虚拟现实技术在安全培训中应用分析华北科技学院

虚拟现实技术在安全培训中应用分析

张立强华北科技学院安全培训处燕郊065201

摘要：在介绍虚拟现实技术概况的基础上，系统地分析了虚拟现实技术在煤矿安全生产培训上面的应用，重点介绍了虚拟现实技术的研发、国外煤矿企业安全生产从业人员培训方面的应用和发展等现状，并对虚拟现实应用在安全培训上的优点进行了阐述，最后对虚拟现实技术在煤矿安全中应用的研究重点、研究方向和发展趋势提出了建议。

关键词：虚拟现实，煤矿安全，煤矿灾害模拟，安全培训

虚拟现实（Virtual Reality）技术是20世纪80年代末发展起来的一项高新技术，它汇集了计算机图形学、多媒体技术、人工智能、人一机接口技术、传感器技术、高度并行实时计算技术和人的行为学研究等多项关键技术，是模拟仿真技术的最新、最高层次，是当今世界前沿科学之一。

VR系统基本上是一种实时的对真实世界加以模拟的计算机系统，由硬件和软件两部分构成。硬件部分包括快速通用处理器、专用图像处理器、输入设备和输出设备。软件部分具有产生虚拟世界图像和目标处理的功能。虚拟现实技术为人们探索宏观世界和微观世界中由于种种原因不便于直接观察运动变化规律的事物，提供了极大的便利。

1. 在安全培训中应用现状

煤矿开采特别是井工开采，与地面工业生产相比不仅环境恶劣，而且具有很大的复杂性。煤矿的复杂环境和不安全因素等导致煤矿从业人员的培训不可能在现场进行，随着近年来虚拟现实技术的不断发展和其优点的愈加明显，也逐渐在煤矿安全培训中有所应用。

（1）为解决煤矿复杂、多变、危险条件下的岗位培训等方而的难题，英国研究了一种可

提高矿井灾害区域识别和危险人员评定质量的虚拟现实(VR)系统[1]。采用VR系统培训非常安全，且可视性强，使受训者身临其境地去接触、认知和处理各种灾变情况。如矿井布局、动态作业和矿井环境等定型模拟均可随意设定，而矿井人员则可在虚拟的矿井内任意活动并做出重要决定。其决定效果的好坏均能立刻反馈于受训者。该系统主要包括运输卡车灾害识别系统，安全检查培训和矿井事故培训系统。

（2）诺丁汉大学的AIMS研究所已经开发了许多与采矿工业安全培训相关的桌而VR系统[2],包括：在安全生产实践中培训露天矿汽车司机；在常规安全监察中培训和测试新矿工；在事故反应中培训和测试矿山救护队。比如一旦确定某项具体的操作情景，就可以加入各种不同的风险情况，当然这些风险(包括静态风险和动态风险)是驾车行驶在矿坑中的司机可能遇到的。

（3）美国宾西法尼亚大学开发了VR矿工培训系统[3]。该系统允许用户在虚拟工作而上检

查工作面的故障隐患，如顶板支护是否合理，查看工作而设备是否正确放置，以及应该采取哪些措施。应用该系统可以培训矿工的安全意识。德国DMT大学开发的矿井决策模拟系统STMBER G,是采矿专业学生的训练软件。该软件包括地质、采矿、通风、机械、管理等内容，可以在虚拟现实环境中提供地质、开采设计、工作而状况等方而的简化条件，学生可以进行管理和决策。目前，中国矿业大学和DMT-TFH合作，已将STMBERG应用于真实矿井中。

(4)澳洲的新南威尔士大学(UNSW)采矿工程学系应用法国达索系统领先的3D技术，已开发出而向煤炭开采行业的虚拟现实(VR)培训系统，国外一些先进的采矿公司已经开始使用。

图1虚拟现实的采煤工作面图2虚拟现实培训平台操控系统

该系统通过3D虚拟技术，可模拟矿坑内常出现的问题，提供处理方式的虚拟训练，其中包括自主逃生、倒班前矿车检查、危险预警、隔离程序、瓦斯突出管理、煤层自燃等各种情况。通过虚拟现实训练来有效地保障矿工的安全、降低矿难损失。这项技术能够在虚拟的矿山环境中为新矿工和有经验的矿工教授与培训安全工作程序，并使他们免于接触真实矿山环境中的各种危险因素。煤炭企业在矿山救援培训方而，率先采用了虚拟现实技术，并一直成为矿山救援虚拟现实培训的领先者。

2. 研发与应用

虚拟现实培训技术的研发历程大概有以下3个阶段。

2.1概念提出阶段

1999年，煤炭企业提出了“虚拟现实培训”的概念，并出资进行了模拟评价。2000年，煤炭企业董事会请求新南威尔士大学开展一项虚拟现实培训的研究计划。煤炭企业随后与新南威尔士大学开展了平板背部投影虚拟现实系统实验，并进行了“概念验证”。澳大利亚煤炭协会研究项目(ACARP)为煤炭企业“矿山救援”部门拨款4万美元，安装了一个平板背部投影的虚拟现实系统。

2.2创新发展阶段

2005年，煤炭企业进行了弧形屏幕试验，并开发了培训软件(模块),这是虚拟现实培训的重要创新。2007年，澳大利亚新南威尔士州4个矿山救援站建立了虚拟现实培训中心。2009年，煤炭企业董事会请求昆士兰大学开展一项研究计划—“虚拟现实培训在安全和学习保持方而所带来的好处”。煤炭企业投资850万美元，开发了一个完全身临其境的二维虚拟现实培训项目。这种先进的培训工具，模拟了危险的矿山环境情景，帮助员工积累处理危险因素的实际经验。

2.3商业化推广阶段

2010年，煤炭企业虚拟现实培训中心对原始培训模块进行了改进，以提高其灵活性和商业化水平。新一代的培训模块涵盖了井工矿与露天矿的整个开采过程。同时，还改进了培训师的硬件设备。

