MR技術(shù)在司法院校專業(yè)課中的應(yīng)用研究

王 浩，李 娟

（河北司法警官職業(yè)學(xué)院， 河北 石家莊 050081）

混合現(xiàn)實（MR）是指“增強現(xiàn)實（AR）+虛擬現(xiàn)實（VR）”，是二者技術(shù)的深一步發(fā)展。混合現(xiàn)實技術(shù)被稱為下一代計算服務(wù)平臺，它集成了物理網(wǎng)絡(luò)世界和虛擬經(jīng)濟世界，構(gòu)建了現(xiàn)實世界、虛擬世界和用戶信息之間的新型交互世界。在司法院校專業(yè)課程建設(shè)中，充分利用網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實、混合現(xiàn)實、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等現(xiàn)代企業(yè)技術(shù)，將現(xiàn)代管理信息科學(xué)技術(shù)與監(jiān)獄業(yè)務(wù)發(fā)展相結(jié)合是監(jiān)管教育的發(fā)展方向；最大程度地收集、整合信息資源，對信息資源進行監(jiān)測、監(jiān)督和改革，對監(jiān)獄和強制隔離康復(fù)中心的需求做出明智的判斷和回應(yīng)是現(xiàn)代司法監(jiān)管改進的重要內(nèi)容。當(dāng)前，各級司法警察院校肩負(fù)著培養(yǎng)國家獄政、監(jiān)管專業(yè)人才的重任，進一步加強行業(yè)、企業(yè)與高校間的監(jiān)所信息化技術(shù)交流，推廣智慧監(jiān)所系統(tǒng)的應(yīng)用，提高全國司法警官類院校的監(jiān)所信息化研究、應(yīng)用及教學(xué)水平，滿足監(jiān)獄、戒毒所等基層監(jiān)管信息化、智能化等可持續(xù)發(fā)展的人才需求，打造專業(yè)人才隊伍，加快建成高水平的活頁式教材、人才培養(yǎng)方案、教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)團隊和實訓(xùn)平臺，是司法警官教育培養(yǎng)中亟待解決的問題。

一、建設(shè)背景

混合現(xiàn)實MR（Mixed Reality），它涵蓋了AR（增強現(xiàn)實）和VR（虛擬現(xiàn)實），是二者技術(shù)的深一步發(fā)展。混合現(xiàn)實技術(shù)被稱為下一代計算服務(wù)平臺，它將物理世界與虛擬視覺相融合，構(gòu)建現(xiàn)實、虛擬和用戶信息之間新的交互世界。隨著科技的發(fā)展，混合現(xiàn)實逐漸成為科技熱門領(lǐng)域，參與混合現(xiàn)實的大型公司逐漸增多，包括微軟、谷歌、索尼，市場熱度日漸高漲。[1]

通過MR技術(shù)賦能虛擬仿真實驗教學(xué)項目建設(shè)，打造革命性的MR混合現(xiàn)實虛擬仿真實訓(xùn)新形態(tài)、新模式，可將傳統(tǒng)AR實訓(xùn)、VR實訓(xùn)與新時代的MR實訓(xùn)相融合，提升實訓(xùn)教學(xué)工具使用率和教學(xué)質(zhì)量，助力“三教”改革。

二、混合現(xiàn)實（MR）技術(shù)植入司法警官院校信息技術(shù)類專業(yè)課程的必要性

在傳統(tǒng)模擬監(jiān)獄的過程中，由于場景布置、監(jiān)管方式、軟硬件聯(lián)動等方面，受行業(yè)特殊性（缺乏音視頻資料）影響，很大程度上是通過教師口述。而MR技術(shù)應(yīng)用于模擬課堂教學(xué)，改變了監(jiān)獄業(yè)務(wù)相關(guān)課程傳統(tǒng)的講授式、演練式的教學(xué)模式，通過MR特有的全息展示、虛實交融特點，實現(xiàn)了真實監(jiān)獄效果的搭建，學(xué)生通過沉浸其中，通過人機交互，使學(xué)生置身于混合現(xiàn)實仿真監(jiān)管場景中，體驗智慧監(jiān)管應(yīng)用場景，實現(xiàn)司法警官類院校實踐性的教學(xué)要求。

