利用頭顯式VR一體機(jī)構(gòu)建語言實(shí)訓(xùn)室

羅昱開 劉召華 解艷

摘要：本文通過對(duì)頭顯式VR新產(chǎn)品的性能和功能分析，闡述利用其構(gòu)建語言實(shí)訓(xùn)室的可行性，從主要方面對(duì)VR語言實(shí)訓(xùn)室和傳統(tǒng)語言實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了對(duì)比分析，得出了VR一體機(jī)在這方面的巨大優(yōu)勢(shì)。最后對(duì)VR語言實(shí)訓(xùn)應(yīng)用開發(fā)方案涉及的軟件平臺(tái)進(jìn)行了分析說明。

關(guān)鍵詞：VR；一體機(jī)；語音實(shí)驗(yàn)室；教育實(shí)訓(xùn)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）08-0174-0c

常見的語言實(shí)訓(xùn)室多為固定座位的單用途語音實(shí)驗(yàn)室，其多以幾臺(tái)多媒體電腦和若干終端組成，其中一臺(tái)電腦充當(dāng)控制器和教師機(jī)，另一臺(tái)充當(dāng)服務(wù)器和存儲(chǔ)器，復(fù)雜的還有通信控制主機(jī)；終端包含一部顯示設(shè)備、一部耳機(jī)和一套控制操作設(shè)備。其實(shí)現(xiàn)的語言訓(xùn)練功能主要為單人自放自錄和教師統(tǒng)一播放，不能做到人機(jī)交互或?qū)W習(xí)者之間的交互。在CES2018國際消費(fèi)電子展中，小米與Oculus聯(lián)合推出了小米VR一體機(jī)和Oculus Go。繼而宣布在2019年春季推出更新款的產(chǎn)品Oculus Quest，其采用inside-out內(nèi)置追蹤，而且無須連接電腦和外置攝像頭，使用者可以在任意空間自由活動(dòng)。更可喜的是其自帶系統(tǒng)，而且有64GB的存儲(chǔ)，可以選擇安裝VR應(yīng)用程序。該產(chǎn)品自帶兩個(gè)手部控制器組成，無須電腦即可獨(dú)立運(yùn)行。由于該產(chǎn)品具有以上特性，其直接使得VR語音實(shí)訓(xùn)成為可能。

1頭顯式VR一體機(jī)簡介

理解VR一體機(jī)必須從VR的概念說起。VR包括R（Reality）、AR （Augmented Reality ）、MR（Mixed Reality）與VR（Virtual Reality），中文即現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)。R，就是我們眼中真實(shí)的世界； AR，就是將我們眼中的真實(shí)世界加以視覺信息補(bǔ)充，在我們看到的真實(shí)世界中加入虛擬事物；MR可以算作是AR的一個(gè)子類；VR，就是完全虛擬的世界。 AR，VR ，R從人們感覺的真實(shí)度上看很顯然是一個(gè)遞進(jìn)的關(guān)系，我們所說的VR一體機(jī)就是一種VR類的產(chǎn)品。

目前常見的頭顯式VR設(shè)備有以下三類：外接式頭戴設(shè)備、一體式頭戴設(shè)備、眼鏡盒子。下面分類逐一進(jìn)行介紹：

1）VR眼鏡盒子，以三星Gear VR、小米VR眼鏡、暴風(fēng)魔鏡S1等設(shè)備為代表。 這類VR產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉，市場流傳最廣。這種產(chǎn)品需要將手機(jī)置于眼鏡之中，其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，而且所用手機(jī)可以更新?lián)Q代，與設(shè)備無關(guān)；缺點(diǎn)是用戶體驗(yàn)較差，其視覺范圍和效果與所用手機(jī)關(guān)系密切，而且容易讓人產(chǎn)生不適感。

2）外接式VR頭戴設(shè)備，以HTC Vive、Oculus Rift、索尼PS VR等設(shè)備為代表。這類設(shè)備具備獨(dú)立的顯示屏幕，產(chǎn)品技術(shù)含量較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。外接式頭戴設(shè)備的用戶體驗(yàn)很好，經(jīng)過精心調(diào)試的設(shè)備使得用戶可以感受到非常真實(shí)的虛擬現(xiàn)實(shí)感覺。但這種設(shè)備所接的電腦主機(jī)要求配置較高，尤其是CPU和顯卡的性能要好。

