虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)案例精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)案例主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)案例范文

關(guān)鍵詞： 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)； 虛擬教學(xué)系統(tǒng)； 感知； 交互； 沉浸

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2016）12-72-03

Research on the design of virtual teaching system based on virtual reality technology

Yang Xuchao

Abstract： The educational characteristics of virtual reality include multi-perception， interactivity， immersion and imagination. To design the virtual reality system， the advanced education idea should be taken as the guidance， a virtual perceptive teaching system should be built by giving full play to the virtual reality technology， to design the virtualized scene， classroom， experiment， roles and situation， and the student should be allowed as a role to experience the virtualized natural phenomena and process of things evolution， so as to support student learning， exploration and discovery.

Key words： virtual reality technology； virtual teaching system； perception； interaction； immersion

0 引言

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality簡(jiǎn)稱VR）是近年來的一個(gè)研究熱點(diǎn)。

1965年，有“VR之父”之稱的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)創(chuàng)始人Ivan Sutherland，曾在IFIP會(huì)議上做了題為“The Ultimate Display”的報(bào)告，第一次提出了虛擬現(xiàn)實(shí)的概念[1]。這一提法對(duì)“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)”來說，具有里程碑的意義。

1989年，美國(guó)的VPL公司宣布完成虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)RB-2（Reality Built for2），VPL公司的創(chuàng)始人Jaron Lanier正式提出了“虛擬現(xiàn)實(shí)”一詞，從此進(jìn)入虛擬現(xiàn)實(shí)階段[7]。

從上世紀(jì)90年代至今，“VR”進(jìn)入全面發(fā)展階段，并開始在各領(lǐng)域綻放異彩，從而，逐漸走向?qū)嶋H應(yīng)用[6]。近年來，VR技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。VR應(yīng)用到教育領(lǐng)域中，既是虛擬現(xiàn)實(shí)自身發(fā)展的需要，也是教育發(fā)展的需要。

虛擬現(xiàn)實(shí)教育特性歸納為四重性即：多感知性、交互性、沉浸性以及構(gòu)想性[4]。

VR的教育應(yīng)用價(jià)值是，可以建立虛擬的學(xué)習(xí)課堂，把相應(yīng)知識(shí)進(jìn)行情景化設(shè)計(jì)，形象直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前，允許學(xué)生以角色的身份，“身臨其境”地去體驗(yàn)類真實(shí)生活中無法觀察到的自然現(xiàn)象、或事物的變化過程。學(xué)生沉浸在這樣的虛擬現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境中，通過多層次的感知，獲得類似真實(shí)的體驗(yàn)效果，全方位地獲取信息，主動(dòng)自然地對(duì)知識(shí)進(jìn)行認(rèn)知和建構(gòu)，在沉浸于探索活動(dòng)之時(shí)，跳一跳，摘到果子。

1 虛擬教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

教育是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，作為一個(gè)結(jié)構(gòu)完整的虛擬教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，教育性是根本屬性、此外還必須兼顧知識(shí)性、計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)特性、科學(xué)性與藝術(shù)性等方面。因此，虛擬教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須遵循以下原則。

⑴ 運(yùn)用先進(jìn)教育學(xué)習(xí)理論作指導(dǎo)的設(shè)計(jì)原則

在教育理論體系中，學(xué)習(xí)理論經(jīng)歷了由行為主義到認(rèn)知主義、認(rèn)知主義到建構(gòu)主義、又由建構(gòu)主義到情境認(rèn)知與情境學(xué)習(xí)理論的演變和發(fā)展過程。這些學(xué)習(xí)理論都在不同的時(shí)期指導(dǎo)了CAI寫作，并成為CAI發(fā)展不可或缺的重要推手。

本研究課題其本質(zhì)是教育性，核心是教育創(chuàng)新。因此，虛擬教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須要有教育學(xué)習(xí)理論做指導(dǎo)，否則系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也就成了無源之水，無本之木，系統(tǒng)也就缺少了教育的屬性。

通過對(duì)教育學(xué)習(xí)理論的分析，吸取其中對(duì)課件寫作有益的經(jīng)驗(yàn)，指導(dǎo)課件寫作實(shí)踐，可以使虛擬教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更符合教育規(guī)律。

⑵ 人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)的原則

交互性是VR在教學(xué)上最有價(jià)值的應(yīng)用。對(duì)于一個(gè)好的虛擬教學(xué)系統(tǒng)來說，人機(jī)交互設(shè)計(jì)很關(guān)鍵，虛擬現(xiàn)實(shí)教育的多感知性、沉浸性以及構(gòu)想性就是要通過人機(jī)的有效交互產(chǎn)生效果，學(xué)生的參與、學(xué)生的“角色”扮演，學(xué)生的體驗(yàn)都必須獲得交互性的支持。

在進(jìn)行虛擬教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮界面的可視化、一致性、簡(jiǎn)潔性、易用性、直觀性、可控性和及時(shí)響應(yīng)等原則，充分考慮到要適應(yīng)學(xué)生的心理與情感需要；要適應(yīng)學(xué)生的生理特征、行為特征等，把系統(tǒng)的交互設(shè)計(jì)看作是教學(xué)設(shè)計(jì)的最重要內(nèi)容之一。

⑶ 虛擬現(xiàn)實(shí)四重性原則

基于VR建構(gòu)的教學(xué)系統(tǒng)，在于通過感官刺激，使學(xué)生沉浸于虛擬教學(xué)系統(tǒng)中，體驗(yàn)逼真的情境教學(xué)并主動(dòng)動(dòng)腦動(dòng)手參與交互，以達(dá)到高效學(xué)習(xí)和提高技能。

⑷ 功能模塊化，提高復(fù)用性原則

系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)，考慮學(xué)生的個(gè)性化需求，允許定制學(xué)生適合的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

2 虛擬教學(xué)系統(tǒng)的指導(dǎo)思想

在教育的理論體系中，行為主義學(xué)習(xí)理論、認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論、情景認(rèn)知理論、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論以及遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的交互理論都曾不同程度地指導(dǎo)著CAI寫作。

⑴ 行為主義把學(xué)習(xí)看做是由刺激與反應(yīng)（即“S―R”）形成的聯(lián)接。曾指導(dǎo)了早期的CAI寫作；另外，程序教學(xué)的小步子策略至今仍深刻地影響著CAI寫作。

⑵ 認(rèn)知主義對(duì)CAI的啟示是：要以學(xué)生為本，從學(xué)生的內(nèi)外因素兩個(gè)方面來創(chuàng)設(shè)課件情境，外因提供刺激，驅(qū)動(dòng)內(nèi)因去認(rèn)知知識(shí)，課件情境的設(shè)計(jì)就必須考慮學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，必須要將知識(shí)性與趣味性相結(jié)合，以激發(fā)其好奇心和發(fā)現(xiàn)欲，誘發(fā)其質(zhì)疑、猜想和認(rèn)知、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

⑶ 建構(gòu)主義理論強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、社會(huì)性和情境性。因而，“情境”、“協(xié)作”、“會(huì)話”、“意義建構(gòu)”構(gòu)成了建構(gòu)主義的四大要素。對(duì)CAI的啟示是： 學(xué)習(xí)要在一定的情境中，通過協(xié)作活動(dòng)和會(huì)話交流而建構(gòu)意義。

⑷ 情境認(rèn)知與學(xué)習(xí)理論更加強(qiáng)調(diào)情境對(duì)于學(xué)習(xí)的重要性。認(rèn)為知識(shí)具有情境性，學(xué)習(xí)是基于社會(huì)情境的一種活動(dòng)，知識(shí)的意義不能脫離具體的情境產(chǎn)生[8]。因而要通過設(shè)置真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境（基于工作崗位的、基于知識(shí)內(nèi)涵的）、或借助計(jì)算機(jī)信息技術(shù)設(shè)計(jì)的虛擬情境，來提高學(xué)習(xí)的有效性，并保證知識(shí)向真實(shí)情境的遷移。

可見，VR的教育應(yīng)用與教育學(xué)習(xí)理念的精華是相一致的；設(shè)計(jì)適合學(xué)生學(xué)習(xí)的虛擬現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)場(chǎng)景、創(chuàng)建情境化教學(xué)平臺(tái)，是虛擬教學(xué)系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)的主要形式。教學(xué)設(shè)計(jì)要強(qiáng)調(diào)參與者的交互性與沉浸感，以有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，進(jìn)行更好的知識(shí)建構(gòu)。

3 系統(tǒng)教學(xué)功能的虛擬設(shè)計(jì)

⑴ 虛擬課堂的設(shè)計(jì)

對(duì)課堂場(chǎng)景的虛擬設(shè)計(jì)，使教學(xué)脫離傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)場(chǎng)所，突破了時(shí)空的限制，學(xué)生可以自由自在地在虛擬課堂中學(xué)習(xí)，猶如沉浸在真實(shí)課堂一樣，讓教學(xué)變得輕松而實(shí)效。

⑵ 虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)和建立虛擬實(shí)驗(yàn)室，是一種高效而且新穎的實(shí)驗(yàn)方式，不僅可以避免實(shí)驗(yàn)自身存在的安全隱患，而且可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本，不用顧慮實(shí)驗(yàn)條件、環(huán)境和時(shí)空上的限制，學(xué)生可以隨時(shí)隨地地完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

⑶ 技能訓(xùn)練功能模塊的設(shè)計(jì)

VR的沉浸性和交互性，允許學(xué)生以角色的身份參與到虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境中，去嘗試和體驗(yàn)情境學(xué)習(xí)活動(dòng)，這非常有利于學(xué)生的技能訓(xùn)練。例如汽車維修的虛擬技能訓(xùn)練、電器維修技能訓(xùn)練等職業(yè)技能的訓(xùn)練，學(xué)生可以不厭其煩地反復(fù)練習(xí)，直至掌握操作技能為止。

⑷ 虛擬情境設(shè)計(jì)

應(yīng)該說，最理想的學(xué)習(xí)是發(fā)生在真實(shí)情境下的學(xué)習(xí)，但客觀地說，真實(shí)情境的學(xué)習(xí)條件可遇而不可求。因而，對(duì)情境進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)就是現(xiàn)實(shí)的選擇了。

在虛擬教學(xué)系統(tǒng)中，創(chuàng)設(shè)與現(xiàn)實(shí)情境相類似的高度逼真的虛擬學(xué)習(xí)情境，代替書本描述或代替抽象語言的描述，使教學(xué)的過程與現(xiàn)實(shí)的問題解決過程相類似，有利于刺激學(xué)生的感知、沉浸與構(gòu)想，從而使得學(xué)習(xí)有效發(fā)生。

⑸ 虛擬角色的設(shè)計(jì)

虛擬角色支持學(xué)生成為學(xué)習(xí)活動(dòng)的“角色扮演者”，學(xué)習(xí)的過程則是角色參與的活動(dòng)過程。教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)應(yīng)營(yíng)造一個(gè)利于“角色”主動(dòng)探索的學(xué)習(xí)共同體和實(shí)踐共同體，支撐知識(shí)的社會(huì)協(xié)作性建構(gòu)。角色扮演者在虛擬的情境中，可以身臨其境的體驗(yàn)情境化的教學(xué)?？梢宰杂傻?、主動(dòng)地與虛擬對(duì)象進(jìn)行交互，通過協(xié)作活動(dòng)和會(huì)話交流而建構(gòu)意義，符合建構(gòu)主義理論的學(xué)習(xí)理念。

4 虛擬教學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)策略設(shè)計(jì)

4.1 案例學(xué)習(xí)策略的設(shè)計(jì)

案例教學(xué)，既是針對(duì)一個(gè)真實(shí)事件的再現(xiàn)與思考，也是對(duì)這一典型事例的反思與探討。案例制作的原則有以下。

⑴ 案例設(shè)計(jì)要突出主題、把握主線，要保持案例真實(shí)性、典型性、完整性、趣味性原則，闡明事件發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、背景，注意處理好事件中的一些戲劇性的突變，使得案例直觀明了、富有懸念，能有效地反映出事件發(fā)生的特定教育背景，并能給予啟示。

⑵ 感知性、沉浸性原則，可以使學(xué)生親身體驗(yàn)和感悟現(xiàn)實(shí)中的真實(shí)問題。

⑶ 案例設(shè)計(jì)應(yīng)能提出關(guān)鍵問題，且能提出有效的解決辦法、及提供對(duì)這種解決問題方法的評(píng)價(jià)，以便為新的決策提供參照點(diǎn)。

案例教學(xué)是開啟學(xué)生思維大門的鑰匙，也是發(fā)展技能的重要渠道。好的案例無疑可促使學(xué)生更快地適應(yīng)工作情景的挑戰(zhàn)。有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的能力。

4.2 情境學(xué)習(xí)策略設(shè)計(jì)

