基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)建設(shè)探討

饒躍東

摘要建立更加真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境是提高校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化操作與交互的全新方式，將其應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)之中，通過(guò)產(chǎn)生基于三維數(shù)字模型的虛擬環(huán)境，使參與者能夠身臨其境地學(xué)習(xí)，達(dá)到更佳的教學(xué)效果。文章從分析虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)出發(fā)，詳細(xì)闡述了基于虛擬現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的關(guān)鍵技術(shù)以及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的建設(shè)模式和方法。

關(guān)鍵詞虛擬現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)人機(jī)交互

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，基于校園局域網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)已成為一種新的教學(xué)模式在各大高校迅速普及。為了進(jìn)一步提高校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的質(zhì)量，更加真實(shí)地模擬實(shí)際課堂教學(xué)的情景，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)被廣泛地運(yùn)用于其中，它給網(wǎng)絡(luò)教學(xué)帶來(lái)了新的發(fā)展模式。

虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality，簡(jiǎn)稱VR）是一項(xiàng)涉及計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、傳感與仿真技術(shù)、人工智能技術(shù)等領(lǐng)域的綜合集成技術(shù)。它是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化操作與交互的一種全新方式，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬產(chǎn)生基于三維數(shù)字模型的虛擬環(huán)境，形成一個(gè)以視覺(jué)感受為主，輔助聽(tīng)覺(jué)甚至觸覺(jué)等可綜合感知的人工環(huán)境，使用戶作為參與者通過(guò)適當(dāng)裝置設(shè)備，自然地、身臨其境地和虛擬環(huán)境進(jìn)行體驗(yàn)和交互操作。①針對(duì)校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)來(lái)說(shuō)，建立更加真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境是提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，合理有效地將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)之中，將會(huì)給網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式帶來(lái)積極的影響。

1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

1.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)

（1）多感知性：多感知性主要是指除了一般人機(jī)交互所具有的視覺(jué)感知外，還具有聽(tīng)覺(jué)感知、觸覺(jué)感知，甚至包括味覺(jué)和嗅覺(jué)感知等。理論上講，理想化的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)該具有一切人所具有的感知能力。

（2）沉浸感：沉浸感是指用戶在進(jìn)行交互操作時(shí)，存在于虛擬環(huán)境中所能感知到的真實(shí)程度。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，應(yīng)最大程度地模擬真實(shí)環(huán)境，使用戶能夠全身心地投入到計(jì)算機(jī)創(chuàng)建的三維虛擬世界中。

（3）交互性：交互性主要是指用戶對(duì)虛擬環(huán)境內(nèi)的物體的可操作程度和從環(huán)境得到的反饋程度。②

（4）構(gòu)想性：構(gòu)想性是指虛擬現(xiàn)實(shí)不僅要能使存在于此環(huán)境中的用戶獲取新的知識(shí)，提高感性和理性認(rèn)識(shí)，而且要能使用戶產(chǎn)生新的構(gòu)思，啟發(fā)其創(chuàng)造性的活動(dòng)。

1.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的分類

（1）沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)能夠?yàn)橛脩籼峁┩耆两捏w驗(yàn)，它需要借助頭盔式顯示器，數(shù)據(jù)手套等外部輔助裝置與虛擬世界進(jìn)行交互。將使用者的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)與外界隔離，使其能夠全身心地投入到虛擬環(huán)境中去。這種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)十分復(fù)雜，對(duì)硬件和軟件的要求都很高，因此普及推廣難度較大，現(xiàn)階段僅適用于某些特殊領(lǐng)域。

（2）分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。分布式虛擬現(xiàn)實(shí)是指多個(gè)用戶通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接在一起同時(shí)參加一個(gè)虛擬空間，共同體驗(yàn)虛擬經(jīng)歷。多個(gè)用戶可對(duì)同一虛擬世界進(jìn)行觀察和操作，以達(dá)到協(xié)同工作的目的。

