趙鋒　程科

摘要：沉浸式VR是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一個分支，將沉浸式VR技術(shù)引入到紅色教育中，是VR技術(shù)交叉應(yīng)用的一項(xiàng)重要舉措。通過紅色建筑資源場景復(fù)原、紅色教育特色教室開發(fā)和基層特色虛擬展覽三個場景的虛擬漫游與交互設(shè)計，分析探究沉浸式VR在紅色教育資源開發(fā)中的實(shí)踐應(yīng)用，擴(kuò)大了紅色教育輻射，增強(qiáng)了紅色教育成效，推動了紅色教育資源的開發(fā)。

關(guān)鍵詞：VR技術(shù);沉浸式;紅色教育

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種計算機(jī)仿真體驗(yàn)技術(shù)，利用該技術(shù)形成一種可以體驗(yàn)的虛擬仿真環(huán)境，通過沉浸式的手段，結(jié)合聲音、圖像以及觸覺感知等傳感系統(tǒng)，讓用戶可以體驗(yàn)到身臨其境的感覺[1]。沉浸式VR有別于桌面式、增強(qiáng)式和分布式虛擬現(xiàn)實(shí)類型，它有三個典型特征即高度的沉浸感、實(shí)時性和交互性，通過封閉人的聽覺、視覺和其他感官并提供新的虛擬感覺空間，使人能夠完全投入、沉浸其中。沉浸式VR技術(shù)的這些特征，對于傳統(tǒng)的紅色教育手段有著極大的誘惑力和吸引力，借助VR為用戶創(chuàng)建的高仿真學(xué)習(xí)情境和豐富的學(xué)習(xí)內(nèi)容，能有效提升用戶的學(xué)習(xí)興趣，解決了傳統(tǒng)紅色教育中教學(xué)成本高、情境性不強(qiáng)等問題，對于提高紅色教育課程效果、彌補(bǔ)傳統(tǒng)紅色教育模式的不足是一種有益嘗試[2]。

1 沉浸式VR技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

虛擬現(xiàn)實(shí)思想出現(xiàn)較早，但其概念直到1987年才由Jaron Lanier提出，起初主要由美國軍方用來對飛行駕駛員和宇航員進(jìn)行模擬訓(xùn)練，后來在工業(yè)仿真、游戲設(shè)計、古跡復(fù)原、教育影視等領(lǐng)域不斷發(fā)展，應(yīng)用廣泛。在三維虛擬漫游方面，美國北卡羅萊納大學(xué)計算機(jī)系Brooks教授帶領(lǐng)其小組成功研制出第一個虛擬建筑的漫游體驗(yàn)系統(tǒng)[3]。在國內(nèi)，北京航空航天大學(xué)是最早進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究的機(jī)構(gòu)之一，其創(chuàng)建有國內(nèi)第一個專門從事虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與系統(tǒng)研究的國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，并在航天模擬、醫(yī)學(xué)培訓(xùn)、人機(jī)交互等多個領(lǐng)域均取得重要研究成果。

沉浸式VR是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一個分支，其體驗(yàn)更加真實(shí)，沉浸感強(qiáng)，交互具有實(shí)時性，通過頭盔式顯示器、洞穴式CAVE虛擬現(xiàn)實(shí)顯示系統(tǒng)等配合可穿戴設(shè)備構(gòu)建逼真的實(shí)時漫游交互系統(tǒng)。我國在沉浸式VR技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域一直積極探索，尤其是在文物遺跡的數(shù)字化保護(hù)和利用方面成果豐碩。以武漢大學(xué)李德任教授為首的課題組與中科院計算機(jī)研究所、浙江大學(xué)聯(lián)手攻關(guān)“數(shù)字敦煌”工程，將敦煌莫高窟文化遺跡以毫米精度在電腦里實(shí)現(xiàn)虛擬仿真。2017年，北京故宮推出《故宮VR體驗(yàn)館》項(xiàng)目，借助頭盔式360度VR體驗(yàn)設(shè)備，配合3D動感座椅和燈光控制，讓游客能從視覺、聽覺和體感上體驗(yàn)這座600年歷史古跡。綜上可見，沉浸式VR漫游體驗(yàn)技術(shù)已日趨成熟。

