第一篇：《虛擬現實初探》教學案例

虛擬現實初探 設計者：李瑞玲

單位：廣州市番禺區石北中學 案例名稱：虛擬現實初探

適應范圍（標明年級和模塊）:高二多媒體技術應用（選修2）課時： 1課時

一、教學內容分析

本節教材為上?？萍冀逃霭嫔纭抖嗝襟w技術應用》第四章第二節，以制作校園全景圖為例，通過兩個任務：校園場景全景制作和評選最佳作品，讓學生在活動中感受虛擬現實，學習虛擬現實的基本知識及簡單虛擬現實作品的制作方法。教學重點：

1、理解什么是虛擬現實及虛擬現實技術。

2、拍攝和制作全景圖作品。教學難點：全景圖照片的拍攝。

二、教學對象分析

在電影、電視和游戲中，學生接觸過虛擬現實，但是對虛擬現實的認識比較模糊，通過學習虛擬現實的基本知識，使學生更好地理解虛擬現實。高二年級學生經過必修模塊的學習，具備一定的計算機操作能力，初步形成協作探究能力。

三、教學目標

1、知識與技能

（1）了解虛擬現實的含義、基本特征及其應用前景。（2）掌握全景圖照片素材的拍攝技巧。

（3）掌握用Ulead COOL 360制作簡單虛擬現實作品的方法。

2、過程與方法 學會從需求出發，選擇合適的設備和軟件拍攝和制作全景圖，并根據全景圖的創作過程和結果進行自評與互評。

3、情感態度與價值觀

使學生初步感受虛擬現實技術的魅力和文化內涵，激發學生的學習興趣，引發對科學技術的求知欲。

四、教學策略

發揮學生的主體性，讓學生親自嘗試全景圖照片的拍攝，以此突破本節的難點。結合專題學習網站，學習過程以自主探索為主，學習者之間進行交流、合作。教師以一種“導演”的身份參與、指導學生的學習過程，讓學生主動地獲取新知。

五、教學媒體選擇

1、硬件環境——多媒體網絡教室，數碼相機，三角架

2、軟件資源——全景圖制作軟件（Ulead COOL 360），“虛擬現實初探——全景圖制作”專題學習網站，模塊包括：引言、任務、資源、作品上傳、作品評價、學習指引、討論社區

