基于虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究

高俊濤 李林林

（東北石油大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院 大慶 163318）

1 引言

隨著教育現(xiàn)代化進(jìn)程及信息技術(shù)的快速發(fā)展，作為計(jì)算機(jī)三大網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)之一的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，近年來(lái)工商工程界和科學(xué)界將其列為重點(diǎn)研究的技術(shù)。關(guān)于2016年被稱VR元年，我認(rèn)為，2016年是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用的元年，而不是技術(shù)成熟的元年，盡管如此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)仍是不可估量的，應(yīng)用前景更加廣泛，如醫(yī)學(xué)、工程、工商業(yè)、電子商務(wù)、教育領(lǐng)域等。根據(jù)教育信息化發(fā)展規(guī)劃，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于教育教學(xué)逐漸完善教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式［1］，是提高教育質(zhì)量的技術(shù)手段，是互聯(lián)網(wǎng)+教育［2］的必然趨勢(shì)。

2 概述

2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，VR）是計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展過(guò)程中的新興的一種綜合集成技術(shù)，由多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)、傳感技術(shù)、仿真技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)人機(jī)接口技術(shù)等多種技術(shù)集成［3］，是綜合性較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，融合多元信息的具有多種感知功能的人機(jī)交互設(shè)備。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)強(qiáng)大的圖形圖像處理功能，可以創(chuàng)建三維立體全景視覺(jué)體驗(yàn)空間，用戶利用視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感官，通過(guò)有關(guān)設(shè)備儀器與虛擬環(huán)境、虛擬對(duì)象實(shí)時(shí)交互，沉浸在虛擬現(xiàn)實(shí)中，如同身臨其境，為用戶提供空間想象力。目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已廣泛應(yīng)用與心理學(xué)、醫(yī)學(xué)醫(yī)療、手術(shù)模擬教學(xué)、建筑設(shè)計(jì)等。根據(jù)有關(guān)學(xué)者研究結(jié)果，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有三個(gè)基本特征即構(gòu)想性、交互性、沉浸性。

2.2 Virtools和3DS MAX簡(jiǎn)介

3DS MAX是三維建模渲染動(dòng)畫(huà)與制作軟件，Autodesk公司開(kāi)發(fā)。其強(qiáng)大的建模功能，已被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，如游戲、多媒體課件制作、廣告設(shè)計(jì)、影視制作等。

Virtools是一款具有豐富交互行為模塊的3D虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)境編輯軟件，也是一款整合性軟件［4］，能夠制作出不同用途的三維實(shí)時(shí)交互產(chǎn)品，如教育訓(xùn)練、建筑設(shè)計(jì)、校園虛擬漫游、交互式電子設(shè)備等。但Virtools不具備3DS MAX實(shí)時(shí)三維建模功能，因此，制作三維虛擬現(xiàn)實(shí)交互系統(tǒng)必須借助三維建模軟件，如Maya、3DS MAX等。

3 虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架

3.1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架

傳統(tǒng)的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要包括兩部分：軟件和硬件。硬件主要是計(jì)算機(jī)、操作設(shè)備如輸入輸出；軟件主要是應(yīng)用軟件及數(shù)據(jù)庫(kù)。在整個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)是核心部分［6］，交互性能的差異主要是計(jì)算機(jī)的配置決定的，傳統(tǒng)的輸出輸入已不能滿足需求，如圖1所示。實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的軟件部分主要是：3DS MAX、Auto CAD、Maya等是常用的建模軟件，此外，聲音仿真、視景仿真軟件也是虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中不可缺的［5］，如，Poly Trans、Creator等，交互軟件主要有Web3D軟件系列，如Unity3D、EON等。

圖1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)框架

3.2 改進(jìn)后的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架

傳統(tǒng)的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)相對(duì)比較單一，一個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一種功能［7］，一種虛擬模型只能實(shí)現(xiàn)一種實(shí)驗(yàn)，基于這種情況，改進(jìn)后的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中一種模型設(shè)備能實(shí)現(xiàn)多種實(shí)驗(yàn)。如圖2所示，采用多種實(shí)驗(yàn)的思想設(shè)計(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)總體框架，難點(diǎn)在于虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，但在系統(tǒng)中實(shí)驗(yàn)之間的關(guān)系不大。