情境化是虛擬現(xiàn)實(shí)特性在教學(xué)上的最有價(jià)值的又一體現(xiàn)。

在逼真情境認(rèn)知環(huán)境下的虛擬教學(xué)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過程，也被稱為情境性教學(xué)，通常通過借助“VR”技術(shù)進(jìn)行虛擬學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。

情境的模擬或基于真實(shí)工作崗位、或基于知識(shí)的本質(zhì)內(nèi)涵要求，是學(xué)生獲取知識(shí)，理解知識(shí)并基于一定的社會(huì)文化情境建構(gòu)意義的最佳環(huán)境。

4.3 協(xié)作學(xué)習(xí)策略設(shè)計(jì)

“協(xié)作”是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的要素之一。“協(xié)作學(xué)習(xí)”可以使得學(xué)生在一定的情境中，通過協(xié)作活動(dòng)和會(huì)話交流活動(dòng)中而建構(gòu)意義。因而對(duì)教學(xué)具有獨(dú)特的應(yīng)用意義。

合作、交互、角色參與、信息共享和活動(dòng)共享是實(shí)現(xiàn)“協(xié)作學(xué)習(xí)”的重要渠道。因此，在虛擬學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)中，必須提供以上活動(dòng)的機(jī)制，提供在線的網(wǎng)絡(luò)對(duì)話、學(xué)習(xí)論壇、共享白板及電子郵件、留言板等交互方式。

4.4 自主學(xué)習(xí)策略設(shè)計(jì)

自主學(xué)習(xí)（autonomous learning）指學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)的監(jiān)控、評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)結(jié)果的過程。自主學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性和學(xué)習(xí)能動(dòng)性，教師則是教學(xué)活動(dòng)的組織者、參與者和指導(dǎo)者。

基于VR的網(wǎng)絡(luò)教育創(chuàng)設(shè)的是一個(gè)開放的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生可以在虛擬世界中自由翱翔，最大程度的發(fā)揮學(xué)習(xí)者的自主性，通過自己的探究活動(dòng)和與其他學(xué)習(xí)者的協(xié)作學(xué)習(xí)來建構(gòu)知識(shí)。

4.5 探索學(xué)習(xí)策略設(shè)計(jì)

利用VR技術(shù)可以對(duì)各種教學(xué)內(nèi)容的假設(shè)對(duì)象進(jìn)行虛擬構(gòu)建，所呈現(xiàn)的結(jié)果應(yīng)能直觀生動(dòng)地揭示規(guī)律，或給予的啟示。例如，在化學(xué)虛擬試驗(yàn)中，學(xué)生可根據(jù)假設(shè)，進(jìn)行不同分子的組合，通過對(duì)虛擬的結(jié)果進(jìn)行探索式的研究，很有可能得出新的發(fā)現(xiàn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和能力。

5 結(jié)束語

利用VR技術(shù)，可以對(duì)學(xué)習(xí)場(chǎng)景、角色、情境等進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)，結(jié)合各種有效的學(xué)習(xí)策略，有力地支持學(xué)生學(xué)習(xí)、探索和發(fā)現(xiàn)。

虛擬教學(xué)系統(tǒng)雖然是教學(xué)的輔助工具，但為教育提供了一種全新的思想方法和教育手段，它將促使教育形態(tài)、教育環(huán)境、教學(xué)過程的基本要素及相互關(guān)系發(fā)生重大變革。

參考文獻(xiàn)（Reference）：

[1] 宗光華.高層建筑擦窗機(jī)器人[J].機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用，

1998.72（4）：20

[2] 趙沁平教授談虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用前景[EB/OL].http：//

/News/Html/News7.Hun

[3] 張翰峰.第二代WWW標(biāo)準(zhǔn)語言VRML PC WORLD

CHINA，1999.7-9期.

[4] 黃鑫.基于VR技術(shù)的虛擬教學(xué)應(yīng)用研究[D].華中師范大學(xué)，

2005.

[5] 曾芬芳.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)[M].上海交通大學(xué)出版社1997.

[6] 張倩葦.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與教育[J].電化教育研究，1998.2：

29-32

[7] 徐大敏.于兆勤.郭鐘寧.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其應(yīng)用與展望[J].機(jī)

床與液壓，2006.7：35-36，79

第2篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)案例范文

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；室內(nèi)設(shè)計(jì)；課程融合

室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，除了常規(guī)課程教學(xué)外，對(duì)于學(xué)生的專業(yè)考察、實(shí)踐動(dòng)手、畢業(yè)實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)來說，因缺乏時(shí)效性、針對(duì)性，往往制約該學(xué)科實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的提高。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過構(gòu)建虛擬三維圖像技術(shù)，構(gòu)建虛擬世界，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)三維虛擬空間環(huán)境的視、聽、觸覺等感官的直接體驗(yàn)，讓學(xué)生能夠“沉浸”其中，達(dá)到室內(nèi)設(shè)計(jì)實(shí)踐性目標(biāo)。為此，針對(duì)室內(nèi)設(shè)計(jì)課程與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的融合教學(xué)，現(xiàn)就其應(yīng)用思路進(jìn)行如下歸納。

1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特點(diǎn)及在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用必要性

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual…Reality）最早由美國(guó)軍方用于研制飛行駕駛模擬訓(xùn)練，因其綜合了對(duì)人體視覺、觸覺、聽覺等感官的模擬感知，使其在學(xué)習(xí)領(lǐng)域更具應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過創(chuàng)建基于真實(shí)環(huán)境的虛擬空間，其特點(diǎn)表現(xiàn)在四方面。一是多感知性。從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用之初，就是將人類的感知功能作為模擬對(duì)象，使其能夠具有人具有的綜合感知能力。二是沉浸性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境，作為逼真的體驗(yàn)空間，為人在虛擬空間中實(shí)現(xiàn)看得到、聽得到、摸得到、感覺得到的真實(shí)體驗(yàn)，從而獲得身臨其境的感覺。三是交互性。借助用戶與虛擬空間的相互作用，在用戶體驗(yàn)與虛擬環(huán)境之間，形成與真實(shí)世界一模一樣的“互動(dòng)”體驗(yàn)。

2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與室內(nèi)設(shè)計(jì)課程的融合

2.1“1+1”融合方式

所謂“1+1”融合模式，就是將室內(nèi)設(shè)計(jì)課程的常規(guī)教學(xué)與虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行整合，促進(jìn)學(xué)生理論知識(shí)與實(shí)踐動(dòng)手環(huán)節(jié)的有效互補(bǔ)，發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)課程教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。在具體實(shí)施過程中，前期重點(diǎn)學(xué)習(xí)室內(nèi)設(shè)計(jì)相關(guān)專業(yè)課程知識(shí)，條件成熟后將拓寬其在虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐教學(xué)體系中的應(yīng)用。當(dāng)然，也可以將個(gè)別學(xué)科專業(yè)知識(shí)穿插到常規(guī)課程教學(xué)中。需要強(qiáng)調(diào)的是，在常規(guī)課程與虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐教學(xué)融合時(shí)，要從設(shè)計(jì)思路、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、虛擬環(huán)境等方面進(jìn)行明確，引導(dǎo)學(xué)生在虛擬環(huán)境中正確、有序地展開各類操作實(shí)踐，強(qiáng)化虛擬實(shí)踐教學(xué)效果。比如以某居住空間設(shè)計(jì)教學(xué)為例，對(duì)于常規(guī)課程教學(xué)，主要圍繞案例設(shè)計(jì)、小組討論、引導(dǎo)啟發(fā)、講練結(jié)合等方法來突出基礎(chǔ)知識(shí)、理論學(xué)習(xí)。在虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)環(huán)節(jié)，主要由教師來引導(dǎo)學(xué)生設(shè)置虛擬實(shí)踐教學(xué)環(huán)境，特別是在教學(xué)模式上，要發(fā)揮現(xiàn)代多媒體技術(shù)教學(xué)優(yōu)勢(shì)，通過案例解析、現(xiàn)場(chǎng)引導(dǎo)示范等方式，讓學(xué)生了解和熟悉室內(nèi)設(shè)計(jì)虛擬實(shí)踐環(huán)境的規(guī)劃。同時(shí)，在虛擬實(shí)踐教學(xué)重點(diǎn)上，要突出對(duì)室內(nèi)設(shè)計(jì)功能性、經(jīng)濟(jì)性、個(gè)性化、審美特性的滲透，尤其是在三維仿真環(huán)境下進(jìn)行虛擬化空間設(shè)計(jì)，要從方案設(shè)計(jì)的可行性、實(shí)效性上進(jìn)行評(píng)價(jià)。在能力目標(biāo)考查上，虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐教學(xué)更加注重啟發(fā)學(xué)生在虛擬空間設(shè)計(jì)中的感性與理性設(shè)計(jì)能力。特別是在居室空間功能區(qū)劃分上、室內(nèi)設(shè)計(jì)施工圖繪制上以及室內(nèi)設(shè)計(jì)效果圖展示等方面，要引導(dǎo)學(xué)生挖掘室內(nèi)居室空間的特征，處理好居室、廚房、餐廳、臥室、衛(wèi)生間、公共區(qū)域以及居室綠化區(qū)間的關(guān)系。

2.2差異化虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐教學(xué)融合模式

對(duì)于室內(nèi)設(shè)計(jì)課程中引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以從差異化虛擬實(shí)踐教學(xué)模式中突出課程教學(xué)內(nèi)容的差異性。比如在室內(nèi)景觀設(shè)計(jì)上，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來重點(diǎn)訓(xùn)練學(xué)生對(duì)室內(nèi)環(huán)境的總體規(guī)劃與布局；在室內(nèi)設(shè)計(jì)居室空間設(shè)計(jì)上，重點(diǎn)對(duì)室內(nèi)空間進(jìn)行規(guī)則與改造，以及對(duì)室內(nèi)光照效果、家具陳設(shè)等環(huán)境的營(yíng)造。因此，針對(duì)差異化教學(xué)目標(biāo)，立足室內(nèi)設(shè)計(jì)課程教學(xué)實(shí)際，細(xì)化虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐教學(xué)任務(wù)，便于學(xué)生從模塊化虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)體系中，從“虛擬”教學(xué)中得到“真實(shí)”的驗(yàn)證，在“真實(shí)”中不斷完善“虛擬”實(shí)踐項(xiàng)目。比如在室內(nèi)照明設(shè)計(jì)虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)中，其課程重點(diǎn)要放在室內(nèi)外照度的理解、材料的選擇、電氣線路的安裝、光學(xué)原理及合理布局的應(yīng)用。在能力目標(biāo)上，要突出學(xué)生不同空間照明系統(tǒng)的規(guī)范化設(shè)計(jì)，以及電氣線路的科學(xué)化設(shè)計(jì)與安裝，能夠根據(jù)虛擬布光實(shí)驗(yàn)，確定光源類型、布光位置以及得到的照明效果展示。因此，差異化虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐教學(xué)模式，其目標(biāo)在于結(jié)合專業(yè)教學(xué)方向來制定相應(yīng)的實(shí)踐內(nèi)容，并確定虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)任務(wù)和考評(píng)目標(biāo)。

2.3定制式虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐教學(xué)融合模式

從實(shí)踐教學(xué)的初衷來看，學(xué)生能夠從知識(shí)的獲取、信息的交互，實(shí)踐動(dòng)手中來體驗(yàn)不同的虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，并啟發(fā)參與定制設(shè)計(jì)任務(wù)。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐教學(xué)環(huán)境，本身具有可視化軟件與交互性硬件設(shè)備。比如每個(gè)學(xué)生可以配備Oculus…Rift…VR頭盔顯示器、交互操作計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，通過對(duì)虛擬化實(shí)踐軟件環(huán)境中各模塊的學(xué)習(xí)，來完成相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)。在定制式虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐教學(xué)融合模式中，可以通過虛擬教學(xué)模型及組件，來構(gòu)建仿真環(huán)境。比如草木花卉、建筑、交通等人工環(huán)境。當(dāng)然，學(xué)生也可以根據(jù)設(shè)計(jì)需求，自己定制特定的模型，來參照真實(shí)世界進(jìn)行室內(nèi)設(shè)計(jì)規(guī)劃。以室內(nèi)居住空間設(shè)計(jì)為例，在虛擬仿真三維設(shè)計(jì)環(huán)境中，學(xué)生不必關(guān)注虛擬環(huán)境，而是要專注于實(shí)踐設(shè)計(jì)，明確室內(nèi)居室的功能，對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)要素進(jìn)行布局，依托設(shè)計(jì)方案的合理性、經(jīng)濟(jì)性而考查其實(shí)效性。