六、教學過程 教學環節

教師活動

學生活動 設計意圖

激發興趣引入新課（2分鐘）

展示兩個全景圖作品《校園》、《河邊》。一組靜態的照片經過加工后，就成了讓人身臨其境的現實場景，這就是虛擬現實帶給我們的奇妙之處。引出本課課題。

欣賞作品 明確學習目標

使學生體驗身臨其境的感覺，激發學習興趣，快速進入學習狀態。

認識虛擬現實（8分鐘）

指導學生通過專題學習網，學習虛擬現實的基本知識，包括：虛擬現實的含義、特征和應用前景。

瀏覽專題網中的學習指引部分，學習虛擬現實知識。

學習虛擬現實知識，加強對虛擬現實的理解，體會虛擬現實給人們的社會、生活帶來的影響。

策劃全景視圖（5分鐘）

虛擬現實包括許多方面，本節課只以電腦房全景視圖為例學習簡單虛擬現實作品的制作方法。

進一步明確學習任務

任務具體化

引導學生思考：什么是全景圖？全景圖是如何制作的？用什么工具軟件？需要哪些素材？如何獲取素材？

思考、討論

為全景圖拍攝照片是本節的難點，對全景圖素材進行分析，為后面的拍攝做好準備。

分析制作全景圖的一系列照片，和全景圖作品進行對比。引導學生歸納出全景圖照片的特點：

1、朝一個方向旋轉，保持旋轉角度均勻。

2、照片之間有一定重疊。

了解全景圖的制作原理、制作全景圖照片的要求。

拍攝全景視圖照片（5分鐘）

讓學生自薦小攝影師，現場拍攝全景圖照片。

教師指導學生選好拍攝點，強調拍攝過程中的注意事項。指導學生將照片導入服務器。

邊觀察，邊聽教師講解拍攝技巧。懷著極為興奮的心情欣賞照片。

雖然這一環節比利用現成的圖片要費時費力，但是讓學生親自動手嘗試，能更好地掌握拍攝技巧。

制作全景視圖（15分鐘）

指導學生通過專題學習網進行探究學習，掌握利用Ulead COOL 360制作全景圖的方法。指導學生比較生成的幾種不同類型的文件。

學生邊通過專題學習網站進行探究學習，邊進行同步操作。制作完成后輸出全景圖。

Ulead COOL 360使用方便，操作簡單，可以放手讓學生自主探究學習。

交流評價（8分鐘）

指導學生上傳作品，指導學生在線欣賞和評價。引導學生思考：照片拍攝質量對全景視圖的制作有何影響，如何進行調整。

通過網絡提交作品。在線欣賞、評價作品，修改完善作品。

通過評價，使學生肯定自己，學習他人，體驗成功的樂趣。

總結拓展（2分鐘）

1、全景圖的制作方法及注意事項。

2、利用課余時間嘗試拍攝照片，制作自己的全景視圖作品。

展開討論，利用課余時間完成自己的設想。

提高學習、應用信息技術的興趣和能力。

七、教學評價設計

WEB在線作品量化評價表 評價指標

具體指標

分值

項目

自評

互評

師評

創造性

具有想象力和個性表現力 30

藝術性

構圖完美、穩定，色調和諧

技術性

進行素材加工，畫面平滑、流暢

總評

你認為作品最具特色之處：

作品還有哪些有特改進的地方：

該小組有哪些值得你借鑒的地方：

WEB在線個人目標自評表 班別：

姓名：

自評目標

具體目標

自評等級

欠佳

一般

優秀

知識與技能

對虛擬現實有更好的認識

理解了全景圖的制作原理

知道全景圖照片的拍攝技巧

能利用Ulead COOL 360制作簡單虛擬現實作品

過程與方法

在專題學習網的支持下，親歷簡單的虛擬現實全景作品的制作過程。

能與其他同學開展交流、合作。

情感態度與價值觀

關注虛擬現實技術給人們學習、生活帶來的影響。

感受到虛擬現實技術的魅力和文化內涵，希望進一步學習、探索虛擬現實技術。

八、教學反思

本節活動中需要為全景視圖拍攝照片，要用到數碼相機和三角架，由于設備和操作熟練程度等原因學生可能會在這一環節花費大量的時間，從而影響按時完成教學任務。在設計這堂課的時候，我曾考慮過將自己準備好的照片提供給學生進行創作，但相片與學生本人毫不相干，勢必會影響學生學習的積極性。要提升學生的創作欲望，相片最好進行現場拍攝，讓學生來擔當攝影師，捕捉他們真實的瞬間。這堂課的嘗試是成功的，現場拍攝為課堂增添了活力，調動了學生的學習積極性。通過網絡自主探究學習，可以讓學生充分地利用時間，使用時因人而異，有快有慢、可跳躍、或重復地進行。改變了“教師演示多、學生自主學習少，不管會不會，大家齊步走”的現象。由學生自己操作計算機進行自主探究、合作學習，使學生有更獨立的思維空間和合作機會。學生活動的同時，教師可以適時反饋各種信息，以便及時進行點撥和個別輔導；對學生的活動及時給予積極的評價；對學生自己分析問題、解決問題時思維的閃光點，創造性思維的火花及時地給予贊揚和鼓勵，這樣，充分調動學生學習的內部動機、成就動機和社會動機。為了讓學生更好地在評價中學習，運用WEB在線評價方式，學生可以聽取各方面的意見，在交流和修改過程中學生對自己會有新的認識，有利于學生客觀全面地認識自己，評價他人。

第二篇：虛擬現實技術及其教學應用

虛擬現實技術及其教學應用

2011-04-07 10:17:55 作者：李志剛 張超

摘 要 本文對虛擬現實技術的定義及特征進行了描述，對虛擬現實技術應用于教學的作用意義進行了分析探討。

關鍵詞 虛擬現實；教育技術；教學應用

2010年的上海世博會，參觀人數超過7200萬，創歷屆世博會參觀人數之最，而同時推出的上海世博會的網上展館，則創出了2.8億次的點擊訪問量。網上世博會和電影《阿凡達》讓虛擬現實技術展示了巨大的吸引力，正如澳大利亞新南威爾士大學教授羅伯特·路易斯(Robert Louise)所說:“它的作用遠不只展示和娛樂”，虛擬現實技術的觸角已經滲入到了人類生活的方方面面。

一、虛擬現實技術簡述

虛擬現實(VirtualReality，簡稱VR，又譯作靈境、幻真)是近年來出現的高新技術，也稱靈境技術或人工環境。該技術集成了計算機圖形(CG)技術、計算機仿真技術、人工智能、傳感技術、顯示技術、網絡并行處理等技術的最新發展成果，是一種由計算機技術輔助生成的高技術模擬系統。

虛擬現實中的“現實”是泛指在物理意義上或功能意義上存在于世界上的任何事物或環境，它可以是實際上可實現的，也可以是實際上難以實現的或根本無法實現的。而“虛擬”是指用計算機生成的意思。因此，虛擬現實是指用計算機生成的一種特殊環境，人可以通過使用各種特殊裝置將自己“投射”到這個環境中，并操作、控制環境，實現特殊的目的，即人是這種環境的主宰。

虛擬現實技術具有多感知性（Multi-Sensory）、交互性（Interactivity）、浸沒感（Immersion）和構想性（Imagination）四個重要特征。

所謂多感知是指除了一般計算機技術所具有的視覺感知之外，還有聽覺感知、力覺感知、觸覺感知、運動感知，甚至包括味覺感知、嗅覺感知等。理想的虛擬現實技術應該具有一切人所具有的感知功能。由于相關技術，特別是傳感技術的限制，目前虛擬現實技術所具有的感知功能僅限于視覺、聽覺、力覺、觸覺、運動等幾種。

交互性指用戶對模擬環境內物體的可操作程度和從環境得到反饋的自然程度（包括實時性）。例如，用戶可以用手去直接抓取模擬環境中虛擬的物體，這時手有握著東西的感覺，并可以感覺物體的重量，視野中被抓的物體也能立刻隨著手的移動而移動。

