VR技術在《光電顯示技術》實踐課程中的應用研究

代倩 趙寧 陳鵬

摘 ?要：近年來，隨著科技的飛速發展，VR（虛擬現實）技術作為最具潛力的現代信息技術，已被廣泛的應用于建筑、娛樂、制造以及教育領域等多個方面。本文以《光電顯示技術》實踐課程作為教學研究對象，分析該課程的教學現狀以及存在的主要問題，并研究了VR技術應用在該課程上的優勢和需要注意的問題，以期為VR技術在該課程中的應用推廣提供一份幫助。

關鍵詞：VR技術 ?《光電顯示技術》實踐 ?應用研究

中圖分類號：G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）07（b）-0223-02

1 ?VR技術簡介

1.1 VR技術的概念

VR即Virtual Reality， 也稱虛擬現實。基于傳感器技術、圖像處理技術、人工智能等技術手段，它可以創建一個逼真的三維虛擬環境，使用者可以借助VR眼鏡、VR手持虛擬器、動作捕捉器等感知設備進入該環境，與環境中的人、物進行交互。與傳統的仿真相比，VR技術最大的特點是使用者的沉浸感，即讓使用者介入到具體環境中，獲得身臨其境的感受。虛擬現實技術的關鍵是對虛擬世界的構建，其核心是建模和仿真[1]。

1.2 VR技術應用現狀

隨著VR技術日趨成熟，其應用也越發廣泛。在室內設計方面，設計師可以通過VR技術對裝潢效果進行預設，能更方便地把握裝修過程并更直觀地看到最終效果。在娛樂方面，使用者可以利用VR技術進入具體的虛擬環境，獲得更加真實的娛樂體驗。在教育領域，學生可以通過VR技術，實現各種不同類型的實踐，探索微觀或宏觀世界，為學習知識帶來無限樂趣。

本文以《光電顯示技術》實踐課程為主體，探索了VR技術在教學中的應用。

2 ?《光電顯示技術》實踐課程現狀

2.1 《光電顯示技術》實踐課程

近年來，隨著大屏幕顯示器、平板電腦、智能手機的興起，人類通過視覺獲取的信息占到總信息的80%以上，光電顯示器件成為人們傳遞和交換信息的主要媒介，光電顯示行業也成為國家大力扶持的新興行業 [2-3]。在此背景下，我院光電信息科學與工程專業開設了《光電顯示技術》課程。掌握這門課的核心知識可以為學生在光電顯示領域的就業提供充足的背景知識。其實踐課程可以進一步加深學生對知識的理解，培養學生的動手能力、分析和解決問題的能力以及創新思維。因此，該實踐課程的開展對學生的發展具有重大意義。

2.2 《光電顯示技術》實踐課程存在問題

（1）目前，光電顯示器種類多樣，如液晶顯示器，等離子體顯示器，LED顯示器，激光顯示器等。如果在實踐過程中，每一種顯示器都采購相應的實驗器材，則實驗室建設成本很高。而且隨著時代進步，新型的顯示器層出不窮，如果緊跟時代發展進行相關實踐，則需要不斷采購新的實驗設備，進一步增加實驗室建設成本。

（2）在《光電顯示技術》實踐課程中介紹顯示器件的制備工藝非常有利于加深學生對知識的理解。但顯示器制作工藝復雜，所涉及的設備頗多，如襯底表面處理設備、CVD設備、光刻設備、磁控濺射設備等。這些設備通常體積巨大、價格昂貴且對環境要求很高，因此很難在實驗室中一一實現。

（3）一些顯示技術，如激光顯示技術，通常采用大功率激光器作為光源。在實驗室中進行這類顯示技術的相關實踐時，如果操作使用不規范，則有可能對身體，特別是眼睛造成一定的損傷，增加了實踐的危險系數。

（4）在實踐教學中，通常是老師講解演示一遍之后學生動手實踐。但學生對知識的掌握程度各有不同，而老師由于時間和精力等問題，很難對所有學生進行針對式教學，影響教學效果。

