VR/AR技術在高職院校“雙高”建設中的應用探索

肖龍星

摘 ?要：該研究基于高職院校虛擬仿真實驗室的建設構想、VR/AR技術在思政課程及其他各專業課程中的應用，力求探索出促進高職院校“雙高”建設的VR/AR系統，提高學校專業建設水平和綜合展示能力。VR/AR開發引擎基于Unity 3D游戲引擎。VR搭載平臺基于720云、Steam VR、Pico VR和微信公眾平臺等，AR搭載平臺基于Vuforia平臺、Andriod移動端和IOS移動端。

關鍵詞：VR ?雙高 ?職業教育 ?虛擬現實

中圖分類號：G434 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2019）06（a）-0030-02

1 ?VR/AR技術助推高職院校“雙高”建設

在高職院校“雙高”創建工作中，虛擬仿真實驗室建設是一項重要的考核指標。VR/AR是行之有效的技術，在推動校園建設、促進專業建設方面具有重要意義，在可融合校方資源，或助推“雙高”建設中脫穎而出。

1.1 虛擬仿真實驗室建設構想

高職院校的虛擬仿真實驗室應包含實地展示廳和云端展示廳。

實地展示廳應位于行政主樓或教學主樓，運用相應的VR和AR設備，展示校園形象、師生作品、獲獎作品等。

云端展示廳應結合相應的VR和AR云端展示平臺，如720云、Steam VR平臺等進行展示。如果結合微信小程序搭建產品展示廳，并嫁接到校方微信公眾號，既能保證數據安全，又方便師生實時訪問。

1.2 VR/AR技術融入高職課程

VR/AR是發展中的、影響深遠的、有潛在應用價值的新技術，能夠縮小教育與社會需求之間的差距，改變學習者的思維方式，甚至會影響學習者對世界、時空和自我的看法[1]。若將其合理應用于思政課程中，或將有效促進思政課程改革;合理應用于專業課程中，課堂主陣地或將呈現全新的教學模式。

1.2.1 VR/AR助力思政課程改革

師生人人一套VR眼鏡，通過沉浸式教學，將大家帶入思政的虛擬世界。在各類虛擬歷史博物館、紀念館內，師生可角色互換，通過場景漫游、觀看影片、交互游戲、答題闖關等，完成每一節課程。

結合思政課程教科書內容，獎品被設置成AR產品，獎勵表現優異的學生。對于學生的學習進度、學習水平、課程考核等方面，都可結合每位學生的監控數據做評估分析。

1.2.2 VR/AR在其他專業課程中的應用

計算機專業，特別是軟件開發、數字媒體等方向，應當開設VR/AR課程。師生既可以開發、設計VR/AR產品，又可以參加各類比賽。

其他非計算機專業，則可以將VR/AR產品融入授課內容。比如建筑類課程中，建筑結構可以通過VR和AR來展示;經濟貿易類課程中，可以通過VR模擬產品物流路線;小學和學前教育類課程中，通過AR將卡通漫畫生成3D效果，通過VR交互布置幼兒學習環境等。

2 ?VR產品設計與架構

VR產品包括基于現實的720°或360°實景VR和基于模型的虛擬VR。前者源于實地取景，生成全景照片;后者通過建模，搭建VR環境。

2.1 實景VR的設計與實現

2.1.1 實地取景

720°全景VR主要用于外景展示，需借助無人機實地取景。選好取景點后，將無人機升至高空懸停，平、仰、俯角360度各拍攝4～6張，最后扣拍1張，共計13～19張。

360°全景VR主要用于內景展示，需借助單反相機和魚眼鏡頭。平角360°拍攝4～6張，垂直向上、向下各拍攝1張，共計6～8張。

2.1.2 后期制作

將拍攝好的實景照片導入全景合成軟件，比較常用有PTGUI。將照片合成1張長寬比為2：1的全景圖。

合成的720°全景圖，還需要導入Photohop軟件，處理天空效果或修補其他細節。

2.1.3 產品發布

處理和優化好的全景圖片，可發布至全景云平臺，開通VR功能即可正常訪問。

以720云為例，產品展示中既可添加背景音樂、語音講解，又可增加熱點、沙盤、足跡等，增強交互性和用戶體驗。生成的二維碼或超鏈接，還可嵌入到學校微信小程序或微信訂閱號中。

2.2 模型VR的設計與實現

2.2.1 模型制作

運用Unity 3D搭建場景，其中包括UI界面和各類交互按鈕。

該研究以Pico VR為例，導入VR所需SDK，即PicoVR Unity SDK V2.7.7。進入Project選項卡，依次展開Assets→Pvr_UnitySDK→Prefabs，將Pvr_UnitySDK、PvrController0、PvrController1、ControllerManager預制體拖入場景，再做相應調試，即可完成VR交互功能的環境搭建。

2.2.2 代碼交互

點擊UI按鈕交互，如實現場景切換的核心代碼：

SceneManager.LoadScene（"Tushuguan"）;//切換到“Tushuguan”場景

點擊手柄方向盤按鈕，實現前后左右移動。新建CameraMove.cs腳本，掛到Pvr_UnitySDK，核心代碼：

float xAxis= Input.getAxis（“Horizontal”）;

float zAxis= Input.getAxis（“Vertical”）;

transform.Translate（xAxis，0f，zAxis）;

2.2.3 作品導出與發布

設計好的VR作品，既可導出到PC端和移動端運行。同時，還可發布到Pico VR平臺，通過Pico VR APP訪問作品。

對于高校而言，最安全的方式是開發VR/AR云端展示廳，將所有作品集成管理。

3 ?AR產品設計與架構

AR取景目標以“五四運動”4個漢字的印刷體為例，制作3D視聽特效。Unity 3D最好選用2017版本以上，軟件自動集成Vuforia SDK。

3.1 Vuforia注冊與數據庫搭建

在Vuforia官網注冊賬戶，新建開發項目。將項目生成的License Key復制粘貼到Unity 3D場景的Vuforia預制體中，以便識別AR取景目標。

返回Vuforia官網，進入Target Manager，點擊Add Database按鈕新建數據庫。在Add Target中新建單張圖片（Single Image），圖片為“五四運動”4個漢字的照片。下載數據庫，選擇Unity Editor，導入Unity 3D的Assets中備用。

3.2 模型導入與代碼框架改寫

在Unity 3D場景中創建能夠代表“五四運動”的模型，并導入相關音頻。將AR_Camera預制體拖入場景，修改AR_Camera中的腳本組件，核心代碼如下：

Instantiate（Wusiyundong_Prefab， transform.position， Quaternion.identity）;//實例化場景預制體

3.3 AR產品導出與發布

AR產品設計好之后，即可導出到PC端和移動端運行。較安全的方式是存放到校方的VR/AR云端展示廳（包括校方APP或者微信小程序、訂閱號），將所有發布的產品進行集成管理。

參考文獻

[1] 張枝實.虛擬現實和增強現實的教育應用及融合現實展望[J].現代教育技術，2017（1）：21-27.

[2] 郭立志.虛擬仿真實驗室在高校中的構建[J].科技經濟導刊，2016（28）：130.

[3] 皮健，李文東.基于VR/AR技術的職業學校STEAM課程體系的構建與應[J].遼寧師范大學學報：自然科學版，2019，42（1）：54-59.