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淺談虛擬現實技術在教學中的運用的論文范文(通用9篇)
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淺談虛擬現實技術在教學中的運用的論文 篇1
[論文關鍵詞]虛擬現實技術 虛擬實驗室
[論文摘要]在教學中運用虛擬現實技術不但能有效的提高教學效果,激發學生的學習興趣,而且還能提升教學過程中的科技含量。闡述虛擬現實技術在教學中的重要作用,重點探討在各基礎學科中虛擬現實技術的運用。
一、引言
隨著計算機技術的飛速發展,虛擬現實技術已經從前沿的航天、軍事領域開始進入教育領域,并涉及高等教育的各個學科。計算機變成實驗臺,軟件變成儀器,網絡變成實驗室的虛擬現實技術能形象生動地表現各個學科的教學內容, 有效地營造隨技術發展的教學環境,提高教學質量。
二、虛擬現實技術概述
虛擬現實(Virtual Reality,VR)技術利用三維圖形生成技術、多傳感交互技術以及顯示技術,生成三維的虛擬環境,介入者利用鍵盤、鼠標等輸入設備,或者帶上頭盔、數據手套等傳感設備進入虛擬環境,在虛擬環境中進行實時交互,并且能夠感知和操作虛擬環境中的各種對象,獲得身臨其境的感受和體驗。
虛擬現實技術具有沉浸感、交互性和想象力三個基本特征。在具體的教學實驗中,學生可以作為主角存在于虛擬環境中,對虛擬環境內的物體進行操作并從環境中得到自然的反饋,而且當學生沉浸在多維信息空間中時,能夠主動地獲取知識,尋求解答,形成新的概念。
虛擬現實技術以其諸多的優點決定了它在教育領域中的重要作用。
一是避免真實實驗或操作所帶來的各種危險并降低真實實驗的實驗用品損耗;
二是在虛擬實驗中可以獲得與真實實驗一樣的學習效果,還可根據實驗教學發展需求“引入”新設備,不斷對新設備進行擴展。三是徹底打破空間與時間的限制。總之,虛擬現實技術結合多媒體技術和計算機網絡,能提高實驗效果與效率,充分發揮教學優勢。
三、虛擬實驗室的實現
虛擬實驗室是由虛擬現實技術生成的一類適于進行虛擬實驗的實驗系統,包括相應實驗室環境、有關的實驗儀器設備、實驗對象以及實驗信息資源等。在虛擬實驗室中,學生能夠在計算機建立的三維的模擬實驗場景中從不同的視角觀察一個實驗對象,通過鼠標的選擇或者拖曳操作便可完成與虛擬實驗對象之間的交互。
(一)仿真實驗
虛擬實驗室實際上就是數字化的仿真技術在實驗教學中的應用,一個真正的虛擬實驗教學系統的前臺是多媒體或是虛擬化的環境,后臺是實時仿真的過程。
目前的仿真軟件很多,如EASY-T、VT-LINK3.3、SPW、Cadance、Mentor、MatLab、Protel2004、LabView、OpenGL、MultiGen等。在構建虛擬實驗時,應根據具體需求,選擇合適的開發工具。如何將計算機仿真技術與虛擬化的儀器或多媒體環境有機的結合起來是虛擬實驗室建立的關鍵和核心技術。
(二)支持技術
目前國內外對虛擬實驗室的開發大致采用以下幾種方法 :
1.使用JAVA+VRML進行開發。Java目前已經成為跨平臺應用軟件開發的一種規范,主要討論對象行為。VRML 是一種虛擬現實建模語言,著重于虛擬場景中對象的特征。采用JAVA+VRML混合編程是實現較復雜動態場景控制等高級交互功能的有效方法。但基于VRML虛擬現實的虛擬實驗在制作上較復雜,客戶端需要有大量的專業的設備(如頭盔、觸覺手套等),附加成本較高,并且運行VRML對客戶端計算機的性能要求也很高。 "
2.使用ActiveX控件進行開發。ActiveX技術是Microsoft為適應網絡發展的需要而將OLE技術在Internet上的重定義。在虛擬實驗室的開發過程中,代碼復用性對于持續開發過程尤為重要。可以利用VB、VC++、Delphi、Builder等任何一種支持COM規范的開發工具來進行ActiveX控件的開發。由于ActiveX控件只能運行在基于Microsoft Windows的操作系統,因而移植性和通用性較差。
3.使用QuickTime VR進行開發。QuickTime VR(簡稱QTVR)是新一代的、基于靜態圖像處理的實景建模的虛擬現實技術。QTVR可以應用照片、錄像或數字圖像等離散數據來創建虛擬環境,完成三維空間及三維物體的造型,并實現全方位觀察。具有更高的'真實感、更豐富的圖像和更鮮明的細節特征。QTVR制作簡單、周期較短、可控性也很強,對開發一些簡單的網絡實驗教學軟件的難度不大。
4.使用FLASH進行開發。FLASH是一種基于矢量的圖形系統,具有短小精悍、任意縮放、兼容性良好、嵌入ActionScript腳本功能等特點。而且Flash中的工作組功能極為強大,包含一套新的工作流程,可自動更新Flash網站的數據驅動,從而大大節約了開發者的時間。因此,FlashActionScript是網上教學虛擬實驗室開發的最佳平臺。
(三)功能模塊設計
無論建設哪個學科的虛擬實驗系統,從功能模塊上均可劃分為三個部分。
1.網絡服務。用戶可通過網絡注冊個人信息并經過驗證后登錄虛擬實驗系統。登錄該系統后學生可自主選擇將要進行的實驗,并根據實際需要獲得相關的指導。
2.仿真實驗。采用計算機仿真技術來構建實驗模型,設計出用于測試的虛擬儀器設備、實驗線路或回路、實驗元器件或構件庫、判別實驗效果的評價標準等。用戶選擇相關的仿真實驗以后,根據提示進行相關的操作,觀察實驗現象并記錄實驗結果。
3.數據庫。為虛擬實驗系統提供相關的數據服務。維護虛擬實驗系統的數據信息及用戶的相關權限,為仿真實驗提供支持。
四、結束語
如何將虛擬現實技術很好地運用于教學中是目前教育領域發展的一個新熱點。虛擬現實技術在教學中具有廣闊的應用和發展前景。虛擬實驗的普及能更好的提高教學效率,優化教學過程,達到更好的教學效果。
參考文獻:
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淺談虛擬現實技術在教學中的運用的論文 篇2
摘要:虛擬現實技術是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機技術,它利用計算機生成一種模擬環境,是一種多源信息融合交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真,可借助傳感頭盔、數據手套等專業設備,讓用戶進入虛擬空間,實時感知和操作虛擬世界中的各種對象,從而通過視覺、觸覺和聽覺等獲得身臨其境的真實感受。虛擬現實技術是仿真技術的一個重要方向,是一門富有挑戰性的交叉技術。
關鍵詞:虛擬現實技術 虛擬環境 計算機發展 新型計算機
計算機技術的不斷發展與應用方面的不斷提高使得虛擬現實技術也相應同步地快速發展。尤其是計算機的發展將趨向超高速、超小型、平行處理和智能化,量子、光子、分子和納米計算機將具有感知、思考、判斷、學習及一定的自然語言能力,使計算機進入人工智能時代。這種新型計算機將推動新一輪計算技術革命,更加帶動虛擬現實技術的快速發展,對人類社會的發展產生深遠的影響。
1、虛擬現實技術概述