2.4確定虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與室內(nèi)設(shè)計(jì)課程的融合，要注重考評(píng)機(jī)制的完善，特別是對(duì)學(xué)生初期設(shè)計(jì)方案的規(guī)劃，對(duì)中期設(shè)計(jì)思路的檢驗(yàn)，對(duì)后期設(shè)計(jì)效果的評(píng)價(jià)等，都要給予全面評(píng)判。由于實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)需要明確具體的設(shè)計(jì)任務(wù)，同樣在室內(nèi)設(shè)計(jì)虛擬環(huán)境設(shè)計(jì)實(shí)踐中，也要根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的可行性進(jìn)行實(shí)踐驗(yàn)證，并對(duì)存在的問題進(jìn)行改進(jìn)、優(yōu)化和完善，以強(qiáng)化虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教學(xué)實(shí)效性。比如在室內(nèi)家具虛擬設(shè)計(jì)教學(xué)中，通過對(duì)室內(nèi)環(huán)境的考察，來分析家具設(shè)計(jì)的合理性問題，并通過不同家具的選用、組裝、布置，來檢驗(yàn)家具設(shè)計(jì)的舒適性，確保家具設(shè)計(jì)在整個(gè)室內(nèi)空間上的審美體驗(yàn)。

3結(jié)語

在室內(nèi)設(shè)計(jì)課程教學(xué)中融入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以利用計(jì)算機(jī)仿真環(huán)境來模擬真實(shí)的室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)訓(xùn)練場(chǎng)景，讓學(xué)生從技能仿真實(shí)訓(xùn)中來感知和體驗(yàn)，激發(fā)創(chuàng)造力和實(shí)踐積極性，增強(qiáng)綜合動(dòng)手實(shí)踐能力。同時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)獨(dú)有的沉浸式、交互性實(shí)踐環(huán)境，便于讓學(xué)生從多種感知中來展現(xiàn)其創(chuàng)作構(gòu)想，必將對(duì)室內(nèi)設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)帶來深刻的變革。

參考文獻(xiàn)：

第3篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)案例范文

動(dòng)畫作為藝術(shù)的一種表現(xiàn)形式，它具有特殊的文化內(nèi)涵。動(dòng)畫藝術(shù)來源于生活，但它的藝術(shù)表現(xiàn)形式卻又遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于生活。動(dòng)畫創(chuàng)作中想象力和創(chuàng)新性是關(guān)鍵，動(dòng)畫中創(chuàng)造性大都是如何來體現(xiàn)的呢？它靠技術(shù)，然而在當(dāng)前社會(huì)迅速發(fā)展的影響下，很多新型技術(shù)都進(jìn)行了革新和研發(fā)，也伴隨著動(dòng)畫行業(yè)的發(fā)展迎來一個(gè)燦爛的春天，并且在表現(xiàn)形式上呈現(xiàn)出多元化。很多動(dòng)畫作品不但在商業(yè)上獲得了極大成功，而且其民族性、國(guó)際性、藝術(shù)性上也體現(xiàn)的淋漓盡致。所以說新技術(shù)的革新是動(dòng)畫藝術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與動(dòng)畫藝術(shù)的融合之路

動(dòng)畫在當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展中，在形式上很多情況不能滿足商業(yè)或藝術(shù)上的要求，這就要求動(dòng)畫技術(shù)進(jìn)行革新以滿足其需求。然而，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生了，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使動(dòng)畫藝術(shù)在表現(xiàn)形式上更廣，甚至促進(jìn)新興行業(yè)的產(chǎn)生。例如，虛擬三維仿真動(dòng)畫游戲，建筑漫游交互可視化，模擬軍事、工業(yè)制作互動(dòng)領(lǐng)域。

三、模擬真實(shí)環(huán)境，實(shí)時(shí)仿真交互

模擬真實(shí)環(huán)境主要是應(yīng)用在商業(yè)中，早在加拿大，就已經(jīng)投入運(yùn)用了，即，在商業(yè)會(huì)議中，會(huì)議中的人員都不會(huì)到場(chǎng)，而是在家拿出手機(jī)或是電腦，進(jìn)入一個(gè)虛擬的辦公環(huán)境中，大家都坐下來開會(huì)就好了。這樣就大大節(jié)省了資源。在虛擬的環(huán)境中每個(gè)模型的外形，進(jìn)行真實(shí)的擬合，然后通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成三維模型。比如，藍(lán)天白云花草樹木的模擬、虛擬現(xiàn)實(shí)主題公園真實(shí)模擬、真實(shí)的建筑場(chǎng)景等。

四、動(dòng)畫藝術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展

動(dòng)畫藝術(shù)的設(shè)計(jì)可以挖掘傳統(tǒng)文化中的元素。傳統(tǒng)文化經(jīng)過幾千年的沉淀，所留下來的優(yōu)秀文化大多是符合大眾口味，都有其獨(dú)特的藝術(shù)形式，吸引著各自的愛好群體。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)隨著科技的發(fā)展，也日益健壯，把動(dòng)畫藝術(shù)融入到虛擬現(xiàn)實(shí)當(dāng)中，其視感、觸覺可謂大為觀止。建筑行業(yè)中，為了把握市場(chǎng)趨勢(shì)，果斷啟用最新技術(shù)把握住了商機(jī)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)甚至成了當(dāng)今房地產(chǎn)行業(yè)綜合實(shí)力的象征與標(biāo)志；工業(yè)生產(chǎn)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)給其帶來了便捷，提高了效率，更是減少了損失；在軍事模擬動(dòng)畫中，給戰(zhàn)士充足的現(xiàn)場(chǎng)感覺，提升了培訓(xùn)質(zhì)量。

五、結(jié)語

第4篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)案例范文

虛擬現(xiàn)實(shí)就是在技術(shù)的支持下虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，逼近真實(shí)。

前不久,美國(guó)通用總部將其“CIO獎(jiǎng)”頒給了泛亞汽車技術(shù)中心有限公司（以下簡(jiǎn)稱泛亞）的虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目，對(duì)泛亞順利上馬虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，并取得“世界第一”的速度給予贊賞。

利用信息技術(shù)提高競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)迅猛發(fā)展的企業(yè)來說絕對(duì)是正確和必要的選擇，但是如何讓系統(tǒng)順利上線，上線后迅速發(fā)揮作用，則是許多企業(yè)的心頭之痛。太多案例讓企業(yè)管理者明白，倉(cāng)促上馬，即使是一套非常優(yōu)秀的系統(tǒng)，也可能成為企業(yè)的阻力。

在業(yè)內(nèi)信息化實(shí)施敗多勝少的背景下，泛亞經(jīng)過長(zhǎng)期充分地準(zhǔn)備，主動(dòng)創(chuàng)造成熟的條件，保證了系統(tǒng)順利上線，并迅速化為企業(yè)動(dòng)力。

虛擬現(xiàn)實(shí)革命

泛亞是由通用汽車公司和上海汽車工業(yè)(集團(tuán))總公司(上汽)合資組建的汽車工程設(shè)計(jì)企業(yè)。自1997年成立以來，迅速實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品開發(fā)流程高度電子化，并能與通用汽車全球公司在同一平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)同步開發(fā)。他們?cè)诔闪⒅蹙蛯?duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的弊病有深刻了解，如何讓設(shè)計(jì)更貼近客戶和市場(chǎng)，在他們心頭盤旋了6年之久。

一般而言，在原有車型上設(shè)計(jì)新車型，從開始設(shè)計(jì)到產(chǎn)品下線大概需要3年。而設(shè)計(jì)一款全新車型則至少需要5年。

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程是這樣的：首先，相關(guān)設(shè)計(jì)人員對(duì)收集的市場(chǎng)信息進(jìn)行分析、形成方案，制作草圖或小比例油泥模型，收集改進(jìn)意見；接著改進(jìn)設(shè)計(jì)。篩選幾個(gè)方案，制作成1:1油泥模型對(duì)其評(píng)估。最終選定一個(gè)方案，并進(jìn)一步完善，制作樣車，對(duì)樣車反復(fù)進(jìn)行各種試驗(yàn)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)，確保產(chǎn)品的可靠性，最后投入生產(chǎn)。

在這個(gè)過程中，市場(chǎng)和設(shè)計(jì)的互動(dòng)是通過對(duì)效果圖、模型以及最終樣車的評(píng)估實(shí)現(xiàn)的。但這些不是最終的產(chǎn)品，評(píng)估的局限性很大，準(zhǔn)確性可想而知，而且當(dāng)對(duì)樣車進(jìn)行評(píng)估時(shí)，這個(gè)車型往往已經(jīng)投產(chǎn)，這時(shí)，汽車制造商往往根據(jù)意見修改產(chǎn)品的市場(chǎng)定位，被動(dòng)適應(yīng)市場(chǎng)。這種模式耗費(fèi)企業(yè)大量的時(shí)間、精力和物質(zhì)，使得成本高、周期長(zhǎng)且風(fēng)險(xiǎn)大。

對(duì)于傳統(tǒng)汽車設(shè)計(jì)模式的不足，泛亞有深刻了解。虛擬現(xiàn)實(shí)和全數(shù)字化開發(fā)正好能符合他們的要求。

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是利用高科技工具，實(shí)現(xiàn)真實(shí)物理環(huán)境的一套軟硬件相結(jié)合的系統(tǒng)，在虛擬現(xiàn)實(shí)的過程中，許多真實(shí)世界里發(fā)生頻率很少，或是需要長(zhǎng)時(shí)間、高成本完成的工作，都可以經(jīng)系統(tǒng)模擬生成，并在短時(shí)間內(nèi)高效地得到數(shù)據(jù)結(jié)果。這一系統(tǒng)即使在全球范圍內(nèi)，也只有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家擁有實(shí)施條件。

所以，在找到心儀的目標(biāo)后，泛亞也沒有匆匆上陣，而是反復(fù)驗(yàn)證，修煉內(nèi)功，磨劍霍霍，尋求時(shí)機(jī)。

六年磨一劍

“企業(yè)選擇系統(tǒng)，不僅要看系統(tǒng)能解決什么問題，還要考慮企業(yè)是否做好接受系統(tǒng)的準(zhǔn)備?！狈簛啍?shù)字設(shè)計(jì)高級(jí)經(jīng)理、主管虛擬中心的江漫清說。

其實(shí)，在泛亞成立不久時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)就進(jìn)入了公司管理層的眼簾。

1998年初，上海市政府組織生產(chǎn)制造廠商召開研討會(huì)，討論是否引進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，江漫清是當(dāng)時(shí)的與會(huì)者之一。

他被這一系統(tǒng)深深吸引，當(dāng)時(shí)他清醒地意識(shí)到，虛擬現(xiàn)實(shí)在計(jì)算機(jī)虛擬世界里模擬現(xiàn)實(shí)世界的生產(chǎn)制造活動(dòng)，能節(jié)省材料，縮短時(shí)間，預(yù)先發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的不足，將為生產(chǎn)制造特別是汽車設(shè)計(jì)制造帶來革命性的改進(jìn)。會(huì)后，他提交報(bào)告，強(qiáng)烈要求泛亞引進(jìn)。當(dāng)時(shí)泛亞的總監(jiān)Phil Zmood認(rèn)為，泛亞剛成立，這一系統(tǒng)給他們的風(fēng)險(xiǎn)太大，給予了否定。

1999年，馬征鯤繼任總監(jiān)一職。

馬畢業(yè)于清華，工科出身，曾主持過美國(guó)通用的虛擬現(xiàn)實(shí)中心，對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)對(duì)汽車設(shè)計(jì)的意義有著深刻地認(rèn)識(shí)。他和江漫清等人都是狂熱的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持者，一致認(rèn)為泛亞要成為國(guó)際先進(jìn)的汽車設(shè)計(jì)中心，就必須擁有虛擬現(xiàn)實(shí)。但經(jīng)過調(diào)查，他們發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)成本高昂，而且在中國(guó)的應(yīng)用基礎(chǔ)薄弱，前景不明朗。于是他們決定暫緩一緩，先從基礎(chǔ)做起，培育全面引進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)的條件。

首先他們引進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)計(jì)理念，讓這一理念在公司深入人心。其次模擬虛擬現(xiàn)實(shí)。虛擬現(xiàn)實(shí)就是在技術(shù)的支持下虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，逼近真實(shí)。為了模擬這樣的世界，泛亞精心建立了一個(gè)投影房，其投影幕布長(zhǎng)達(dá)7米，在屏幕上能以真實(shí)尺寸顯現(xiàn)汽車圖象，力爭(zhēng)在質(zhì)感、大小等元素與虛擬現(xiàn)實(shí)一致。他們對(duì)來參觀的美國(guó)通用和上汽的領(lǐng)導(dǎo)笑稱：“這就是我們的‘虛擬中心’?！?/p>

就是通過這一簡(jiǎn)單的“虛擬中心”，提前讓員工適應(yīng)了虛擬現(xiàn)實(shí)的工作環(huán)境。

同時(shí)，他們加強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用研究。2001至2002年，他們先后參觀了浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)等虛擬現(xiàn)實(shí)中心，考察虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的成熟度和在汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀。

