虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

吳川美 張家港開放大學(xué)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

吳川美 張家港開放大學(xué)

伴隨著社會的不斷繁榮和發(fā)展，越來越多新型的技術(shù)被應(yīng)用到了教育當(dāng)中，最為 典型的就是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，其能夠在教學(xué)的過程中幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容，增加學(xué)習(xí)的興趣。本文就將研究的重點(diǎn)放在了對于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的介紹上，幫助大家更好的了解虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的組成，以此促進(jìn)虛擬技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的更好應(yīng)用。

虛擬 現(xiàn)實(shí)技術(shù) 實(shí)踐教學(xué) 模擬

伴隨著社會的不斷進(jìn)步和發(fā)展，越來越多的多媒體技術(shù)涌現(xiàn)，這為我們的教學(xué)工作提供了很多便捷，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)為學(xué)生們的學(xué)習(xí)創(chuàng)造了新的思維。現(xiàn)如今，虛擬技術(shù)的引入為教學(xué)工作解決了很大的難題，帶領(lǐng)著教育領(lǐng)域向著更好的方向發(fā)展。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡介

1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VirtualReality,簡稱VR），其是科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的產(chǎn)物，利用了計(jì)算機(jī)技術(shù)使人產(chǎn)生一種虛擬的情景，能夠帶領(lǐng)用戶去體驗(yàn)這種環(huán)境。這里所謂模擬環(huán)境主要是利用了強(qiáng)大的科學(xué)技術(shù)最大限度的還原了真實(shí)情景，通過視、聽、觸覺的真實(shí)體驗(yàn)，使用戶產(chǎn)生身臨其境的感受。

1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的構(gòu)成

一個典型的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)主要涵蓋了計(jì)算機(jī)、輸入輸出設(shè)備、應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)庫這四個部分。

（1）計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)是整個虛擬過程實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，是整個過程實(shí)現(xiàn)的載體，能夠?qū)⑻摂M世界當(dāng)中的色彩、聲音最大限度的展現(xiàn)出來。

（2）輸入與輸出設(shè)備。其肩負(fù)起了虛擬和現(xiàn)實(shí)之間的橋梁。要想實(shí)現(xiàn)兩者之間的交互就必須要使用其特定的輸入、輸出方式。用戶所要實(shí)現(xiàn)的不同功效也是通過輸入、輸出方式的不同得以不同的。常用的設(shè)備主要有立體頭盔、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣等。

（3）應(yīng)用軟件系統(tǒng)。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用軟件能夠根據(jù)程序員的設(shè)定將一些物體以實(shí)體的形式展現(xiàn)出來，能夠更加直觀的現(xiàn)在在人們面前。其主要就是生成三維虛擬立體聲，能夠幫助人們想象的形成和確認(rèn)。

（4）數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫中有些龐大的信息數(shù)據(jù)，其主要是各類運(yùn)行數(shù)據(jù)的保存，以及設(shè)定之處的數(shù)據(jù)設(shè)置。確保程序運(yùn)行的正確。

1.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特點(diǎn)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)較為明顯的特征主要包括以下三個方面：沉浸性、交互性、想象性。（1）沉浸性是指通過計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的虛擬性，為用戶創(chuàng)造出一種身臨其境的感受。（2）交互性是指能夠?qū)⑻摂M環(huán)境的體驗(yàn)者和計(jì)算機(jī)操作者之間聯(lián)系起來。（3）想象性能夠激發(fā)用戶的想象力，用戶會根據(jù)自己的所見，產(chǎn)生和自己實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)相契合的想象。

1.4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)分類

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)能夠?qū)⑵浞譃椋鹤蓝摂M現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)和分布式虛擬顯示系統(tǒng)這三類。桌而虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)所指的是利用計(jì)算機(jī)對現(xiàn)實(shí)生活中的情景進(jìn)行模擬，這類系統(tǒng)所使用的都是較為常規(guī)話的顯示器和立體顯示技術(shù)，其也因?yàn)檩^為便宜的成本而得到了廣泛應(yīng)用。沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)指的是通過頭盔顯示器能夠?qū)⒂脩舻囊曈X、聽覺和其他感覺發(fā)揮到最大。促進(jìn)其更加專注于體驗(yàn)，從而產(chǎn)生一種真實(shí)的錯覺，即與外部現(xiàn)實(shí)世界小產(chǎn)生自接交互。分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)則是為用戶提供有多種模式的分布式虛擬環(huán)境，能夠提供給更多的用戶使用。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠?qū)ｉT建立虛擬實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供便捷。虛擬實(shí)驗(yàn)室的配備能更好的為學(xué)生的體驗(yàn)提供基礎(chǔ)。在這個環(huán)境中，學(xué)習(xí)者能夠切實(shí)得體會到科學(xué)技術(shù)的魅力，現(xiàn)場的操作也能夠增強(qiáng)他們對于科學(xué)技術(shù)的體驗(yàn)。