虛擬現實(Virtual Reality,簡稱VR)是近年來出現的高新技術,也稱靈境技術或人工環境。該技術集成了計算機圖形(CG)技術、計算機仿真技術、人工智能、傳感技術、顯示技術、網絡并行處理等技術的最新發展成果,是一種由計算機技術輔助生成的高技術模擬系統。 虛擬現實技術的發展與應用離不開計算機技術的發展,兩者是相輔相成的關系,如果要正確認識和剖析并把握虛擬現實技術的應用與發展,就必須深入研究計算機技術的變化與發展趨勢,這樣才能有利于我們未來更好的掌握與應用虛擬現實技術。
2、計算機技術在虛擬現實技術的應用
自從1944年世界上第一臺電子計算機誕生以來,計算機技術迅猛發展,傳統計算機的性能受到挑戰,開始從基本原理上尋找計算機發展的突破口,新型計算機的研發應運而生,計算機技術的發展將趨向超高速、超小型、并行處理和智能化。專家預計虛擬現實技術也會因此得到迅速發展。尤其是三維計算機圖形學技術、采用多種功能傳感器的交互式接口技術和高清晰度顯示技術在虛擬現實的應用中起著重要作用。此外,智能化的超級計算機和新型高性能計算機不斷發展。這會更有利于虛擬現實技術方面的快速發展。虛擬現實技術通過計算機對復雜數據進行可視化操作以及實時交互的環境。與傳統的計算機人-機界面(如鍵盤、鼠標器、圖形用戶界面以及流行的Windows等)相比,虛擬現實無論在技術上還是思想上都有質的飛躍。
3、虛擬現實系統的技術特點
3.1 虛擬現實有效地建立虛擬環境主要集中在兩個方面,一是虛擬環境能夠精確表示物體的狀態模型,二是環境的可視化及渲染。
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3.2 虛擬現實僅是計算機系統設置的一個近似客觀存在的環境,它是硬件、軟件和外圍設備的有機組合。
3.3 用戶可通過自身的技能以6個自由度在這個仿真環境里進行交互操作。
3.4 虛擬現實的關鍵是傳感技術。
3.5 虛擬現實離不開視覺和聽覺的新型可感知動態數據庫技術,并需結合高速的動態數據庫檢索技術。
3.6 虛擬現實不僅是計算機圖形學或計算機成像生成的一幅畫面,更重要的是人們可以通過計算機和各種人機界面與機交互,并在精神感覺上進入環境。它需要結合人工智能,模糊邏輯和神經元技術。
4、虛擬現實硬件設備與軟件技術和計算機技術的融合
在虛擬現實系統中,硬件設備主要由3個部分組成:輸入設備、輸出設備、虛擬世界生成設備。此外系統還需要虛擬現實的相關技術。
4.1 虛擬現實的輸入設備。有關虛擬現實系統的輸入設備主要分為兩大類:一類是基于自然的交互設備,用于對虛擬世界信息的輸入;另一類是三維定位跟蹤設備,主要用于對輸入設備在三維空間中的位置進行判定,并送入虛擬現實系統中。虛擬世界與人進行自然交互的實現形式很多,有基于語音的、基于手的等多種形式,如數據手套、數據衣、三維控制器、三維掃描儀等。手是我們與外界進行物理接觸及意識表達的最主要媒介,在人機交互設備中也是如此。基于手的自然交互形式最為常見,相應的數字化設備很多,在這類產品中最為常用的就是數據手套。
4.2 虛擬現實的輸出設備。人置身于虛擬世界中,要體會到沉浸的感覺,必須讓虛擬世界能模擬人在現實世界中的多種感受,如視覺、聽覺、觸覺、力覺、痛感、味覺、嗅覺等。基于目前的技術水平,成熟和相對成熟的感知信息的產生和檢測技術僅有視覺、聽覺和觸覺(力覺)3種。感知設備的作用是將虛擬世界中各種感知信號轉變為人所能接受的多通道刺激信號,現在主要應用的有基于視覺、聽覺和力覺感知的設備,基于味覺、嗅覺等的設備有待開發研究。
4.3 虛擬現實的生成設備。在虛擬現實系統中,計算機是虛擬世界的主要生成設備,所以有人稱之為“虛擬現實引擎”,它首先創建出虛擬世界的場景,同時還必須實時響應用戶各種方式的輸入。
通常虛擬世界生成設備主要分為基于高性能個人計算機、基于高性能圖形工作站、高度并行的計算機系統和基于分布式計算機的虛擬現實系統四大類。
4.4 虛擬現實的相關技術。虛擬現實系統的'目標是由計算機生成虛擬世界,用戶可以與之進行視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺等全方位的交互,并且虛擬現實系統能進行實時響應。
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要實現這種目標,除了需要有一些專業的硬件設備外,還必須有較多的相關技術及軟件加以保證,特別是在現階段計算機的運行速度還達不到虛擬現實系統所需要求的情況下,相關技術就顯得更加重要。虛擬現實的相關技術主要有立體視覺顯示技術、環境建模技術、真實感實時繪制技術、三維虛擬聲音的實現技術、自然交互與傳感技術等等。
4.4.1 立體視覺顯示技術。人類從客觀世界獲得的信息的80%以上來自視覺,視覺信息的獲取是人類感知外部世界、獲取信息的最主要的傳感通道,視覺通道成為多感知的虛擬現實系統中最重要的環節。
在視覺顯示技術中,實現立體顯示技術是較為復雜與關鍵的,立體視覺顯示技術是虛擬現實的重要支撐技術。
4.4.2 環境建模技術。在虛擬現實系統中,營造的虛擬環境是它的核心內容,要建立虛擬環境,首先要建模,然后在其基礎上再進行實時繪制、立體顯示,形成一個虛擬的世界。虛擬環境建模的目的在于獲取實際三維環境的三維數據,并根據其應用的需要,利用獲取的三維數據建立相應的虛擬環境模型。只有設計出反映研究對象的真實有效的模型,虛擬現實系統才有可信度。在虛擬現實系統中,環境建模應該包括有基于視覺、聽覺、觸覺、力覺、味覺等多種感覺通道的建模。但基于目前的技術水平,常見的是三維視覺建模和三維聽覺建模。而在當前應用中,環境建模一般主要是三維視覺建模,這方面的理論也較為成熟。
4.4.3 真實感實時繪制技術。要實現虛擬現實系統中的虛擬世界,僅有立體顯示技術是遠遠不夠的,虛擬現實中還有真實感與實時性的要求,也就是說虛擬世界的產生不僅需要真實的立體感,而且虛擬世界還必須實時生成,這就必須要采用真實感實時繪制技術。所謂真實感繪制是指在計算機中重現真實世界場景的過程。真實感繪制的主要任務是要模擬真實物體的物理屬性,即物體的形狀、光學性質、表面的紋理和粗糙程度,以及物體間的相對位置、遮擋關系等等。
4.4.4 三維虛擬聲音的實現技術。在虛擬現實系統中加入與視覺并行的三維虛擬聲音,一方面可以在很大程度上增強用戶在虛擬世界中的沉浸感和交互性,另一方面也可以減弱大腦對于視覺的依賴性,降低沉浸感對視覺信息的要求,使用戶能從既有視覺感受又有聽覺感受的環境中獲得更多的信息。
5、總結
能看到虛擬現實技術對計算機技術的聯系性非常緊密,并且虛擬現實技術對計算機設備的應用分類也越來越具體,越來越廣泛。相應的計算機設備也應用到虛擬現實技術的對應環節上。虛擬現實技術是一個極具潛力的前沿研究方向,是面向21世紀的重要技術之一。它在理論,軟硬件環境的研究方面依賴于多種技術的綜合,其中有很多技術有待完善。可以預見,隨著技術的發展,虛擬現實技術及其應用會越來越廣泛。
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淺談虛擬現實技術在教學中的運用的論文 篇3
一、引言