各方面的條件逐漸成熟。

即便如此，泛亞依舊沒有立即上馬項(xiàng)目。2003年出任泛亞執(zhí)行副總經(jīng)理的高衛(wèi)民當(dāng)時(shí)表示，謀定而后動(dòng)，前期準(zhǔn)備越充分，后期實(shí)施的風(fēng)險(xiǎn)越小。他要求，上馬項(xiàng)目還要進(jìn)行深入細(xì)致地調(diào)研。2003年，泛亞調(diào)研小組飛往澳大利亞，對(duì)與之背景相似、應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)不久的霍頓汽車技術(shù)中心進(jìn)行考察，深入了解霍頓實(shí)施這一系統(tǒng)的各種情況。

2003年，董事會(huì)終于同意引進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)。前期充分細(xì)致的準(zhǔn)備，在實(shí)施中得到了回報(bào)。2004年1月份開始實(shí)施，9月份完成，10月份即投入應(yīng)用。整個(gè)過程一蹴而就，比澳大利亞霍頓汽車技術(shù)中心實(shí)施的時(shí)間少了一半，成為通用全球各大設(shè)計(jì)中心建設(shè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)最快的一個(gè)。

10年才能完成的革命

“系統(tǒng)成功引進(jìn)，不等于萬事大吉。由傳統(tǒng)模式轉(zhuǎn)向新模式還需要一個(gè)過程。”江漫清說。

虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)施后，運(yùn)行良好，其低成本、高速度的設(shè)計(jì)方式迅速給泛亞帶來了回報(bào)，為上海通用今年的佳績(jī)提供了強(qiáng)大的助力。但是，泛亞并沒有沉浸在喜悅中。采訪中，江漫清告訴《IT時(shí)代周刊》記者，這只是開始，現(xiàn)在的泛亞還處在量變階段，至少需10年，泛亞才能實(shí)現(xiàn)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)完成汽車全生命周期的開發(fā)，開始革命性的質(zhì)變。

江漫清介紹，目前虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)層面尚有不足，雖然經(jīng)過長(zhǎng)期的積淀，在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）等方面和世界先進(jìn)水平相差無幾，但是在計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）及計(jì)算機(jī)輔助試驗(yàn)（CAT）等方面差距依然很大。泛亞必須繼續(xù)研發(fā)和引進(jìn)。

同時(shí)，因?yàn)檎J(rèn)知的因素，虛擬現(xiàn)實(shí)的現(xiàn)有作用沒有全部發(fā)揮。在泛亞內(nèi)部，設(shè)計(jì)人員迅速地接受并掌握了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，但工程技術(shù)人員、市場(chǎng)人員以及管理人員對(duì)于這一模式還不熟悉。

在傳統(tǒng)模式中，評(píng)估和改動(dòng)都是在模型上作出的。而在虛擬現(xiàn)實(shí)中，看到的是虛擬的數(shù)字模型。從傳統(tǒng)的看實(shí)體模型到看數(shù)字模型，很多人還不適應(yīng)。江漫清說，泛亞設(shè)計(jì)人員已經(jīng)可以在很短時(shí)間內(nèi)完成概念車的設(shè)計(jì)，但是由于傳統(tǒng)模式的影響，還不能直接在數(shù)字模型上作出準(zhǔn)確評(píng)估，需要制作各種實(shí)體模型，最后花的時(shí)間和傳統(tǒng)模式下的差不多。

江漫清表示，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式還具有慣性，需要時(shí)間來消除。目前，泛亞一般采用兩套模式并行的方式，一邊制作數(shù)字模型，一邊制作實(shí)體模型。對(duì)設(shè)計(jì)人員，只允許用數(shù)字模型；對(duì)于其他的相關(guān)人員，先提供數(shù)字模型，再提供實(shí)體模型，讓他們適應(yīng)虛擬設(shè)計(jì)模式。他說：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)真正在項(xiàng)目中發(fā)揮重要作用，還需要一點(diǎn)一點(diǎn)地積累，讓所有人看到它的成績(jī)，才能更愿意使用它。

第5篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)案例范文

高職教育旨在培養(yǎng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線技術(shù)應(yīng)用性人才，如何在教育中貼近行業(yè)和產(chǎn)業(yè)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)期間更好地理解其即將進(jìn)入的行業(yè)將有助于學(xué)生在畢業(yè)后迅速融入行業(yè)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于酒店管理教學(xué)，教師在教學(xué)過程中通過有針對(duì)性地引入或創(chuàng)設(shè)具有一定感彩的真實(shí)工作場(chǎng)景，突破時(shí)間和空間局限，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和興趣，幫助學(xué)生更好地投入學(xué)習(xí)活動(dòng)中，同時(shí)交互式體驗(yàn)也有助于教師通過模擬真實(shí)案例、布置情景任務(wù)，與學(xué)生進(jìn)行實(shí)際溝通，有效和準(zhǔn)確地了解學(xué)生管理能力和溝通能力的掌握的程度。有助于創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

目前酒店管理專業(yè)主流的校企合作訂單式、產(chǎn)學(xué)交叉式人才培養(yǎng)模式，往往在學(xué)生實(shí)習(xí)過程中的合作表現(xiàn)得比較明顯，學(xué)校授課期間的培養(yǎng)只能通過一些短暫的參觀和短期見習(xí)來實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)學(xué)合作缺乏深度和廣度。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使足不出校就能領(lǐng)略高星級(jí)酒店的場(chǎng)景成為現(xiàn)實(shí)，同時(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的遠(yuǎn)程教學(xué)又可以突破空間局限讓教師或者酒店中的高層管理者在虛擬課堂為學(xué)生授課成為可能，學(xué)生也可以真實(shí)感受工作環(huán)境，提升職業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維。

綜上所述，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到酒店管理教育領(lǐng)域當(dāng)中，是酒店管理高等職業(yè)教育的需要和必然發(fā)展趨勢(shì)，它能創(chuàng)建全新的人才培養(yǎng)模式，促使教育形態(tài)、教育環(huán)境、教學(xué)過程的基本要素及相互關(guān)系發(fā)生重大變化，促使在酒店管理教學(xué)過程中的教師、企業(yè)、媒體、學(xué)生之間的關(guān)系形成一種新的結(jié)構(gòu)，是目前高等職業(yè)教育教學(xué)改革的重要內(nèi)容。

二、酒店管理教學(xué)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在酒店管理教學(xué)中仍處于起步階段，尚未有酒店管理類學(xué)校在該技術(shù)上有重大突破，其主要原因是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在發(fā)展初期技術(shù)難度大和投入成本高。依據(jù)使用者參與虛擬現(xiàn)實(shí)的程度以及不同形式，一般可以把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)劃分為四種類型：桌面虛擬現(xiàn)實(shí)、沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型虛擬現(xiàn)實(shí)、分布式虛擬現(xiàn)實(shí)。結(jié)合目前在教育領(lǐng)域應(yīng)用的具體實(shí)際情況，四種類型中第一種桌面虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)較簡(jiǎn)單，投入成本相對(duì)也不高，第三種分布式虛擬現(xiàn)實(shí)在遠(yuǎn)程教育上起著不可忽視的作用，這兩種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域內(nèi)可以應(yīng)用的范圍廣，極具推廣價(jià)值。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在酒店管理教學(xué)中的運(yùn)用具體可以有以下幾個(gè)方面。

1.利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)教學(xué)課件

首先，教師、軟件設(shè)計(jì)師、酒店方共同合作，利用交互技術(shù)制作交互場(chǎng)景，運(yùn)用3DMAX軟件創(chuàng)建各類型酒店建筑和內(nèi)在格局的三維模型，其次，再將文字、聲音、圖片、動(dòng)畫等幾種媒體表現(xiàn)形式進(jìn)行交互合成，形成活潑生動(dòng)的真實(shí)情景，建立虛擬酒店漫游系統(tǒng)，制作具有三維演示空間的教學(xué)課件。授課期間，學(xué)生可以通過鍵盤和鼠標(biāo)在漫游系統(tǒng)中，從各個(gè)角度對(duì)酒店相關(guān)功能區(qū)域的格局、裝飾布置進(jìn)行觀察和學(xué)習(xí)，對(duì)抽象的工作場(chǎng)景進(jìn)行理解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以便更好地完成教學(xué)目標(biāo)。

2.利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

高職院校的實(shí)訓(xùn)基地是承擔(dān)技術(shù)技能型人才培養(yǎng)的平臺(tái)，酒店管理專業(yè)的學(xué)生因?yàn)閷I(yè)涉及到酒店，其經(jīng)營(yíng)特點(diǎn)對(duì)客服務(wù)生產(chǎn)和消費(fèi)同時(shí)性的特點(diǎn)所限，不可能經(jīng)常參觀酒店、了解服務(wù)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，也不能參與到真實(shí)的經(jīng)營(yíng)管理中去。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所構(gòu)建的模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，模擬酒店經(jīng)營(yíng)宏觀和微觀環(huán)境，學(xué)生可以根據(jù)自己的構(gòu)想?yún)⑴c一家酒店的籌建、裝修、開業(yè)以及今后的管理，根據(jù)客房管理知識(shí)設(shè)計(jì)合理的客房，根據(jù)餐飲管理知識(shí)安排合理餐位，營(yíng)造氛圍，根據(jù)前廳管理知識(shí)合理排房，準(zhǔn)確安排客人入住，經(jīng)過一段時(shí)間的酒店運(yùn)作了解虛擬酒店最終盈利情況。在動(dòng)手操作過程中積極構(gòu)建內(nèi)在的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，能夠進(jìn)行深層的知識(shí)學(xué)習(xí)與能力訓(xùn)練，從而提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力與崗位綜合操作技能。

3.利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開展遠(yuǎn)程教學(xué)

以往的遠(yuǎn)程教學(xué)因?yàn)榧夹g(shù)所限，往往局限于教學(xué)視頻，師生之間缺少相關(guān)互動(dòng)，老師也很難把握學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)情況，分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以通過網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，視音頻采集、處理技術(shù)以及交互等技術(shù)，構(gòu)造一個(gè)虛擬真實(shí)的教學(xué)課堂。學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)參與到虛擬課堂中，可以聽到教師的講解以及其他同學(xué)發(fā)表的言論。教師也能看到學(xué)生的實(shí)時(shí)狀態(tài)，監(jiān)控教學(xué)效果、隨時(shí)答疑解惑。這種教學(xué)方式，還可以運(yùn)用到產(chǎn)學(xué)合作的企業(yè)中去，在企業(yè)中建立虛擬課堂，增強(qiáng)學(xué)生與行業(yè)之間的實(shí)時(shí)互動(dòng)，讓學(xué)生通過視頻實(shí)時(shí)觀察酒店的經(jīng)營(yíng)運(yùn)作，聆聽行業(yè)導(dǎo)師的培訓(xùn)，全面提高教學(xué)效率。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用到教學(xué)中是教學(xué)改革的創(chuàng)新，是科技運(yùn)用于教學(xué)的必然趨勢(shì)，但是，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所仿真的環(huán)境與真實(shí)的情景存在著必然的差異，所以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的運(yùn)用必然存在著一定的局限和不足：

第一，缺少“實(shí)物感”以及酒店氛圍的真實(shí)體會(huì)。如酒店物品、陳設(shè)品等在虛擬教學(xué)中學(xué)生是見得到，但是摸不著的。

第二，不利于操作技能的培養(yǎng)。高職教育強(qiáng)調(diào)學(xué)生的動(dòng)手操作能力培養(yǎng)，虛擬實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)更注重管理能力的提升，對(duì)于實(shí)際操作技能具有明顯的局限性。

第6篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)案例范文

【關(guān)鍵詞】交互設(shè)計(jì)

桌面式虛擬展示

產(chǎn)品展示

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有三個(gè)特性――交互性、沉浸性以及多感知性。根據(jù)系統(tǒng)提供的沉浸程度不同，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)又可分為桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、沉浸的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性虛擬現(xiàn)實(shí)以及分布式虛擬現(xiàn)實(shí)。

相對(duì)于其他形式的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)展示對(duì)硬件和技術(shù)的要求更低、展示更易于實(shí)現(xiàn)和轉(zhuǎn)播。所以，桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)更易于在產(chǎn)品虛擬現(xiàn)實(shí)展示中得以應(yīng)用。但是，簡(jiǎn)單的硬件基礎(chǔ)限制了桌面虛擬現(xiàn)實(shí)展示系統(tǒng)對(duì)沉浸性和多感知性的追求，從而，交互成了桌面式虛擬展示系統(tǒng)的主要特性，交互設(shè)計(jì)成為產(chǎn)品桌面式虛擬展示系統(tǒng)構(gòu)筑的核心內(nèi)容。

