助力導游專業實訓的虛擬現實系統

莊惠陽

【摘要】文章論述助力導游專業實訓的虛擬現實系統。首先，指出導游專業實訓時令學習者假想“莫須有”的空間，存在誤導傾向。其次，論述虛擬空間與空間主觀性。再次，說明虛擬現實系統的軟硬件配置與實訓功能。最后，論述教師應用虛擬現實系統的方案。

【關鍵詞】虛擬現實系統；導游專業實訓；支援

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009-8097（2013）07-0117-05

一 導游專業實訓與假想空間

“我們可以從書本上了解到視覺的感知作用，人的大腦如何處理光線，如何處理光的組合，甚至神經網絡的反應模式，但就是無法解釋我的主觀經驗的性質。”在中國，學習者（learner）從小到大，更常見的是接受書本（教材、練習冊等）、板書，通過死記硬背、題海戰術來掌握知識與技能。眼睛習慣于識別圖文等靜態信息，聽從左腦的指揮，進行基于邏輯推理的線性思維。在各大旅游職業院校內，為了使學習者在全國導游人員資格考試（以下簡稱為導游資格考試）獲得優異成績，現場導游、導游英語等專業教師采取三種方式來獲取臨場或非臨場體驗。第一種方式是帶領學習者到現實的自然景區、人文景區中，開展情境式教學。第二種方式是帶領學習者圍繞校園巡回講解，開展模擬式教學。專業教師一開始示意校園為即將光臨的某一自然或人文景區，假設眼前的實景為即將講解的對象，從而讓學習者發揮聯想、假戲真做。第三種方式是在播放導游風光影片，展示景區圖片，開展多媒體教學。專業教師收集各種素材——自制PPT或從網絡上下載視音頻等素材——在45分鐘內進行導游實務案例分析，或以著名導游的經典案例作為多媒體教室臨場體驗的范本。同時，期望學習者融入教師所描繪的“假想空間”，右腦聯想翩翩，如現景區，如入佳境。

普遍沿用上述三種方式，的確培養一批批導游專業人才。不過，畢業后的優秀人才更多是靠博覽群書、再度修煉而成就的。模擬式教學、多媒體教學終究無法在腦海之外達到身臨其境的“現實空間”效果。簡陋的資源迫使學習者僅靠“假想空間”來完成2～3年的學業。學習者穿梭于教師言傳身教或教材字里行間的條條綱綱以培養處理突發事件的能力，缺乏身臨其境，只得先“假想空間”、后死記硬背，從而應付一年一度的導游資格考試。隨著景區改造、修繕事宜的逐年推進，不同方位、不同地段的實景實物日新月異。“假想空間”顯然存在誤導傾向。因此，未來的導游不宜靠“莫須有”的猜想，來強迫未來的游客接受自己從未光臨、自以為是的陳年信息。情境式教學給學習者帶來貼近自然與人文的樂趣，卻不能頻繁地被執行，因為耗時多、投入多、危險多。短途操練尚能得以保障，長途勞頓實在難行。專業教師不可能為了幾堂課而四處奔波。因此，教師不宜忽視先進的信息技術裝備，脫離教育技術工作者而滿足于自制的課件。桑新民教授指出：“圖像、聲音、影視的數字化使人類進入‘虛擬現實中的計算機仿真世界，并使數字化成為人類把握歷史、現實與未來的一種重要文化方式、生存方式、教育模式。在往昔的教育中，學習者始終生活在兩個世界的時空環境中，一個是經驗世界，另一個是語言文字世界，當代信息技術正在創造出前所未有的虛擬現實世界，這第三個世界應該成為溝通前兩個世界的重要橋梁。”為了溝通導游專業實訓者的經驗世界與語言文字世界，教育技術工作者有待支援先進的信息技術裝備，支援教師以引領學習者，在虛擬現實世界中經歷有別于往昔的學習過程。

