虚拟现实在高职院校中的应用

王子岚

摘要：随着近年计算机硬件及相关技术的进步和不断改革，虚拟现实取得了快速的发展，由于其具有良好的互动性、沉浸性以及丰富的想象力等特性，使其开始广泛应用在多个工作生产领域中。这既促进了虚拟现实技术不断更新发展，也在很大程度上满足了现代社会的信息化发展需求。该文将就虚拟现实的研究和实际应用，来具体讨论这项技术在高职院校中的应用。

关键词：虚拟现实；高职院校；应用

目前，随着虚拟现实在技术层面的障碍被逐渐打破，虚拟现实的内容也将会进一步地被开发和丰富起来。而高职院校作为我国教育产业的核心组成部分，率先将虚拟现实引进高校教育对于扩充自身的教育内容与市场，形成新的联动都起到了极大的促进作用，同时也使虚拟现实技术的应用范围得到了极大的扩展，有效催生了更多新兴虚拟现实技术的研发。

1虚拟现实技术的概念和现状

虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）也被称灵境技术或人工环境。主要通过计算机来构建一个看似真实的模拟世界，然后再使用户通过传感设备来与模拟世界以听觉、视觉、触觉等途径进行交互和沉浸。使用户能在一个较为真实的虚拟世界里实现各种行为操作和体验过程，由此使人类与计算机能够进行良好的互动。

根据相关出版社的《2016年虚拟现实教育专题报告》显示，当前虚拟现实的应用范围还主要是在游戏、影视产业，如果能将虚拟现实的技术范围向外延伸拓展到高校基础教育、社会培训等产业中去，并进一步加大对高校基础设施的投入力度，使国内外的教育市场能够并行合作发展虚拟现实技术，那么，虚拟现实技术必将在高职院校以及教育领域中取得突破性的发展。

2虚拟现实技术在高职院校中的应用

2.1建立虚拟现实技术实验室

据调查显示，我国还没有高职院校使用VR设备在课堂进行教学的例子。但已经有一些高校比如清华大学、北京航空航天大学、上海交通大学等开始建立了属于自己的虚拟现实技术实验室，主要进行虚拟现实的科学研究和技术开发。例如清华大学的虚拟现实技术实验室，主要致力于发展虚拟现实在不同领域的应用与技术，比如汽车、生物医疗等，跨学科、跨学系的研究；或在智能制造中，设计、生产、展示等环节中的应用；并结合虚拟现实技术本身，开展大场景虚拟现实、虚拟现实云计算、虚拟现实海量数据分发与管理，和高仿真虚拟现实场景模拟等关键技术。

此外，实验室也将重点开展一系列虚拟现实的本科基础培训、本科教育、职业培训等实训类的课程开发与内容制作，形成一整套的面向跨学科的课程体系。

2.2设计虚拟现实技术沉浸式课堂

VR技术沉浸式课堂主要是针对课本重点、学生难以理解或者生活中难以接触的知识点进行场景化，当教师教授到本知识点的时候可以进入VR课堂，教师教授本知识点后可以流出空余时间让学生佩戴VR设备在场景中与刚学的知识点进行沉浸式互动，增加学生学习的兴趣和知识点的巩固。通过使用3DSMax辅助VRML（虚拟现实标记语言）进行虚拟场景的构建，对空间中的动线及导向识别系统进行设计分析，可以帮助学生理解并掌握在空间中动线和导向设计的要点。与展示设计传统教育相比，利用VR技术在展示设计多媒体辅助教学系统的运用、开发与完善，有着更加深入表达教学内容的优势。展示设计多媒体辅助教学系统的运用对学生获取知识、发展自身能力、培养良好设计思维有较好的作用，同时建立了一个互动的平台，在设计思维的培养方面有益于学生的个性发展。

另外还可以通过实景互动模拟教学将真实场景以360度全景、三维方式展现到互联网的全功能360度实景交互展示系统。浏览者就如同漫游在真实世界中一样，不但可以自由选择上、下、左、右、远、近观看角度，而且由于對360度全景视频的完美支持，可以不间断地向前，后移动位置，身临其境感比以往图片式的全景漫游更强、更真实。整合了平面、视频、音频、三维、动画等众多方法，极具视觉冲击力、震撼力和吸引力，是一种基于互联网应用的多媒体技术，也是一种新兴的基于真实场景的虚拟现实技术。系统具有动态性、真实性、互动性、易用性、沉浸感等五大特点。

通过3DSMax辅助VRML作为展示空间设计动线和导向设计的研究，插值器、动画生成、虚拟场景的创建和交互功能的实现等都发挥了不同的作用。在教学中有以下几个特点：发挥计算机多媒体的优势，采用恰当的表现方法，将复杂问题简单化；激发学生积极性，打破被动接受的教学形式，变为教与学互动；具有科学性无疑是重要的原则，演示、模拟实验符合科学性；设计及案例分析更清晰明了，影响更深刻。

