虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用思考

裴 煜

（湖北警官學(xué)院 偵查系，湖北 武漢430034）

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用思考

裴 煜

（湖北警官學(xué)院 偵查系，湖北 武漢430034）

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是指一種有效模擬人在自然環(huán)境中視、聽、動等行為的高級人機(jī)交互技術(shù)。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)教學(xué)，可以解決傳統(tǒng)現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)中出現(xiàn)的模擬失真、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容不全、實(shí)訓(xùn)學(xué)時不足和實(shí)訓(xùn)效果評價(jià)不精準(zhǔn)等問題。通過精心設(shè)計(jì)背景案例、虛擬構(gòu)建現(xiàn)場環(huán)境、動態(tài)加載和交互操作四個步驟來實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用。在應(yīng)用時，應(yīng)理性看待虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在提高公安院校公安專業(yè)人才現(xiàn)場勘查能力方面的作用，大力開發(fā)功能齊全、適用不同對象的三維交互軟件，積極探索使用新模式、新方法，并采取多種有效保密措施以防偵查秘密外泄。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；現(xiàn)場勘查；模擬實(shí)訓(xùn)；實(shí)訓(xùn)教學(xué)

模擬實(shí)訓(xùn)是當(dāng)前各公安院校提升學(xué)生勘查能力的一種主要的實(shí)踐性教學(xué)方法，受各種主客觀條件的制約，該教學(xué)方法在有效提升學(xué)生勘查能力方面的局限性日益凸現(xiàn)。因此，更新現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)教學(xué)理念、創(chuàng)新培養(yǎng)方法迫在眉睫。借助現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)最新成果，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)教學(xué)，是當(dāng)前提高公安院校公安專業(yè)人才現(xiàn)場勘查能力的有效途徑。作為一種全新的實(shí)踐性教學(xué)方法，如何充分發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在公安專業(yè)人才現(xiàn)場勘查能力培養(yǎng)方面的功效，對此，筆者對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用問題進(jìn)行了深入探討。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality Technology，簡稱VRT），又稱臨境技術(shù)或靈境技術(shù)，是指一種有效模擬人在自然環(huán)境中視、聽、動等行為的高級人機(jī)交互技術(shù)。[1]該技術(shù)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，綜合運(yùn)用了計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)、多傳感交互技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)、人機(jī)界面技術(shù)、三維跟蹤技術(shù)、信息處理技術(shù)以及云計(jì)算等多種學(xué)科最新技術(shù)，在計(jì)算機(jī)硬件、軟件及各種傳感部件支持下，以模擬方式生成逼真的三維虛擬環(huán)境。使用者借助必要的設(shè)備，如戴上立體頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備，或利用鍵盤、鼠標(biāo)等輸入設(shè)備進(jìn)入虛擬空間，成為虛擬環(huán)境中的一員，通過視覺、聽覺、觸覺、運(yùn)動覺及生理反應(yīng)等感知器，產(chǎn)生與在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中相同的感受，從自己的視點(diǎn)出發(fā)，以自身語言、身體運(yùn)動或動作等自然技能與虛擬環(huán)境中各種對象進(jìn)行實(shí)時交互和相互影響，直接探索各種對象在所處環(huán)境中的作用和變化。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息科學(xué)的交叉和融合，被認(rèn)為是21世紀(jì)信息技術(shù)的代表。[2]通常認(rèn)為，該技術(shù)具有以下特點(diǎn)：一是具有較強(qiáng)感知性。該特點(diǎn)是針對技術(shù)使用者的感受而言的。在常規(guī)的計(jì)算機(jī)使用中，使用者往往是以屏幕為視野、以音響為聲源進(jìn)行視覺和聲音感知。在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，使用者除了具有常規(guī)計(jì)算機(jī)反饋的視覺和聲音感知外，還可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中傳感及反映裝置獲得觸覺、嗅覺和運(yùn)動覺等多重感知，從而產(chǎn)生身臨其境的全方位情感體驗(yàn)。二是具有沉浸性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是根據(jù)人類視覺、聽覺等生理心理特點(diǎn)，綜合運(yùn)用了計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)、多傳感交互技術(shù)等多種學(xué)科最新技術(shù)，由計(jì)算機(jī)生成的逼真三維虛擬空間。在該虛擬空間內(nèi)，使用者利用系統(tǒng)漫游功能，從自己視角的任意角度對虛擬環(huán)境進(jìn)行觀察、瀏覽，并且可與虛擬環(huán)境中各種對象進(jìn)行實(shí)時交互，從而完全沉浸到由計(jì)算機(jī)界面為其生成的虛擬環(huán)境中去。沉浸是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的核心。三是具有交互性。在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，使用者可與虛擬環(huán)境中各種對象通過傳感器進(jìn)行實(shí)時交互和相互作用。一方面，使用者通過立體頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備，或鍵盤、鼠標(biāo)等輸入設(shè)備進(jìn)入虛擬環(huán)境，再以自身語言、身體運(yùn)動或動作等自然技能對虛擬環(huán)境中各種對象施加作用和影響，虛擬環(huán)境中各種對象相應(yīng)地予以實(shí)時反應(yīng)。另一方面，虛擬環(huán)境中的各種對象按程序設(shè)計(jì)者預(yù)先設(shè)定程序可以向進(jìn)入虛擬環(huán)境中的使用者主動施加作用和影響，使用者隨即作出相應(yīng)實(shí)時反應(yīng)。傳感器將交互狀態(tài)和結(jié)果實(shí)時反饋給使用者與虛擬環(huán)境中的各種對象，從而促使兩者不斷進(jìn)行良性互動，將彼此之間的適時交互和作用持續(xù)進(jìn)行下去。四是具有較強(qiáng)自主性。在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，各種對象雖然也可以向使用者施加作用和影響，但這種施加的作用和影響多是在使用者主動對各種對象施加作用和影響后按程序設(shè)計(jì)者預(yù)先設(shè)定程序的一種即時反應(yīng)，即各種對象針對使用者施加的作用和影響的實(shí)時反應(yīng)是被動的，不具有自主獨(dú)立性。反之，使用者則可以根據(jù)自己意志主導(dǎo)其與虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中各種對象交互和作用的進(jìn)行，具有較強(qiáng)的獨(dú)立自主性。

