MR技術在司法院校專業課中的應用研究

王 浩，李 娟

（河北司法警官職業學院， 河北 石家莊 050081）

混合現實（MR）是指“增強現實（AR）+虛擬現實（VR）”，是二者技術的深一步發展?；旌犀F實技術被稱為下一代計算服務平臺，它集成了物理網絡世界和虛擬經濟世界，構建了現實世界、虛擬世界和用戶信息之間的新型交互世界。在司法院校專業課程建設中，充分利用網絡虛擬現實、混合現實、大數據、物聯網、人工智能等現代企業技術，將現代管理信息科學技術與監獄業務發展相結合是監管教育的發展方向；最大程度地收集、整合信息資源，對信息資源進行監測、監督和改革，對監獄和強制隔離康復中心的需求做出明智的判斷和回應是現代司法監管改進的重要內容。當前，各級司法警察院校肩負著培養國家獄政、監管專業人才的重任，進一步加強行業、企業與高校間的監所信息化技術交流，推廣智慧監所系統的應用，提高全國司法警官類院校的監所信息化研究、應用及教學水平，滿足監獄、戒毒所等基層監管信息化、智能化等可持續發展的人才需求，打造專業人才隊伍，加快建成高水平的活頁式教材、人才培養方案、教學標準、教學團隊和實訓平臺，是司法警官教育培養中亟待解決的問題。

一、建設背景

混合現實MR（Mixed Reality），它涵蓋了AR（增強現實）和VR（虛擬現實），是二者技術的深一步發展?；旌犀F實技術被稱為下一代計算服務平臺，它將物理世界與虛擬視覺相融合，構建現實、虛擬和用戶信息之間新的交互世界。隨著科技的發展，混合現實逐漸成為科技熱門領域，參與混合現實的大型公司逐漸增多，包括微軟、谷歌、索尼，市場熱度日漸高漲。[1]

通過MR技術賦能虛擬仿真實驗教學項目建設，打造革命性的MR混合現實虛擬仿真實訓新形態、新模式，可將傳統AR實訓、VR實訓與新時代的MR實訓相融合，提升實訓教學工具使用率和教學質量，助力“三教”改革。

二、混合現實（MR）技術植入司法警官院校信息技術類專業課程的必要性

在傳統模擬監獄的過程中，由于場景布置、監管方式、軟硬件聯動等方面，受行業特殊性（缺乏音視頻資料）影響，很大程度上是通過教師口述。而MR技術應用于模擬課堂教學，改變了監獄業務相關課程傳統的講授式、演練式的教學模式，通過MR特有的全息展示、虛實交融特點，實現了真實監獄效果的搭建，學生通過沉浸其中，通過人機交互，使學生置身于混合現實仿真監管場景中，體驗智慧監管應用場景，實現司法警官類院校實踐性的教學要求。

基于混合現實技術的司法教學全息實訓基地具有以下特點：第一，教學內容直觀展現，方便教學。例如使用MR技術除了可以直觀展現監管場景外，還可以呈現信號在軟硬件中采集、傳輸、處理、觸發報警及系統聯動的整個過程，通過豐富的虛仿資源立體化展現數據信息在智慧監獄系統中運轉的全過程。第二，學習方式全息化。全息實驗室將教學內容全息化傳輸，模糊教學場景的邊界，使遠程和本地差異不再明顯，教師和學生同處于全息教學場中，共同完成學習任務。第三，人才培養多樣化。它可以面向各個領域與行業，實現學歷與非學歷培養并舉。

三、基于混合現實技術的司法教學全息實訓基地的路徑探析

1.建設研究思路

目前智慧監所實訓基地建設一次性投資大，可參考的樣例少。司法院校應以知識學習和技能培養為基本出發點，建設便捷入警專業人才培養輔助教學資源庫，整合“課程實踐訓練與技能應用”，打造司法警官類院校輔助教學與人才培養的綜合實訓教學平臺。

上述平臺是集“理論基礎知識進行學習、技能訓練、教學管理工作績效考核”于一體的信息化綜合教育教學服務平臺，即“學、操、考、評”，可以實時記錄學生的學習實訓效果。

2.采取的措施

將混合現實（MR）技術引入國控（便捷入警）專業課程教學和實訓中，改變了傳統的實訓室和監獄、戒毒所實習實訓方式，用虛擬實訓教學代替現場實訓教學，可以解決實訓中出現的制約問題。