二 虛擬空間與空間主觀性

英國哲學家邁克爾·波蘭尼（MichealPolanyi）指出：“我們通過自己對輸入和輸出的行為信號和神經信號的詮釋而確定這種聯系（身體與思想之間的聯系，線索與線索所意指的圖像間的聯系）。神經官能提供信號，但不能詮釋信號。”這個道理在《楞嚴經》中被總結為“燈能顯色，如是見者，是眼非燈；眼能顯色，如是見性，是心非眼”。話說阿難驚嘆“我見如來三十二相，勝妙殊絕，形體映徹猶如琉璃”。佛問：“你說看到我漂亮，拿什么看？”阿難答：“眼睛。”佛言：“你錯了，眼睛不會看。眼睛似一個照相機。照相機不會照，后面有個扳動照相機的動能。有個人把它一按，喀嚓，就把影像錄進來。眼睛、眼球不過是個照相機，怎么能看呢？能看的不是照相機。”（南懷瑾解釋佛言）之后。佛跟阿難進行了八次辯論。經典的一段話是談到“還”（回歸）——“無日不明，明因屬日，是故還日。暗還黑月。通還戶牖，壅還墻宇。緣還分別，頑虛還空。郁孛還塵，清明還霽。則諸世間一切所有，不出斯類。”在肯定（“眼見為實”）的基礎上加以否定（“肉眼虛妄”），有助于理解虛擬場景與實景實物具有主觀上的同等存在地位，誠如德國哲學家康德（Immanuel Kant）與石里克（Moritz Schlick）共同堅信的“空間主觀性”。阿難肯定了眼睛的本領，佛做了八次否定，所謂“八還辨見”。佛告訴阿難：“為何有時眼睛能看見東西？因為前面是虛空。為何有時看不見東西？因為前面存在不透明的障礙物。撤掉障礙物，就能看見放在障礙物后面的東西。有亮光，你就看見。沒有亮光，譬如夜黑無燈，就看不見東西。把光明作用還給了太陽，也把阻礙作用還給了墻壁。”因此，從“把一切功能還給外物”的角度看，充滿透明貼圖、半透明貼圖、不透明貼圖的虛擬場景與實景實物相比，不存在太大的光影差異。

在虛擬場景的光影基礎上，額外增設受自動化控制的鮮花和雨露。置身其中，學習者除了感受汽車顛簸、飛機馳騁、小鳥嗚叫，還感受鮮花吐露芬芳、雨露從天而降。這一似幻似真的世界到底是何種性質的存在呢？

柏拉圖（Plato）將世界分為感知世界和不可觸及的理念世界。感知世界是容易被表象和事物所欺騙的世界，理念世界是追求永恒之“善”、具有永恒形式的世界。普洛提諾（Plotinus）根據柏拉圖學說，宣稱靈魂不斷斗爭以求脫離肉身、擁抱理念的實在統一。柯依恩（Coyne）認為：“如果計算機允許我們塑造、模仿和重現實在，那么計算機當然也該允許我們改變知覺領域，挑戰并扭曲實在，并創造另外的實在。”哈貝馬斯（Jurgen Harbermas）指出：“無論如何，技術可以這樣來解釋：人類掌握了原本就植根于人類有機體的目的——合理的活動的行為系統的基本要素，并把它們一個一個地透射到技術的平臺上，從而使他自身能夠從相應的功能上解脫開來。”虛擬現實世界是人類模仿實景實物而形成的人造世界。機心由人心所造，有望迎合人心、服務人心；虛擬現實世界由人心所造，有望順應人心、滿足人心。

在虛擬現實世界里，學習者使用無線鼠標與無線鍵盤等感應式交互設備，體驗已非假想的“虛景幻境”，體驗形同虛設的“虛擬空間”。那么，緣何他，她會對已非假想的、形同虛設的空間如此神往，并信以為真呢？

