VR虛擬現(xiàn)實教育解決方案

VR虛擬現(xiàn)實教育解決方案VR虛擬現(xiàn)實教育解決方案（本文為Word格式，下載后可自由編輯）VR虛擬現(xiàn)實教育解決方案TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1簡述 3\o"CurrentDocument"2背景 3\o"CurrentDocument"3虛擬現(xiàn)實設(shè)備 4\o"CurrentDocument"數(shù)據(jù)傳感手套 4\o"CurrentDocument"立體眼鏡 4頭盔顯示器 5\o"CurrentDocument"4功能概述 5\o"CurrentDocument"功能簡述 5\o"CurrentDocument"功能特點(diǎn) 6\o"CurrentDocument"5應(yīng)用方向 7\o"CurrentDocument"6用戶價值 9\o"CurrentDocument"7實現(xiàn)意義 92/10VR虛擬現(xiàn)實教育解決方案1簡述虛擬現(xiàn)實應(yīng)用于教育是教育技術(shù)發(fā)展的一個重大飛躍。它營造了“自主學(xué)習(xí)〃的學(xué)習(xí)環(huán)境，采用實物與虛物相結(jié)合的方式構(gòu)造虛實結(jié)合的虛擬教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)，使學(xué)生或者培訓(xùn)人員能夠在虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境中扮演一個角色，全身心的投入到學(xué)習(xí)環(huán)境當(dāng)中去，這非常有利于學(xué)生或者培訓(xùn)人員的技能訓(xùn)練。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷發(fā)展和完善以及硬件設(shè)備價格的下調(diào)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)會以自身強(qiáng)大的教學(xué)優(yōu)勢和潛力在未來將會逐漸受到教育機(jī)構(gòu)以及教育工作者的重視和青睞，最終在教育領(lǐng)域中廣泛的應(yīng)用并發(fā)揮其重要的作用。2背景虛擬現(xiàn)實是一種可視化界面技術(shù)，可以有效的建立虛擬環(huán)境，以及對環(huán)境可視化和渲染。傳統(tǒng)的教育方式只是教師向?qū)W生或者培訓(xùn)人員傳授知識，但他們不能夠身臨其境的自我感知和深入理解，根據(jù)一些領(lǐng)域的需求，近年出現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實技術(shù)。它能夠給學(xué)生以及培訓(xùn)人員身臨其境的視覺感，在虛擬的環(huán)境中，一切看上去是真的，聽起來是真的，動起來是真的，如同在現(xiàn)實世界中的感覺一樣。由此可以看出，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育上的應(yīng)用將有很大的發(fā)展前景和研究意義。3/10

VR虛擬現(xiàn)實教育解決方案3虛擬現(xiàn)實設(shè)備3.1數(shù)據(jù)傳感手套觀察者還可借助數(shù)據(jù)手套等設(shè)備來操縱虛擬場景中的對象，數(shù)據(jù)手套中裝有許多光纖傳感器，能夠感知手指關(guān)節(jié)的彎曲狀態(tài)，觀察者通過手指的活動來實現(xiàn)與虛擬場景交互作用數(shù)據(jù)手套是一種多模式的虛擬現(xiàn)實硬件，通過軟件編程，可進(jìn)行虛擬場景中物體的抓取，移動，旋轉(zhuǎn)等動作，也可以利用它的多模式性，用作一種控制場景漫游的工具。數(shù)據(jù)手套的出現(xiàn)，為虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)提供了一種全新的交互手段，目前的產(chǎn)品已經(jīng)能夠檢測手指的彎曲，并利用磁定位傳感器來精確地定位出手在三維空間中的位置。這種結(jié)合手指彎曲度測試和空間定位測試的數(shù)據(jù)手套被稱為〃真實手套〃，可以為用戶提供一種非常真實自然的三維交互手段。在虛擬裝配和醫(yī)療手術(shù)模擬中，數(shù)據(jù)手套是不可缺少的虛擬現(xiàn)實硬件的一個組成部分。3.2立體眼鏡三維眼鏡是用于觀看立體游戲場景、立體電影、仿真效果的計算3.2立體眼鏡三維眼鏡是用于觀看立體游戲場景、立體電影、仿真效果的計算機(jī)裝置，是基于頁交換模式(Pagefilp)的虛擬現(xiàn)實立體眼鏡，分有線和無線兩種，是目前最為流行和經(jīng)濟(jì)適用的VR觀察設(shè)備?；陧摻粨Q模式(Pagefilp)的立體眼鏡，分有線和無線兩種。4/10

