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虚拟?#36136;?#24066;场发展迅速 VR教育前景可观

日期:2016/10/9

无论是在各行各业的应用,还是资本的追捧,虚拟?#36136;?Virtual Reality VR)都是现在热门话题。那么,VR的本质到?#36164;?#20160;么?VR将发展如何?又有哪些关键概念?这些都成为业界关注的焦点。

  信息技术新阶段产物

  VR是认识世界的一种科学方法,通过虚拟技术,我?#24378;?#20197;完成对?#36136;?#19990;界的抽象、模拟、仿真,是人类探索世界、科学实验的重要方法。虚拟?#36136;?#25216;术以不同的方式在我们生活中早已出现。?#28909;紓?#25105;们听老人们讲故事,这些故事就是他们从?#36136;?#20013;虚拟出来的,我?#24378;?#20197;把其看作一维信息的虚拟?#36136;?我?#24378;?#32472;画,用色彩绘制生成一个光与影的世界,这是二维信息的虚拟?#36136;?电影是film+movie,“移动的画片”生成一个更加近似?#36136;?#30340;世界。电影技术为我们构成了三维信息的虚拟?#36136;怠?/P>

近年来,3D电影在国内大范围上?#22330;R和3D电影有何区别?3D电影提供了观众沉浸的环境,但是它不能交互,体验者是被动?#37038;?#23548;演团?#21448;?#35746;好的情节。而虚拟?#36136;登?#35843;的是以使用者为中?#27169;?#21644;系统的交互和发挥想象力。

  从古到今,虽然我们经历的虚拟技术不同,虚拟效果不同,但是通过虚拟?#36136;擔?#20307;验另外非同?#36136;?#20154;生的目标一致。通过虚拟?#36136;?#25216;术,我?#24378;?#20197;实现对?#36136;?#30340;仿真、对未知的虚拟、对过去的回顾、对未来的想象。

  因此,虚拟?#36136;?#26159;信息技术发展到新阶段的产物,是信息技术未来发展的重要方向。也就是说,虚拟?#36136;?#19981;?#24378;?#31348;来风,而是一种应运而生、水到渠成的技术和产业。现在的虚拟?#36136;?#21644;过去不一样的只是?#24405;?#26415;。

  随着VR的?#20284;穡?#19968;起发展流行的有AR、MR、AI等概念。关于“VR元年”的说法,我觉得这只说对了?#35805;搿?#19981;是虚拟?#36136;?#35806;生,而是为了阐述虚拟?#36136;?#36825;一事物受到关注掀起了高潮。“VR元年”以后如何发展?我想任何科技的发展,都有一个规律──多年的积累,厚积薄发,才能爆出高潮。最终,进入常态,在国民经济、人民生活中得到广泛应用,就有?#20013;?#21457;展的基础和动力。

  接地气并应用广泛的技术

  作为一?#20013;?#30340;信息技术,VR到底可以应用在哪些领域呢?

  实际上,能够通过虚拟?#36136;?#25216;术实现的环境,就能应用虚拟?#36136;怠?#38543;着虚拟?#36136;?#25216;术的发展,我?#24378;?#20197;模拟出任何的实体模型,也可以构造柔体模型,用他们构成近乎逼真的?#36136;怠?#34394;拟?#36136;?#26159;一种体验,需要体验的人们就是虚拟?#36136;?#30340;用户。所以虚拟?#36136;?#26159;一个接地气、应用广泛的技术。

  虚拟?#36136;?#22312;医疗方面的应用也是很重要的。虚拟?#36136;酰?#31934;?#23478;?#30103;都需要虚拟?#36136;?#25216;术的支持。例如,把病人的大脑用虚拟?#36136;?#25216;术建模,用3D技术打印出来,医生在虚拟环境下先行操练,然后再给病人做?#36136;酰?#36825;可以定制个性化的?#36136;?#26041;案,对提高?#36136;?#25104;功率大有帮助。

  虚拟?#36136;?#20063;可以应用在商业领域,远程电子?#20309;鍤保?#22914;果把虚拟?#36136;?#29992;进去,看到的是一个近乎真实的东西,并可以体验。此外,在国防、虚拟社交、娱乐方面,VR也有重要应用。

  虚拟?#36136;?#22312;教育?#31995;?#24212;用在国内外都是成功的典范。教育本身就是一种“知与行”共同前进的事情,认识来自实践,学习需要体验。

  在现代教育技术的发展上,我们经历了基于广播电视的远程学习D-Learning、基于电脑和互联网的电子学习E-Learning,以及利用现代通信终端设备进行移动学习的M-Learning阶段。这些教育技术的发展,分别实现了教师与学生的时空分离、远程的面授教学、随时随地进行自由的学习等教育改革,是信息时代?#24405;?#26415;对传统教育一次又一次的冲击。然而,这些冲击并未撼动目前的传统教育。

