45虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)41

1、4.5 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要內(nèi)容容虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)技術(shù)概概況以“桌面虛擬擬現(xiàn)實(shí)系系統(tǒng)”為例介紹紹虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)技術(shù)在在教育中中的應(yīng)用用虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)技術(shù)概概況一、虛擬擬現(xiàn)實(shí)技技術(shù)概念念又稱臨境境技術(shù)（靈境技技術(shù)），是指指用立體體眼鏡和和傳感手手套等一一系列傳傳感輔助助設(shè)施來來實(shí)現(xiàn)的的一種三三維現(xiàn)實(shí)實(shí)，人們們通過這這些設(shè)施施以自然然的方式式（如頭頭的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)、手的的運(yùn)動(dòng)等等）向計(jì)計(jì)算機(jī)送送入各種種動(dòng)作信信息，并并且通過過視覺、聽覺以以及觸覺覺設(shè)施使使人們得得到三三維的視視覺、聽聽覺及觸觸覺等感感覺世界界。二、虛擬擬現(xiàn)實(shí)的的發(fā)展簡(jiǎn)簡(jiǎn)史1965年，Sutherland在終極的顯顯示中首次提提出虛擬擬現(xiàn)實(shí)

2、系系統(tǒng)的基基本思想想。1966年，MIT的林肯實(shí)實(shí)驗(yàn)室開開始頭盔盔式顯示示器研制制。70年代出現(xiàn)現(xiàn)第一個(gè)個(gè)功能較較齊全的的HMD系統(tǒng)。80年代初正正式提出出了“Virtual Reality”一詞80年代，美美國(guó)宇航航局（NASA）及國(guó)防防部組織織了一系系列有關(guān)關(guān)虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)技術(shù)術(shù)的研究究。如，1984年，NASA Ames研究中心心虛擬行行星探測(cè)測(cè)實(shí)驗(yàn)室室將火星星探測(cè)器器發(fā)回的的數(shù)據(jù)輸輸入計(jì)算算機(jī)，為為地面研研究人員員構(gòu)造了了火星表表面的三三維虛擬擬環(huán)境。90年代，計(jì)計(jì)算機(jī)軟軟硬件的的發(fā)展為為虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)統(tǒng)的發(fā)展展打下了了的基礎(chǔ)礎(chǔ)。1993年11月，宇航航員利用用虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)統(tǒng)成功地地完成

3、了了從飛機(jī)機(jī)的運(yùn)輸輸艙內(nèi)取取出望遠(yuǎn)遠(yuǎn)鏡面板板的工作作。再如如，用虛虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)技術(shù)設(shè)設(shè)計(jì)波音音777獲得成功功。三、虛擬擬現(xiàn)實(shí)系系統(tǒng)一般般構(gòu)成虛擬世界界虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)軟件計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備備輸出設(shè)備備輸入設(shè)備輸出設(shè)備VR軟件虛擬世界常用人機(jī)機(jī)接口設(shè)設(shè)備四、應(yīng)用用領(lǐng)域軍事及航航空如，SGI虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)系統(tǒng)。無需制制造真正正的原型型試驗(yàn)機(jī)機(jī)即可獲獲得寶貴貴的數(shù)據(jù)據(jù)。建筑與汽汽車業(yè)設(shè)計(jì)師，通過虛虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)技術(shù)觀觀察他們們?cè)O(shè)計(jì)的的效果，如外觀觀、動(dòng)力力性、使使用方便便性。用戶，可通過過虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)技術(shù)術(shù)在設(shè)計(jì)計(jì)完成后后“進(jìn)入”大廈漫游游，以便便得知大大廈各房房間的規(guī)規(guī)劃、裝裝飾材料料的選擇擇等是否否滿意。醫(yī)學(xué)醫(yī)生遠(yuǎn)

