虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的應(yīng)用-2019年教育文檔

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專(zhuān)心---專(zhuān)注---專(zhuān)業(yè)專(zhuān)心---專(zhuān)注---專(zhuān)業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專(zhuān)心---專(zhuān)注---專(zhuān)業(yè)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的應(yīng)用0.引言隨著國(guó)家信息化步伐的加快和高校教學(xué)改革的深入發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)無(wú)法滿足學(xué)生的創(chuàng)新學(xué)習(xí)的需要。因此，改革教學(xué)模式、培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，是高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課教學(xué)的一項(xiàng)重要任務(wù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于教育是教育技術(shù)發(fā)展的一個(gè)飛躍，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能形象、生動(dòng)、逼真地表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，有效地營(yíng)造一個(gè)發(fā)展的教學(xué)環(huán)境。學(xué)生可以通過(guò)自身與信息環(huán)境的相互作用來(lái)得到知識(shí)、提高技能。1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)1.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念虛擬現(xiàn)實(shí)（VR-VirtualReality），是涉及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)交互技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能等領(lǐng)域的一項(xiàng)綜合集成技術(shù)，是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它利用計(jì)算機(jī)技術(shù)生成一個(gè)逼真的、具有視、聽(tīng)、觸等多種感知的虛擬環(huán)境，用戶通過(guò)使用各種交互設(shè)備，同虛擬環(huán)境中的實(shí)體相互作用，使之產(chǎn)生身臨其境感覺(jué)的交互式視景仿真和信息交流，是一種先進(jìn)的數(shù)字化人機(jī)接口技術(shù)。1.2虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)組成一個(gè)完整的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)由虛擬環(huán)境、以高性能計(jì)算機(jī)為核心的虛擬環(huán)境處理器、以頭盔顯示器為核心的視覺(jué)系統(tǒng)、以語(yǔ)音識(shí)別、聲音合成與聲音定位為核心的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)、以方位跟蹤器、數(shù)據(jù)手套和數(shù)據(jù)衣為主體的身體方位姿態(tài)跟蹤設(shè)備，以及味覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)與力覺(jué)反饋系統(tǒng)等功能單元構(gòu)成。（1）虛擬境界生成設(shè)備虛擬境界生成設(shè)備，即高性能圖像生成及處理系統(tǒng)，通常為高性能的圖形計(jì)算機(jī)或虛擬現(xiàn)實(shí)工作站。虛擬環(huán)境生成設(shè)備是整個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的核心部分，負(fù)責(zé)整個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的開(kāi)發(fā)、運(yùn)算、生成。同時(shí)連接和協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的其它各個(gè)子系統(tǒng)的工作和運(yùn)轉(zhuǎn)，與他們共同組成一個(gè)完整的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。（2）虛擬現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備在虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)中，通常有多種顯示系統(tǒng)或設(shè)備，比如：大屏幕監(jiān)視器、頭盔顯示器、立體顯示器和虛擬三維投影顯示系統(tǒng)。（3）擬虛擬現(xiàn)實(shí)交互系統(tǒng)多自由度實(shí)時(shí)交互是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最本質(zhì)的特征和要求之一，也是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的精髓，離開(kāi)實(shí)時(shí)交互，虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用將失去其存在的價(jià)值和意義，這也是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與三維動(dòng)畫(huà)和多媒體應(yīng)用的最根本的區(qū)別。（4）虛擬現(xiàn)實(shí)集成控制一個(gè)大型的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)包括很多組成部分，這些都需要方便的控制和管理,每個(gè)部分又包括很多產(chǎn)品和設(shè)備，這些產(chǎn)品設(shè)備之間需要相互連接、相互依賴，彼此之間協(xié)同工作。然而，這樣一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)要順利地運(yùn)行并能夠協(xié)同工作，就需要進(jìn)行管理，集成控制系統(tǒng)便是承擔(dān)該項(xiàng)工作的載體，有了集成管理控制系統(tǒng)，上述一系列工作通過(guò)簡(jiǎn)單的遙控器就可完成整個(gè)操作過(guò)程。1.3虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言VRMLVRML（VirtualRealityModelingLanguage）即虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言。是一種用于建立真實(shí)世界的場(chǎng)景模型或人們虛構(gòu)的三維世界的場(chǎng)景建模語(yǔ)言。2.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用2.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課堂教學(xué)中的應(yīng)用教學(xué)效果的提高很大程度上取決于教學(xué)觀念和教學(xué)方法的不斷改進(jìn)。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的過(guò)程中，可以通過(guò)設(shè)計(jì)VRML課件來(lái)表現(xiàn)一些空間立體化的知識(shí)，如介紹微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成、計(jì)算機(jī)組裝過(guò)程或者講解網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程時(shí)，利用VRML可以將文字、聲音、圖片、動(dòng)畫(huà)等幾種媒體表現(xiàn)形式有機(jī)地結(jié)合，制作出一些三維的、交式的、具有沉浸感的內(nèi)容，滿足學(xué)習(xí)者從各個(gè)角度觀察和學(xué)習(xí)，仿佛身臨其境。2.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的實(shí)踐性非常強(qiáng)，硬件資源有限，目前門(mén)類(lèi)繁多的硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系課程，特別是實(shí)驗(yàn)中心全面開(kāi)放導(dǎo)致的學(xué)生數(shù)量猛增，硬件設(shè)備無(wú)法保證人均占有率，同時(shí)，由于設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，也無(wú)形中增加了設(shè)備的磨損和維修頻率，對(duì)于實(shí)驗(yàn)室的整體教學(xué)資源是一種負(fù)擔(dān)。在這樣的強(qiáng)勢(shì)需求下，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)搭建虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心可以減少實(shí)驗(yàn)室資金的投入及建設(shè)的個(gè)數(shù)，而且采用仿真軟件的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)又可以在很大程度上減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的硬件損耗，提高實(shí)驗(yàn)室的利用率。與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比，虛擬實(shí)驗(yàn)操作功能強(qiáng)大，安全性強(qiáng)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，更加有助于學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。例如它可以虛擬計(jì)算機(jī)硬件，學(xué)生可以像使用普通的計(jì)算機(jī)一樣對(duì)它們進(jìn)行分區(qū)、格式化等操作，而所有的這些操作都不會(huì)對(duì)真實(shí)主機(jī)進(jìn)行操作，不影響真實(shí)硬盤(pán)的數(shù)據(jù)。3.結(jié)束語(yǔ)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)生提供生動(dòng)、逼真的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，在廣泛的科目領(lǐng)域