關(guān)于虛擬現(xiàn)實的科技論文2000字(2)
關(guān)于虛擬現(xiàn)實的科技論文2000字
關(guān)于虛擬現(xiàn)實的科技論文2000字篇二
虛擬現(xiàn)實技術(shù)的教育應(yīng)用初探
摘要: 本文闡述了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育中的應(yīng)用及意義,并結(jié)合虛擬現(xiàn)實教育應(yīng)用的現(xiàn)狀,分析總結(jié)了虛擬現(xiàn)實在教育應(yīng)用中存在的問題,提出了若干建議,最后展望了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞: 虛擬現(xiàn)實技術(shù)教育應(yīng)用建議展望
虛擬現(xiàn)實技術(shù),又稱靈境技術(shù),是以交互性、沉浸性和構(gòu)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(shù)。與傳統(tǒng)教育技術(shù)相比,虛擬現(xiàn)實技術(shù)有著自己獨特的優(yōu)勢,可取得良好的教學(xué)效果。虛擬現(xiàn)實與教育相結(jié)合,一定會在教育領(lǐng)域中產(chǎn)生質(zhì)和量的飛躍,然而虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育中還沒有被廣泛得到應(yīng)用。
1.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育中的應(yīng)用及意義
虛擬現(xiàn)實應(yīng)用于教育是教育技術(shù)發(fā)展的一個飛躍。它是一種為學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)方式。其主要應(yīng)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(xiàn)實技術(shù)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(xué)生的學(xué)習(xí)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(gòu)想與創(chuàng)意,因此,將虛擬現(xiàn)實用于教育可大大提高教學(xué)效果。同時,現(xiàn)實教學(xué)經(jīng)常會受到實驗設(shè)備、教學(xué)經(jīng)費等的限制,或者存在一些在一般教學(xué)環(huán)境下無法顯現(xiàn)的事物與現(xiàn)象。引進虛擬現(xiàn)實技術(shù),我們可以立足于有限的設(shè)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(xué)。另外,在教育領(lǐng)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(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)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(lǐng)域中占有一席之地。因此,虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育和培訓(xùn)領(lǐng)域方面有著巨大的應(yīng)用價值。
2.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育應(yīng)用中的現(xiàn)狀分析
2.1虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀
國內(nèi)許多高校都建立了國家實驗室,開展了虛擬現(xiàn)實方面的研究工作。其中北京航空航天大學(xué)就建立了虛擬現(xiàn)實技術(shù)國家教育部重點實驗室,浙江大學(xué)也有計算機輔助設(shè)計和圖形學(xué)(CAD/CG)國家重點實驗室,其他高校如清華大學(xué)、西安交通大學(xué)對虛擬現(xiàn)實的真實感和立體現(xiàn)實技術(shù)也都進行了廣泛的研究,使得我國在虛擬現(xiàn)實基礎(chǔ)理論研究方面碩果累累。
但在國內(nèi)的教育領(lǐng)域的應(yīng)用方面,全浸入式的虛擬現(xiàn)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(yīng)用,應(yīng)用平臺也以PC機為主。[2]因此,我國高校在虛擬現(xiàn)實這一領(lǐng)域,大部分都停留在技術(shù)研究上,虛擬現(xiàn)實技術(shù)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(xiàn)實技術(shù)盡管發(fā)展前景廣闊,但作為一門新興的科學(xué),目前尚有諸多因素限制它在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,這些因素主要是:
(1)實驗效果有待加強。從虛擬現(xiàn)實的實現(xiàn)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?？尚哦炔桓呔唧w原因表現(xiàn)在以下幾個方面:①虛擬世界的表示側(cè)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(guān)視覺合成研究多,聽覺、觸覺(力覺)關(guān)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(guān)設(shè)備普遍存在使用不方便,效果不佳等情況,難以滿足虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的需求;第二是硬件設(shè)備品種有待進一步擴展。在改進現(xiàn)有設(shè)備的同時,應(yīng)該加快新設(shè)備的研制工作。同時,針對不同的領(lǐng)域要開發(fā)能滿足應(yīng)用要求的特殊硬件設(shè)備。
(3)實現(xiàn)成本問題。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)應(yīng)用的相關(guān)設(shè)備價格也比較昂貴,且這些設(shè)備局限性很大。如購置一個三維鼠標需數(shù)萬元,建設(shè)CAVE系統(tǒng)的投資達百萬以上;一個頭盔式顯示器一般達數(shù)萬元。
3.幾點建議
(1)遵循“需求牽引、技術(shù)推動”的原則。在教育需求的牽引下,重點研究核心技術(shù),如動態(tài)環(huán)境建模技術(shù)[4]、實時三維圖形生成和顯示技術(shù)、新型交互設(shè)備的研制、智能化語音虛擬現(xiàn)實建模等。只有把這些最關(guān)鍵、最需要解決的技術(shù)問題攻克了,虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展才能不斷邁上新臺階。
(2)注意虛實結(jié)合。在采用虛擬實驗進行教學(xué)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(wǎng)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(yīng)該進行虛實結(jié)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(xué)生對實驗的印象,提高實驗的效果。
(3)關(guān)注國外發(fā)展,充分利用政策支持。我們要重視虛擬技術(shù)的研究,但不能關(guān)起門來搞研究,應(yīng)時刻關(guān)注國外虛擬技術(shù)和理論的發(fā)展,并通過各種途徑與國外進行交流,如訪學(xué)、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(shù)(電子郵件、視頻會議等)協(xié)調(diào)工作。而且,新的溝通技術(shù)的發(fā)展,例如互聯(lián)網(wǎng)等,加速了這種趨勢。目前,虛擬團隊已經(jīng)被應(yīng)用于許多領(lǐng)域,比如R&D組織、客戶服務(wù)、科學(xué)研究等。
同時,作為一門新興科學(xué),虛擬技術(shù)需要一個良好的發(fā)展環(huán)境。可喜的是,虛擬現(xiàn)實技術(shù)已被《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006―2020年)》列為前沿技術(shù)――信息技術(shù)的三大主題之一,這無疑將為虛擬技術(shù)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(xiàn)實系統(tǒng)相關(guān)科技的日趨成熟,來自各種領(lǐng)域的研究與應(yīng)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(xiàn)實技術(shù)將會是繼多媒體、計算機網(wǎng)絡(luò)之后,在教育領(lǐng)域內(nèi)最具有應(yīng)用前景的“明星”技術(shù),它將使21世紀的教育與培訓(xùn)事業(yè)發(fā)生質(zhì)的變化。
參考文獻:
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[2]葉愫,王昊鵬.教育中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用研究[J].計算機教學(xué)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(gòu)[J].企業(yè)經(jīng)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.
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