4、程程做手術(shù)術(shù)培訓(xùn)汽車駕駛駛模擬訓(xùn)訓(xùn)練，大大型飛機(jī)機(jī)駕駛模模擬娛樂虛擬房地地產(chǎn)推銷銷光學(xué)虛擬擬實(shí)驗(yàn)室室大型工程程漫游五、虛擬擬現(xiàn)實(shí)系系統(tǒng)的發(fā)發(fā)展趨勢(shì)勢(shì)例：實(shí)景景虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)技術(shù)術(shù)圖1、杰圖FlyVR實(shí)景虛擬擬現(xiàn)實(shí)平平臺(tái)便攜式三三維展示示硬件：虛擬感應(yīng)應(yīng)頭盔、遙控手手柄、數(shù)據(jù)手套套等gis地圖與現(xiàn)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景景的互動(dòng)動(dòng)結(jié)合給給人們帶帶來建模模無法實(shí)實(shí)現(xiàn)的真真實(shí)感受受桌面虛擬擬現(xiàn)實(shí)系系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)系統(tǒng)有有如下幾幾種，在在這里主主要介紹紹桌面虛虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)系統(tǒng)一、什么么是桌面面虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)統(tǒng)？是一種集集立體圖形形、自然交互互等技術(shù)，以營(yíng)造造與客觀觀世界高高度類似似的、逼逼真的、虛擬的的環(huán)境為為重要內(nèi)內(nèi)容進(jìn)行

5、行各種應(yīng)應(yīng)用的系系統(tǒng)。即是利用用個(gè)人計(jì)計(jì)算機(jī)和和低級(jí)工工作站進(jìn)進(jìn)行仿真真，計(jì)算算機(jī)的屏屏幕用來來作為用用戶觀察察虛擬境境界的一一個(gè)窗口口，各種種外部設(shè)設(shè)備一般般用來駕駕駛虛擬擬境界，并且有有助于操操縱在虛虛擬情景景中的各各種物體體。二、桌面面虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)統(tǒng)特性虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)系統(tǒng)具具有一種種身臨其其境的臨臨場(chǎng)感，為了達(dá)達(dá)到這種種目的，虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)統(tǒng)具備一一些與普普通圖形形系統(tǒng)不不同的特特點(diǎn)：1、生動(dòng)的的計(jì)算機(jī)機(jī)圖形圖圖像場(chǎng)景景2、自然的的人機(jī)交交互3、通用的的圖形軟軟件平臺(tái)臺(tái)三、常見見的桌面面虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)技術(shù)術(shù)基于靜態(tài)態(tài)圖像的的虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)技術(shù)術(shù)采用連續(xù)續(xù)拍攝的的圖像和和視頻，在計(jì)算算機(jī)中拼拼接建立

6、立實(shí)景化化虛擬空空間VRML（虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)造型型語(yǔ)言）采用描述述性的文文本語(yǔ)言言描述基基本的三三維物體體的造型型，通過過一定的的控制，將這些些基本的的三維造造型組合合成虛擬擬場(chǎng)景，當(dāng)瀏覽覽器瀏覽覽這些文文本描述述信息時(shí)時(shí)，在本本地進(jìn)行行解釋執(zhí)執(zhí)行，生生成虛擬擬的三維維場(chǎng)景。桌面CAD（computerassociated design計(jì)算機(jī)輔輔助設(shè)計(jì)計(jì)）系統(tǒng)統(tǒng)利用桌面面三維圖圖形繪制制技術(shù)對(duì)對(duì)虛擬世世界進(jìn)行行建模，通過計(jì)計(jì)算機(jī)的的顯示器器進(jìn)行觀觀察，并并能自由由地控制制視點(diǎn)和和視角。NextVRML（Virtual RealityModelingLanguage）虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)建模語(yǔ)語(yǔ)言VRML的歷

