虚拟现实技术在实验教学中应用的探讨.pdfVIP

第二期 益阳职业技术学院学报 NO.2 Journal ofYiyangVocational andTechnica 2009年6月 Jun.2009 虚拟现实技术在实验教学中应用的探讨 张 璇 （扬州职业大学 江苏扬州 225009） 摘 要 本文对虚拟实验系统的特点做了介绍，指出了虚拟技术在实验教学中的优势，并给出虚拟实验系 [ ] 统构建的基本思想以及系统结构，明确虚拟现实技术在实验教学中的应用手段和方法。 关键词 虚拟现实 虚拟实验系统 交互 [ ] [中图分类号]G424.31 [文献标识码]A 引言 的操作，从而减轻了用户的负担，提高了系统的工 实验一直都是与教学息息相关的重要活动之 作效率。虚拟现实技术具有三个突出特征：沉浸性、 一。无论是在高中还是在大学，实验都有着不可替 交互性、想象性 代的作用，它使学生更好地感受、理解知识的产生 虚拟现实系统由两部分组成：一部分为创建的 和发展过程，让枯燥的理论知识变得形象易于理 虚拟环境，另一部分为介入者。虚拟现实的核心是 解。实验不仅能帮助学生巩固理论知识，提高通过 强调两者之间的交互操作，即反映出人在虚拟环境 实验手段探索科学知识的能力，还能激发学生探索 中的体验。我们可以给出如图1-1的虚拟现实的概 [1] 未知世界的兴趣，增强创新能力 。然而，在目前， 念模型： 实验方面存在的诸多难题却严重限制了教学质量 感官刺激信号 的提高。首先是实验成本过高。进行实验的仪器和 感知世界 介 设备往往代价昂贵，实验材料也比较贵；而且有的 入 虚拟环境 实验仪器损耗较大，需要经常更新。而许多学校在 者 反应系统 反应动作 实验经费上又捉襟见肘，要么是实验配套的设备和 仪器不完善，要么就是仪器设备陈旧过时。即使有 图1-1 虚拟现实的概念模型 完善的较新的实验设备，传统实验在空间和时间上 2、虚拟实验系统 的限制也可能无法满足大量学生同时进行实验的 [2] 2、1虚拟实验系统的特点 需要。为了缓解实验教学的压力，提高实验教学的 （1）共享程度高。虚拟实验系统不同于传统实 质量，人们提出采用虚拟实验系统来辅助实验教学 验在地域和时间上的限制，它不仅可以接受本地用 的开展。 户的访问，有访问权限的异地用户也可以使用系 1、虚拟现实技术 统。并且也无需考虑使用时间的问题，实验者可以 虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR技 随时进行实验。虚拟实验系统为用户提供了一个可 术）出现于20世纪60年代，随着处理器技术的大 以在任何时间、任何地点访问的实验环境，极大地 幅度提高以及图形绘制技术、数字信号处理技术、 提高了信息与实验资源的共享程度。 传感技术的发展，近几十年来在国内外形