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虚拟现实技术概述
 
更新日期:2019-03-29   来源:福建师范大学学报(自然科学版)   浏览次数:158   在线投稿
 
 

核心提示:虚拟现实(virtualreality,VR)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。[高媛、刘德建、黄真真、黄荣怀.虚拟现实技术促进学习的核心要素及其

 
 虚拟现实(virtual reality, VR)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。[ 高媛、刘德建、黄真真、黄荣怀 . 虚拟现实技术促进学习的核心要素及其挑战[J].电化教育研究,2016(10):77.]虚拟现实技术不仅能够还原真实场景,还能使用户在视觉、听觉、触觉等多感官上沉浸于场景中,并与场景进行虚拟交互,进而产生身临其境的体验。[ 曹娟、赵旭阳、米文鹏等 . 浅析虚拟现实技术[J].计算机与网络,2011(10):65-66.]
虚拟现实具有沉浸性( Immer-sion) 、交互性( Interaction) 、想象性( Imagination) [ Burdea G C, Coiffet P. (1992) .Virtual reality technology[J].Presence Teleoperators & Virtual Environments,12(6) : 663-664.]。沉浸性,即用户提供逼真、身临其境的感觉;交互性,即用户能够通过传感器以最自然的方式,与虚拟环境内的物体进行交互;想象性,即用户能在虚拟环境中,根据自己与物体的交互行为,通过联系、逻辑判断等思维过程,进行想象[ 刘德建、刘晓琳、张琰、陆奥帆、黄荣怀.虚拟现实技术教育应用的潜力、进展与挑战[J].开放教育研究,2016(4):26.]。
当前虚拟现实技术已经广泛用于游戏、零售、房地产、军事、教育等领域。在教育领域,虚拟现实技术既能应用于K12教育、高等教育等不同层次教育,也有应用于实验、技能培训等不同类型的教育。目前,虚拟现实技术在教育领域的应用侧重于虚拟实验和技能培训,而对学科教学方面的应用相对较少。因此,本研究从K12阶段的学科教学出发,结合虚拟现实的特征,探究虚拟现实技术在K12学科中的应用场景,挖掘虚拟现实的教育价值,以提升教学效果。
1、VR资源的形式
基于现有的VR产品研发水平,目前市场上可提供的VR资源形式主要有VR课件、VR沙盘、VR编辑器等。具体而言:
1)VR课件
VR课件是市面上提供的最多的VR资源形式,主要是教师在大屏幕直接播放3D 模型或VR视频,或者将资源下发到学生的VR眼镜,让学生体验沉浸式的VR世界。例如,在讲授生物的微观结构的知识时,将微观结构的VR资源下发到学的VR眼镜,让学生进行观察。
2)VR沙盘
VR沙盘是一个课堂教学工具,教师或学生可以在教室的电子白板上或电脑上对VR资源及3D资源进行编辑、搭建、摆放。例如,在进行太阳系的教学时,教师可以将太阳系各大行星资源拖拽到白板上,让学生感受各大行星在太阳系的顺序,感受行星大小差异。
3)VR编辑器
VR编辑器是一个可视化的VR教学资源编辑制作工具, 教师和学生可以根据自己的需求自由选择、组合、编辑系统提供的VR颗粒,设计VR颗粒的互动行为,制作出高质量、可交互的VR及3D教学资源。例如,在学习《清平乐·村居》时,学生可以利用VR编辑器“还原”出自己想象的南宋农村一个五口之家的宁静生活。VR编辑器使创作者无须具备3D美术制作技术和编程能力,在短时间内就可以制作出高质量的、与教学活动相匹配的VR及3D内容。
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