WebVR在普通高等教育領(lǐng)域的應(yīng)用

我們所熟知的VR產(chǎn)品，如各式的虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔、VR賽車(chē)、VR電影、蛋椅等，可以稱之為“本地虛擬現(xiàn)實(shí)”。其的優(yōu)勢(shì)在于內(nèi)容制作精良，傳感設(shè)備豐富，可以獲得很好的VR體驗(yàn)。但是，此類(lèi)產(chǎn)品還存在諸多不足，如設(shè)備不輕便，使用場(chǎng)景比較固定；不能大范圍聯(lián)網(wǎng)互動(dòng)；產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一；價(jià)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(yīng)用潛能的發(fā)掘。在高等教育教學(xué)中，對(duì)VR的需求越來(lái)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(bǔ)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(shè)。

一、WebVR的發(fā)展現(xiàn)狀

1.WebVR簡(jiǎn)介

所謂WebVR，就是VR on Web，其運(yùn)行平臺(tái)是各類(lèi)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器，VR內(nèi)容也可以在移動(dòng)終端流暢運(yùn)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(kāi)發(fā)，目前可開(kāi)發(fā)的內(nèi)容包括VR全景圖、VR視頻、WebVR應(yīng)用程序等。

VR全景圖的制作大多是對(duì)真實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行固定視點(diǎn)旋轉(zhuǎn)拍攝，再使用全景拼合軟件進(jìn)行圖像拼合處理，將全景圖上傳至特定的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)分享，受眾即可通過(guò)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器或移動(dòng)終端體驗(yàn)。VR全景圖技術(shù)已經(jīng)非常成熟，分享平臺(tái)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(luò)帶寬的限制。相信隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的提升、文件壓縮和視頻播放技術(shù)的進(jìn)步，VR視頻會(huì)和現(xiàn)在普通的網(wǎng)絡(luò)視頻一樣普及。

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

2.WebVR的優(yōu)勢(shì)與不足

WebVR的最大優(yōu)勢(shì)在于可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳播和共享。它無(wú)需下載和安裝應(yīng)用程序，使用便捷；WebVR的內(nèi)容可以嵌入到網(wǎng)頁(yè)中，應(yīng)用場(chǎng)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(dòng)終端流暢運(yùn)行，突破了時(shí)空限制。

WebVR的不足主要集中在應(yīng)用程序方面。暫時(shí)無(wú)法表現(xiàn)較大型的三維場(chǎng)景、畫(huà)面質(zhì)量有待提高、需要短時(shí)間網(wǎng)頁(yè)加載、開(kāi)發(fā)工具仍然不夠友好等。這些問(wèn)題都將隨著瀏覽器的不斷進(jìn)步、網(wǎng)絡(luò)帶寬的日益提升、社會(huì)更為廣泛的投入逐漸改善。

二、WebVR在高等教育中的應(yīng)用

VR在高等教育的應(yīng)用，總體上以輕量級(jí)的內(nèi)容居多，WebVR可以滿足需求。學(xué)習(xí)者借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)可以自主收集到大量的、形象生動(dòng)、清晰易懂的學(xué)習(xí)資源，構(gòu)建起自己的知識(shí)體系，形成獨(dú)特的觀點(diǎn)和見(jiàn)解，促進(jìn)個(gè)性化教育形成。另一方面，校際之間共享優(yōu)秀的WebVR教學(xué)內(nèi)容，打破學(xué)習(xí)在空間和時(shí)間上的局限，促進(jìn)教育公平。WebVR在高等教育教學(xué)中的應(yīng)用主要有教學(xué)環(huán)境展示、虛擬演示教學(xué)內(nèi)容、虛擬實(shí)驗(yàn)等