7、史返回VRML工作原理理：文本描述述、遠(yuǎn)程程傳輸、本地計(jì)計(jì)算文本描述述，指VRML用類似HTML標(biāo)記文本本語(yǔ)言來來描述三三維場(chǎng)景景，如，立方體體的描述述文本是是：Box（size3.0*3.0*3.0)。遠(yuǎn)程傳輸輸，指用戶戶VRML描述的虛虛擬場(chǎng)景景時(shí)，需需要通過過Internet將描述場(chǎng)場(chǎng)景的文文本傳送送到本地地。本地計(jì)算算生成，是指描描述虛擬擬場(chǎng)景的的數(shù)據(jù)傳傳送到本本地后，瀏覽器器對(duì)它進(jìn)進(jìn)行解釋釋計(jì)算，動(dòng)態(tài)地地生成虛虛擬場(chǎng)景景。返回VRML的應(yīng)用：VRML使得Internet的一片平平面世界界首次出出現(xiàn)了了了三維場(chǎng)場(chǎng)景，成成為Internet最具發(fā)展展前景的的新興技技術(shù)。在教育領(lǐng)領(lǐng)域的We

8、b站點(diǎn)中，它可廣廣泛用于于學(xué)習(xí)情情景創(chuàng)設(shè)設(shè)，增加加學(xué)習(xí)內(nèi)內(nèi)容的形形象性和和趣味性性，并可可用于可可視化的的導(dǎo)航，自然的的人機(jī)界界面等方方面。如如：創(chuàng)建建網(wǎng)上三三維圖書書館，它它的特點(diǎn)點(diǎn)是，書書籍歸類類整理更更接近真真實(shí)或?qū)⒏哂谡嬲鎸?shí)，匯匯編或查查閱書籍籍時(shí)只需需要鼠標(biāo)標(biāo)的輕輕輕戰(zhàn)地對(duì)對(duì)應(yīng)的虛虛擬圖書書。返回VRML的語(yǔ)法與與節(jié)點(diǎn)返回GroupchildrenShapeShape Transformtranslation 0.00.00.0scale0.20.5 0.2childrenShape ShapeVRML節(jié)點(diǎn)參考考QTVR（QuickTimeVirtualReality)QTVR是一

9、種基基于靜態(tài)態(tài)處理的的，在微微機(jī)平臺(tái)臺(tái)上能夠夠?qū)崿F(xiàn)的的初級(jí)虛虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)技術(shù)。QTVR是在下列列概念基基礎(chǔ)上組組成的：全景，是空間間中一個(gè)個(gè)視點(diǎn)對(duì)對(duì)周圍環(huán)環(huán)境360度的視圖圖對(duì)象，是從分分布在以以一個(gè)物物體為中中心的立立體360度的球面面上的眾眾多視點(diǎn)點(diǎn)來觀察察這個(gè)物物體，從從而生成成的對(duì)一一個(gè)物體體全方位位的圖像像信息。場(chǎng)景，是把一一個(gè)或多多個(gè)全景景圖像或或?qū)ο箅婋娪?，通通過熱點(diǎn)點(diǎn)這種手手段連接接后的全全景圖像像和對(duì)象象電影的的有序集集合體。返回QTVR的優(yōu)點(diǎn)：可由攝像像機(jī)獲取取三維場(chǎng)場(chǎng)景，對(duì)對(duì)計(jì)算機(jī)機(jī)的計(jì)算算能力要要求不高高，可實(shí)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)建模與與動(dòng)態(tài)顯顯示。QTVR的缺點(diǎn)：場(chǎng)景本身身必須是

10、是靜態(tài)的的，在漫漫游時(shí)，觀察點(diǎn)點(diǎn)及方向向受到了了嚴(yán)格的的限制。返回虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)技術(shù)在在教育中中的應(yīng)用用引言教育是一一個(gè)傳授授知識(shí)的的過程，在眾多多通過親親身經(jīng)歷歷這一過過程，鞏鞏固所傳傳授的知知識(shí)的的方法中中，虛擬擬現(xiàn)實(shí)技技術(shù)是最最有效的的。虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)技術(shù)在在教育中中的應(yīng)用用依據(jù)虛虛擬環(huán)境境不同可可分為：虛擬校園園虛虛擬教教室虛擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室虛虛擬擬圖書館館1虛擬校校園它除了可可以具有有一所傳傳統(tǒng)學(xué)校校所具備備的正常常活動(dòng)的的虛擬場(chǎng)場(chǎng)所外，還擁有有傳統(tǒng)學(xué)學(xué)校不可可能擁有有的環(huán)境境。在虛虛擬校園園里，有有虛擬教教室、虛虛擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室、虛虛擬圖書書館等學(xué)學(xué)習(xí)的場(chǎng)場(chǎng)所，還還有學(xué)習(xí)習(xí)者交往往和活動(dòng)動(dòng)（包括括文