目前，人們將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)看作是僅次于互聯(lián)網(wǎng)的、改變世界未來的重要技術(shù)，認(rèn)為它不但會改變?nèi)祟悘氖驴茖W(xué)研究、技術(shù)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)踐的方式，而且其為促進(jìn)人的認(rèn)識能力的全面發(fā)展提供了新的工具。[3]作為一種全新的信息技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)生于上世紀(jì)80年代，由最初應(yīng)用于軍事領(lǐng)域擴(kuò)展到現(xiàn)在的航天航空、建筑設(shè)計(jì)、制造業(yè)、醫(yī)學(xué)、娛樂游戲等多種領(lǐng)域。[4]隨著該技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種新型的教學(xué)媒體，已引起當(dāng)今教育界的廣泛關(guān)注，可以預(yù)見教育領(lǐng)域即將成為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用的又一新領(lǐng)域，這必將對包括公安教育在內(nèi)的現(xiàn)代教育產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)教學(xué)中應(yīng)用的意義

（一）有利于解決傳統(tǒng)現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)中模擬失真的問題

為了保證實(shí)訓(xùn)效果，在傳統(tǒng)的現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)過程中，我們往往也注重模擬現(xiàn)場的仿真性問題，因?yàn)槟M現(xiàn)場越真實(shí)，實(shí)訓(xùn)學(xué)員積極性越高，主動性越強(qiáng)，實(shí)訓(xùn)效果越明顯。為了減少模擬現(xiàn)場失真現(xiàn)象，我們也采取了相應(yīng)措施，如在案例的選擇上盡量使用真實(shí)案例；在場所的選擇上，用日常辦公、生活場所替代專門訓(xùn)練場所；在工具的選擇上，大量使用真實(shí)的工具，減少道具使用；在現(xiàn)場痕跡物證的布置上，模仿作案人行為，留下真實(shí)的痕跡物證等。但從實(shí)訓(xùn)實(shí)踐來看，傳統(tǒng)的現(xiàn)場勘查模擬實(shí)訓(xùn)失真現(xiàn)象還是較為嚴(yán)重，如多用塑料模具來替代尸體，但塑料模具不能真實(shí)反映尸體上傷口形狀、深淺、尸斑顏色；現(xiàn)場上遺留痕跡物證不僅種類單一，而且數(shù)量較少；配合人員數(shù)量不足，一人扮演多個訪問對象角色；場地管理失范，現(xiàn)場上出現(xiàn)上次模擬實(shí)訓(xùn)遺留下的比例尺、粉筆（彩筆）劃痕、殘留血跡（字跡）等。傳統(tǒng)模擬現(xiàn)場仿真性不足，影響了實(shí)訓(xùn)學(xué)員的主動性和積極性。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，可以有效解決傳統(tǒng)現(xiàn)場勘查模擬實(shí)訓(xùn)中現(xiàn)場失真問題。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)，不僅可以模擬案發(fā)現(xiàn)場房間結(jié)構(gòu)等靜態(tài)環(huán)境，而且可以模擬案發(fā)現(xiàn)場人員車輛流動等動態(tài)環(huán)境；不僅可以根據(jù)案情需要在現(xiàn)場上隨意增設(shè)實(shí)物物證，而且還可以根據(jù)實(shí)訓(xùn)目的在現(xiàn)場任意添加形態(tài)各異的立體痕跡；不僅可以減少因配合人數(shù)不足、角色混同等非人為因素導(dǎo)致的模擬失真現(xiàn)象，而且還可以杜絕因場地管理失范等人為因素造成的模擬失真問題。

