基于虚拟现实技术高龄体验情景模拟教学探索
发表时间：2018-07-20T16:07:39.440Z 来源：《基层建设》2018年第18期作者：焦艳
[导读] 摘要：通过基于虚拟现实（VR）技术高龄体验下的情景模拟教学思路的探索，提高养老护理从业人员综合素质，增加职业认同感和就业稳定性。
山东力明科技职业学院山东济南 250116
摘要：通过基于虚拟现实（VR）技术高龄体验下的情景模拟教学思路的探索，提高养老护理从业人员综合素质，增加职业认同感和就业稳定性。
关键词：情景模拟、虚拟现实技术、养老护理实训教学高龄体验
我国人口老龄化日益严重，截止2017年，我国60岁以上老年人口超2.3亿，是世界上唯一一个老年人口过两亿的国家。如此严峻的老龄化社会现实，使得从国家到家庭都非常重视老年人养老、生活、医疗等一系列的问题，连续出台了很多应对老龄化问题的政策，使我国的老龄化问题得到了一定程度的好转。尤其是全国各类新型养老机构的兴起，为我国的养老问题提供了更多的可能。各类养老机构的兴起使养老服务人员短缺问题又推到了历史舞台的中央，如何培养出一名好的养老服务人员是各类培训机构或职业院校所要面临的问题，基于这样的历史背景，我们对于高职高专学生（养老护理方向）进行教学模式的探索，提出基于高龄体验下的情景教学模式，配合先进的虚拟现实（VR）技术，为社会培养更多的优秀合格的养老服务人员。
一、养老服务人员知识技术掌握现状
为了本次教学探索的可靠性，笔者调研了山东省济南市长清区四家养老机构，分别为山东省济南市长清区南山庄园老年公寓、五峰山慈航老年公寓、济南静心养生苑、华新集团老年服务日间照料中心，这四家机构有1998年就建立的老的养老机构，也有2015年建立的新型的养老机构，也包含一家日间老年照护中心，养老模式涵盖齐全，调研中就工作人员及照护人员学历层次及养老工作知识技术水平进行了深度访谈，尤其在访谈最后提到了养老服务机构中的管理人员最希望养老服务从业人员需要什么样的素质及所要掌握的必备技能。
1.养老机构中工作人员的学历层次统计（如下表）
备注：其中四家养老服务机构本科以上学历均为行政管理人员，养老服务人员多数为专科以下学历。
通过统计发现，四家养老机构的学历层次偏低，尤其是临床一线工作人员，有些人甚至只有小学文化程度，调查的四家养老服务机构中的共45名工作人员中，除了4位行政管理人员（2位机构负责人，1位财务人员，1位外联人员，学历均为本科），其他41人基本都是附近闲散居民，学历水平低，年龄偏大，最大的将近55岁。
2.养老机构中工作人员养老知识技术水平的掌握情况
在走访的养老服务机构中，大部分的工作人员没有经过专门的养老服务专业培训，极少数的工作人员取得相应的技能证书，在调研的四家养老服务机构共45名工作人员中，仅有3人参加过相关培训，仅有5人拥有高级养老护理员从业证书，多数人为临时工作，对于养老服务基础知识掌握甚少，老年人常见问题，如噎食、误吸、跌倒等问题全凭经验照护，无专业知识。对于养老服务技术操作也没有专业的学习过程，其中济南静心养生苑曾举办过养老服务技术操作的相关讲座，其他三家机构未组织过相关培训。通过调研，发现目前养老服务机构的工作人员，专业基础知识和技能水平较低，从业人员没有经过较为正规的培训，大中专院校的毕业生从事此方面工作的人更是少之又少。
3.养老服务机构中管理人员期望的养老服务人员组成情况
在调研的四家养老服务机构中，管理人员都表达了想招聘专业大中专院校的毕业生加入到机构中，也都尝试过，但是最终没有成功留住相关人员。分析主要的原因有：首先，毕业生就业要求高，一般养老机构的薪资待遇难以满足其要求。其次，毕业生在校期间学习的理论知识很多，但是真正的实践技术及处理问题的能力也较差，需要培养周期较长，不适合养老服务机构的人才聘用特点。再次，对于养老服务机构工作的工作没有充分的认识，很多毕业生没有良好的职业规划，造成养老服务机构专业人员流失。
二、高职高专学生（养老护理方向）理论与技能教学现状。
目前高职高专学生（养老护理方向）理论与技能教学还是局限于课堂教学及实验室教学。课堂上多采用根据教学大纲进行填鸭式教学，技能教学多采用分项目教学，提出操作目标，完成操作目标，这样的教学基本都是在标准化模拟病人身上进行。整个教学学生只是枯燥的掌握了相关的知识，不能身临其境，即使现在有些教学采取角色扮演等方法，使学生会有更深的老年模拟体验，但无法满足学生的完整的职业体验，使现在的针对老年护理教学局限于表面。老年人的病情变化及身体变化有老年人的特点，比如一位老年人会有一种主要疾病，多种其他慢性疾病合并发生的现象，老年人行动不便，操作配合程度低等一系列的问题同时存在，单纯的在教学中引入病例完全不能满足学生的学习需要。这样的教学现状，迫使教学老师探索新的教学新模式。
三、基于虚拟现实（VR）技术高龄体验下的情景教学新模式的探索。
为解决现在养老护理方向的教学方法的单一，特提出利用虚拟现实（VR）技术高龄体验下的情景教学新模式。
情景模拟教学法是教师根据教学内容和教学目标，有针对性的设计情景，并让学生扮演情景角色，模拟情景过程，让学生在高度仿真的情景中获取知识和提高能力的教学方法。这种教学方法突出操作性、讲究趣味性、注重实效性，实现了理论与实践的接轨、素质教育与社会需要的接轨。情景模拟教学在如今的教学中应用较为广泛，学生能够在病例情景中学习，提高学习的自主性。养老护理教学中要重点突出老年人，而学生的年龄很难理解到老年人的所需所想，这样的现状也使学习仅限于知识层面，很难达到精神上的共鸣。这也就会导致
