桌面虛擬實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)技術(shù)選擇的研究*

謝永朋

徐州工程學(xué)院教育科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 江蘇徐州 221006

桌面虛擬實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)技術(shù)選擇的研究*

謝永朋

徐州工程學(xué)院教育科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 江蘇徐州 221006

桌面虛擬實(shí)驗(yàn)因?yàn)槭艿介_(kāi)發(fā)技術(shù)比較復(fù)雜的制約而未能廣泛應(yīng)用于教育領(lǐng)域，經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中的適用技術(shù)理論提供了一個(gè)解決該問(wèn)題的思路。對(duì)當(dāng)前桌面虛擬實(shí)驗(yàn)主流開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)行分析比較，并且以適用技術(shù)理論為指導(dǎo)，選擇出符合教育技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)現(xiàn)狀的開(kāi)發(fā)技術(shù)。

適用技術(shù)理論；桌面虛擬實(shí)驗(yàn)；技術(shù)選擇

目前，國(guó)內(nèi)各大院校均在大力推進(jìn)數(shù)字化教學(xué)資源的開(kāi)發(fā)。在這些教學(xué)資源中，桌面虛擬實(shí)驗(yàn)是輔助教學(xué)的一個(gè)比較有效的方式，是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的有益補(bǔ)充，值得在教育領(lǐng)域推廣應(yīng)用。桌面虛擬實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)和推廣，需要技術(shù)的支持和支撐，但不是任意一種技術(shù)就能起到這種支持和支撐作用。當(dāng)前桌面虛擬實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)技術(shù)較多，可選擇的空間比較大。如何選擇一種較為恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)桌面虛擬實(shí)驗(yàn)，以便促進(jìn)桌面虛擬實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)和推廣，是一個(gè)需要考慮的課題。經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的適用技術(shù)理論所蘊(yùn)含的思想，可以為進(jìn)行桌面虛擬實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)技術(shù)的選擇提供一定的理論指導(dǎo)。

1 適用技術(shù)理論的啟示

適用技術(shù)理論是一種經(jīng)濟(jì)理論，對(duì)于教育技術(shù)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)是一個(gè)新名詞、新思想。適用技術(shù)理論強(qiáng)調(diào)技術(shù)選擇。所謂技術(shù)選擇是桌面虛擬實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)者為了實(shí)現(xiàn)既定的教學(xué)目標(biāo)，對(duì)多種技術(shù)路線、技術(shù)措施和技術(shù)方案進(jìn)行比較擇優(yōu)的過(guò)程。這是一個(gè)多層次、多因素的動(dòng)態(tài)決策過(guò)程。從綜合論的角度來(lái)說(shuō)，這里技術(shù)選擇的基礎(chǔ)不僅僅是技術(shù)本身的考慮和論證，而且應(yīng)該統(tǒng)籌考慮當(dāng)?shù)亟逃夹g(shù)開(kāi)發(fā)人員的技術(shù)狀態(tài)和技術(shù)水平現(xiàn)狀。在開(kāi)發(fā)桌面虛擬實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，應(yīng)該審慎地考慮每一種技術(shù)或技術(shù)方案。

適用技術(shù)理論為如何選擇更合適的桌面虛擬實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)技術(shù)提供了兩個(gè)啟示。

1）適用的才是最好的。何謂適用？根據(jù)適用技術(shù)具有多重目標(biāo)的特征，同樣也可以從2個(gè)目標(biāo)對(duì)桌面虛擬實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)技術(shù)加以評(píng)判，一是教學(xué)目標(biāo)，二是績(jī)效目標(biāo)。這兩個(gè)目標(biāo)并非魚和熊掌的關(guān)系，是能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)籌兼顧的。教學(xué)目標(biāo)是指在開(kāi)發(fā)桌面虛擬實(shí)驗(yàn)的時(shí)候應(yīng)該從需求出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)為最終目的[1]。績(jī)效目標(biāo)是指技術(shù)的適用性，不僅僅以是否解決教學(xué)中的實(shí)際問(wèn)題為標(biāo)準(zhǔn)，更主要的還要考慮是否是解決問(wèn)題的最簡(jiǎn)單、最有利的方案。

