目前,虚拟现实技术在教育领域中的应用主要包括虚拟校园、虚拟教学、虚拟培训、虚拟实验以及科技研究。
在科学研究方面,各高校和科研单位在许多领域都进行了相关的课题研究,推动了科学技术研究的发展。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;虚拟校园是虚拟现实技术在教育领域最早的具体应用,在1996年,天津大学就在SGI硬件平台上,基于VRML开发了虚拟校园。随着网络技术的发展,国内其他高校也先后开始用虚拟现实技术建设虚拟校园。虽然大多数虚拟校园都缺乏实际的教学意义,仅仅实现校园场景的浏览功能,但虚拟现实技术提供的灵活的浏览方式,全新的媒体表现形式都具有非常鲜明的特点。跚在虚拟教学方面,美国北达科他州立大学考古技术研究实验室(NDSUArchaeo]-ogy Techn0109ies Laboratory)开发了——个名为“On—A—Slant’’的虚拟考古(Virtual Archaeologist)项目,通过虚拟现实技术生动再现了1837年前后,美国上部大平原区域居民的生活状况。学生在“虚拟考古”可以像真实的考古一样学习知识、训练技能。虚拟现实技术的特点在虚拟培训方面表现比较突出,如西南交通大学的驾驶员模拟培训系统可模拟列车起动、运行、调速及停车全过程,并向培训者反馈列车运行过程中重要信息,如每节车辆的车钩力或加速度、列车管压力波传递过程等。论文网
中国科技大学运用虚拟现实技术在虚拟物理实验方面进行了大胆的尝试,并取得了可喜的成绩,他们已经形成了比较成熟的产品,如基于单机的大学物理仿真实验软件、广播电视大学物理虚拟实验、几何光学设计实验平台、大学物理虚拟实验远程教学系统。虚拟现实技术作为一种新型的教学媒体,目前已引起教育界的极大关注,由于虚拟现实技术改变了以往的人机交互方式,能让浏览者全身心地投入到虚拟环境中,让学习者通过亲自的“经历”与“感受”在与虚拟场景交互的过程中获得的知识。作为一种全新的教学媒体形式,虚拟现实技术在教育中充分激发了学习者的兴趣与积极性,提高学习者的学习效率,与传统教学空洞抽象的说教相比更有利于学习者的知识获取。22052
发展趋势
1965年,被誉为“计算机图形学之父"的美国学者Ivan Sutherland发表了一篇名为“The Ultimate Display”(直译:终极显示)的论文。在该文中,Sutherland设想:计算机屏幕是观察现实世界的“窗口",在这个窗口中可以浏览虚拟的世界,并且这个世界看起来真实、运动时真实、听起来真实以及感觉像真实。这篇论文引发了人们对虚拟现实的浓厚兴趣。随后的1966年,美国MIT的林肯实验室正式开始了头盔式立体显示器(Helmet Mounted Di splay即栅D)的研制工作。在这第一个HMD的样机完成不久,研制者又把能模拟力量和触觉的力反馈装置加入到这个系统中。从最初的概念提出开始,经历了近20年的对虚拟现实系统的研究探索历程,在工业、军事、航天科技的推动下,Ivan Sutherland的设想终于成为现实,并取得的一系列成就。1989年,美国VPL Research公司创始人JaronLa血er正式提出“Virtual Reality(虚拟现实)"一词,并明确指出研究虚拟现实技术的目的是为了提供一种比传统计算机模拟更好的方法。从此,“Virtual Reality"便引起了人们极大的关注和丰富的想象。口羽虚拟现实技术应用最多的领域当属航空航天和军事这两个方面,美国国家航空和宇宙航行局(NASA)及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实技术的研究,并取得了令人瞩目的研究成果。如:1984年,NASA Ames研究中心虚拟行星探测实验室的M.McGreevy和J.Humphries博士组织开发了用于火星探测的虚拟环境视觉显示器,将火星探测器发回的数据输入计算机,为地面研究人员构造了火星表面的三文虚拟环境。1993年的11月,NASA在进行哈勃(Hubble)太空望远镜面板文修任务之前,先在虚拟现实系统中对宇航员进行任务培训,有效地保障了文修任务的顺利完成。
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