VR是Virtual Reality的簡稱，即虛擬現實。隨著計算機和VR技術的發展，原來的非沉浸式虛擬現實技術(non-immersive VR)發展到了沉浸式虛擬現實技術(immersive VR)。非沉浸式虛擬現實技術是借助於(yu) 計算機和其鼠標、鍵盤、話筒等外圍設備，通過三維製圖軟件在屏幕生成的虛擬環境，或者通過攝影技術獲得的實際圖像加上計算機處理生成的虛擬環境[1]。給用戶生成一個(ge) 窗口式的虛擬空間，該虛擬環境一般由三維視頻(3D電影)組成，通過鼠標或鍵盤與(yu) 計算機交互作用，調用三維視頻，不足之處是能感覺到腳和手不在虛擬空間裏。沉浸式虛擬現實技術(immersive VR)是由美國VPL公司的創始人Jaron Lanier在20世紀80年代末提出的，主要是利用圖形係統和各種控製接口設備，在計算機上生成的、可交互的三維環境中提供沉浸感覺的技術，也就是利用計算機模擬產(chan) 生一個(ge) 三維空間的虛擬世界，給使用者提供關(guan) 於(yu) 視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬。因此，Jaron Lanier被稱為(wei) “虛擬空間之父”[2]，在2010年被美國《時代》雜誌評為(wei) 100個(ge) 最有影響的人物之一。
沉浸式VR模擬的虛擬空間猶如身臨(lin) 其境，感受到三維空間的大小、周圍材料的質感和聲音的回響。用戶在虛擬空間具有與(yu) 虛擬物體(ti) 實時交互的優(you) 點，可以根據自己的思路探索整個(ge) 虛擬環境，選擇自己想體(ti) 驗的內(nei) 容。另外，用戶在虛擬空間觀看VR作品的時間不受限製，可以隨時播放或暫停，切換到其他的VR作品，也可以從(cong) 不同角度長時間瀏覽虛擬作品，而且操作簡單快捷。因此，沉浸式虛擬現實技術在近幾年發展很快，已廣泛應用於(yu) 城市規劃、室內(nei) 設計、工業(ye) 仿真、古跡複原、橋梁道路設計、房地產(chan) 銷售、旅遊推廣、教學培訓和軍(jun) 事訓練等眾(zhong) 多領域，成為(wei) 21世紀的關(guan) 鍵技術之一。
沉浸式VR應用於(yu) 教育領域，能模擬成三維學習(xi) 環境，學生等有關(guan) 人員在這個(ge) 模擬環境中學習(xi) 或培訓。Delucia A等人把這個(ge) 學習(xi) 環境稱為(wei) “Second Life”，即“第二人生”，是模擬真實社會(hui) 在線角色扮演的平台，構建一種沉浸式、遊戲般趣味性的學習(xi) 環境[3]，這個(ge) 學習(xi) 環境遠比坐在屏幕前觀看二維圖像和動畫要真實、方便和有趣得多。現在，沉浸式VR已經在教育和培訓領域獲得了廣泛的應用[4]。
開發沉浸式虛擬現實係統是為(wei) 學習(xi) 建築知識的、學生的模擬軟件和裝置，這個(ge) 係統就稱為(wei) 沉浸式VR建築實訓平台。目前，沉浸式虛擬現實技術(immersive VR)一般簡稱VR，有的公司把沉浸式VR建築實訓平台稱為(wei) VR建築實訓室，或叫VR建材實訓中心。
1 沉浸式VR建築實訓平台的構建
2 沉浸式VR建築實訓平台的使用方法
3 沉浸式VR建築實訓平台的應用研究
4 結語
在建築工程學院實訓中心構建的沉浸式VR建築實訓平台主要由主機、交互設備、屏幕、投影儀(yi) 和HTC Vive VR套裝等組成，主機裏裝有基於(yu) BIM的虛擬建築模擬軟件。啟動平台後，學生戴上頭盔，操縱兩(liang) 個(ge) 手柄控製器，就進入洞穴狀自動虛擬環境學習(xi) 培訓。
沉浸式VR建築實訓平台是一種沉浸式、遊戲般趣味性的虛擬學習(xi) 培訓環境，這個(ge) 環境與(yu) VR建築模擬軟件相結合，創設了一個(ge) 學習(xi) 建築知識的虛擬空間。學生完全沉浸在虛擬三維物體(ti) 組成的空間裏學習(xi) 訓練，現實外界的幹擾不大，能集中精力學習(xi) ，完成學習(xi) 任務。
教師與(yu) 學生一起設計教學方案和內(nei) 容，學生根據自己的實際情況確定學習(xi) 任務、在平台上學習(xi) 的時間和進程，能比較好地發揮學生的個(ge) 體(ti) 特長。
在VR實訓平台中學習(xi) 培訓，遠比坐在屏幕前觀看二維圖像和動畫要真實、方便和有趣得多，激發了學生濃厚的學習(xi) 積極性和主動性，有的學生要求延長時間，有的學生反複學習(xi) 實訓，對自己的學業(ye) 精益求精，有效地培養(yang) 了學生的自學能力和工匠精神。
參考文獻
[1] 袁心平,唐秋華.基於(yu) 非沉浸式虛擬現實技術的設計方法探析[J].湖北工業(ye) 大學學報,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.
葉雯 劉崇進 吳應良 張雲(yun) 霏 廣州番禺職業(ye) 技術學院 華南理工大學 |