虛擬現實技術是本世紀末迅速興起的一門高科技應用技術。該技術使計算機三維圖形生成技術、智能數字圖像處理、人機接口技術以及多傳感交互技術等高科技技術融會貫通,讓體驗者通過傳感輔助設施得到交互式的瀏覽、考察和操縱系統預設的虛擬世界。因為計算機和網絡技術不斷取得成就,虛擬現實技術廣泛的應用在各個領域,對人們的生活和生產起到了更加重要的作用。虛擬現實技術有感知性、交互性、沉浸性和構想性的特點,能夠通過視聽、觸覺的傳感及反映裝置帶給使用者更多的感受,使其沉浸在虛擬的環境中,帶給使用者身臨其境的感受。使用虛擬現實技術可以幫助使用者逐步的接受知識,使其掌握更多的知識,幫助使用者構建新的觀念,掌握一種全新的學習過程。
二、虛擬現實技術與酒店管理教學的契合度
第一,虛擬現實技術在酒店管理教學中的應用可以使教學過程得到優化,使教學模式得到創新。首先虛擬現實技術的存在有助于構建虛擬現實酒店場景,因為虛擬現實技術的應用結束了以往的通過圖片和視頻這樣二維平面展示的方式,能夠促進學習者通過虛擬酒店進行漫游,這樣可以使學習者自由的對酒店環境進行欣賞,能夠使學習者多角度多維度的對酒店的各個功能區進行瀏覽,學習者可以根據自己的需要來自由改變視角,如此達到身臨其境的感覺。
第二,有助于改革傳統的教學方法,職業教育的主要教學目的就是要培養生產、建設、管理服務第一線技術應用性人才,使教育更加貼合行業和產業的氛圍,能夠給予學生一種實際的行業和產業情景。而虛擬現實技術的融入可以給予學生具有針對性的工作場景,能夠使學生更具感情色彩的融入到真實的工作境況中。如此能夠打破時間和空間的限制,能夠刺激學生的好奇心,使其對教學充滿熱愛,進而幫助學生們更好的`進行學習。
第三,虛擬現實技術有助于創新人才培養模式。如今酒店管理專業通過校企合作的方式對人才進行交叉式的培養,但是這樣的合作只是通過一些簡單的參觀和短期見習來實現,如此不利于學生更加深刻的認識酒店管理工作。而虛擬現實技術可以使學生們了解和認識到星級酒店的實際場景,同時還可以利用遠程教學來打破空間的限制,這樣酒店中的高級領導就會通過遠程教學來對學生們進行教育,如此使學生們的專業性變得更加扎實可靠。
三、酒店管理教學中虛擬現實技術的實際應用領域
酒店管理教學中對虛擬現實技術應用還不夠成熟,在這個方面酒店管理專業的學校并沒有取得多大的成績。追其原因就是因為虛擬現實技術的發展初期具有更大的技術難度,而且需要投入更多的成本。我們可以根據參與虛擬現實的程度和不同形式將虛擬現實技術分為四種類型。而桌面虛擬和分布式的虛擬現實技術具有更廣的應用范圍和更大的推廣價值。其中桌面虛擬現實技術簡單,而且投入也不高。分布式虛擬現實技術更為廣泛的應用于教育領域。虛擬現實技術通過下面幾個方面來展現出其在酒店管理教學中的應用。
第一,利用虛擬現實技術開發教學課件。軟件設計師和酒店方共同合作,使交互技術更好的運用在交互場景的設計上。通過軟件對各類型的酒店建筑進行設計,并且詳細的把控內在格局的三維模型設計,其次就是將文字、聲音、圖片、動畫等媒體表現形式進行交互合成,進而產生真實的情景。之后對虛擬酒店漫游系統進行建立,設置具有三維演示空間的教學課件。于是在授課的時候,學生便可以利用漫游系統在各個角度對酒店進行了解和熟悉,如此來使學生們對虛擬現實技術產生興趣,最終更好的幫助學生完成教學目標。
第二,要利用虛擬現實技術構建模擬實訓系統。技術技能型人才培養的平臺是通過職業院校的實訓基地。而酒店管理專業的學生因為專業的影響,這樣對客服務生產和消費的同時性產生限制,如此便成為了經營的特點,而酒店專業的學生不能隨時參觀酒店,不能切實的了解到現實的場景,也不能親自進入到酒店的實際經營管理中。虛擬現實技術可以構建一個系統,使學生能夠進入到模擬的宏觀和微觀環境中,幫助學生們更好的去認識和了解酒店的管理。這樣學生就會根據餐飲管理知識來合理的安排餐位,還可以根據前廳管理知識合理安排住房,如此構建一種內在的知識結構體系,使學生們能夠更加深入的學習,提升自己的能力,使自己具備強大的崗位操作技能。
第三,利用虛擬現實技術開展遠程教學。以前的遠程教學往往因為技術的原因鎖定在教學視頻上,這樣師生之間就沒有進行更好的溝通和交流,老師不能準確的掌握學生的理解情況。而分布式虛擬現實技術可以借助網絡通訊技術來構建一個虛擬真實的教學課堂,最終使學生們可以借助網絡參與教師的講解,而且學生們也可以在課堂上發表言論。教師能夠得到學生們的實時狀態,監控學生們的學習情況,運用這種教學方式可以提升學生們的學習效率,實現更加理想化的教學現狀。
四、結束語
綜上所述,如今有多個領域受到了虛擬現實技術的影響,比如說教育、管理、生活等領域,伴隨著虛擬現實技術的融入,高科技也在飛速的邁動著自己的步伐,它被更好的運用在教育領域。虛擬現實技術在酒店管理教學中應用可以使教學過程得到優化,使教學方法得到革新,使人才培養模式得到創新,因為和傳統教學方法的完美結合,最終幫助酒店管理教學更快更好的達成目標,進而使教學的質量得到更好地提升。
參考文獻:
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淺談虛擬現實技術在教學中的運用的論文 篇4
摘要:虛擬現實技術具有獨特的技術優勢,在現代遠程教育領域具有良好的應用前景。結合虛擬現實技術在現代遠程教育領域的應用,本文論述了該技術的主要優勢和主要的應用模式,分析了應用過程中應該關注的若干問題。
關鍵詞:虛擬現實;遠程教育;應用模式
一、引言
教育技術的發展緊緊伴隨著技術進步的步伐發展,隨著信息技術的飛速發展現代教育技術也呈現出日新月異的局面。有研究表明,隨著通信技術和信息技術的不斷發展,有關教育技術特別是遠程教育技術的研究呈現出由電視技術到計算機技術再到網絡技術的發展路徑。例如美國早期的教育技術研究集中在視聽教育方面,對電視媒體比較關注。90年代以后,計算機逐漸普及應用,教育技術相關的新詞語,如“Courseware”“Hypermedia”和“ComputerSoftware”等大幅度出現。今天,隨著新教育理念和教育技術的發展,特別是虛擬現實和數字媒體技術的發展,“遠程網絡教育平臺”“MOOC課程”“虛擬教室”“虛擬實驗”等新術語又不斷出現在現代教育技術研究的舞臺上,呈現出新的發展局面。我國是教育大國,發展現代遠程教育已成為我國教育發展的一項戰略措施。近年來,在我國教育技術主要的研究刊物中,包括《電化教育研究》《中國電化教育》《中國遠程教育》《開放教育研究》《現代教育技術》《現代遠距離教育》,對包括虛擬現實技術在內的新的信息技術應用做了大量研究。本文在綜合分析相關文獻的基礎上,分別論述虛擬現實技術主要的應用特點、虛擬現實在教育技術中的應用模式和關鍵技術。
二、虛擬現實技術應用于遠程教育的主要優勢
我國的遠程教育經歷了三個發展階段:一是主要依靠郵政通訊手段進行函授教育;二是利用廣播和電視開展廣播電視教育;三是以信息為基礎開展的`現代遠程教育。特別是20世紀90年代以來,隨著計算機網絡為代表的遠程傳輸技術和移動計算技術的發展,隨著多媒體、虛擬現實等新型媒體技術的發展和應用,現代遠程教育成功突破了傳統面授教育的局限,提供了一種突破時空界限、資源共享、交互沉浸式的學習環境。其中,虛擬現實技術發揮著重要的作用。“虛擬現實技術”是一種利用計算機為用戶生成模擬人物和場景的技術,該模擬的人物和場景非常相似于所對應的現實世界人物和場景,使用戶能夠得到一種類似真實世界所能給與的感受和體驗。所以又稱為虛擬現實技術可以虛擬出“一個真實的世界”。虛擬現實技術同時還具有鮮明的特色—3I特性:“沉浸(Immersion)”“交互(Interaction)”和“想象(Imagination)”。虛擬現實技術首先追求的是能夠達到沉浸的“真實”體驗,能夠提供有效的人機“交互”,能夠為用戶提供一種甚至超越現實意境的“想象”空間。虛擬現實技術是一門綜合性的技術,不僅包括圖形學、圖像處理、模式識別、網絡技術、并行計算技術、人工智能等特殊的信息技術,而且涉及數學、物理、通信,甚至與氣象、地理、美學、心理學和社會學等相關知識。如果真的能夠方便地生成各種虛擬的現實世界,同時又具有3I特性,必將在遠程教育中發揮重要的作用。
