WebVR在普通高等教育領(lǐng)域的應用

我們所熟知的VR產(chǎn)品，如各式的虛擬現(xiàn)實頭盔、VR賽車、VR電影、蛋椅等，可以稱之為“本地虛擬現(xiàn)實”。其的優(yōu)勢在于內(nèi)容制作精良，傳感設備豐富，可以獲得很好的VR體驗。但是，此類產(chǎn)品還存在諸多不足，如設備不輕便，使用場景比較固定；不能大范圍聯(lián)網(wǎng)互動；產(chǎn)品標準不統(tǒng)一；價格高昂但成熟度不高，更新?lián)Q代快。這些缺陷極大限制了應用潛能的發(fā)掘。在高等教育教學中，對VR的需求越來越多，“本地VR”的種種缺陷，不利于其在高等教育中的普及，WebVR的出現(xiàn)有效彌補了這些不足，可以很好地與高等教育結(jié)合，助力高等教育信息化建設。

一、WebVR的發(fā)展現(xiàn)狀

1.WebVR簡介

所謂WebVR，就是VR on Web，其運行平臺是各類網(wǎng)頁瀏覽器，VR內(nèi)容也可以在移動終端流暢運行。從而有效規(guī)避了“本地VR”不輕便、碎片化、不能互聯(lián)的缺陷。WebVR更注重內(nèi)容的開發(fā)，目前可開發(fā)的內(nèi)容包括VR全景圖、VR視頻、WebVR應用程序等。

VR全景圖的制作大多是對真實場景進行固定視點旋轉(zhuǎn)拍攝，再使用全景拼合軟件進行圖像拼合處理，將全景圖上傳至特定的網(wǎng)絡平臺分享，受眾即可通過網(wǎng)頁瀏覽器或移動終端體驗。VR全景圖技術(shù)已經(jīng)非常成熟，分享平臺數(shù)量眾多，目前是WebVR的主要內(nèi)容。

VR視頻與VR全景圖的原理相似，其制作技術(shù)已經(jīng)十分成熟，但是Web端的內(nèi)容還是很少，主要是受到網(wǎng)絡帶寬的限制。相信隨著網(wǎng)絡帶寬的提升、文件壓縮和視頻播放技術(shù)的進步，VR視頻會和現(xiàn)在普通的網(wǎng)絡視頻一樣普及。

WebVR應用程序是“本地VR”應用程序的輕量化，需要在網(wǎng)頁上顯示三維圖像，很大程度上得益于瀏覽器的進步，集中體現(xiàn)在WebGL技術(shù)的發(fā)展。用戶無需下載和安裝應用程序，甚至無需下載安裝插件，即可獲得三維交互式VR體驗。WebVR應用程序目前還處于初級階段，但隨著計算機科學的高速發(fā)展，WebVR很快能達到甚至超越目前“本地VR”的水平。

2.WebVR的優(yōu)勢與不足

WebVR的最大優(yōu)勢在于可以通過互聯(lián)網(wǎng)傳播和共享。它無需下載和安裝應用程序，使用便捷；WebVR的內(nèi)容可以嵌入到網(wǎng)頁中，應用場景非常靈活，能夠與文字、圖片等并列呈現(xiàn)，交相輝映；WebVR可以在各種移動終端流暢運行，突破了時空限制。

WebVR的不足主要集中在應用程序方面。暫時無法表現(xiàn)較大型的三維場景、畫面質(zhì)量有待提高、需要短時間網(wǎng)頁加載、開發(fā)工具仍然不夠友好等。這些問題都將隨著瀏覽器的不斷進步、網(wǎng)絡帶寬的日益提升、社會更為廣泛的投入逐漸改善。