11、娛活活動(dòng)、體體育活動(dòng)動(dòng)、藝術(shù)術(shù)活動(dòng)和和社會(huì)活活動(dòng)等）的場(chǎng)所所。2虛擬教教室它是指運(yùn)運(yùn)用虛擬擬現(xiàn)實(shí)技技術(shù)生成成的進(jìn)行行教育實(shí)實(shí)踐的具具有逼真真感的虛虛擬環(huán)境境。學(xué)習(xí)習(xí)者可借借助于有有關(guān)設(shè)備備進(jìn)入虛虛擬課堂堂，接受受教育和和進(jìn)行學(xué)學(xué)習(xí)。3虛擬實(shí)實(shí)驗(yàn)室虛擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室是由由虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)技術(shù)術(shù)創(chuàng)造的的一種可可以進(jìn)行行實(shí)驗(yàn)的的虛擬環(huán)環(huán)境。在在這個(gè)環(huán)環(huán)境中，學(xué)習(xí)者者有逼真真的感覺覺，他似似乎是在在真正的的實(shí)驗(yàn)室室里近距距離進(jìn)行行現(xiàn)場(chǎng)操操作。虛擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室的產(chǎn)產(chǎn)生和應(yīng)應(yīng)用使遠(yuǎn)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)驗(yàn)教學(xué)得得以真正正實(shí)現(xiàn)。它徹底底解決了了以往所所有遠(yuǎn)程程教育模模式中理理論教學(xué)學(xué)的遠(yuǎn)距距離性和和實(shí)驗(yàn)教教學(xué)的近近距離性性的矛盾盾，使整

12、整個(gè)教育育完全遠(yuǎn)遠(yuǎn)程化。4虛擬圖圖書館虛擬圖書書館是用用虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)技術(shù)術(shù)生成的的提供信信息的場(chǎng)場(chǎng)所，因因此它也也可以稱稱之為“虛擬信息息中心”。在這里里，不僅僅僅提供供象文本本、視頻頻、聲頻頻等信息息資源，而且更更提供與與眾不同同的身臨臨其境的的信息資資源。例例如要取取得歷史史知識(shí)，學(xué)習(xí)者者可以通通過虛擬擬圖書館館，進(jìn)入入不同朝朝代的虛虛擬世界界，實(shí)時(shí)時(shí)觀察或或?qū)嶋H參參與當(dāng)時(shí)時(shí)的事件件，從而而親身感感受和了了解不同同朝代的的實(shí)況。再如，要取得得人體組組織信息息，學(xué)習(xí)習(xí)者可以以通過靈靈境圖書書館穿行行在人體體的組織織和器官官之間，實(shí)地去去考察一一番。下面主要要介紹“虛擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室”一、虛擬擬實(shí)驗(yàn)室

13、室虛擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)，就是實(shí)實(shí)驗(yàn)者通通過遠(yuǎn)程程通訊工工具和相相應(yīng)的虛虛擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)儀器，在遠(yuǎn)程程進(jìn)行操操作、觀觀測(cè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)過程、直至得得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果的的一種實(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ绞?。虛擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室，是利用用虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)技術(shù)術(shù)仿真或或虛構(gòu)某某些情境境，供學(xué)學(xué)生觀察察一操縱縱其中的的對(duì)象，使他們們獲得體體驗(yàn)或有有所發(fā)現(xiàn)現(xiàn)。二、虛擬擬實(shí)驗(yàn)室室進(jìn)行虛虛擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)的方式式主要有有三種類類型遙控型實(shí)實(shí)驗(yàn)遙控型實(shí)實(shí)驗(yàn)是利利用計(jì)算算機(jī)多媒媒體技術(shù)術(shù)和通訊訊技術(shù)，將實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室內(nèi)真真實(shí)的實(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)備備及控制制系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換成成三維圖圖像、聲聲音、狀狀態(tài)等傳傳輸?shù)竭h(yuǎn)遠(yuǎn)端的學(xué)學(xué)生計(jì)算算機(jī)中，參加實(shí)實(shí)驗(yàn)的學(xué)學(xué)生可以以在自己己的計(jì)算算機(jī)中進(jìn)進(jìn)行操作作，通過過通

