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虚拟现实技术在高校计算机专业的应用现状研究

2019-08-22  |  点击:  |  栏目:论文中心

作者:闫彬彬 本文字数:2510
  [摘           要]  虚拟现实技术是一项全新的技术范畴,近年来慢慢进入人们的视线,并广泛应用于信息领域,而后逐渐应用于教育领域,尤其是高校计算机专业,其一经引入就广泛地得到了师生的一致好评。虚拟现实技术可以定性为计算机仿真系统,可创建出虚拟世界的场景,模拟虚拟世界的情境动态,构建立体交互模式。而在高校计算机专业中,通过此技术把3D立体图像展示给学生,让学生全方位感知模型结构,方便了高校计算机专业的教学活动开展。通过分析虚拟现实技术的创新与发展,深刻探究虚拟现实技术对高校计算机教学的应用优势。
  [关    键   词]  虚拟现实技术;高校计算机专业;应用研究
  [中图分类号]  G712                   [文献标志码]  A                    [文章编号]  2096-0603(2019)15-0142-02
   作为一种重要的仿真技术,虚拟现实技术涵盖了模拟环境、模拟自然技能、模拟传感等,它的特点在于感知性和存在感较强,交互与自主性也较强,并能模仿各种感知行为的产生与变化,再比如医疗、军事、航空航天、设计、地产行业、工业、道路桥梁的设计等领域都有重要的发展空间和发展前景。
   一、虚拟现实技术概述
   (一)虚拟现实技术的特征概述
   早在1963年,,虚拟现实技术就已经被有关学者提出,直至2004年,该技术才被正式应用于某些领域,并且在此前长期处于初级研究阶段,而虚拟现实技术所具备的应用能力十分广泛,它不但能够达到普通电脑的视觉体验,而且还能够兼容各种感官的多方面感知如听觉、味觉、触觉、嗅觉等,通过掌握人类的多种感知能力而具备了多感知性;此外,虚拟现实技术还具有存在感,它可以通过模拟真实情境,让体验者产生错觉,让他们感觉自己仿佛置身其中;虚拟现实技术所映射出的交互性体现在人们对不同物体在模拟情境中的体验感知,以及在所处环境中体验到的自然反馈,用这种交互性作为技术参考来为体验者提供便捷和舒适的体验;同时虚拟现实技术所带来的自主性特点又能够模仿真实物体的状态和运行特点等,以与真实环境相互吻合。
   (二)虚拟现实技术的类型分布
   虚拟现实技术按功能分类大致分为六种类型:桌面式、简易式、增强式、共享式、沉浸式、分布式。
   桌面式虚拟现实技术模拟的是三维场景,它利用软件编程后在显示器上模拟场景,并且只需要基础装置就可以完成这个模拟状态,不过这种模拟技术针对用户的体验性不高,时常受到附近环境因素的影响,无法完成全景状态的模拟,但因其结构简易、运行成本偏低在高等教育行业应用较多,所以桌面式虚拟现实技术的应用程度较广。
   简易式虚拟现实技术系统的组成比较简单,由显示器、鼠键组合构成,其造价低廉受到广泛推广与应用,但这种技术易受环境因素干扰而使用户体验受影响。
   沉浸式虚拟现实技术相对复杂,但应用级别较高,其突出优点在于体验者可以完全沉浸于虚拟体验当中,但因其整套设备造价较高而无法全面推广。
   增强式虚拟现实技术可以把双重环境进行叠加,使虚拟与现实不断融合,将沉浸式的优缺点进行均衡分配,让体验者对体验方式相对满意,并通过虚拟现实技术实现外环境的高度模拟状態,重现真实体验,同时它会加强虚拟景象,让体验者感受到超生活环境。
   分布式主要应用在大型网游及虚拟战争领域,创建多用户相连环境,通过虚拟技术实现信息共享,使协作更高级。
   而共享式虚拟技术是将异地用户通过网络联结,在同一个虚拟环境中协作体验,共享资源。
   二、虚拟现实技术在高校计算机专业中的实际运用
   虚拟现实技术在高校计算专业中的应用是一种发展趋势,该技术属于高度集成技术,涵盖了传感器、软硬件等技术,具有一定的先进性。所以虚拟现实技术在高校计算机专业中的应用对高校教育的发展有着良好的前瞻性,并且还可以加强与高校其他专业的交流与互通。
   (一)课堂基础教学
   高校计算机专业的理论知识与逻辑思维特性较强,学生仅从课本知识学习困难重重,许多高校教师意识到实践运用专业课程十分重要,而虚拟现实技术可以增强计算机教学的可操作性,所以把这项技术逐渐引入计算机课堂非常有益。在讲解硬件知识时,教师把教材上关于计算机构造的直观图展示给学生,也包括计算机各个组成部分,在这个过程中教师一般会带领学生去计算机实验室参观,让学生直观地观察计算机硬件的真实样貌,不过这样的方式存诸多问题,就是学生与学生存在较大的差异,即每个人的理解能力不同,感受能力也不同,掌握知识的进度与效率存在明显的差异,而教师不可能一对一讲解,这样就导致学生的学习效果有好有坏。就学校方面将虚拟技术引入计算机课程中,把计算机组件通过文字叙述、图画展示、动态模拟等一系列方式展现给学生,可以强化学生的学习效果。这样的虚拟方式能够增强交互性,满足不同层次学生的感观与体验,让他们把观察体验与学习成效相关联,并从不同角度解剖知识结构,再通过实地感受加强对计算机组件的了解。
   在计算机数据的结构教学课堂上,教师经常使用的数据算法比较抽象,学生不易理解且很难全部掌握,比如在教学中,把抽象的数据形象通过虚拟技术直观地展现给学生,让他们感受到真实的动态变化易于理解。利用虚拟现实技术对计算机教学课件进行整理与制作,为计算机教学提供了极大的帮助,同时也改变了单调的教学环境,使计算机课堂变得更加生动,调动了学生的学习积极性,也增强了他们的创新能力。

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