VR虚拟现实体验馆加盟店开一间要投资多少钱 VR虚拟现实体验馆加盟店开一间要投资多少钱，现在很多人看到VR体验馆加盟加盟店生意火爆，都纷纷把目光投向到VR体验馆加盟，但创业不能过于盲目，创业要找到合适自己的项目才行，并不是所有人都适合开VR体验馆加盟，下面小编就来给大家分析分析！ 四川是旅游的天堂，无法拒绝她火辣辣的美食，无法拒绝她惊艳的自然风光，更无法拒绝她的古蜀文化。上述想必大家都早有耳闻了，那么小编就直入正题，给大家介绍一下VR体验馆加盟吧~ 一直以来，VR虚拟现实体验馆加盟店开一间要投资多少钱娱乐行业的发展都是备受关注的，而在众多的娱乐设备中，游戏是很多人的选择，是很好的休闲方式，安全又好玩，受到了人们的认可。现在市场上推出的游戏品牌，都是非常有市场前景的，其中幻影星空VR体验馆利用现代的技术，高科技的VR体验模式，为消费者带来了更多的乐趣，带给了人们新颖的游戏体验，打造出更有市场的品牌，值得消费者与投资者们信赖。 幻影星空VR体验馆是采用狩猎的背景，可以让你在虚拟的国度里体验射击的快感，系统采用专职宽屏弧形投影幕墙或者单屏投影幕布，采用高仿真金属铸件猎枪，气动枪声，模拟真枪后挫力，在景色宜人的原始森林中射击野鸡、野狗、豹、鹿等多种动物以及打靶、移动水果/飞盘等目标。幻影星空vr体验馆利用计算机技术生成一个逼真的、具有视、听、体感等多种感知的虚拟环境，使玩家产生身临其境的感觉。 幻影星空VR体验馆加盟优势： 1、多种主题乐园，聚拢超高人气：幻影星空VR虚拟现实主题体验馆，幻影星空VR主题乐园体验馆，幻影星空VR射击体验馆，多种主题体验馆共同发展。 2、多样经营场所，引导灵活投资：产品适合在旅游景点，游乐场，公园，娱乐场所、步行街、城市广场、社区广场、度假村，商场。室内室外还可流动经营，根据客户场地大小接受主题定制服务。 3、多方合作创新，产品旺销海外：长期与国内外高科技企业密切合作及交流，如今我们的主题已销往各省市各地，并远销新加坡，马来西亚，日本，韩国，越南，泰国等。 在现实的生活当汇总，很多人都会感叹于生活过于平淡，也有无数人因为谋生而疲惫不堪，想要暂时脱离现实，幻影星空VR体验馆无疑是一个非常好的去处，创新的设计，时尚有品质，安全又可靠，致富
技术创新 《微计算机信息》2012年第28卷第10期 120元/年邮局订阅号：82-946 《现场总线技术应用200例》 博士论坛 基于虚拟现实技术的虚拟农场的研究和实现 Research and Implementation of Virtual Farm Based on Virtual Technology (南京农业大学工学院) 李东阳 LI Dong-yang 摘要:本系统基于虚拟现实在农业方面的应用,在VC++6.0的软件平台、在Win32框架下,使用C 语言和行业领域中最为广 泛接纳的2D/3D 图形API---OpenGL,创建一个以真实农场为模板的虚拟农场,通过DirectInput 接口实现逻辑方向盘与计算机的交互性,并通过Socket 编程使系统具有网络传输信息的功能,从而实现相应的远程控制,和现实的农场进行交互。实验系统成功创建了一个三维果园、仓房场景、漫游小车及附属设施,可以根据应用的侧重不同进行改善,从而实现虚拟现实技术在农业方面的相应应用。 关键字:虚拟现实;OpenGL;虚拟农场;交互性;网络通信中图分类号:TP311文献标识码:A Abstract:A system that a virtual farm based on virtual reality technology is created using C language and OpenGL-most widely ac -cepted 2D/3D API,in VC++6.0platform and Win32framework ,is introduced in this paper.This system realizes the interaction be -tween computer and logic steering wheel through the DirectInput interfaces,and it has the function of the transmission of information online to communicate with the reality farm so as to achieve remote control,with the method of Socket programming.This trail sys -tem consists of a 3D orchard,warehouse,a small card wandering in the farm and so on,and it can be improved according to differ -ent application to realize all kind of application in agriculture based on virtual reality technology.Key Words:Virtual reality;OpenGL;Virtual farm;Interactivity;Network communication 文章编号:1008-0570(2012)10-0010-02 1引文 虚拟现实(VR)技术最早在20世纪中期由美国VPL 探索公司和它的创始人Jamn IJaIlier 提出这一概念,后来美国宇航局(NASA)的艾姆斯空间中心利用流行的液晶显示电视和其它设备,开始研制低成本的虚拟现实系统,推动了该技术硬件的进步。虚拟现实,又称灵境技术,是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。他综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术,模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能,使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中,并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互,创建了一种适人化的多维信息空间。虚拟现实具有多感知性、浸没感(Immersion)、交互性(Interactivity)、构想性(Imagination)。在医学、娱乐、教育、科研、军事、航天、城市规划、工业仿真等很多方面都有广泛而重要的应用。但在农业方面却是空白,因此本文就虚拟现实在农业方面的应用进行了研究和探讨。图1、图2、和图3展示了虚拟现实的应用例子及本文所研究的虚拟农场场景图。 图1模拟天宫一号图2城市规划图图3虚拟农场本文研究了基于虚拟现实技术思想的三维虚拟农场的系统的创建,借助于OpenGL 和C/C++语言在VC++6.0的开发环 境下、在Win32程序框架下实现系统的搭建。系统可分为三个部分:三维场景、人机交互、数据通信。