浸沒感又稱臨場感，指用戶感到作為主角存在于模擬環境中的真實程度。理想的模擬環境應該使用戶難以分辨真假，使用戶全身心地投入到計算機創建的三維虛擬環境中，該環境中的一切看上去是真的，聽上去是真的，動起來是真的，甚至聞起來、嘗起來等一切感覺都是真的，如同在現實世界中的感覺一樣。構想性強調虛擬現實技術應具有廣闊的可想像空間，可拓寬人類認知范圍，不僅可再現真實存在的環境，也可以隨意構想客觀不存在的甚至是不可能發生的環境。

如今，虛擬現實技術的應用已大步走進軍事航天、工業仿真、游戲動漫、教育培訓、城市規劃、醫療救治等領域。虛擬現實技術已經和理論分析、科學實驗一起，成為人類探索客觀世界規律的三大手段。

二、虛擬現實技術的教學應用

在以往的教育中，學習者始終生活在兩個世界的時空環境中，一個是經驗世界（實踐中學習），另一個是語言文字的世界（書本中學習），兩者往往相互脫節，即理論脫離實際。而由多媒體與仿真技術相結合產生的虛擬現實技術，創造出了第三個世界-----虛擬現實世界，它將成為溝通前兩個世界的重要橋梁。我國學者桑新民教授在探索信息化環境下高校學習新模式的過程中，率先提出：必須把“三個世界”的學習經驗綜合起來，促成三者的有機結合。指出要充分利用虛擬現實情境之獨特優勢，去引導和促進學習者在經驗世界和語言文字世界中實現學習活動與學習經驗的整合，不斷激勵和提高學習者在“三個世界”中學習的自主性、協作性和創造性。

⒈拓寬視野，激發學習熱情

通過虛擬現實技術，一方面可以再現實際生活中無法觀察到的自然現象或事物的變化過程，為學習者提供生動、逼真的感性學習材料，使抽象的概念理論直觀化、形象化，方便學習者對抽象概念的理解；另一方面虛擬現實技術使學習者能夠按自己的需要來進行實時的交互式學習，主動地獲取所需要的知識，由被動式的接受轉化為主動式的發現。虛擬現實技術還可讓學習者學習到和體驗到現實生活中具有微觀性、瞬變性、危險性、長期性且用別的方法很難觀察和驗證的各種事物，從而提高這類特殊知識的可接受性。在課堂上，教員可以陪同學習者一起經歷虛擬境界，一邊觀察一邊講解；也可以讓學習者自己利用虛擬景物、虛擬環境等進行仔細觀察自主學習進而理解有關的概念及知識。通過這種對虛擬景物和虛擬環境的交互式學習，能有效發揮學習者的主觀能動性，使學習者真正參與到教學活動中去，成為學習過程中的主體，變被動為主動，并激發出較高的學習熱情和空間想象力。

⒉便于探究，培養創新能力

虛擬現實技術允許學習者對模擬的環境可交互、可操縱、可建構，可直觀地觀察到學習過程中所提出的各種假設所產生的結果或效果，適合開展探究性的學習。例如，有一個名叫“電子工作臺”(Electronic Workbench;EWB)的軟件系統，允許學習者利用它提供的元件構造各種模擬電路和數字電路，并能動態測試電路的性能；還有一個名叫“交互性物理”(Interactive Physics;IP)的軟件系統，允許學習者構造屬于經典力學系統的大部分實驗；在虛擬的化學系統中，學習者可以按照自己的假設，將不同的分子組合在一起，電腦便虛擬出組合的物質來。利用虛擬現實技術進行探究性學習，更有利于激發學習者的創造性思維，培養學習者的創新能力。⒊突破瓶頸，提高實驗效益

利用虛擬現實技術進行虛擬實驗教學，可以有效地突破時間、空間、經費和危險性等現實條件的制約，大到宇宙天體，小至原子粒子，學習者都可以進入其內部進行觀察。一些需要幾十年甚至上百年才能觀察的變化過程，通過虛擬現實技術，可以很快地呈現出來。例如生物中的孟德爾遺傳定律，用果蠅做實驗往往要幾個月的時間，而虛擬現實技術在一堂實驗課內就可實現。在虛擬實驗室里，學習者通過各種感覺（視覺、聽覺、動覺和觸覺等）與虛擬的學習情境相互聯系并交互作用，進一步加深了對事物現象和規律的認識，有效地促進了學習者在經驗世界和語言文字世界中實現學習活動與學習經驗的整合，大大提高了學習者的學習興趣和學習效果。

⒋模擬訓練，輕松掌握技能

虛擬現實的沉浸性和交互性，使學習者能夠在虛擬的學習環境中扮演一個角色，并全身心地投入到該學習環境中去，這非常有利于學習者達到動作技能類教學目標要求。例如空軍某學院研制的Su27駕駛模擬器，采用多通道圖形生成技術，建立了大視野視景環境，配合接近實物的駕駛艙，使學習者可以完成基本駕駛技術、編隊飛行以及部分空戰戰術的訓練；澳大利亞新南威爾士大學模擬出礦坑內的常見問題，讓礦工們針對瓦斯管理、煤層自燃、危險預警、隔離程序、自主逃生等各種環節進行訓練等等。在這些既與現實條件相符又無任何危險的虛擬訓練系統中，學習者可以不厭其煩地反復練習，直至掌握操作技能為止。⒌攜手網絡，改革教學結構