14、訊線線路遙控控真實(shí)實(shí)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)中的的實(shí)驗(yàn)設(shè)設(shè)備，例例如對(duì)實(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)備備進(jìn)行編編程、校校對(duì)、啟啟停、測(cè)測(cè)試、監(jiān)監(jiān)控等操操作，使使遠(yuǎn)程實(shí)實(shí)驗(yàn)過程程在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)學(xué)生實(shí)實(shí)時(shí)遙控控下運(yùn)作作。而學(xué)學(xué)生執(zhí)行行操作的的結(jié)果（文字、圖像、數(shù)據(jù)等等）又會(huì)會(huì)實(shí)時(shí)地地回傳給給學(xué)生，從而使使實(shí)驗(yàn)學(xué)學(xué)生可對(duì)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)時(shí)采集并并進(jìn)行處處理。模擬型實(shí)實(shí)驗(yàn)。模擬型實(shí)實(shí)驗(yàn)是在在計(jì)算機(jī)機(jī)中用軟軟件模擬擬儀器、設(shè)備、元器件件、藥品品等實(shí)驗(yàn)驗(yàn)器材和和實(shí)驗(yàn)條條件，并并以文字字、圖形形或動(dòng)畫畫方式顯顯示出來來。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)的學(xué)生生登陸虛虛擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室后，與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)軟件進(jìn)進(jìn)行交互互，充分分利用虛虛擬器材材庫(kù)中十十分豐富富的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)器材，根據(jù)實(shí)實(shí)驗(yàn)要求

15、求進(jìn)行實(shí)實(shí)驗(yàn)流程程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)裝裝置搭建建、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)內(nèi)容操操作、實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果果統(tǒng)計(jì)分分析等，最后寫寫出實(shí)驗(yàn)驗(yàn)報(bào)告，全部實(shí)實(shí)驗(yàn)過程程在計(jì)算算機(jī)內(nèi)完完成。例例如，實(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)生生可以自自由地取取用軟件件中的各各種電阻阻、電容容、晶體體管、集集成電路路等虛擬擬器件組組成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)要求的的電路，然后接接上虛擬擬的開關(guān)關(guān)和電源源，以及及信號(hào)發(fā)發(fā)生器、測(cè)量?jī)x儀器、示示波器等等虛擬儀儀器進(jìn)行行實(shí)驗(yàn)，觀察記記錄實(shí)驗(yàn)驗(yàn)數(shù)據(jù)和和結(jié)果。這種以以軟件來來模擬那那些存在在和使用用的設(shè)備備來做實(shí)實(shí)驗(yàn)，可可以取得得和采用用真實(shí)實(shí)實(shí)驗(yàn)器材材、設(shè)備備相同的的實(shí)驗(yàn)結(jié)結(jié)果。仿真型實(shí)實(shí)驗(yàn)仿真型實(shí)實(shí)驗(yàn)采用用計(jì)算機(jī)機(jī)技術(shù)、虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(shí)技術(shù)術(shù)等構(gòu)建建虛擬