圖2 基于Virtools虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

從上圖可以看出，虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要包括圖形用戶界面、多實(shí)驗(yàn)等。操作流程：用戶通過(guò)輸入輸出設(shè)備操作Virtools引擎軟件，在圖形用戶界面選擇想要的實(shí)驗(yàn)，然后進(jìn)行有序操作，實(shí)驗(yàn)操作完成后，退出，否則進(jìn)入有序操作界面繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。

對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)總體框架的設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)框架包括兩部分：硬件和軟件。只簡(jiǎn)單說(shuō)明軟件部分。本次系統(tǒng)是基于Virtools引擎技術(shù)開(kāi)發(fā)，需要用到Virtools引擎的相關(guān)技術(shù)，如創(chuàng)建組件、腳本、粒子系統(tǒng)等。實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的建設(shè)，要完成下面圖所示的內(nèi)容，如圖3所示。

圖3 基于Virtools的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)框架

從上圖可知，基于Virtools的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)分為三個(gè)階段：前期、中期、后期。前期主要是場(chǎng)景模型的設(shè)計(jì)及用戶界面的設(shè)計(jì)；中期即將相應(yīng)的3D模型、模型貼圖及UI圖導(dǎo)入Virtools中，編寫(xiě)對(duì)應(yīng)的腳本程序，方便虛擬場(chǎng)景交互設(shè)計(jì)；后期是實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)發(fā)布，發(fā)布相應(yīng)的程序，供用戶學(xué)習(xí)使用。

場(chǎng)景模型的制作異常重要，制作效果決定整個(gè)系統(tǒng)的逼真性［8］。常用的三維建模軟件有：Maya、Auto CAD、3DS MAX等，本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用的是3DS MAX建模軟件，是一款計(jì)算機(jī)圖形軟件，被應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。在虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的應(yīng)用主要是設(shè)置場(chǎng)景、模型建立、設(shè)計(jì)建筑材質(zhì)、設(shè)置場(chǎng)景動(dòng)畫(huà)、設(shè)置運(yùn)動(dòng)路徑、計(jì)算動(dòng)畫(huà)長(zhǎng)度和調(diào)節(jié)動(dòng)畫(huà)等。

用戶界面制作UI即對(duì)界面的美觀、人機(jī)交互的整體設(shè)計(jì)進(jìn)行開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)。圖形界面的設(shè)計(jì)制作主要是利用Photoshop處理圖形，Ps即Adobe System開(kāi)發(fā)的圖像處理工具。虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，演示模塊、標(biāo)題顯示、操作模塊、標(biāo)簽提示、步驟提示等是用戶界面的主要模塊，演示模塊含有多種實(shí)驗(yàn)的演示，操作模塊也是如此。

中期工作將制作完成的三維模型導(dǎo)入Virtools中，Virtools是一款三維交互軟件，是多種功能的3D模型與互動(dòng)技術(shù)的集成。

Virtools支持3DS MAX建模軟件工具的插件轉(zhuǎn)換，架構(gòu)開(kāi)放且極其靈活，也集成了極強(qiáng)大的渲染引擎，產(chǎn)品發(fā)布靈活。

3.3 虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的建模技術(shù)

虛擬建模技術(shù)是模擬真實(shí)世界的物體事物，逼真的數(shù)字模型很重要。虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中場(chǎng)景就是對(duì)真實(shí)世界中的物體事物進(jìn)行建模，以及對(duì)虛擬物體的形狀、運(yùn)動(dòng)學(xué)約束、外觀以及物理特性進(jìn)行建模［9］。

1）幾何建模

幾何建模就是對(duì)真實(shí)世界中的物體的形狀和外觀進(jìn)行建模。形狀建模描述虛擬對(duì)象的形狀三角形及頂點(diǎn)，及其外表，如顏色、反射系數(shù)、紋理。多數(shù)的虛擬對(duì)象的表面都由三角形網(wǎng)格組成。要表現(xiàn)出三維物體，基礎(chǔ)的工作就是繪制三維物體的形狀輪廓，利用點(diǎn)和線構(gòu)建三維物體外邊界。對(duì)于物體的形狀建模經(jīng)常用圖形庫(kù)建模。開(kāi)放式圖形庫(kù)OpenGL、分層結(jié)構(gòu)交互性圖形系統(tǒng)PHIGS、圖形核心系統(tǒng)等是常用的圖形庫(kù)。如圖4所示的幾何圖形。

