虚拟现实(VR)技术与数字化校园建设的整合分析

王进　白伟　屈园帅

摘要：文章从虚拟现实技术的三大特性分析八手，论述了虚拟现实技术在数字化校园建设中的整合应用。期望通过本文的研究能够对促进数字化校园建设水平的提升有所帮助。

关键词：VR技术数字化笑颜虚拟环境

1虚拟现实技术的三大特性

随着科技的快速发展，各种先进技术随之大量涌现，虚拟现实技术（VR）便是其中之一，其归属于计算机仿真系统的范畴，可生成模拟环境，使用者可在该环境中体验虚拟世界。美国一位科学家在其发表的一篇文章中提出VR的三角形措此来描述该技术的三大特性。具体如图l所示。

1.1沉浸性

这是VR技术最为突出的一大特性，可以让使用者沉浸在虚拟环境当中，对内部的事物进行感知。在对VR系统的性能进行评价时，通常会将该特性作为重要指标，系统能够带给使用者的沉浸性越强，证明系统的性能越完善，反之则说明系统仍然需要优化。VR可以按照人的视听感受，利用计算机生成具有高度逼真效果的3D图像，使用者佩戴交互设备后，便可将自己置身于虚拟环境中，成为环境的一部分。

1.2交互性

在VR系统中，使用者能够与虚拟环境进行交互，这种交互方式不同于传统的利用键鼠与计算机系统的交互，而是一种接近于自然状态的交互。VR的使用者可以借助交互设备，如头盔、手套等等，以参与者的身份与虚拟环境进行交互。

1.3想象性

使用者可在VR技术生成的虚拟环境当中，按获得的信息，并依据自身的行为，进行联想、推理和逻辑判断，随系统运行状态的变化，想象其未来的进展情况，从而获取更多的知识，这样能够达到了解复杂系统运动规律的目的。

2虚拟现实技术在数字化校园建设中的整合应用

近年来，我国的教育信息化建设取得重大突破，在这一背景下，数字化校园逐步增多。所谓的数字化校园具体是指以数字化信息和网络作为基础，借助计算机等先进技术，构建集教科研、管理服务于一体的虚拟教育环境，从而实现环境、资源、应用的全部数字化，拓展校园的空间维度和业务功能，为教育过程全面信息化目标的实现提供支撑。可将数字化校园建设与VR技术进行整合，具体体现在如下几个方面：

2.1依托VR技术构建虚拟校园

在虚拟校园的构建中，通过VR技术的运用，能够提供360。全景视角，借助计算机网络，可将师生和家长带入到虚拟环境当中，从而使他们切实感受校园中的各种场景。三维全景展示与数字化校园的有机结合，是目前虚拟校园构建最为简单且实用的方法之一。在虚拟校园的构建方案中，主要利用的是全景技术，具体做法如下：对校园中实景进行拍摄，并对照片进行上传，借助浏览器，可进行虚拟实景浏览。这是一种依托实景照片对虚拟环境进行构建的方法，可以带给使用者身临其境的感受。如，某高校基于VR技术构建的虚拟校园，参观者可通过键鼠的操作，对校园内的真实场景进行观看，不但能够对场景进行放大，而且还能缩小。

2.2利用VR技术建立虚拟实训基地

在工学结合的背景下，实训基地的重要性随之凸显，但由于一些学校的条件有限，无法构建大型的校内实训基地，这在一定程度上影响了学生实践技能的学习和操作水平的提升。为解决这一问题，可在数字化校园建设中，利用VR技术对虚拟实训基地进行建立。与现实中的实训基地不同虚拟实训基地中的所有设备全部都是虚拟出来的，并且可以按照实际的教学需要，生成与之相符的设备，这样即使教学内容不断更新，虚拟实训基地也能满足应用需求，无需投入较大的资金，具有良好的经济性。借助VR技术的特性，能够使学生在实训中成为虚拟环境的参与者，有利于技能训练效果的提升。在虚拟实训基地中，可以进行各种技能训练，如体育技能、机电维修、外科手术、军事作战、飞机驾驶等等，由于训练系统全部为虚拟，所以学生在操作时，不会出现危险，实训的安全性得到保障。同时，学生可以进行反复多次的操作训练，直至真正掌握技能为止。如，在虚拟飞机驾驶系统中，学生可以对虚拟出来的飞机进行操控，并在不同的天气条件下做飞行演练，由此能够熟练掌握飞机驾驶技能。

2.3借助VR技术打造虚拟课堂

可以利用VR技术打造虚拟课堂，通过主界面对实物场景进行显示借助各种物体对各个主页进行链接学生可以置身于虚拟课堂中，对所需的知识进行学习，由此能使他们产生身临其境的感受，不仅可以激发学生的学习兴趣，而且还能提高教学效率。在虚拟课堂中，学生的求知欲望将会被充分调动，学习成绩自然会随之提升。同时，VR技术在虚拟课堂中的运用，可对各种人物形象进行虚拟，如历史人物等，为个性化学习环境的创设提供了条件。如，学生可在虚拟课堂中与虚拟出来的教师进行互动，并与其他学生就某些问题进行讨论，以此来完成协作学习。又如，在外语教学中，借助虚拟课堂，可虚拟境外旅游场景，在该场景中学生可与虚拟的外国人进行对话，从而达到口语训练的目的。

2.4运用VR技术创建虚拟实验室

实验教学现已成为课堂教学的重要组成部分之一，为满足实验教学需要，可运用VR技术创建虚拟实验室，由此可以有效解决实验资源缺乏，无法开设实验课程的问题。同时虚拟实验环境的安全性更高，可进行各种危险的实验，如核反应实验等。当学生进入虚拟实验室后，可利用虚拟仪器进行实验操作，而操作结果可通过显示器反馈给学生，从而能够判断实验操作过程是否正确合理。由于虚拟实验室中的所有器材均为虚拟，因此，在实验中并不会产生消耗，也不会受到外界因素的干扰，可重复性较强。在虚拟实验室中学生可以自由地进行各种实验，对课堂上所学的知识进行验证，并且还可以提出假设模型，对假设的结果进行观察。如，学生利用虚拟实验室进行化学实验，在实验中，学生可对化学反应过程进行大胆假设，并对反应现象进行观察，通过探索，能够培养学生的创造性思维，激发他们的学习兴趣。

3结论

综上所述，在网络信息化时代到来的今天，数字化校园已经成为一种必然趋势。对数字化校园进行建设的过程中，可对虚拟现实技术进行合理运用，通过该技术构建虚拟校园、虚拟实训基地、虚拟课堂、虚拟实验室等，以此来提升数字化校园的教育教学水平，为祖国培养出更多优秀的人才。在未来一段时期，应当加大对虚拟现实技术的研究力度，通过技术改进和优化，使其趋于完善，从而更好地为数字化校园建设服務。

参考文献

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