3）VR一體機(jī)，以Pico Neo、Oculus Go等設(shè)備為代表。這是近年手機(jī)芯片性能日益提高的碩果，思路是在外接式VR頭戴設(shè)備內(nèi)置強(qiáng)大性能的處理器、存儲(chǔ)器和系統(tǒng)，這等于是內(nèi)置了外置的電腦主機(jī)。典型的實(shí)例為小米VR一體機(jī)，它使用了高通驍龍821移動(dòng)VR平臺(tái)和1440P真2K屏幕，而最近推出的Oculus Quest則提高到通驍龍835移動(dòng)VR平臺(tái)，更是內(nèi)置了2K以上超清顯示屏，其便攜性及易用性更好。

此外，小米VR一體機(jī)和Oculus Go直接采用了Oculus研發(fā)的全景聲音頻技術(shù)，內(nèi)置全景聲近場耳機(jī)，保證了用戶即時(shí)享受全景聲效，也便于與他人分享。但同時(shí)也配有3.5毫米的耳機(jī)插孔，這個(gè)對(duì)于集中的語言實(shí)訓(xùn)來說是個(gè)福音，可以避免相互干擾。在控制操作上， Oculus Go開發(fā)了一種遙控器，其上面有兩個(gè)按鈕和一個(gè)觸發(fā)器，中央有一個(gè)圓形的觸摸板，很方便操作。更人性化的是這個(gè)手柄上還有一個(gè)掛繩，可以防止使用者在無視情況下操作時(shí)滑脫墜落。綜上所述，頭顯式VR一體機(jī)是非常適合當(dāng)作語言實(shí)訓(xùn)乃至其他更多實(shí)訓(xùn)教學(xué)的設(shè)備。

2 VR語言實(shí)訓(xùn)與傳統(tǒng)語言實(shí)訓(xùn)的區(qū)別

2.1 與現(xiàn)實(shí)相近的語言學(xué)習(xí)環(huán)境

最佳的語言學(xué)習(xí)環(huán)境莫過于在真實(shí)的人際交流中，在人與人正常的語言對(duì)話中。由多媒體電腦和輔助終端組成的語言實(shí)訓(xùn)設(shè)備向?qū)W生提供不了這個(gè)環(huán)境，其僅限于學(xué)生有限的聽說訓(xùn)練，學(xué)生面對(duì)的機(jī)器設(shè)備當(dāng)中的語言學(xué)習(xí)資料，缺乏現(xiàn)場感。而VR一體機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備可以將對(duì)話中的人物直接顯現(xiàn)在語言現(xiàn)場的環(huán)境中，讓學(xué)習(xí)者有一種現(xiàn)場體驗(yàn)。虛擬人物和學(xué)習(xí)者之間的對(duì)話過程完全做得可以和現(xiàn)實(shí)環(huán)境相近，而且可以做到由學(xué)習(xí)者來控制自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度，如果結(jié)合上語音識(shí)別，VR一體機(jī)中的虛擬角色者還可以對(duì)學(xué)習(xí)者的錯(cuò)誤進(jìn)行識(shí)別判斷和糾正，這在平面音視頻教學(xué)里面是從來都沒有做到的效果。

2.2 可移動(dòng)性和抗干擾能力強(qiáng)

VR一體機(jī)設(shè)備可以讓語言學(xué)習(xí)者不局限于一個(gè)座位，完全可以沉浸在設(shè)備和自己構(gòu)成的學(xué)習(xí)環(huán)境中，甚至可以離開教室，在自己有空余時(shí)間的情況下自主練習(xí)和學(xué)習(xí)，這與在語言實(shí)訓(xùn)室彼此嘈雜相互干擾的環(huán)境要好得多。與投入同樣不菲的語言實(shí)訓(xùn)室來說這是個(gè)相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)：語言實(shí)訓(xùn)室功能固定單一，需要專人進(jìn)行維護(hù)管理；相反，而這種類似于Oculus Quest的設(shè)備僅僅是一個(gè)用途廣泛的產(chǎn)品，購買后有完善的售后支持。

2.3 可擴(kuò)展與其他實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目合用設(shè)備

更好的情況是這些VR一體機(jī)設(shè)備不僅可以用在語言實(shí)訓(xùn)室，還可以用在其他諸如美術(shù)欣賞、參觀瀏覽、舞蹈和其他眾多的教學(xué)或娛樂方面。可以說開發(fā)的教學(xué)實(shí)訓(xùn)VR應(yīng)用的多少和廣度決定了這種VR一體機(jī)的使用范圍。所以，在教學(xué)實(shí)訓(xùn)VR應(yīng)用足夠的前提下，這種VR一體機(jī)的用途是多方面的。相反，語言實(shí)訓(xùn)室的用途就比較固定和單一，缺陷顯而易見。