2）把適用技術(shù)作為促進(jìn)桌面虛擬實(shí)驗(yàn)推廣的支撐技術(shù)。適用技術(shù)具有符合當(dāng)前教育技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)現(xiàn)狀的特點(diǎn)，這一技術(shù)為多數(shù)教育技術(shù)專業(yè)人員所掌握。所以，適用技術(shù)在能達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的前提下，開(kāi)發(fā)效率相對(duì)較高，開(kāi)發(fā)周期短，維護(hù)也相對(duì)比較容易，而且可以讓更多的人參與到開(kāi)發(fā)中來(lái)。開(kāi)發(fā)人員可以把更多的精力放在思考如何更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)上面，而不是去考慮如何解決技術(shù)難題，這無(wú)疑會(huì)在一定程度上解決當(dāng)前限制桌面虛擬實(shí)驗(yàn)廣泛應(yīng)用的瓶頸。

2 桌面虛擬實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)技術(shù)的比較分析

桌面虛擬實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)技術(shù)主要有3類[2]。1）基于靜態(tài)圖像的實(shí)景虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。這種技術(shù)不是采用傳統(tǒng)的利用計(jì)算機(jī)生成圖像的方式，而是采用連續(xù)拍攝的圖像和視頻，在計(jì)算機(jī)中拼接而建立實(shí)景化虛擬空間。2）利用從最早開(kāi)始的VRML標(biāo)準(zhǔn)到在此基礎(chǔ)上發(fā)展和變化而來(lái)的Web3D技術(shù)實(shí)現(xiàn)。Web3D，顧名思義，就是在網(wǎng)頁(yè)上實(shí)現(xiàn)三維效果的技術(shù)，目前比較流行的主要有VRML、Java3D、Cult3D、Flash、Viewpoint、WebMAX、Virtools等[3]。3）桌面CAD系統(tǒng)，如Open GL、DirectDraw等桌面三維圖形繪制軟件。利用這幾種軟件建造模型，通過(guò)計(jì)算機(jī)的顯示器進(jìn)行觀察，并能自由地控制視點(diǎn)和視角。這三類技術(shù)均可用來(lái)開(kāi)發(fā)桌面虛擬實(shí)驗(yàn)。

由于第三類技術(shù)需要比較深厚的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)，難度較大，一般來(lái)說(shuō)是計(jì)算機(jī)專業(yè)開(kāi)設(shè)的課程。所以本研究主要針對(duì)第一類技術(shù)和第二類技術(shù)進(jìn)行比較。其中，第一類技術(shù)以最為典型的QTVR技術(shù)為代表。第二類技術(shù)是目前開(kāi)發(fā)桌面虛擬實(shí)驗(yàn)的主流技術(shù)，技術(shù)種類比較多，從中選擇較為成熟的VRML和Java3D技術(shù)。此外，F(xiàn)lash技術(shù)是Macromedia公司推出的功能強(qiáng)大并且可以用于桌面虛擬實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)的成熟技術(shù)。

從交互性、界面美觀性、客戶端要求、開(kāi)發(fā)難度、跨平臺(tái)、實(shí)現(xiàn)效果、接受程度、開(kāi)發(fā)效率等幾個(gè)維度來(lái)對(duì)VRML、Flash、Java3D、QTVR這幾種桌面虛擬實(shí)驗(yàn)主流開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)行比較分析，比較結(jié)果如表1所示[4-6]。

表1 桌面虛擬實(shí)驗(yàn)主流開(kāi)發(fā)技術(shù)比較分析

從表中可以看出，F(xiàn)lash技術(shù)與其他技術(shù)相比較，接受程度和開(kāi)發(fā)難度均較低，其交互性和界面美觀性較好，開(kāi)發(fā)效率相對(duì)來(lái)說(shuō)又較高，跨平臺(tái)的特點(diǎn)可以讓用戶不必安裝插件，而且還能表現(xiàn)出三維效果，盡管其逼真性和靈活性有一定差距，但完全可以滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。而VRML和Java3D技術(shù)開(kāi)發(fā)難度高，也較難接受，并且開(kāi)發(fā)效率比較低，這些限制就使得這幾種技術(shù)難以在教育領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。而對(duì)于QTVR來(lái)說(shuō)，該技術(shù)是基于靜態(tài)圖像處理的，雖然開(kāi)發(fā)難度和Flash差不多，但其開(kāi)發(fā)過(guò)程比較繁瑣，開(kāi)發(fā)效率一般。該技術(shù)比較擅長(zhǎng)虛擬空間的構(gòu)建和營(yíng)造，在開(kāi)發(fā)桌面虛擬實(shí)驗(yàn)方面就有所欠缺。