我們以電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例子來進(jìn)行說明，在這堂課程當(dāng)中，學(xué)校要為學(xué)生的實(shí)際操作提供大量電子元器件，而學(xué)生處于學(xué)習(xí)的初級階段，難免會出現(xiàn)對器材的損壞。而如果使用虛擬實(shí)驗(yàn)室的話就能夠減少浪費(fèi)情況的發(fā)生，所有元器件都能夠在計(jì)算機(jī)當(dāng)中模擬生成。實(shí)驗(yàn)學(xué)生登陸虛擬實(shí)驗(yàn)室后，就能夠產(chǎn)生和實(shí)際情況相同的場景。虛擬實(shí)驗(yàn)室的利用也能夠按照實(shí)際操作的流程去進(jìn)行，根據(jù)系統(tǒng)的要求一定要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)裝置搭建、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析等流程進(jìn)行，整個實(shí)驗(yàn)操作都能夠在虛擬環(huán)境中進(jìn)行。學(xué)生也能夠根據(jù)虛擬系統(tǒng)中的研究進(jìn)行練習(xí)，更好、更快的熟悉整個電路。使用虛擬設(shè)備不僅僅能夠節(jié)約實(shí)驗(yàn)資源，同時也能夠最大限度的節(jié)約教師的精力，提高對于學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析法的評判。使得分析的結(jié)果更加契合實(shí)驗(yàn)的效果。最大限度的節(jié)約了人力、物力、財(cái)力，是一舉多得的事情。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中存在的問題

3.1 實(shí)現(xiàn)成本待降低。

現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)應(yīng)用在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中所需要承擔(dān)的成本較高，因此并沒有得到大范圍的應(yīng)用。

3.2 硬件設(shè)備達(dá)小到。

虛擬環(huán)境的實(shí)現(xiàn)是需要與之相對應(yīng)的設(shè)備的，而在現(xiàn)實(shí)操作中這類設(shè)備的獲取較難。從而影響了虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)效果的呈現(xiàn)。

3.2 軟件開發(fā)技術(shù)有待提高。

軟件能夠?qū)崿F(xiàn)的最終效果更加逼真，其實(shí)現(xiàn)成本不斷降低都需要軟件技術(shù)的不斷升級。因此，相關(guān)的研究者要加強(qiáng)對于軟件技術(shù)的研究和探討。

4 結(jié)束語

能夠?qū)⑻摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)和教學(xué)方式結(jié)合起來運(yùn)用是一種很好的創(chuàng)新方式。這種方式也成為了現(xiàn)在教學(xué)的重要方式之一。但是由于現(xiàn)實(shí)情況中虛擬的使用所需要花費(fèi)的成本較高，因此，還需要相關(guān)人員的不斷研究。虛擬實(shí)驗(yàn)的使用能夠幫助學(xué)生更好的理解學(xué)習(xí)中需要的問題，幫助教師教學(xué)工作的更好進(jìn)行。

[1]虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)組裝與維修教學(xué)中的應(yīng)用思考[J]. 戎建挺.中等職業(yè)教育. 2012(10)

[2]基于專利與產(chǎn)業(yè)鏈分析的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展態(tài)勢研究[J]. 趙長偉,蘇祥榮,楊艷娟,胡芒谷.情報(bào)工程. 2017(02)

[3]虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在心理服務(wù)中的應(yīng)用創(chuàng)新[J]. 陳瑩.中國管理信息化. 2017(18)

吳川美，1977年1月，女，漢，重慶市合川區(qū)，教師，講師，本科，計(jì)算機(jī)及應(yīng)用，張家港開放大學(xué)。