虚拟现实培训的硬件设施主要有以下3种类型。

图3 虚拟现实穹形剧院

穹形屏幕剧院—可容纳1-4人，主要设施是1个高的180。玻璃纤维半球和1个投影仪，每个平台有3个穹形屏幕。

图4虚拟现实弧形剧院

弧形屏幕剧院—可容纳30人，主要设施是一个8m长和宽的110。弧形屏幕，以及3台投影仪提供虚拟矿山图像。这种屏幕剧院是讲堂式的，适合讲解基础知识。

图5虚拟现实360度剧院

360。剧院—可容纳15-20人，12部投影仪（6对循环组）呈圆形排列，投影仪在一个120m2

的360。圆柱形屏幕上投影图像，6台计算机生成一个360。的全景3D影像，1台主计算机协调投影仪生成的图像。所有虚拟现实平台使用全环绕音响系统。

3. 虚拟现实技术培训的优点

煤炭企业对参与者和培训者进行了观察与研究，发现虚拟的学习环境所带来的培训效果比传统方法要好得多，主要有以下几个方面。

3.1使用简单

虚拟现实技术为专门的应急培训提供了一个很方便的场所。在设置和参加适当的模拟现场方而，节省了时间和经济成本，培训者及其培训组不必去寻找与现实生活中环境或情况相似的物理环境，而是在短短的几分钟内就可以走进对真实世界进行“复制”的虚拟环境中；没有专门的设置，没有延长旅行时间，没有人身安全方而的风险；无需将其他员工放假或关闭整个工厂，就能在“工作场所”进行培训；模拟的紧急情况可以很容易地加以重复—对于新学员来说，点击一下按钮就可以实现情景再现，而在现实世界中，重复设置一个模拟的矿山环境，将会很费时间，且成本很高；可以轻松进入矿山内的很多地方，如长壁、支护内部等，一切工作只用几秒钟的时间或按一个按钮。

3.2安全

虚拟现实技术可以帮助学员“安全”地接触危险的矿山环境或紧急情况。在模拟现实生活中的紧急情况时，学员可以锻炼在一定时间内作出决策的技能，而人身安全却没有受到威胁。在模拟环境下，虽然与现实环境有相同的感官信号，但真正的“危险”却不同，有助于学员做出相关决策。对于现实工作环境中可能遇到一些危险因素（如低能见度、不能进入的区域、设备的破坏等），学员可以提前做好思想准备。

3.3更强的真实感

虚拟现实技术可以拓宽学员的视野。虚拟现实技术提供了比培训教材更广阔的视野。虚拟现实技术就像一个传感器，拓展了一个人的视觉、听觉和触觉方而的能力，所接触到的信息通常超出感官的日常范围。例如学员能看到对现实工作中“冒顶”的模拟，从一个“正常”的角度看是什么样子，虚拟现实技术还可以帮助他们从“上而”（平视）和“侧而”（站在支护里面)看是什么样子，对事故有一个更深入的了解。学员还可以看到塌方后的情形。正常情况下，在这种环境里是无法呼吸的，因为里而有厚厚的灰尘、碎片，道路也被堵塞了。在虚拟现实里，学员可以进入矿山，观察事故所带来的全部影响。

3.4认知和行为改变

虚拟现实技术是学员获取、回忆信息并应用于工作场所的一种新培训模式。虚拟现实技术不仅可以提供一个极具成本效率、安全、方便易用和逼真的学习环境，它还被发现能对有效学

习中的许多认知因素产生积极的影响，如空间意识、解决问题意识、危险感知等。一项研究发现，紧急情况发生时，一个在虚拟环境中接受过培训的应急服务小组，能够更好地驾驭真实的紧急环境。他们比那些没有经过虚拟环境培训的人员，在紧急情况下反应更加快速而准确。这是虚拟现实培训对学员认知方面的空间意识所带来的影响。

澳大利亚在许多不同的领域进行的各种研究表明，虚拟现实是一个开展有效培训的理想环境。现实世界中的各种问题可以呈现在虚拟环境中，可以帮助学员形成一些有效的记忆，如在某些工作场所活动或紧急情况下，如何有效地应对各种突发事件。

4. 虚拟现实培训效果

煤炭企业的矿山救援培训一般有3种形式：培训室讲解、现场示范、虚拟现实场景参与。这三种培训方式所带来的不同理念为：“告诉我，我可能会忘记” “演示给我看，我可能会记住”“让我身临其中，我可能会理解”。

不同的培训方式所带来的效果是不同的。根据美国国家培训实验室（NTL）的研究结果，通过讲课的方式，学员的学习保持率只有5%。如通过阅读的方式，学员的学习保持率为10%；通过视听的方式，则为20%。；通过现场示范的方式，可达30%；通过小组讨论的方式，为50%；通过变干边学的培训方式，学员的学习保持率高达75%。；通过教别人或立即运用学习到的新知识的方式，学员的学习保持率可高达90%。

研究发现，“虚拟现实培训”是后2种培训方式的混合运用，效果显著。通过将“虚拟现实技术”融入矿山救援培训，提高了学员互动交流的水平。这项新的技术，不仅提供了矿山环境的视听演示，同时提供了示范、讨论和边干边学、教别人或立即运用新学到的知识的机会。根据美国的研究结果，视听培训可以使学员的学习保有率达到20%。如果使用虚拟现实技术只演示模拟的矿山环境或采矿任务，将不会充分发挥该项技术的潜能。因此，真正的价值在于虚拟现实技术的使用方式。

5. 虚拟现实技术最新进展

2011年7月，澳大利亚新南威尔士州纽卡斯尔（Newcastle）矿山救护站成为新南威尔士州4个矿山救援培训中心中第一个升级到第三代虚拟现实技术的培训中心。纽卡斯尔矿山救护站站内拥有直径为10m的3D立体环幕视景仿真环境，120m2的屏幕可以实现360。视觉沉浸感，让学员体验完全身临其境的矿山环境。该救护站可以同时容纳15?20名学员进入虚拟矿山进行安全培训。

第一代和第二代虚拟现实培训系统都是利用预先编制的培训模块对学员进行训练的，学员在虚拟环境中互动性较差。而第三代虚拟现实培训系统则具有无可比拟的灵活性，完全可以让学员能够自由地与虚拟现实环境进行互动。经过这样的虚拟现实培训，学员们会在“程序”当中发生微妙的变化，这是过去的重复训练所难以做到的

第三代虚拟现实培训系统的另一个重要变化是，把iPad设备引进到虚拟场景中。培训指导老师可以通过为其配备的iPad设备连接全球定位系统，在虚拟矿山中跟踪学员，并触发和控制各种突发事件。同时，学员也配备了类似的系统，他们将在紧急情况下使用iPad设备。在iPa d上还可以运行多气体检测仪或通风仪器的模拟软件。如果在学员的iPad上启动了一个模拟的气体探测器软件，学员可以观察气体读数的变化，以在虚拟矿山环境中采取相应的行动。为了提高新矿工的应变能力和矿山救援能力，虚拟现实系统在今后的发展中需要变得更加复杂。

6. 虚拟现实技术发展展望

随着相关硬件、软件成本的逐渐降低和技术方而不断取得新的突破，虚拟现实技术还应用于矿井设计和规划、矿井开采系统优化模拟、地质构造模拟、爆破工艺模拟、水资源利用、环境保护、矿山安全与救灾、奥灰水防治、安全评价和危险评估、煤矿设备的虚拟设计和制造和矿井灾害模拟与研究等领域。

建议通过虚拟培训软件的开发，可以增强煤矿安全技术人员和管理人员的安全意识，提高

安全培训提高管理水平，预防重大灾害的发生，并且能极大地降低培训费用。

参考文献：

[1]李建忠，张俊文，张建平.基于PC机的采煤工作而虚拟现实系统[J].太原理工大学学报,2003⑴.