1.產(chǎn)品特性與產(chǎn)品虛擬展示交互

產(chǎn)品展示設(shè)計(jì)中，產(chǎn)品的特性是展示設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，也是交互框架建立的依據(jù)。產(chǎn)品的使用離不開交互，每種產(chǎn)品都有其不同的功能部件，不同的功能部件都具備特有的操作方式。比如，汽車的行駛方向控制通過旋轉(zhuǎn)方向盤實(shí)現(xiàn)，而挖掘機(jī)等重工產(chǎn)品的方向控制則通過推拉左右行駛控制桿實(shí)現(xiàn)。為了給用戶提供真實(shí)的展示情景，在產(chǎn)品桌面式虛擬展示系統(tǒng)中，交互框架設(shè)定的最基本要求是遵循產(chǎn)品現(xiàn)實(shí)的交互特性。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)師需要充分考慮用戶的操作期待，在功能部件的造型和功能的設(shè)計(jì)中讓產(chǎn)品部件的操作方法與用戶的操作期待相匹配，盡量保證用戶在與產(chǎn)品的交互中沒有操作障礙。桌面式產(chǎn)品虛擬展示的交互設(shè)計(jì)也是如此。日常用品的頻繁使用已經(jīng)讓人們對(duì)許多功能部件有了明確的操作意向。例如，最簡(jiǎn)單的，人們能通過開關(guān)的造型分辨出是旋鈕還是按鈕，能快速辨別手機(jī)的打開方式等。桌面式產(chǎn)品虛擬展示中，交互方式的設(shè)定需參照現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的操作方式、人們生活中已經(jīng)形成的操作習(xí)慣和豐富的操作經(jīng)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)用戶的順暢操作體驗(yàn)。

2.模型交互層級(jí)分析

桌面式產(chǎn)品虛擬展示中，用戶與產(chǎn)品模型之間的交互是一種主要的交互形式，也是最為直接的交互。要完成行為目標(biāo)，用戶往往需要通過對(duì)不同部件模型的共同操作來實(shí)現(xiàn)。為了準(zhǔn)確表達(dá)產(chǎn)品的交互特性，梳理系統(tǒng)的交互框架，本文作者根據(jù)交互信息傳導(dǎo)的復(fù)雜程度，將用戶與模型的交互進(jìn)行了層級(jí)分類，將模型交互分為一級(jí)交互、二級(jí)交互和多級(jí)交互。

一級(jí)交互是指用戶的交互對(duì)象就是目標(biāo)對(duì)象，用戶直接與目標(biāo)對(duì)象產(chǎn)生交互，引發(fā)目標(biāo)對(duì)象產(chǎn)生信息反饋的交互模式，見圖1。

二級(jí)交互是指用戶的交互對(duì)象與目標(biāo)對(duì)象不是同一對(duì)象，用戶與交互對(duì)象發(fā)生交互行為，產(chǎn)生的交互信息傳導(dǎo)給目標(biāo)對(duì)象，從而引發(fā)目標(biāo)對(duì)象產(chǎn)生信息反饋，見圖2。

多級(jí)交互是指目標(biāo)對(duì)象從屬于兩個(gè)或兩個(gè)以上的交互行為，目標(biāo)對(duì)象與交互對(duì)象不是同一物體，見圖3。

每個(gè)產(chǎn)品展示系統(tǒng)的交互框架等都是由―級(jí)、二級(jí)和多級(jí)交互共同組成，其中一些具備復(fù)雜功能的模型甚至同時(shí)屬于多個(gè)不同的交互層級(jí)。如圖4，挖掘機(jī)轉(zhuǎn)移貨物動(dòng)作交互層級(jí)框架。在產(chǎn)品虛擬展示系統(tǒng)中，根據(jù)展示內(nèi)容，準(zhǔn)確對(duì)各個(gè)展示部件進(jìn)行交互層級(jí)的分析，才能準(zhǔn)確表達(dá)產(chǎn)品的展示特性，為用戶展示真實(shí)的產(chǎn)品操作方式。

3.二維界面交互分析

除了與產(chǎn)品模型的交互，用戶與二維界面的交互也是桌面式產(chǎn)品虛擬展示中重要的交互形式。與實(shí)物展示不同，虛擬現(xiàn)實(shí)展示中，用戶可實(shí)現(xiàn)的自主交互范圍又拓展了不少。人們不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)產(chǎn)品模型的實(shí)時(shí)交互，也能對(duì)場(chǎng)景中的觀察視角、視頻調(diào)用以及音效調(diào)節(jié)等進(jìn)行較好的控制。在桌面式產(chǎn)品虛擬展示中，二維界面主要承擔(dān)著兩個(gè)方面的交互功能。

（1）系統(tǒng)參數(shù)的控制。例如展示視角的切換、背景音視頻控制等。

（2）輔助模型完成系統(tǒng)展示。當(dāng)模型的交互層級(jí)過于復(fù)雜或用戶不能直觀理解模型的交互方式時(shí)，二維界面往往可以提供給用戶更好的可視性。這時(shí)，二維界面就承擔(dān)著輔助模型交互的功能。

在產(chǎn)品虛擬展示中，二維界面是整體交互中不可或缺的部分，但也是削弱虛擬系統(tǒng)沉浸性的因素。所以，對(duì)二維界面的合理規(guī)劃，讓二維界面很好的成為交互元素，以保障用戶的順暢體驗(yàn)也成為虛擬展示交互設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容。

①充分保障界面可視。與產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)一樣，二維界面的可視性是引導(dǎo)用戶正確操作的第一步。視覺是人們的第一大感知系統(tǒng)，可視性是人們區(qū)別各個(gè)交互元素功能的主要性質(zhì)。二維界面的可視性也是影響用戶體驗(yàn)正確率的重要因素。筆者認(rèn)為，了解用戶對(duì)一些常見圖形的操作習(xí)慣以及產(chǎn)品的部件的造型特征，在此基礎(chǔ)上提取出的界面圖形，能較好的實(shí)現(xiàn)界面元素的可視性。

②明確劃分功能區(qū)塊。前面，本文已經(jīng)闡述了二維界面在虛擬展示中的兩大作用：系統(tǒng)參數(shù)控制和輔助模型交互。產(chǎn)品虛擬現(xiàn)實(shí)展示系統(tǒng)中的二維界面可能控制著場(chǎng)景的不同區(qū)塊。在二維界面設(shè)計(jì)之初，設(shè)計(jì)師應(yīng)對(duì)展示系統(tǒng)中的二維元素進(jìn)行合理規(guī)劃，在追求界面風(fēng)格統(tǒng)一的前提下，對(duì)控制不同區(qū)塊的二維界面進(jìn)行區(qū)別設(shè)計(jì)，并合理劃分位置區(qū)域。

③適時(shí)隱藏二維界面。在產(chǎn)品虛擬展示中，為了給用戶提供較為真實(shí)的展示，設(shè)計(jì)者往往會(huì)設(shè)置多個(gè)展示情景，其中涉及到的二維元素也就隨之增加。要保證界面簡(jiǎn)潔同時(shí)不對(duì)用戶的操作造成干擾，最好的處理方式就是在不同的情景下只顯示操作相關(guān)的元素，對(duì)無關(guān)的界面元素進(jìn)行隱藏。如圖5，“合苞待放”加濕器虛擬展示系統(tǒng)界面元素隱藏前后效果對(duì)比。

第7篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)案例范文

[論文關(guān)鍵詞]數(shù)字教學(xué) 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 交互式 教學(xué)模式

隨著國(guó)家發(fā)展“大學(xué)科”及交叉學(xué)科的教育建設(shè)思想的推進(jìn)，現(xiàn)代教育要求不僅掌握知識(shí)、學(xué)習(xí)能力和方法，更要進(jìn)行必要的人文主義教育，交互式教學(xué)法實(shí)現(xiàn)了教師與學(xué)生以及學(xué)生之間的交互。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使人機(jī)交互更好地與日常生活經(jīng)驗(yàn)相契合，為交互式的教學(xué)方法提供了技術(shù)支持。本研究旨在通過研究人的行為，運(yùn)用交互式的教學(xué)方法，探究以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為代表的先進(jìn)技術(shù)在未來數(shù)字教學(xué)模式中的應(yīng)用。

一、基于虛擬現(xiàn)實(shí)的交互式數(shù)字教學(xué)方法研究與分析

1.人機(jī)交互。人機(jī)交互過程是指人通過人機(jī)界面向計(jì)算機(jī)輸入指令，計(jì)算機(jī)處理后把輸出結(jié)果呈現(xiàn)給用戶的過程。人機(jī)交互的發(fā)展歷史，是從人適應(yīng)計(jì)算機(jī)到計(jì)算機(jī)不斷地適應(yīng)人的發(fā)展史，它經(jīng)歷了幾個(gè)階段。

人機(jī)交互的方式可以分為數(shù)據(jù)交互、圖像交互、語音交互和行為交互四類，其中行為交互是當(dāng)今社會(huì)研究的重點(diǎn)，它是指通過身體的姿態(tài)和動(dòng)作來表達(dá)意思。行為交互是計(jì)算機(jī)通過定位和識(shí)別人類，跟蹤人類肢體運(yùn)動(dòng)和表情特征，從而理解人類的動(dòng)作和行為，并作出相應(yīng)的智能反饋過程，它將帶來全新的、最自然的交互方式。計(jì)算機(jī)通過用戶行為能夠預(yù)測(cè)用戶想要做什么，并以此來滿足用戶的需求。比如，計(jì)算機(jī)通過跟蹤人們的視線，就能預(yù)測(cè)用戶的意圖，是想要瀏覽什么網(wǎng)站還是需要打電話等，它有助于形成更適合未來數(shù)字教育的交互方式。現(xiàn)代教學(xué)，教的內(nèi)容趨于多樣化，學(xué)生的需求也趨于多樣化、多層次，每個(gè)學(xué)生的個(gè)體差異也更為突出，怎么針對(duì)這些新的特征，利用更好的交互技術(shù)，使教與學(xué)的內(nèi)容在數(shù)字化的平臺(tái)上，更好地照顧學(xué)生的個(gè)性化特征和需要，更好地實(shí)現(xiàn)教師個(gè)體與學(xué)生個(gè)體之間以及學(xué)生群體之間的相互交流、互動(dòng)學(xué)習(xí)就變得尤為重要。

前面提到，人機(jī)交互需要由相應(yīng)的人機(jī)界面來使之形象化。人機(jī)界面是人與計(jì)算機(jī)之間傳遞、交換信息的媒介和對(duì)話接口，凡參與人機(jī)信息交流的領(lǐng)域都存在著人機(jī)界面，它是人機(jī)雙向信息交互的支持軟件和硬件，也是進(jìn)行交互設(shè)計(jì)最終展現(xiàn)給用戶的結(jié)果，所以，對(duì)人機(jī)界面的充分了解對(duì)分析數(shù)字教學(xué)中的交互設(shè)計(jì)不可或缺。

2.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。要實(shí)現(xiàn)上面所述的自然交互過程，需要運(yùn)用高科技手段，比如近幾年逐漸成熟的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，利用電腦模擬產(chǎn)生一個(gè)三度空間的虛擬世界，集成了計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)的最新發(fā)展成果，提供使用者視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身臨其境一般，及時(shí)、無限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。在教學(xué)中，它運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)?zāi)M、場(chǎng)景再現(xiàn)，可以把枯燥繁瑣的文字知識(shí)形象地進(jìn)行轉(zhuǎn)化，幫助學(xué)生主動(dòng)地思考、學(xué)習(xí)，是既有意思又是符合未來教育模式的一種技術(shù)。

虛擬現(xiàn)實(shí)具有三“i”的基本特征，即immersion-interaction-imagination(沉浸—交互—構(gòu)想)，強(qiáng)調(diào)虛擬系統(tǒng)中人的主導(dǎo)作用。沉浸感指用戶沉浸于計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境中，有身臨其境之感。交互性指用戶與虛擬場(chǎng)景中各種對(duì)象相互作用的能力，是人機(jī)和諧的關(guān)鍵性因素。想象力則是用戶從定性和定量綜合集成的環(huán)境中得到感性和理性的認(rèn)識(shí)，從而可以深化概念，萌發(fā)新穎的認(rèn)識(shí)。