外觀建模，物體對(duì)象的外表示區(qū)別于其他物體的一種質(zhì)的特點(diǎn)，虛擬環(huán)境中對(duì)象的真實(shí)感取決物體表面紋理映射和光照。關(guān)照是根據(jù)現(xiàn)實(shí)生活中關(guān)照原理抽象成數(shù)學(xué)模型來(lái)計(jì)算，再根據(jù)光照處理算法，計(jì)算光亮度值。如圖4所示，白色球是點(diǎn)光源，在Box和Sphere兩對(duì)象上發(fā)生了反射，產(chǎn)生明暗效果。

圖4 OpenGL幾何圖形和光照示意圖

2）運(yùn)動(dòng)建模

上述幾何建模反映了物體對(duì)象的靜態(tài)性質(zhì)，物體不僅有靜態(tài)，虛擬物體對(duì)象在虛擬環(huán)境中還有動(dòng)態(tài)的性質(zhì)，本實(shí)驗(yàn)中關(guān)于物體對(duì)象的旋轉(zhuǎn)、位置變換、伸縮、碰撞、表面變形等特性屬于運(yùn)動(dòng)建模。主要是用于確定運(yùn)動(dòng)的物體對(duì)象在坐標(biāo)系中位置及在虛擬系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)。

3）物理建模

繼幾何建模和運(yùn)動(dòng)建模，物理建模就是綜合體現(xiàn)物體對(duì)象的物理特性，如慣性、重力、表面硬度、變形模式及柔軟度等，這些特性為虛擬系統(tǒng)中的物體對(duì)象帶來(lái)極大的真實(shí)感。物理建模包括：表面變形、受力計(jì)算和碰撞檢測(cè)等。物體建模是虛擬對(duì)象中高層次的建模，需要計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和物理學(xué)結(jié)合，涉及力學(xué)反饋。

碰撞檢測(cè)是測(cè)定虛擬物體對(duì)象相互之間能否發(fā)生碰撞，主要方法有沿坐標(biāo)軸包圍盒檢測(cè)法、方向包圍盒檢測(cè)法、包圍球檢測(cè)法等［10］。物體發(fā)生碰撞，檢測(cè)之后就會(huì)產(chǎn)生碰撞響應(yīng)，碰撞響應(yīng)取決于碰撞的物體對(duì)象自身特性及應(yīng)用要求。如果碰撞的物體是非剛性的，碰撞響應(yīng)形式是表面的變形；若碰撞的物體是剛性的，碰撞后響應(yīng)形式是受力計(jì)算。

表面變形是控制虛擬物體對(duì)象三角形頂點(diǎn)，讓其發(fā)生變化，因而虛擬物體對(duì)象原有三角形的網(wǎng)格發(fā)生變化，達(dá)到物體變形效果。一種極端情況是表面切割，最初處在同一位置的兩個(gè)新的頂點(diǎn)代替了靠近碰撞位置的頂點(diǎn)，隨碰撞過(guò)程進(jìn)行，這些個(gè)頂點(diǎn)逐漸分開(kāi)，碰撞路徑又有新的頂點(diǎn)反復(fù)重復(fù)這一過(guò)程。

受力計(jì)算可以使虛擬物體對(duì)象更具有真實(shí)感，需要考慮的有表面接觸的類型及虛擬物體對(duì)象的運(yùn)動(dòng)特性與物理特性。

4 虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)用研究

4.1 虛擬實(shí)驗(yàn)操作流程

虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架，為虛擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)［11］。以球體的平拋運(yùn)動(dòng)為例，應(yīng)用虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，采用實(shí)驗(yàn)對(duì)比法，分析虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的性能及可靠性。

虛擬實(shí)驗(yàn)中的操作，也需要按照實(shí)際實(shí)驗(yàn)?zāi)菢油瓿刹僮髁鞒痰脑O(shè)計(jì)，根據(jù)球體平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)際實(shí)驗(yàn)流程，制定虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)操作流程框架，如圖5所示。由圖可知，用戶可以選擇兩種模式：演示模式、操作模式。若用戶選擇操作模式，就會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程有序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