[2]李青，杨威，韩可琦，等.虚拟现实技术及矿井工业广场的可控可视化研究[J].计算机仿真，2002⑵.

[3]申闫春，才庆祥，张幼蒂，等.虚拟现实技术在露天矿生态重建仿真中的应用[J]中国矿业大学学报，2002(1).

[4]陈福，傅贵，李东.虚拟现实技术在矿井瓦斯爆炸模拟中的应用[J].煤炭科学技术，2003(3).

[5]李珍香，杜红兵，夏征义.虚拟现实技术在煤矿安全中的应用研究[J]煤炭技术，2000(6).

[6]邸为，丁进田，高泉.虚拟现实(VR)系统在矿工安全培训中的应用[J].煤矿安全，2002⑷.

[7]登比B，斯科菲尔德D.虚拟现实在矿山人员安全培训中的作用(一)[J].国外金属矿山，2000(5).

[8]马旭东.虚拟现实技术及其应用[J].国外科技动态，2001(5).

VR虚拟现实培训班

VR虚拟现实培训班 VR技术近段时间被推到了社会各界人士的眼前，先进的视觉体验让我们都觉得非常新鲜，也很期待VR在今后到底会有什么样的发展。VR的火热是大家有目共睹的，哪里找值得去的VR虚拟现实培训班？现在，VR飞快的发展速度不仅改变着传统行业，还奠定了未来的发展方向，“VR+”无疑成为下一个互联网的发展方向。然而，VR开发人才成为制约发展的最大阻力，那么，该怎样解决这一难题呢?看VR虚拟现实培训班的老师怎么说。现在，在房产、医疗、互联网、教育等行业，都能看到VR的身影，可想而知，VR开发人才是多么供不应求。对此，千锋VR虚拟现实培训班运用自己的研发经验，开设VR课程，为该行业提供专业开发人员。

VR发展迅速，各行各业已经被慢慢渗透。医疗行业：借助VR，人们可以建立虚拟的人体模型，借助于跟踪球、HMD、感觉手套，学习了解人体内部各器官结构，对虚拟的人体模型进行手术等，观测手术后的效果，还可以利用VR技术训练新医生。互联网行业：VR在游戏、电商、社交等区域都已涉及。特别是在游戏版块，无论是角色扮演、竞速赛车或者动作类游戏，都是大众最期待的VR开发领域。在模拟驾驶方面，VR有很大的应用空间。VR可以提供几乎与真实环境一致的体验。房地产行业：样板间与实体房总是有许多差距，如果用上VR眼镜，人们可以在“楼上的房间”内细细踱步，体验每一处细节，甚至可以从窗户向外瞅瞅小区绿化与楼间距。 VR技术开始慢慢渗透各行各业，无论是哪个行业想开发VR内容，都需要专业的技术人员。然而专业的VR开发人才供不应求，已经成为制约VR行业发展的最大阻力。VR开发人才成最大阻力，千锋VR虚拟现实培训班挺身而出！千锋VR虚拟现实培训班拥有专业课程和大牛讲师，你还在担心自己学不会?课程是可以0基础入学的，不管你是否有编程基础，都适合学的课程。想要抓住主流技术，就去千锋VR虚拟现实培训班！

虚拟现实在培训方面的应用

（工作）培训中的VR（虚拟现实）应用 By Patrick Kingsland Lloyd’s Register has developed a Virtual Reality (VR) Safety Simulator to help support training and knowledge transfer in the energy industry and illustrate the need for a continued focus on safety and risk assessment. Patrick Kingsland spoke to LR’s VP of Marketing and Communications, Peter Richards and Global Academy Training Manager, Luis De La Fuente, about how it works. 劳埃德船级社刚刚生产了一款VR安全模拟器来帮助能源工业的人才培训以及知识传送并且来例证在安全和风险评估方面的持续的关注点的需要，Patrick Kingsland对LR的市场与协商部的副总裁Peter Richards，全球学院的培训经理Luis De La Fuente进行了采访，来调查这个机器是怎样进行工作的 Patrick Kingsland: What are the key challenges the offshore industry faces today in terms of safety training? PK：现在海洋工程在安全性能培训方面存在的主要挑战有哪些呢？ Luis De La Fuente: The oil and gas industry is very cyclical. During downturns you have skilled people leaving and companies can be left with a knowledge gap with only a handful of experienced people. Challenging times often result in less training as training budgets get reduced or are transferred elsewhere. During boom periods you often get a sudden influx of new talent who are often less experienced. And some of the more skilled personnel who were let go during the downturn leave the industry and decide not to come back. This means you lose quite a bit of hands-on knowledge and experience. For us, the whole goal is to work out how to reduce that learning gap, and get a person to a competent, senior level in as short amount of time as possible. Luis De La Fuente:油气行业发展具有明显的周期性，当产业处于低迷期时，经验丰富的员工离开了，之后公司可能面临着只有几个有经验员工的困境，即出现了知识鸿沟，艰难的时期由于培训经费的下降或挪用将会导致更少的（知识技能）培训。在行业的黄金时期，公司常常会有一批知识丰富但是缺乏经验的员工的涌入，并且那些在行业低迷期弃你而去的部分有经验的员工将会决定离开这个行业并且不再回来。这就意味着你的公司失去了一大批实打实的知识和经验储备。对于我们来说，我们的整体目标是弄明白怎样减小知识鸿沟，并且在尽可能短的时间里培养出有足够能力的能力更上一层的员工。