（二）有利于解決傳統(tǒng)現(xiàn)場勘查模擬實(shí)訓(xùn)內(nèi)容不全的問題

從外在的類型結(jié)構(gòu)來看，案件現(xiàn)場類型眾多，不僅有殺人、盜竊、搶劫、故意傷害等常見的案件現(xiàn)場，而且有爆炸、放火、投放危險(xiǎn)物質(zhì)、計(jì)算機(jī)犯罪等少發(fā)的案件現(xiàn)場。每類案件現(xiàn)場勘查重點(diǎn)和方法是不同的，如殺人案件的現(xiàn)場勘查是以被害人尸體為中心，對現(xiàn)場遺留的血跡、作案工具進(jìn)行重點(diǎn)勘驗(yàn)。爆炸案件現(xiàn)場勘查則是以現(xiàn)場炸點(diǎn)為中心，對現(xiàn)場上爆炸遺留的殘留物和拋出物進(jìn)行重點(diǎn)勘驗(yàn)。從內(nèi)在體系結(jié)構(gòu)來看，現(xiàn)場勘查組成復(fù)雜，一起完整的現(xiàn)場勘查工作由現(xiàn)場保護(hù)、臨場處置、現(xiàn)場訪問、現(xiàn)場勘驗(yàn)、現(xiàn)場記錄和現(xiàn)場分析等內(nèi)容構(gòu)成。為了讓實(shí)訓(xùn)學(xué)員全面掌握現(xiàn)場勘查內(nèi)容，在傳統(tǒng)的現(xiàn)場勘查模擬實(shí)訓(xùn)中，我們力爭對每種類型的案件現(xiàn)場、對現(xiàn)場勘查的所有內(nèi)容進(jìn)行全面實(shí)訓(xùn)。但從實(shí)訓(xùn)實(shí)踐來看，傳統(tǒng)的現(xiàn)場勘查模擬實(shí)訓(xùn)存在實(shí)訓(xùn)內(nèi)容不全的現(xiàn)象。在案件類型上，大多選擇殺人、盜竊、搶劫等案件，因?yàn)檫@些案件現(xiàn)場相對簡單、勘查易于操作，其他類型的案件，如爆炸、投放危險(xiǎn)物質(zhì)等案件危險(xiǎn)性較大，計(jì)算機(jī)、放火等案件勘查較為復(fù)雜，因此從未進(jìn)行過模擬實(shí)訓(xùn)。在每一起案件實(shí)訓(xùn)內(nèi)容上，由于分工的限制，實(shí)訓(xùn)學(xué)員只能對其擔(dān)任角色對應(yīng)的部分進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，不能對現(xiàn)場勘查其他內(nèi)容進(jìn)行實(shí)訓(xùn)。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，可以有效解決傳統(tǒng)現(xiàn)場勘查模擬實(shí)訓(xùn)中實(shí)訓(xùn)內(nèi)容不全的問題。目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)十分成熟，不僅可以逼真虛擬殺人、盜竊、搶劫等相對簡單的案件現(xiàn)場，對于爆炸案件、放火案件等較為復(fù)雜、危險(xiǎn)的案件現(xiàn)場進(jìn)行虛擬構(gòu)建也不存在技術(shù)上障礙。此外，在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，實(shí)訓(xùn)學(xué)員是從自己的視點(diǎn)任意角度對虛擬現(xiàn)場進(jìn)行觀察、瀏覽，并與虛擬現(xiàn)場中各種對象進(jìn)行實(shí)時交互，不會因傳統(tǒng)的現(xiàn)場勘查模擬實(shí)訓(xùn)分工受限造成實(shí)訓(xùn)內(nèi)容不全，一人能獨(dú)立完成所有勘查實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。

（三）有利于解決傳統(tǒng)現(xiàn)場勘查模擬實(shí)訓(xùn)學(xué)時不足的問題

量變與質(zhì)變的辯證關(guān)系告訴我們，量變是質(zhì)量的必要準(zhǔn)備，質(zhì)變是量變的必然結(jié)果。同樣，良好的現(xiàn)場勘查模擬實(shí)訓(xùn)效果必須以充裕的實(shí)訓(xùn)時間作保障。缺少必要的實(shí)訓(xùn)時間，達(dá)不到理想的實(shí)訓(xùn)效果。但從實(shí)訓(xùn)實(shí)踐來看，傳統(tǒng)的現(xiàn)場勘查模擬實(shí)訓(xùn)普遍存在實(shí)訓(xùn)時間不足的問題。從近年來各公安院校修訂的偵查學(xué)專業(yè)和刑事科學(xué)技術(shù)專業(yè)教學(xué)大綱來看，包括《犯罪現(xiàn)場勘查》在內(nèi)的各專業(yè)課程課堂教學(xué)學(xué)時呈遞減趨勢。就筆者所在的學(xué)院而言，偵查學(xué)和刑事科學(xué)技術(shù)專業(yè)的《犯罪現(xiàn)場勘查》課程課堂教學(xué)學(xué)時由過去的72學(xué)時減為現(xiàn)在的48學(xué)時，模擬實(shí)訓(xùn)學(xué)時也由過去的36學(xué)時減為現(xiàn)在的24學(xué)時。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和要求不變，實(shí)訓(xùn)學(xué)時減少，由此帶來了實(shí)訓(xùn)要求和實(shí)訓(xùn)學(xué)時之間的矛盾。為了完成所有實(shí)訓(xùn)任務(wù)，只能對每一訓(xùn)練內(nèi)容蜻蜓點(diǎn)水，一帶而過，或忍痛割愛，只對現(xiàn)場勘驗(yàn)、現(xiàn)場訪問和現(xiàn)場分析等重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，放棄現(xiàn)場保護(hù)、現(xiàn)場記錄等非重點(diǎn)內(nèi)容的實(shí)訓(xùn)。此外，實(shí)訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)告訴我們，一次實(shí)訓(xùn)是達(dá)不到實(shí)訓(xùn)效果的，“實(shí)訓(xùn)—總結(jié)—再實(shí)訓(xùn)”是提高實(shí)訓(xùn)效果的有效途徑。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，可以有效解決傳統(tǒng)現(xiàn)場勘查模擬實(shí)訓(xùn)要求和實(shí)訓(xùn)學(xué)時之間矛盾。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是以計(jì)算機(jī)軟件為載體，計(jì)算機(jī)軟件的使用不受課堂教學(xué)學(xué)時和教學(xué)場所限制。實(shí)訓(xùn)學(xué)員既可以在課堂教學(xué)實(shí)訓(xùn)場所集中實(shí)訓(xùn)，又可以在教學(xué)之余教學(xué)場所之外在電腦甚至手機(jī)上自我練習(xí)，徹底突破了傳統(tǒng)模擬實(shí)訓(xùn)時空局限，實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)時空自主化，對同一實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目多次重復(fù)練習(xí)，直至熟練掌握勘查技能。