隨著網絡技術和虛擬現實技術的日趨成熟，教學活動不再局限于有形的教室中，而向虛擬課堂、虛擬大學、虛擬學習社區發展，基于網絡的虛擬化學習，將會成為未來教育的一種全新的教學方式。虛擬現實技術不僅能向學習者提供一種可在實際生活中找到的情境和經驗，還可以再現特定的環境。利用虛擬現實技術與網絡結合，可以打破時間和空間的限制，進行交互式的、圖文并茂的、智能型的、分布式的教學，并通過網絡傳輸逼真的教學和學習環境，從而使學習方式由傳統的“獨學”變為“群學”，使學習結構從“封閉”變為“開放”，最終可以使教學從“知識傳授”轉變為“知識建構”。例如，在基于共享型虛擬現實系統設置的網上協同實驗室中，身處不同位置的學習者組成一個個學習小組，所有學習小組構成一個學習型社區。他們一起設計實驗，并通過模擬軟件觀看實驗結果，直到認為方案成熟，才轉移到真實實驗環境中去完成實驗。教師在整個實驗過程中監控每一個成員的表現并及時進行個別化的輔導。

虛擬現實技術應用于教學的最成功案例，莫過于哈佛大學克里斯·德迪博士率領開展的一項為期十年的基于多用戶虛擬環境（Multi—User Virtuai Environment, MUVE）的中學科學教育項目：River City。正如德迪博士在2009年《科學》雜志上對River City總結的那樣，與傳統教學相比，大部分學生在這種沉浸式的模擬環境中都獲得了更多的關于科學探究的知識和技能；學生能夠形成一種深度參與，非常有利于發現復雜問題的技能與發展；有利于那些成績差的學生建立起學業上的自信。River City在北美地區產生了廣泛影響，被作為新型數字化學習及評價方式的典型選入美國《2010年教育技術規劃》，也受到了具有“數字未來學家”之稱的唐·泰普斯科特的推崇。

由于虛擬現實所依托的軟硬件技術科技含量和開發費用高、技術復雜、實現難度大等原因，目前在教育領域還只是運用于少數的教學、培訓、實驗、參觀等方面，且尚沒有形成完善的運用模式。然而虛擬現實技術作為一種新涌現的教育技術，具有令人鼓舞的美好前景。有遠見的教育工作者把虛擬現實看做是基于計算機的教學系統的下一個合乎邏輯的發展步驟。人們必將應用虛擬現實技術來進一步改進學習過程和創造新的學習系統。

參考文獻：

[1]南國農,李運林,祝智庭.信息化教育概論[M].北京：高等教育出版社.2004 [2]何克抗,李文光.教育技術學[M].北京師范大學出版社.2009 [3]田 屹,王軍武．軍事教育技術與教育技術的比較分析及特點研究[C].第一屆中國教育技術發展論壇．

[4]曾芬芳.虛擬現實技術[M].上海交通大學出版社.1997 [5]梁林梅,李曉華.讓技術為學生提供更強大的參與經驗[J].中國電化教育,2010.9 關鍵詞：虛擬現實技術及其

第三篇：虛擬現實簡介

虛擬現實技術簡介

虛擬現實（VR-Virtual Reality）,也稱虛擬實境或靈境，是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機系統，它利用計算機技術生成一個逼真的、具有視、聽、觸等多種感知的虛擬環境，用戶即可以簡單的通過網頁瀏覽、應用程序查看時鍵盤和鼠標的操作甚至通過使用各種交互設備，同虛擬環境中的實體相互作用，使之產生身臨其境感覺的交互式視景仿真和信息交流，是一種先進的數字化人機接口技術。

與傳統的模擬技術相比，虛擬現實技術的主要特征是：操作者能夠看到三維實體、逼近真實的場景，結合環幕等硬件設備可以使操作者真正進入一個由計算機生成的交互式三維虛擬現實環境中，與之產生互動，進行交流。通過參與者與虛擬仿真環境中對象的相互作用，并借助人本身對所接觸事物的感知和認知能力，幫助啟發參與者的思維，以全方位地獲取虛擬環境所蘊涵的各種空間信息和邏輯信息。這是符合人類認知過程一種計算機技術。

沉浸/臨場感和實時交互性是虛擬現實的實質性特征，對時空環境的現實構想（即啟發思維，獲取信息的過程）是虛擬現實的最終目的。虛擬現實技術的先進特性使得該項技術應用于各行各業的模擬仿真研究中，并切實有效地指導了生產實踐。自從虛擬現實技術誕生以來，它已經在軍事模擬、先進制造、城市規劃/地理信息系統、醫學生物等領域中發揮了巨大的經濟、軍事和社會效益。預言家們預言虛擬現實技術在不遠的將來虛擬現實技術就會象當年地計算機一樣應用于社會生產實踐的各個領域，它與網絡、多媒體將并稱為21世紀最具應用前景的三大技術。

目前已經眾多國內外的公司退出了自己的虛擬現實技術解決方案，包括軟件的解決方案和硬件的解決方案，更多的是軟硬件結合的解決方案。好的軟件也需要好的硬件來配合實現身臨其境的效果，因此這是一個系統工程，技術門檻不高，但實際應用難度大。