三、虛擬現實技術在遠程教育領域的主要應用模式
前一個時期,我國遠程教育技術大多還是基于網頁的遠程教育平臺,依靠文字和平面動畫提供在線的教育服務。由于教育者和學習者的時空相對分離而無法提供身臨其境的學習環境,也由于教育內容更多屬于單向的線性播放模式而無法提供人機交互環境,還由于只是通過視頻進行演示教學而無法提供真實的實驗教學環境,大大降低了學習的主動性,已無法激起學生的學習興趣和積極性。現代遠程教育的發展趨勢是網絡化、智能化、虛擬化。虛擬現實技術因其特有的多感知性、浸沒感、交互性和想象性等特點,在遠程教育中具有強大優勢和潛力。虛擬現實技術本身也在發展之中,基于虛擬現實技術的應用也在實踐探索之中。從目前情況看,虛擬現實技術在遠程教育中的主要應用可以分為兩個層面:一是簡單應用,基本上是在教室教學資料中運用虛擬現實技術制作課件,將抽象問題和復雜問題直觀化、可視化。例如醫學教育中的人體結構和各類生命循環系統功能演示等。二是高級應用,所謂高級是用虛擬現實技術專門制作特殊功能的系統,并在遠程教育平臺上使用。這類高級的虛擬現實應用主要包括三個方面:一是虛擬訓練場和虛擬實驗室。專門提供規模較大的分布式專業訓練和實驗環境。例如軍事訓練環境,運用軍事仿真技術、虛擬現實技術和分布計算技術,構建真實的軍事對抗訓練環境,這已經是成功的應用模式了。同樣,在一般的學科專業教學中,可以通過建構虛擬實驗室,使得許多現實的實驗室功能可以虛擬化。二是虛擬教室和學習環境。這類應用主要是提供虛擬的數字校園,在網絡化的數字校園里有著許多不同授課內容的“教室”,有著虛擬化的校園、圖書館和學科專業網站,甚至有著同類學員的學習“社區”。三是虛擬創新設計環境。現代教育提倡的創新學習,隨著虛擬現實技術的運用也逐漸成為了可能。利用虛擬現實技術可以建立實際動手設計環境,學生可以開展近乎真實的創新設計。如服裝設計、藝術設計和科技產品設計。如果再能夠利用產學研結合的機制,這樣的設計環境將會是非常有意義的。總之,運用虛擬現實技術人們可以虛擬出一個真實的校園環境或者構建一個虛擬的學習環境,經過實時渲染的分布式虛擬現實環境將會讓學生在虛擬現實空間中學習的感受就如同在3D游戲中一樣,他們可以實時地進行三維交互、實時地參與教學活動、與教師進行溝通。
四、虛擬現實技術應用于遠程教育應該重點關注的問題
虛擬現實技術具有非常理想的發展前景,但是仍處于快速發展的階段。虛擬現實技術運用于遠程教育,應該分別從技術和應用兩個方面關注以下問題。從技術的角度,要重點關注虛擬現實關鍵技術發展的動態。要想理想地用計算機生成真實感很強的虛擬世界,并且能夠在廣域網范圍內交互使用,技術難度是很大的。目前大多數人認為有五項關鍵技術正在積極突破。
(一)動態環境建模技術一般說環境建模比對象個體建模復雜,而動態的環境建模更具有挑戰。動態環境建模目的是獲取實際環境的三維數據,并根據應用的需要,利用獲取的三維數據建立相應的虛擬環境模型。
(二)實時三維圖形生成技術目前三維圖形技術盡管已經較為成熟,但是如何實現“實時”生成仍然是挑戰。
(三)立體顯示技術目前虛擬現實的交互能力主要依賴于立體顯示和傳感器技術。但現有的虛擬現實還遠遠不能滿足需要,虛擬現實設備的跟蹤精度和跟蹤范圍也有待提高。
(四)系統開發工具和運行平臺虛擬現實應用的開發比較復雜,效率和質量保證也很困難,網絡化的運行平臺也很難滿足廣域網環境。目前還必須重點研究虛擬現實的有效開發工具和高效分布式運行平臺。
(五)系統集成技術集成技術包括信息的同步技術、模型的標定技術、數據轉換技術、數據管理模型、識別和合成技術等等。由于虛擬現實中包括大量的感知信息和模型,因此系統的集成也非常復雜。從應用角度,要更新教育觀念并能夠有效運用建模技術構建學習環境。包括如何運用建模技術構建與教學相關的對象和場景,如何構建以學生為主體的自主學習過程,如何設計人機交互環節等等。當然熟練掌握虛擬現實技術和數字媒體技術是重要的應用基礎。正像高質量的動漫游戲制作非常不易一樣,好的虛擬現實教育作品的研發也是具有挑戰性的。
五、結語
現代教育技術的應用逐漸呈現出網絡化、智能化和虛擬化的重要趨勢。虛擬現實技術在現代遠程教育領域的主要應用模式包括:虛擬訓練場和虛擬實驗室、虛擬教室和學習環境、虛擬創新設計環境。當前相關的關鍵技術和新的應用模式都還在積極的發展之中,有著良好的前景。
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淺談虛擬現實技術在教學中的運用的論文 篇5
摘要:近年來,利用虛擬現實技術在教育領域開發了一種新的教學模式。通過相關研究,設計與實現關于計算機課程教學的一些功能模塊,可以幫助學生掌握和鞏固教學中的難、重點,提高學生的自主性、積極性和創造性。筆者以計算機教學為例,探討基于VRP的虛擬現實技術在輔助計算機課堂教學中的應用。
關鍵詞:VRP;虛擬現實技術;計算機教學
1引言
虛擬現實技術應用于教育領域中,實踐了建構主義、情景學習的思想,可為學生提供一個逼真的學習環境。提高學生的學習興趣,讓學生獲得真實的學習體驗,熟練掌握和鞏固教學中的重、難點,以取得更好的教學效果。
2虛擬現實技術簡介
虛擬現實(VirtualReality,VR)是20世紀末提出的一項多學科綜合技術。它以計算機技術為核心,通過計算機仿真,生成具有視覺、聽覺、觸覺等多種感官的逼真的三維虛擬環境。用戶可以通過專業的傳感器設備進入虛擬環境,與虛擬場景中的對象進行交互,從而獲得身臨其境的體驗,被認為是21世紀最有潛力的技術。虛擬現實有三種特性,即沉浸感、交互性和想象力(又稱創造性),使虛擬現實技術在教育領域具有獨特的、明顯的應用優勢。基于虛擬現實創建的教育和教學環境,為學習者營造了自主學習的環境,從傳統的“以教促學”的學習模式,轉入一個新的學習方式,學習者通過自我互動和信息環境,獲取知識和技能。但在實際教學中,有些基本概念、原理和方法是很難用實物來演示。可借助虛擬現實技術制作三維演示程序,解決教學中的難點,提高學生的學習興趣。
3虛擬現實技術在計算機教學中的應用
