虚拟现实技术在教育领域的应用

虚拟现实技术在教育领域的应用

在教育领域，虚拟现实技术具有广泛的作用和影响。亲身去经历、亲身去感受比空洞抽象的说教更具说服力。主动地去交互与被动的观看，有质的差别。难怪教育界的专家指出：崭新的技术，会带给我们崭新的教育思维，解决了我们以前无法解决的问题,将给我们的教育带来一系列的重大变革。尤其在科技研究、虚拟仿真校园，虚拟教学、虚拟实验，教育娱乐等方面的应用更为广泛性。

1．科研方面的应用

各高校在许多领域都进行了相关的课题研究，对科学技术研究具有很大的促进作用，如：北京航天航空大学在分布式飞行模拟方面的应用。浙江大学在建筑方面，进行的虚拟规划、虚拟设计的应用。哈尔滨工业大学在人机交互方面有很好的成果。清华大学在临场感的研究颇具特色。此外，西安交通大学、上海交通大学、北方工业大学、西北工业大学、华东船舶学院、安徽大学等都有诸多科技研究的应用。

2．虚拟仿真校园

众所周知，学习氛围、校园文化对人们教育的巨大影响及其作用。老师、同学、学友，教室、课堂，实验楼等等，校园的一草一木，每一次活动无不潜移默化地影响着我们每一个人，伴随我们成长。我们从中得到的教益从某种程度来说，远远超出书本所给予我们的。网络教育的特点，虚拟现实技术的特点，决定了我们可以仿真我们的校园环境。因此虚拟校园是虚拟现实技术与网络与教育最早的具体应有。

天津大学早在1996年，在SGI硬件平台上，基于VRML国际标准，最早开发了虚拟校园。让没有去过天津大学的人，好好领略了一下近代史上久富盛名的大学。那时国际互联网刚刚进入中国，网络教育还未开始。已有如此的杰作，实在难得。

天津大学的虚拟校园（附图）

随着网络时代的来临，网络教育迅猛发展，尤其是宽带技术将大规模应用的今天。国内一些高校已经开始逐步推广、使用虚拟校园模式。先后有浙江大学、上海交通大学、北京大学、西南交通大学等著名高校，采用虚拟现实技术建设了虚拟校园。从其它一些途径，我们也看到了像北京四中、杭州工业大学都采用了相同的构想去营造虚拟校园。

由于缺乏较全面的考虑，大胆的尝试。它的实际用途还是比较单一。网络状况、硬件情况也客观阻碍推广、普及。虚拟校园实际功能，以实现浏览功能为主。但是，多种灵活的浏览方式，6+1的自由度，崭新的形式等都是独一无二的特点。以一种全新的姿态吸引着大家。

令人可喜的是，教育部在一系列相关的文件中，多次涉及到了虚拟校园，从中阐明了虚拟校园的地位和作

用。在方向上给大家有一个明确的定位。前不久，浙江大学在国家863成果展上，展出了他们的虚拟校园。对虚拟现实技术与教育的结合，起到了很好的推广、促进作用。随着网络教育的深入，人们已经不满足于对校园环境的浏览，基于教学、教务、校园生活的三维可视化虚拟校园呼之欲出。人们需要一个完整的虚拟校园体系。真实、互动、情节化的特点是虚拟现实技术独特的魅力所在，新技术必将引起教育方式的革命，让我们感受到全方位的教育。

上海交通大学的虚拟校园（附图）

西南交通大学虚拟校园（附图）

中国人民大学的虚拟校园1 中国人民大学的虚拟校园2

中国人民大学的虚拟校园3 中国人民大学的虚拟校园4

令人可喜的是，中央广播电视大学远程教育学院，投入较大的人力和物力，采用基于internet的类游戏图形引擎。在此基础上，将网络学院具体的实际功能整合在图形引擎中，突破了目前大多虚拟现实技术的应用仅仅停留在校园一般性浏览的应用上，并作为基础平台进行大规模应用，效果非常好，业内反映强烈，通过了教育部和有关院校的技术鉴定。他们以学员为中心，构想了一些人性化的功能，以虚拟现实技术作为远程教育基础平台，在国内甚至在国际上也属罕见。他们大胆的实际应用，将开创一个崭新的里程，让人们感受到全方位的教学、校园文化，这正是我们所需要的真正的教育。

3．虚拟教学（实验）

由于虚拟现实技术的特点,它的实际应用在理工科的教学中应有广大作为。尤其在建筑、机械、物理、化学等学科有着质的突破。

a.同济大学建筑学院的虚拟现实实验室

他们采用比较高端的设备。一个巨大的SONY三枪投影仪，五台高端的电脑工作站。G3苹果机，一个SGI 高端图形工作站，一台顶级功放（八声道，房间周围有音响），还有一些控制设备。”

对建筑景观、结构进行相关的仿真，尽管高端的设备，价格昂贵。但是在建筑教学中运用先进技术，进行大胆尝试，使学生对相关知识以一种崭新的方式学习。他们已经设立了相关研究生科目。

b.西南交通大学虚拟现实的应用

西南交通大学致力于工程漫游方面的虚拟现实应用，跟踪仿真领域先进技术的发展，开发出了一系列具有

国际水平的计算机仿真和虚拟现实应用产品，在城市规划仿真、驾驶员培训仿真及其他交互式仿真方面尤为突出。

他们将视景仿真分为仿真环境和仿真驱动两部分。仿真环境包括模型设计、场景构造、纹理设计制作、特效设计等。仿真驱动包括场景驱动、模型调动处理、分布交互、大地形处理等，它要求高速逼真地再现仿真环境，实时响应交互操作等。他们拥有强大的仿真环境制作队伍和仿真软件开发队伍，拥有各种仿真开发系统环境，包括各种档次的SGI图形工作站和多种应用软件，可以完成各种仿真应用系统开发。

已开发的系统如下：

（1）城市规划

系统用于展示城市规划、宣传城市建设、提升城市形象。系统根据城市的当前状况和对城市的未来规划，将城市的过去、现在和将来任意时间的情况展示在规划设计者、政府决策者、投资开发者和普通市民面前。该系统首先根据城市的当前状况和对城市的规划资料完成城市的设计，然后该系统的交互控制软件可以帮助使用者从不同角度遍历城市的各个部分，帮助有关人员作出决策。

（2）大型工程漫游

展示各种拟建设的工程项目，为国际和国内工程设计投标建立多种层次、细节丰富的虚拟模型，真实再现工程竣工后的情况。用户可选择不同路径进入该项工程的任意部分；也可为已建设或正在建设的各种工程项目展示其周边环境、内部装修、固定设施的配套情况。