浅谈虚拟现实技术在教育领域的应用

浅谈虚拟现实技术在教育领域的应用东北师范大学计算机学院 2014级教育技术系王鹏 2014012016【摘要】本文旨在简要介绍虚拟现实技术（含增强现实等分支技术）的定义及其发展现状，通过理论陈述、历史发展及部分实例进行分析，着手于软硬件两方面，结合其他领域中已有的优秀实例，对虚拟现实技术在教育领域的应用提出部分建议。【关键词】虚拟现实增强现实三维技术教育软件开发现代社会的电子信息技术自从计算机诞生以来就得到了飞速发展，人们不满足于二维平面等级的人机交互界面，开发了一系列帮助人们进行多元化人机交互的辅助工具。输入设备从最传统的键盘、鼠标，发展到今天的触摸板、眼球测位仪、语音识别，输出设备也从简单的显示屏、扬声器发展出各种形态。在硬件设备进化的同时，人机交互的“内容”即软件与信息层面也发生着急速变化。从最初的二进制数字到后来的命令提示符字符串，再到后来的桌面化操作系统及多媒体声像，时至今日人们已经掌握了足够顶层的技术以使用计算机来模拟日常所见的真实场景，而这种技术的代表作之一、同样也是未来信息技术领域最有发展前景的技术之一，就是虚拟现实技术。一虚拟现实综述虚拟现实（Virtual Reality，后文或简称VR）的定义目前为止依然众说纷纭，笔者较为认可的定义如下：一种可供创建并体验高度拟真的虚拟世界的计算机仿真系统。用来实现VR系统的技术被称为VR技术。何谓高度仿真呢？目前为止在技术层面能达到的、符合人们日常生活中实际体验的标准包括如下几个方面： 1 真实性真实性是VR技术的主要目标。VR旨在用计算机构建真实世界以让用户获得拟真体验，生成的虚拟物件一般要高度仿照真实世界的尺寸、材质等，能够做到静物的“以假乱真”，相应的运动规律也要按照真实世界设置参数，如重力加速度或化学反应速率等，使得它们在变化时看起来仍不失真。 2 交互性一般来说，交互性是指用户对虚拟世界中物体的可操作程度，和从自然环境中得到信息反馈的程度。计算机系统中生成的虚拟世界不可能仅接受工作人员输入的基本建模参数，也应当接受来自用户的实时输入信息，并给出相应的反馈。例如，用户可以通过特殊的控制器（如摇杆、特制键盘）、体感装置（如传感服、眼球测位仪）以及语音等向系统发送指令，相应地也就要求系统为用户提供多元化的输入接口，输入模式也应当尽可能贴近人类的自然活动。 3 沉浸性沉浸性是指，用户在体验虚拟世界的时候，不光要体验到场景及运动规律的真实感，也应当同时意识到自己能够沉浸到虚拟世界中，而非一个世界之外的控制者、操作者。理想的VR系统应当以用户为第一视角构建，并能让用户产生真假难辨的感觉。

虚拟现实技术在教育中的应用探讨

２００８年第３期（下半月）软件导刊?教育技术进的重要信息。主题资源式网站为了能够使学习者准确、迅速、便捷地获取相关信息，对其进行可用性测试是十分必要的。依照ＩＡ可用性测试的部分理论，对于主题资源式网站信息构建的评价主要从整体结构、分类和搜索３个方面进行。（１）整体结构评价。主题资源式教育网站结构是指站点作为一个整体的完善度，包括站点的形式、内容、功能等。具体评价指标包括：①站点结构是否全面反映这个教育网站的目标；②要确保建立主题资源式教育网站的全部需求都能准确反映在网站结构中；③站点结构和学习者期望相适应的程度；④网站内容结构设计是否科学、合理。（２）分类评价。分类在这里是指内容对象分类的一致性、系统性和完整性。分类评价主要是衡量：①同一类目里子类的相似程度。同一类目里子类必须具备极大的相似性，但要避免内容重叠，造成信息冗余；②同级类目之间应坚持最低相似性原则；③下级类目对上一级类目内涵的表达程度；④子类应全面、系统地反映父类所要表达的内容信息。（３）搜索评价。建立搜索系统来搜索需要的信息内容，具体的评价指标包括：①是否提够有效的站内搜索；②搜索信息的方法是否简单、清晰；③搜索结果的相关性怎样；④无效搜索出现的频率。此外，学习者测评也是十分必要的，学习者在网上浏览、检索信息的过程中会对网站内容信息组织的优劣、链接有效性、导航正确性产生最直观的感受，获得的测评结果（即可通过用户体验以用户信息反馈的形式表现出来）对网站的改进和完善具有重要的参考价值。５结束语ＩＡ信息构建理论不仅仅是一种理论，一种方法，更是一种理念。在美国，ＩＡ设计已成为网站开发的必备内容。在我国，利用ＩＡ进行网站设计还只是刚刚起步，但是ＩＡ理论指导主题资源式教育网站建设具有重要意义，它将给我们带来一个精心组织、图文并茂、便于导航、标记醒目、多种选择、全新面孔的教育网站。参考文献：［１］Ｐ．Ｍｏｒｖｉｌｌｅ，Ｌ．Ｒｏｓｅｎｆｅｌｄ．ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｆｏｒＷｏｒｌｄＷｉｄｅＷｅｂ［Ｍ］．Ｏ$Ｒｅｉｌｌｙ＆Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ，１９９８．［２］ＡｌａｎＧｉｌｃｈｒｉｓｔ，ＢａｒｒｙＭａｈｏｎ．ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ－ＤｅｓｉｇｎｉｎｇＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｆｏｒＰｕｒｐｏｓｅ：ＭａｎａｇｉｎｇＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅＫｎｏｗｌｅｄｇｅＥｃｏｎｏｍｙＳｅｒｉｅｓ［Ｍ］．Ｌｏｎｄｏｎ：ＦａｃｅｔＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇ，２００４．［３］ＬｏｕｉｓＲｏｓｅｎｆｅｌｄ．ＨｏｗＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＣａｎＨｅｌｐ［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｗｅｂｗｏｒｄ．ｃｏｍ．［４］王国琴，郑小芳，甘利人．ＩＡ的底层信息组织与概念空间［Ｊ］．现代图书情报技术，２００４（６）．［５］赖茂生．关于信息构建（ＩＡ）的十个问题［Ｊ］．江西图书馆学刊，２００４（１）．［６］甘利人，王晓蓉．可用性测试方法在ＩＡ研究中的应用［Ｊ］．情报理论与实践，２００４（４）．［７］杨艳萍．网站信息构建评价［Ｊ］．初探情报理论与实践，２００４（４）．（责任编辑：沈正道）收稿日期：２００７－１１－０８作者简介：梁琨（１９８１～），男，四川巴中人，西南大学计算机与信息科学学院教育技术学２００５级硕士研究生，研究方向为现代教学传媒技术；黄小丽（１９８２～），女，江西新余人，湖北经济学院教育技术部助理实验师，研究方向为教育技术学。１虚拟现实技术概述虚拟现实从本质上讲是一种先进的计算接口技术，是由计算机和电子技术创建的新世界，是一个看似真实的模拟环境。它将现实世界中存在或者不存在的事物和环境，通过各种技术虚拟出来，再根据视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉等因素的协同作虚拟现实技术在教育中的应用探讨梁琨１，黄小丽２（１．西南大学计算机与信息科学学院，重庆４００７１５；２．湖北经济学院教育技术部，湖北武汉４３０２０５）摘要：虚拟现实技术是一种辅助教学手段，它改变了单一外部刺激的教学模式，有利于知识的获取与保持，能有效地促进学生认知结构的形成和发展，使人们的认识观念、教育观念发生根本性的变化。探讨了虚拟现实技术及其在教育教学中的应用优势及其对教学产生的影响。关键词：虚拟现实技术；教学手段；教学模式；知识获取中图分类号：Ｇ４３４文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－７８００（２００８）０３－００８０－０３技术应用８０