系统的三维场景通过创建天空盒、地面、纹理贴图和导入3D Max 创建的3D 模型;人机交互主要是通过Direct SDK 里提供的DirectInput 实现;数据通信则是通过套接字网络编程接口创建C/S 模式的通信连接,实现数据的传输。 研究结果表明通过创建农场的三维场景确实能够给农业装备的研发和测试提供一个非常真实的平台,解决农业装备研发和测试所需的环境的季节性弊端。 2虚拟现实 OpenGL 遵循C 语言的调用约定,可以与Visual C++紧密接口。有七大功能:建模、变换、颜色模式设置、光照和材质设置、:纹理映射、位图显示和图象增强、双缓存动画。OpenGL 还能实现深度暗示、运动模糊等特殊效果。本文将利用这些功能来搭建虚拟农场场景并且实现控制。 OpenGL 被设计成独立于硬件、 以流水线的方式工作,其工作流程和绘图的流程如图4和图5所示。 图4OpenGL 工作流程 图5OpenGL 绘图流程 因此首先当系统收到WM_CREATE 消息后,要首先对OpenGL 进行设置 李东阳:学生 10--
美国虚拟现实技术发展现状、政策及对我国的启示 王健美，张旭，王勇，赵蕴华 (中国科学技术信息研究所，北京100038) 摘要:美国在虚拟现实技术领域拥有着无可争议的优势。不仅美国政府各部门积极资助虚拟现实技术的研发， 而且企业、高校及科研院所竞相掀起虚拟现实技术研究和应用热潮，同时它们还有一套适时有效的科技政策。 对美国虚拟现实技术的发展现状和相关政策法案的阐释，为我国相关技术领域的发展提供有益的借鉴。 关键词:虚拟现实;研发现状;科技政策;启示 中图分类号:G353.11∶TP391.9文献标识码:A Development Status and Policy of the Virtual Reality Technology of United States and their Enlightenment to China WANG Jianmei，ZHANG Xu，WANG Yong，ZHAO Yunhua (Institute of Scientific and Technical Information of China，Beijing 100038) Abstract:There is no doubt that the United States has superiority in the field of virtual reality technology.Several gov- ernment departments have been funding on the research and development of this technology，a surge of research and ap- plication into the technology has been found among large enterprises，universities and scientific research institutes.In ad- dition，they are carrying out a set of proper and effective science and technology policy.This article intends to provide some references for the development of relevant technology in China with a focus on the development status of the virtual reality technology and an good explanation on the policy and act of the technology concerned in US. Key words:virtual reality;current situation of research and development;scientific and technical policy;enlightenment 1引言 虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)技术与多 媒体、网络技术并称为三大前景最好的计算机技术， 是一种综合计算机图形技术、多媒体技术、传感器 技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术以 及仿真技术等多种技术而发展起来的综合性技术 ［1］ 。 根据IEEE(电气和电子工程师协会)的定义，虚拟 现实是指在视、听、触、嗅、味觉等方面高度逼真 的计算机模拟环境 ［2］ 。用户可与此环境进行互动， 产生身临其境的体验。 VR技术起源于1965年Ivan Sutherland在IFIP
基于虚拟现实技术的景物仿真 毕业 基于虚拟现实技术的景物仿真摘要：虚拟现实（Virtual Reality，简称VR），是1种基于可计算信息的沉浸式交互环境。具体地说，就是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉1体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生亲临等同真实环境的感受和体验。本设计是1个基于VRML（虚拟现实建模语言）的虚拟校园系统，它要求实现虚拟现实中基本的场景建立和在场景中漫游，本程序建立场景所需的建筑物均在3DS MAX 中建立，然后以VRML97的格式导出并保存为.wrl文件，这样在VrmlPad编辑器中可以打开这些文件了。然后在VRML编辑环境下，通过添加材质、纹理、传感器、声音、动画等来完善该虚拟校园系统，并通过内联(Inline)、锚点(Anchor)造型节点来实现室外与室内的链接和切换。最后在VRML浏览器中通过键盘和鼠标的移动来漫游观看该虚拟系统。为了使场景漫游更真实，还须在场景图中设置碰撞节点，从而防止观察者从场景中的物体（如教学楼）中穿过或进入不可见的视角观察。关键字：虚拟现实；VRML；漫游；场景；碰撞检测。 