石磊

摘 要 隨著目前科學(xué)技術(shù)的水平不斷的提升，各種新興技術(shù)也不斷涌現(xiàn)。VR技術(shù)作為人類未來發(fā)展的重要技術(shù)，對(duì)與我們認(rèn)識(shí)世界、感受世界能夠產(chǎn)生更加強(qiáng)烈的體驗(yàn)。VR技術(shù)又被稱為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。即通過人機(jī)交互技術(shù)幫助人們創(chuàng)造了可以互動(dòng)的虛擬世界。本文在針對(duì)VR技術(shù)在高校教學(xué)過程中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的研究，從而為VR技術(shù)進(jìn)入大學(xué)校園提供了可能。

【關(guān)鍵詞】VR技術(shù) 虛擬現(xiàn)實(shí) 高校教學(xué)

隨著我國大多數(shù)高校辦學(xué)規(guī)模的不斷增多，各個(gè)大學(xué)都開始實(shí)行多校區(qū)的模式。盡管多校區(qū)模式能夠保證高校的辦學(xué)質(zhì)量和辦學(xué)條件，但是由于地理位置過于分散，給大學(xué)生上課造成了很大程度的困擾。所以對(duì)于課堂教學(xué)效率和教學(xué)效果都會(huì)造成嚴(yán)重的影響。在這樣的情況下，可以利用VR技術(shù)來幫助同學(xué)們?cè)谧约旱男^(qū)來進(jìn)行同步上可，并且更加生動(dòng)形象的來表現(xiàn)課堂教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)一步營造跟隨技術(shù)發(fā)展的教學(xué)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)環(huán)境。促進(jìn)學(xué)生能夠養(yǎng)成自我把握知識(shí)、提高學(xué)習(xí)技能的習(xí)慣，最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量的提升。

1 基于VR技術(shù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建

1.1 傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成平臺(tái)教學(xué)方法

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)在高校教學(xué)中的應(yīng)用也不短的深入。尤其是對(duì)于計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)的專業(yè)來說，通過設(shè)置網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成平臺(tái)能夠幫助學(xué)生更好的學(xué)好這門課程。在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)集成平臺(tái)中有很多的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，包括網(wǎng)線制作實(shí)驗(yàn)、局域網(wǎng)連接實(shí)驗(yàn)、WLAN連接實(shí)驗(yàn)還有網(wǎng)絡(luò)測(cè)試實(shí)驗(yàn)。但是這些網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)都比較簡單，而且投資少，占地較少?？梢哉f每個(gè)大學(xué)都有這樣的勢(shì)力來搭建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成平臺(tái)。但是如果實(shí)驗(yàn)涉及到三層交換機(jī)、路由器等成本較高的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)，對(duì)于校區(qū)分散以及實(shí)力較小的學(xué)校來說就無法充分的滿足教學(xué)條件。所以傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成平臺(tái)具有較大的限制條件，很容易影響教學(xué)的效果。

1.2 基于VR技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

由于VR技術(shù)的出現(xiàn)于應(yīng)用，能夠充分的解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成平臺(tái)存在的問題與不足。通過VR技術(shù)，能夠在實(shí)驗(yàn)過程中模擬高檔交換機(jī)、路由器等成本高昂的教學(xué)設(shè)備，并且還能夠?qū)崿F(xiàn)仿真網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀等，不僅節(jié)約了成本，而且能夠大大增強(qiáng)教學(xué)效果。基于VR技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用B/S架構(gòu)，從而適應(yīng)不同校區(qū)學(xué)生的遠(yuǎn)程需求。并且還可以不分時(shí)間地點(diǎn)，隨時(shí)進(jìn)行開放式的實(shí)驗(yàn)。在基于VR技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成實(shí)驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)中，采用ASP網(wǎng)頁設(shè)計(jì)技術(shù)，保證了系統(tǒng)界面的整潔大方。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選擇模塊設(shè)計(jì)能夠根據(jù)學(xué)生的不同層次來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)模擬實(shí)驗(yàn)，包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)化布線、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、WLAN劃分等。利用先進(jìn)的VR技術(shù)，不僅能夠讓學(xué)生產(chǎn)生身臨其境之感，而且還能夠增加實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性，保證學(xué)生獲得良好的實(shí)驗(yàn)效果，并且還可以同時(shí)完成不同場(chǎng)景的網(wǎng)絡(luò)邏輯設(shè)計(jì)與物理設(shè)計(jì)。

在仿真測(cè)試的過程中，同學(xué)可以通過模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)儀器來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過VR技術(shù)的模擬儀器功能，從而測(cè)試各種可能會(huì)遇到的問題和方法，這樣的模擬測(cè)試能夠有效的提高學(xué)生操作性，進(jìn)一步幫助學(xué)生掌握貴重儀器的使用方法以及故障處理方法，從而不斷的增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和學(xué)習(xí)能力。通過對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的及時(shí)反饋，能夠有效的幫助學(xué)生完成實(shí)習(xí)報(bào)告，并且將各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)成績進(jìn)行及時(shí)的反饋，幫助學(xué)生有效的掌握自身的不足。

