虚拟现实技术与教学应用.doc

虚拟现实技术及其教学应用
2011-04-07 10:17:55 作者:李志刚张超
摘 要 本文对虚拟现实技术的定义及特征进行了描述,对虚拟现实技术应用于教学的作用意义进行了分析探讨。
关键词 虚拟现实;教育技术;教学应用
 
2010年的上海世博会,参观人数超过7200万,创历届世博会参观人数之最,而同时推出的上海世博会的网上展馆,。网上世博会和电影《阿凡达》让虚拟现实技术展示了巨大的吸引力,正如澳大利亚新南威尔士大学教授罗伯特·路易斯(Robert Louise)所说:“它的作用远不只展示和娱乐”,虚拟现实技术的触角已经渗入到了人类生活的方方面面。
一、虚拟现实技术简述
虚拟现实(VirtualReality,简称VR,又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术,也称灵境技术或人工环境。该技术集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果,是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。
虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境,它可以是实际上可实现的,也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的。而“虚拟”是指用计算机生成的意思。因此,虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊环境,人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中,并操作、控制环境,实现特殊的目的,即人是这种环境的主宰。
虚拟现实技术具有多感知性(Multi-Sensory)、交互性(Interactivity)、浸没感(Immersion)和构想性(Imagination)四个重要特征。
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。
交互性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。
浸没感又称临场感,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,使用户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。
构想性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。
如今,虚拟现实技术的应用已大步走进军事航天、工业仿真、游戏动漫、教育培训、城市规划、医疗救治等领域。虚拟现实技术已经和理论分析、科学实验一起,成为人类探索客观世界规律的三大手段。
二、虚拟现实技术的教学应用
在以往的教育中,学****者始终生活在两个世界的时空环境中,一个是经验世界(实践中学****另一个是语言文字的世界(书本中学****两者往往相互脱节,即理论脱离实际。而由多媒体与仿真技术相结合产生的虚拟现实技术,创造出了第三个世界----