2.3构建虚拟校园

虚拟校园是基于虚拟现实技术开发的校园漫游系统、将校园空间地理信息和其他校园信息结合，以三维可视化和虚拟现实场景接口呈现的校园网络信息服务环境，是数字符校园工程的重要组成部分。虚拟校园建设的意义在于对整个校园进行模拟，促进校园内各种资源的交流和配置，让人有身临其境的感觉。比如在2015年天津大学软件学院的师生就发布了一款能够让广大学生家长只需站在原地转头切换镜头就能浏览校园景色的虚拟校园应用程序。研发团队首先通过无人机对校区进行全景拍摄，然后通过创建细致的三维模型，精准的模拟出校区的全貌。之后采用虚拟现实技术，将模型嵌入到VR头盔中，通过体感识别来控制并与三维模型进行交互，使人产生身临其境的感觉。在进行场景构建时，要注意三维场景模型的构建是整个场景设计的重点和关键，大到复杂的实体建筑，小到路边的花丛草地，模型所描述的物体形状由构成物体的各个多边形、三角形和顶点来确定，物体外观则由其表面纹理、颜色、材质、光照系数等来确定，因此应该根据不同事物区别对待，以取得更佳效果。

2.4实行虚拟培训

在军事、驾驶、医护、体育等高职学校中通过依托虚拟现实技术，可以使学生在虚拟环境中进行各种训练。由虚拟现实技术所支撑的培训系统将使得学生可以在安全的虚拟环境中方便地取得感性知识和实际经验。虚拟现实技术支持下的虚拟教育培训环境有这几方面的优势，一是在虚拟现实技术支持下，虚拟培训设施与真正的培训设施功能相同，操作方法也一样，学生通过虚拟培训设施训练技能，和在现实培训基地里同样方便。二是虚拟教育培训环境有可能给任何受训者在任何地点任何时间里广泛地提供各种培训的场所。三是学生的培训内容与虚拟环境是密切相对应的，能为受训者设定各种复杂的情况，以提高受训者的应变能力；虚拟现实技术能按每个学生的基础和能力，对应性地开展个别化的教育培训。四是虚拟教学培训环境能够将过去世界、现在世界、未来世界、微观世界、宏观世界、宇观世界、客观世界、主观世界、幻想世界等拥有的物体和发生的事件单独呈现或进行有机组合，并可随时随地提供给学员进行培训。endprint

2.5设立虚拟展会

虚拟展会将虚拟现实技术、传统展览和网络技术融合在一起，构造了栩栩如生的三维网上展馆的环境，具有逼真的现场效果，访客坐在电脑前，就像走进现实中的展览会场，可以在各个展厅自主漫游，也可以由“虚拟向导”带领按特定路线浏览，穿梭于一个个展台前，观赏琳琅满目、五光十色的各种产品，仿佛置身于一个真实展览会场里。网上虚拟展会集成了传统展览和数字媒体的特点，不再是简单的二维图片，网页的浏览模式，而是采用虚拟现实技术构建了展览需要的相关元素，从展馆、展厅、展位，一直到具体的展品，都以真三维的方式呈现在浏览者的面前。

虚拟展会平台包括虚拟展馆（分展馆、大厅）管理、虚拟展厅（展位）管理、用户信息管理、即时通讯、活动中心和数据交换等主要部分组成。其中虚拟展馆提供展馆基础功能，是承载虚拟展厅的基础平台，可提供展厅管理定位，广告位投放设计，展厅搜索等功能；虚拟展厅可提供和满足参展商的个性化设计与功能定制，参展商可以通过系统提供的后台管理平台来进行展厅管理；用户信息采集与管理功能，对访客、展商、展位交互信息等等有关信息分门别类进行统计、分析和管理；即时通讯功能将建立一个类似网上呼叫中心的功能，用于对访客导引和信息查询指向；活动中心功能建立一个B2B、B2C交流互动平台，可以进行信息共享、讨论、市场促销等；数据交换功能提供了一个与系统外平台进行结构化数据交换的功能。系统可根据不同的用户，应用智能技术自动提供用户感兴趣的参展项目，也可以键人关键词通过全文检索直接查找目标项目。同时还具有自动导览和自由游览功能，根据预先设计的参观路线选择参观，由电脑自动导游，按选择的路线参观虚拟展馆并介绍重点推荐的参展项目；访客也可在虚拟展馆中自由行走，查看各個虚拟展厅的展示情况。也可以根据自身的参观兴趣提出主观要求，系统根据访客的要求可提供按参展单位、项目目录、顺序浏览查阅等多种参观自组展馆的方式。

3虚拟现实在高职院校的应用前景

在运用虚拟现实技术时，人和计算机之间紧密相连，构成了共同组建虚拟环境的元素，两者缺一不可。我们应该注意到，由于虚拟现实还属于一门全新的正处于起步发展阶段的技术，还用着很多不成熟的地方，特别是当其应用到高校的教育培训相关领域中时，学校应该重视虚拟现实和教学目标之间的联系，在这个过程中应该让教师起着引导的作用，采取科学合理的方法以及适当的控制来展现虚拟现实背景下的教育方法和教育内容。掌握好相关技术，并及时更新自身教育思维和教育理念，才能将教育方法更好地与全新的虚拟现实技术相结合，为虚拟现实技术在高职院校中的广泛成熟的应用铺平道路。

4小结

虚拟现实技术作为当今社会发展的一种全新技术，无疑已经成为了全球范围内最热门的项目之一。而虚拟现实技术在教育产业中的推广应用，将会给高职院校的工作教学带来巨大的影响，尽管在很长的一段时间内难以取代传统教育的地位，但通过虚拟现实沉浸式的体验和互动，将会对高校的教育结构、信息传递产生积极的影响，使时间和空间造成的认知阻断消失，虚拟现实技术在高职院校中的应用前景，值得大家期待。endprint