2 VR技術(shù)系統(tǒng)集成的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

2.1 VR技術(shù)的主要特點(diǎn)

對(duì)于VR技術(shù)來說，最主要的特點(diǎn)就是沉浸感。VR技術(shù)能夠通過將人類的視覺、聽覺和心理等方面進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析，進(jìn)一步利用計(jì)算機(jī)來構(gòu)建三維立體圖像，體驗(yàn)者在帶上VR技術(shù)顯示器頭盔和數(shù)據(jù)交互手套之后，就能夠讓自己置身于虛擬的環(huán)境之中，并且完全的融入到虛擬環(huán)境中，在這昂的情況下，使用者能夠與虛擬環(huán)境產(chǎn)生一定的交互體驗(yàn)，進(jìn)一步產(chǎn)生身臨其境之感。在虛擬環(huán)境中的各種圖像也能夠隨著使用人員的移動(dòng)來發(fā)生變化。同時(shí)根據(jù)聽覺的轉(zhuǎn)變來模仿三維立體的空間，讓使用人員產(chǎn)生一種逼真的感覺。VR技術(shù)還具有交互性的特點(diǎn)，通過人機(jī)交互的方式，使用人員拜托了電腦鍵盤、鼠標(biāo)等傳統(tǒng)的交互方式，也拜托了這種功能方面的限制。通過可移動(dòng)的頭盔顯示屏、數(shù)據(jù)交互手套等先進(jìn)的交互傳感設(shè)備，能夠保證計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)捕捉使用人員的肢體動(dòng)作、身體反應(yīng)，從而進(jìn)一步增強(qiáng)虛擬環(huán)境的沉浸感。VR技術(shù)還能夠幫助使用人員產(chǎn)生聽覺、觸覺、視覺等多種感官體驗(yàn)，所以在使用的過程中也能夠產(chǎn)生多感知的特點(diǎn)。

2.2 VR技術(shù)集成實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵技術(shù)

在系統(tǒng)開發(fā)的過程中，首先應(yīng)該具備仿真技術(shù)和多媒體技術(shù)，并且保證兩種技術(shù)達(dá)到有機(jī)結(jié)合，從而給使用人員提供交互感、沉浸感。并且還需要借助ActiveX技術(shù)來幫助仿真儀器與多媒體技術(shù)進(jìn)行融合，從而完成實(shí)時(shí)模擬操作。并且還要根據(jù)組件設(shè)計(jì)的原則，針對(duì)常用的設(shè)備和儀器進(jìn)行簡化，通過VB組件來控制虛擬儀器，為使用者提供更加方便的操作。在VR技術(shù)集成實(shí)驗(yàn)中，一定要明確實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容等，從而豐富實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)過程。充分的調(diào)動(dòng)多媒體技術(shù)的文本、圖像、動(dòng)畫、視頻、音頻等多種素材，保證VR技術(shù)集成系統(tǒng)符合實(shí)驗(yàn)人員的感官體驗(yàn)，更好的展現(xiàn)虛擬內(nèi)容。通過VR技術(shù)能夠幫助使用者創(chuàng)建豐富的場(chǎng)景，擺脫傳統(tǒng)課堂的枯燥。通過構(gòu)建與知識(shí)相適應(yīng)的具體環(huán)境，能夠增強(qiáng)對(duì)于學(xué)生的吸引能力，保證大學(xué)課堂教學(xué)的效率，提高學(xué)生的專業(yè)水平，而且還能夠?qū)鹘y(tǒng)課堂教學(xué)中無法闡述清楚的知識(shí)通過VR技術(shù)來得到全面的提升，保證傳統(tǒng)課堂的真情實(shí)感。

3 結(jié)論

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，各種先進(jìn)的技術(shù)也被不斷的引入到課堂教學(xué)之中。高校教學(xué)引入VR技術(shù)，不僅能夠改善高校課堂教學(xué)環(huán)境，而且還能夠增強(qiáng)高校課堂的綜合實(shí)力，滿足高校擴(kuò)招的需要。通過VR技術(shù)的應(yīng)用，也能夠進(jìn)一步緩解高校課堂實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足的問題，盡可能的提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐操作能力的培養(yǎng)，通過借助網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)來開展各項(xiàng)試驗(yàn)，也能夠進(jìn)一步開闊學(xué)生的視野，幫助他們樹立更高的學(xué)習(xí)理念和學(xué)習(xí)效果。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

中原工學(xué)院 河南省鄭州市 450000