Page 92 - 现代教育模式探索与实践

现代教育模式探索与实践
Exploration and Practice of Modern Education Models

而形成一种涉及仿真和计算机领域的新技术。虚拟现实技术（VR）主要包括模
拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面：模拟环境是由计算机生成的、实时
动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的 VR 应该具有一切人所具有的感知。

除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，
甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、
手势或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对
用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设

备。虚拟现实技术主要由虚物实化、实物虚化、计算机处理高性能技术三个方面
组成。其中，实物虚化指的就是通过现实世界来映射出一个多维的信息化空间。
关键技术有：虚拟空间建模、声音定位、视觉与空间追踪、感觉反馈、语音交互
等，这些关键技术的运用，能使虚拟现实技术制作出来的虚拟空间真实感更强，

用户的沉浸感和交互更好。
第一，虚拟空间建模：生成虚拟世界（虚拟空间）最基础的技术。利用计算
机技术在虚拟空间中生成一个现实世界的物体，并且具有它在现实世界的物理特
性，如虚拟现实世界中，一架飞机在空中飞过时，在不同高度、环境、天气等条

件下出现的不同情况；第二，声音定位：利用不同声音源的传输特点和左右耳辨
别声音的相位差及强度的差别来确定声音的方向。第三，视觉与空间追踪：主要
是通过使用视频摄像机到达 X-Y 平面阵列、周围光或是跟踪光在投影平面中，
其不同时刻和不同位置中产生的投影，来计算被跟踪对象的具体方向和具体位置。

从而让用户能够在虚拟的环境中，获得在真实世界中相似的感官认知的技术，也
就是虚物实化技术，这一技术主要是让用户在虚拟的世界中，能够获得和真实世
界一样的视觉。第四，感觉反馈：在虚拟现实技术所营造的虚拟环境中，用户可
以通过操纵物体产生的反作用力来产生触觉和力觉感知。其中，要获得力觉感知

主要需要运用反馈设备，如反馈手套和反馈操纵杆等设备来对人的手指产生阻力，
从而让用户能够感觉到所产生的作用力的大小和方向。第五，语音交互：主要要
求虚拟环境能听懂人的语言，并能与人实时交互。
（二）虚拟教学的概念

虚拟教学是一种在现代人才培养观的基础之上，将传统教学与信息技术相结
合的新型教学模式，是一种人类需要进入虚拟空间中进行教育和教学活动的形式。
虚拟现实技术可以创设各种拟真的学习环境，为学习者提供丰富的感官刺激和自

·82·