在學習者的腦海之內，存在一個作為直觀可表象的廣延的空間，還存在一個作為純粹概念獲得的排列自然對象的系統（次序系統）的空間。這兩種系統彼此獨立，涉及的不是一維的連續統，而是三維的連續統。石里克指出：“空間性直觀是一個感官知覺的問題。對于空間觀念的起源問題，不管是較多傾向于樸素的觀點還是傾向于經驗主義的觀點，不管人們是認為感覺的空間次序是某種事先就與之相聯系的東西，還是某種僅僅由于一種聯想過程才與之相伴隨的東西，有一點仍然是確定的，這就是空間性是一種特殊的、直觀的感覺次序。但是由于我們具有多種不同種類的感覺器官，因而就具有各種各樣的不同種類的感覺。在每一種感覺中都有或多或少清晰的空間次序。然而，這種次序對于每一種感覺領域都是獨特的，其主觀性質與其他感覺領域的次序并不相同。例如，有視覺空間、觸覺空間、運動感覺空間。它們并沒有呈現出共同的直觀特征。當我們在視覺上直觀我們的鉛筆的形狀時，我們具有的經驗甚至無法與我們觸摸到‘同樣形狀時所具有的經驗相比較。并不存在兩者所共有的性質可以從它們當中分離出來作為真正的空間性質。……動覺空間正如觸覺或視覺空間一樣，并不等同于物理的、客觀的空間。它是一種直觀的連續，其結構能夠為我們在概念上構造事物的客觀次序提供條件；當然運動感覺的材料唯一地與這種次序相對應，但這并沒有使運動感覺比上面所討論的另兩種感覺出于更有利的地位。”石里克認為空間性是一種特殊的、直觀的感覺次序。但是，我們具有多種不一樣的感覺器官，因而具有不同種類的感覺體驗。感覺的質是意識的要素，而不是超驗的、非所與的實在的要素。它們屬于主體，而不是屬于對象。我們有一個具有兩種或更多體現的對象，一個體現在意識中，另一個體現在超驗的世界中。當學習者光臨環幕演示廳時，每一個聲音感覺被多次復制，有幾個學習者就被復制幾次。在超驗的空間，時間格式中，規定了由不同的位置或分散的場所構成的系統。這個系統可以在思想中任意放大或延伸成為可以完全包括所有空間性對象的連續的多重結合體——時空重合的結合體。

學習者靠教師口若懸河或教材文字散花所刻意意識的“假想空間”，是刻意想象和刻意思考而成的，與置身“虛擬場景”所獲得的自在想象和自在思考不同，所獲取的空間經驗、時空重合經驗亦不同。通過“假想空間”而成就的經驗體現在意識中，通過“虛擬空間”而成就的經驗體現在超驗世界中。因為，為學習者創設光影隨身、即時體會的超驗世界，讓他/她知道超驗世界的存在是可能的，并非不可想象的。既然不愿經歷長途跋涉與勞頓，又要獲取如此唯美仿真的世界，那么，較佳選擇當屬虛擬現實系統。

三 虛擬現實系統的軟硬件配置與實訓功能

認知神經科學研究表明：在生命發展全過程，學習者的中樞神經系統具有一定的可塑性。大腦的視覺、聽覺、軀體感覺以及運動皮層都具有極強的可塑性，不同的大腦皮層之間還存在跨模塊的可塑性。支援虛擬現實系統，有望誘發學習者跨通道的神經網絡，加強神經元之間連接的強度與密度。人腦的可塑程度是多層面、多通道的，愈強、愈密就愈“智慧”。支援虛擬現實系統，有望為不同的學習者復制不同的視聽感覺，從而在意識之外締造超驗的世界，抵達專業知識與技能的“智慧”。教育技術工作者的功勞在于通過支援虛擬現實系統而幫助學習者克服時空限制，促成夢寐以求的“智慧”。一方面，虛擬現實系統是具有明確學習目標的多用戶學習社區，支持含教師在內的學習伙伴與學習者進行合作；另一方面，虛擬現實系統支持學習伙伴對學習者進行評價。那么，應當如何支援虛擬現實系統呢？

在上海旅游高等專科學校環幕演示廳（又名虛擬現實導游教學實驗室）里，虛擬現實系統由三部分構成，即虛擬現實導游系統、虛擬現實演示系統、虛擬現實網絡系統。如圖1所示，虛擬現實導游系統、虛擬現實演示系統采用大屏幕投影顯示技術、邊緣融合技術、虛擬仿真計算機技術、多視窗無縫顯示技術，由立體環形金屬無縫硬屏幕（簡稱柱狀環幕）、高性能圖形集群、多視窗無縫顯示設備、12臺投影儀以及相關輔助設備配置而成。如圖2所示，虛擬現實導游系統是通過直接操縱1臺主控機和12臺節點機而間接操縱六組投影機（6臺“左眼”、6臺“右眼”）；虛擬現實演示系統是通過直接操縱1臺主控機和1臺節點機而間接操縱六組投影機。虛擬現實網絡系統采用CS架構并共享虛擬現實導游系統的場景，由教育技術工作者端、教師端和學習者端配置而成。

