虛擬現實技術在數字校園中的應用

賀體剛

（荊楚理工學院 湖北 荊門 448000）

1 虛擬現實技術的特點

虛擬現實技術主要是通過高性能的計算機系統，構建一個可以與周圍環境進行良好交互的技術[1]。虛擬現實技術融合了多傳感交互技術、三維圖形生成技術、人工智能技術、多媒體技術、高分辨顯示技術等各種技術，將人的視覺、聽覺、觸覺融合在一起，模擬現實的三維空間，促使用戶可以與虛擬世界形成相應的交互反應。對于虛擬現實技術，其最大的特點在于：（1）沉浸性。虛擬現實技術主要是根據人的視覺、聽覺特點，利用科學技術為人們創建一個虛擬的世界，使得人們能在虛擬的世界中產生與現實社會相同的感觸，促使人們能沉浸在虛擬世界中。（2）交互性。用戶可以通過自身的運動、動作、語言等方式，與虛擬現實系統中的對象進行交際。（3）多感知性。在虛擬現實系統中，用戶可以通過虛擬現實系統中的視聽觸覺傳感、反應裝置，即便是在虛擬的環境中也能獲得各種感知。

2 虛擬現實技術在數字校園建設的應用

在數字校園建設中，通過虛擬現實技術的應用，可以將校園的環境、設施等狀況遠程投影到家長、學生面前，讓學生及家長在虛擬的校園環境中參觀學校的圖書館、實驗室、教室等，同時學校也可以在虛擬環境下對學生進行實驗操作、知識技能等培訓。

2.1 虛擬實驗室

虛擬現實技術可以為學生構建一個虛擬的實驗室環境，在虛擬實驗室中，學生可以完成很多在現實生活中無法完成的實驗，包括操作難度比較大、耗費資源比較多的實驗，同時學生也可以在虛擬實驗室中反復進行實驗演示操作。在虛擬實驗室中，能有效節約實驗資源，并且確保了實驗操作的安全性[2]。如在虛擬環境中開展相應的物理、化學、生物實驗，這樣既能讓學生真實地感受到實驗操作、實驗現象、實驗結果，又能節約設備方面的成本損耗，同時還可以規避某些危險實驗造成的危害。虛擬現實技術可以將實驗知識更加透明地呈現出來，有助于學生掌握深層次的知識，并且虛擬現實技術也可以打破空間局限，有助于學生更加自主地獲取知識。

2.2 虛擬課堂

在數字校園建設中，虛擬現實技術的應用還可以為學生創建更加真實的模擬環境。如在體育學習中，學生不需要局限學習傳統的球類運動、田徑運動，學生可以在虛擬的課堂、體育場中進行大范圍的項目，如虛擬飛行器、虛擬自行車等，將體育鍛煉發揮到極致，帶給了學生體育學習的新鮮感。教師在教學過程中，可以提前設置課堂教學內容，讓學生在虛擬現實設備的引導下，獨立自主地進行學習，這樣學生會感覺學習不再是枯燥無聊的，學生在虛擬技術的直觀顯示下，具有高度沉浸體驗感，能讓學生將更多的注意力放在課堂學習中。同時對學生來說沉浸式體驗的真實感也會讓學生在學習過程中產生一種觀看紀錄片的感受，其不同于觀看網課，虛擬現實技術能讓學生真正地參與進來，有助于學生學習自覺性的提升。

2.3 虛擬圖書館

隨著現代信息技術的快速發展，紙質版圖書面臨著信息技術的沖擊，各種線上資源也不斷出現，使得人們更加傾向于使用電子版圖書。在實際中，學校還可以利用虛擬現實技術構建虛擬圖書館，與電子閱讀相比較，虛擬現實技術可以讓讀者有更強的真實的閱讀感受，虛擬圖書館中的三維立體式閱讀，能實現在真實圖書館的書籍場景再現，增強學生的閱讀感受。虛擬圖書館的出現，在各大學校都受到了廣泛關注，很多學生在家中就可以登錄觀看瀏覽，避免了紙質圖書資源短缺的問題。同時虛擬圖書館在資源存儲量上也遠遠超過傳統的圖書館，能帶給廣大師生便利，促進線上資源的良好使用。

2.4 遠程教育

虛擬現實技術最大的特點就是可以通過計算機技術將人們現實生活中看到的一切都仿真重現出來，并且虛擬現實技術可以很好地規避現實條件中的約束，教師能在虛擬的課堂上完成教學活動。在虛擬現實系統中，存在很多模塊，其中智能角色的功能可以指引學生更好地感受虛擬現實環境，并且學生在虛擬課堂上學習知識時，遇到問題還能更加靈活地與教師進行交流。虛擬現實是在網絡技術、多媒體技術的基礎上發展起來的，虛擬學習環境的構建也是建立在這兩種技術基礎上，其可以在很大程度上提高學生的學習主動性。

需要注意的是，虛擬現實技術對于硬件設備有很高的要求，要想將清晰的三維環境展現出來，提高成本是必不可少的，這對于數字校園建設無疑會有很大挑戰。對學生來說，在虛擬環境中學習時，大多處于單人學習的狀態，身邊沒有同學，團隊學習效果比較差，這是虛擬現實技術存在的不足。同時一些年齡比較大的教師在思想難以接受這種新型技術，難以及時改變教學模式，這也會對虛擬現實技術的推廣帶來影響。

2.5 虛擬校園漫游

在數字校園建設中，虛擬校園漫游也是很關鍵的一個環節。其主要是通過三維模型、建模技術、場景優化技術、碰撞檢測技術等將有聲有色、可視化的仿真校園呈現出來。虛擬校園漫游既可以促進學校良好形象建設，又能成為校園規劃的輔助工具，其可以用于校園內部道路、建筑物、輔助設施等方面的建設規劃。在三維的虛擬環境中，通過動態交互對校園環境進行指導，促使校園規劃更加科學。學校內部的公共設施有很多，如宿舍樓、教學樓、食堂、實驗樓等，通過虛擬校園漫游，能讓學生在入學前就全面掌控學校布局情況，借助交互式查詢手段了解學校的全部信息，能幫助學生盡快適應校園生活。虛擬校園漫游不僅僅是仿真校園設施、建筑物、地形，更是對整個校園生活、學習等的網絡化再現。

3 結語

綜上所述，在校園數字化建設過程中，注重虛擬現實技術的應用可以在很大程度上提高校園的信息化水平，能推動教育現代化進行。因此在實踐中要結合數字校園建設需求，靈活應用虛擬現實技術，以此最大推進校園發展。