2 沉浸式VR技術(shù)在紅色教育中的需求分析

黨的十九大報告強(qiáng)調(diào)指出，全黨同志特別是高級干部要加強(qiáng)黨性鍛煉，不斷提高政治覺悟和政治能力。加強(qiáng)紅色教育是黨員干部立身、立業(yè)、立言、立德的基石。新時代不忘初心、牢記使命，更需要把紅色教育放在更加突出的位置，不斷增強(qiáng)廣大黨員黨性意識，提高黨性修養(yǎng)。積極探索紅色教育新模式，開發(fā)紅色教育新資源，推廣紅色教育新方法，推動黨員干部黨性教育自覺性，是新時代紅色教育面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。近年來，在“互聯(lián)網(wǎng)+”和5G迅猛發(fā)展的大背景下，借助VR技術(shù)構(gòu)建智慧型黨建，達(dá)到深化學(xué)習(xí)教育成果的目的，在創(chuàng)新黨建工作方面實(shí)現(xiàn)了很多有益的探索。早在2016年12月，福建紅色文化VR/AR實(shí)體體驗(yàn)館項(xiàng)目就正式啟動，通過VR技術(shù)打造出以“紅色福建”為主題的體驗(yàn)廳，并制作了黨性VR教育片，通過VR設(shè)備身臨其境地感受長征路上的艱辛歷程和不畏犧牲的崇高精神。VR黨建技術(shù)通過實(shí)時渲染的畫面，營造出一個VR世界，這種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，特點(diǎn)在于可以使用戶沉浸在特定的視聽空間內(nèi)，將傳統(tǒng)的平面顯示方式全息化、立體化，從而提升用戶視聽體驗(yàn)。

（1）提升紅色教育效果，首先要利用好紅色資源，積極探索資源利用新模式。習(xí)近平總書記對革命文物工作作出重要指示指出，革命文物承載著黨和人民英勇奮斗的光榮歷史，是黨和國家的寶貴財富，是弘揚(yáng)革命傳統(tǒng)和革命文化、加強(qiáng)社會主義精神文明建設(shè)、激發(fā)愛國熱情、振奮民族精神的生動教材。新時代以來，作為紅色資源重要組成部分的革命遺址和革命舊居虛擬開發(fā)如火如荼，既有力推動了革命遺址遺跡的開發(fā)保護(hù)，又帶動了當(dāng)?shù)丶t色旅游經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。大型的場景還原類型的主題展覽、大量的歷史史實(shí)文獻(xiàn)和革命英雄人物的遺物遺跡展出，對瀏覽者起到極強(qiáng)的視覺沖擊作用，但同時也要注意到這些資源開發(fā)形式上的同質(zhì)性，場景還原、文獻(xiàn)、遺物或數(shù)字屏幕展示的形式，簡單的參觀瀏覽不利于引導(dǎo)黨員干部感受紅色資源更深層次的時代背景和思想沖擊，在教育成效上還是存在較多的不足，始終無法將人融入到畫面實(shí)景中去親身體驗(yàn)，在一定程度上也容易導(dǎo)致形式上的審美疲勞。

（2）挖掘紅色教育資源的豐富內(nèi)涵，充分利用資源優(yōu)勢的轉(zhuǎn)化，增強(qiáng)紅色教育的生動性。紅色教育資源的概念涵蓋的范圍較廣，包括紅色文化資源、革命傳統(tǒng)資源、警示教育資源、廉政文化資源等。紅色教育題材的內(nèi)容，往往蘊(yùn)含著大量歷史文化元素，紅色教育要想取得成效，必須充分挖掘教育資源中精神層面的內(nèi)涵，將紅色教育資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容優(yōu)勢，同時創(chuàng)新沉浸式VR教學(xué)形式，打造有時代背景的虛擬場景，利用豐富的實(shí)物史料創(chuàng)作紅色教育情景模擬素材，讓用戶在體驗(yàn)內(nèi)容的同時了解其背后的歷史背景信息，不斷增強(qiáng)紅色教育的鮮活性，從而達(dá)到潛移默化、反躬自省的效果。