Scenery Simulation base on Virtual Reality Technology Abstract: Virtual Reality(VR), It is a immersing type base on the communication that could be calculate. Concretely to say, adopt taking technology of the computer as the core modern Hi-Tech turn into lifelike look ,listen,sense of touch integrated specific fictitious environment of range, users carry on the reciprocation , influence each other with the target in the fictitious environment by way of nature through the essential equipment, thus produced and came personally the feeling and experience of the true environment equally. It is a system of virtual reality school based on VRML technology，and it demands realizing that the basic scene is set up and one can roam in the scene of virtual reality, This procedure sets up buildings of the scene in 3DS MAX then exports and saves them in the format of .wrl files. Under the environment of VrmlPad, we can open these files and perfect the scenes by adding material，texture，sensors，sounds and interpolators.By the node of inline，anchor,we can realize linking or transfering between different scenes.In the end,we can roam the virtual reality system through the movement of the keyboard and mouse in the VRML explorer.In order to approach Reality,a node of collision must be set up to prevent observer from wear or enter impossible visual angle which can’t be observed from object of scene. Keywords: Virtual Reality;VRML;roaming;scene;Collision detecting. 目录前言 1 1 虚拟现实介绍 2 1.1 虚拟现实的定义 2 1.2 虚拟现实系统的发展历史 2 1.3 虚拟现实系统的应用 3 1.4虚拟现实系统的发展方向 4 2 系统开发环境介绍 5 2.1 VRML概
基于虚拟现实技术高龄体验情景模拟教学探索 发表时间：2018-07-20T16:07:39.440Z 来源：《基层建设》2018年第18期作者：焦艳 [导读] 摘要：通过基于虚拟现实（VR）技术高龄体验下的情景模拟教学思路的探索，提高养老护理从业人员综合素质，增加职业认同感和就业稳定性。 山东力明科技职业学院山东济南 250116 摘要：通过基于虚拟现实（VR）技术高龄体验下的情景模拟教学思路的探索，提高养老护理从业人员综合素质，增加职业认同感和就业稳定性。 关键词：情景模拟、虚拟现实技术、养老护理实训教学高龄体验 我国人口老龄化日益严重，截止2017年，我国60岁以上老年人口超2.3亿，是世界上唯一一个老年人口过两亿的国家。如此严峻的老龄化社会现实，使得从国家到家庭都非常重视老年人养老、生活、医疗等一系列的问题，连续出台了很多应对老龄化问题的政策，使我国的老龄化问题得到了一定程度的好转。尤其是全国各类新型养老机构的兴起，为我国的养老问题提供了更多的可能。各类养老机构的兴起使养老服务人员短缺问题又推到了历史舞台的中央，如何培养出一名好的养老服务人员是各类培训机构或职业院校所要面临的问题，基于这样的历史背景，我们对于高职高专学生（养老护理方向）进行教学模式的探索，提出基于高龄体验下的情景教学模式，配合先进的虚拟现实（VR）技术，为社会培养更多的优秀合格的养老服务人员。 一、养老服务人员知识技术掌握现状 为了本次教学探索的可靠性，笔者调研了山东省济南市长清区四家养老机构，分别为山东省济南市长清区南山庄园老年公寓、五峰山慈航老年公寓、济南静心养生苑、华新集团老年服务日间照料中心，这四家机构有1998年就建立的老的养老机构，也有2015年建立的新型的养老机构，也包含一家日间老年照护中心，养老模式涵盖齐全，调研中就工作人员及照护人员学历层次及养老工作知识技术水平进行了深度访谈，尤其在访谈最后提到了养老服务机构中的管理人员最希望养老服务从业人员需要什么样的素质及所要掌握的必备技能。 1.养老机构中工作人员的学历层次统计（如下表） 备注：其中四家养老服务机构本科以上学历均为行政管理人员，养老服务人员多数为专科以下学历。 通过统计发现，四家养老机构的学历层次偏低，尤其是临床一线工作人员，有些人甚至只有小学文化程度，调查的四家养老服务机构中的共45名工作人员中，除了4位行政管理人员（2位机构负责人，1位财务人员，1位外联人员，学历均为本科），其他41人基本都是附近闲散居民，学历水平低，年龄偏大，最大的将近55岁。 2.养老机构中工作人员养老知识技术水平的掌握情况 在走访的养老服务机构中，大部分的工作人员没有经过专门的养老服务专业培训，极少数的工作人员取得相应的技能证书，在调研的四家养老服务机构共45名工作人员中，仅有3人参加过相关培训，仅有5人拥有高级养老护理员从业证书，多数人为临时工作，对于养老服务基础知识掌握甚少，老年人常见问题，如噎食、误吸、跌倒等问题全凭经验照护，无专业知识。