（四）有利于解決傳統(tǒng)現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)效果評價(jià)不精準(zhǔn)的問題

實(shí)訓(xùn)學(xué)員勘查操作是否規(guī)范，步驟是否正確，方法是否恰當(dāng)，勘查知識存在哪些盲點(diǎn)，這些問題均需要通過勘查實(shí)訓(xùn)結(jié)束階段的效果評價(jià)來反映。從實(shí)訓(xùn)實(shí)踐來看，傳統(tǒng)的現(xiàn)場勘查模擬實(shí)訓(xùn)普遍存在實(shí)訓(xùn)效果評價(jià)不精準(zhǔn)的問題，難以及時準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)每個實(shí)訓(xùn)學(xué)員實(shí)訓(xùn)中存在的不足。模擬實(shí)訓(xùn)中既有共性問題，又有個性問題。從過去的專項(xiàng)模擬實(shí)訓(xùn)和綜合模擬實(shí)訓(xùn)來看，參與實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師數(shù)量偏少，無法對參與實(shí)訓(xùn)的每個小組、每個實(shí)訓(xùn)學(xué)員進(jìn)行全程實(shí)地指導(dǎo)。在實(shí)訓(xùn)結(jié)束階段，指導(dǎo)教師只能對模擬實(shí)訓(xùn)中存在的共性問題進(jìn)行評議、糾正。實(shí)訓(xùn)中出現(xiàn)的非共性問題未能被發(fā)現(xiàn)，難以得到及時糾正。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，可以有效解決傳統(tǒng)現(xiàn)場勘查模擬實(shí)訓(xùn)中效果評價(jià)不精準(zhǔn)的問題。在虛擬現(xiàn)場勘查中，可將勘查各個知識要點(diǎn)科學(xué)量化，合理設(shè)計(jì)權(quán)重，通過系統(tǒng)自身打分的形式對參訓(xùn)學(xué)員實(shí)訓(xùn)效果進(jìn)行客觀評價(jià)，也可以在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)當(dāng)參訓(xùn)學(xué)員操作不當(dāng)時發(fā)出警告或給出指導(dǎo)，以游戲通關(guān)的形式來幫助參訓(xùn)學(xué)員及時發(fā)現(xiàn)自身存在的不足，從而激發(fā)其求知欲，調(diào)動其學(xué)習(xí)的積極性。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的具體應(yīng)用

(一)精心設(shè)計(jì)背景案例

傳統(tǒng)的現(xiàn)場勘查模擬實(shí)訓(xùn)工作往往是以某一案件為主軸來開展進(jìn)行的，精心設(shè)計(jì)好背景案例是進(jìn)行模擬實(shí)訓(xùn)工作的第一步。同樣，優(yōu)秀的背景案例設(shè)計(jì)是虛擬現(xiàn)場模擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)得以順利進(jìn)行的前提，因此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)教學(xué)中具體應(yīng)用首要環(huán)節(jié)是要精心設(shè)計(jì)好背景案例。筆者認(rèn)為，優(yōu)秀的背景案例設(shè)計(jì)應(yīng)符合以下幾方面要求：一是精選的背景案例具有典型性。依據(jù)該背景案例設(shè)置的犯罪現(xiàn)場能反映出這一類型刑事案件現(xiàn)場的特點(diǎn)，能反映出當(dāng)前對這一類型刑事案件現(xiàn)場的一般勘查方法。二是實(shí)訓(xùn)內(nèi)容具有全面性。設(shè)計(jì)的犯罪現(xiàn)場不能過于簡單，過于簡單的犯罪現(xiàn)場達(dá)不到實(shí)訓(xùn)目的。在設(shè)計(jì)的犯罪現(xiàn)場增加因偽裝、故意破壞而出現(xiàn)的反?，F(xiàn)象，通過對反?，F(xiàn)象識別的模擬實(shí)訓(xùn)來逐步提高參訓(xùn)學(xué)員的勘查能力。三是現(xiàn)場上的痕跡物證具有多樣性?，F(xiàn)場勘驗(yàn)是現(xiàn)場勘查的核心內(nèi)容，現(xiàn)場上痕跡物證的尋找、發(fā)現(xiàn)、提取和保管無疑是虛擬現(xiàn)場模擬實(shí)訓(xùn)的重點(diǎn)。因此，在設(shè)計(jì)的背景案例現(xiàn)場中，應(yīng)設(shè)計(jì)多種類型的痕跡物證。除了一般案發(fā)現(xiàn)場的手印、腳印、作案工具、文字等常見的痕跡物證外，還應(yīng)有微量物證、生物物證和電子物證，以適應(yīng)未來勘查工作的需要。在設(shè)計(jì)背景案例時，可以真實(shí)案例為基礎(chǔ)，依據(jù)上述要求進(jìn)行認(rèn)真改編，完成好背景案例的設(shè)計(jì)工作。