3 Flash技術(shù)是教育技術(shù)領(lǐng)域的適用技術(shù)

Flash是比較普及的大眾化軟件，主要表現(xiàn)在3個(gè)方面。

3.1 技術(shù)本身

Flash技術(shù)易學(xué)易用，而且它包括的ActionScript腳本語(yǔ)言具有被可視化表示的對(duì)象，使其成為一個(gè)獨(dú)特的編程語(yǔ)言。在大多數(shù)編程語(yǔ)言中，因?yàn)閷?duì)象是一個(gè)不能具體看見(jiàn)的概念，所以難以掌握。然而在ActionScript中，可以實(shí)際地看見(jiàn)MovieClip、Button、TextField對(duì)象，這使得ActionScript成為學(xué)習(xí)面向?qū)ο蟾拍畹囊环N理想語(yǔ)言[7]。本課題對(duì)全國(guó)12所高校院校教育技術(shù)本科課程設(shè)置進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查顯示開(kāi)設(shè)C語(yǔ)言、VB語(yǔ)言、Java語(yǔ)言等程序設(shè)計(jì)課程的院校高達(dá)91.7%，有了這些編程基礎(chǔ)，對(duì)于教育技術(shù)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，掌握ActionScript并非難事。而一旦掌握了ActionScript腳本語(yǔ)言，桌面虛擬實(shí)驗(yàn)的交互性的添加也就有了保障。

3.2 學(xué)校的角度

從學(xué)校范圍來(lái)看，在調(diào)查的12所開(kāi)設(shè)教育技術(shù)專業(yè)的高等院校中，本科主干課程中開(kāi)設(shè)多媒體技術(shù)和多媒體課件制作這兩門課程的占75%。而這兩門課程所涉及技術(shù)包括Flash和Authorware。由此可見(jiàn)，F(xiàn)lash是多數(shù)教育技術(shù)專業(yè)本科畢業(yè)生所必須要掌握的一門技術(shù)，它在教育技術(shù)專業(yè)領(lǐng)域是比較普及的。

3.3 社會(huì)的角度

從社會(huì)范圍來(lái)看，在國(guó)內(nèi)，自1999年Flash登錄國(guó)內(nèi)市場(chǎng)以來(lái)，越來(lái)越多的人投入到這一行列中。中國(guó)最早喜愛(ài)和從事網(wǎng)絡(luò)動(dòng)畫創(chuàng)作的一群人給自己取了個(gè)響亮的名字：“閃客”。很快，四五年間，“閃客”群體便從最初的幾十人發(fā)展到百萬(wàn)之眾。而這個(gè)數(shù)字只是代表了國(guó)內(nèi)的一部分“閃客族”。在Adobe官方網(wǎng)站上有數(shù)據(jù)表明，現(xiàn)在超過(guò)8.2億臺(tái)連接Internet的桌面計(jì)算機(jī)和移動(dòng)設(shè)備上都安裝了 Flash Player。Flash技術(shù)的普遍性可見(jiàn)一斑。

綜合以上分析，可以得出Flash技術(shù)是當(dāng)前開(kāi)發(fā)桌面虛擬實(shí)驗(yàn)的“適用技術(shù)”。

4 總結(jié)與展望

適用技術(shù)理論為桌面虛擬實(shí)驗(yàn)的大面積推廣應(yīng)用提供了一個(gè)思路。本文站在適用技術(shù)的角度，對(duì)桌面虛擬實(shí)驗(yàn)的主流開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)行比較分析，挖掘出教育技術(shù)領(lǐng)域的適用技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)桌面虛擬實(shí)驗(yàn)，使得更多的教育技術(shù)人員能參與到桌面虛擬實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)中來(lái)，從而開(kāi)發(fā)出更多優(yōu)秀的桌面虛擬實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品為教育教學(xué)所用，促進(jìn)桌面虛擬實(shí)驗(yàn)的推廣與應(yīng)用。

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Research on Development Technology Selection of Desktop Virtual Experiment

Xie Yongpeng

Desktop virtual experiment is not being widely used in the field of education because of the complex of the development of technology. Application of technology theory in the field of economy provides a solution to the problem. According to the guiding ideology of the appropriate technology theory, this paper analyzes and compares the current developing technology of the desktop virtual experiment, and selects the technology which accords with the current technological situation of the educational technology field.

appropriate technology theory; desktop virtual experiment; technology selection

Author’s address Xuzhou Institute of Technology, Xuzhou, Jiangsu, China 221006

TP391.9

B

1671-489X(2011)03-0089-02

10.3969/j.issn.1671-489X.2011.03.089

*徐州工程學(xué)院校級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目：適用技術(shù)應(yīng)用于桌面虛擬實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)的研究（項(xiàng)目編號(hào)：XKY2008101）。