VR虛擬現(xiàn)實教育解決方案均為圖形工作站用立體眼鏡(Shutterglasses)許多專業(yè)軟件都支持CrystalEyes，如機(jī)械CAD、產(chǎn)品可視化、仿真、分子建模、地理信息系統(tǒng)/測繪和醫(yī)學(xué)成象等。彩色圖像真實、高分辨率。無論是要求在現(xiàn)實世界的視場上同時看到需要的數(shù)據(jù)，還是要體驗視覺圖像變化時全身心投入的3?無論是要求在現(xiàn)實世界的視場上同時看到需要的數(shù)據(jù)，還是要體驗視覺圖像變化時全身心投入的3?3頭臨場感，模擬訓(xùn)練、3D游戲、遠(yuǎn)程醫(yī)療和手術(shù)，或者是利用紅外、顯微鏡、電子顯微鏡來擴(kuò)展人眼的視覺能力，頭盔顯示器都得到了應(yīng)用。比如軍事上在車輛、飛機(jī)駕駛員以及單兵作戰(zhàn)時的命令傳達(dá)、戰(zhàn)場觀察、地形查看、夜視系統(tǒng)顯示、車輛和飛機(jī)的炮瞄系統(tǒng)等需要信息顯示的，都可以采用頭盔顯示器。在CAD/CAM操作上，HMD使操作者可以遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)，比如局部數(shù)據(jù)清單、工程圖紙、產(chǎn)品規(guī)格等。波音公司在采用虛擬現(xiàn)實硬件技術(shù)進(jìn)行波音777飛機(jī)設(shè)計時，頭盔顯示器就得到了應(yīng)用4功能概述功能簡述1)虛擬現(xiàn)實提供了全新的教學(xué)手段和學(xué)習(xí)場景。虛擬現(xiàn)實技術(shù)為學(xué)習(xí)提供了嶄5/10VR虛擬現(xiàn)實教育解決方案新的手段和場景。它突破了傳統(tǒng)教科書的限制，創(chuàng)建出虛擬環(huán)境，使學(xué)習(xí)者在具體的情境中通過主動的學(xué)習(xí)獲得知識，大大的提高了教學(xué)效果。2）利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬難以講解的教學(xué)場景，并使之可視化和可參與，讓學(xué)員能夠更好的學(xué)習(xí)到相關(guān)的技能。3）虛擬現(xiàn)實也可以將若干個知識點(diǎn)串聯(lián)起來，能夠把知識點(diǎn)進(jìn)行匯總，使學(xué)員更好的深入理解。4）虛擬現(xiàn)實技術(shù)支持的交互式合作學(xué)習(xí)使學(xué)習(xí)成為樂趣。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以〃虛擬教師〃，也可以〃虛擬同學(xué)〃，可以很方便的實現(xiàn)協(xié)作式學(xué)習(xí)。5）虛擬現(xiàn)實技術(shù)充分支持并實現(xiàn)了因材施教和個性化學(xué)習(xí)。不同的人理解事物的方式是不同的，每個人可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)特點(diǎn)選擇適合的學(xué)習(xí)資源，按照適合自己的學(xué)習(xí)的方式和速度進(jìn)行學(xué)習(xí)。功能特點(diǎn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有以下四個特點(diǎn):1）沉浸性使之所創(chuàng)造的虛擬環(huán)境能使學(xué)生產(chǎn)生〃身臨其境〃的感覺，使其相信在虛擬的環(huán)境中人也是確實存在的，而且在操作過程中它可以自始至終的發(fā)揮作用，就像真正的客觀世界一樣。2）交互性是在虛擬環(huán)境中，學(xué)生如同在真實的環(huán)境中一樣與虛擬環(huán)境中的任務(wù)、事物發(fā)生交互關(guān)系，其中學(xué)生是交互的主體，虛擬對象是交互的個體，主體和個體之間的交互式全方位的。3）構(gòu)想性是虛擬現(xiàn)實是要能啟發(fā)人的創(chuàng)造性的活動，不僅要能使沉浸與此環(huán)境6/10

VR虛擬現(xiàn)實教育解決方案中的學(xué)生獲取新的指示，提高感性和理性認(rèn)識，而且要能使學(xué)生產(chǎn)生新的構(gòu)思。4）動作性是指學(xué)生能以客觀世界的實際動作或以人類實際的方式來操作虛擬系統(tǒng)，讓學(xué)生感覺到她面對的是一個真實的環(huán)境。