要研究领域之一。
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、农业旅游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”。也就是说,利用虚拟现实技术,提高农业生产设备、设施的利用效率,提高农业资源合综合利用效率,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现实技术在农业各个领域的应用。
4.国内外虚拟现实技术与农业领域结合实例
在2016年9月召开的第十六届全国“村长”论坛上,作为本次论坛的主题,“智慧共享”同样成为代表们所关心的话题。面对“互联网+”时代的来临,村官们都希望用智慧手段,让村民生活得更好,让游客玩得更舒心。VR设备展示农村的优美风光,VR体验区吸引了众多代表的眼球。戴上VR设备后,大家不仅可以看到彭州的宝山温泉度假区、白鹿中法风情小镇等风光,通过调节按钮,还可以前后、左右、上下全方位看到这些风光,具有身临其境的感觉。绿水青山、蓝天白云、鸟语花香,这是许多农村所拥有的优美环境,也是当下乡村游发展的优势。VR 设备让体验者观看山谷景色时,仿佛有乘坐飞机游山谷的感觉,既有在现场的“立体感”,又能360度观看周围景色,十分过瘾。而当画面切换到餐厅里的九尺板鸭等美食“近在咫尺”时,更有垂涎欲滴的感觉。这样的旅游推广让观众体验式地感受当地风景,极大地增加了吸引力。
在2016年春天,在湖南娄底新化县举行的“紫鹊春天会”春潮涌动,在波光粼粼的世界遗产紫鹊界梯田里,记者看到一群时尚“蛙人”戴着暴风魔镜,体验着远古农耕文明与超现代互联网科技VR的热情相拥。据紫鹊春天会系列活动策划人、湖南子仪策划传媒CEO、中国知名策划专家张子仪介绍,借助VR应用技术,即将在湖南新化县紫鹊界筹建世界首个展示粮食从播种到收割跟随二十四节气变化的VR体验馆。在vr技术的辅助下,粮食生长的每个变化都将实时转化为虚拟世界的体验,这对于农业4.0时代农业技术手段的革新、农村事业的创新发展、农耕种植的互动体验与农业科普教育等方面都将是有益的探索和全新的创举。
著名跨国快餐品牌麦当劳近日发布了一项好玩的体验项目,内容是用VR眼镜体验麦当劳的农场游戏。顾客通过三星Gear VR或Oculus头盔可以体验麦当劳的农场游戏,模拟耕种农作物。作为麦当劳主要的产品,薯条一直是多年来顾客喜爱的食物。而你知道这一根根的薯条又是怎么来的吗？麦当劳的VR项目则通过麦当劳的农场游戏,带上VR眼镜,顾客可以体验一把模拟收割土豆的游戏,如果走得太快了,土豆就会掉下来,走太慢则会在顶部震动。顾客必须保持稳定的状态,以防破坏这些土豆。
随着互联网科技的日益发达,毋庸置疑,中国农业己经进入农业4.0时代。中国的农业生产将更多地应用智能互联、物联网、大数据等,利用虚拟技术,我们可以用计算机设计出虚拟作物、畜禽鱼,然后实际培育出能与虚拟产品媲美的起初作物,从遗传学上操纵产生如某种短杆大穗的粮食作物,带有某种特定风味的水果等,并能阻断害虫食物通道,破坏其藏匿环境,防止其危害,以结出理想品质的果实。它将成为农业参与竞争必不可少的工具,融合互联网的高度智能化的种植管理,使农业作业更加生态化、智能化、都市化、自由化。
虚拟农业技术开辟了农业研究的新途径,它是农业科学与虚拟现实技术、信息技术相结合的产物。这种研究方法为农学科研人员提供一种便于交互、易操作、易控制的平台,解决了现实中农业上异常复杂的各种问题。农业信息以可视化的方式在计算机上实现:直接得到定量的实验结果和可视化的过程,不仅缩短了研究周期,降低了实验成本,还提高了农业科研的效率。
参考文献:
[1]赵沁平.产学研携手推进虚拟现实产业持续健康发展[J].中国科技产业,2017,(02):42.
[2]顾硕.虚拟现实产业进入高速发展期[J].自动化博览,2017,(02):3.
作者简介:1995年2月2日,青岛农业大学专业农业工程与信息技术2019级,指导教师:孙晓梅副教授。