（3）簡(jiǎn)易式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)（桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)）。簡(jiǎn)易式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)又稱為桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，通常由個(gè)人普通計(jì)算機(jī)便可組成。它利用計(jì)算機(jī)屏幕作為觀察虛擬世界的窗口，用戶通過(guò)鍵盤、鼠標(biāo)等普通設(shè)備便可實(shí)現(xiàn)與虛擬環(huán)境的交互。這種系統(tǒng)在環(huán)境的沉浸感上有所欠缺，但相對(duì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，便于應(yīng)用推廣。

2基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)建設(shè)

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的主要目的是在實(shí)現(xiàn)信息資源最大限度共享的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生積極自主學(xué)習(xí)的能力。一般的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，通常是將電子教材、教案、多媒體課件和授課視頻等教學(xué)資源放置于網(wǎng)絡(luò)上供學(xué)生自主瀏覽。這種方式在一定程度上缺乏傳統(tǒng)教學(xué)的真實(shí)感，也很難實(shí)現(xiàn)和學(xué)生進(jìn)行動(dòng)態(tài)交互，從而降低教學(xué)效果。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正好能夠彌補(bǔ)這方面的缺陷，通過(guò)對(duì)真實(shí)教學(xué)環(huán)境的模擬，使參與者能夠身臨其境地學(xué)習(xí)，能夠更好地實(shí)現(xiàn)信息交互，達(dá)到更佳的教學(xué)效果。

從目前校園網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建來(lái)看，大多數(shù)都是基于WEB頁(yè)面的B/S模式，并且從網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用來(lái)看，不可能給每個(gè)學(xué)生提供高成本的硬件設(shè)備，所以要實(shí)現(xiàn)并普及基于數(shù)字式頭盔和手套的沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，顯然是不太現(xiàn)實(shí)的。因此，作為應(yīng)用并推廣普及于校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，目前應(yīng)主要考慮簡(jiǎn)易（桌面）式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。這類系統(tǒng)只需要以學(xué)生個(gè)人計(jì)算機(jī)作為終端設(shè)備，以計(jì)算機(jī)屏幕作為交互窗口，鼠標(biāo)、鍵盤作為交互設(shè)備，就能與教學(xué)內(nèi)容和虛擬環(huán)境進(jìn)行靈活自由的交互。

2.1虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的關(guān)鍵技術(shù)

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，更加真實(shí)地模擬實(shí)際教學(xué)環(huán)境，這其中主要涉及到的關(guān)鍵技術(shù)是對(duì)各種圖形圖像的立體化建模。VRML（VirtualRealityModelingLanguage），虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言的簡(jiǎn)稱，它是一種用于建立真實(shí)世界的場(chǎng)景模型或人們虛構(gòu)的三維世界的場(chǎng)景建模語(yǔ)言，是一種面向web，面向?qū)ο蟮娜S造型語(yǔ)言，同時(shí)也是一種解釋性語(yǔ)言。VRML采用文本格式來(lái)描述三維場(chǎng)景，使得整個(gè)虛擬世界的文件量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的三維動(dòng)畫。③目前，VRML已經(jīng)發(fā)展成為新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)X3D。它在VRML的基礎(chǔ)上做了較多改動(dòng)，是一種支持XML編碼格式的開(kāi)放式3D標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交流，具有可擴(kuò)展性、可移植性、頁(yè)面整合性等優(yōu)勢(shì)。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的圖像建模，可采用如QTVR（QuickTimeVirtualReality）等建模技術(shù)。QuickTime是Apple公司開(kāi)發(fā)的一種圖像和視頻處理技術(shù)。QTVR是QuickTime技術(shù)的拓展，它不需要傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所要求的特殊硬件設(shè)備，在普通的PC機(jī)上就可產(chǎn)生相當(dāng)程度的虛擬現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)。它不需要進(jìn)行任何幾何造型，只需通過(guò)圖像采集系統(tǒng)采集真實(shí)世界的圖像、QTVR系統(tǒng)軟件處理離散的圖像，即可完成三維空間、三維物體的模擬。用戶操縱普通鼠標(biāo)、鍵盤即可實(shí)現(xiàn)對(duì)三維造型的全方位觀察。

2.2基于虛擬現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)之中，將傳統(tǒng)的教學(xué)資源利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)更加形象化，真實(shí)化地展示給學(xué)習(xí)者，使之能夠在虛擬世界中得到更佳的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。因此，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立更加豐富完善的教學(xué)資源就是這種新技術(shù)能否取得成效的關(guān)鍵。