（二）虛擬構(gòu)建現(xiàn)場環(huán)境

將背景案例中的建筑物、尸體、痕跡物證等現(xiàn)場環(huán)境以三維方式逼真地呈現(xiàn)在實(shí)訓(xùn)學(xué)員面前，須通過建模語言借助三維建模引擎來實(shí)現(xiàn)。虛擬構(gòu)建現(xiàn)場環(huán)境是整個虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)建立的基礎(chǔ)。虛擬現(xiàn)實(shí)中建模方法主要有兩類：一是基于3D圖形學(xué)的方法，利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)進(jìn)行虛擬環(huán)境的建模渲染；二是基于圖像的方法，運(yùn)用多角度、全景或任意方向的圖像來產(chǎn)生虛擬環(huán)境。在場景搭建過程中，通常采用基于相對坐標(biāo)的方法，三維建模的每一個點(diǎn)都可以用一組空間坐標(biāo)（X、Y、Z）來表示，通過三個坐標(biāo)的變換來顯現(xiàn)三維圖形。從實(shí)踐來看，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中使用的建模語言有VRML（Virtual Reality Modeling Language）、JAVA3D、OPENGL(Open Graphics Library)、Cult3D、Vega和 QTVR，其中VRML、JAVA3D、OPENGL是常用的建模語言，此三種建模語言在構(gòu)建三維虛擬場景上各有優(yōu)勢。VRML[5]是一種用于Internet和Web上多用戶交互的、網(wǎng)絡(luò)虛擬的現(xiàn)實(shí)建模語言。其具有簡單、較強(qiáng)的交互能力、低寬帶運(yùn)行和構(gòu)建場景逼真等特點(diǎn)，已成為構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的基礎(chǔ)。Java3D是Java語言在三維圖形領(lǐng)域的擴(kuò)展，具有不安裝插件的優(yōu)點(diǎn)，可以編寫各種計(jì)算機(jī)輔助的教學(xué)軟件。OPENGL是一種功能強(qiáng)大的軟件接口，用于生成高質(zhì)量的計(jì)算機(jī)圖像，可用于編寫使用2D、3D物體和位圖。[6]通過以上建模語言的運(yùn)用，虛擬構(gòu)建模擬實(shí)訓(xùn)所需要的犯罪現(xiàn)場環(huán)境。此外，對虛擬構(gòu)建起來的犯罪現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行必要的場景渲染。實(shí)踐中，場景渲染是通過插件來實(shí)現(xiàn)的。通過場景渲染的虛擬犯罪現(xiàn)場環(huán)境具有較強(qiáng)的逼真性，能帶給實(shí)訓(xùn)學(xué)員身臨真實(shí)案發(fā)現(xiàn)場的全方位情感體驗(yàn)，真正實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)。

（三）動態(tài)加載

在依設(shè)計(jì)的背景案例虛擬構(gòu)建出逼真的建筑物、尸體、痕跡物證等現(xiàn)場環(huán)境后，應(yīng)通過動態(tài)加載方式來保證虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)運(yùn)行的流暢性和穩(wěn)定性。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中虛擬資源的整理和優(yōu)化是非常關(guān)鍵的一步，這關(guān)系到虛擬系統(tǒng)運(yùn)行的流暢性和穩(wěn)定性。[7]虛擬資源的整理和優(yōu)化則是通過動態(tài)加載方式來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)前，Unity是類似如Virtools等利用交互的圖型化開發(fā)環(huán)境為首要方式的軟件。在Unity開發(fā)引擎中有多種加載形式。一是程序中資源的加載，程序中資源的形式多種多樣，包括圖片、視頻、音頻、模型、場景資源包。在Unity中，通常通過Resources.Load和AssetBundle動態(tài)加載機(jī)制來實(shí)現(xiàn)對程序中資源的加載。前者將資源文件打包進(jìn)程序內(nèi)部，程序內(nèi)部在使用資源時通過程序控制進(jìn)行動態(tài)加載。通過動態(tài)加載實(shí)驗(yàn)工具，可以提高程序的運(yùn)行效率。后者不打包進(jìn)入程序內(nèi)部，使用時動態(tài)地從網(wǎng)絡(luò)中獲得，進(jìn)行加載。二是通過網(wǎng)絡(luò)加載一些數(shù)據(jù)信息，在運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)實(shí)時的通信交互，將程序中需要用到的信息數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，并根據(jù)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的程序解析處理。通過對虛擬資源動態(tài)加載，在實(shí)現(xiàn)虛擬系統(tǒng)數(shù)據(jù)文件調(diào)用和顯示的基礎(chǔ)上，保證虛擬系統(tǒng)運(yùn)行的流暢性和穩(wěn)定性，為實(shí)訓(xùn)學(xué)員進(jìn)行人機(jī)交互奠定基礎(chǔ)。