3 ?VR技術在《光電顯示技術》實踐課程教學中的優勢

3.1 激發學生實踐熱情，提高教學效果

VR技術可以實現情景重構，學生可以和其中的具體對象進行直接交互。比如在進行LED顯示器實踐時，學生可以實現襯底處理、LED制備和刻蝕、芯片封裝、電極制備、芯片集成等操作。通過這種感同身受的模式，可以加深學生對實踐內容的理解。由于VR的本質是模擬仿真，學生不會有操作失誤的心理負擔，可進行多次嘗試，提高學生的積極性。同時，學生可以將主要精力放在對原理的理解和實驗的設計上，避免由于基礎操作失誤造成實驗進度停滯。

3.2 降低實驗室建設成本

VR技術通過建模便可將各種實驗儀器融入虛擬環境中，解決了儀器昂貴、對操作環境要求苛刻等問題，也可以節省實踐中所用到的相關耗材。此外，當顯示器件更新換代時，只需更新模型即可滿足相應實踐要求，在擴大實踐教學規模的同時也大幅度降低了實驗室建設成本。

3.3 提高實驗室安全系數

采用VR技術開展實踐教學，可以給學生演示由于操作不當會導致的嚴重后果，增強學生的自我保護意識。同時，對于一些實踐中存在的安全隱患，如上文所說的激光顯示技術實驗中所用到的大功率激光器，可以從根源上避免其危險性，提高實驗室的安全系數。

3.4 改變實踐教學的模式

采用VR技術進行實踐時，可以在VR軟件中預設一些常見問題的解決方案，學生如果在實驗過程中的遇到問題， VR軟件能夠迅速的給出解決方案，較好地解決老師指導不及時的弊端。此外，VR技術改變了實踐教學的模式，它徹底打破了學習的時間和空間限制，學生可以根據自身需求隨時隨地進行學習，實現了可移動的電子教學。

4 ?VR技術應用在《光電顯示技術》實踐課程教學中需要注意的問題

4.1 需增強教師對課堂的控制引導

雖然VR技術在《光電顯示技術》實踐教學中有很大優勢，但它最大的問題就是老師不能看到學生在做什么，會有學生沉浸在新奇事物而忽視實踐任務的情況發生。老師對課堂的實際把控相對減弱。因此，VR軟件應該設計一個教師監控模塊，教師可以看到學生的具體實踐進程，隨時和學生進行交流，不僅可以增加對課堂的控制，也可以及時處理學生遇到的問題，從而增加教學效果。

4.2 正確處理虛擬和現實的關系

雖然VR技術可以讓學生實現“身臨其境”的仿真實訓，但仿真終究和現實會有一定的差距，VR技術只是《光電顯示技術》實踐教學的一個輔助手段，并不能最終決定實踐的教學效果。因此，對于在現實中能夠實現的實踐課程，可以先采用VR軟件進行模擬，加深學生對實驗原理的理解和掌握，然后再親自實驗以培養學生的動手能力。

5 ?結語

《光電顯示技術》的實踐課程應緊緊跟隨時代發展的步伐，讓學生理解和掌握當今最先進的顯示技術，才能為后續就業打下基礎。采用VR技術進行實踐教學，能夠使《光電顯示技術》實踐課程的開展更加順利。但是VR技術作為一種新興的技術，目前仍處于需要發展和完善的階段，所以在具體的實踐過程中仍然需要老師根據實際教學情況不斷思考和改進。總體來說，VR技術在《光電顯示技術》實踐課程的應用前景十分廣闊。

參考文獻

[1] 俞麗麗.基于VR技術的寶玉石雕刻加工實訓課程改革初探[J].藝術科技，2018，31（7）：256，302.

[2] 熊健，何珍，蔡平，等.《光電顯示技術》課程教學體會與思考[J].科技視界，2017（3）：66-67.

[3] 應根裕，王健.光電顯示原理及系統[M].北京：清華大學出版社，2015.