（1）虛擬校園建設(shè)。校園是學(xué)生學(xué)習(xí)生活的重要場(chǎng)所，傳統(tǒng)教學(xué)的教室是校園的一部分。在校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，沒(méi)有了實(shí)際的校園、教室的概念，對(duì)應(yīng)存在的是虛擬校園和虛擬教室。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將實(shí)際校園中的建筑按一定比例以三維立體的形式表現(xiàn)出來(lái)，構(gòu)建逼真的虛擬環(huán)境。一方面，虛擬校園能夠更加直觀真切地展示校園風(fēng)貌，提升校園形象；另一方面，能夠?yàn)閷W(xué)生提供更加真實(shí)的環(huán)境感受，學(xué)生可以用虛擬的角色在校園中行走，與其他虛擬角色交流，可以選擇自己感興趣的課程進(jìn)入虛擬教室進(jìn)行學(xué)習(xí)。

（2）虛擬課堂建設(shè)。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)課程一般主要包括電子教材、教案、多媒體課件等資源，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬課堂，是在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)課程基礎(chǔ)上的一次提升。虛擬課堂以更加立體直觀的方式將各種數(shù)字教學(xué)資源呈現(xiàn)給學(xué)生，對(duì)于某一事物的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以從多角度多視野進(jìn)行觀察，獲得更加全面的認(rèn)識(shí)。學(xué)生仍然以虛擬角色作為課堂的主角，能夠與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行交流互動(dòng)，在不斷激發(fā)創(chuàng)造性思維的過(guò)程中進(jìn)行自主探索性學(xué)習(xí)。

（3）虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的重要環(huán)節(jié)。在實(shí)際教學(xué)中，某些實(shí)驗(yàn)設(shè)備成本較高，更新?lián)Q代較快，從而導(dǎo)致許多學(xué)校實(shí)驗(yàn)室設(shè)備陳舊，無(wú)法滿足相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和學(xué)生的需求。某些實(shí)驗(yàn)結(jié)論可能需要長(zhǎng)時(shí)間觀察，某些可能還具有一定的危險(xiǎn)性，這些實(shí)驗(yàn)在實(shí)際完成上存在一定的困難。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)室，包括對(duì)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)對(duì)象以及實(shí)驗(yàn)信息資源的建模，能夠較好地解決這些問(wèn)題。④虛擬實(shí)驗(yàn)室通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室的逼真模擬，使實(shí)驗(yàn)者不僅具有真實(shí)的沉浸感，而且能夠通過(guò)鼠標(biāo)鍵盤等外部設(shè)備與三維仿真產(chǎn)生的虛擬實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行交互。在虛擬實(shí)驗(yàn)室中，實(shí)驗(yàn)者將不受時(shí)間空間和環(huán)境的限制，能從多角度反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證而不用擔(dān)心成本問(wèn)題，有利于進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

（4）虛擬圖書(shū)館建設(shè)。虛擬圖書(shū)館是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在圖書(shū)館中的一種應(yīng)用，它是傳統(tǒng)圖書(shū)館、數(shù)字圖書(shū)館功能的擴(kuò)展和延伸。一方面，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以對(duì)圖書(shū)館實(shí)體進(jìn)行三維全景建模，當(dāng)需要查找某一書(shū)籍時(shí)，讀者可像現(xiàn)實(shí)中一樣在其中漫游行走；可以將某些二維平面的數(shù)字資源三維立體化，給人更加直觀的感覺(jué)；同時(shí)還可以與人工智能等技術(shù)相結(jié)合，開(kāi)發(fā)出更加完善的人機(jī)交互方式。⑤另一方面，虛擬圖書(shū)館也是一扇基于網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)之門，它提供的是一種虛擬的網(wǎng)絡(luò)信息環(huán)境，通過(guò)校園網(wǎng)出口，用戶可在與之相連接網(wǎng)絡(luò)上的更加寬廣的空間中進(jìn)行搜索，獲得更多更豐富的信息資源。