第四篇：虛擬現實 論文

XXXXXX學院

虛擬現實

學 生 姓 名：XXX 指 導 教 師：XXXX 系別：信息技術系 專業、班級：計算機科學與技術XXX班 完 成 時 間：2009年6月13日

虛擬現實技術在計算機專業教育中的應用

姓名：XXX

專業：XXX

學號：XXXX

摘要：目前，虛擬現實技術已廣泛應用于航空航天、娛樂游戲，以及建筑設計等領域。在教育領域，虛擬現實技術也有廣泛的用途。文章介紹了虛擬現實技術及VRML語言，探討了虛擬現實技術在計算機教學和計算機實驗中的應用。如果虛擬技術廣泛應用于網絡教育中，將對遠程教育產生深遠的影響。

關鍵詞：虛擬現實技術；虛擬實驗；VRML；計算機專業

隨著我國教育的不斷改革和科學技術的飛速發展，代寫論文 網絡教育的出現改變了傳統的教學方式。尤其是計算機更新速度非常快的特點使得傳統的教學方式難以滿足學習的需要。虛擬現實技術作為一門新的技術，它在教育領域的發展將為教育提供新的活力。本文主要從虛擬現實技術特征和VRML語言的角度探討其在計算機專業教育中的應用。1 虛擬現實技術

多媒體技術與網絡技術的發展為現代教育手段的現代化帶來了新的機遇和挑戰。隨著計算機技術的快速發展，現代教育技術的應用已不再是停留在音像技術課堂中應用的常規模式層次上．而是朝著多媒體化、網絡化、信息化、教育技術應用模式多樣化和遠程教育普及化的趨勢發展，特別是基于計算機仿真技術的虛擬教學形式，是一種最新出現的教學模式，具有廣闊的發展前景，代表了教育的未來和發展的方向。

1．1 虛擬現實技術概念

虛擬現實(Virtual Reality，簡稱VR)，又稱為靈境技術，代寫畢業論文 它匯集了數字圖象處理、計算機圖形學、多媒體技術、人工智能、人機接口技術、傳感器技術，以及人體行為學等多項天技術．是計算機技術的綜合應用。具體地說，就是采川以計算機技術為核心的現代高科技生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環境，用戶借助必要的設備以自然的方式與虛擬環境中的對象進行交互作用，相互影響，從而產生如同真實環境的感受和體驗。盡管該環境并不真實存在，但它作為一個逼真的三維環境．仿佛就在我們周圍。由于用戶對計算機環境中的虛擬物體產生了類似于對現實物體的存存意識或幻覺，從而使得用戶在計算機所創建的維虛擬環境中處于一種全身心投入的狀態。

1．2 虛擬現實系統的構成一個虛擬現實系統由以下幾部分組成：

(1)虛擬環境。它由虛擬環境發生器所產生，且可讓使用者通過傳感器件和作用器件與之交互，這種交互的結果是使用者有全身心進入這一環境的感覺。

(2)傳感器件。它將虛擬環境中的物體的形、動作、聲音等進行轉換，使人能獲得視覺、聽覺、觸覺等多方面的感覺。這些感覺與他以往在實際環境中的感覺一致。

(3)作用器件。它將人的一些約定動作(如行走、手勢等)變成作用的信息，讓虛擬環境有所察覺。

(4)人。虛擬現實實質上是一內含反饋的閉環系統，只有人的存在才能使這一反饋環路有效成立。代寫碩士論文所以人是VR系統中不可缺少的成分。人通過傳感器件感受虛擬環境的存在．又通過作用器件去影響虛擬環境，使其作出相應的變化。

(5)虛擬環境發生器。它能產生使用者所需要的虛擬環境，且能通過作用器件傳來的作用信息。了解使用者的位置和動作。并對已產生的虛擬環境作出相應的修改。

1．3 虛擬現實技術基本特征

(1)沉浸性。虛擬現實技術是根據人類的視覺、聽覺的生理心理特點，由計算機產生逼真的三維立體圖像。使用者戴上頭盔顯示器和數據手套等交互設備，便可將自己置身于虛擬環境中，成為虛擬環境中的一員。使用者與虛擬環境中的各種對象的相互作用，就如同在現實世界中的一樣。當使用者移動頭部時。虛擬環境中的圖像也實時地跟隨變化，拿起物體可使物體隨著手的移動而運動，而且還可以聽到三維仿真聲音。使用者在虛擬環境中，一切感覺都是那么逼真，有一種身臨其境的感覺。

(2)交互性。虛擬現實系統中的人機交互是一種近乎自然的交互．使用者不僅可以利用電腦鍵盤、鼠標進行交互，而且能夠通過特殊頭盔、數據手套等傳感設備進行交互。計算機能根據使用者的頭、手、眼、語言及身體的運動，來調整系統呈現的圖像及聲音。使用者通過自身的語言、身體運動或動作等自然技能．就能對虛擬環境中的對象進行考察或操作。

(3)多感知性。由于虛擬現實系統中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應裝置，因此，使用者在虛擬環境中可獲得視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知，從而達到身臨其境的感受。

1．4 虛擬現實系統的類型

虛擬現實技術按其功能，可分為以下幾種類型：

(1)沉浸式虛擬現實系統

沉浸式虛擬現實系統是利用頭盔顯示器、數據手套、三維鼠標等傳感跟蹤裝置與虛擬世界進行交互。由于這種系統把人的視覺、聽覺和其它感覺封閉在虛擬的感覺空間，能使人全身心投入并沉浸其中。不足之處在于專用設備復雜而且昂貴，難以在教育行業普及推廣。