3.技術路線

（1）智慧監所場景設計：MR虛擬現實不僅僅是一個演示媒體，還是一個設計工具。助力國家和地方社會經濟發展需要，結合區域相關產業和行業特點，以優勢和特色專業為基礎，通過跨平臺、跨終端，與學院其他專業和其他高校分享混合現實虛擬教學資源，樹立良好的社會形象，與社會企業項目接軌，有效培養專業型、實戰型的司法行業技術人才。所開發場景可輻射至其他專業教學，采用混合現實技術進行創新教學，可以為其他司法類專業建設起到拋磚引玉的作用；實訓基地可面向區域內同類學校開放技能大賽，建成專業化強、輻射面廣、社會效益突出的示范性共享型教學實訓中心。

（2）三維立體安防設備識圖：基于BIM技術的3D安防設備模型是指利用數字化手段，實現監所內安防報警設備構件和監所內數字建筑模型保存，可利用數字技術，對監所內建筑物信息、設備信息、人員數量等進行全方位的采集，在對所采集的數據進行存儲、加工，再通過模擬監所局域網進行資源共享，實現對獄內人、物、設備等的有效利用和科學管理。

四、創新與價值

1.交互式體驗環境下的模擬監獄，場景不再“模擬”，更加真實

在混合現實技術下的模擬監獄，通過科學的教學設計，監管場景中可以有多種突發事件的發生、處置，不再是傳統模擬監獄中的事先預演的內容的單一展示，與現實監管過程更為相似。[2]學生不僅要掌握智慧監管理論原理，而且要有很強的應對突發事件的能力，以應對獄內監管過程中隨時出現的變化，這對考驗學生的職業能力具有實用價值。

2.重視整個監管過程的了解

混合現實技術下，獄內監管不再是單調的場景/事件再現。學生可以通過混合現實技術教學設計，通過“視、聽、觸”全方位、立體化的體驗教學內容和突發事件處置過程。[3]

例如，對違規行為（打架斗毆、攀高、聚集等）觸發的報警，不再局限于事后的復聽復看，而可以通過混合現實技術把行為分析識別的全過程展現出來，從攝像頭采集到異常行為的那一刻起，通過對事件發生時各個預警處置場景（同時呈現視頻信息在系統平臺中傳輸、對比、分析、識別的全過程及觸發報警時與其他系統的聯動過程：警力調配、預案決策、應急指揮等）進行的交互式體驗，了解事件處置的全過程，全面接觸和了解監管程序和過程中的軟硬件架構原理，使學生真正通過實踐掌握智慧化監管的全過程。

3.硬件設備操作與軟件平臺應用更加真實合理

混合現實技術能基于獄內監管事件的設定，模擬出符合邏輯的三維虛擬物品、設備、人員，還可以將模擬監獄從場景再現延展到事件發生的全過程。在這個過程中，與監管事件有關的人員、物品、場景，可以通過音視頻、虛擬人物、虛擬物品等形式完整、生動地呈現出來。例如點名事件，可通過監倉內的視頻對講一體機、民警手持點名設備、車間大門上的人臉識別攝像頭來完成，一旦發生點名未到，可通過系統平臺自動確認未到人員去向，并根據犯人的腕帶信號進行精確定位。通過MR場景設置可以真實還原事件現場，提供給學生應急事件處置、安防設備聯控聯動等實訓操作。

4.高成本、復雜性監管事件的深入教學，節省成本提高效率

監獄暴動、押解途中逃脫等場景、事件的模擬重現，且有一定的危險性，MR技術可以在實訓平臺中通過資源設計，對突發事件的事發現場及處置過程進行重現，并獲得設備中信號傳輸過程的數字化信息。獄內常見的監管事件類型，都可以使用混合現實技術對程序、內容進行重現。

五、結語

通過把混合現實（MR）技術融入課堂中，讓專業知識與社會需求接軌，極大提升教學質量。MR實訓室通過實體課堂教學區的設置將特色的教學設備、復雜的實訓儀器進行實體展示，配合虛擬仿真的課程內容和沉浸式的體驗設備，將難以在課堂現場展示和操作的高成本、高危險、高難度的監所監管類實訓有效地開展起來，以虛擬的形式補充實體實訓中難以開展的部分，通過以虛補實、虛實結合的全新教學模式增強現場學生的體驗感和互動性，擴大課程的受益面。