浅谈虚拟现实技术在远程教学中的应用.doc

浅谈虚拟现实技术在远程教学中的应用 文章简述了虚拟现实技术在远程教学中应用的三个基本特征沉浸性；交互性和多感性。按其功能区分为沉浸型虚拟现实系统；简易型虚拟现实系统和共享型虚拟现实系统以及虚拟技术在远程教学中的作用。 时代在进步，教育在发展，新的教学媒体也在不断涌现，继多媒体之后的虚拟现实技术教育教学正广泛应用，虚拟现实技术是利用多传感器技术生成三维图形和交互技术，生成高分辨率的显示技术，逼真的三维虚拟坏境。用户佩戴特殊的头盔和手套并使用数据传感设备包括键盘和鼠标等进入到虚拟的空间成为虚拟世界中的对象来或得经验和身临其境的感受。 目前，虚拟现实技术已广泛应用于远程教学，医疗实践，建筑设计，航空航天，军事训练，体能训练，娱乐和游戏等诸多领域。虚拟现实技术作为一种可发展的教学媒体，毫无疑问，对远程教育产生深远的影响。这篇文章主要介绍的是虚拟技术系统的基本特征及在远程教学中的作用。 1 虚拟现实技术具有以下三个基本特征 1.1 沉浸性 虚拟现实技术中的沉浸性特征，就是使用户感受到自已是在计算机系统中所创建在虚拟世界中的一员，还能真实地感受到自已在这个虚拟世界中的主动性，并突破了被动观察的现象，身临其景的参与了虚拟世界中的各种活动。这也取决于用户的感知系统，包括视觉，触觉，听觉，嗅觉已至运动感知和心理上的特点。这都会引起用户的思想共鸣，心理的沉浸，已至于感觉自已就是活动在真实的现实世界里。 1.2 交互性 虚拟现实中的交互性实际上就是一种人机交互，用户通过计算机技术生成逼真的视、听、嗅、触的感觉等一体化的虚拟环境，并利用一些必要的设备与虚拟环境中的对象进行交互，互相影响，从而产生亲临其景的感受和体验。虚拟现实系统上主要有检测、反馈、传感器、控制等模块以及建模模块等。采用了动态环境建模技术进行三维图形生成、立体显示等技术和传感技术及系统集成技术，这些技术是应用计算机技术生成虚拟世界的基础。 1.3 多感知性 所谓多感知，就是具有一切人所具有的感知功能，除了计算机技术所具有的一般感知功能外还有视觉、听觉、触觉、力觉、嗅觉和运动等感知功能。 2 虚拟现实系统按其功能可分为三种不同类型 2.1 沉浸型虚拟现实系统 就是以计算机图型学为基础，把传感技术、音响技术、三围计算机图型技术、多通道视景同步技术、和高分辨率的立体图影显示技术等完美的溶合在一起，从而产生一个被三维立体图影画面包围的供多人学习的沉浸式的虚拟环境。如曼恒数字，为北京建筑工程学院打造了五面墙完全沉浸式G-Magic产品，对于学生在进行环艺创意设计的专业教学与科研中取着举足轻重的作用。产品提供了多通道视景同步技术和立体显示技术的虚拟展示环境，可供多人参与，所有参与者均可完全沉浸在被立体投影画面包围的虚拟现实环境中。借助数据手套、力反馈装置、位置跟踪器等虚拟现实交互设备，学生和老师可获得一种身临其境的感受。极大的改善了建筑与城市规划学院的实验教学条件和科研条件。其缺点是系统设备价格昂贵，难以普及。 2.2 简易型虚拟现实系统 就是利用电脑三维技术制作的虚拟实景。无需太多功能，用户只是通过键盘和鼠标便可以与虚拟环境进行交互。采用的是360°全景拍摄而生成的虚拟场景，其特点是结构简单、价格低，是一种经济实用的系统。如邢台润联机械设备有限公司提供多种型号的简易型虚拟现实系统。 2.3 虚拟现实系统的共享性 该系统是通过网络将远程的不同地方不同的用户联结起来，共同进入一个虚拟的世办进行观察的操作来达到相互协作的目的。此系统是利用远程网络，将不同用户在不同的地方联结起来，共同进入一个虚拟的世界进行观察的操作来达到相互协作的目的。如国内最具影响力的虚拟现实公司中视典数字科技有限公司，对外推出的VRP10共享版，增加了多人在线，物理引擎以及时间轴等超强超炫的功能。 3 虚拟现实系统在远程教学中的作用 （1）突破了时间和空间的限制。学生可以在虚拟实验系统中随意防问和观察。可以进入一个虚拟的手术中，考察到人体的生理器官与病理器官的区别，还可以亲手持刀对病理性器官进行切除和修复。另外，学生还可以通过虚拟现实系统在很短的时间内观察到在真实实验中需要多年才能观察到的变化过程。（2）可避免危险性实验的伤害。如在化学实验中的易燃品、易爆品、感染性物品、有毒品和腐蚀性物品等，在虚拟现实技术系统中进行操作就可避免有可能带来人身的伤害。（3）可以对人物形象虚拟。在虚拟现实系统中，可以按照自已的意识，虚拟各种意象中的人物，如名人，伟人，历史人物，学生，老师，工人，农民等各种人物，可以创建一个合理的环境，使学生与其中的任意一个人交流或坐谈，讨论各种各样的问题。在政治思想品德课教学中，学生可以与虚拟中的先进人物交流以达到感化学生的目的。还可以创建一个学生出国旅游的场景，使学生能愉快地与人交谈来加强口语训练以此弥补外语课堂教学的不足。（4）可以弥补缺乏远程教学的条件不足。在远程教学中，也会由于教学经费的缺乏、实验场地和设备缺乏的原因，使很多必形开设的教学实验无法开展。如果利用虚拟现实技术系统可以弥补这些方面的不足，以达到学生与实际实验相同的体验来加深教学内容的理解。