VR是Virtual Reality的简称,即虚拟现实。随着计算机和VR技术的发展,原来的非沉浸式虚拟现实技术(non-immersive VR)发展到了沉浸式虚拟现实技术(immersive VR)。非沉浸式虚拟现实技术是借助于计算机和其鼠标、键盘、话筒等外围设备,通过三维制图软件在屏幕生成的虚拟环境,或者通过摄影技术获得的实际图像加上计算机处理生成的虚拟环境[1]。给用户生成一个窗口式的虚拟空间,该虚拟环境一般由三维视频(3D电影)组成,通过鼠标或键盘与计算机交互作用,调用三维视频,不足之处是能感觉到脚和手不在虚拟空间里。沉浸式虚拟现实技术(immersive VR)是由美国VPL公司的创始人Jaron Lanier在20世纪80年代末提出的,主要是利用图形系统和各种控制接口设备,在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术,也就是利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界,给使用者提供关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟。因此,Jaron Lanier被称为“虚拟空间之父”[2],在2010年被美国《时代》杂志评为100个最有影响的人物之一。
沉浸式VR模拟的虚拟空间犹如身临其境,感受到三维空间的大小、周围材料的质感和声音的回响。用户在虚拟空间具有与虚拟物体实时交互的优点,可以根据自己的思路探索整个虚拟环境,选择自己想体验的内容。另外,用户在虚拟空间观看VR作品的时间不受限制,可以随时播放或暂停,切换到其他的VR作品,也可以从不同角度长时间浏览虚拟作品,而且操作简单快捷。因此,沉浸式虚拟现实技术在近几年发展很快,已广泛应用于城市规划、室内设计、工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、房地产销售、旅游推广、教学培训和军事训练等众多领域,成为21世纪的关键技术之一。
沉浸式VR应用于教育领域,能模拟成三维学习环境,学生等有关人员在这个模拟环境中学习或培训。Delucia A等人把这个学习环境称为“Second Life”,即“第二人生”,是模拟真实社会在线角色扮演的平台,构建一种沉浸式、游戏般趣味性的学习环境[3],这个学习环境远比坐在屏幕前观看二维图像和动画要真实、方便和有趣得多。现在,沉浸式VR已经在教育和培训领域获得了广泛的应用[4]。
开发沉浸式虚拟现实系统是为学习建筑知识的、学生的模拟软件和装置,这个系统就称为沉浸式VR建筑实训平台。目前,沉浸式虚拟现实技术(immersive VR)一般简称VR,有的公司把沉浸式VR建筑实训平台称为VR建筑实训室,或叫VR建材实训中心。
1 沉浸式VR建筑实训平台的构建
2 沉浸式VR建筑实训平台的使用方法
3 沉浸式VR建筑实训平台的应用研究
4 结语
在建筑工程学院实训中心构建的沉浸式VR建筑实训平台主要由主机、交互设备、屏幕、投影仪和HTC Vive VR套装等组成,主机里装有基于BIM的虚拟建筑模拟软件。启动平台后,学生戴上头盔,操纵两个手柄控制器,就进入洞穴状自动虚拟环境学习培训。
沉浸式VR建筑实训平台是一种沉浸式、游戏般趣味性的虚拟学习培训环境,这个环境与VR建筑模拟软件相结合,创设了一个学习建筑知识的虚拟空间。学生完全沉浸在虚拟三维物体组成的空间里学习训练,现实外界的干扰不大,能集中精力学习,完成学习任务。
教师与学生一起设计教学方案和内容,学生根据自己的实际情况确定学习任务、在平台上学习的时间和进程,能比较好地发挥学生的个体特长。
在VR实训平台中学习培训,远比坐在屏幕前观看二维图像和动画要真实、方便和有趣得多,激发了学生浓厚的学习积极性和主动性,有的学生要求延长时间,有的学生反复学习实训,对自己的学业精益求精,有效地培养了学生的自学能力和工匠精神。
参考文献
[1] 袁心平,唐秋华.基于非沉浸式虚拟现实技术的设计方法探析[J].湖北工业大学学报,2006,21(3):154-156.
[2] NiallFirt. Interview: The father of VR Jaron Lanier[J]. New Scientist, 2013(218): 21.
[3] Delucia A, Fransese R, Passero I, et. al. Development and Evaluation of a Virtual Campus on Second Life: The Case of Second DMI [J]. Computers & Education. 2009, 52(1): 220-233.
[4] PlamenaZlateva, DimiterVelev. Virtual Reality Challenges in Education and Training [J]. International Journal of Learning and Teaching, 2017, 3(1): 33-37.
[5] Laura Freina, MichelaOtt. A Literature Review on Immersive Virtual Reality in Education: State Of The Art and Perspectives[R]. Conference: eLearning and Software for Education (eLSE), At Bucharest (Romania), 2015.
叶雯 刘崇进 吴应良 张云霏 广州番禺职业技术学院 华南理工大学 |