VR虚拟现实技术在教育领域的前景展望

VR虚拟现实技术在教育领域的前景展望 VR虚拟现实技术能迅速火起来，是基于它突破了人们对三维空间在时间与地域上的感知限制，以及市场需求愿景的升级。此技术可广泛地应用到城市规划、室内设计、工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、房地产销售、旅游教学、水利电力、地质灾害、教育培训等众多领域，可提供切实可行的解决方案，从而降低成本与风险。作者蒋燕玲则看好VR虚拟现实技术在教育培训领域里的应用。众所周知，教育行业从最早单一枯燥的说教与图文教学，随后融入了视听媒体，

再到后来计算机在教育中的普及应用后复合媒体的发展，但都未能突破二维图像的界限。什么是VR虚拟现实技术？这是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。它利用计算机生成一种模拟环境，利用多源信息融合的交互式三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。简单地说，是以VR虚拟计算机技术为主，利用计算机一些特殊设备进行输入输出，来营造一个人体各感官都可感知如亲临其境的三维虚幻世界。戴上VR眼镜，就可以进入虚拟现实的空间里，想去哪儿分秒间抵达，虚拟与现实只在一镜之间，这仿若科幻电影中才有的高科技，随着VR虚拟现实技术的崛起悄然间这种愿景将改变着我们的生活方式。每一次教育的变革都是由科技推动的，试想如果VR+教育会产生怎样的反应呢？下面作者就从三类教育现状进行分析。 1.学校教育有没有发现，游戏对学生有着特别的吸引力，而印在书本上的图文与课堂上多媒体的展示，相比而言，前者明显更能吸引学生的眼球与注意力，甚至长时间专注其中，而后者学习一会儿就渐显疲态，继而分心。因为前者生动形象不断变换的场景容易吸引学生尽情投入，比起单一的印在书本上枯燥的图文和空洞的说教，或是多媒体的展示中被要求被动观看强制性的学习，远远不如进入游戏角色与场景中游弋在虚拟的世界里，明显学生的专注力在虚拟情境中更持久。

VR虚拟现实技术在教育领域前景展望

VR虚拟现实技术在教育领域前景展望 VR虚拟现实技术在教育领域前景展望 VR虚拟现实技术在教育领域的前景展望 VR虚拟现实技术能迅速火起来，是基于它突破了人们对三维空间在时间与地域上的感知限制，以及市场需求愿景的升级。此技术可广泛地应用到城市规划、室内设计、工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、房地产销售、旅游教学、水利电力、地质灾害、教育培训等众多领域，可提供切实可行的解决方案，从而降低成本与风险。作者蒋燕玲则看好VR虚拟现实技术在教育培训领域里的应用。众所周知，教育行业从最早单一枯燥的说教与图文教学，随后融入了视听媒体，再到后来计算机在教育中的普及应用后复合媒体的发展，但都未能突破二维图像的界限。什么是VR虚拟现实技术？这是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。它利用计算机生成一种模拟环境，利用多源信息融合的交互式三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。简单地说，是以VR虚拟计算机技术为主，利用计算机一些特殊设备进行输入输出，来营造一个人体各感官都可感知如亲临其境的三维虚幻世界。戴上VR眼镜，就可以进入虚拟现实的空间里，想去哪儿分秒间抵达，虚拟与现实只在一镜之间，这仿若科幻电影中才有的高科技，随着VR虚拟现实技术的崛起悄然间这种愿景将改变着我们的生活方式。每一次教育的变革都是由科技推动的，试想如果VR+教育会产生怎样的反应呢？下面作者就从三类教育现状进行分析。

1.学校教育有没有发现，游戏对学生有着特别的吸引力，而印在书本上的图文与课堂上多媒体的展示，相比而言，前者明显更能吸引学生的眼球与注意力，甚至长时间专注其中，而后者学习一会儿就渐显疲态，继而分心。因为前者生动形象不断变换的场景容易吸引学生尽情投入，比起单一的印在书本上枯燥的图文和空洞的说教，或是多媒体的展示中被要求被动观看强制性的学习，远远不如进入游戏角色与场景中游弋在虚拟的世界里，明显学生的专注力在虚拟情境中更持久。试想学校教育遇上VR虚拟现实技术，是否会产生奇妙的反应呢？学生们戴上VR眼镜，仿若进入某个课程的虚拟场景的三维环境里，进行人、物、景的多重交互，即可重现历史场景或现实中肉眼无法观察到物体的多维展示。美国一个公司开发了教育类的VR虚拟产品，3D眼镜，一支电子笔与一台特制电脑就可以实现相当逼真的场景虚拟。如学生们坐在教室里，就可通过这些虚拟设备来访问历史古迹，电脑里虚拟的场景带学生亲临现场感知每个方位的场景，甚至与历史名人面对面站立领略其风采。在学习化学时，分子原子的跃动，一些元素氧化的整个过程全部立体展示，学生只需摇摇头，晃动下身子，都可以达到近似现实的体验它们变换的效果，既形象直观，又规避了化学实验可能带来的危险，想起来就很新奇有趣。在做生物实验时，老师可以在虚拟场景中解剖动物，拆解动物身体内部构造，甚至可来回解析几次，学生也可以虚拟方式来完成解剖过程，这种沉浸式的学习方式是不是很真实过瘾，并可节约教育成本。甚至在教育条件欠发达地区，还可弥补上教学设备匮乏的短板。

虚拟现实技术在教育中的应用

新兴媒体技术在教育领域中的应用 ——虚拟现实技术摘要: 随着信息产业的快速发展，信息技术的创新研究也越来越收到重视，而作为信息技术发展重要驱动力的虚拟现实技术，也随之成为人们关注的热点之一。作为人与计算机生成的虚拟环境进行交互作用的一种手段，人们将虚拟现实技术看作是仅次于互联网的改变世界未来的重要技术。本文简单介绍了虚拟现实技术的内涵、特征、类型以及在教育领域中的应用。关键词:虚拟现实技术、特征、形式、教育应用一、虚拟现实技术的内涵虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。它是由计算机生成的,通过视、听、触觉等作用于使用者,使之产生身临其境的交互式视景的仿真。它综合了计算机图形学、图像处理与模式识别、智能技术、传感技术、语音处理与音响技术、网络技术等多门科学,是现代仿真技术的高级发展和突破,使用者借助必要的设备自然地与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响,从而产生亲临真实环境的感受和体验,使人机交互更加自然、和谐。二、虚拟现实技术的特征虚拟现实技术三个最突出的特征是：交互性、沉浸感、构想性。 1.交互性。也称互动性，用户根据各种已有线索做出反应，虚拟现实系统根据用户的具体行动及时生成新的三维场景，然后将新的信息反馈给用户。例如，用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体，这时手有握着东西的感觉，并可以感觉物体的重量，视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。 2.沉浸感。虚拟现实技术可以模拟出三维虚拟环境，理想的虚拟环境应该使用户难以分辨真假，使用户全身心地投入到计算机创建的虚拟环境中，充分利用各种感官去听、察、嗅、触，觉得自己是环境中的一部分，自然而然会产生一种沉浸于其中的强烈之感。 3.构想性。虚拟现实技术应具有广阔的可想像空间，可拓宽人类认知范围，不仅可再现真实存在的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。三、虚拟现实技术的形式根据用户参与形式和沉浸的程度不同，可以把各种类型的虚拟现实技术划分为以下的四种类型： 1.桌面虚拟现实系统。桌面虚拟现实系统是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充分交互，这些外部设备包括鼠标、追踪球、力矩球等。它要求参与者使用输入设备，通过计算机屏幕观察360度范围内的虚拟境界，并操纵其中的物体。常见桌面虚拟现实技术有：基于静态图像的虚拟现实、虚拟现实造型语言VRML、桌面三维虚拟现实等。 2.沉浸虚拟现实系统。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他设备，把参与者的视觉、听觉和其他感觉封闭起来，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、其他手控输入设备、声音等使参与者产生一种身临其境、全心