  现在人们在推MOOCs,MOOCs是通过网络教导学生的课程,一个教授可给数千万名学生上课。MOOCs将最好的课程送到了“渴望学习”的人们面前,解决了资源共享,商业化运作成功。但是,和传统教学比较,MOOCs授课不能解决教学内容和知识的可视化,它的教学过程缺乏情境,没有沉浸感;教学过程缺乏交互(教师与学生、学生与学生、学生与环境);教学模式及评价方法有待提高。而虚拟?#36136;?#22312;这些方面能实现交互、沉浸感,所以虚拟?#36136;?#26159;教育领域取得新变革的重要技术。

  V-Learning带来教育界新革命

  从人类知识的获取来看,来自视觉的?#29616;?#20449;息占83%,其余感官的获取?#31354;?7%,而且视觉信息持久性更长。近年发展起来的可视化技术和虚拟?#36136;?#25216;术为教学教育提供了新的方法。

  沿袭教育技术的发展,我?#21069;?#22522;于虚拟?#36136;?#19982;可视化技术的教育叫做V-Learning。这?#20013;?#25311;学习是用可视化的方法表述学习内容,在虚拟?#36136;?#29615;境中交互学习。V-Learning的推进,将有效地改善教学的可视化、兴趣化、互动教育,进而提升学生素质培养,能力培养,带动中国教育理念、教育方法、教学方式的革命。

  在虚拟?#36136;?#24212;用方面,VR应用在体验上做得都比较好。V-Learning是基于虚拟?#36136;导?#21487;视化技术的新型教育教学模式,从D-Learning发展到V-learning,是观念和技术的进步。与前三个阶段相比,V-Learning最主要的特点是体验,由于设备不同,体验式的教学内容、教学方式、教学的实验手段、教学管理都不一样,对学生的测评也应该进入另一个阶段。

  V-Learning主要的问题是教学内容的改革,以及教学过程的改革、教学效果的评价。教学内容是知识可视化方法,完成数字教学资源的建模方法。基于三维实体扫描、医学影像数据、参数方程、序?#22411;?#20687;的生产,也可以模型共享下载,3D打印技术完成实物教学资源的生成方法,组织开展知识的可视化方法和可视化技术的研究,形成一套行之有效的教学虚拟模型资源库和运行?#25945;?#31995;统。

  推广虚拟教育须多方合作

  结合中小学的学习和创新,我们研制了一个维乐(WiLe)学习系统,即VirtualReality Visualisation和起来两个V,构成了Wi,学习环境是LE,即LearningEnvironment。它可以为基础教育提供一种基于虚拟?#36136;?#21644;可视化的教学技术学习方法。这也是研究面向现代教育的虚拟?#36136;?#30340;理论和方法,解决?#36136;?#20013;的关键技术问题。

  在数学学习中,函数和几?#25991;?#22411;的关联需要充分的想象力,但是在维乐系统,数学公式和它的模型是系统计算显示来的,改变有关参数,展示出模型就发生了变化。数学问题可视化,虚拟交互改变了原来的学习数学仅凭想象。通过软件学习立体几何学,并演示各个形状及其公式。学习物理的电磁学,学生可在摄像头前摆出?#36136;疲?#31243;序可识别?#36136;?#24182;在3D场景内生成手部模型,学生可用手与磁场进行虚拟交互,旋转虚拟磁铁模型,观察电磁变化。

  通过虚拟系统,可以精细地观察人体结构,演绎生命现象。我们通过体感设备捕捉人脸正面深度信息,提取特征点驱动模板人脸面皮三维变形,得到用户的三维头部信息,另外提供候选发型模板多套,可进行交互添加,生成用户本身的三维头像;可观察人体头?#31185;?#23448;不同尺?#35748;?#30340;三维模型,包括面皮、肌肉、血管、大脑皮层以及颅骨等,并在旁以浮动文字、图片、视频等资料展现头部相关知识点;依据科学成果,对大脑功能?#26234;?#36827;行不同颜色的划分,通过体感设备对人体动作进行识别,显示对应大脑功能?#26234;?/P>

  类似这样的应用还有很多。从构建V-learning学习环境与推广的难点来看,包括内容?#31995;?#38382;题,硬件?#31995;?#38382;题,软件?#31995;?#38382;题。举例来说,数学课程所用的虚拟?#36136;?#31995;统和历史课程用的虚拟?#36136;?#31995;统并不一样,因此做这些事心要沉得下去,而不仅仅是炒概念。而且还有一个循序渐进的过程,开始容易,慢慢再深入就需要攻坚破难了。

  虚拟教育很好,但需要得到政府引导,?#20973;?#31435;新,需要有敢为天下先勇气。虚拟教育是一场教育革命,教师应该是教育革命的主力军。虚拟教育是一场技术革命,教育信息化的发展新阶段,公司要投入,既要有技术?#31995;?#21019;新,也要进行商业化运作。这是利国利民利己的好事,大家会有极大的热情。简言之,专业教师、政府、公司三方面结合起来,才能让V-Learning取得比?#19979;?#24847;的成果。

 

 

 
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