計算機這門學科,邏輯性和實踐性較強,教材上的一些知識點學生較難理解。教師可以用VRP結合3DsMax開發制作VR課件,更好輔助課堂教學。例如《操作系統》這門課,內容上更具理論性和相對抽象性。在講解進程管理中的生產者-消費者問題以及處理機調度中的死鎖等問題時,學生理解起來非常困難。因此,教師可以用VR課件,將動畫、聲音、圖片等表現形式有機結合起來,將生產者-消費者問題以及死鎖等問題的原理,通過動畫生動形象地展現出來,學生理解起來就更加容易。且老師還可以設計開發《計算機操作系統重難點案例解析》的VR課件,此課件不是教材內容的堆砌,而是用來解決教材的難重點。又如在《計算機基礎》課程中,講解信息編碼、二進制、十進制等基本概念時,可用VR課件開發一些游戲案例。既能激發學生的興趣,又能在課件中設置相應的問題,讓學生思考問題,培養學生的主動思考和解決問題的能力,并有助于培養學生的計算思維能力。再如,在講解《計算機組裝與維修》課程時,由于無法提供足夠的硬件設備來滿足學生的實驗需求,傳統的教學主要采用播放PPT課件的方式,給學生展示相應的圖片和組裝流程,或通過播放組裝的視頻方式來教學。學生只能獲得感官上的認識,而實際動手操作的體會不深刻。為此,借助虛擬現實技術,利用其創建的虛擬場景,可使知識更形象化、直觀化,便于理解和增強學生的實踐操作能力。學生在虛擬場景中,可進行交互學習,具有較強的沉浸感和交互性,極大提高了學生實踐能力。虛擬現實技術創設的教學環境相對其他教學媒體創建的學習情境更有真實性、獨特性和優越性。在計算機學科的理論教學和實驗教學中,可借助虛擬現實技術,通過3DsMax軟件創建教學中所需的硬件模型,構建三維模型庫,結合VRP虛擬現實軟件,開發出適合各門計算機課程教學的虛擬學習環境,能很好降低教學成本,提高教學效率。
4基于VRP的虛擬現實課件設計流程
4.1VR-Platform虛擬現實平臺
VRP是VR-Platform的簡稱,是國內第一款自主研發的虛擬現實平臺軟件。該軟件實用性強、操作簡單、高度可視化,所見即所得。可廣泛應用于城市規劃、房產開發、工業仿真、文物古跡、電子商務、教育以及娛樂游戲等行業。該軟件打破了被國外軟件壟斷虛擬現實領域的現狀。以極高的性價比獲得了國內廣大客戶的青睞,并已成為一個國內應用非常廣泛的虛擬現實和三維制作工具。許多理工科重點院校,購買了VRP虛擬現實平臺及其相關產品(如清華大學電機系、中國傳媒大學動畫學院等),在高等學校的教學科研工作中發揮了重要作用。
4.2基于VRP的.虛擬現實課件制作
在制作VRP作品前,必須先通過相關的三維建模軟件(如3DsMax)進行基礎建模,并設定對象的材質、燈光、動畫等。大致分為以下幾步。4.2.1模型建立。大多數虛擬現實場景中的模型,都是由3DsMax等三維軟件制作完成。VRP對建模階段的模型沒有太多的限制,只要它符合3DsMax標準即可。但在建模時,模型數量不要太多,刪除看不見的面,對于較復雜的造型,可用貼圖或照片來表現,以簡模原則優化模型。4.2.2材質和燈光設置。完成場景模型的建立之后,可為模型添加材質。可使用標準材質,也可添加紋理貼圖。具體根據所要創建的場景來設置。VRP對3DsMax場景中的燈光設置也沒有特殊要求,根據需求設置合理的燈光即可。4.2.3烘焙。通過烘焙操作,可將3DsMax場景中的模型光影,以貼圖的方式導入VRP中,從而獲得一個真實光影效果的虛擬場景。4.2.4導入。VRP進行后期制作虛擬現實場景中的模型制作完成并經過烘焙后,通過VrpForMax插件導出模型到VRP-Builder,即可在VRP-Builder中進行編輯,根據教學需求,編輯具有交互功能的VR作品。4.2.5輸出。在完成場景中所有模型的交互功能后,可運行、預覽效果,進行修改、調試,最后可編譯輸出*.EXE的可獨立執行文件或是可網絡發布的*.VRPIE文件。
5結語
虛擬現實技術在教育領域有著廣闊的應用前景。不僅適用于科學技術研究、虛擬學習環境、虛擬實驗室、虛擬實訓,還可應用于虛擬仿真校園及虛擬遠程教育等。隨著虛擬現實技術的發展和完善以及硬件設備成本的不斷降低,虛擬現實技術作為新的教學媒體,以其強大的教學優勢和潛力,將會逐步吸引教育工作者的關注和青睞,最終在教育領域被廣泛應用并發揮其重要作用。
參考文獻
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淺談虛擬現實技術在教學中的運用的論文 篇6
【摘要】物理抽象概念的表示以及理想的物理實驗環境的模擬,一直是中學物理學習中的重難點。一些抽象思維尚未完全成熟的高中生難以準確地想象天體運行的規律。而虛擬現實以其沉浸性、交互性、想象性的特點,能夠準確模擬虛擬的“理想環境”,形象地表示抽象的概念,并能讓學生與實驗對象進行交互,以解決傳統物理課堂中情境性、沉浸感、互動性不強的問題。本文設計、開發“三體運動”VR教學軟件,并通過在實踐中應用該軟件,探索了虛擬現實技術在高中物理學習中的影響及效果。
【關鍵詞】虛擬現實;VR教學;高中物理;三體運動
物理是高中階段非常重要的學科,學生通過對物體運動本質規律的參悟,會幫助其塑造辯證、科學的世界觀和人生觀[1]。但抽象的物理概念的理解,復雜的物體運動規律的參悟,理想的實驗環境的模擬一直是學生學習和教師教學的難點,這些虛幻游離的力、電、磁等,往往令學生望而生畏。而虛擬現實技術的發展為物理教學帶來了新的機遇,恰好可以解決上述這些問題。虛擬現實可以創設逼真的三維多感官環境,同時環境還會對參與者行為產生相應的反饋,應用于教學中,可實現情境學習、創設心理沉浸感[2]。本研究聚焦高中物理重點內容“萬有引力定律”,開發并應用“三體運動”VR教學軟件,旨在探究VR技術在高中物理學習中的影響及效果。
VR技術在物理學科中的應用案例
1.國外VR技術在物理學科中的應用國外大學很早就開始關注虛擬現實技術在物理學科中的應用,主要表現為物理虛擬實驗。美國科羅拉多大學的一個研究團隊,基于Java和VR技術研發了一套物理學科的“PhET系列互動仿真軟件”,該軟件通過虛擬實驗來幫助學生理解抽象的概念和隱含的關系[3]。該軟件以寓教于樂的方式,激發了學生學習的興趣。美國路易斯安那州立大學的學者,將VR和AR技術在物理教學(主要為力學、電磁學等)中的應用模式進行了對比[4]。研究結果表明,這兩類技術均能促進教學,提高學生學習的質量。此外,還有美國俄勒岡大學設計的物理實驗網站“VLab”,以及卡羅萊納州立大學開發的基于WEB的“探究型虛擬物理實驗室”等眾多應用[5]。2.國內VR技術在物理學科中的應用與國外相比,國內的虛擬現實教育應用起步較晚,但近年來越來越受到重視。同樣,也主要集中于多媒體輔助物理實驗教學。中國科技大學人工智能與計算機應用研究室開發出了一個“幾何光學實驗設計平臺”,該系統基本涵蓋了中學物理的光學實驗,學生可以通過該虛擬系統提供的實驗儀器,完成或練習大部分的光學實驗。西安科技大學開發了一套“通信原理仿真實驗系統”。該系統主要基于Matlab技術,不僅有較強的交互性,而且操作簡單,十分人性化[5]。
運用VR技術開展高中萬有引力定律教學的實證研究