对于养老服务技术操作也没有专业的学习过程，其中济南静心养生苑曾举办过养老服务技术操作的相关讲座，其他三家机构未组织过相关培训。通过调研，发现目前养老服务机构的工作人员，专业基础知识和技能水平较低，从业人员没有经过较为正规的培训，大中专院校的毕业生从事此方面工作的人更是少之又少。 3.养老服务机构中管理人员期望的养老服务人员组成情况 在调研的四家养老服务机构中，管理人员都表达了想招聘专业大中专院校的毕业生加入到机构中，也都尝试过，但是最终没有成功留住相关人员。分析主要的原因有：首先，毕业生就业要求高，一般养老机构的薪资待遇难以满足其要求。其次，毕业生在校期间学习的理论知识很多，但是真正的实践技术及处理问题的能力也较差，需要培养周期较长，不适合养老服务机构的人才聘用特点。再次，对于养老服务机构工作的工作没有充分的认识，很多毕业生没有良好的职业规划，造成养老服务机构专业人员流失。 二、高职高专学生（养老护理方向）理论与技能教学现状。 目前高职高专学生（养老护理方向）理论与技能教学还是局限于课堂教学及实验室教学。课堂上多采用根据教学大纲进行填鸭式教学，技能教学多采用分项目教学，提出操作目标，完成操作目标，这样的教学基本都是在标准化模拟病人身上进行。整个教学学生只是枯燥的掌握了相关的知识，不能身临其境，即使现在有些教学采取角色扮演等方法，使学生会有更深的老年模拟体验，但无法满足学生的完整的职业体验，使现在的针对老年护理教学局限于表面。老年人的病情变化及身体变化有老年人的特点，比如一位老年人会有一种主要疾病，多种其他慢性疾病合并发生的现象，老年人行动不便，操作配合程度低等一系列的问题同时存在，单纯的在教学中引入病例完全不能满足学生的学习需要。这样的教学现状，迫使教学老师探索新的教学新模式。 三、基于虚拟现实（VR）技术高龄体验下的情景教学新模式的探索。 为解决现在养老护理方向的教学方法的单一，特提出利用虚拟现实（VR）技术高龄体验下的情景教学新模式。 情景模拟教学法是教师根据教学内容和教学目标，有针对性的设计情景，并让学生扮演情景角色，模拟情景过程，让学生在高度仿真的情景中获取知识和提高能力的教学方法。这种教学方法突出操作性、讲究趣味性、注重实效性，实现了理论与实践的接轨、素质教育与社会需要的接轨。情景模拟教学在如今的教学中应用较为广泛，学生能够在病例情景中学习，提高学习的自主性。养老护理教学中要重点突出老年人，而学生的年龄很难理解到老年人的所需所想，这样的现状也使学习仅限于知识层面，很难达到精神上的共鸣。这也就会导致
《VRML虚拟现实技术在数字校园系统中应用研究》文献综述 摘要：教育部在一系列相关的文件中，多次涉及到了数字校园，阐明了数字校园的地位和作用。虚拟数字校园模拟真实世界，提供了一个生动的校园空间。将虚拟现实技术应用在数字校园系统的开发，有助于大学自身的宣传和信息的高度集中、配置和互动。它在数字校园的应用，可以大大提高校园展示效果，也能够体现校园个性方面的优势，对校园今后的推广及展示带来非常大的帮助 关键词：虚拟现实；数字校园；基本概况 前言 教育部在一系列相关的文件中，多次涉及到了虚拟校园，阐明了虚拟校园的地位和作用。建设虚拟三维数字校园可以比较直观的了解校园的各个区域，在这个三维的校园里，空间次序的视觉理解和感知变得非常容易，使浏览者对校园环境产生身临其境的感觉[1]，其中的教学楼、实验楼、图书馆、宿舍楼、食堂、道路及绿化地带和种植的植物，都栩栩如生的呈现在我们的眼前，三维虚拟校园模拟真实世界，提供了一个生动的校园空间。三维虚拟校园可直接嵌入到大学的网站，直接通过网络浏览器察看，其丰富的、人性化的信息查询等功能，有效提高大学的美誉度，有助于大学自身的宣传和信息的高度集中、配置和互动。三维虚拟校园的直观特性，可以优化领导管理，对于校园信息管理、校园规划、建设等能够全局掌控。 一、虚拟现实技术的发展状况的研究 虚拟现实（Virtual Reality）技术是20世纪90年代初崛起的一种实用技术，它由计算机硬件、软件以及各种传感器构成三维信息的虚拟环境，可以真实地模拟现实中能实现的物理上的、功能上的事物和环境[2]。在虚拟现实环境中可以直接与虚拟现实场景中的事物交互，产生身临其境的感受，从而使人在虚拟空间中得到与自然世界同样的感受。该技术的兴起，为科学及工程领域大规模的数据及信息提供了新的描述方法。虚拟现实技术大量应用于建筑设计及其相关领域，该技术提供了“虚拟建筑”这种新型的设计、研究及交流的工具手段[3]。 在虚拟现实的发展过程中总结出虚拟现实系统应具有以下四个特征：（1）多感知性。指除一般计算机所具有的视觉感知外，还有听觉感知、触觉感知、运动感知、甚至还包括味觉、嗅觉、感知等。理想的虚拟现实应该具有一切人所具有的感知功能。（2）存在感。指用户感动作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该达到使用户难辨真假的程度。（3）交互性。指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度。（4）自主性。指虚拟环境中物体依据现实世界物理运动定律动作的程度[4]。 虚拟现实技术自诞生以来，其应用一直受到科学界、工程界的重视，并不断取得进展，虚拟现实蕴藏的技术内涵与艺术魅力不断地激发着人们丰富的想象思维和创造的热情。从本质上讲，虚拟现实技术就是一种先进的人机交互技术[5]，其追求的技术目标就是尽量使用户与电脑虚拟环境进行自然式的交互。因此，虚拟现实技术为我们架起了一座人与数字世界沟通的桥梁。 二、虚拟现实技术在数字校园系统的应用解析 目前，数字校园存在有2个定义，并分别带来不同的研究与实践。一种定义是从信息、网络和媒体技术发展角度，数字校园被理解为一个以计算机和网络为平台的、远程教学为主的信息主体；另一个事从因特网、虚拟现实技术、网络虚