圖5 虛擬實(shí)驗(yàn)操作流程圖

4.2 虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ娇蚣?/h3>

本系統(tǒng)是多種實(shí)驗(yàn)的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，選擇模式框架如圖6所示。在球體平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)作為系統(tǒng)中一個(gè)實(shí)驗(yàn)案例進(jìn)行制作說(shuō)明。

圖6 模式框架

4.3 平拋運(yùn)動(dòng)虛擬實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)操作

1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原?/p>

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河脤?shí)驗(yàn)描繪出小球運(yùn)動(dòng)軌跡；用描繪的小球的軌跡球出初速度。

實(shí)驗(yàn)原理：平拋運(yùn)動(dòng)可被看作兩種方向上的和運(yùn)動(dòng)即水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)、垂直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。用描述法描述小球運(yùn)動(dòng)的軌跡，建立坐標(biāo)系。測(cè)出曲線某一點(diǎn)坐標(biāo)值x、y，由重力加速度g的數(shù)值，應(yīng)用式（1）求飛行時(shí)間t，在應(yīng)用式（2）和（3）求運(yùn)動(dòng)的水平分速度V0即小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度。

2）虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

Virtools不具三維模型建立的功能，本實(shí)驗(yàn)使用3DS MAX建立模型［12］。在本實(shí)驗(yàn)中所需實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ陀袑?shí)驗(yàn)室場(chǎng)景、實(shí)驗(yàn)桌、支架、木板、擋板和小球等。把建好的模型格式轉(zhuǎn)換為。vmo格式導(dǎo)入Virtools中。

3）交互設(shè)計(jì)

將在3DS MAX中建好的器具模型導(dǎo)入Virtools中，平拋運(yùn)動(dòng)虛擬實(shí)驗(yàn)交互過(guò)程是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容，如圖7所示。

圖7 平拋運(yùn)動(dòng)虛擬實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)

（1）演示模式即可以從各個(gè)角度觀看虛擬實(shí)驗(yàn)器材，動(dòng)態(tài)演示。在動(dòng)態(tài)演示小球?qū)?huì)自動(dòng)滾下并并打印出下落的軌跡，其腳本包含的BB模塊：Send Message、PushButton、Show、Resetore IC、Deac?tivate Script、Set As Active Camera、Hide Hierarchy和Activate Script。

①自由瀏覽演示腳本包含的交互模塊：Rese?tore IC、PushButton、Activate Script、Hide Hierarchy、Set As Active Camera。當(dāng)按鈕被按下時(shí)，無(wú)關(guān)對(duì)象將被隱藏，有關(guān)對(duì)象恢復(fù)初始狀態(tài)。

②自由演示，該模塊腳本包含的模塊：Rese?tore IC、PushButton、Activate Script、Hide Hierarchy、Deactivate Script、Send Message。當(dāng)干按鈕被按下時(shí)，球體下落且在記錄板上準(zhǔn)確記下球體運(yùn)動(dòng)軌跡，并利用某些點(diǎn)記錄球體的初速度。無(wú)關(guān)對(duì)象將被隱藏，有關(guān)對(duì)象恢復(fù)初始狀態(tài)。

（2）實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ郊凑{(diào)整小球的位置，讓小球落下，并記下下落時(shí)小球的運(yùn)動(dòng)軌跡。其腳本包含的BB模塊：Send Message、PushButton、Show、Resetore IC、Deactivate Script、2D Text、Hide Hierarchy 和 Acti?vate Script。

在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ街攸c(diǎn)介紹主要技術(shù)操作腳本，如下。

①體初始位置腳本，包含的模塊Mouse Wait?er、Switch On Parameter、Show、Activate Script、Set Position、Hide Hierarchy。按下按鈕，選擇球體初始高度，腳本功能是在初始高度欄目顯示球體初始高度值。

②開(kāi)始按鈕，其腳本包含的模塊有：PushBut?ton、Activate Script、Send Message。功能，激活腳本，發(fā)送消息。重置按鈕制作類似，不再詳述。

（3）繪制曲線即用鍵盤輸入確認(rèn)點(diǎn)的位置，按照輸入的點(diǎn)繪制曲線。其腳本：Send Message、PushButton、Show、Resetore IC、Deactivate Script、Set As Active Camera、Hide Hierarchy、Activate Script和Identity。