1.教學(xué)環(huán)境展示

展示教學(xué)環(huán)境可以運(yùn)用VR全景圖、VR視頻等手段，對(duì)校園環(huán)境、實(shí)踐教學(xué)環(huán)境、教學(xué)內(nèi)容所涉及的環(huán)境等進(jìn)行展示。對(duì)校園環(huán)境的展示可以直觀地表現(xiàn)校園的景觀及設(shè)施，促進(jìn)校園建設(shè)和教育發(fā)展。在高等教育中涉及大量的實(shí)踐考察等教學(xué)環(huán)節(jié)，如對(duì)高層建筑工地、惡劣自然環(huán)境、無(wú)塵無(wú)菌車(chē)間等的考察認(rèn)知，受客觀條件限制，這類(lèi)實(shí)踐很難開(kāi)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(xué)生獲得沉浸式體驗(yàn)。

2.虛擬演示教學(xué)內(nèi)容

虛擬演示需要針對(duì)教學(xué)內(nèi)容開(kāi)發(fā)WebVR應(yīng)用程序。在高等教育教學(xué)過(guò)程中，涉及大量抽象的、復(fù)雜的、不可見(jiàn)的內(nèi)容，需要為學(xué)生講解、演示。例如某種新型發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析，眾多高校中很難擁有新型設(shè)備實(shí)物作為教具，采用仿制模型理念落伍、有很多不足。通過(guò)開(kāi)發(fā)相應(yīng)的WebVR內(nèi)容，可以逼真地展現(xiàn)該發(fā)動(dòng)機(jī)，根據(jù)教學(xué)需要進(jìn)行快速分解展示，可以展示工作狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部各個(gè)部分的運(yùn)行原理等，能夠做到實(shí)物教具所做不到的教學(xué)演示。虛擬演示內(nèi)容進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，可以進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，該內(nèi)容通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分享，性價(jià)比極高。

3.虛擬實(shí)驗(yàn)

2013年，教育部印發(fā)了《關(guān)于開(kāi)展國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)工作的通知》。至2017年，全國(guó)獲批建設(shè)國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心（下文簡(jiǎn)稱“中心”）300個(gè)，各省建設(shè)了大量的省級(jí)“中心”。每個(gè)“中心”都建設(shè)若干虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目（下文簡(jiǎn)稱“項(xiàng)目”）與之配套。目前在全國(guó)示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)——“實(shí)驗(yàn)空間”中上線的國(guó)家級(jí)“項(xiàng)目”303項(xiàng)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)5年的建設(shè)，取得了豐碩的成果，但也存在較多問(wèn)題亟待改進(jìn)，如：缺乏標(biāo)準(zhǔn)、部分“項(xiàng)目”質(zhì)量不高、無(wú)法跨平臺(tái)運(yùn)行、共享度不高等。從“項(xiàng)目”的建設(shè)趨勢(shì)來(lái)看，部分近期新建的“項(xiàng)目”，已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用WebVR技術(shù)。隨著WebVR技術(shù)的不斷進(jìn)步，能夠很好地解決目前“項(xiàng)目”建設(shè)中所存在的諸多技術(shù)問(wèn)題，促進(jìn)“項(xiàng)目”質(zhì)量的提升。

三、結(jié)論

WebVR在高等教育中的應(yīng)用，目前還處于起步階段，卻有著廣闊的應(yīng)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(jìn)教育公平；其跨平臺(tái)運(yùn)行的高度適應(yīng)性，使學(xué)習(xí)突破了時(shí)間和空間的限制，具有高度靈活性，能夠?qū)崿F(xiàn)泛在學(xué)習(xí)的目標(biāo)；其虛擬仿真的特點(diǎn)，使以往眾多難以開(kāi)展的高危、高消耗、高投入、不可逆的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目得以廣泛開(kāi)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(jìn)學(xué)習(xí)方法、思維方式、教育理念的進(jìn)步，有望推動(dòng)高等教育教學(xué)模式的革新。WebVR能夠很好地服務(wù)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(huì)各界廣泛參與，共同建設(shè)，使高等教育與WebVR相互促進(jìn)。