（四）交互操作

交互操作是虛擬現(xiàn)場技術(shù)在現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)教學(xué)中應(yīng)用的最后一環(huán)節(jié)。通過三維虛擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，使用者與虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中各種對象之間進(jìn)行相互實(shí)時交互和作用。結(jié)合Unity3D三維游戲開發(fā)引擎，利用C#開發(fā)語言，針對虛擬交互系統(tǒng)中如現(xiàn)場建筑物、痕跡物證等勘查對象，通過研究虛擬場景實(shí)時渲染、場景中實(shí)體操縱原理以及鼠標(biāo)拾取算法等關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)具有實(shí)時性和交互性的三維虛擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)漫游功能時，借鑒常規(guī)虛擬漫游系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法，通過動態(tài)模型的自由加載，在實(shí)現(xiàn)場景漫游的同時對場景做幾何變換，即實(shí)訓(xùn)學(xué)員通過放大、縮小、平移、旋轉(zhuǎn)當(dāng)前場景，來實(shí)現(xiàn)對虛擬現(xiàn)場內(nèi)外部環(huán)境觀察、現(xiàn)場上痕跡物證的尋找、發(fā)現(xiàn)和提取，以及對現(xiàn)場周圍知情人的尋找并訪問，從而完成整個模擬實(shí)訓(xùn)工作。與其他虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中交互操作不同的是，在現(xiàn)場勘查模擬實(shí)訓(xùn)中，實(shí)訓(xùn)學(xué)員對現(xiàn)場上路線的進(jìn)入、痕跡物證的觀察、提取等勘查工作必須符合《刑事案件現(xiàn)場勘驗(yàn)檢查規(guī)則》的要求。

四、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)教學(xué)應(yīng)用中應(yīng)注意的問題

（一）理性看待虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在提高公安院校公安專業(yè)人才現(xiàn)場勘查能力方面的作用

誠然，與傳統(tǒng)的現(xiàn)場勘查模擬實(shí)訓(xùn)方式相比，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用具有仿真性高、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容全、實(shí)訓(xùn)時空自主化和及時幫助實(shí)訓(xùn)學(xué)員精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)自身不足等優(yōu)點(diǎn)。但筆者認(rèn)為，在切實(shí)提高公安院校公安專業(yè)人才現(xiàn)場勘查能力方面，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不能完全替代傳統(tǒng)現(xiàn)場勘查模擬實(shí)訓(xùn)，更不能完全替代《犯罪現(xiàn)場勘查》課堂教學(xué)。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)教學(xué)，有助于實(shí)訓(xùn)學(xué)員盡快熟悉現(xiàn)場勘查的程序、步驟和勘查方法，但勘查方法運(yùn)用能力的提高，特別是現(xiàn)場痕跡物證提取技巧的提高必須通過傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)方式來實(shí)現(xiàn)。如對現(xiàn)場的汗?jié)撝讣y通常采用粉墨顯現(xiàn)提取，顯現(xiàn)提取成功與否，除了與提取者使用的方法類型是否正確有關(guān)外，還與提取者顯現(xiàn)指紋時粉墨刷顯方向、力度等刷顯技巧相關(guān)，而提取者粉墨刷顯技巧的提高只能通過傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)方式才能實(shí)現(xiàn)。又如虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以幫助實(shí)訓(xùn)學(xué)員在現(xiàn)場盡快找到要訪問的知情人，但訪問技能的提升則不能依靠虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，只能通過傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)方式甚至在以后工作中不斷總結(jié)提高。因此，筆者認(rèn)為，在提高公安院校公安專業(yè)人才現(xiàn)場勘查能力方面，應(yīng)以課堂教學(xué)為主。在進(jìn)行必要的課堂講授后，應(yīng)先通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使實(shí)訓(xùn)學(xué)員盡快熟悉現(xiàn)場勘查的程序、步驟以及勘查方法，然后再通過傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)方式提高各種勘查技能。虛擬現(xiàn)場技術(shù)在提高公安院校公安專業(yè)人才現(xiàn)場勘查能力方面，是對《犯罪現(xiàn)場勘查》課堂教學(xué)和傳統(tǒng)的現(xiàn)場勘查模擬實(shí)訓(xùn)方式的有益補(bǔ)充，是一種輔助手段。