按照用戶參與的形式以及沉浸程度，虛擬現(xiàn)實(shí)可以分為桌面虛擬現(xiàn)實(shí)、沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性的虛擬現(xiàn)實(shí)和分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)四類。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)的是人與虛擬環(huán)境之間的交互作用，或是兩者相互作用，從而反映出虛擬環(huán)境所提供的各種感官刺激信號(hào)以及人對(duì)虛擬環(huán)境做出的各種反應(yīng)動(dòng)作。虛擬環(huán)境給人提供的各種感官刺激包括視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺、力覺、身體感覺及前庭感覺，在物理、化學(xué)及設(shè)計(jì)類課程的互動(dòng)教學(xué)中應(yīng)用前景廣闊，虛擬環(huán)境能夠逼真模擬物理中的力覺與觸覺，生物化學(xué)中的嗅覺和味覺，而各種設(shè)計(jì)類課程中的大量視覺圖像圖形的動(dòng)態(tài)信息也能夠更好地呈現(xiàn)出來，在教學(xué)中起到很好的演示作用。另外，虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)能夠較好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使枯燥的內(nèi)容更形象化呈現(xiàn)出來，同時(shí)教師也可以應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)的仿真模擬技術(shù)，將邏輯思維較強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容，通過仿真模擬的方式，預(yù)測(cè)到由于公式及參數(shù)的改變而可能產(chǎn)生的預(yù)期結(jié)果，并科學(xué)地呈現(xiàn)出視覺、聽覺、觸覺、力覺等多種感知的結(jié)果，加深學(xué)生的感性認(rèn)知，“上手(Hands-on)”和“交互式”的教學(xué)能夠引發(fā)更多的積極的注意力，幫助學(xué)生更透徹地理解抽象的原理。

3.現(xiàn)代教育與數(shù)字教學(xué)。數(shù)字教學(xué)是指教師和學(xué)習(xí)者在數(shù)字化的教學(xué)環(huán)境中，遵循現(xiàn)代教育理論和規(guī)律，運(yùn)用數(shù)字化的教學(xué)資源，以數(shù)字教學(xué)模式培養(yǎng)適應(yīng)新世紀(jì)需要的具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才的教學(xué)活動(dòng)。隨著計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日益發(fā)展及應(yīng)用，數(shù)字教學(xué)模式主要應(yīng)用于多媒體教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)領(lǐng)域，并逐漸深入到學(xué)習(xí)的方方面面。

但現(xiàn)階段的數(shù)字教學(xué)仍然存在缺陷。首先，計(jì)算機(jī)無法對(duì)學(xué)生的情緒變化作出相應(yīng)反饋，而且它也無法取代教師在教學(xué)過程中一些暗示性的語言所起到的微妙效果。其次，在教學(xué)的許多領(lǐng)域中，計(jì)算機(jī)無能為力，特別是非邏輯判斷方面。最后，教學(xué)課件在實(shí)際使用中存在著局限性。這一系列的問題，相信通過運(yùn)用交互設(shè)計(jì)的方法，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，都會(huì)被逐一解決。

[論文摘要]以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為發(fā)展趨勢(shì)的信息技術(shù)日新月異，當(dāng)它被應(yīng)用到教育領(lǐng)域時(shí)，能夠提供逼真的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和事件場(chǎng)景，內(nèi)容組織安排特別強(qiáng)調(diào)學(xué)生主動(dòng)參與來構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)，使學(xué)生由“被動(dòng)聽講”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃?dòng)學(xué)習(xí)”，教與學(xué)之間能產(chǎn)生更好更強(qiáng)的互動(dòng)，是信息時(shí)代教學(xué)模式的主要發(fā)展趨勢(shì)。文章旨在分析探索以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)、以交互式為導(dǎo)向的數(shù)字教學(xué)模式，并從教學(xué)資源、師資隊(duì)伍、個(gè)性化教學(xué)及整合網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)四個(gè)方面詳細(xì)闡釋了基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的交互式數(shù)字教學(xué)模式的構(gòu)建。

[論文關(guān)鍵詞]數(shù)字教學(xué) 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 交互式 教學(xué)模式

隨著國(guó)家發(fā)展“大學(xué)科”及交叉學(xué)科的教育建設(shè)思想的推進(jìn)，現(xiàn)代教育要求不僅掌握知識(shí)、學(xué)習(xí)能力和方法，更要進(jìn)行必要的人文主義教育，交互式教學(xué)法實(shí)現(xiàn)了教師與學(xué)生以及學(xué)生之間的交互。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使人機(jī)交互更好地與日常生活經(jīng)驗(yàn)相契合，為交互式的教學(xué)方法提供了技術(shù)支持。本研究旨在通過研究人的行為，運(yùn)用交互式的教學(xué)方法，探究以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為代表的先進(jìn)技術(shù)在未來數(shù)字教學(xué)模式中的應(yīng)用。

一、基于虛擬現(xiàn)實(shí)的交互式數(shù)字教學(xué)方法研究與分析

1.人機(jī)交互。人機(jī)交互過程是指人通過人機(jī)界面向計(jì)算機(jī)輸入指令，計(jì)算機(jī)處理后把輸出結(jié)果呈現(xiàn)給用戶的過程。人機(jī)交互的發(fā)展歷史，是從人適應(yīng)計(jì)算機(jī)到計(jì)算機(jī)不斷地適應(yīng)人的發(fā)展史，它經(jīng)歷了幾個(gè)階段。

人機(jī)交互的方式可以分為數(shù)據(jù)交互、圖像交互、語音交互和行為交互四類，其中行為交互是當(dāng)今社會(huì)研究的重點(diǎn)，它是指通過身體的姿態(tài)和動(dòng)作來表達(dá)意思。行為交互是計(jì)算機(jī)通過定位和識(shí)別人類，跟蹤人類肢體運(yùn)動(dòng)和表情特征，從而理解人類的動(dòng)作和行為，并作出相應(yīng)的智能反饋過程，它將帶來全新的、最自然的交互方式。計(jì)算機(jī)通過用戶行為能夠預(yù)測(cè)用戶想要做什么，并以此來滿足用戶的需求。比如，計(jì)算機(jī)通過跟蹤人們的視線，就能預(yù)測(cè)用戶的意圖，是想要瀏覽什么網(wǎng)站還是需要打電話等，它有助于形成更適合未來數(shù)字教育的交互方式?，F(xiàn)代教學(xué)，教的內(nèi)容趨于多樣化，學(xué)生的需求也趨于多樣化、多層次，每個(gè)學(xué)生的個(gè)體差異也更為突出，怎么針對(duì)這些新的特征，利用更好的交互技術(shù)，使教與學(xué)的內(nèi)容在數(shù)字化的平臺(tái)上，更好地照顧學(xué)生的個(gè)性化特征和需要，更好地實(shí)現(xiàn)教師個(gè)體與學(xué)生個(gè)體之間以及學(xué)生群體之間的相互交流、互動(dòng)學(xué)習(xí)就變得尤為重要。

前面提到，人機(jī)交互需要由相應(yīng)的人機(jī)界面來使之形象化。人機(jī)界面是人與計(jì)算機(jī)之間傳遞、交換信息的媒介和對(duì)話接口，凡參與人機(jī)信息交流的領(lǐng)域都存在著人機(jī)界面，它是人機(jī)雙向信息交互的支持軟件和硬件，也是進(jìn)行交互設(shè)計(jì)最終展現(xiàn)給用戶的結(jié)果，所以，對(duì)人機(jī)界面的充分了解對(duì)分析數(shù)字教學(xué)中的交互設(shè)計(jì)不可或缺。

2.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。要實(shí)現(xiàn)上面所述的自然交互過程，需要運(yùn)用高科技手段，比如近幾年逐漸成熟的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，利用電腦模擬產(chǎn)生一個(gè)三度空間的虛擬世界，集成了計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)的最新發(fā)展成果，提供使用者視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身臨其境一般，及時(shí)、無限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。在教學(xué)中，它運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)?zāi)M、場(chǎng)景再現(xiàn)，可以把枯燥繁瑣的文字知識(shí)形象地進(jìn)行轉(zhuǎn)化，幫助學(xué)生主動(dòng)地思考、學(xué)習(xí)，是既有意思又是符合未來教育模式的一種技術(shù)。

虛擬現(xiàn)實(shí)具有三“i”的基本特征，即immersion-interaction-imagination(沉浸—交互—構(gòu)想)，強(qiáng)調(diào)虛擬系統(tǒng)中人的主導(dǎo)作用。沉浸感指用戶沉浸于計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境中，有身臨其境之感。交互性指用戶與虛擬場(chǎng)景中各種對(duì)象相互作用的能力，是人機(jī)和諧的關(guān)鍵性因素。想象力則是用戶從定性和定量綜合集成的環(huán)境中得到感性和理性的認(rèn)識(shí)，從而可以深化概念，萌發(fā)新穎的認(rèn)識(shí)。

按照用戶參與的形式以及沉浸程度，虛擬現(xiàn)實(shí)可以分為桌面虛擬現(xiàn)實(shí)、沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性的虛擬現(xiàn)實(shí)和分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)四類。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)的是人與虛擬環(huán)境之間的交互作用，或是兩者相互作用，從而反映出虛擬環(huán)境所提供的各種感官刺激信號(hào)以及人對(duì)虛擬環(huán)境做出的各種反應(yīng)動(dòng)作。虛擬環(huán)境給人提供的各種感官刺激包括視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺、力覺、身體感覺及前庭感覺，在物理、化學(xué)及設(shè)計(jì)類課程的互動(dòng)教學(xué)中應(yīng)用前景廣闊，虛擬環(huán)境能夠逼真模擬物理中的力覺與觸覺，生物化學(xué)中的嗅覺和味覺，而各種設(shè)計(jì)類課程中的大量視覺圖像圖形的動(dòng)態(tài)信息也能夠更好地呈現(xiàn)出來，在教學(xué)中起到很好的演示作用。另外，虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)能夠較好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使枯燥的內(nèi)容更形象化呈現(xiàn)出來，同時(shí)教師也可以應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)的仿真模擬技術(shù)，將邏輯思維較強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容，通過仿真模擬的方式，預(yù)測(cè)到由于公式及參數(shù)的改變而可能產(chǎn)生的預(yù)期結(jié)果，并科學(xué)地呈現(xiàn)出視覺、聽覺、觸覺、力覺等多種感知的結(jié)果，加深學(xué)生的感性認(rèn)知，“上手(Hands-on)”和“交互式”的教學(xué)能夠引發(fā)更多的積極的注意力，幫助學(xué)生更透徹地理解抽象的原理。

3.現(xiàn)代教育與數(shù)字教學(xué)。數(shù)字教學(xué)是指教師和學(xué)習(xí)者在數(shù)字化的教學(xué)環(huán)境中，遵循現(xiàn)代教育理論和規(guī)律，運(yùn)用數(shù)字化的教學(xué)資源，以數(shù)字教學(xué)模式培養(yǎng)適應(yīng)新世紀(jì)需要的具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才的教學(xué)活動(dòng)。隨著計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日益發(fā)展及應(yīng)用，數(shù)字教學(xué)模式主要應(yīng)用于多媒體教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)領(lǐng)域，并逐漸深入到學(xué)習(xí)的方方面面。

但現(xiàn)階段的數(shù)字教學(xué)仍然存在缺陷。首先，計(jì)算機(jī)無法對(duì)學(xué)生的情緒變化作出相應(yīng)反饋，而且它也無法取代教師在教學(xué)過程中一些暗示性的語言所起到的微妙效果。其次，在教學(xué)的許多領(lǐng)域中，計(jì)算機(jī)無能為力，特別是非邏輯判斷方面。最后，教學(xué)課件在實(shí)際使用中存在著局限性。這一系列的問題，相信通過運(yùn)用交互設(shè)計(jì)的方法，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，都會(huì)被逐一解決。

二、交互式數(shù)字教學(xué)模式構(gòu)建

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的交互式數(shù)字教學(xué)模式，能夠通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，以文本、圖片、影像、聲音、數(shù)據(jù)采集及感應(yīng)技術(shù)、影像及數(shù)字感知內(nèi)容為主要交互媒體，以自然式的交互方式，配合可互動(dòng)操作的動(dòng)態(tài)信息、仿真模擬、各種感覺與知覺的數(shù)字反饋技術(shù)，多維度、多媒體、多人互動(dòng)式地展示IM及時(shí)通訊、留言板、互聯(lián)網(wǎng)上的博客、Tag、SNS、RSS、Wiki等多種形式的數(shù)字內(nèi)容，以教學(xué)的核心內(nèi)容為課程組織的基礎(chǔ)，構(gòu)建適應(yīng)當(dāng)下以數(shù)字信息為主要教學(xué)內(nèi)容的互動(dòng)式教學(xué)模式?；谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的交互式教學(xué)模式的構(gòu)建主要從以下幾個(gè)方面入手:

1.提供多維度的豐富教學(xué)資源。有效傳播多種媒體的多樣化信息，提高學(xué)生對(duì)于教學(xué)內(nèi)容的注意力。虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)能夠?yàn)榻换ナ綌?shù)字教學(xué)模式設(shè)計(jì)立體的教學(xué)模式效果，將課堂理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)室教學(xué)、企業(yè)基地等實(shí)地教學(xué)相結(jié)合，理論專題研討、案例教學(xué)、技術(shù)實(shí)踐小組協(xié)作等多種教學(xué)方法交叉，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)呈現(xiàn)理論公式，如化學(xué)課中的元素周期表，可以將分子、原子等抽象的結(jié)構(gòu)可視化表現(xiàn)出來，還可將復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬出來，如用虛擬現(xiàn)實(shí)模擬火山噴發(fā)，模擬火箭的發(fā)射過程，模擬汽車內(nèi)引擎的工作原理，模擬復(fù)雜機(jī)構(gòu)之間的關(guān)系和相互作用，智能地調(diào)配物流情況，模擬資金流及相關(guān)的經(jīng)濟(jì)問題等，還可運(yùn)用CAVE計(jì)算機(jī)輔助虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境技術(shù)，模擬汽車的設(shè)計(jì)、裝配等實(shí)踐教學(xué)環(huán)境，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)搭建在企業(yè)基地等實(shí)地教學(xué)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教學(xué)的開放性、時(shí)效性、針對(duì)性和實(shí)戰(zhàn)性，提供多維度的豐富的教學(xué)資源。