如圖3所示，導游系統的主界面目錄包含五個欄目：中國旅游景點、上海旅游景點、導游服務程序、突發事件處理、考評測試。“中國旅游景點”欄目包含上海之外的中國各省市著名景區的虛擬場景，涉及自然景區、人文景區。自然景區下設山體、水文、植物、動物、氣象等類別；人文景區下設園林、寺廟、古城、遺址、民俗、城市等類別。“上海旅游景點”欄目包含上海市著名景區的虛擬場景，如龍華、南京路、人民廣場、外灘、豫園等。“導游服務程序”欄目包含導游業務知識與接待過程，涉及準備階段、接站階段、日常導游階段、送站階段、后續階段。“突發事件處理”欄目包含應對自然災害與物理災害的突發事件模擬測驗。“考評測試”欄目包含許多測試的考題與鏈接。

虛擬現實導游系統具備以下實訓功能：（1）具備完整目錄，支持景點漫游、信息查詢、資源鏈接、景點導航、自動講解、導游考核、事件模擬、課件編輯等；（2）預設分段落與分路節的導游路徑，支持自動講解，支持多語言選擇。在事先錄制多國語言（導游英語、導游日語、導游韓語等）的前提下，教師隨機選擇語種，并通過無線鼠標與無線鍵盤等感應式交互設備，實現非自動的漫游。

如圖4所示，演示系統支持邊緣融合與顏色一致性的調整。在調整投射于柱狀環幕上的光影時，須在多通道柱狀環幕上顯示圖形、圖像或播放視頻、動畫，并觀察“融合區”上的拼接效果。所謂“融合區”，是指左、右畫面之間的重合區域，如圖4所示的“擬”字處的豎直條形區域。以6通道為例，“融合區”是左側3通道與右側3通道相銜接的條形區域。為了避免在臨界區域出現亮度的雙重增益，須仰仗邊緣融合技術的力量。邊緣融合技術能讓左側投影機投射的影像逐漸弱化，讓右側投影機投射的影像逐漸增強，從而實現光影的完美融合。在安裝六組投影機時，安裝Free Window（又名FreeMedia）演示軟件，在【融合/變形】控制面板上調整伽瑪校正、衰減指數、中間亮度、融合寬度等融合參數。在精確投影如圖5所示的數字（0～9數字橫縱交錯）圖像之后，微調【融合/變形】中的伽瑪校正等參數，對融合變形組中的顯示窗口進行布局排列、操作預覽。而后，在兩側影像的條形區域實現左右影像的層疊銜接、無縫銜接。演示系統具備中控管理模塊，還支持實現中控管理。中控管理模塊提供開放接口，被安裝在基于Windows操作系統的主機上。

虛擬現實演示系統具備以下實訓功能：（1）播放導游風光、導游程序等影片，有助于學習者觀摩、交流。普通DVD光盤沿著左右兩側分屏顯示，面向六通道制作的3D視頻被全屏顯示；（2）展示現場導游、導游英語等課程PPT的截圖，以及學習者為課堂活動而勾勒的背景圖、導游路線圖等。

如圖6所示，網絡系統采納VirSight旅游實訓網絡教學軟件，支持局域網、因特網環境下的師生互動體驗。教育技術工作者端、教師端與學習者端的密切聯系、相互協作、展示資源，實現了不同物理位置上的資源共享，保證教育技術工作者端、教師端、學習者端的獨立性。

虛擬現實網絡系統具備以下實訓功能：（1）支持課件、測試題的制作與發布，支持教師端、學習者端同步顯示課件信息，且支持學習者預習、復習專業課程，添加課堂筆記等；（2）支持中、英、日、韓等四國語言，支持添加超鏈接、自動播放導游路徑，且支持教師隨時切換至非自動漫游。四教師應用虛擬現實系統的方案