筆者開發了一款“三體運動”VR教學軟件,模擬出“萬有引力定律”章節中的實驗,對“三體運動”進行直觀的表現,創設一個沉浸式的、交互性的虛擬教學環境。1.“三體運動”VR教學教具“三體運動”VR教學軟件基于C#語言、Unity3D平臺設計開發,并以“智能手機+Cardboard”作為終端。通過Unity3D創建三個球體代表三體,為每一個球體添加了運動軌跡,并將三個球體的物理屬性設為剛性球體碰撞。以“萬有引力定律”和“牛頓第二定律”為基礎來模擬三個球體的相互運動。2.用戶操作使用該軟件進行實驗時,學生只需戴上CardBoard,向左便能看到導航界面,可以自主選擇想要觀察的場景。進入實驗場景后,學生在觀察時可以通過改變頭部位置凝視交互的方式,來改變每個球體的位置、質量、速度等,觀察由此發生的運動改變,實現其與實驗內容交互。3.實驗結果本研究選擇北京市八一中學高二年級的一個班進行實驗,共計40位學生和1位物理教師。在師生體驗了軟件后,發放問卷,并隨機抽取5名學生(3男2女)和1名教師進行訪談,收集他們對該應用的感受及建議。通過對問卷和訪談數據的分析,主要包括學生對VR教學的已有經驗、態度、滿意度及效果評價,得出以下結論。(1)高中生對VR的已有經驗研究發現,大部分學生對VR技術有一定了解,但是了解不多;大多數學生都曾經體驗過VR產品,但是體驗不多。絕大多數學生沒有體驗過VR在教學中的應用。(2)高中生對VR教學的態度學生整體上對VR教學持非常積極的態度。使用VR教學軟件前后的數據對比顯示,“三體運動”VR軟件顯著提升了學生對VR教學的興趣。有95%的學生表示愿意或非常愿意在未來教學中能應用VR,特別是在“物理、化學、生物、地理”等學科。他們期待通過VR教學提升他們對內容的'興趣和學習積極性。(3)師生對VR教學教具的滿意度體驗過VR教學軟件后,100%的學生都對該軟件的界面設計、交互設計、教學內容設計、架構設計表示滿意,其中75%以上的學生表示非常滿意。同時,學生們也對軟件的交互設計提出了更高的期望。(4)師生對VR教學教具效果的評價問卷和訪談數據都表明,教師和學生們都非常認可VR教學軟件的教學效果,包括:能夠創設生動形象的學習情境、有助于萬有引力定律的理解、有助于對空間三體運動的理解、有助于擴展物理知識、有助于提升物理學習興趣。物理教師表示,“這款軟件對于幫助學生理解天體運動和相關知識很有幫助,它很適合作為物理教學的輔助軟件”。幾乎所有學生都對這款VR教具表現出了濃厚的興趣,均認為該軟件創設了生動形象的學習情境,能夠加深他們對知識點的理解,因為它將“看不見”的東西變得直觀了。他們說,“這款軟件能夠把那些看不見、摸不著、離我們非常遙遠的東西呈現在我們眼前,使它們具體化了,幫助我們更深刻地理解”。
“三體運動”VR教學軟件體現了VR在物理學科教學中的潛力。通過本研究發現,VR在教學中的應用非常必要且充滿潛力,高中生有濃厚興趣;VR教學軟件在創設情境、提升學習興趣、促進知識理解方面存在積極有效的作用。它以其構建學習情境、形象化抽象內容、實現自然交互的優勢,既可以用于內容展示,又可以實現探究式學習[3][5],其提升學習動機、優化學習效果的作用展現得淋漓盡致。物理學科需要進行大量的實驗,這意味著VR技術在物理教學中有巨大的發展空間[6],也有更多的探索之處。哪些內容適合VR技術?如何將其融入學習活動中?如何使VR工具更便捷、更具可獲得性?這需要更多設計人員和實踐者的參與,進一步優化其效果,并解決成本過高的問題,早日實現VR技術進課堂。
淺談虛擬現實技術在教學中的運用的論文 篇7
論文摘要:本文從虛擬現實技術幫助學生獲取緘默知識、改變學生的學習手段與學生創新思維的培養三個方面,探討虛擬現實技術(VR)對學生學習的影響。
一、 虛擬現實幫助學生獲取緘默知識
(一)緘默知識
緘默知識是英國學者波蘭尼于 1958年首次提出的一個新概念。他指出:“人類有兩種知識,通常所說 的知識是用書面文字或地圖、數學公式來表述的,這只是知識的一種形式,還有一種知識是不能系統表述的,如我們有關于自己行為的某種知識。如果我們將前一種知識稱為顯性知識的話,那么我們就可以將后一種知識稱為緘默知識。”緘默知識往往不容易被人們所注意,但并不能說明緘默知識在人類實踐活動沒有價值或微不足道。恰恰相反,緘默知識是非常重要的一種知識類型,事實上它們在支配著人的認識活動的整個過程,是人們獲得顯性知識的“向導”。首先,只有通過緘默知識或緘默認識到途徑,人們才能發現一個有新意的真正的科學問題,因為這些科學問題還是問題,還不明了,處于隱蔽模糊的狀態,當然不可能有明確的邏輯證明,只能依靠經驗直覺(其中包含緘默知識)而達到;其次,科學家要做出科學的發現,就必須將那些一般意義上的科學技巧如觀察、記錄、描述、資料分 析等個性化 、實踐化,轉變 為他自己獨特的知識,這個個性化、實踐化的過程實 際上是把一般意義的科學技巧(顯性知識)與個人的緘默知識相結合的過程;再次,在任何科學理論的論證過程中,在各個階段都會有意想不到的情形發生,這是繼續進行研究還是終止,在很大程度上也是一個不能加以清晰表達的建模過程;最后,一個可與陳述是否被人們接受,也依靠人們的緘默知識來幫助,人們在心目中都有一套說不清道不明的認同這種說法拒絕另一種說法的標準,這些標準是緘默知識的一部分。由此可以看出,緘默知識在人的認識活動中是至關重要的。
(二)虛擬現實技術幫助學生獲取緘默知識
虛擬現實技術所具有的沉浸性和交互性使得學習活動具有實踐的性質,虛擬實踐以信息的符號化轉換為物質載體,這就擺脫了原始狀態下虛擬思維的對象的虛無與神秘,同時也解決了原型條件實踐下對象創設的諸多局限于無奈。在虛擬現實的環境下,學習者可以通過對大陸現實素材進行可控的疊加、分解、重組、試探和驗證,來尋找和發現事物各種新的可能性,并展示其接近現實的真實圖景。遨游于虛擬世界中,學習者學習到的知識將是帶有情境性的包含緘默知識在內的完整、豐滿的知識,而不只是抽去汁肉的骨架式的顯性知識。
二 “右腦革命”——虛擬現實技術改變學生的學習手段
布萊克斯利在 1980年出版的((右腦與創造》中寫道:“計算機革命,從根本上說,它乃是左腦革命的延伸。計算機實際上是擴展了我們 進行抽象邏 輯思維的能力。而對于右腦所進行 的那種類型的思維,不能對計算機抱有不恰當的奢望。”這段話 明確表明計算機技術只是能擴展我們進行抽象邏輯 思維的能力,而對于我們的形象思維的能力卻是無能為力。
在虛擬世界里,人們不僅僅可以通過邏輯的方式進行學習,更主要是通過形象化的方式進行學習。虛擬技術被稱為第一個推動人們身體活動獲取知識的智能技術。虛擬技術提供的學習和認識方式,不僅僅是邏輯和形象的結合,還特別有認知能力和感知能力的結合。
三、學生創新思維的培養
(一)培養學生的發散思維
虛擬現實技術打破了傳統的意向傳授知識的'教學模式,學生可以最大限度地發揮主動性和積極性,夠開導學生思維的流暢性、變通性和精細性,為培養學生的發散思維提供了豐富的資 源和便利的空間,將學生的學習、練習及自我測驗結合起來,形成一種生動、活潑、積極的教學方式 ,這是任何傳統的教學方式、方法所達不到的,具有不可替代的功能和作用。
(二)培養學生的形象思維
形象思維的基礎是觀察能力、聯想能力和想象能力 (包括再 造想象和創造想象)。虛擬現實技術能夠構造出最佳的課堂教學環境,能夠提供和展示各種現實的學習情境,誘導學生即席思考,激發學生的聯想。例如利用計算機模擬物理中的電子云圖。核外電子運動的規律與普通物體的運動規律不同,用眼睛看不見,用儀器觀察不到、測量不出來,而且核外電子的運動也沒有確定的軌道,運算速度極快,既看不到、又不能測定算出它在某一時刻所在的位置,只能用統計的方法描述它。虛擬現實技術可以對學生學習過程中所提出的各種假設模型進行虛擬,通過虛擬系統便于工作可直觀地觀察到這一假設所產生的結果或效果。
參考文獻:
【2】畢耕:論創新思維與寫作教學改革【J】.教育探索,2005.