（3）充分利用新興技術(shù)，為紅色教育提供豐富載體和方法。隨著人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等新興技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，傳統(tǒng)的紅色教育展示和傳播方式必然會進(jìn)行迭代變革，這也為傳統(tǒng)的黨建展館、革命遺址遺跡、紅色文化教育基地等帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。充分利用新興的技術(shù)優(yōu)勢開展紅色教育，舊有的傳統(tǒng)展館場景限制勢必會被打破，紅色教育素材的傳承途徑將變得更為寬廣，紅色教育模式中的時間和空間形態(tài)也將會被重定義，這使得接受教育的黨員干部能跳出展廳場館的限制，由被動的知識獲取轉(zhuǎn)向主動的提升探索，也使得優(yōu)秀的紅色教育資源能在數(shù)字時代煥發(fā)出新的生機(jī)，進(jìn)一步彌補(bǔ)了傳統(tǒng)模式下紅色教育的缺陷和不足。

在紅色教育中引入沉浸式VR技術(shù)，既是紅色資源紅色教育素材開發(fā)過程的技術(shù)需要，又是新時代紅色教育與時俱進(jìn)的客觀需求，因此，課題組積極探索紅色教育創(chuàng)新之道，嘗試沉浸式VR技術(shù)這種“互聯(lián)網(wǎng)+黨建”模式。

3 沉浸式VR技術(shù)在紅色教育中的實(shí)踐應(yīng)用

基于沉浸式VR技術(shù)開展紅色建筑漫游和紅色教育特色課堂的研究，一方面利用紅色建筑資源推動革命歷史教育，減輕人流量負(fù)荷對建筑本體的潛在損壞，降低教育成本，另一方面積極展示支部風(fēng)采活動，全面提升教師黨支部作業(yè)發(fā)揮工作實(shí)效，讓黨員在身邊體驗(yàn)黨性的光輝和成果，增強(qiáng)戰(zhàn)斗堡壘的自豪感和成就感。

為充分利用紅色資源的區(qū)位優(yōu)勢，增強(qiáng)紅色教育成效，服務(wù)和推廣地方紅色經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時兼顧自身素材利用，展現(xiàn)支部特色，讓黨員深刻感受到紅色教育的溫度，課題組重點(diǎn)開發(fā)了三個不同層面的場景設(shè)計，利用沉浸式VR技術(shù)把紅色資源、虛擬教室和支部特色有機(jī)結(jié)合，把近年來紅色教育成果進(jìn)行了全面展現(xiàn)。

虛擬漫游制作過程一般包括：首先實(shí)現(xiàn)漫游主體的制作，包括文物素材、材質(zhì)、貼圖，以及建筑的布局、大小和風(fēng)格等，然后將模型導(dǎo)入到引擎中，布置燈光、添加交互，最后導(dǎo)出體驗(yàn)系統(tǒng)。在應(yīng)用中，課題組結(jié)合虛擬漫游、人機(jī)交互、影視制作、VR視頻等多項(xiàng)技術(shù)，將當(dāng)?shù)丶t色資源虛擬建模實(shí)現(xiàn)場景漫游，利用特色教室宣傳支部特色，并選取若干黨建工作專題，用虛擬展廳的形式對專題活動進(jìn)行了深入報道，利用技術(shù)優(yōu)勢對紅色資源進(jìn)行了全面整合。

場景一，利用沉浸式VR實(shí)現(xiàn)武昌毛澤東同志舊居的虛擬漫游。這是將紅色資源納入紅色教育的技術(shù)實(shí)踐，通過基于桌面式和沉浸式兩種方式實(shí)現(xiàn)虛擬場景的開發(fā)，也是利用地方特色和名人故居加強(qiáng)革命傳統(tǒng)教育的一個典型范例。項(xiàng)目實(shí)踐根據(jù)圖形學(xué)原理進(jìn)行模型簡化和真實(shí)感研究，應(yīng)用MAYA搭建建筑物三維模型，利用Unity3D搭建漫游場景并建立庭院綠植、桌椅和畫像等虛擬物件，通過VR組件可以實(shí)現(xiàn)沉浸式漫游或鼠標(biāo)、鍵盤瀏覽。同時，課題組還對漫游建筑的房屋結(jié)構(gòu)、建筑風(fēng)格、文化背景等進(jìn)行調(diào)查和采集，對實(shí)景圖像拍攝圖片并進(jìn)行對照優(yōu)化，以達(dá)到逼真的漫游效果。