3結(jié)束語(yǔ)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)習(xí)者提供更加真實(shí)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，將其融入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是未來(lái)發(fā)展的一種趨勢(shì)。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷成熟和完善，必將在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中發(fā)揮出越來(lái)越重大的作用。著力建設(shè)基于虛擬現(xiàn)實(shí)的各種網(wǎng)絡(luò)資源是進(jìn)一步深入發(fā)展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的關(guān)鍵，在實(shí)際建設(shè)中，應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)有硬件和軟件技術(shù)條件的具體情況，采用相應(yīng)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，以達(dá)到最佳的教學(xué)效果。

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虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality，簡(jiǎn)稱VR）是一項(xiàng)涉及計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、傳感與仿真技術(shù)、人工智能技術(shù)等領(lǐng)域的綜合集成技術(shù)。它是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化操作與交互的一種全新方式，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬產(chǎn)生基于三維數(shù)字模型的虛擬環(huán)境，形成一個(gè)以視覺(jué)感受為主，輔助聽(tīng)覺(jué)甚至觸覺(jué)等可綜合感知的人工環(huán)境，使用戶作為參與者通過(guò)適當(dāng)裝置設(shè)備，自然地、身臨其境地和虛擬環(huán)境進(jìn)行體驗(yàn)和交互操作。①針對(duì)校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)來(lái)說(shuō)，建立更加真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境是提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，合理有效地將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)之中，將會(huì)給網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式帶來(lái)積極的影響。

1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

1.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)

（1）多感知性：多感知性主要是指除了一般人機(jī)交互所具有的視覺(jué)感知外，還具有聽(tīng)覺(jué)感知、觸覺(jué)感知，甚至包括味覺(jué)和嗅覺(jué)感知等。理論上講，理想化的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)該具有一切人所具有的感知能力。

（2）沉浸感：沉浸感是指用戶在進(jìn)行交互操作時(shí)，存在于虛擬環(huán)境中所能感知到的真實(shí)程度。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，應(yīng)最大程度地模擬真實(shí)環(huán)境，使用戶能夠全身心地投入到計(jì)算機(jī)創(chuàng)建的三維虛擬世界中。

（3）交互性：交互性主要是指用戶對(duì)虛擬環(huán)境內(nèi)的物體的可操作程度和從環(huán)境得到的反饋程度。②

（4）構(gòu)想性：構(gòu)想性是指虛擬現(xiàn)實(shí)不僅要能使存在于此環(huán)境中的用戶獲取新的知識(shí)，提高感性和理性認(rèn)識(shí)，而且要能使用戶產(chǎn)生新的構(gòu)思，啟發(fā)其創(chuàng)造性的活動(dòng)。

1.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的分類

（1）沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)能夠?yàn)橛脩籼峁┩耆两捏w驗(yàn)，它需要借助頭盔式顯示器，數(shù)據(jù)手套等外部輔助裝置與虛擬世界進(jìn)行交互。將使用者的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)與外界隔離，使其能夠全身心地投入到虛擬環(huán)境中去。這種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)十分復(fù)雜，對(duì)硬件和軟件的要求都很高，因此普及推廣難度較大，現(xiàn)階段僅適用于某些特殊領(lǐng)域。

（2）分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。分布式虛擬現(xiàn)實(shí)是指多個(gè)用戶通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接在一起同時(shí)參加一個(gè)虛擬空間，共同體驗(yàn)虛擬經(jīng)歷。多個(gè)用戶可對(duì)同一虛擬世界進(jìn)行觀察和操作，以達(dá)到協(xié)同工作的目的。

（3）簡(jiǎn)易式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)（桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)）。簡(jiǎn)易式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)又稱為桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，通常由個(gè)人普通計(jì)算機(jī)便可組成。它利用計(jì)算機(jī)屏幕作為觀察虛擬世界的窗口，用戶通過(guò)鍵盤、鼠標(biāo)等普通設(shè)備便可實(shí)現(xiàn)與虛擬環(huán)境的交互。這種系統(tǒng)在環(huán)境的沉浸感上有所欠缺，但相對(duì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，便于應(yīng)用推廣。

2基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)建設(shè)