從事近五年的支援虛擬現實系統、支援教師的工作，筆者發現所謂的“教”與“不教”，可釋為學習者經歷的兩種學習過程——“重干預學習過程”與“非干預學習過程”。這兩條脈絡經常交叉在一起，以至于初涉支援工作的年輕人迷惑“教”理、不知“教”蹤。因此，在論述教師應用虛擬現實系統的方案之前，有必要明確未交叉時的兩條脈絡之差異。在學習者經歷“重干預學習過程”的脈絡下，教育技術工作者通過支援教師，間接地幫助學習者經歷“程序化”的學習過程。在學習者經歷“非干預學習過程”的脈絡下，學習過程是非線性的、交互的，不受教師干預，全由學習者主動掌控。于是，知曉支援虛擬現實系統的同時還得支援教師，教育技術工作者就不宜在學習者經歷“重干預學習過程”時加以妨礙干擾，也不宜在教師干預之時橫生枝節，而宜事先詢問學習者有待獲得何種技術支持，或教師有待配備哪些技術裝備。作為一名“支援者”，教育技術工作者應明確自身的主要職責除了輔助（assist）、幫助（help）、調度（accommodate）人力資源，還得支撐（support）、維持（maintain）、提供（provide）非人力資源。中國基礎教育普遍存在的事實是，教學設計（ID）即教學系統化設計（ISD）屬于教師的份內工作，屬于加涅、迪克&凱利等專家開篇一致認同的教師之“決定”或“責任”。教師“進行教學設計的目的是為了支持學習過程”，是以“支持學習過程”為名，行“干預學習過程”之實。教師是幕前干預者，教育技術工作者是幕后協助者。

教師應用虛擬現實系統沒有定式，即沒有固定的方案。以下淺顯地介紹本校三位教師秉承個人風格的應用方案。

第一位教師慣于采用講授法，即側重讓學習者經歷“重干預學習過程”。他在課前準備關于“突發事件處理”的圖片、文字和聲音，筆者通過超鏈接使之與場景相關聯，從而使他在授課時隨時調用所需的圖片、文字和聲音。采納虛擬現實導游系統，他根據某一章節的景區介紹，進入對應的虛擬場景，規定全體學習者跟隨課程進度，并努力地使學習者做到知識習得、技能掌握一一過關。臨近導游資格考試時，就利用導游系統的“突發事件處理”、“考評測試”兩大欄目，考察學習者解決“不可預料的境遇”的能力、應對筆試與面試的能力。課后，學習者會到環幕演示廳相鄰的數字資源閱覽室，采納虛擬現實網絡系統，經歷“非干預學習過程”。

第二位教師慣于先讓學習者觀摩自動播放狀態下的導游路徑，而后有選擇性地加以剖析。點擊投影機控制面板，從“導游系統”切換至“演示系統”，發揮演示系統的寓教于樂功能。當學習者觀摩導游路徑時，這位教師一旦看到與教材重難點、考試重難點相關，或與實景實物今昔變動相關，就利用感應式交互設備，暫停播放導游路徑，剖析虛擬場景的某一細節。因為導游路徑被分成不同段落與不同路節，便于他拖拽【導游路徑】控制面板上的滾動條，選擇段落或路節，定點、定位地剖析。

第三位教師慣于采用面試法，即考察學習者的現場導游講解能力，以應付導游資格考試之口試環節。學習者不是按照點名冊的名單次序上場講解，也不是被教師指定上場講解，而是“抽簽切換于不同的虛擬場景，能者上”。如此富有競技的方式，令有所準備的學習者躍躍欲試，令毫無準備的學習者倍感恐慌。筆者有時會按照這位教師的意愿，拍攝生動活潑的課堂之全過程。學習者在課后觀看自己的言行舉止，分析錯誤和不足，從而改進導游講解辭、表達姿勢等。有時，這位教師會利用導游系統的“考評測試”欄目，錄制導游講解辭，根據錄音來評價績效，有的放矢地幫助學習者提高專業知識與技能。

總之，虛擬現實系統構成交互程度極強的空間，構成允許不斷復制視聽感覺的空間。在交互程度極強的空間里，現場導游、導游英語專業的學習者突破長途勞頓、奔波不同景區等時空限制。在允許不斷復制視聽感覺的空間里，學習者進行多學科、跨學科的導游講解，跟隨程序教學的節奏或自我設定的節奏，進行感覺、知覺、思維，實現即時交互和知識建構。建議教育技術工作者繼續探索其中的奧妙，助力不同專業的實訓。