場景二，利用支部特色活動素材開發(fā)了紅色教育特色教室，開展支部紅色教育虛擬展覽，其本質(zhì)是一個基于VR技術(shù)的實(shí)時交互式虛擬教室工程。該場景通過互動式VR技術(shù)總結(jié)回顧了近幾年年來課題組所屬黨支部在黨建工作方面所取得的成效，并以滑動式交互屏設(shè)計作為黨員學(xué)習(xí)素材的載體，通過觸發(fā)檢測完成學(xué)習(xí)素材的滑動更替動作，在虛擬空間中營造出嚴(yán)肅條理而又活潑生動的交互學(xué)習(xí)環(huán)境。

場景三，利用人機(jī)交互和VR視頻技術(shù)優(yōu)勢，展現(xiàn)支部“不忘初心、牢記使命”主題教育和疫情防控工作VR視頻。和前兩個場景分別偏向于靜態(tài)設(shè)計和動態(tài)交互不同，該場景主要在于展現(xiàn)虛擬空間中的展廳設(shè)計和視頻控制播放效果。參觀者借助HTC VIVE虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)設(shè)備，可以身臨其境進(jìn)行自主漫游，戴上頭盔利用頭部轉(zhuǎn)向可以實(shí)現(xiàn)自主控制漫游方向，利用手柄可以實(shí)現(xiàn)瞬時位移，從而降低視覺疲勞和眩暈感。與此同時，系統(tǒng)中還添加了動態(tài)交互，利用激活菜單選項(xiàng)結(jié)合手柄實(shí)現(xiàn)菜單功能選擇和場景跳轉(zhuǎn)，通過導(dǎo)入的專題展覽圖像和解說，回顧和總結(jié)身邊相關(guān)素材中的紅色修養(yǎng)成分，通過透析發(fā)現(xiàn)自身優(yōu)缺點(diǎn)和不足之處，自我檢視，自我整改提高。

整個沉浸式VR紅色教育開發(fā)場景由大到小、由粗到精、由畫面到視頻、由紅色資源到身邊事跡，系統(tǒng)全面的對紅色教育資源進(jìn)行了梳理篩選，并將虛擬環(huán)境、交互設(shè)計、VR視頻等多項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了兼容整合，最終完成沉浸式交互體驗(yàn)紅色教育系統(tǒng)的設(shè)計實(shí)踐。

4 沉浸式VR技術(shù)應(yīng)用于紅色教育的創(chuàng)新成果

沉浸式VR技術(shù)通過有效的信息展現(xiàn)手段，實(shí)現(xiàn)了新型的信息技術(shù)手段來進(jìn)行基層教育工作，實(shí)現(xiàn)了對紅色文化的數(shù)字化發(fā)掘，與傳統(tǒng)實(shí)景的紅色教育展覽館相比，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化層面的文化內(nèi)涵的凝聚與升華[4]。推動虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在紅色教育中的應(yīng)用，在盤活基層組織紅色教育素材、加強(qiáng)紅色教育與業(yè)務(wù)能力的磨合、提升紅色教育教學(xué)效果、激發(fā)紅色教育參與熱情等多個方面均起到顯著效果。實(shí)踐證明，沉浸式VR體驗(yàn)感強(qiáng)，交互方式新穎，能有效拉近革命文物和人之間的距離，將沉浸式VR技術(shù)應(yīng)用到紅色教育，教育效果提升明顯，有以下多方面的創(chuàng)新成果。

（1）深入挖掘本地紅色教育資源，激活沉淀的革命歷史事跡，打造全新的紅色教育環(huán)境。近年來，各級黨委和政府均加大了本地紅色教育資源的開發(fā)和利用力度，各種革命舊居遺址、紀(jì)念館、博物館等被打造成具有特色主題的紅色教育基地，并配備了專職的解說和研究人員，但日常工作的繁忙和生活的快節(jié)奏卻很難讓黨員干部們在親臨參觀時能駐足更多的時間，而走馬觀花參觀瀏覽往往來不及深入了解紅色資源在革命歷程中的地位和精神內(nèi)涵，沉浸式VR所創(chuàng)建的虛擬環(huán)境正好彌補(bǔ)了這種缺憾和感知，其沉浸、實(shí)時和交互性的特征可以引導(dǎo)黨員干部深入了解歷史事件，深度剖析領(lǐng)袖人物，能隨時跨越歷史輪回置身于真實(shí)歷史場景中，真正做到靈魂受洗禮、黨性得到升華。