(2)桌面式虛擬現實系統

桌面式虛擬現實系統是運用軟件編程的方法在顯示器上顯示三維場景．用戶通過鍵盤、鼠標等簡單的設備與虛擬場景進行交互。這種系統由于用戶坐在顯示器前，通過屏幕觀察虛擬世界并與之交互，往往會受到周圍環境的影響，難以做到完全投入．但是結構簡單、成本較低，易于普及推廣。

(3)分布式虛擬現實系統

分布式虛擬系統是多個用戶通過網絡共享一個虛擬空間，共同參與虛擬活動。

(4)增強現實性虛擬現實系統

增強現實性的虛擬現實系統不僅是利用虛擬現實技術來模擬現實世界、仿真現實世界，而且要利用它來增強參與者對真實環境的感受，也就是增強現實中無法感知的感受。

1．5 虛擬現實造型語言VRML

VRML(Virtual Reality Modeling Language1即虛擬現實建

模語言，是一項和多媒體通訊、因特網、虛擬現實等領域相關的，在Intemet上營造虛擬環境的技術。它用來在網絡上創建可導航的、超鏈接的三維虛擬場景。

VRML的基本工作原理可概括為：文本描述、遠程傳輸和本地計算生成。所謂文本描述，是指VRML并不是用三維坐標點的數據來描述三維物體的，因為這樣會有很大的數據量．在Intemet上傳輸會遇到很多困難．VRML是用類似HTML的標記文本語言來描述三維場景．就像我們的編程語言。比如，一個立方體的描述文本是：Box(size 3.0 3.0 3.0)。VRML就是一種描述語言標準，規定了用來描述三維場景的文本描述語言。遠程傳輸是指用戶瀏覽VRML描述的虛擬場景時，需要通過Intemet將描述場景的文本傳送到本地。一般來說，文本描述是嵌在WEB頁面中，在瀏覽器請求相應頁面時與頁面描述文本一起傳送本地。本地計算生成是指描述虛擬場景的數據傳送到本地后，瀏覽器對它進行解釋計算，動態地生成虛擬場景。比如，描述球形的文本，瀏覽器會在屏幕上繪制一個立體的球形。概括地說，就是

用文本信息描述三維場景．在Intemet網上傳輸，在本地機上由VRML的瀏覽器解釋生成三維場景．解釋生成的標準規范即是VRML規范。

VRML文件主要包括四個主要成分：VRML文件頭、原型、造型節點、腳本和路由。在這四個要素中．代寫醫學論文只有文件頭部分是必須的，它用來告訴瀏覽器該文件符合的規范標準以及使用的字符集等信息。原型定義了創建帶有指定名稱、接口和整體的新節點類型。一旦成功地定義了原型，它就可以在VRML文件的其他地方隨意使用。造型節點是VRML中的基本建造模塊．它構成了VRML文件的主體部分，正是由于造型節點定義而產生了虛擬的VRML空間。腳本可以看作是一個節點的外殼，它有域、eventIn事件和eventOut事件。其本身沒有任何動作．然而你可以通過程序腳本來賦予你腳本節點的動作。程序腳本實際上是一種簡化了的應用程序，一個典型的腳本是由Java或JavaScript編程語言寫成的程序。路由是一種文本描述的消息．一旦在兩個節點之間創建了一個路由．第一個節點可以順著路由傳遞消息給第二個節點，這樣的消息被稱為事件。VRML還可以包含下列條目：注釋、節點和域值、定義的節點名、使用的節點名等。

設計VRML虛擬場景時。最簡單的方法是直接使用文本編輯器來編輯描述文本，它類似于程序設計，這種方法簡單方便．但不是很直觀．對設計者的空間想象能力要求也較高，設計的效率不高?，F在有很多的可視化的VRML設計工具，如CosmoWorld和WebWorld等．這些工具將VRML的標準節點都做成可視的組件，用戶設計時，只需要將這些組件組全自己需要的虛擬場景就可以了．而且設計的效果在設計時就可以看到。設計完畢后，系統自動將這些可視的虛擬場景生成標準的VRML描述文本，這樣，這些文本傳送到用戶的瀏覽器后．便會在用戶的屏幕上重現這個虛擬場景。

VRML使得Intemet的平面世界出現了三維場景。它的問世在世界上引起了極大的反響．得到眾多的軟硬件廠商的支持，成為了Intemet上最有發展前景的新興技術。VRML在各方面都展現出了強大的應用可能性。蘊藏了無限生機。在教育領域的WEB站點中，它可廣泛用于學習情景創設上，以增加學習內容的形象性和趣味性。例如：創建網上三維圖書館，它的好處就在于書籍歸類整理更接近真實并將高于真實，匯編或查閱時書籍只需要鼠標輕輕地點擊對應的虛擬圖書。另外，使用VRML做模擬訓練是一種可行性極高的措施，它不僅可以減少某些情況下現實空間中操作的難度和危險．更為重要的是它可以使訓練造價得到大幅度降低，這樣就使得在教育方面的應用成為可能。由于這種模擬系統具有高度的真實性，所以并不會因為沒有真實系統介入而造成較差的訓練效果?，F在虛擬校園、虛擬考場也已經陸續地出現在網絡中，這些新興的教育形式必將因其優越的一面而在未來教育領域中占有一席之地。虛擬現實技術在計算機專業教育中的應用