3 VR語言實(shí)訓(xùn)室的構(gòu)建和VR語言實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的開發(fā)

由于由VR一體機(jī)構(gòu)建的語言實(shí)驗(yàn)室極為簡單，甚至直接可以去掉固定的教室，在普通的教室學(xué)習(xí)完必要的理論知識(shí)和訓(xùn)練方法以后，學(xué)習(xí)者可以自進(jìn)行自主進(jìn)度的語言訓(xùn)練，時(shí)間安排也比較自由。在這種情況下VR語言實(shí)訓(xùn)室對(duì)實(shí)訓(xùn)場地的要求很低，甚至可以忽略。所以，用VR一體機(jī)構(gòu)建語言實(shí)訓(xùn)室的瓶頸在于VR語言實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的開發(fā)。

小米的VR一體機(jī)與Oculus Go代表了VR硬件產(chǎn)品的最新發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)Oculus證實(shí)，Oculus Go支持兩款主流的虛擬現(xiàn)實(shí)引擎，分別是Unity和Unreal Engine，而且Oculus公司專門為頭顯設(shè)備開發(fā)了Oculus Mobile SDK，這說明了開發(fā)者完全可以借助虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)Unity或者Unreal Engine來開發(fā)相應(yīng)的VR語言實(shí)訓(xùn)程序，VR語言實(shí)訓(xùn)程序的開發(fā)有以下幾方面的工作。

1）語言實(shí)訓(xùn)的VR場景和VR角色構(gòu)建，這方面的復(fù)雜程度應(yīng)該比游戲簡單，不需要華麗的場景渲染，而且一些現(xiàn)實(shí)場景可用360度視頻直接拍攝剪輯完成。在360度視頻的攝制方面，HumanEyes Technology于2018年12月推出了其第三代的Vuze XR雙攝像頭360度相機(jī)，這是一個(gè)非常好的選擇。而需要的VR男女人物角色和場景并不多，可以在Unity和Unreal Engine開發(fā)。

2）語言語音的錄制和剪輯，這方面的軟件有很多，諸如Adobe Audition等都功能強(qiáng)大，問題是所有的語音必須在專業(yè)的錄音棚進(jìn)行錄制。另一方面如果是單純的語言學(xué)習(xí)，可以考慮越來越完美的同聲傳譯類程序庫，這方面可以使得語言實(shí)訓(xùn)的過程更具智能化，缺點(diǎn)是語音語氣不夠完美。

3）實(shí)訓(xùn)訓(xùn)練邏輯的構(gòu)建。實(shí)訓(xùn)課程的邏輯則完全由設(shè)計(jì)語言程序來做，與Unity或者Unreal Engine配套的語言能用到的有C++或者C#，大的邏輯還可以用Python等實(shí)現(xiàn)，如果要增加語音識(shí)別智能化功能，編程與邏輯控制則就變成了最復(fù)雜的工作。

總之， VR一體機(jī)對(duì)我們的強(qiáng)大吸引力不僅僅在于它的性價(jià)比，更重要的是還有其目前國內(nèi)最為領(lǐng)先的生態(tài)系統(tǒng)。小米VR一體機(jī)基于Oculus的底層軟件技術(shù)，并專門為中國用戶量身定制了強(qiáng)大的視頻播放器和本地化社交體驗(yàn)。由于小米VR一體機(jī)支持小米VR SDK和Oculus Mobile SDK，所以這不僅是一個(gè)產(chǎn)品，而且是一個(gè)應(yīng)用開發(fā)的平臺(tái)，隨著這一平臺(tái)的不斷完善，相信不遠(yuǎn)的將來會(huì)有更多更廣泛的教育教學(xué)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容出現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 詳解小米VR一體機(jī)：它是啥？到底有多強(qiáng)？https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1589607149948069738&wfr=spider&for=pc

[2] Oculus VR一體機(jī)測(cè)評(píng)：性能大幅超預(yù)期！比Oculus GO強(qiáng)上幾代 http：//zhidx.com/p/133229.html？from=groupmessage

【通聯(lián)編輯：光文玲】