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【摘要】虚拟现实技术是具有自主性、交互性、沉浸感的高技术模拟系统,它被广泛应用于各种商业环境中。在教育领域中,虚拟现实也具有广泛的前景,为教育数字化提供了一种新鲜有效的模式。
虚拟现实,Virtual(Reality,也称VR技术,是一种由计算机生成的高技术模拟系统。虚拟现实技术主要有三个基本特征:自主性、交互性、沉浸感。这种由计算机生成的互动式仿真环境的特点是:感觉逼真,交互自然,随人的视点及行为而迅速反应。一般的虚拟现实系统主要由专业图形处理计算机、应用软件系统、输入设备和演示设备等组成。虚拟现实技术的特征之一就是人机之间的交互性。为了实现人机之间的充分交换信息,必须设计特殊输入工具和演示设备,以识别人的各种输入命令,且提供相应反馈信息,实现真正的仿真效果。根据实际的应用可以有选择地使用工具,主要包括:头盔式显示器、跟踪器、传感手套、屏幕式、房式立体显示系统、三维立体声音生成装置。虚拟现实与传统的模拟技术完全不同,它是将模拟环境、视景系统和仿真系统合三为一,并利用传感装置把操作者与计算机生成的三维虚拟环境联结在一起。操作者通过传感器装置与虚拟环境交互作用,可获得视觉、听觉、触觉等多种感知,并按照自己的意愿去改变虚拟环境。
一、虚拟现实的上述特点决定了它能被应用于不同的环境中
(一)城市规划
虚拟现实可以用于展示城市规划、宣传城市建设、提升城市形象。系统根据城市的当前状况和对城市的未来规划,将城市的过去、现在和将来任意时间的情况展示在规划设计者、政府决策者、投资开发者和普通市民面前。
(二)大型建筑工程漫游
展示各种拟建设的工程项目,为国际和国内工程设计投标建立多种层次、细节丰富的虚拟模型,真实再现工程竣工后的情况。用户可选择不同路径进入该项工程的任意部分;也可为已建设或正在建设的各种工程项目展示其周边环境、内部装修、固定设施的配套情况。
(三)室内设计漫游
利于虚拟现实技术进行室内设计是一种新的尝试,其目的是在规划、设计阶段,就使人们能够在一种虚拟的三维环境中,用动态和交互式方式对未来的住宅进行身临其境的全方位的审视。虚拟室内设计系统应用于房屋销售将成为开发商的有力工具。用虚拟现实建立拟建的楼盘,将未来的美妙蓝图提前变成眼前的现实。通过简单操作,可以选择任意路径进入拟建楼盘的任意位置,体验空间对人自身的尺度感。配以相关的图片、文字、声音,更显生动。对于装修公司来讲,在虚拟的装修完工的房间中行走,造型、空间、材质尽收眼底,装修效果直观有效。
(四)名胜古迹虚拟旅游
展现名胜古迹的景点,可以任意选择路径遨游各景点,乐趣无穷。上海世博会期间推出了基于虚拟现实技术的网上展馆,使广大网民能足不出户,畅游世博。
二、在教育领域,虚拟现实技术具有广泛的应用前景
虚拟现实技术与教育的结合,会起到很好的教学效果。结合现状,虚拟现实会广泛应用于以下几个方面。
(一)科研方面的应用许多高校在诸多领域都进行了相关的课题研究,对科学技术研究具有很大的促进作用,如北京航空航天大学在分布式飞行模拟方面的应用等。大型机械的性能模拟也常常用虚拟现实技术来辅助。
(二)虚拟仿真校园的应用
学校由各种环境所构成,校园中的一切都影响着每一个人,学生从中得到的教益,从某种程度来说比从书本中得到的还要多。网络教育和虚拟现实技术的特点,决定了我们可以仿真我们的校园环境。随着网络教育的深入,人们已经不满足于对校园环境的浏览,基于教学、教务、校园生活的三维可视化虚拟校园呼之欲出。人们需要一个完整的虚拟校园体系。真实、互动、情节化的特点是虚拟现实技术独特的魅力所在,新技术必将引起教育方式的革命,让我们感受到全方位的教育。
(三)虛拟教学(实验)
虚拟现实技术的特点决定了其在理工科的教学中将广大作为,尤其在建筑、机械、物理、化学等学科的发展上将会有质的突破,用它可以模拟复杂的环境,比如高温、有毒等操作环境。另外在建筑教学中运用虚拟技术,可以使学生可以以一种崭新的方式进行学习。比如在讲到中国古代建筑的榫卯结构时,采用了数字化的虚拟现实,就可以把模型结构放大缩小,旋转,也可以在人拍摄不到的角度去观察结构的细节。
在文科教学中,我们也可以模拟语言教学环境。剧场式的互动交流,随机选择学习场景,各种的情境会话,提高学习乐趣,真实、直观、情节化,可以做到现学现用。
随着宽带时代的不断发展,三网合一不久将成为现实。虚拟现实技术,将具有广阔的应用领域和发展前景。教育界的专家曾指出:崭新的技术,会带给我们崭新的教育思维,解决我们以前无法解决的问题,将给我们的教育带来一系列的重大变革。虚拟现实的应用,尤其在科技研究、虚拟仿真校园、虚拟教学、虚拟实验、教育娱乐等方面的应用将日益广泛,为教育数字化提供了一种新鲜有效的模式。
【参考文献】
[1]余胜泉,车皓阳,姚顾波. 教育中的虚拟现实[J].现代教育技术研究所,2000.
[2]单美贤. 虚拟现实与教育相结合的理论依据[J]. 开放教育研究,2001(6).
