(7.2.3)-7.2.2虚拟现实技术

第七章信息技术与课程整合的发展趋势第2节前沿技术在教育中的应用

——虚拟现实技术01虚拟现实技术概述目录CONTENTS02虚拟现实技术对教育的影响03虚拟现实教育的局限性虚拟现实技术概述1一、虚拟现实技术概述（一）虚拟现实技术的概念及特征虚拟现实又称为灵境技术，汇集了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、人工智能、人机接口技术、传感器技术以及人体行为学等多项关键技术，是对计算机技术的综合应用。从实现结果来看，虚拟现实技术具有多感知性、存在感、交互性、自主性等特征。一、虚拟现实技术概述（二）虚拟现实系统的构成及特征虚拟现实是一个技术领域，人们能利用它仿造或创造出虚拟环境，并让人们能身临其境地进入到这个环境（或世界），实现人与该环境直接进行自然交互。一、虚拟现实技术概述（三）虚拟现实的类型虚拟现实最初是指立体眼镜、传感手套等一系列传感辅助设施来实现的一种三维现实，二现在其内涵已经大大扩展。根据用户参与虚拟现实的不同形式以及沉浸的程度不同，我们可以把各种类型的虚拟现实技术分为四类：桌面虚拟现实、沉浸的虚拟现实、增强现实性的虚拟现实、分布式虚拟现实一、虚拟现实技术概述（三）虚拟现实的类型·桌面虚拟现实系统桌面虚拟现实利用个人计算机进行仿真，将计算机的屏幕作为用户观察虚拟境界的一个窗口。通过各种输入设备实现与虚拟现实世界的交互。桌面虚拟现实最大特点是缺乏真实的现实体验，但是成本也相对较低，因而,应用比较广泛。一、虚拟现实技术概述（三）虚拟现实的类型·沉浸虚拟现实虚拟环境产生器声音合成声音定位语音识别电子显示装置头/眼/手跟踪触觉/动觉系统头盔显示器命令图形图像头位置眼位置手位置一、虚拟现实技术概述（三）虚拟现实的类型·沉浸虚拟现实高级虚拟现实系统提供完全沉浸的体验，使用户有一种置身于虚拟境界之中的感觉。它利用头盔式显示器或其它设备，把参与者的视觉、听觉和其它感觉封闭起来，并提供一个新的、虚拟的感觉空间，并利用位置跟踪器、数据手套、其它手控输入设备、声音等使得参与者产生一种身临其境、全心投入和沉浸其中的感觉。一、虚拟现实技术概述（三）虚拟现实的类型·沉浸虚拟现实特点：高度的实时性高度的沉浸感支持多种1/O交互设备并行一、虚拟现实技术概述（三）虚拟现实的类型·增强现实型虚拟现实增强现实又称混合现实系统，它是把真实环境和虚拟环境结合起来的一种系统，通过穿透型头盔显示器将计算机虚拟图像叠加在现实世界之上，为操作员提供与他所见到的现实环境有关的、存储在计算机中的信息，从而增强操作员对真实环境的感受。增强现实型虚拟现实不仅是利用虚拟现实技术来模拟现实世界、仿真现实世界，而且要利用它来增强参与者对真实环境的感受，也就是增强现实中无法感知或不方便的感受。一、虚拟现实技术概述（三）虚拟现实的类型·增强现实型虚拟现实例如：战机飞行员的平视显示器，它可以将仪表读数和武器瞄准数据投射到安装在飞行员面前的穿透式屏幕上，它可以使飞行员不必低头读座舱中仪表的数据，从而可集中精力盯着敌人的飞机或导航偏差。一、虚拟现实技术概述（三）虚拟现实的类型·增强现实型虚拟现实分布式虚拟现实系统是指基于网络的虚拟环境。它在沉浸虚拟现实系统的基础上，将位于不同物理位置的多个用户或多个虚拟环境通过网络相连接，并共享信息，从而使用户的协同工作达到一个更高的境界。一、虚拟现实技术概述（三）虚拟现实的类型·分布式虚拟现实系统如果多个用户通过计算机网络连接在一起，同时参加一个虚拟空间，共同体验虚拟经历，那虚拟现实则提升到了一个更高的境界，这就是分布式虚拟现实系统。一、虚拟现实技术概述（三）虚拟现实的类型·分布式虚拟现实系统分布式虚拟现实系统在远程教育、科学计算可视化、工程技术、建筑、电子商务、交互式娱乐、艺术等领域都有着极其广泛的应用前景。利用它可以创建多媒体通信、设计协作系统、实境式电子商务、网络游戏、虚拟社区全新的应用系统。一、虚拟现实技术概述（三）虚拟现实的类型·分布式虚拟现实系统虚拟现实技术对教育的影响2二、虚拟现实技术对教育的影响弥补远程教学条件的不足避免真实实验或操作所带来的各种危险彻底打破空间、时间的限制可以虚拟人物形象有效促进对知识的理解与掌握让虚拟学习者提供假设促进探究便于学生通过角色扮演来学习，

有利于技能训练虚拟现实教育的局限性3三、虚拟现实教育的局限性大多为简易的虚拟现实系统：建立在PC和屏幕显示的基础之上，软件内容的硬件支持不能够较好的匹配。其原因是教育应用中经费的现实以及使用者数量较多，而其他的技术已经可以满足当前阶段使用者的需要；大多为单人场景平台，看不见协作者，这种孤独的沉浸没有顾忌虚拟环境中的人际交互；针对教学活动的虚拟现实系统更多地关注知识内容而对教学手段关注较少、如何将教学过程中的要素都考虑进去，对课程设计者也提出了很大的挑战。小结在本节中，学习的重点是了解虚拟现实的类型以及虚拟现实对教育领域的影响，同时，我们也需要了解虚拟现实教育的局限性。虚拟现实技术的四种类型是桌面虚拟现实、沉