《虚拟现实》 教学目的和要求： 1、了解虚拟现实的概念； 2、了解虚拟现实的组成及国内 和同外虚拟现实研究的现状。 教学重点： 1、虚拟现实定义； 2、虚拟现实的组成； 3、虚拟现实的应用研究现状； 4、虚拟现实的应用前景。 1.前言 人类有许多梦想，一些梦想已经变为现实，而有一些梦想也许永远都 不可能实现。然而，有一种技术却能使一切梦想全部在感知中实现，这就 是虚拟现实技术 虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）。 虚拟现实是在计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒 体技术以及传感技术的基础上发展起来的交叉学科，由于它生成的视觉环 境是立体的、音效是立体的，人机交互是和谐友好的，因此虚拟现实技术 将一改人与计算机之间枯燥、生硬和被动的现状，即计算机创造的环境将 人们陶醉在流连忘返的工作环境之中。 虚拟现实（VR）技术是20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术， 它集多媒体、网络技术、传感技术等多种先进技术为一体， 是当今前景最好的计算机技术之一。 虚拟现实 虚拟环境 虚拟房间 虚拟汽车 虚拟人 虚拟现实技术的发展 1965年，Sutherland在篇名为《终极的显示》（The Ultimate Display）的 论文中首次提出了包括具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示的虚拟 现实系统的基本思想，从此，人们正式开始了对虚拟现 实系统的研究探索历程。 1970年，出现了第一个功能较齐全的HMD系统。基于从60年代以来所 取得的一系列成就，美国的Jaron Lanier 在80年代初正式提出了“Virtual Reality”一词。 80年代，美国宇航局（NASA）及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实 技术的研究，并取得了令人瞩目的研究成果，从而引起了人们对虚拟现实技 术的广泛关注。1984年，NASA Ames研究中心虚拟行星探测实验室组织开 发了用于火星探测的虚拟环境视觉显示器，将火星探测器发回的数据输入计 算机，为地面研究人员构造了火星表面的三维虚拟环境。 虚拟现实技术的发展 90年代，迅速发展的计算机硬件技术与不断改进的计算机 软件系统相匹配，使得基于大型数据集合的声音和图象的实时 动画制作成为可能；人机交互系统的设计不断创新，新颖、实 用的输入输出设备不断地进入市场。而这些都为虚拟现实系统 的发展打下了良好的基础。 例如1993年的11月，宇航员利用虚拟现实系统成功地完成 了从航天飞机的运输舱内取出新的望远镜面板的工作，而用虚 拟现实技术设计波音777获得成功，是近年来引起科技界瞩目 的又一件工作。
虚拟现实技术的历史与发展 摘要：虚拟现实技术作为一种综合多种科学技术的计算机领域新技术,已经涉及众多研究和应用领域,被认为是21世纪重要的发展学科以及影响人们生活的重要技术之一。本文介绍了虚拟现实技术的概念、特性以及发展历史和发展趋势，并对虚拟现实技术的应用前景进行展望。 关键词：虚拟现实技术发展历史发展趋势 一、虚拟现实的概念和特性 虚拟现实(Virtual Reality，又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物[1]。虚拟现实技术作为一种新的技术，主要有三个特性，分别是沉浸性、交互性和构想性。 1.沉浸性，是指利用计算机产生的三维立体图像，让人置身于一种虚拟环境中，就像在真实的客观世界中一样，能给人一种身临其境的感觉。 2.交互性，在计算机生成的这种虚拟环境中，人们可以利用一些传感设备进行交互，感觉就像是在真实客观世界中一样，比如：当用户用手去抓取虚拟环境中的物体时，手就有握东西的感觉，而且可感觉到物体的重量。 3.构想性，虚拟环境可使用户沉浸其中并且获取新的知识，提高感性和理性认识，从而使用户深化概念和萌发新的联想，因而可以说,虚拟现实可以启发人的创造性思维。 二、虚拟现实技术的发展历程 虚拟现实技术演变发展史大体上可以分为四个阶段：1963 年以前，蕴涵虚拟现实技术思想的第一阶段；1963年~1972 年，虚拟现实技术的萌芽阶段；1973 年~1989 年，虚拟现实技术概念和理论产生的初步阶段；1990 年至今，虚拟现实技术理论的完善和应用阶段。 第一阶段：虚拟现实技术的前身。虚拟现实技术是对生物在自然环境中的感官和动作等行为的一种模拟交互技术，它与仿真技术的发展是息息相关的。中国古代战国时期的风筝，就是模拟飞行动物和人之间互动的大自然场景，风筝的拟声、拟真、互动的行为是仿真技术在中国的早期应用，它也是中国古代人试验飞行器模型的最早发明。西方人利用中国古代风筝原理发明了飞机，发明家Edwin A. Link 发明了飞行模拟器，让操作者能有乘坐真正飞机的感觉。1962 年，Morton Heilig的“全传感仿真器”的发明，就蕴涵了虚拟现实技术的思想理论。这三个较典型的发明，都蕴涵了虚拟现实技术的思想，是虚拟现实技术的前身。 第二阶段：虚拟现实技术的萌芽阶段。1968 年美国计算机图形学之父Ivan Sutherlan 开发了第一个计算机图形驱动的头盔显示器HMD 及头部位置跟踪系统，是虚拟现实技术发展史上一个重要的里程碑。此阶段也是虚拟现实技术的探索阶段，为虚拟现实技术的基本思想产生和理论发展奠定了基础。 第三阶段：虚拟现实技术概念和理论产生的初步阶段。这一时期出现了VIDEOPLACE 与VIEW两个比较典型的虚拟现实系统。由M.W.Krueger 设计的VIDEOPLACE系统，将产生一个虚拟图形环境，使参与者的图像投影能实时地响应参与者的活动。由M.MGreevy 领导完成的VIEW 系统，在装备了数据手套和头部跟踪器后，通过语言、手势等交互方式，形成虚拟现实系统。 第四阶段：虚拟现实技术理论的完善和应用阶段。在这一阶段虚拟现实技术从研究型阶段转向为应用型阶段，广泛运用到了科研、航空、医学、军事等人类生活的各个领域中，如美军开发的空军任务支援系统和海军特种作战部队计划和演习系统，对虚拟的军事演习也能达到
基于虚拟现实技术的教育解决方案的研制与开发 科技项目可行性报告
目录 一、项目提出的目的及意义………………………………………… 二、与项目相关的国内外发展概况及市场需求分析……………… 三、主要攻关内容及技术路线（技术可行性分析）……………… 四、该项目的技术创新点…………………………………………… 五、现有工作基础和条件…………………………………………… 六、申请的基础条件（包括主要研究成果）……………………… 七、进度安排和实施方案（包括运行机制）……………………… 八、预期成果和考核目标…………………………………………… 九、推广及应用前景………………………………………………… 十、经费概算及来源…………………………………………………十一、结论……………………………………………………………附件---虚拟现实沉浸技术实验室条件建设需求……………………