淺談虛擬現實技術在教學中的運用的論文 篇8
一、虛擬現實技術在酒店管理教學中的應用
1.1為酒店管理教學提供了一個廣闊的學習平臺
虛擬現實技術在酒店管理教學中的應用可以讓酒店管理人員學習到在實際生活中無法碰到的事例和問題,通過對一些問題的分析和探討可以得到更多的解決辦法。比如,酒店管理人員在現實生活中不可能那么倒霉的天天遇到一些極其復雜困難的事情,而在虛擬現實技術中就會碰到極難解決的問題,這時候可以讓酒店管理人員大膽的去解決,在解決的同時,酒店管理人員就學習到了在實際酒店管理里中學不到的知識和經驗。除此之外,虛擬現實技術在酒店管理教學中的應用還體現在可以為酒店管理人員提供一個多元化的管理模式。通過虛擬現實技術,可以使酒店管理人員接觸到不同的管理模式,這樣就會擴大酒店管理人員的視野,從而使酒店管理人員在進行管理工作時可以借鑒不同的管理模式,針對不同的問題采用不同的解決方法。從而使酒店管理人員得到更好的管理經驗,給酒店帶來很好的服務,使酒店獲取更大的利潤。
1.2對酒店管理者提出的各種管理模式進行模擬
通過虛擬現實技術就可以直接而真實的了觀察到這一模式所產生的結果或后果。比如,酒店管理人員對現在的酒店管理模式提出了一些質疑,但是在現實生活中,因為對新方案的不確定和懷疑,酒店管理者提出的新方案往往會被否決,不被認可。但是,通過虛擬現實技術,就可以在特定的虛擬環境對新方案進行實踐,而且在新方案的實踐過程中也不會因為新方案存在的缺陷而給現實中的酒店帶來什么重大損失。通過虛擬現實技術,可以很快的得知酒店管理人員提出的新方案是否可行,還存在哪些缺陷需要進一步的改進和完善,在經過虛擬現實技術模擬過的方案會讓酒店的高級領導信服,從而可以使新方案得到應用。虛擬現實技術在酒店管理教學中為酒店管理人員提供了可供實踐的環境,這樣就激發了酒店管理人員的創造力,培養了酒店員工的信心。
1.3虛擬現實技術的沉浸性和交互性
虛擬現實技術的沉浸性和交互性使酒店管理人員在虛擬的管理技術中從事一定的工作,擔任一定角色,這樣酒店管理人員就可以全身心的投入到酒店管理工作中去,這樣的虛擬環境有利于酒店管理人員將理論運用到實踐中去,培養酒店管理人員的管理能力,增加酒店管理人員的管理經驗。比如,在虛擬現實技術中,可以讓一個沒有任何管理經驗的酒店管理人員從事一個高級的酒店管理,在虛擬的環境里,可以讓沒有任何管理經驗的管理人員去面對一切酒店中出現的問題;可以讓沒有任何管理經驗的管理人員提出一切他自己覺得可以實施方案;可以讓沒有任何管理經驗的管理人員對酒店管理中的任何人員進行調動,對酒店的任何設施進行改變和裝修。因為在虛擬的酒店環境中,管理者根本就不用擔心做錯決定會承擔什么嚴重后果,也不會擔心因為哪里的問題解決的不夠好而被上級批評。在虛擬環境中對酒店管理進行反復的實踐和練習,這樣可以達到熟能生巧的地步,從而達到培訓的目的。
1.4虛擬現實技術打破了時間和空間的限制
虛擬現實技術在酒店管理教學中的'應用還體現在打破時間和空間的限制供酒店管理人員進行獲取資源,使各國各地區的管理人員的管理經驗都得到充分的利用,每個國家、每個地區都會因為風俗習慣的不同而產生不同的管理模式。作為酒店的管理人員,就應該擁有豐富的閱歷和知識,針對不同地區的風俗習慣來管理酒店。虛擬現實技術的這一應用,滿足了酒店管理人員的各種需求,方便了酒店管理教學。虛擬現實技術在酒店管理教學中的應用就是為了給各級的酒店管理人員提供必要的知識儲備。打破時間和空間的局限,就不會因為資源配置的不公平而使接受的管理知識而受到限制。虛擬現實技術在酒店管理教學中的這一應用為酒店管理人員學習管理理論知識提供了方便,從而節約了資源和時間。
二、虛擬現實技術在酒店管理教學中的優勢
2.1虛擬現實技術可以讓酒店管理教學變得簡單而容易
利用虛擬現實技術進行酒店管理教學,就不再把管理教學局限于酒店之中,酒店管理教學活動的范圍和時間就得到了充分的擴大。虛擬現實技術在酒店管理教學中可以使接受者在虛擬的酒店中進行毫無顧慮的運用管理中的知識對酒店進行管理,而且在管理的過程中,會讓酒店管理工作變得簡單而方便。虛擬現實技術都是使用網絡而進行交流,在這之中沒有那么多的雜事耽誤管理者,可以讓不同的管理者之間更加方面的交流、傳遞命令、討論管理方法,從而可以提高酒店管理人員的工作效率,更好地進行酒店管理。除此之外,虛擬現實技術還可以提供不同的酒店管理模式,可以讓酒店管理人員對不同的酒店進行模擬管理,這樣就可以增加酒店管理人員的管理經驗,讓真正實施酒店管理時可以因不同的情況而是用不同的管理模式。管理是一門藝術,酒店管理更加是一門藝術,做得好就可以為酒店帶來不可估量的利益,但做的不好也會帶來不能彌補的損失。因此虛擬現實技術在酒店管理中教學就可以避免這樣的損失,是酒店管理教學變得簡單而容易。
2.2虛擬現實技術在酒店管理教學中可以激發管理人員的創造力,為酒店管理注入新的活力
管理在任何企業中都是十分重要的一部分,如果沒有好的管理者對企業進行管理,那么這個企業是不能夠在競爭如此激烈的今天持久的發展下去的。而且,管理并不是一成不變的,如果一個企業對于管理只是墨守陳規得,那么,這個企業也是不能夠發展壯大的。在酒店管理中道理也是如此,酒店是服務行業,最大的競爭就是酒店員工的服務質量。這些不是物質設施,因此需要一定的培訓和管理經驗。虛擬現實技術在酒店教學中可以讓酒店管理人員獲得充分的管理經驗,而且,通過虛擬現實技術,酒店管理人員可以根據特殊的環境進行特殊的管理工作,在進行酒店管理工作時也不必擔心會不會帶來嚴重的后果等,這樣就可以激發酒店管理員工的創新能力,在實際工作中,酒店管理人員可能會受到現實因素的控制而不敢去想象新的管理模式,也沒有想要改變現在的管理模式。但是,虛擬現實技術在酒店管理教學中就可以避免現實的局限,從而使酒店管理員工大膽而有信心的對酒店管理中存在的一些不足的地方或缺陷進行改進和補充。
2.3虛擬現實技術在酒店管理教學中的應用可以減少一些不必要的浪費
在酒店管理教學中,理論知識的學習是不能夠滿足酒店管理的工作的,只有進行實踐才可以獲得較好的酒店管理教學,哲學中有句話也說過實踐是檢驗真理性的唯一標準,因此,采用虛擬現實技術進行酒店管理教學就可以使接受者得到充足的實踐。實踐離不開事件,有了問題才能夠真正的能運用酒店管理教學中的理論來解決問題。如果對現實中的酒店管理問題進行實踐,這樣就會造成很大的浪費。幾乎沒有酒店會愿意讓一個沒有管理經驗的管理人員來參與酒店的管理,即使有些酒店會聘用實習生,但是在實習生實習期間,酒店管理工作也不會交給實習生來完成,只會是讓實習生在旁邊學習。而這樣一來,實習生就沒有辦法得到鍛煉,想要從事酒店管理工作勢必在短時間內是一個困難的事情。而通過虛擬現實技術就可以讓酒店管理人員在不浪費時間讓酒店沒有任何損失的情況下進行實習和鍛煉。這樣就可以讓酒店的管理人員在沒有工作之前就擁有豐富的管理經驗的同時還減少了酒店的一些不必要實習浪費。