基于混合現(xiàn)實技術(shù)的司法教學(xué)全息實訓(xùn)基地具有以下特點：第一，教學(xué)內(nèi)容直觀展現(xiàn)，方便教學(xué)。例如使用MR技術(shù)除了可以直觀展現(xiàn)監(jiān)管場景外，還可以呈現(xiàn)信號在軟硬件中采集、傳輸、處理、觸發(fā)報警及系統(tǒng)聯(lián)動的整個過程，通過豐富的虛仿資源立體化展現(xiàn)數(shù)據(jù)信息在智慧監(jiān)獄系統(tǒng)中運轉(zhuǎn)的全過程。第二，學(xué)習(xí)方式全息化。全息實驗室將教學(xué)內(nèi)容全息化傳輸，模糊教學(xué)場景的邊界，使遠(yuǎn)程和本地差異不再明顯，教師和學(xué)生同處于全息教學(xué)場中，共同完成學(xué)習(xí)任務(wù)。第三，人才培養(yǎng)多樣化。它可以面向各個領(lǐng)域與行業(yè)，實現(xiàn)學(xué)歷與非學(xué)歷培養(yǎng)并舉。

三、基于混合現(xiàn)實技術(shù)的司法教學(xué)全息實訓(xùn)基地的路徑探析

1.建設(shè)研究思路

目前智慧監(jiān)所實訓(xùn)基地建設(shè)一次性投資大，可參考的樣例少。司法院校應(yīng)以知識學(xué)習(xí)和技能培養(yǎng)為基本出發(fā)點，建設(shè)便捷入警專業(yè)人才培養(yǎng)輔助教學(xué)資源庫，整合“課程實踐訓(xùn)練與技能應(yīng)用”，打造司法警官類院校輔助教學(xué)與人才培養(yǎng)的綜合實訓(xùn)教學(xué)平臺。

上述平臺是集“理論基礎(chǔ)知識進行學(xué)習(xí)、技能訓(xùn)練、教學(xué)管理工作績效考核”于一體的信息化綜合教育教學(xué)服務(wù)平臺，即“學(xué)、操、考、評”，可以實時記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)實訓(xùn)效果。

2.采取的措施

將混合現(xiàn)實（MR）技術(shù)引入國控（便捷入警）專業(yè)課程教學(xué)和實訓(xùn)中，改變了傳統(tǒng)的實訓(xùn)室和監(jiān)獄、戒毒所實習(xí)實訓(xùn)方式，用虛擬實訓(xùn)教學(xué)代替現(xiàn)場實訓(xùn)教學(xué)，可以解決實訓(xùn)中出現(xiàn)的制約問題。

3.技術(shù)路線

（1）智慧監(jiān)所場景設(shè)計：MR虛擬現(xiàn)實不僅僅是一個演示媒體，還是一個設(shè)計工具。助力國家和地方社會經(jīng)濟發(fā)展需要，結(jié)合區(qū)域相關(guān)產(chǎn)業(yè)和行業(yè)特點，以優(yōu)勢和特色專業(yè)為基礎(chǔ)，通過跨平臺、跨終端，與學(xué)院其他專業(yè)和其他高校分享混合現(xiàn)實虛擬教學(xué)資源，樹立良好的社會形象，與社會企業(yè)項目接軌，有效培養(yǎng)專業(yè)型、實戰(zhàn)型的司法行業(yè)技術(shù)人才。所開發(fā)場景可輻射至其他專業(yè)教學(xué)，采用混合現(xiàn)實技術(shù)進行創(chuàng)新教學(xué)，可以為其他司法類專業(yè)建設(shè)起到拋磚引玉的作用；實訓(xùn)基地可面向區(qū)域內(nèi)同類學(xué)校開放技能大賽，建成專業(yè)化強、輻射面廣、社會效益突出的示范性共享型教學(xué)實訓(xùn)中心。

（2）三維立體安防設(shè)備識圖：基于BIM技術(shù)的3D安防設(shè)備模型是指利用數(shù)字化手段，實現(xiàn)監(jiān)所內(nèi)安防報警設(shè)備構(gòu)件和監(jiān)所內(nèi)數(shù)字建筑模型保存，可利用數(shù)字技術(shù)，對監(jiān)所內(nèi)建筑物信息、設(shè)備信息、人員數(shù)量等進行全方位的采集，在對所采集的數(shù)據(jù)進行存儲、加工，再通過模擬監(jiān)所局域網(wǎng)進行資源共享，實現(xiàn)對獄內(nèi)人、物、設(shè)備等的有效利用和科學(xué)管理。