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的主要目的是在實(shí)現(xiàn)信息資源最大限度共享的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生積極自主學(xué)習(xí)的能力。一般的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，通常是將電子教材、教案、多媒體課件和授課視頻等教學(xué)資源放置于網(wǎng)絡(luò)上供學(xué)生自主瀏覽。這種方式在一定程度上缺乏傳統(tǒng)教學(xué)的真實(shí)感，也很難實(shí)現(xiàn)和學(xué)生進(jìn)行動(dòng)態(tài)交互，從而降低教學(xué)效果。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正好能夠彌補(bǔ)這方面的缺陷，通過(guò)對(duì)真實(shí)教學(xué)環(huán)境的模擬，使參與者能夠身臨其境地學(xué)習(xí)，能夠更好地實(shí)現(xiàn)信息交互，達(dá)到更佳的教學(xué)效果。

從目前校園網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建來(lái)看，大多數(shù)都是基于WEB頁(yè)面的B/S模式，并且從網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用來(lái)看，不可能給每個(gè)學(xué)生提供高成本的硬件設(shè)備，所以要實(shí)現(xiàn)并普及基于數(shù)字式頭盔和手套的沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，顯然是不太現(xiàn)實(shí)的。因此，作為應(yīng)用并推廣普及于校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，目前應(yīng)主要考慮簡(jiǎn)易（桌面）式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。這類系統(tǒng)只需要以學(xué)生個(gè)人計(jì)算機(jī)作為終端設(shè)備，以計(jì)算機(jī)屏幕作為交互窗口，鼠標(biāo)、鍵盤作為交互設(shè)備，就能與教學(xué)內(nèi)容和虛擬環(huán)境進(jìn)行靈活自由的交互。

2.1虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的關(guān)鍵技術(shù)

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，更加真實(shí)地模擬實(shí)際教學(xué)環(huán)境，這其中主要涉及到的關(guān)鍵技術(shù)是對(duì)各種圖形圖像的立體化建模。VRML（VirtualRealityModelingLanguage），虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言的簡(jiǎn)稱，它是一種用于建立真實(shí)世界的場(chǎng)景模型或人們虛構(gòu)的三維世界的場(chǎng)景建模語(yǔ)言，是一種面向web，面向?qū)ο蟮娜S造型語(yǔ)言，同時(shí)也是一種解釋性語(yǔ)言。VRML采用文本格式來(lái)描述三維場(chǎng)景，使得整個(gè)虛擬世界的文件量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的三維動(dòng)畫。③目前，VRML已經(jīng)發(fā)展成為新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)X3D。它在VRML的基礎(chǔ)上做了較多改動(dòng)，是一種支持XML編碼格式的開(kāi)放式3D標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交流，具有可擴(kuò)展性、可移植性、頁(yè)面整合性等優(yōu)勢(shì)。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的圖像建模，可采用如QTVR（QuickTimeVirtualReality）等建模技術(shù)。QuickTime是Apple公司開(kāi)發(fā)的一種圖像和視頻處理技術(shù)。QTVR是QuickTime技術(shù)的拓展，它不需要傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所要求的特殊硬件設(shè)備，在普通的PC機(jī)上就可產(chǎn)生相當(dāng)程度的虛擬現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)。它不需要進(jìn)行任何幾何造型，只需通過(guò)圖像采集系統(tǒng)采集真實(shí)世界的圖像、QTVR系統(tǒng)軟件處理離散的圖像，即可完成三維空間、三維物體的模擬。用戶操縱普通鼠標(biāo)、鍵盤即可實(shí)現(xiàn)對(duì)三維造型的全方位觀察。

2.2基于虛擬現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)之中，將傳統(tǒng)的教學(xué)資源利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)更加形象化，真實(shí)化地展示給學(xué)習(xí)者，使之能夠在虛擬世界中得到更佳的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。因此，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立更加豐富完善的教學(xué)資源就是這種新技術(shù)能否取得成效的關(guān)鍵。