2.構(gòu)建多學(xué)科交叉的綜合型師資隊(duì)伍。隨著信息社會(huì)的迅猛發(fā)展，圍繞信息社會(huì)的人文、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等各種交叉學(xué)科領(lǐng)域，發(fā)展數(shù)字內(nèi)容的交互式教學(xué)模式需要培訓(xùn)一支具有綜合學(xué)科背景的師資力量。而虛擬現(xiàn)實(shí)等先進(jìn)的信息技術(shù)，能夠整合各學(xué)校的優(yōu)秀師資力量，通過構(gòu)建虛擬、虛擬名師等方式，將各高校、研究機(jī)構(gòu)及企業(yè)社會(huì)的優(yōu)秀師資集合起來，通過虛擬人的名師角色，遠(yuǎn)程指導(dǎo)或虛擬地呈現(xiàn)其學(xué)術(shù)內(nèi)容與教學(xué)思想，有效地彌補(bǔ)師資力量不足的問題，隨時(shí)更新名師提供的動(dòng)態(tài)電子教材，提供多學(xué)科交叉的綜合型教學(xué)內(nèi)容與綜合型師資隊(duì)伍。

3.實(shí)現(xiàn)交互式因材施教的個(gè)性化教學(xué)。參與式教學(xué)的交互教學(xué)模式能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)境，根據(jù)每個(gè)學(xué)生的個(gè)性特點(diǎn)及專長(zhǎng)，搭建適合學(xué)生的個(gè)性化教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，模擬搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境，讓學(xué)生充分展開想象，模擬仿真其實(shí)驗(yàn)效果，預(yù)演實(shí)驗(yàn)結(jié)果，有助于提高學(xué)生對(duì)于課程內(nèi)容的參與度和認(rèn)知程度。另外，學(xué)生還可根據(jù)自身的興趣點(diǎn)，專項(xiàng)選擇適合自己發(fā)展特點(diǎn)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，個(gè)性化地定制學(xué)習(xí)內(nèi)容。教師可根據(jù)每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，跟蹤分析其學(xué)習(xí)結(jié)果，對(duì)癥安排輔導(dǎo)及進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)的內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)交互式學(xué)習(xí)的效力。麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室在1993年推出了實(shí)體交互設(shè)計(jì)的數(shù)字教學(xué)產(chǎn)品，它整合了個(gè)人空間和共享學(xué)習(xí)工作空間，能讓兩位用戶在個(gè)人空間和共享空間之間實(shí)現(xiàn)輕松的轉(zhuǎn)換。這種交互式的教學(xué)產(chǎn)品是一種電子白板，產(chǎn)品使用生活中自然的互動(dòng)交流方式，如教學(xué)過程中交流雙方各自的頭部動(dòng)作，雙方眼神的交流和凝視方向等，這些交流的姿勢(shì)能夠被3D攝像頭等裝置識(shí)別出來，并通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行智能判斷，根據(jù)計(jì)算機(jī)圖形、圖像識(shí)別技術(shù)，判斷教學(xué)雙方用戶姿勢(shì)的變化，同時(shí)和姿勢(shì)所代表的含義進(jìn)行映射匹配。這種交互式的教學(xué)電子白板的隱喻是“讓用戶自由地交流，使用電子白板進(jìn)行交流的時(shí)候就像在巨大的透明玻璃板上畫畫一樣自然”。經(jīng)實(shí)踐證明，這種交互式的電子白板增強(qiáng)了教學(xué)雙方用戶的 “凝視注意力”，能夠使用戶看到使用電子白板的同伴的凝視方向，從而進(jìn)一步了解對(duì)方關(guān)注的內(nèi)容，達(dá)到更加自然的互動(dòng)式交流。教學(xué)雙方在對(duì)話中可以更加輕松和準(zhǔn)確地說出交流的對(duì)方在看哪一個(gè)屏幕對(duì)象，甚至比在普通的白板交流環(huán)境中更容易。這種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的交互式教學(xué)方式能夠以學(xué)生為教學(xué)中心，尊重學(xué)生個(gè)體差異，有效提高教師與學(xué)生及學(xué)生之間的交流效果，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)參與性。

4.建設(shè)富有特色的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，提供豐富多彩的專題知識(shí)和擴(kuò)展的學(xué)習(xí)資源。由于當(dāng)前各學(xué)科發(fā)展變化都比較大，各學(xué)科間相互交叉，學(xué)生的知識(shí)涉及面也越來越廣泛，綜合性強(qiáng)，新興交叉學(xué)科與原有學(xué)科之間的傳承變化都面臨著很大的挑戰(zhàn)。由于教學(xué)的具體內(nèi)容和對(duì)象變化非常迅速，很多問題在課堂上只能點(diǎn)到為止。因此，充分利用虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)，搭建交互式的數(shù)字教學(xué)平臺(tái)，可以有效管理豐富多樣與不斷發(fā)展變化的教學(xué)資源，為學(xué)生提供進(jìn)一步了解相關(guān)知識(shí)的課余輔導(dǎo)材料，有效整合、分享國(guó)內(nèi)外各名校的免費(fèi)教學(xué)資源，提供學(xué)校各學(xué)科教師間、各屆學(xué)生間以及校企之間的有效溝通平臺(tái)，形成分享式與定制式結(jié)合的學(xué)習(xí)資源庫(kù)。隨著三網(wǎng)合一以及云計(jì)算等信息技術(shù)的發(fā)展成熟，基于虛擬現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源庫(kù)也變得更為可行。專題知識(shí)由各教師提供最新的相關(guān)領(lǐng)域的理論、實(shí)踐方法等內(nèi)容，并要隨時(shí)更新。這些資源庫(kù)能夠有效地傳承文化，整合教學(xué)資源，為師生及校企、社會(huì)提供幫助。

第8篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)案例范文

關(guān)鍵詞：平頂山學(xué)院 數(shù)字虛擬校園 漫游

中圖分類號(hào)：TP391.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2013）02-0122-01

1 引言

近年來，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和城市數(shù)字化建設(shè)的雙層推動(dòng)下，河南省以鄭州市和平頂山市為代表首先實(shí)現(xiàn)了城市數(shù)字化，在此大背景下研究數(shù)字虛擬校園就尤顯得重要。將數(shù)字虛擬技術(shù)應(yīng)用到高校校園中實(shí)現(xiàn)漫游項(xiàng)目，是高校師生共同的愿意。筆者作為平頂山學(xué)院的一員軟件專業(yè)學(xué)生有責(zé)任也有義務(wù)為實(shí)現(xiàn)這一理想，做出應(yīng)有的努力。

數(shù)字虛擬校園漫游在國(guó)內(nèi)的研究始于1996年，由天津大學(xué)率先開辟了我國(guó)高校數(shù)字虛擬校園漫游的先河。隨后國(guó)內(nèi)一流的大學(xué)清華大學(xué)、北京大學(xué)、浙江大學(xué)、香港理工大學(xué)、香港中文大學(xué)、西南交通大學(xué)、中國(guó)科技大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、上海交通大學(xué)、中央廣播電視大學(xué)遠(yuǎn)程教育學(xué)院等著名高校，都利用虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)了校園漫游，利用虛擬技術(shù)通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了著名大學(xué)校園、校貌游客的瀏覽以及教學(xué)資源的共享。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與虛擬校園

虛擬現(xiàn)實(shí)是Virtual Reality的直譯，可對(duì)它簡(jiǎn)稱為VR。這項(xiàng)技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖形圖象技術(shù)、人工智能技術(shù)、傳感交互技術(shù)的融合體，利用計(jì)算機(jī)軟件來模擬出逼真的3D效果。

虛擬現(xiàn)實(shí)有三個(gè)基本的特征：（1）交互性。交互性是虛擬現(xiàn)實(shí)的基本屬性，用戶可以通過鍵盤、鼠標(biāo)、電光筆等工具與虛擬出來的軟件環(huán)境進(jìn)行交流，使瀏覽者就象是身臨其境一樣，軟件環(huán)境與人成為一體。（2）多觸感。虛擬現(xiàn)實(shí)軟件將以聽覺、視覺、觸覺等多種感觀來觸發(fā)人的身體，增進(jìn)逼真性。（3）將使用者放置于被虛擬的環(huán)境中，與虛擬環(huán)境中的建筑、花、草、樹木等完全一樣，成為環(huán)境中的一部分，就如同在現(xiàn)實(shí)世界中一般。

虛擬校園則是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將校園中的教學(xué)、實(shí)驗(yàn)環(huán)境、學(xué)校里的生活服務(wù)設(shè)備、有形資源等模擬出來，并上傳到INTERNET上，使能夠上網(wǎng)的用戶都可以通過網(wǎng)址來訪問虛擬校園，起到校園推廣和增強(qiáng)影響力的作用。

3 虛擬校園漫游項(xiàng)目系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

以平頂山學(xué)院新校區(qū)為研究對(duì)象，通過前期在山頂對(duì)學(xué)院全景進(jìn)行攝象和GoogleEarth做出學(xué)院的全景圖，再以每座建筑為圓點(diǎn)，拍設(shè)者繞建筑旋轉(zhuǎn)一周取建筑的360度特征。再用3DMAX來構(gòu)造校區(qū)建筑與樹木、人物模型。最后通過交互式的虛擬開發(fā)軟件Virtools進(jìn)行交互式整合和碰撞檢測(cè)。

3.1 開發(fā)目標(biāo)

平頂山學(xué)院虛擬校園漫游系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是，通過瀏覽器的使用者，利用鼠標(biāo)來控制游客小人，可以讓小人前、后、左、右行走，并可加速，減速。

（1）游客的視角可分為第一視角和第三視角兩種，第一視角更為直觀一些，可憑游客自己的喜好來選擇。

（2）游客對(duì)虛擬校園的遍歷也可自游遍歷或事先設(shè)好路線的講解遍歷兩種者結(jié)合。

（3）游客站在某個(gè)建筑面前，建筑將自動(dòng)的進(jìn)行介紹，并請(qǐng)您進(jìn)入里面參觀（聲音與文字相結(jié)合，來沖擊人的感觀）。

（4）在學(xué)院漫游時(shí)，游客遇到物體，會(huì)有個(gè)碰撞檢測(cè)，并發(fā)出告警。

3.2 系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境

操作系統(tǒng)： Microsoft公司W(wǎng)indows 7；

圖形圖像編輯軟件：Auto CAD，Photoshop CS5；

三維建模系統(tǒng)：3DMAX 2010；

虛擬交互工具：Virtools；

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：Oracle 11g；

Java開發(fā)環(huán)境：JDKI.318，JREI.318，JCreator。

3.3 虛擬校園漫游仿真流程圖

3.4 技術(shù)實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)解析

3.4.1 室外建筑建模

涉及室外建筑模型，主要包括墻體造型、各類窗框造型、陽臺(tái)造型、頂層閣樓造型以及山墻造型等多種類型的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。可以從正、側(cè)立面分別入手，最后進(jìn)行整合來建模。

首先繪制標(biāo)準(zhǔn)層的輪廓線條，添加修改器得到墻體模型，然后通過布爾運(yùn)算得到門窗洞口。標(biāo)準(zhǔn)層制作完畢后使用array工具進(jìn)行陣列頂層的構(gòu)造。

3.4.2 建筑貼片制作

對(duì)于門窗等有細(xì)部尺寸要求的構(gòu)件，在CAD中繪出立面圖， 以eps文件格式導(dǎo)出。導(dǎo)入PhotoShop中，合并圖層，主要綜合運(yùn)用幾種選區(qū)，填充，漸變，模糊和幾個(gè)特殊效果濾鏡即可制作包括Diffuse通道和Bump通道的貼圖。

3.4.3 碰撞檢測(cè)

首先我們用Z方法判斷物體爬高是否超過一定的高度，如果太高的話，則位置不變。接著，進(jìn)行BUMP檢測(cè)，以判斷身體是否撞到其它物體，如果撞到則退出，沒有撞到則設(shè)置標(biāo)志。

當(dāng)視點(diǎn)與場(chǎng)景發(fā)生碰撞時(shí)，它的碰撞響應(yīng)方式有兩種情況：后退和改變視點(diǎn)的高度，后退就是退回到不發(fā)生碰撞的位置，從而改變視點(diǎn)的碰撞狀態(tài)；另一種是改變視點(diǎn)的高度，就是可以用鍵盤升高或降低視點(diǎn)，從而越過碰撞物體的高度，使視點(diǎn)脫離碰撞狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

[1]謝建華，馬劍，張建茂.虛擬校園漫游設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].系統(tǒng)仿真及其應(yīng)用.