5應(yīng)用方向虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)在教育中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1）科技研究虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境能夠為學(xué)生提供生動、逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，如建造人體模型、電腦太空旅行、化合物分子結(jié)構(gòu)現(xiàn)實等，在廣泛的科目領(lǐng)域提供無限的虛擬體驗，從而加速和鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)知識的過程。親身去經(jīng)歷、親身去感受比空洞想象的說教更具說服力。主動地去交互與被動的灌輸有本質(zhì)的差別。虛擬實驗利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以建立各種虛擬實驗室。2）虛擬實訓(xùn)基地利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)建立起來的虛擬實訓(xùn)基地，其”設(shè)備〃與〃部件〃多是虛擬的，可以根據(jù)隨時生成新的設(shè)備。教學(xué)內(nèi)容可以不斷更新，使實踐訓(xùn)練及時跟上技術(shù)的發(fā)展。由于虛擬的訓(xùn)練系統(tǒng)無任何危險，學(xué)生可以不厭其煩地反復(fù)練習(xí)，直至掌握操作技能為止。例如：在虛擬的飛機(jī)駕駛訓(xùn)練系統(tǒng)中，學(xué)員可以反復(fù)操作控制設(shè)備，學(xué)習(xí)在各種天氣情況下駕駛飛機(jī)起飛、降落。通過反復(fù)訓(xùn)練，達(dá)到熟練掌握駕駛技術(shù)的目的。3)字化教育與虛擬課件3)字化教育與虛擬課件7/10VR虛擬現(xiàn)實教育解決方案在課堂教學(xué)中，適用虛擬制造技術(shù)，可以把課程中的插圖、抽象原理采用虛擬的可操控的模型及動作表達(dá)出來，使抽象的、難以表達(dá)的東西變的簡單易懂。例如，過去老師講授化學(xué)元素周期表、離子、電子云、化合價，是非常抽象的，有了虛擬技術(shù)，可以做出每一個元素的模型，可以反過來、正過來觀察、還可以讓電子旋轉(zhuǎn)，形成電子云，更可以觀察化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理，學(xué)生一目了然，理解容易且深刻，老師少費(fèi)好多的口舌，徐稱眼見為實。再如電磁場、光的波粒兩重性，有了虛擬技術(shù)，表達(dá)就極其容易。例如，過去老師講授化學(xué)元素周期表、離子、電子云、化合價，是非常抽象的，有了虛擬技術(shù)，可以做出每一個元素的模型，可以反過來、正過來觀察、還可以讓電子旋轉(zhuǎn)，形成電子云，更可以觀察化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理，學(xué)生一目了然，理解容易且深刻，老師少費(fèi)好多的口舌，徐稱眼見為實。再如電磁場、光的波粒兩重性，有了虛擬技術(shù)，表達(dá)就極其容易。4）職業(yè)培訓(xùn)擴(kuò)展職業(yè)培訓(xùn)對虛擬制造技術(shù)的需求是迫不及待的。例如，高危工種的培訓(xùn)，沒有虛擬技術(shù)其效率將會大打折扣，成本也居高不下，如消防、礦井救援、高空作業(yè)、電站操控、電網(wǎng)調(diào)度、飛機(jī)航天器操控等等的培訓(xùn)場合。就是簡單的汽車維修培訓(xùn)，也是離不開的。一方面，購買的實物發(fā)動機(jī)可以教學(xué)，但是，如何講授原理？另一方面，發(fā)動機(jī)拆裝對于新學(xué)員來說第一次是困難的，機(jī)件損耗也很大，再者，學(xué)校不可能購買市場上所有型號的發(fā)動機(jī)，即使有購買力，也不能賣到所有的，或者時間上跟不上。虛擬制造技術(shù)可以幫助解決這些問題。8/10VR虛擬現(xiàn)實教育解決方案6用戶^值5）節(jié)約成本通常由于設(shè)備、場地、經(jīng)費(fèi)等硬件的限制，許多實驗都無法進(jìn)行。而利用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，學(xué)生就可以足不出戶便可以做各種實驗，獲得與真實實驗一樣的機(jī)會。在保證教學(xué)效果的前提下，極大地節(jié)省了成本。6）減少風(fēng)險真實實驗或操作往往會帶來各種風(fēng)險，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)行虛擬實驗，學(xué)生在虛擬實驗環(huán)境中，可以放心地去做各種危險地實驗。例如：虛擬的飛機(jī)駕駛教學(xué)系統(tǒng)，可以免除學(xué)員操作失誤而造成飛機(jī)墜毀的嚴(yán)重事故。7）打破空間?時間的限制利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以徹底打破時間與空間的限制。大到宇宙天體，小至原