四、創(chuàng)新與價值

1.交互式體驗環(huán)境下的模擬監(jiān)獄，場景不再“模擬”，更加真實

在混合現(xiàn)實技術(shù)下的模擬監(jiān)獄，通過科學(xué)的教學(xué)設(shè)計，監(jiān)管場景中可以有多種突發(fā)事件的發(fā)生、處置，不再是傳統(tǒng)模擬監(jiān)獄中的事先預(yù)演的內(nèi)容的單一展示，與現(xiàn)實監(jiān)管過程更為相似。[2]學(xué)生不僅要掌握智慧監(jiān)管理論原理，而且要有很強的應(yīng)對突發(fā)事件的能力，以應(yīng)對獄內(nèi)監(jiān)管過程中隨時出現(xiàn)的變化，這對考驗學(xué)生的職業(yè)能力具有實用價值。

2.重視整個監(jiān)管過程的了解

混合現(xiàn)實技術(shù)下，獄內(nèi)監(jiān)管不再是單調(diào)的場景/事件再現(xiàn)。學(xué)生可以通過混合現(xiàn)實技術(shù)教學(xué)設(shè)計，通過“視、聽、觸”全方位、立體化的體驗教學(xué)內(nèi)容和突發(fā)事件處置過程。[3]

例如，對違規(guī)行為（打架斗毆、攀高、聚集等）觸發(fā)的報警，不再局限于事后的復(fù)聽復(fù)看，而可以通過混合現(xiàn)實技術(shù)把行為分析識別的全過程展現(xiàn)出來，從攝像頭采集到異常行為的那一刻起，通過對事件發(fā)生時各個預(yù)警處置場景（同時呈現(xiàn)視頻信息在系統(tǒng)平臺中傳輸、對比、分析、識別的全過程及觸發(fā)報警時與其他系統(tǒng)的聯(lián)動過程：警力調(diào)配、預(yù)案決策、應(yīng)急指揮等）進行的交互式體驗，了解事件處置的全過程，全面接觸和了解監(jiān)管程序和過程中的軟硬件架構(gòu)原理，使學(xué)生真正通過實踐掌握智慧化監(jiān)管的全過程。

3.硬件設(shè)備操作與軟件平臺應(yīng)用更加真實合理

混合現(xiàn)實技術(shù)能基于獄內(nèi)監(jiān)管事件的設(shè)定，模擬出符合邏輯的三維虛擬物品、設(shè)備、人員，還可以將模擬監(jiān)獄從場景再現(xiàn)延展到事件發(fā)生的全過程。在這個過程中，與監(jiān)管事件有關(guān)的人員、物品、場景，可以通過音視頻、虛擬人物、虛擬物品等形式完整、生動地呈現(xiàn)出來。例如點名事件，可通過監(jiān)倉內(nèi)的視頻對講一體機、民警手持點名設(shè)備、車間大門上的人臉識別攝像頭來完成，一旦發(fā)生點名未到，可通過系統(tǒng)平臺自動確認(rèn)未到人員去向，并根據(jù)犯人的腕帶信號進行精確定位。通過MR場景設(shè)置可以真實還原事件現(xiàn)場，提供給學(xué)生應(yīng)急事件處置、安防設(shè)備聯(lián)控聯(lián)動等實訓(xùn)操作。

4.高成本、復(fù)雜性監(jiān)管事件的深入教學(xué)，節(jié)省成本提高效率

監(jiān)獄暴動、押解途中逃脫等場景、事件的模擬重現(xiàn)，且有一定的危險性，MR技術(shù)可以在實訓(xùn)平臺中通過資源設(shè)計，對突發(fā)事件的事發(fā)現(xiàn)場及處置過程進行重現(xiàn)，并獲得設(shè)備中信號傳輸過程的數(shù)字化信息。獄內(nèi)常見的監(jiān)管事件類型，都可以使用混合現(xiàn)實技術(shù)對程序、內(nèi)容進行重現(xiàn)。

五、結(jié)語

通過把混合現(xiàn)實（MR）技術(shù)融入課堂中，讓專業(yè)知識與社會需求接軌，極大提升教學(xué)質(zhì)量。MR實訓(xùn)室通過實體課堂教學(xué)區(qū)的設(shè)置將特色的教學(xué)設(shè)備、復(fù)雜的實訓(xùn)儀器進行實體展示，配合虛擬仿真的課程內(nèi)容和沉浸式的體驗設(shè)備，將難以在課堂現(xiàn)場展示和操作的高成本、高危險、高難度的監(jiān)所監(jiān)管類實訓(xùn)有效地開展起來，以虛擬的形式補充實體實訓(xùn)中難以開展的部分，通過以虛補實、虛實結(jié)合的全新教學(xué)模式增強現(xiàn)場學(xué)生的體驗感和互動性，擴大課程的受益面。