一、项目提出的目的及意义 互联网、虚拟现实和人工智能被喻为改变人类认知世界的三大信息技术。 互联网从少被社会广泛认知，到今天对社会生活的全面颠覆与渗透不过二十余年。如今互联网+已为国家战略。当互联网在我们生活中掀起一个又一个骇浪时，虚拟现实正悄然从幕后走向前台。今天虚拟现实正演绎着当年互联网对人类生活，从无足轻重到全面颠覆的革命性过程。科技以虚拟现实给人类生活再创造出一次惊喜己为期不远。虚拟现实技术与教育： “虚拟现实”（Virtual Reality，英文缩写VR）技术，利用计算机硬件+软件资源+传感器的一种集成技术，构成实时三维图形生成的技术、仿真技术、多传感交互技术以及显示技术等，生成实时的、具有三维信息的人工虚拟环境，演练者（操作人员）根据需要通过多种交互设备（如头盔、数据手套和刚性外骨架衣服等）来驾驭该环境，以及用于操纵环境中的对象，如在真实世界中一样地与该环境中的人和事物进行行为和思想等的实时交流，并产生逼真的身临其境感。虚拟现实技术不是相关技术的简单组合，而是一种创新性的综合，并且在思想方式上有质的飞跃。 虚拟现实技术对教育产生不可估量的作用，主要理由如下： 1.虚拟现实技术创建全新的教育环境 人们普遍认为，虚拟现实技术将使21世纪的教育发生质的变化。虚假现实技术支持下的教育之所以会发生质的变化，是因为虚拟教育环境拥有现实教育培训环境无可比拟的优势。所谓虚拟教育环境，是指由虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟教育的人工环境，它可以是某一现实世界的基础或设施的真实实现，也可以是虚拟构想成的世界。在21世纪，可能兴办起依托虚拟现实技术的各种新型的学校教育，如基础教育、军事教育、各类培训教育，许多学员在虚拟环境中接受各种教育体验与训练。由虚拟现实技术所支撑的教育系统将使得人员可以在虚拟环境中方便地取得感性知识和实际经验。与现实教育基地或设施相比，在虚拟现实技术支持下的虚拟教育环境大致有如下特征和优势： 1.1仿真性 学生通过虚拟设施训练，与在现实教学基地里同样方便。这是因为虚拟环境无论对于现实的环境或是对于想象的环境，都是虚拟的但又是逼真的。理想的虚拟环境应该达到使受训者难以分辩真假的程度（例如可视场景应随着视点的变化而变化），甚至比真
138 虚拟现实技术的国内外研究现状与发展 杨江涛 （铜仁职业技术学院，贵州铜仁554300） 摘要：虚拟现实技术是一项新兴技术，结合了多种技术如多媒体技术、计算及图形技术、网络技术、人机交互技术、仿真技 术以及立体显示技术等等，前景非常的广阔。文章结合了虚拟现实技术国内外的研究现状对虚拟现实技术的发展趋势进行了分析。关键词：虚拟现实；三维现实；分布式中图分类号：F061.3 文献标识码：A 文章编号：1673-1131（2015）01-0138-01 虚拟现实（Virtual Reality ，简称VR ）是一种综合了多媒体技术、计算机图形技术、网络技术、人机交互技术、仿真技术以及立体显示技术等多种科学技术综合发展起来的计算机最新技术，综合应用了力学、光学、数学、机构运动学等学科。这种技术的特点就是用模仿的方式给用户创造一种虚拟的环境，通过感知行为如视觉、听觉和触觉等让用户有一种身临其境的感觉，并带有交互作用。现在虚拟现实的发展速度越来越快，内容也扩大了很多。 1国外虚拟现实技术研究现状 （1）虚拟现实技术在美国的研究现状。美国是虚拟现实技术的发源地，对于虚拟现实技术的研究最早是在20世纪40年代。一开始用于美国军方对宇航员和飞行驾驶员的模拟训练。随着科技和社会的不断发展，虚拟现实技术也逐渐转为民用，集中在用户界面、感知、硬件和后台软件四个方面。20世纪80年代，美国国防部和美国宇航局组织了一系列对于虚拟现实技术的研究，研究成果惊人。到了现在，已经建立了空间站、航空、卫星维护的VR 训练系统，也建立了可供全国使用的VR 教育系统；乔治梅森大学研制出了一套在动态虚拟环境中的流体实时仿真系统；波音公司利用了虚拟现实技术在真实的环境上叠加了虚拟环境，让工件的加工过程得到有效的简化；施乐公司主要将虚拟现实技术用于未来办公室上，设计了一项基于VR 的窗口系统。传感器技术和图形图像处理技术是上述虚拟现实项目的主要技术，从目前来看，时间的实时性和空间的动态性是虚拟现实技术的主要焦点。 （2）虚拟现实技术在欧洲的研究现状。在欧洲，英国在辅助设备设计、分布并行处理和应用研究方面是领先的，在硬件和软件的领域处于领先地位。欧洲其它一些比较发达的国家如德国以及瑞典等也积极进行了虚拟现实技术的研究和应用：德国将虚拟现实技术应用在了对传统产业的改造、产品的演示以及培训三个方面，可以降低成本，吸引客户等等；瑞典的DIVE 分布式虚拟交互环境是一个在不同节点上的多个进程可以在同一个师姐中工作的一直分布式系统。 2国内虚拟现实技术研究现状 我国对于虚拟现实技术的研究和国外一些发达国家还存在相当大的一段距离，但随着计算机系统工程以及计算机图形学等技术的发展速度越来越快，我国各界人士对于虚拟现实技术也越来越重视，正在积极进行虚拟环境的建立以及虚拟场景模型分布式系统的开发等等。国内许多高校和研究机构也都在积极的进行虚拟现实技术的研究以及应用，并取得了不错的成果： 北京航空航天大学时国内最早进行虚拟现实技术研究的 单位之一，建立了一种分布式虚拟环境，可以提供虚拟现实演示环境、实施三维动态数据库、用于飞行员训练的虚拟现实系统以及虚拟现实应用系统的开发平台等等，并对虚拟环境中物体物理特性的表示和处理着重进行了研究，并在虚拟显示的视觉接口硬件方面进行开发，并提出了相关的算法和实现方法。 清华大学国家光盘工程研究中心采用了QuickTime 技术实现了大全景VR 制布达拉宫；哈尔品工业大学计算机系成功解决了表情和唇动合成的技术问题等。 3虚拟现实技术的发展趋势 （1）动态环境建模技术。虚拟环境的建立是虚拟现实技术的核心内容，而动态环境建模技术的目的就是对实际环境的三维数据进行获取，从而建立对应的虚拟环境模型，创建出虚拟环境。 （2）实时三维图形生成和显示技术。在生成三维图形方面，目前的技术已经比较成熟，关键是怎么样才能够做到实时生成，在不对图形的复杂程度和质量造成影响的前提下，如何让刷新频率得到有效的提高是今后重要的研究内容。另外，虚拟现实技术还依赖于传感器技术和立体显示技术的发展，现有的虚拟设备还不能够让系统的需要得到充分的满足，需要开发全新的三维图形生成和显示技术。 （3）适人化、智能化人机交互设备的研制。虽然手套和头盔等设备能够让沉浸感增强，但在实际使用当中效果并不尽如人意。交互方式使用最自然的视觉、听觉、触觉和自然语言的话，能够让虚拟现实的交互性效果得到有效的提高。 （4）大型网络分布式虚拟现实的研究与应用。网络虚拟现实是指多个用户在一个基于网络的计算机集合当中，对新型的人机交互设备进行一个用，介入计算机中，产生适用于用户的虚拟情景环境。分布式虚拟环境系统除了要让复杂虚拟环境计算的需求得到满足之外，还需要让协同工作以及分布式仿真等应用对共享虚拟环境的自然需要得到满足。分布式虚拟现实可以看成是一种基于网络的虚拟现实系统，可以让多个用户同时参与，让不同地方的用户进入到同一个虚拟现实环境当中。目前，分布式虚拟现实系统已经成为了全世界的研究热点，我国也由杭州大学、北京航空航天大学、中国科学院软件所、中国科学院计算所以及装甲兵工程学院等单位共同感开发了一个分布虚拟环境基础信息平台，为我国开展分布式虚拟现实的研究提供了必要的软硬件基础环境和网络平台。 2015 （Sum.No 145） 信息通信 INFORMATION &COMMUNICATIONS 2015年第1期（总第145期）
虚拟现实技术总结 一、虚拟现实的概念内涵及应用领域 虚拟现实技术又称“灵境技术”、“虚拟环境”、“赛伯空间”等，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机技术，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，可借助传感头盔、数据手套等专业设备，让用户进入虚拟空间，实时感知和操作虚拟世界中的各种对象，从而通过视觉、触觉和听觉等获得身临其境的真实感受。虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、传感技术和网络技术等多种技术的融合，是一门富有挑战性的交叉技术。 虚拟现实技术正在广泛地应用于军事、建筑、工业仿真、考古、医学、文化教育、农业和计算机技术等方面，改变了传统的人机交换模式。 二、虚拟现实的基本特征 虚拟现实技术的基本特征可以简洁地表征为沉浸性、交互性和构想性。 ?沉浸性 沉浸性是指用户作为主角存在于虚拟环境中的真实程度。理想的虚拟环境应该达到使用难以分辨真假的程度例如可视场景应随着视点的变化而变化甚至超越真实如生成比现实更逼真的照明和音响效果等。
?交互性 交互性是指用户对虚拟环境内的物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度包括实时性。例如用户可以用手直接取虚拟环境中的物体,这时手应该有触摸感,并可以感觉物体的重量,场景中被取的物体也立刻能够随着手的移动而移动。?构想性 构想是指用户沉浸在多维信息空间中,依靠自己的感知和认知能力全方位地获取知识,发挥主观能动性,寻求解答方式,形成新的概念。 三、虚拟现实的硬件设备与软件技术 在虚拟现实系统中，硬件设备主要由3个部分组成：输入设备、输出设备、虚拟世界生成设备。此外系统还需要虚拟现实的相关技术。 1、虚拟现实的输入设备 有关虚拟现实系统的输入设备主要分为两大类：一类是基于自然的交互设备，用于对虚拟世界信息的输入；另一类是三维定位跟踪设备，主要用于对输入设备在三维空间中的位置进行判定，并送入虚拟现实系统中。 虚拟世界与人进行自然交互的实现形式很多，有基于语音的、基于手的等多种形式，如数据手套、数据衣、三维控制器、三维扫描仪等。 手是我们与外界进行物理接触及意识表达的最主要媒介，在人机交互设备中也
虚拟现实技术应用及其未来展望 虚拟现实是利用计算机、电子技术、图像技术、传感器技术、多媒体技术、人机接口技术及仿真技术等多种科学技术发展起来的计算机领域的最新技术, 是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。虚拟技术是一门富有挑战性的交叉技术、前沿科学和研究领域。目前虚拟技术已涉及到军事、教育、医学、心里学、商业、影视等领域,是21世纪的重要发展学科。 一、虚拟技术的特征 虚拟环境是利用计算机生成并控制的,因此人处在利用虚拟技术创建的拟环境之中和真实环境是没有差别的。虚拟现实具有3个最突出的特性:交互性、沉浸性和构想性。 1、交互性： 人们可以通过使用专门的输入和输出设备(主要通过数据手套、头盔、数据衣等)以自然地方式(如自身的语言、动作等)和虚拟世界中的对象进行交互操作和交流。 2、沉浸感： 沉浸感是指用户在纯自然的状态下借助交互设备和自身的感知觉系统对虚拟环境的投入程度。虚拟世界给人一种身临其境的感觉。 3、构想性：指借助虚拟技术可以使用户沉浸其中并获得新的知识,从而使用户深 化概念和萌发新意。因此说虚拟现实可以启发人创造性思维,使抽象概念具体化。 二、虚拟现实技术的应用领域 虚拟现实技术应用非常广泛,它可以用于军事、教育训练、设计规划、产品建模、心理学治疗及艺术与娱乐等多方面。 1、军事领域 虚拟现实技术已成为军事和航天领域的先锋技术虚拟技术最初是美国航空航天局与军事部门为了模拟训练而开发的。现在广泛用于各兵种部队的战术研究、演习、模拟训练和培训等,战斗实验室已成为数控战士的战场。 “司令部军事演习”也已成为一种军事演习的重要形式,这类演习可用于为未来战争组织装备、主导原则和综合训练等决策提供参考数据。美国航空航天局埃姆斯研究中心还建立了一座虚拟实验室,它所拥有的飞机模型器无论从规模上还是从逼真程度来看都处于世界之最,主要用于研究现在的或拟议中的飞机飞行控制、制导、座舱显示、自动化和操纵的品质,它能够获得有关飞机性能的实时数据和视图,并且航空研究人员和设计师坐在家里就可以“进入”该实验室进行操作,其灵敏度远远高于现在的任何其他此类研究手段。 虚拟现实技术在军事领域中发挥着重要的作用,被广泛的应用于军事训练、武装装备的研究和生产以及军事教育等各个方面。目前的军事模拟训练