2.4虛擬現實技術在酒店管理教學中的應用可以擴大酒店管理人員的管理模式而不僅僅局限于現實中酒店的管理模式
管理在現在社會中越來越多的受到重視,最主要的原因是因為管理可以讓一個企業的工作效率得到提高,利潤得到擴大。所以,擁有豐富的管理知識和經驗是很重要的。管理知識大部分是從書本上學習的,雖然書本知識可以介紹各種層次的酒店在管理方面的做法,但是少了一定的實踐鍛煉還是會讓酒店管理工作存在很多的疑問。而通過虛擬現實技術,可以讓酒店管理者在虛擬現實中從事各種各樣的酒店管理模式,可以在不同的國家和地區從事著各個層次的酒店管理,因此而獲得各式各樣的經驗,在現實中也可以用虛擬現實中的經驗而從事酒店管理工作,而且還可以根據現實中酒店的管理模式進行一些合適的改進和創新,使酒店管理更加的完美。
三、結語
虛擬現實技術作為一個新型的教學媒體,使教學變得方便、容易,同時還可以讓受教者得到不同的鍛煉。在酒店管理教學中,為管理者提供了更大方便、模式更加多樣化的實踐機會,讓酒店管理者通過虛擬現實技術而獲得管理經驗,從而能夠使酒店管理者更快、更好地適應管理工作,在酒店管理工作上做的更加出色。相信虛擬現實技術在酒店管理中的教學會等到更為廣泛的推廣,是虛擬現實技術得到大眾的認可和廣泛使用。
淺談虛擬現實技術在教學中的運用的論文 篇9
摘要:伴隨著社會經濟的發展,旅游已經成為人們生活中不可缺少的一部分,旅游文化產業作為新的經濟增長點,已成為各地綜合競爭力和可持續發展能力的基礎指標和關鍵因素,傳統的旅游方式需要走進真實的環境中體驗旅游的樂趣,伴隨著計算機技術、互聯網技術、物聯網技術、傳感技術的發展,越來越多的年輕人開始對虛擬旅游產生了興趣,借助移動終端設備及可穿戴設備足不出戶即可領略祖國的大好河山,享受虛擬旅游的樂趣。
關鍵詞:旅游資源;虛擬旅游;計算機技術
虛擬現實技術是綜合利用計算機、電子技術、圖像技術、傳感器技術、多媒體技術、人機交互技術及仿真技術等多種科學技術發展起來的計算機領域的新技術,是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統[1]。通過計算機圖形處理技術搭建虛擬的環境(虛擬環境與真實環境保持高度相似),讓游覽者進入虛擬場景中,并通過各種傳感設備感受虛擬場景的變化,如同游覽者在真實場景中發生的變化相同。虛擬旅游開發涉及用360°全景拍攝技術、3D建模技術、虛擬交互技術、傳感器技術、互聯網技術等多項技術,本論文是以南通狼山景區虛擬旅游系統開發作為案例進行論述,通過虛擬現實的技術將現實中的狼山搬到用戶的移動端以及PC端,使用戶足不出戶就可以領略南通狼山周邊的自然環境之美,提升了城市知名度以及影響力,該旅游系統的開發主要采用以下兩種技術進行開發完成的。
(1)狼山360°全景交互技術為了更好的展現狼山周邊的旅游資源,通過使用360°全景拍攝的方式對區域內的旅游景點進行拍攝,拍攝時可借用常規的'智能手機,沿中心點水平旋轉一周通過計算機算法將照片拼接成360°的全景照片,通過全景照片平臺上傳到互聯網,通過社交媒體進行傳播;或者通過專業的全景相機(insta360)直接拍攝全景照片,在后臺直接生成全景交互,在社交媒體進行傳播。360度全景照片是以第一人稱視角展現周邊的環境及地貌,只能通過移動、旋轉、縮放畫面來觀看照片上的景物,優點是生成的文件小,便于傳播,能夠與移動終端設備完美結合。缺點是看到的景物都是平面的2d照片,缺乏立體感。
(2)通過3d建模技術,搭建虛擬的三維場景,借助unity3d程序建立交互腳本,借助傳感設備完成虛擬場景的交互。在對狼山周邊環境建模時,使用的多邊形建模的方式,該建模方式適合不規則的模型[2]。前期采集狼山周邊的地貌特征,在三維軟件Maya制作成三維模型,其中對于狼山內部重點區域—靜海商貿界重點制作(圖1),在制作三維模型中尤其要注意模型的數量,盡可能用少的面來表現更多的細節。
借助unity3d技術,完成交互腳本的創建;將完成后的數據模型轉換為通用格式—Fbx格式,除了帶有模型數據信息外,還帶有貼圖及紋理坐標信息[3],在unity3d中直接打開Fbx模型文件,模型及紋理坐標信息都在其中,在場景中創建虛擬的角色,并分別給虛擬角色添加前進、后退、左轉、右轉等腳本命令,將場景中除地面之外的所有物體添加固定障礙物屬性,從而保障人物在場景中行走時不會穿過物體(圖2)。在場景中添加平面物體,并賦予其地形的屬性,通過Unity3d中自帶的筆刷工具對地形進行美化,讓場景更加趨于真實場景特征;向場景中添加燈光,并設置燈光的陰影屬性,場景中的物體就會出現陰影,通過改變燈光的屬性場景中的陰影也隨之產生變化;為了讓場景更加趨于真實場景,可以向燈光添加不同的腳本,從而產生光線的變化,例如添加耀斑效果,當鏡頭對準陽光時,就會產生耀斑效果;向場景中添加霧氣效果,周邊環境會產生虛實效果的變化,運行后發現角色可以在場景中自由移動,且不能穿過場景中物體。在Unity3d中,看到的畫面為實時渲染的畫面,對電腦以及顯卡的要求非常高,所以在制作虛擬現實場景中要保證電腦的配置高,最好是獨立顯卡。使用HTCvive設備完成可穿戴設備與場景的交互為了讓用戶能夠獲得更好的體驗,借助HTCvive的設備,完成對虛擬場景的交互,該設備采用激光定位技術,配備兩個游戲手柄、兩個定位器、一臺頭顯設備,借助Steamvrplugin及ViveInputUtility軟件,完成游戲手柄、頭顯設備與場景的交互。雖然目前虛擬現實技術在旅游方面的開發尚處于探索階段,同時也會存在一系列的問題,例如眩暈、延時等,但是伴隨著硬件技術的不斷成熟發展這些問題都終將會解決,虛擬現實技術必將會帶給人類全新的視聽感受。
參考文獻
[1]周忠,周頤,肖江劍.虛擬現實增強技術綜述[J].中國科學:信息科學,2015,45(2):157-180.
[2]袁兆英.Maya多邊形角色建模技術初探[J].淮南師范學院學報,2014,16(3):25-27.
[3]聞平,王沖,桂林,吳小東.FBX三維模型自動轉換為OBJ三維模型方法研究[J].云南省科學技術協會.會議論文集,2015(12):32.
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