虚拟现实技术考试题及答案

虚拟现实技术试题（一） 1、虚拟现实是一种高端人机接口，包括通过视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等多种感觉通道的实时模拟和实时交互。 2、虚拟现实与通常CAD系统所产生的模型以及传统的三维动画是不一样的。 3、虚拟现实技术应该具备的三个特征:Immersion(沉浸) Interaction(交互) Imagination(想象) 4、一个典型的虚拟现实系统的组成主要由头盔显示设备\多传感器组\力反馈装置 5、从虚拟现实技术的相关概念可以看出，虚拟现实技术在人机交互方面有了很大的改进。常被称之为“基于自然的人机界面”计算机综合技术，是一个发展前景非常广阔的新技术。 6、根据虚拟现实对“沉浸性”程度和交互程度的不同，可把虚拟现实系统划分为四种典型类型沉浸式\桌面式\增强式\分布式。 7、有关虚拟现实的输入设备主要分为两类。三维位置跟踪器 8、在虚拟现实系统的输入设部分，基于自然交互设备主要有力反馈设备\数据手套\三维鼠标. 9、三维定位跟踪设备是虚拟现实系统中关键设备之一，一般要跟踪参与对象的宽度、高度、深度、俯仰角(pitch)、转动角(yaw)和偏转角（roll）,我们称为6自由度（6DOF）。 10、空间位置跟踪技术有多种，常见的跟踪系统有机械跟踪器\电磁跟踪器\超声波跟踪器\惯性跟踪器\光学跟踪器。 11、所谓力反馈，是运用先进的技术手段将虚拟物体的空间无能运动转变成物理设备的机械运动，使用户能够体验到真实的力度感和方向感，从而提供一个崭新的人机交互界面。该项技术最早应用于尖端医学和军事领域。 12、立体显示技术是虚拟现实系统的一种极为重要的支撑技术。要实现立体的显示。现已有多种方法与手段进行实现。主要有互补色\偏振光\时分式\光栅式\真三维显示 . 12、正是由于人类两眼的视差，使人的大脑能将两眼所得到的细微差别的图像进行融合，从而在大脑中产生有空间感的立体物体视觉。 13、HMD（Head_Mounted_Display）,头盔式显示器，主要组成是显示元件\ 光学系统 14、洞穴式立体显示装置（CAVE Computer Automatic Virtual Enviroment）系统是一套基于高端计算机的多面式的房间式立体投影解决方案,CAVE主要组成由高性能图形工作站\投影设备\跟踪系统\声音系统。 13、三维视觉建模又可细分为几何建模、物理建模、行为建模技术，分别是基于物体的几何信息来描述物体模型的建模方法、涉及到物体的物理属性，行为建模反映研究对象的物理本质及其内在的工作原理。 14、在真实感实时绘制技术中，为了提高显示的逼真度，加强真实性，常利用的方法有纹理映射\反走样 \环境映射。 15、在基于几何图形的实时绘制技术实现过程中，目前有下面几种用来降低场景的复杂度，以提高三维场景的动态显示速度的方法:预测计算法、脱机计算法、3D剪切法、可见消隐法、细节层次模型法。其中细节层次模型法应用较为普遍。16、为了保证虚拟环境的真实性，常需要对虚拟物体进行碰撞检测，实现方法有多种，但其中的层次包围盒法方法是碰撞检测算法中广泛使用的一种方法，它是解决碰撞检测问题复杂性的一种有效方法。实时绘制技术\场景简化\快速消隐\纹理化对象\限时绘制\ 17、VRML（Virtual Reality Modeling Language）即虚拟现实建模语言。是一种用于建立真实世界的场景模型或人们虚构

虚拟现实技术在教育中应用的优势与挑战

虚拟现实技术在教育中应用的优势与挑战作者：范安琪袁玖根来源：《发明与创新（职业教育）》 2019年第4期范安琪袁玖根（江西科技师范大学，江西南昌330038）摘要：如今科技发展的越来越迅速，教育随着科技的发展也不断有新的教学媒体的出现。在多媒体技术后，虚拟现实技术(Virtual Reality）的出现无疑将对教学产生一定的影响。文章主要探讨虚拟现实技术在教育教学中应用的优势与挑战。关键词：虚拟现实技术；教育应用；优势与挑战虚拟现实是以计算机技术为核心，结合相关科学技术，生成与一定范围真实环境在视、听、触感等方面高度近似的数字化环境，用户借助必要的装备与数字化环境中的对象进行交互作用、相互影响，可以产生亲临对应真实环境的感受和体验。一、虚拟现实技术在教育中应用的现状虚拟现实技术在20世纪80年代就开始应用于教育了，当时人们还对这方面的研究给予较少的关注度。而现在世界上许多发达国家都设立了相关项目，如澳大利亚和新西兰于2009年合作成立的虚拟世界工作组和美国林登实验室的Second Life项目等。我国也有很多研究学者在探索该技术运用于教学中的应用成果。二、虚拟现实技术在教育应用中的优势（一）更好地帮助学生学习知识与技能运用虚拟现实技术可以在仿真的模拟环境中对知识和技能进行不断地巩固和重复学习训练，学习者将处于一个安全的环境中练习观察到的行为和机会，以促进学习者在高效率的环境下达到预期的教学目标。采用情景记忆（Episodic Memory），这种包含有关生活经历的信息，如特别引人注目的教学活动。通常很难记住课堂上讨论过的学习内容，但是很容易记住教室的样子、老师的桌子的位置。在虚拟技术课堂上通过现代教育技术，创设生动、逼真的教学情境，使用虚拟现实头戴式显示设备、手柄或传感手套等交互设备从视觉、听觉和触觉这三方面使学生如临其境。情境记忆为学习者提供一种模式，使他们能够在此基础上掌握知识，发展能力，形成感情并生成意义。（二）个性化的学习环境提升学生学习兴趣个性化学习环境的设计通过虚拟现实技术可以促进学生心流（Flow）的产生，心流是一种精神状态的运作，在这种状态下，一个人完全沉浸在他所做的事情中，全神贯注。它包含了在活动过程中的精神投入和持续的参与，是介于无聊和焦虑之间的理想状态。在传统课堂中很难实现心流，但是通过虚拟现实技术却可以很好地进行相关教学设计。游戏化学习就是采用游戏化的方式来学习，它是目前比较新颖的教学理论和教育实践。一个人对一个事物感兴趣，他就会愿意去尝试，努力去做从而做得更好。那么把这个事物换成学习，当学习也变得有趣时，相信学习者也会学有所成。同样对比传统课堂，虚拟现实技术在这

