VR/AR技术在高职院校“双高”建设中的应用探索

肖龙星

摘  要：该研究基于高职院校虚拟仿真实验室的建设构想、VR/AR技术在思政课程及其他各专业课程中的应用，力求探索出促进高职院校“双高”建设的VR/AR系统，提高学校专业建设水平和综合展示能力。VR/AR开发引擎基于Unity 3D游戏引擎。VR搭载平台基于720云、Steam VR、Pico VR和微信公众平台等，AR搭载平台基于Vuforia平台、Andriod移动端和IOS移动端。

关键词：VR  双高  职业教育  虚拟现实

中图分类号：G434                                  文献标识码：A                         文章编号：1672-3791（2019）06（a）-0030-02

1  VR/AR技术助推高职院校“双高”建设

在高职院校“双高”创建工作中，虚拟仿真实验室建设是一项重要的考核指标。VR/AR是行之有效的技术，在推动校园建设、促进专业建设方面具有重要意义，在可融合校方资源，或助推“双高”建设中脱颖而出。

1.1 虚拟仿真实验室建设构想

高职院校的虚拟仿真实验室应包含实地展示厅和云端展示厅。

实地展示厅应位于行政主楼或教学主楼，运用相应的VR和AR设备，展示校园形象、师生作品、获奖作品等。

云端展示厅应结合相应的VR和AR云端展示平台，如720云、Steam VR平台等进行展示。如果结合微信小程序搭建产品展示厅，并嫁接到校方微信公众号，既能保证数据安全，又方便师生实时访问。

1.2 VR/AR技术融入高职课程

VR/AR是发展中的、影响深远的、有潜在应用价值的新技术，能够缩小教育与社会需求之间的差距，改变学习者的思维方式，甚至会影响学习者对世界、时空和自我的看法[1]。若将其合理应用于思政课程中，或将有效促进思政课程改革;合理应用于专业课程中，课堂主阵地或将呈现全新的教学模式。

1.2.1 VR/AR助力思政课程改革

师生人人一套VR眼镜，通过沉浸式教学，将大家带入思政的虚拟世界。在各类虚拟历史博物馆、紀念馆内，师生可角色互换，通过场景漫游、观看影片、交互游戏、答题闯关等，完成每一节课程。

结合思政课程教科书内容，奖品被设置成AR产品，奖励表现优异的学生。对于学生的学习进度、学习水平、课程考核等方面，都可结合每位学生的监控数据做评估分析。

1.2.2 VR/AR在其他专业课程中的应用

计算机专业，特别是软件开发、数字媒体等方向，应当开设VR/AR课程。师生既可以开发、设计VR/AR产品，又可以参加各类比赛。

其他非计算机专业，则可以将VR/AR产品融入授课内容。比如建筑类课程中，建筑结构可以通过VR和AR来展示;经济贸易类课程中，可以通过VR模拟产品物流路线;小学和学前教育类课程中，通过AR将卡通漫画生成3D效果，通过VR交互布置幼儿学习环境等。

2  VR产品设计与架构

VR产品包括基于现实的720°或360°实景VR和基于模型的虚拟VR。前者源于实地取景，生成全景照片;后者通过建模，搭建VR环境。

2.1 实景VR的设计与实现

2.1.1 实地取景

720°全景VR主要用于外景展示，需借助无人机实地取景。选好取景点后，将无人机升至高空悬停，平、仰、俯角360度各拍摄4～6张，最后扣拍1张，共计13～19张。

360°全景VR主要用于内景展示，需借助单反相机和鱼眼镜头。平角360°拍摄4～6张，垂直向上、向下各拍摄1张，共计6～8张。

2.1.2 后期制作

将拍摄好的实景照片导入全景合成软件，比较常用有PTGUI。将照片合成1张长宽比为2：1的全景图。

合成的720°全景图，还需要导入Photohop软件，处理天空效果或修补其他细节。

2.1.3 产品发布

处理和优化好的全景图片，可发布至全景云平台，开通VR功能即可正常访问。

以720云为例，产品展示中既可添加背景音乐、语音讲解，又可增加热点、沙盘、足迹等，增强交互性和用户体验。生成的二维码或超链接，还可嵌入到学校微信小程序或微信订阅号中。

2.2 模型VR的设计与实现

2.2.1 模型制作

运用Unity 3D搭建场景，其中包括UI界面和各类交互按钮。

该研究以Pico VR为例，导入VR所需SDK，即PicoVR Unity SDK V2.7.7。进入Project选项卡，依次展开Assets→Pvr_UnitySDK→Prefabs，将Pvr_UnitySDK、PvrController0、PvrController1、ControllerManager预制体拖入场景，再做相应调试，即可完成VR交互功能的环境搭建。

2.2.2 代码交互

点击UI按钮交互，如实现场景切换的核心代码：

SceneManager.LoadScene（"Tushuguan"）;//切换到“Tushuguan”场景

点击手柄方向盘按钮，实现前后左右移动。新建CameraMove.cs脚本，挂到Pvr_UnitySDK，核心代码：

float xAxis= Input.getAxis（“Horizontal”）;

float zAxis= Input.getAxis（“Vertical”）;

transform.Translate（xAxis，0f，zAxis）;

2.2.3 作品導出与发布

设计好的VR作品，既可导出到PC端和移动端运行。同时，还可发布到Pico VR平台，通过Pico VR APP访问作品。

对于高校而言，最安全的方式是开发VR/AR云端展示厅，将所有作品集成管理。

3  AR产品设计与架构

AR取景目标以“五四运动”4个汉字的印刷体为例，制作3D视听特效。Unity 3D最好选用2017版本以上，软件自动集成Vuforia SDK。

3.1 Vuforia注册与数据库搭建

在Vuforia官网注册账户，新建开发项目。将项目生成的License Key复制粘贴到Unity 3D场景的Vuforia预制体中，以便识别AR取景目标。

返回Vuforia官网，进入Target Manager，点击Add Database按钮新建数据库。在Add Target中新建单张图片（Single Image），图片为“五四运动”4个汉字的照片。下载数据库，选择Unity Editor，导入Unity 3D的Assets中备用。

3.2 模型导入与代码框架改写

在Unity 3D场景中创建能够代表“五四运动”的模型，并导入相关音频。将AR_Camera预制体拖入场景，修改AR_Camera中的脚本组件，核心代码如下：

Instantiate（Wusiyundong_Prefab， transform.position， Quaternion.identity）;//实例化场景预制体

3.3 AR产品导出与发布

AR产品设计好之后，即可导出到PC端和移动端运行。较安全的方式是存放到校方的VR/AR云端展示厅（包括校方APP或者微信小程序、订阅号），将所有发布的产品进行集成管理。

参考文献

[1] 张枝实.虚拟现实和增强现实的教育应用及融合现实展望[J].现代教育技术，2017（1）：21-27.

[2] 郭立志.虚拟仿真实验室在高校中的构建[J].科技经济导刊，2016（28）：130.

[3] 皮健，李文东.基于VR/AR技术的职业学校STEAM课程体系的构建与应[J].辽宁师范大学学报：自然科学版，2019，42（1）：54-59.