第9篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)案例范文

1虛擬技術(shù)及其特征

虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality）即將本來不存在的事物和環(huán)境，通過各種技術(shù)虛擬為沉浸式交互環(huán)境，使人感覺如同處在真實(shí)世界一樣，又稱為靈境技術(shù)或臨境技術(shù)。沉浸性、交互性、想象性是虛擬技術(shù)的三個(gè)突出特征，三者就像三個(gè)頂點(diǎn)，構(gòu)成了虛擬技術(shù)的三角形，使參與者能夠沉浸于虛擬世界之中并直觀而自然地實(shí)時(shí)感知和交互。1）沉浸性：是指使用戶感覺到好像完全置身于虛擬世界中一樣，被虛擬世界所包圍。虛擬技術(shù)的主要技術(shù)特征就是讓用戶由被動(dòng)的觀察者變成主動(dòng)的參與者，覺得自己是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所創(chuàng)建的虛擬世界的一部分，沉浸于其中并參與虛擬世界的各種活動(dòng)。視覺沉浸、聽覺沉浸、觸覺沉浸、嗅覺沉浸的感知技術(shù)目前己較為成熟，身體感覺沉浸、味覺沉浸還有待進(jìn)一步開發(fā)。2）交互性：是指用戶從過去只能通過鍵盤、鼠標(biāo)與計(jì)算環(huán)境中的單維數(shù)字信息發(fā)生交互作用，到能用多種傳感器，借助于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)殊的硬件設(shè)備，以自然的方式與多維化信息的虛擬世界進(jìn)行交互，實(shí)時(shí)產(chǎn)生在真實(shí)世界中一樣的感知，甚至連用戶本人都意識(shí)不到計(jì)算機(jī)的存在。3）想象性：是指虛擬環(huán)境是人想象出來的，同時(shí)這種想象體現(xiàn)出設(shè)計(jì)者相應(yīng)的思想，可用來實(shí)現(xiàn)一定的目標(biāo)，如從定性和定量綜合集成的環(huán)境中得到感性和理性的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而使人能深化概念、產(chǎn)生新意和構(gòu)想，主動(dòng)地尋求探索接收信息，而不是被動(dòng)地接收等，更有創(chuàng)意。

2虛擬技術(shù)在學(xué)科教育領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)

VRML（VirtualRealityModelingLanguage）虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言是在Internet上廣泛流行的一種圖形建模語言，用它可以在Inter-net上創(chuàng)建三維的虛擬場(chǎng)景。許多互聯(lián)網(wǎng)上創(chuàng)建的具有可導(dǎo)航、超鏈接等功能的三維虛擬現(xiàn)實(shí)空間都是用這種技術(shù)創(chuàng)建的，其中網(wǎng)上虛擬大學(xué)用的主要技術(shù)就是虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言技術(shù)，它已經(jīng)成為在互聯(lián)網(wǎng)上創(chuàng)建三維虛擬場(chǎng)景的事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。

2.1虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言的場(chǎng)景描述

在虛擬場(chǎng)景建模的時(shí)候，一般把整個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆指睿瑢?duì)分割的小場(chǎng)景再進(jìn)行渲染。虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言定義的三維場(chǎng)景由一個(gè)節(jié)點(diǎn)樹表示，場(chǎng)景中的每個(gè)對(duì)象由一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)描述。從理論上來說，節(jié)點(diǎn)可以包括任何東西———3D幾何體、MIDI數(shù)據(jù)、JPEG圖像。虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)集中定義了許多不同類型的節(jié)點(diǎn)，多數(shù)節(jié)點(diǎn)分為以下幾類：1）外形類節(jié)點(diǎn)（shapenode），唯一一類能被繪制的節(jié)點(diǎn)。2）屬性類節(jié)點(diǎn)（propertiesnode），這類節(jié)點(diǎn)的處理通過影響外形類節(jié)點(diǎn)進(jìn)行。3）組節(jié)點(diǎn)（groupnode），組節(jié)點(diǎn)把其它節(jié)點(diǎn)收集在一起，允許把節(jié)點(diǎn)的集合當(dāng)作一個(gè)節(jié)點(diǎn)來處理。其他的節(jié)點(diǎn)諸如材質(zhì)節(jié)點(diǎn)（material）節(jié)點(diǎn)、紋理（Textual）節(jié)點(diǎn)、燈光節(jié)點(diǎn)（分為DirectionalLight節(jié)點(diǎn)和SpotLight節(jié)點(diǎn)）、背景（background）節(jié)點(diǎn)。每個(gè)小場(chǎng)景都可以形成虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言文件，由多個(gè)小場(chǎng)景構(gòu)成的多個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言文件用內(nèi)聯(lián)節(jié)點(diǎn)（Inline）之間的嵌套技術(shù)合并成一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言文件，這個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言文件完成了整個(gè)場(chǎng)景的建模。這種場(chǎng)景的建模基本有兩點(diǎn)好處：1）虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言的小場(chǎng)景文件可以有機(jī)的整合，不會(huì)因?yàn)槊總€(gè)小場(chǎng)景的文件太大而不利于調(diào)試、檢查。2）用戶瀏覽的時(shí)候不用把整個(gè)場(chǎng)景文件都讀入本地客戶機(jī)中，這樣就適應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，提高了在虛擬空間中瀏覽的速度。

2.2虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言的文件組成

虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言文件主要包括四個(gè)主要成分：虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言文件頭、原型、造型節(jié)點(diǎn)和腳本、路由。在這四個(gè)要素中，只有文件頭部分是必須的，它用來告訴瀏覽器虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言文件符合的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)以及使用的字符集等信息。原型定義了創(chuàng)建帶有指定名稱、接口和整體的新節(jié)點(diǎn)類型，一旦成功地定義了原型，它就可以在虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言文件的其他地方隨意使用。造型節(jié)點(diǎn)是虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言中的基本建造模塊，它構(gòu)成了虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言文件的主體部分，正是由于造型節(jié)點(diǎn)的定義而產(chǎn)生了虛擬的虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言空間。腳本可以看作是一個(gè)節(jié)點(diǎn)的外殼，它有域值、eventIn事件、eventOut事件。事件本身不能產(chǎn)生任何動(dòng)作，但它可以通過程序腳本來賦予腳本節(jié)點(diǎn)值來產(chǎn)生各種動(dòng)作。這里的程序腳本是一種簡(jiǎn)化了的應(yīng)用程序，一個(gè)典型的腳本是由JAVA或JavaScript編程語言寫成的程序。路由（Route）是一種文本描述消息，一旦在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間創(chuàng)建了一個(gè)路由，第一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以順著路由傳遞消息給第二個(gè)節(jié)點(diǎn)，這樣的消息被稱為事件。虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言還可以包含下列條目：注釋、節(jié)點(diǎn)和域值、定義的節(jié)點(diǎn)名、使用的節(jié)點(diǎn)名等。

2.3虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言語言的編譯

設(shè)計(jì)虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言虛擬場(chǎng)景時(shí)，最簡(jiǎn)單的方法是直接使用文本編輯器來編輯描述文本。這種方法類似于程序設(shè)計(jì)，它簡(jiǎn)單方便，但不是很直觀，對(duì)設(shè)計(jì)者的空間想象能力要求較高，設(shè)計(jì)的效率也不高。現(xiàn)在有很多可視化的虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言設(shè)計(jì)工具，如CosmoWorld和HomeSpace等，這些工具將虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)都做成可視的組件，用戶設(shè)計(jì)時(shí)，只需要將這些組件組合成自己需要的虛擬場(chǎng)景就可以了，而且設(shè)計(jì)的效果在設(shè)計(jì)時(shí)就可以看到。設(shè)計(jì)完畢后，系統(tǒng)自動(dòng)將這個(gè)可視的虛擬場(chǎng)景生成標(biāo)準(zhǔn)的虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言描述文本，這樣，這些文本傳送到用戶的瀏覽器后，便會(huì)在用戶的屏幕上重現(xiàn)這個(gè)虛擬場(chǎng)景。虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言在各方面都展現(xiàn)出強(qiáng)大的應(yīng)用潛力，蘊(yùn)藏了無限生機(jī)。

3虛擬現(xiàn)實(shí)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用

虛擬技術(shù)能夠?yàn)閰⒓咏逃膶W(xué)生提供生動(dòng)、逼真的學(xué)習(xí)壞境，學(xué)生能夠成為虛擬環(huán)境的一名參與者，這對(duì)調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，突破教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的技能都將起到積極的作用。虛擬技術(shù)在遠(yuǎn)程教學(xué)中的應(yīng)用主要有以下四個(gè)方面：

3.1探索學(xué)習(xí)

虛擬技術(shù)可以對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中所提出的各種假設(shè)模型進(jìn)行虛擬，通過虛擬系統(tǒng)便可直觀地觀察到這一假設(shè)所產(chǎn)生的結(jié)果或效果。如在虛擬化學(xué)系統(tǒng)中，學(xué)生可以按照自己的假設(shè)將不同的分子組合在一起，虛擬出組合的物質(zhì)來。真正對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境的研究是對(duì)分布式真實(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)感的教學(xué)環(huán)境的開發(fā)與應(yīng)用進(jìn)行研究，通過人體模型或者化合物等分子結(jié)構(gòu)演示的虛擬體驗(yàn)，教育者和學(xué)習(xí)者之間，或者學(xué)習(xí)者和同伴之間可以在一個(gè)虛擬的現(xiàn)實(shí)空間中，進(jìn)行虛擬人之間的面對(duì)面的情感交流。#p#分頁標(biāo)題#e#

3.2技能訓(xùn)練

利用虛擬技術(shù)，可以做各種各樣的技能訓(xùn)練。由于這些虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)無任何危險(xiǎn)，學(xué)生可以不厭其煩地反復(fù)練習(xí)，直至掌握操作技能為止。如虛擬飛機(jī)駕駛訓(xùn)練中，學(xué)員可以反復(fù)操作控制設(shè)備，學(xué)習(xí)在各種天氣情況下駕駛飛機(jī)起飛、降落，通過反復(fù)訓(xùn)練，熟練掌握駕駛技術(shù)。虛擬技術(shù)在教學(xué)中應(yīng)用幾乎最成功的案例就是模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的開發(fā)與研制。由于空間探索和軍隊(duì)?wèi)?zhàn)爭(zhēng)訓(xùn)練需要高昂的費(fèi)用，以及這些領(lǐng)域需要極高的安全性與可靠性，使得虛擬技術(shù)最早應(yīng)用在了這個(gè)領(lǐng)域，并且發(fā)揮出了巨大的使用價(jià)值和商業(yè)價(jià)值。隨著社會(huì)的進(jìn)步，虛擬技術(shù)也延伸到的一般的醫(yī)學(xué)教學(xué)、汽車駕駛以及電器維修等需要培養(yǎng)各種操作技能的領(lǐng)域。在動(dòng)作技能的學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)者只有從虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中接受到操作或動(dòng)作的反饋才能起到積極的學(xué)習(xí)作用。因此在運(yùn)用虛擬技術(shù)研發(fā)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該具體考慮學(xué)習(xí)產(chǎn)生的條件以及教學(xué)的效果，這種模擬訓(xùn)練系統(tǒng)應(yīng)該能夠提供真實(shí)的模擬訓(xùn)練的情景，校正學(xué)習(xí)者的錯(cuò)誤以及跟蹤學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程等功能。

3.3虛擬實(shí)驗(yàn)

利用虛擬技術(shù)，還可以建立各種虛擬實(shí)驗(yàn)室，如地理、物理、化學(xué)、生物實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以自由地做各種實(shí)驗(yàn)。利用虛擬技術(shù)建立的各種虛擬實(shí)驗(yàn)室（Virtuallab）在教育上應(yīng)用前景廣闊，尤其在物理、化學(xué)、生物等需要實(shí)驗(yàn)的學(xué)科中更是如此。創(chuàng)建這種虛擬環(huán)境的演示物體可以擺脫真正實(shí)驗(yàn)室所需要的昂貴的設(shè)備，減少了教育部門的實(shí)驗(yàn)開銷，教學(xué)的效果基本接近運(yùn)用真正的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所能達(dá)到的教學(xué)效果。虛擬實(shí)驗(yàn)室基本上分為兩類：一種是由編程者設(shè)計(jì)只能插入并操作實(shí)驗(yàn)中有限的實(shí)物，這是現(xiàn)今大多數(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的工作環(huán)境；另外一種是基于廣泛學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。