虚拟现实实验室项目(基于虚拟现实技术的教育解决方案开发应用)

基于虚拟现实技术的教育解决方案的研制与开发科技项目可行性报告

目录一、项目提出的目的及意义………………………………………… 二、与项目相关的国内外发展概况及市场需求分析……………… 三、主要攻关内容及技术路线（技术可行性分析）……………… 四、该项目的技术创新点…………………………………………… 五、现有工作基础和条件…………………………………………… 六、申请的基础条件（包括主要研究成果）……………………… 七、进度安排和实施方案（包括运行机制）……………………… 八、预期成果和考核目标…………………………………………… 九、推广及应用前景………………………………………………… 十、经费概算及来源…………………………………………………十一、结论……………………………………………………………附件---虚拟现实沉浸技术实验室条件建设需求……………………

一、项目提出的目的及意义互联网、虚拟现实和人工智能被喻为改变人类认知世界的三大信息技术。互联网从少被社会广泛认知，到今天对社会生活的全面颠覆与渗透不过二十余年。如今互联网+已为国家战略。当互联网在我们生活中掀起一个又一个骇浪时，虚拟现实正悄然从幕后走向前台。今天虚拟现实正演绎着当年互联网对人类生活，从无足轻重到全面颠覆的革命性过程。科技以虚拟现实给人类生活再创造出一次惊喜己为期不远。虚拟现实技术与教育： “虚拟现实”（Virtual Reality，英文缩写VR）技术，利用计算机硬件+软件资源+传感器的一种集成技术，构成实时三维图形生成的技术、仿真技术、多传感交互技术以及显示技术等，生成实时的、具有三维信息的人工虚拟环境，演练者（操作人员）根据需要通过多种交互设备（如头盔、数据手套和刚性外骨架衣服等）来驾驭该环境，以及用于操纵环境中的对象，如在真实世界中一样地与该环境中的人和事物进行行为和思想等的实时交流，并产生逼真的身临其境感。虚拟现实技术不是相关技术的简单组合，而是一种创新性的综合，并且在思想方式上有质的飞跃。虚拟现实技术对教育产生不可估量的作用，主要理由如下： 1.虚拟现实技术创建全新的教育环境人们普遍认为，虚拟现实技术将使21世纪的教育发生质的变化。虚假现实技术支持下的教育之所以会发生质的变化，是因为虚拟教育环境拥有现实教育培训环境无可比拟的优势。所谓虚拟教育环境，是指由虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟教育的人工环境，它可以是某一现实世界的基础或设施的真实实现，也可以是虚拟构想成的世界。在21世纪，可能兴办起依托虚拟现实技术的各种新型的学校教育，如基础教育、军事教育、各类培训教育，许多学员在虚拟环境中接受各种教育体验与训练。由虚拟现实技术所支撑的教育系统将使得人员可以在虚拟环境中方便地取得感性知识和实际经验。与现实教育基地或设施相比，在虚拟现实技术支持下的虚拟教育环境大致有如下特征和优势： 1.1仿真性学生通过虚拟设施训练，与在现实教学基地里同样方便。这是因为虚拟环境无论对于现实的环境或是对于想象的环境，都是虚拟的但又是逼真的。理想的虚拟环境应该达到使受训者难以分辩真假的程度（例如可视场景应随着视点的变化而变化），甚至比真

新型虚拟现实培训技术

新型培训技术的发展现代科学技术在职业培训和考核领域的应用具有特别重大的意义和作用。随着科技进步而发展起来的多媒体、仿真模拟、智能指导、计算机互动培训、网络培训和虚拟现实培训等技术大大促进了新型培训技术的发展。培训资源多样化，培训通道远程化，是当前教育培训发展的方向。新型培训资源将从单一性的、以语言文字为主的课本教材，向多样化的方向发展。多媒体、仿真模拟和智能指导是当前发展的主要方向，可以使培训更加便于理解、便于掌握，使培训的内容更有针对性，更简捷、易懂，培训效率大大提高。随着多媒体技术、传感器技术、特别是以计算机为基础的可视化技术的发展，用计算机模拟外界环境对人的感官刺激开始成为可能。事实证明，人对图像、声音和动、触感等感官信息的反应和理解能力远远大于对数字和文字等抽象信息的理解和反应能力。因此，把数字技术引入培训的各阶段，将大大提高培训的效率，提升培训效果，避免安全隐患，而虚拟现实技术便是三维可视化数字技术不断发展的产物。虚拟现实技术虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三度空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。随着集成技术，计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域的发展，现代的虚拟技术用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉，使人作为参与者通过适当装置，自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。使用者进行位置移动时，电脑可以立即进行复杂的运算，将精确的3D世界影像传回产生临场感。该技术集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机技术辅助生成

