關于虛擬現實的科技論文2000字(2)
關于虛擬現實的科技論文2000字
關于虛擬現實的科技論文2000字篇二
虛擬現實技術的教育應用初探
摘要: 本文闡述了虛擬現實技術在教育中的應用及意義,并結合虛擬現實教育應用的現狀,分析總結了虛擬現實在教育應用中存在的問題,提出了若干建議,最后展望了虛擬現實技術的發(fā)展趨勢。
關鍵詞: 虛擬現實技術教育應用建議展望
虛擬現實技術,又稱靈境技術,是以交互性、沉浸性和構想性為基本特征的計算機高級人機界面,是迅速發(fā)展的一項綜合性計算機、圖形交互技術。與傳統(tǒng)教育技術相比,虛擬現實技術有著自己獨特的優(yōu)勢,可取得良好的教學效果。虛擬現實與教育相結合,一定會在教育領域中產生質和量的飛躍,然而虛擬現實技術在教育中還沒有被廣泛得到應用。
1.虛擬現實技術在教育中的應用及意義
虛擬現實應用于教育是教育技術發(fā)展的一個飛躍。它是一種為學習者通過自身與信息環(huán)境的相互作用來得到知識、技能的新型學習方式。其主要應用[1]有:虛擬實驗室、虛擬課堂、虛擬圖書館、虛擬校園、虛擬演播室、虛擬遠程教育。
虛擬現實技術模擬的事物和環(huán)境真實而生動,并且提供多樣化的自然交互途徑和會話手段,可激發(fā)學生的學習積極性,并有助于激發(fā)人的形象思維和研究性思維,從而深化概念和建造新的構想與創(chuàng)意,因此,將虛擬現實用于教育可大大提高教學效果。同時,現實教學經常會受到實驗設備、教學經費等的限制,或者存在一些在一般教學環(huán)境下無法顯現的事物與現象。引進虛擬現實技術,我們可以立足于有限的設備資金投入,更多地依靠軟件和智慧,有針對性地開展各種模擬實驗或虛擬教學。另外,在教育領域的Web站點上,虛擬教師、虛擬考場等新興的教育形式也將不可避免地出現在網絡中,并以它們接近真實并高于真實的優(yōu)勢,在未來的教育領域中占有一席之地。因此,虛擬現實技術在教育和培訓領域方面有著巨大的應用價值。
2.虛擬現實技術在教育應用中的現狀分析
2.1虛擬現實技術在教育中的應用現狀
國內許多高校都建立了國家實驗室,開展了虛擬現實方面的研究工作。其中北京航空航天大學就建立了虛擬現實技術國家教育部重點實驗室,浙江大學也有計算機輔助設計和圖形學(CAD/CG)國家重點實驗室,其他高校如清華大學、西安交通大學對虛擬現實的真實感和立體現實技術也都進行了廣泛的研究,使得我國在虛擬現實基礎理論研究方面碩果累累。
但在國內的教育領域的應用方面,全浸入式的虛擬現實系統(tǒng)基本沒有,大多集中在OPENGL和VRML開發(fā)一些規(guī)模不太大的應用,應用平臺也以PC機為主。[2]因此,我國高校在虛擬現實這一領域,大部分都停留在技術研究上,虛擬現實技術還沒有在教育中得到真正的推廣和普及。
2.2問題分析
我們可以看到,虛擬現實技術盡管發(fā)展前景廣闊,但作為一門新興的科學,目前尚有諸多因素限制它在教育領域的廣泛應用,這些因素主要是:
(1)實驗效果有待加強。從虛擬現實的實現效果來說,其可信度較差,是指對創(chuàng)建的虛擬環(huán)境的可信度差。可信度不高具體原因表現在以下幾個方面:①虛擬世界的表示側重幾何表示,缺乏逼真的物理、行為模型;②虛擬世界在感知方面,有關視覺合成研究多,聽覺、觸覺(力覺)關注較少,真實性與實時性不足;③在與虛擬世界的交互中,自然交互性不夠,在語音識別等人工智能方面的效果還遠不能令人滿意。
(2)硬件環(huán)境的建立。這主要存在兩個方面問題:第一是相關設備普遍存在使用不方便,效果不佳等情況,難以滿足虛擬現實系統(tǒng)的需求;第二是硬件設備品種有待進一步擴展。在改進現有設備的同時,應該加快新設備的研制工作。同時,針對不同的領域要開發(fā)能滿足應用要求的特殊硬件設備。
(3)實現成本問題。虛擬現實系統(tǒng)應用的相關設備價格也比較昂貴,且這些設備局限性很大。如購置一個三維鼠標需數萬元,建設CAVE系統(tǒng)的投資達百萬以上;一個頭盔式顯示器一般達數萬元。
3.幾點建議
(1)遵循“需求牽引、技術推動”的原則。在教育需求的牽引下,重點研究核心技術,如動態(tài)環(huán)境建模技術[4]、實時三維圖形生成和顯示技術、新型交互設備的研制、智能化語音虛擬現實建模等。只有把這些最關鍵、最需要解決的技術問題攻克了,虛擬現實技術的發(fā)展才能不斷邁上新臺階。
(2)注意虛實結合。在采用虛擬實驗進行教學的過程中,并不能完全代替真實實驗。虛擬實驗是虛擬的實驗,缺少“實物感”,正如在網上看書與拿真實的書看時,總會覺得真實的書更實在。因此,在具體實施中,應該進行虛實結合。有目的地安排一些實驗在真實環(huán)境中操作,這樣更能加深學生對實驗的印象,提高實驗的效果。
(3)關注國外發(fā)展,充分利用政策支持。我們要重視虛擬技術的研究,但不能關起門來搞研究,應時刻關注國外虛擬技術和理論的發(fā)展,并通過各種途徑與國外進行交流,如訪學、參觀等。除此之外,還可以建立“虛擬團隊”[3]。在虛擬團隊中,其成員在空間分散,主要通過電子信息溝通技術(電子郵件、視頻會議等)協調工作。而且,新的溝通技術的發(fā)展,例如互聯網等,加速了這種趨勢。目前,虛擬團隊已經被應用于許多領域,比如R&D組織、客戶服務、科學研究等。
同時,作為一門新興科學,虛擬技術需要一個良好的發(fā)展環(huán)境?？上驳氖?虛擬現實技術已被《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006―2020年)》列為前沿技術――信息技術的三大主題之一,這無疑將為虛擬技術提供更多的發(fā)展空間和更好的發(fā)展環(huán)境。
4.展望
隨著與虛擬現實系統(tǒng)相關科技的日趨成熟,來自各種領域的研究與應用勢必不斷推陳出新,范圍也將不斷擴大,這已是必然的趨勢。虛擬現實技術將會是繼多媒體、計算機網絡之后,在教育領域內最具有應用前景的“明星”技術,它將使21世紀的教育與培訓事業(yè)發(fā)生質的變化。
參考文獻:
[1]郭天太.虛擬現實技術在高等教育中的應用及其意義[J].寧波大學學報,2006,25(1).
[2]葉愫,王昊鵬.教育中虛擬現實技術的應用研究[J].計算機教學與教育信息化,2008,22(2).
[3]陳蓉泉,鄧靖松.虛擬團隊的文化建構[J].企業(yè)經濟,2004,287(7).
[4]Pietro Murano,Dino Mackey.Usefulness of VRML building models in a direction finding context[J].Interacting with Computers,2007,(19):305-313.
看了“關于虛擬現實的科技論文2000字”的人還看：