文档介绍：虚拟现实技术及其在远程教学中的应用
郭建才
随着科学技术的迅猛发展,新的教学媒体不断涌现,继多媒体之后,教学技术领域又出现了一个新型教学媒体,它就是虚拟现实技术(Virtual Reality)。虚拟现实技术是利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨显示技术,生成三维逼真的虚拟环境,使用者戴上特殊的头盔、数据手套等传感设备,或利用键盘、鼠标等输入设备,便可以进入虚拟空间,成为虚拟环境的一员,进行实时交互,感知和操作虚拟世界中的各种对象,从而获得身临其境的感受和体会。
目前,虚拟现实技术已广泛应用于航空航天、医学实****建筑设计、军事训练、体育训练、娱乐游戏等许多领域。在国外,虚拟现实技术已应用于课堂教学。虚拟现实技术作为新的教学媒体,它的出现无疑将对远程教学产生深远的影响。本文主要探讨虚拟现实技术的基本特征以及它在远程教学中的应用。
一、虚拟现实技术的基本特征及类型
虚拟现实技术具有以下三个基本特征:
。虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特点,,便可将自己置身于虚拟环境中,成为虚拟环境中的一员。使用者与虚拟环境中的各种对象的相互作用,就如同在现实世界中的一样。当使用者移动头部时,虚拟环境中的图像也实时地跟随变化,拿起物体可使物体随着手的移动而运动,而且还可以听到三维仿真声音。使用者在虚拟环境中,一切感觉都是那么逼真,有一种身临其境的感觉。
。虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互,使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互,而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。计算机能根据使用者的头、手、眼、语言及身体的运动,来调整系统呈现的图像及声音。使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能,就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。
。由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置,因此,使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知,从而达到身临其境的感受。
虚拟现实系统按其功能不同,可分成三种类型。
。沉浸型虚拟系统是一套比较复杂的系统。使用者必须头戴头盔、手带数据手套等传感跟踪装置,才能与虚拟世界进行交互。由于这种系统可以将使用者的视觉、听觉与外界隔离,因此,用户可排除外界干扰,全身心地投入到虚拟现实中去。这种系统的优点是用户可完全沉浸到虚拟世界中去,缺点是系统设备价格昂贵,难以普及推广。
。简易型虚拟现实系统由一台普通的计算机系统组成,使用者通过键盘、鼠标便可与虚拟环境进行交互。例如苹果公司推出的快速虚拟系统(Quick Time VR),是采用360度全景拍摄来生成逼真的虚拟情景,用户在普通的电脑上,利用鼠标和键盘,就能真实地感受到所虚拟的情景。这种系统的特点是结构简单、价格低廉,易于普及推广,是一套经济实用的系统。
。共享型虚拟现实系统是利用远程网络,将异地的不同用户联结起来,共享一个虚拟空间,多个用户通过网络对同一虚拟世界进行观察和操作,达到协同工作的目的。例如,异地的医科学生,可以通过网络,对虚拟手术室中的病人进行外科手术。
二、虚拟现实技术在远程教学中的作用