浅析VR技术在教育、教学中的应用

浅析VR技术在教育、教学中的应用虚拟现实技术简称VR技术，是借助计算机、传感器营造的一种崭新的人机交互手段，使人沉浸在计算机设备所展示的虚拟世界之中，模拟真实世界视觉、听觉、味觉、重力等效果，VR技术现在广泛应用在商业、医学、地理、航天、科研、娱乐等行业。将虚拟现实技术融入教育、教学中，提高教学效果，增强学习者的学习兴趣和学习能力是本文研究的重点。标签：虚拟现实技术；教育虚拟现实技术简称VR技术，是当前最为新兴的、融合信息、艺术和科学等多学科一身的综合性综合性技术，VR技术广泛应用于医学、生物科学、建筑、艺术、农业、地理、航空航天、信息工程、考古、教育培训和娱乐等领域。当前，公众接触到VR技术最多的途径是电影和娱乐，一部叫做《头号玩家》的电影全面展示了虚拟现实技术所营造的梦幻而真实的效果。虚拟现实技术定义：虚拟现实技术英文全称Virtual Reality，简称VR技术，是20世纪90年代兴起的一门综合技术，其特点在于：“通过计算机构成一种人为虚拟三度空间，使得用户在视觉上产生一种沉浸于虚拟环境的感觉。” VR虚拟现实技术最大的第一个特点是多感知性，虚拟现实技术能模仿人在客观世界的大多数感官体验，让人体验到视觉、嗅觉、听觉、触觉、味觉、温度、甚至运动感知等多种感觉；并且这些感官体验是不分时间和场所的，完全是根据实际需要体验者自行安排。虚拟现实技术的第二个特点是自主性，客户可以成为虚拟环境中的主角，沉浸在虚拟环境中，参与和体验虚拟活动。第三个特点是虚拟环境中，用户体验的虚拟活动是可重复、可更改、可逆的。第四个特点是虚拟现实技术的真实性，相对于平面媒介、电影电视，虚拟现实技术提供的虚拟空间是最“真实”，虚拟世界中看到的存在物在视觉的角度和真实世界是一样的，虚拟世界中物体的运动规律（按照应用目的不同，规律也可以更改）是和真实世界一样的。一、虚拟现实技术在教育教学方面的应用现状早在20世纪80年代，虚拟现实技术刚刚兴起，这门技术被当做视觉图形工具应用于电影、电视和游戏中；本世纪开始，VR技术逐渐被用于展览展示、社会教育等领域；当前公众可以在博物馆、展览馆和各类公共教育机构、社会教育机构看到虚拟现实技术的实际应用，例如全息投影等；而在学校教育、课堂教学中，虚拟现实技术的使用率还是非常低的。这是因为，首先虚拟现实技术在技术层面上还不成熟，具体的操作和使用，需要非常复杂的技术支持的和人员支持，例如一项标准的虚拟现实技术的现实，需要由“效果发生器、实景仿真器、应用系统和几何构造器等四个部组成”；具体包含各眼镜、头盔显示器、立体声耳机、测定视线方向和手指动作的输入装置、头部方位探测器和数据手套等；还有计算机后台的编程人员做大量的编成工作。

虚拟现实技术在安全培训中应用分析

虚拟现实技术在安全培训中应用分析张立强华北科技学院安全培训处燕郊 065201 摘要：在介绍虚拟现实技术概况的基础上，系统地分析了虚拟现实技术在煤矿安全生产培训上面的应用，重点介绍了虚拟现实技术的研发、国外煤矿企业安全生产从业人员培训方面的应用和发展等现状，并对虚拟现实应用在安全培训上的优点进行了阐述，最后对虚拟现实技术在煤矿安全中应用的研究重点、研究方向和发展趋势提出了建议。关键词：虚拟现实，煤矿安全，煤矿灾害模拟，安全培训虚拟现实(Virtual Reality)技术是20世纪80年代末发展起来的一项高新技术，它汇集了计算机图形学、多媒体技术、人工智能、人－机接口技术、传感器技术、高度并行实时计算技术和人的行为学研究等多项关键技术，是模拟仿真技术的最新、最高层次，是当今世界前沿科学之一。 VR系统基本上是一种实时的对真实世界加以模拟的计算机系统，由硬件和软件两部分构成。硬件部分包括快速通用处理器、专用图像处理器、输入设备和输出设备。软件部分具有产生虚拟世界图像和目标处理的功能。虚拟现实技术为人们探索宏观世界和微观世界中由于种种原因不便于直接观察运动变化规律的事物，提供了极大的便利。 1 在安全培训中应用现状煤矿开采特别是井工开采，与地面工业生产相比不仅环境恶劣，而且具有很大的复杂性。煤矿的复杂环境和不安全因素等导致煤矿从业人员的培训不可能在现场进行，随着近年来虚拟现实技术的不断发展和其优点的愈加明显，也逐渐在煤矿安全培训中有所应用。 (1) 为解决煤矿复杂、多变、危险条件下的岗位培训等方面的难题，英国研究了一种可提高矿井灾害区域识别和危险人员评定质量的虚拟现实(VR)系统[1]。采用VR系统培训非常安全，且可视性强，使受训者身临其境地去接触、认知和处理各种灾变情况。如矿井布局、动态作业和矿井环境等定型模拟均可随意设定，而矿井人员则可在虚拟的矿井内任意活动并做出重要决定。其决定效果的好坏均能立刻反馈于受训者。该系统主要包括运输卡车灾害识别系统，安全检查培训和矿井事故培训系统。 (2) 诺丁汉大学的AIMS研究所已经开发了许多与采矿工业安全培训相关的桌面VR系统[2]，包括：在安全生产实践中培训露天矿汽车司机；在常规安全监察中培训和测试新矿工；在事故反应中培训和测试矿山救护队。比如一旦确定某项具体的操作情景，就可以加入各种不同的风险情况，当然这些风险(包括静态风险和动态风险)是驾车行驶在矿坑中的司机可能遇到的。

VR虚拟现实技术的教育解决方案可行性研究报告

虚拟现实技术的教育解决方案

目录一、项目提出的目的及意义二、与项目相关的国内外发展概况及市场需求分析三、主要攻关内容及技术路线（技术可行性分析）四、该项目的技术创新点五、现有工作基础和条件六、申请的基础条件（包括主要研究成果）七、进度安排和实施方案（包括运行机制）八、预期成果和考核目标九、推广及应用前景十、经费概算及来源十一、结论附件---虚拟现实沉浸技术实验室条件建设需求

时交流，并产生逼真的身临其境感。虚拟现实技术不是相关技术的简单组合，而是一种创新性的综合，并且在思想方式上有质的飞跃。虚拟现实技术对教育产生不可估量的作用，主要理由如下： 1.虚拟现实技术创建全新的教育环境人们普遍认为，虚拟现实技术将使21世纪的教育发生质的变化。虚假现实技术支持下的教育之所以会发生质的变化，是因为虚拟教育环境拥有现实教育培训环境无可比拟的优势。所谓虚拟教育环境，是指由虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟教育的人工环境，它可以是某一现实世界的基础或设施的真实实现，也可以是虚拟构想成的世界。在21世纪，可能兴办起依托虚拟现实技术的各种新型的学校教育，如基础教育、军事教育、各类培训教育，许多学员在虚拟环境中接受各种教育体验与训练。由虚拟现实技术所支撑的教育系统将使得人员可以在虚拟环境中方便地取得感性知识和实际经验。与现实教育基地或设施相比，在虚拟现实技术支持下的虚拟教育环境大致有如下特征和优势：1.1仿真性

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

2016-3-科技项目可行性报告_基于虚拟现实技术的教育解决方案的研制与开发

科技项目可行性报告项目编号: K2016001 课题名称: 基于虚拟现实技术的教育解决方案的研制与开发申请单位: 可视化计算与虚拟现实四川省重点实验室二0一六年二月