二、WebVR在高等教育中的應用

VR在高等教育的應用，總體上以輕量級的內(nèi)容居多，WebVR可以滿足需求。學習者借助網(wǎng)絡平臺可以自主收集到大量的、形象生動、清晰易懂的學習資源，構(gòu)建起自己的知識體系，形成獨特的觀點和見解，促進個性化教育形成。另一方面，校際之間共享優(yōu)秀的WebVR教學內(nèi)容，打破學習在空間和時間上的局限，促進教育公平。WebVR在高等教育教學中的應用主要有教學環(huán)境展示、虛擬演示教學內(nèi)容、虛擬實驗等

1.教學環(huán)境展示

展示教學環(huán)境可以運用VR全景圖、VR視頻等手段，對校園環(huán)境、實踐教學環(huán)境、教學內(nèi)容所涉及的環(huán)境等進行展示。對校園環(huán)境的展示可以直觀地表現(xiàn)校園的景觀及設施，促進校園建設和教育發(fā)展。在高等教育中涉及大量的實踐考察等教學環(huán)節(jié)，如對高層建筑工地、惡劣自然環(huán)境、無塵無菌車間等的考察認知，受客觀條件限制，這類實踐很難開展。借助WebVR技術(shù)，只需一次性拍攝VR全景圖或VR視頻，就可以讓眾多學生獲得沉浸式體驗。

2.虛擬演示教學內(nèi)容

虛擬演示需要針對教學內(nèi)容開發(fā)WebVR應用程序。在高等教育教學過程中，涉及大量抽象的、復雜的、不可見的內(nèi)容，需要為學生講解、演示。例如某種新型發(fā)動機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析，眾多高校中很難擁有新型設備實物作為教具，采用仿制模型理念落伍、有很多不足。通過開發(fā)相應的WebVR內(nèi)容，可以逼真地展現(xiàn)該發(fā)動機，根據(jù)教學需要進行快速分解展示，可以展示工作狀態(tài)下，發(fā)動機內(nèi)部各個部分的運行原理等，能夠做到實物教具所做不到的教學演示。虛擬演示內(nèi)容進一步開發(fā)，可以進行虛擬實驗，該內(nèi)容通過網(wǎng)絡分享，性價比極高。

3.虛擬實驗

2013年，教育部印發(fā)了《關(guān)于開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設工作的通知》。至2017年，全國獲批建設國家級虛擬仿真實驗教學中心（下文簡稱“中心”）300個，各省建設了大量的省級“中心”。每個“中心”都建設若干虛擬仿真實驗教學項目（下文簡稱“項目”）與之配套。目前在全國示范性虛擬仿真實驗教學平臺——“實驗空間”中上線的國家級“項目”303項。虛擬仿真實驗經(jīng)過5年的建設，取得了豐碩的成果，但也存在較多問題亟待改進，如：缺乏標準、部分“項目”質(zhì)量不高、無法跨平臺運行、共享度不高等。從“項目”的建設趨勢來看，部分近期新建的“項目”，已經(jīng)開始應用WebVR技術(shù)。隨著WebVR技術(shù)的不斷進步，能夠很好地解決目前“項目”建設中所存在的諸多技術(shù)問題，促進“項目”質(zhì)量的提升。

三、結(jié)論

WebVR在高等教育中的應用，目前還處于起步階段，卻有著廣闊的應用前景。它的廣泛共享特性，極大節(jié)約了教育成本，且創(chuàng)造出優(yōu)質(zhì)共享的教育資源，促進教育公平；其跨平臺運行的高度適應性，使學習突破了時間和空間的限制，具有高度靈活性，能夠?qū)崿F(xiàn)泛在學習的目標；其虛擬仿真的特點，使以往眾多難以開展的高危、高消耗、高投入、不可逆的實驗項目得以廣泛開展。隨著WebVR技術(shù)的不斷發(fā)展以及與高等教育的深度融合，可以促進學習方法、思維方式、教育理念的進步，有望推動高等教育教學模式的革新。WebVR能夠很好地服務于高等教育的前提是互聯(lián)網(wǎng)上要積累豐富的WebVR資源，這需要高校牽頭，社會各界廣泛參與，共同建設，使高等教育與WebVR相互促進。