16、實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境境、虛擬擬儀器和和設(shè)備的的方法，為學(xué)生生提供一一種仿真真的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)“情境”，它不僅僅可以控控制學(xué)習(xí)習(xí)情境的的復(fù)雜度度和逼真真度，還還可以弱弱化甚至至剔除真真實(shí)情境境中無關(guān)關(guān)的干擾擾因素；學(xué)生可可以“隨機(jī)進(jìn)入入”，身臨其其境地進(jìn)進(jìn)行實(shí)時(shí)時(shí)操作。在初級(jí)級(jí)的仿真真型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中，采采用計(jì)算算機(jī)技術(shù)術(shù)在計(jì)算算機(jī)屏幕幕上創(chuàng)設(shè)設(shè)一個(gè)模模仿真實(shí)實(shí)的場(chǎng)景景，包括括原型實(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)備備素材和和這些系系統(tǒng)實(shí)際際運(yùn)行時(shí)時(shí)的三維維視頻圖圖像和動(dòng)動(dòng)畫，并并配以文文字和聲聲音等數(shù)數(shù)據(jù)文件件，學(xué)生生就如同同在真實(shí)實(shí)實(shí)驗(yàn)室室中現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)實(shí)驗(yàn)一樣樣。在高高級(jí)的仿仿真型實(shí)實(shí)驗(yàn)中，采用虛虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)技術(shù)構(gòu)構(gòu)建達(dá)到到足以“亂真”境地

17、的實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境境，學(xué)生生不僅可可以“做”實(shí)驗(yàn)，而而且甚至至可以“親身體驗(yàn)驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)的運(yùn)運(yùn)作，達(dá)達(dá)到比在在真實(shí)實(shí)實(shí)驗(yàn)室更更好的實(shí)實(shí)驗(yàn)效果果。三、構(gòu)建建虛擬實(shí)實(shí)驗(yàn)室常常用方法法使用Java進(jìn)行開發(fā)發(fā)使用ActiveX控件進(jìn)行行開發(fā)使用VRML技術(shù)進(jìn)行行三維虛虛擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室的開開發(fā)QuickTime VR技術(shù)四、虛擬擬實(shí)驗(yàn)的的優(yōu)越性性、臨場(chǎng)場(chǎng)性指學(xué)生可可以感到到自己處處于虛擬擬實(shí)驗(yàn)室室的體驗(yàn)驗(yàn)，產(chǎn)生生一種逼逼真的存存在感。虛擬實(shí)實(shí)驗(yàn)室與與真正的的實(shí)驗(yàn)室室同等完完美，虛虛擬儀器器與實(shí)際際儀器功功能相同同，操作作方法也也一樣，實(shí)驗(yàn)者者在虛擬擬實(shí)驗(yàn)室室里做實(shí)實(shí)驗(yàn)，覺覺得自己己在真正正的現(xiàn)實(shí)實(shí)實(shí)驗(yàn)室室里近距距離進(jìn)

18、行行現(xiàn)場(chǎng)操操作，他他可自由由地在所所處環(huán)境境中與有有關(guān)的虛虛擬物體體或事件件相互作作用，與與在現(xiàn)實(shí)實(shí)實(shí)驗(yàn)室室里同樣樣方便。理想的的虛擬實(shí)實(shí)驗(yàn)室環(huán)環(huán)境可達(dá)達(dá)到使實(shí)實(shí)驗(yàn)者難難以分辨辨真假的的程度（例如可可視場(chǎng)景景應(yīng)隨著著視點(diǎn)的的變化而而變化）。在這這樣的“實(shí)際情境境”下，通過過逼真的的模擬仿仿真執(zhí)行行和動(dòng)態(tài)態(tài)演示，可以提提高實(shí)驗(yàn)驗(yàn)學(xué)生的的參與水水平，促促進(jìn)學(xué)習(xí)習(xí)建構(gòu)。臨場(chǎng)性性的意義義，還在在于使學(xué)學(xué)生將遠(yuǎn)遠(yuǎn)程、虛虛擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)認(rèn)為或或感覺到到是現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)、真實(shí)實(shí)實(shí)驗(yàn)，這對(duì)于于實(shí)驗(yàn)操操作、實(shí)實(shí)驗(yàn)心理理、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)效果和和實(shí)驗(yàn)教教學(xué)成效效等方面面是相當(dāng)當(dāng)重要的的。、開放放性指學(xué)生能能隨時(shí)隨隨地自主主選擇或或組合虛