2．1 虛擬現實技術在輔助課堂教學中的應用

眾所周知，計算機課程實踐性很強，在書本上體現難免會給人們的理解帶來困難。利用虛擬現實技術制作的課件能夠很好地解決這一問題。例如，在計算機基礎課程中介紹計算機中各個組件的結構和講解計算機組裝的過程時，書本的文字難以讓學習者了解組件結構和組裝的過程。利用虛擬現實技術可以將文字、聲音、圖片、動畫等幾種媒體表現形式有機地結合，設計出生動活潑的界面。制作出一些三維的、交式的、具有沉浸感的內容，滿足學習者從各個角度觀察和學習，仿佛身臨其境，更好地理解學習的內容。

制作VRML課件的基本思路是：

(1)制作一系列空間形體的三維造型和動畫．并且為這些造型指定所需要的顏色、大小等。

(2)引入VRML的相關節點，建立虛擬運動空間。實現課件多媒體功能。

(3)優化VRML場景，即在構建場景的過程中，利用VRML提供的高級造型技術適當優化程序。

(4)VRML文件的輸出，將已創建的空間場景輸出為．wrl形式的文件。

例如，設計VRML課件來實現網上虛擬計算機組件結構和組裝的輔助教學。

首先，在介紹計算機組件選擇知識同時。可以在網上從各個角度來觀察VRML制作的計算機組件的造型．增強感性認識，并使學習者對怎樣組裝計算機有個初步的了解。利用VRML的造型設計和VRML Script的動畫鏈接．虛擬出組裝計算機過程中所需的主要硬件，再通過把VRML文件嵌入到網頁的方法，使學習者既能在網頁中看到二維不同型號硬件的圖片和一些描述硬件的文字．又能看到三維的虛擬制作出來的硬件模型。這樣使學習者能真切地、直觀地感受到二維和三維的不同．感受到虛擬世界的美妙。然后，通過文字和圖片向學習者介紹如何將各計算機組件組裝到一起。接著，通過VRML的動畫節點控制和VRML Script的結合。制作出安裝、注釋和視點切換的效果，然后按照六個安裝步驟：第一，機箱、主板的安裝；第二，風扇、內存的安裝；第三，光驅、軟驅、硬盤的安裝；第四，聲卡、顯卡的安裝；第五，電源的安裝；

第六。顯示器、鍵盤、鼠標的安裝，組合完成整個在虛擬三維世界中組裝計算機的過程。在學習的過程中，只要點擊相應的按鈕，就可以按相應的步驟進行安裝。拖動鼠標或按鈕可以隨意地移動計算機組件到指定的位置進行安裝。在安裝完光驅和軟驅后，點擊光驅的開、關鍵，光盤托會自動拖出和送入，點擊軟驅的按鈕，軟盤會自動取出．使學習者能動態地觀看到效果。有一種身臨其境的感覺來完成學習的過程。

通過VRML Script語言的鏈接。制作出生動有趣的動畫效果和逼真的聲音效果。例如．當你點擊軟驅上的按鈕，會發出聲音并彈出一張軟盤；當你點擊光驅按鈕時，盤盒會自動地彈縮并發出逼真的聲音。為了方便學習。還可以實現注釋信息，當學習者的鼠標碰到硬件設備時。在對象的旁邊會出現一個注釋信息，說明該對象名稱。

又如，在《數據結構》課程中，對于常用的數據結構的算法思想．由于其抽象程度高。使得學生很難理解。我們也可以通過虛擬技術將其制作成課件進行教學。將抽象的算法過程以淺顯易懂、形象直觀的形式展現出來。例如，遞歸算法是學生比較難理解的，因為其算法是靠隱形調用堆棧來實現，而通過虛擬技術可以將堆棧內部情況的變化動態、直觀、形象地表現出來，這樣學生就很容易理解。同樣在講解樹和圖的遍歷時，可以從可視化的角度觀察遍歷的順序。二叉樹與樹的概念的區別、Hanoi塔等問題都可以直觀地表現。方便教師的教學和學生的理解。

總之，通過制作課件來輔助課堂的教學，能為學習者提供生動、逼真的感性學習材料，使抽象的學習直觀化、形象化，幫助學習者解決學習中的重點和難點，提高學習者的積極性。

2．2 虛擬現實技術在計算機實驗中的應用

由虛擬現實技術生成的適用于進行虛擬實驗的實驗系統，包括相應的實驗室環境、有關的實驗儀器設備、實驗對象。以及實驗信息資源等。虛擬實驗室可以是某一現實實驗室的真實再現。也可以是虛擬構想的實驗室。例如，在城域網和廣域網的網絡建設過程中，不必真正把網絡構建起來就可以親身體驗，猶如進行現場的操作。在數字電路的課程實驗中，可以通過虛擬的電路器件來達到電路設計的目的，而沒有購買器件問題所帶來的麻煩。在電子商務課程實驗中，可以虛擬商務環境，讓學生進入這個虛擬環境。身臨其境地體驗現場交易的氣氛和參與交易的過程。計算機操作系統的安裝是比較基礎但又是難做好的一個實驗。由于在計算機上安裝新的操作系統不可避免地會對原有的操作系統產生影響。