（2）由紅色資源到基層案例，由復(fù)原實(shí)體建筑到虛擬教室空間，構(gòu)建特色鮮明的紅色教育體系。紅色教育不能僅僅依靠有限的紅色資源，大量基層工作案例和優(yōu)秀典范更應(yīng)該挖掘和宣傳。紅色建筑也不能僅僅停留在保護(hù)、展覽和參觀，也需要借助新興的信息技術(shù)進(jìn)行傳播和推廣。虛擬教室為基層組織日常的黨建工作提供了紅色教育的途徑和方法，也為不能親臨現(xiàn)場的黨員解決了學(xué)習(xí)和教育的問題，同時有利于基層組織建立自己的紅色教育資料庫，推進(jìn)紅色教育資源的分享和宣傳。

（3）創(chuàng)新紅色教育教學(xué)方法，強(qiáng)化黨建和業(yè)務(wù)能力的融合，推動技術(shù)型紅色教育教學(xué)隊伍建設(shè)?；鶎狱h建要和業(yè)務(wù)工作深度融合，是新時代黨的建設(shè)總的要求，也是化解重業(yè)務(wù)輕黨建的錯誤認(rèn)識、踐行習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想的工作需要。將沉浸式VR技術(shù)作為黨建和業(yè)務(wù)融合的切入點(diǎn)，利用技術(shù)創(chuàng)新紅色教育工作方法，利用黨建引領(lǐng)業(yè)務(wù)開展工作，使兩者融合在形式和內(nèi)容上得到拓展和深化，同時，釋放技術(shù)型專業(yè)人才的黨建活力，為他們搭建勇于創(chuàng)新、擔(dān)當(dāng)作為的平臺，充分發(fā)揮他們業(yè)務(wù)能力強(qiáng)的優(yōu)勢，打造技術(shù)型紅色教育工作隊伍。

5 總結(jié)

從沉浸式VR在紅色教育中應(yīng)用產(chǎn)生的效果可以看出，VR與黨建結(jié)合的紅色教育創(chuàng)新模式，將紅色建筑的漫游體驗(yàn)和黨性培養(yǎng)、技術(shù)應(yīng)用結(jié)合在一起，既能推廣和宣傳革命遺址的文化基因，弘揚(yáng)其背后的愛國主義精神，使瀏覽者沉浸于歷史環(huán)境中接受紅色精神洗禮，又可以有效利用基層組織的積極素材，打造技術(shù)型的紅色教育工作隊伍，建立基層組織自己的紅色教育資料庫。引入沉浸式VR技術(shù)到紅色教育中，豐富了紅色教育實(shí)踐方式，增強(qiáng)了黨員干部接受教育的自覺性，錘煉了專業(yè)技術(shù)人員的紅色修養(yǎng)，深化了黨建和業(yè)務(wù)的融合程度，隨著技術(shù)的發(fā)展和時代的進(jìn)步，相信沉浸式VR交互技術(shù)在紅色教育中將會有更大的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉楊.初探逆向與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在非物質(zhì)文化遺產(chǎn)上的應(yīng)用[J].當(dāng)代圖書館，2020（02）：19.

[2]張?zhí)m，羅毅，譚琨，余航.VR技術(shù)在黨性教育中的研究與應(yīng)用——以南方電網(wǎng)“理想與信念”為例.現(xiàn)代國企研究，2018（24）：225227.

[3]石敏，王俊錚，魏家輝.真實(shí)感三維虛擬場景構(gòu)建與漫游方法.系統(tǒng)仿真學(xué)報，2014（26）：19691974.

[4]趙媚妤.紅色革命遺址資源在黨性教育中的作用發(fā)揮——以廣州市花都區(qū)為例.中共珠海市委黨校珠海市行政學(xué)院學(xué)報，2020（01）：3135.

基金項(xiàng)目：現(xiàn)代公共視覺藝術(shù)設(shè)計研究中心2019年度基金項(xiàng)目（JD201907），湖北美術(shù)學(xué)院2019年度校級科研項(xiàng)目（201901）

作者簡介：趙鋒（1980—），男，碩士，副教授，研究方向：數(shù)字虛擬藝術(shù);程科（1981—），男，碩士，講師，研究方向：影像研究。