（二）大力開發(fā)功能齊全、適用不同對象的三維交互應(yīng)用軟件

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)教學(xué)是以三維交互軟件為實(shí)現(xiàn)載體的。因此，三維交互軟件功能必然會影響學(xué)員在虛擬環(huán)境中的實(shí)訓(xùn)效果。為了最大限度地發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)中的功效。首先，應(yīng)開發(fā)適用于不同類型案件現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)的三維交互應(yīng)用軟件。不同類型案件現(xiàn)場勘查方法和重點(diǎn)不同，實(shí)訓(xùn)的要求也不同。如殺人案的現(xiàn)場勘查是以被害人尸體為中心，對現(xiàn)場遺留的血跡、作案工具進(jìn)行重點(diǎn)勘驗(yàn)。爆炸案現(xiàn)場勘查則是以現(xiàn)場炸點(diǎn)為中心，對現(xiàn)場上爆炸遺留的殘留物和拋出物進(jìn)行重點(diǎn)勘驗(yàn)。其次，注重三維交互應(yīng)用軟件內(nèi)容設(shè)計(jì)的全面性和新穎性。在每類案件現(xiàn)場勘查設(shè)計(jì)中，不僅要包含現(xiàn)場保護(hù)、臨場處置、現(xiàn)場訪問、現(xiàn)場勘驗(yàn)、現(xiàn)場記錄和現(xiàn)場分析等現(xiàn)場勘查內(nèi)容，而且也要將我國法律法規(guī)關(guān)于現(xiàn)場勘查程序規(guī)則植入三維交互應(yīng)用軟件中。此外，還應(yīng)順應(yīng)時代的發(fā)展，將一些新型的勘查技術(shù)，如生物物證技術(shù)、電子信息技術(shù)等植入三維交互應(yīng)用軟件。再次，開發(fā)適用于不同對象的三維交互應(yīng)用軟件。2017年8月，公安部在《關(guān)于加強(qiáng)公安院校公安專業(yè)人才現(xiàn)場勘查能力建設(shè)的意見（征求意見稿）》中明確指出，公安院校在公安專業(yè)人才現(xiàn)場勘查能力培養(yǎng)方面實(shí)行分類培養(yǎng)。其中，刑事科學(xué)技術(shù)專業(yè)學(xué)生應(yīng)具備較高現(xiàn)場勘查理論素養(yǎng)，能夠承擔(dān)較復(fù)雜案件現(xiàn)場勘查任務(wù)；偵查類專業(yè)學(xué)生應(yīng)熟練掌握現(xiàn)場勘查相關(guān)理論知識，具備較強(qiáng)的現(xiàn)場勘查能力；其他公安專業(yè)學(xué)生應(yīng)了解現(xiàn)場勘查基礎(chǔ)理論知識，具備一定的現(xiàn)場勘查能力。因此，應(yīng)開發(fā)適用于不同對象的三維交互應(yīng)用軟件，以滿足培養(yǎng)不同勘查人才目標(biāo)的需要。

（三）積極探索使用新模式和新方法

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)教學(xué)是一種全新的實(shí)踐教學(xué)方法，如何將該方法功效發(fā)揮最大？這需要我們在今后實(shí)訓(xùn)實(shí)踐中勇于創(chuàng)新，積極探索使用新模式和新方法。筆者認(rèn)為，在以后的現(xiàn)場勘查教學(xué)過程中，應(yīng)堅(jiān)持“四結(jié)合”模式：一是課堂理論教學(xué)和實(shí)訓(xùn)實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合。先進(jìn)行現(xiàn)場勘查課堂理論講授，后進(jìn)行現(xiàn)場勘查模擬實(shí)訓(xùn)；二是虛擬現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)和傳統(tǒng)勘查實(shí)訓(xùn)相結(jié)合。先進(jìn)行虛擬現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)，后進(jìn)行傳統(tǒng)勘查實(shí)訓(xùn)；三是實(shí)訓(xùn)學(xué)員自主訓(xùn)練和教師場外課外輔導(dǎo)相結(jié)合。虛擬現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)過程中，以實(shí)訓(xùn)學(xué)員自主訓(xùn)練為主，指導(dǎo)老師場外課外指導(dǎo)、解惑為輔；四是訓(xùn)練和考核相結(jié)合。先進(jìn)行虛擬現(xiàn)場勘查和傳統(tǒng)勘查實(shí)訓(xùn)，再對實(shí)訓(xùn)學(xué)員進(jìn)行考核。具體到虛擬現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)中，筆者認(rèn)為應(yīng)堅(jiān)持“指導(dǎo)教師課堂預(yù)演—實(shí)訓(xùn)學(xué)員課外自主訓(xùn)練—指導(dǎo)教師對實(shí)訓(xùn)學(xué)員課堂考核”方法。在整個實(shí)訓(xùn)中，我們要積極探索，勇于創(chuàng)新。如在課堂預(yù)演時，指導(dǎo)教師邊預(yù)演邊提出問題，讓學(xué)生帶著問題去實(shí)訓(xùn)。鼓勵學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中發(fā)現(xiàn)新問題，在實(shí)訓(xùn)中尋求解決問題的答案。在實(shí)訓(xùn)學(xué)員課外自主訓(xùn)練時，創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)方式，既可采用實(shí)訓(xùn)學(xué)員單獨(dú)操作，又可采用多人協(xié)作，還可創(chuàng)新嘗試兩者相結(jié)合方式。改變指導(dǎo)方法，教師由過去在場指導(dǎo)變?yōu)閳鱿聢鐾庵笇?dǎo)，通過后臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)來觀察、評估學(xué)員訓(xùn)練情況，在線指導(dǎo)、解答疑問。在對實(shí)訓(xùn)學(xué)員考核時，創(chuàng)新考核方式，改變過去集中考核單一方式，可靈活采取隨堂考核、單獨(dú)考核和在線考核等多種方式。如何利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸性、自主性特點(diǎn)，最大限度地激發(fā)實(shí)訓(xùn)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動自主學(xué)習(xí)的能動性和積極性，需要我們在今后虛擬現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)實(shí)踐教學(xué)活動中勇于探索、大膽嘗試、不斷總結(jié)、推陳出新。