（1）虛擬校園建設(shè)。校園是學(xué)生學(xué)習(xí)生活的重要場(chǎng)所，傳統(tǒng)教學(xué)的教室是校園的一部分。在校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，沒(méi)有了實(shí)際的校園、教室的概念，對(duì)應(yīng)存在的是虛擬校園和虛擬教室。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將實(shí)際校園中的建筑按一定比例以三維立體的形式表現(xiàn)出來(lái)，構(gòu)建逼真的虛擬環(huán)境。一方面，虛擬校園能夠更加直觀真切地展示校園風(fēng)貌，提升校園形象；另一方面，能夠?yàn)閷W(xué)生提供更加真實(shí)的環(huán)境感受，學(xué)生可以用虛擬的角色在校園中行走，與其他虛擬角色交流，可以選擇自己感興趣的課程進(jìn)入虛擬教室進(jìn)行學(xué)習(xí)。

（2）虛擬課堂建設(shè)。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)課程一般主要包括電子教材、教案、多媒體課件等資源，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬課堂，是在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)課程基礎(chǔ)上的一次提升。虛擬課堂以更加立體直觀的方式將各種數(shù)字教學(xué)資源呈現(xiàn)給學(xué)生，對(duì)于某一事物的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以從多角度多視野進(jìn)行觀察，獲得更加全面的認(rèn)識(shí)。學(xué)生仍然以虛擬角色作為課堂的主角，能夠與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行交流互動(dòng)，在不斷激發(fā)創(chuàng)造性思維的過(guò)程中進(jìn)行自主探索性學(xué)習(xí)。

（3）虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的重要環(huán)節(jié)。在實(shí)際教學(xué)中，某些實(shí)驗(yàn)設(shè)備成本較高，更新?lián)Q代較快，從而導(dǎo)致許多學(xué)校實(shí)驗(yàn)室設(shè)備陳舊，無(wú)法滿足相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和學(xué)生的需求。某些實(shí)驗(yàn)結(jié)論可能需要長(zhǎng)時(shí)間觀察，某些可能還具有一定的危險(xiǎn)性，這些實(shí)驗(yàn)在實(shí)際完成上存在一定的困難。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)室，包括對(duì)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)對(duì)象以及實(shí)驗(yàn)信息資源的建模，能夠較好地解決這些問(wèn)題。④虛擬實(shí)驗(yàn)室通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室的逼真模擬，使實(shí)驗(yàn)者不僅具有真實(shí)的沉浸感，而且能夠通過(guò)鼠標(biāo)鍵盤等外部設(shè)備與三維仿真產(chǎn)生的虛擬實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行交互。在虛擬實(shí)驗(yàn)室中，實(shí)驗(yàn)者將不受時(shí)間空間和環(huán)境的限制，能從多角度反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證而不用擔(dān)心成本問(wèn)題，有利于進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

（4）虛擬圖書(shū)館建設(shè)。虛擬圖書(shū)館是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在圖書(shū)館中的一種應(yīng)用，它是傳統(tǒng)圖書(shū)館、數(shù)字圖書(shū)館功能的擴(kuò)展和延伸。一方面，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以對(duì)圖書(shū)館實(shí)體進(jìn)行三維全景建模，當(dāng)需要查找某一書(shū)籍時(shí)，讀者可像現(xiàn)實(shí)中一樣在其中漫游行走；可以將某些二維平面的數(shù)字資源三維立體化，給人更加直觀的感覺(jué)；同時(shí)還可以與人工智能等技術(shù)相結(jié)合，開(kāi)發(fā)出更加完善的人機(jī)交互方式。⑤另一方面，虛擬圖書(shū)館也是一扇基于網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)之門，它提供的是一種虛擬的網(wǎng)絡(luò)信息環(huán)境，通過(guò)校園網(wǎng)出口，用戶可在與之相連接網(wǎng)絡(luò)上的更加寬廣的空間中進(jìn)行搜索，獲得更多更豐富的信息資源。

3結(jié)束語(yǔ)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)習(xí)者提供更加真實(shí)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，將其融入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是未來(lái)發(fā)展的一種趨勢(shì)。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷成熟和完善，必將在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中發(fā)揮出越來(lái)越重大的作用。著力建設(shè)基于虛擬現(xiàn)實(shí)的各種網(wǎng)絡(luò)資源是進(jìn)一步深入發(fā)展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的關(guān)鍵，在實(shí)際建設(shè)中，應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)有硬件和軟件技術(shù)條件的具體情況，采用相應(yīng)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，以達(dá)到最佳的教學(xué)效果。