[3]李鸿. 虚拟现实技术在教育中的应用[J]. 大家,2010(3).
虚拟现实,Virtual(Reality,也称VR技术,是一种由计算机生成的高技术模拟系统。虚拟现实技术主要有三个基本特征:自主性、交互性、沉浸感。这种由计算机生成的互动式仿真环境的特点是:感觉逼真,交互自然,随人的视点及行为而迅速反应。一般的虚拟现实系统主要由专业图形处理计算机、应用软件系统、输入设备和演示设备等组成。虚拟现实技术的特征之一就是人机之间的交互性。为了实现人机之间的充分交换信息,必须设计特殊输入工具和演示设备,以识别人的各种输入命令,且提供相应反馈信息,实现真正的仿真效果。根据实际的应用可以有选择地使用工具,主要包括:头盔式显示器、跟踪器、传感手套、屏幕式、房式立体显示系统、三维立体声音生成装置。虚拟现实与传统的模拟技术完全不同,它是将模拟环境、视景系统和仿真系统合三为一,并利用传感装置把操作者与计算机生成的三维虚拟环境联结在一起。操作者通过传感器装置与虚拟环境交互作用,可获得视觉、听觉、触觉等多种感知,并按照自己的意愿去改变虚拟环境。
一、虚拟现实的上述特点决定了它能被应用于不同的环境中
(一)城市规划
虚拟现实可以用于展示城市规划、宣传城市建设、提升城市形象。系统根据城市的当前状况和对城市的未来规划,将城市的过去、现在和将来任意时间的情况展示在规划设计者、政府决策者、投资开发者和普通市民面前。
(二)大型建筑工程漫游
展示各种拟建设的工程项目,为国际和国内工程设计投标建立多种层次、细节丰富的虚拟模型,真实再现工程竣工后的情况。用户可选择不同路径进入该项工程的任意部分;也可为已建设或正在建设的各种工程项目展示其周边环境、内部装修、固定设施的配套情况。
(三)室内设计漫游
利于虚拟现实技术进行室内设计是一种新的尝试,其目的是在规划、设计阶段,就使人们能够在一种虚拟的三维环境中,用动态和交互式方式对未来的住宅进行身临其境的全方位的审视。虚拟室内设计系统应用于房屋销售将成为开发商的有力工具。用虚拟现实建立拟建的楼盘,将未来的美妙蓝图提前变成眼前的现实。通过简单操作,可以选择任意路径进入拟建楼盘的任意位置,体验空间对人自身的尺度感。配以相关的图片、文字、声音,更显生动。对于装修公司来讲,在虚拟的装修完工的房间中行走,造型、空间、材质尽收眼底,装修效果直观有效。
(四)名胜古迹虚拟旅游
展现名胜古迹的景点,可以任意选择路径遨游各景点,乐趣无穷。上海世博会期间推出了基于虚拟现实技术的网上展馆,使广大网民能足不出户,畅游世博。
二、在教育领域,虚拟现实技术具有广泛的应用前景
虚拟现实技术与教育的结合,会起到很好的教学效果。结合现状,虚拟现实会广泛应用于以下几个方面。
(一)科研方面的应用许多高校在诸多领域都进行了相关的课题研究,对科学技术研究具有很大的促进作用,如北京航空航天大学在分布式飞行模拟方面的应用等。大型机械的性能模拟也常常用虚拟现实技术来辅助。
(二)虚拟仿真校园的应用
学校由各种环境所构成,校园中的一切都影响着每一个人,学生从中得到的教益,从某种程度来说比从书本中得到的还要多。网络教育和虚拟现实技术的特点,决定了我们可以仿真我们的校园环境。随着网络教育的深入,人们已经不满足于对校园环境的浏览,基于教学、教务、校园生活的三维可视化虚拟校园呼之欲出。人们需要一个完整的虚拟校园体系。真实、互动、情节化的特点是虚拟现实技术独特的魅力所在,新技术必将引起教育方式的革命,让我们感受到全方位的教育。
(三)虛拟教学(实验)
虚拟现实技术的特点决定了其在理工科的教学中将广大作为,尤其在建筑、机械、物理、化学等学科的发展上将会有质的突破,用它可以模拟复杂的环境,比如高温、有毒等操作环境。另外在建筑教学中运用虚拟技术,可以使学生可以以一种崭新的方式进行学习。比如在讲到中国古代建筑的榫卯结构时,采用了数字化的虚拟现实,就可以把模型结构放大缩小,旋转,也可以在人拍摄不到的角度去观察结构的细节。
在文科教学中,我们也可以模拟语言教学环境。剧场式的互动交流,随机选择学习场景,各种的情境会话,提高学习乐趣,真实、直观、情节化,可以做到现学现用。
随着宽带时代的不断发展,三网合一不久将成为现实。虚拟现实技术,将具有广阔的应用领域和发展前景。教育界的专家曾指出:崭新的技术,会带给我们崭新的教育思维,解决我们以前无法解决的问题,将给我们的教育带来一系列的重大变革。虚拟现实的应用,尤其在科技研究、虚拟仿真校园、虚拟教学、虚拟实验、教育娱乐等方面的应用将日益广泛,为教育数字化提供了一种新鲜有效的模式。
【参考文献】
[1]余胜泉,车皓阳,姚顾波. 教育中的虚拟现实[J].现代教育技术研究所,2000.
[2]单美贤. 虚拟现实与教育相结合的理论依据[J]. 开放教育研究,2001(6).
[3]李鸿. 虚拟现实技术在教育中的应用[J]. 大家,2010(3).