（四）采取多種有效保密措施以防偵查秘密外泄

虛擬現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)是以網(wǎng)絡(luò)為依托，以應(yīng)用軟件為實(shí)現(xiàn)載體，而網(wǎng)絡(luò)具有開放性和易擴(kuò)散性，應(yīng)用軟件具有易復(fù)制性。在虛擬現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)過程中，如何有效防止現(xiàn)場勘查專業(yè)知識外泄，也是我們須面對的新問題。為了不將這一新生事物扼殺于搖籃之中，筆者認(rèn)為應(yīng)采取以下多種保密措施：首先，應(yīng)嚴(yán)格控制使用范圍。虛擬現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)適用對象僅限于公安院校公安專業(yè)學(xué)員，對于公安院校如法律、信息安全等非公安專業(yè)學(xué)員應(yīng)限制適用，嚴(yán)禁將實(shí)訓(xùn)人員適用范圍擴(kuò)大到公安院校之外，從源頭上有效防止偵查秘密外泄。其次，加強(qiáng)對公安專業(yè)實(shí)訓(xùn)學(xué)員虛擬現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)前的保密教育。2016年我國公安院校公安專業(yè)招錄體制進(jìn)行了重大改革，大部分公安專業(yè)在校學(xué)生畢業(yè)后能夠進(jìn)入公安隊(duì)伍。具有較強(qiáng)的保密意識是公安院校公安專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后勝任公安工作應(yīng)具備的基本素質(zhì)。因此，在進(jìn)行虛擬現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)前，加強(qiáng)公安專業(yè)實(shí)訓(xùn)學(xué)員保密教育，在提高其保密意識的同時，也在實(shí)施環(huán)節(jié)減少偵查秘密外泄的可能。最后，在技術(shù)層面采取針對性強(qiáng)的保密措施。我們可以借鑒其他游戲軟件成熟的做法，如對實(shí)訓(xùn)人員采取輸入正確用戶名和認(rèn)證密碼方式來驗(yàn)證身份，或通過加密狗等加密措施，從技術(shù)層面有效防止現(xiàn)場勘查專業(yè)知識外泄。

五、結(jié)語

有資料顯示，醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域是目前應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最廣泛的領(lǐng)域。[8]虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用已不是新鮮事物，但將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)教學(xué)，則是近年來我國對公安教育實(shí)踐性教學(xué)的一種全新的大膽嘗試?？梢灶A(yù)見，作為21世紀(jì)發(fā)展最快的一種信息技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)提升公安專業(yè)學(xué)生現(xiàn)場勘查能力和培養(yǎng)合格的公安應(yīng)用型人才的目標(biāo)方面，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將會發(fā)揮越來越重要作用。作為公安院校的教師，應(yīng)對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用展開深入研究，為該技術(shù)在公安教育中推廣普及提供智力支持。

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【責(zé)任編校：楊二慧】

Thinking on the Application of Virtual Reality Technology in Teaching and Training of Crime Scene Investigation

Pei Yu
（Hubei University of Police,Wuhan 430034,China）

Virtual reality technology refers to a kind of high-level human-computer interaction technology which can effectivelyimitate people's behaviors suchas viewing,listening andmoving inthe naturalenvironment.The introduction of virtual reality technology into the teaching and training of crime scene investigation can be used to solve many problems of the simulated distortion,incomplete training content,insufficient teaching period time and training effect evaluation is imprecise.The application of virtual reality technology into the teaching and training of crime scene investigation can be realized through the four steps of design background case carefully,virtual construction of field environment,dynamic loading,and interactive operation.In the application,we should consider the effect of the virtual reality technology rationally anditsapplicationinthecultivationofprofessional talents inpublic security colleges,developthree-dimensionalinteractive software vigorously which has complete functions and various objects,explore and use of new models and new measures,and take a variety of effective security measures to prevent the leakage of investigation secret.

Virtual Reality Technology;Crime Scene Investigation;Simulation Training;Teaching and Training

D631

A

1673—2391(2017)05―0116―06

2017-09-18

裴煜（1972—），男，湖北浠水人，湖北警官學(xué)院偵查系副教授，研究方向?yàn)閭刹閷W(xué)。

2016年度湖北省高等學(xué)校省級教學(xué)研究項(xiàng)目立項(xiàng)課題“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在犯罪現(xiàn)場勘查實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用研究”（2016378）。