19、虛擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)所需要要的環(huán)境境和條件件。這樣樣，遠(yuǎn)程程教育的的任何學(xué)學(xué)生能在在任何時(shí)時(shí)間、任任何地點(diǎn)點(diǎn)選擇實(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容容、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)儀器設(shè)設(shè)備、實(shí)實(shí)驗(yàn)信息息資料、實(shí)驗(yàn)同同組合作作人員、實(shí)驗(yàn)指指導(dǎo)教師師等，以以及取得得實(shí)驗(yàn)結(jié)結(jié)果的評(píng)評(píng)估，并并具有完完全的自自由度。此外，虛擬實(shí)實(shí)驗(yàn)對(duì)于于做了實(shí)實(shí)驗(yàn)后沒沒有掌握握的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)過程或或?qū)嶒?yàn)技技術(shù)片斷斷的學(xué)生生，可以以自己方方便地多多次重復(fù)復(fù)。這樣樣，學(xué)生生始終處處于實(shí)驗(yàn)驗(yàn)教學(xué)的的主導(dǎo)地地位，掌掌握學(xué)習(xí)習(xí)的主動(dòng)動(dòng)權(quán)，大大大增強(qiáng)強(qiáng)了學(xué)習(xí)習(xí)效果。、超時(shí)時(shí)空性指虛擬實(shí)實(shí)驗(yàn)具有有超時(shí)空空的特點(diǎn)點(diǎn)，它能能夠?qū)⑦^過去世界界、現(xiàn)在在世界、未來世世界、微微觀世界界、宏觀觀世界、宇觀世

20、世界、客客觀世界界、主觀觀世界、幻想世世界等擁?yè)碛械奈镂矬w和發(fā)發(fā)生的事事件單獨(dú)獨(dú)呈現(xiàn)或或進(jìn)行有有機(jī)組合合，并提提供給實(shí)實(shí)驗(yàn)者進(jìn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)。虛擬擬實(shí)驗(yàn)當(dāng)當(dāng)然可以以在模擬擬真實(shí)實(shí)實(shí)驗(yàn)室環(huán)環(huán)境里進(jìn)進(jìn)行類似似于傳統(tǒng)統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，但它的的擅長(zhǎng)更更是那種種使實(shí)驗(yàn)驗(yàn)者置身身于實(shí)驗(yàn)驗(yàn)對(duì)象之之中的逼逼真環(huán)境境進(jìn)行“體驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)。比比如，虛虛擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室可以以構(gòu)建超超越現(xiàn)實(shí)實(shí)時(shí)空的的環(huán)境，如探索索星系時(shí)時(shí)的虛擬擬太空，研究分分子原子子結(jié)構(gòu)時(shí)時(shí)的虛擬擬微觀世世界，獲獲取人體體組織信信息時(shí)的的虛擬人人體的組組織和器器官之間間等等，從而學(xué)學(xué)生能身身臨上述述虛擬環(huán)環(huán)境進(jìn)行行實(shí)驗(yàn)。、形象象性指虛擬實(shí)實(shí)驗(yàn)可以以做到把把枯燥的的實(shí)驗(yàn)變變?yōu)樾蜗笙蟮膶?shí)驗(yàn)驗(yàn)。例如如在虛擬擬實(shí)驗(yàn)室室里進(jìn)行行化學(xué)實(shí)實(shí)驗(yàn)，學(xué)學(xué)生將采采集到的的一個(gè)氧氧原子和和二個(gè)氫氫原子結(jié)結(jié)合在一一起，眼眼前就會(huì)會(huì)出現(xiàn)一一個(gè)網(wǎng)狀狀的水球球，這就就是他自自己創(chuàng)造造的水分分子。再再如，根根據(jù)相對(duì)對(duì)論和量量子力學(xué)學(xué)法則，可以模模擬宇宙宙太空和和微觀的的原子世世界里發(fā)