虛擬現實技術在計算機專業實踐教學中的應用

吳川美 張家港開放大學

虛擬現實技術在計算機專業實踐教學中的應用

吳川美 張家港開放大學

伴隨著社會的不斷繁榮和發展，越來越多新型的技術被應用到了教育當中，最為 典型的就是虛擬現實技術，其能夠在教學的過程中幫助學生理解教學內容，增加學習的興趣。本文就將研究的重點放在了對于虛擬現實技術的介紹上，幫助大家更好的了解虛擬現實系統的組成，以此促進虛擬技術在現實生活中的更好應用。

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伴隨著社會的不斷進步和發展，越來越多的多媒體技術涌現，這為我們的教學工作提供了很多便捷，虛擬現實技術的出現為學生們的學習創造了新的思維。現如今，虛擬技術的引入為教學工作解決了很大的難題，帶領著教育領域向著更好的方向發展。

1 虛擬現實技術簡介

1.1 虛擬現實技術概念

虛擬現實技術（VirtualReality,簡稱VR），其是科學技術不斷發展的產物，利用了計算機技術使人產生一種虛擬的情景，能夠帶領用戶去體驗這種環境。這里所謂模擬環境主要是利用了強大的科學技術最大限度的還原了真實情景，通過視、聽、觸覺的真實體驗，使用戶產生身臨其境的感受。

1.2 虛擬現實系統的構成

一個典型的虛擬現實系統主要涵蓋了計算機、輸入輸出設備、應用軟件和數據庫這四個部分。

（1）計算機。計算機是整個虛擬過程實現的基礎，是整個過程實現的載體，能夠將虛擬世界當中的色彩、聲音最大限度的展現出來。

（2）輸入與輸出設備。其肩負起了虛擬和現實之間的橋梁。要想實現兩者之間的交互就必須要使用其特定的輸入、輸出方式。用戶所要實現的不同功效也是通過輸入、輸出方式的不同得以不同的。常用的設備主要有立體頭盔、數據手套、數據衣等。

（3）應用軟件系統。虛擬現實系統當中的應用軟件能夠根據程序員的設定將一些物體以實體的形式展現出來，能夠更加直觀的現在在人們面前。其主要就是生成三維虛擬立體聲，能夠幫助人們想象的形成和確認。

（4）數據庫。數據庫中有些龐大的信息數據，其主要是各類運行數據的保存，以及設定之處的數據設置。確保程序運行的正確。

1.3 虛擬現實技術特點

虛擬現實技術較為明顯的特征主要包括以下三個方面：沉浸性、交互性、想象性。（1）沉浸性是指通過計算機強大的虛擬性，為用戶創造出一種身臨其境的感受。（2）交互性是指能夠將虛擬環境的體驗者和計算機操作者之間聯系起來。（3）想象性能夠激發用戶的想象力，用戶會根據自己的所見，產生和自己實際生活經驗相契合的想象。

1.4 虛擬現實技術分類

虛擬現實系統能夠將其分為：桌而虛擬現實系統、沉浸虛擬現實系統和分布式虛擬顯示系統這三類。桌而虛擬現實系統所指的是利用計算機對現實生活中的情景進行模擬，這類系統所使用的都是較為常規話的顯示器和立體顯示技術，其也因為較為便宜的成本而得到了廣泛應用。沉浸虛擬現實系統指的是通過頭盔顯示器能夠將用戶的視覺、聽覺和其他感覺發揮到最大。促進其更加專注于體驗，從而產生一種真實的錯覺，即與外部現實世界小產生自接交互。分布式虛擬現實系統則是為用戶提供有多種模式的分布式虛擬環境，能夠提供給更多的用戶使用。

2 虛擬現實技術在計算機專業實踐教學中的應用

利用虛擬現實技術，能夠專門建立虛擬實驗室，為學生的學習提供便捷。虛擬實驗室的配備能更好的為學生的體驗提供基礎。在這個環境中，學習者能夠切實得體會到科學技術的魅力，現場的操作也能夠增強他們對于科學技術的體驗。

我們以電子電路實驗教學為例子來進行說明，在這堂課程當中，學校要為學生的實際操作提供大量電子元器件，而學生處于學習的初級階段，難免會出現對器材的損壞。而如果使用虛擬實驗室的話就能夠減少浪費情況的發生，所有元器件都能夠在計算機當中模擬生成。實驗學生登陸虛擬實驗室后，就能夠產生和實際情況相同的場景。虛擬實驗室的利用也能夠按照實際操作的流程去進行，根據系統的要求一定要進行實驗流程設計、實驗裝置搭建、實驗內容操作、實驗結果統計分析等流程進行，整個實驗操作都能夠在虛擬環境中進行。學生也能夠根據虛擬系統中的研究進行練習，更好、更快的熟悉整個電路。使用虛擬設備不僅僅能夠節約實驗資源，同時也能夠最大限度的節約教師的精力，提高對于學生實驗結果的分析法的評判。使得分析的結果更加契合實驗的效果。最大限度的節約了人力、物力、財力，是一舉多得的事情。

3 虛擬現實技術在計算機專業實踐教學中存在的問題

3.1 實現成本待降低。

現有的虛擬現實系統應用在實際應用當中所需要承擔的成本較高，因此并沒有得到大范圍的應用。

3.2 硬件設備達小到。

虛擬環境的實現是需要與之相對應的設備的，而在現實操作中這類設備的獲取較難。從而影響了虛擬現實系統效果的呈現。

3.2 軟件開發技術有待提高。

軟件能夠實現的最終效果更加逼真，其實現成本不斷降低都需要軟件技術的不斷升級。因此，相關的研究者要加強對于軟件技術的研究和探討。

4 結束語

能夠將虛擬現實技術和教學方式結合起來運用是一種很好的創新方式。這種方式也成為了現在教學的重要方式之一。但是由于現實情況中虛擬的使用所需要花費的成本較高，因此，還需要相關人員的不斷研究。虛擬實驗的使用能夠幫助學生更好的理解學習中需要的問題，幫助教師教學工作的更好進行。

[1]虛擬現實技術在計算機組裝與維修教學中的應用思考[J]. 戎建挺.中等職業教育. 2012(10)

[2]基于專利與產業鏈分析的虛擬現實技術發展態勢研究[J]. 趙長偉,蘇祥榮,楊艷娟,胡芒谷.情報工程. 2017(02)

[3]虛擬現實技術在心理服務中的應用創新[J]. 陳瑩.中國管理信息化. 2017(18)

吳川美，1977年1月，女，漢，重慶市合川區，教師，講師，本科，計算機及應用，張家港開放大學。