4）碰撞檢測(cè)

碰撞檢測(cè)在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中對(duì)環(huán)境的逼真性、真實(shí)感有著巨大的作用［13］。Virtools中碰撞檢測(cè)模塊有Collision Detection模塊，用來(lái)檢測(cè)三維對(duì)象之間是否發(fā)生碰撞，前提是被檢測(cè)的物體對(duì)象已被聲明為障礙物。該模塊由兩部分組成：一個(gè)輸入端、兩個(gè)輸出端。連接輸入端就是激活該檢測(cè)模塊，輸出端設(shè)置為True就意味著檢測(cè)出兩個(gè)物體對(duì)象發(fā)生碰撞，F(xiàn)alse就是沒(méi)有發(fā)生碰撞。Virtools提供了以下三種幾何精度：Building Boxes（包圍盒式）、Au?tomatic（自動(dòng)式）、Faces（面對(duì)面式）。

Building Boxes用于檢測(cè)精度較低、運(yùn)算速度比較高的場(chǎng)景，這種情況下，所有對(duì)象統(tǒng)一使用長(zhǎng)方體包圍盒代替；Automatic是指在檢測(cè)過(guò)程中，

精度就是物體對(duì)象自身帶的精度；Faces用在面對(duì)面相遇的兩個(gè)或多個(gè)物體對(duì)象，檢測(cè)精度較高，同時(shí)也能降低場(chǎng)景運(yùn)算速度［14］。如圖8所示。

圖8 Virtools中碰撞檢測(cè)

最后虛擬實(shí)驗(yàn)發(fā)布，Virtools中帶有發(fā)布為網(wǎng)頁(yè)格式，虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)完成后可以直接存為網(wǎng)頁(yè)格式，發(fā)布到網(wǎng)上。

4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

1）虛擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果

平拋運(yùn)動(dòng)虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)完成后，就可以利用該系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，本次實(shí)驗(yàn)采用小球所處的6個(gè)不同的位置，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示，球體運(yùn)動(dòng)軌跡如圖9所示。

表1 平拋運(yùn)動(dòng)虛擬實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)

2）真實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)中，將小球的6個(gè)高度值與虛擬

實(shí)驗(yàn)中的高度取值一樣，實(shí)驗(yàn)完畢，用三角板與刻度尺測(cè)量出不同位置處小球落下后坐標(biāo)y和x，得到如下表而數(shù)據(jù)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖9所示。

表2 平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖9 球體平拋運(yùn)動(dòng)軌跡

把上述虛實(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)帶入式（1）、（2）和（3），得到每個(gè)位置兩組小球的兩組初速度，如下表3所示。

表3 小球初速度

在誤差允許的范圍內(nèi)，根據(jù)球體每個(gè)位置處6個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)求出的平均速度作為球體平拋運(yùn)動(dòng)的初速度。通過(guò)對(duì)比表1和表2，再由表3得出，平拋運(yùn)動(dòng)虛擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果基本一致，從而驗(yàn)證了平拋運(yùn)動(dòng)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的可行性。

5 結(jié)語(yǔ)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，對(duì)于我們來(lái)說(shuō)已不是新的名詞，新的技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與教育學(xué)理論、心理學(xué)、教學(xué)設(shè)計(jì)理論相結(jié)合是必然的［15］。但其發(fā)展至今，仍存在許多不足，技術(shù)尚不夠成熟。作為計(jì)算機(jī)技術(shù)，在教育現(xiàn)代化進(jìn)程中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為新時(shí)代的技術(shù)產(chǎn)物，以及其構(gòu)想性、交互性、沉浸性、感知性等特點(diǎn)，在教育界的科研工作者、基層教育人員以及各大高校的工作人員開(kāi)始探索其在教育領(lǐng)域的應(yīng)用。目前為止，已有不少研究成果，但技術(shù)還需進(jìn)一步完善。不可否認(rèn)，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)變革著教育理念，給教育帶來(lái)新的教學(xué)手段和教育模式。在不久的將來(lái)，使用終端設(shè)備如智能手機(jī)，隨時(shí)隨地觀看虛擬現(xiàn)實(shí)視頻會(huì)成為可能，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)［16］的前景不可估量。