使用虛擬計算機來進行操作系統的安裝試驗就十分的方便了。代寫工作總結使用虛擬機的軟件VMware可以創建與真實計算機一模一樣的虛擬機。創建的虛擬機有自己的CPU、內存、硬盤、光驅，在這個虛擬機上，可以安裝Windows、Linux等真實的操作系統以及各種應用程序。通過在虛擬的操作系統環境中進行操作，熟悉操作和新技術，達到事半功倍的效果。VMware只是一個軟件?？梢詭椭阍谝粋€操作系統的環境下安裝另一個操作系統，而不會對當前的操作系統產生影響。

虛擬現實技術還可以對學生學習過程中所提出的各種假設模型進行虛擬．通過虛擬系統便可以直接地觀察到這一假設所產生的結果或效果。利用虛擬技術。學生還可以進行網絡設備設計、電路設計等方面的學習探索，設計出新型的網絡設備和電子器件．從而激發學生的創造性思維，培養學生的創造能力。

通過虛擬的實驗室進行實驗，既可以縮短實驗的時間，又可以獲得直觀、真實的效果，還能對那些不可見的結構原理和不可重組的精密設備進行仿真實訓，避免真實實驗操作帶來的各種危險。并且，虛擬實驗具有先進性和共享性，易擴充．易于改變教學項目，減少設備投入經費，使教學內容在虛擬的環境中不斷更新．使實驗實踐及時跟上技術的發展。但是在采用虛擬實驗進行教學的過程中，并不能完全代替真實實驗。虛擬實驗是虛擬的實驗，缺少“實物感”，正如在網上看書與拿真實的書看時，會覺得真實的書更實在。在網絡實驗中，用到的網絡設備像路由器、交換機等種類、型號都很多，在虛擬實驗中．學生很難見到這些設備，如果在真正的實踐中可能會無從下手。因此，在具體實施中，應該虛實進行結合。有目的地安排一些實驗在真實環境中操作，這樣，他們會對實驗的設備有親身的體會，更能加深實驗的印象，提高實驗的效果。結束語

虛擬現實技術在計算機教育領域發展的潛力是巨大的，只有親身去經歷、親身去體驗去感受，比空洞抽象的說教更具說服力，主動地去交互與被動地觀看有質的不同。虛擬現實技術能形象、生動、逼真地表現教學內容，有效地營造一個發展的教學環境。提高學生掌握知識和技能的效率和積極性，達到優化教學過程、提高教學質量的目的，從而解決傳統教學方式無法解決的問題。隨著計算機網絡技術的飛速發展，基于WEB的虛擬現實遠程教育具有廣泛的應用前景，必將成為21世紀教育的主流。

參考文獻：

[1]劉鳳田，劉玉蘭．虛擬現實技術及其在教育領域的應用研究[J]．河北農業大學學報，2005，(1)．

[2]余勝泉，車皓陽，姚顧波．教育中的虛擬現實[J]．現代教育技術研究所．2O00．

[3]李玲，湯小紅．虛擬現實建模語言及其在工程制圖教學中的應用[J]．微計算機應用，2004，(3)．

[4]郭鳳英．虛擬現實技術在網絡教學中的應用[J]．北京聯合大學學報(自然科學版)，2004，(3)．

[5]何來坤，徐淵．虛擬現實建模語言VRML及其應用[J]．杭州師范學院學報，2005，(2)．

[6]祝智庭．現代教育技術[M]．北京：教育科學出版社，2004．

[7]陳曉春．虛擬現實在現代教育技術中的應用[J]．銅陵學院學報，2005，(3)．

[8]宣翠仙．虛擬現實技術及其在教育中的應用[J]．浙江樹人學報，2004，(2)．

[9]楊宗凱，吳砥，劉清堂．網絡教育標準與技術[M]．北京：清華大學出版社。2003．

[10]陽化冰，劉忠麗．虛擬現實構造語言VRML[M]．北京：北京航空航天大學出版社，2O00．

[11]金杰．遠程教育中虛擬實驗與虛擬儀器及技術的運用與前景[J]．電腦與技術，2005．

[12]李法春，高俊文虛擬現實在“網絡”課程教學中的應用[J]．中國職業教育技術。2005．

[13]萬壽紅，徐紅．數據結構遠程教育的教學方法探討[J]．理工高教研究，2005，(2)．

第五篇：虛擬現實教學大綱

《非線性編輯》課程教學大綱

課程編號：（暫不填寫）

課程名稱：虛擬現實

總學時數和學分：本課程計劃72學時，4學分 實驗或上機學時：36學時

先修及后續課程要求：三維動畫設計3D、圖形圖像處理PS

一、課程的性質和任務

課程性質：

虛擬現實是利用計算機圖形學技術，在計算機中對真實的客觀世界進行逼真的模擬再現。通過利用傳感器技術等輔助技術手段，讓用戶在虛擬空間中有身臨其境之感，能與虛擬世界的對象進行相互作用且得到自然的反饋，并讓人產生構想。

主要任務：

使學生掌握3ds max及VPR軟件的使用方法，掌握利用3ds max軟件進行前期的模型、材質、燈光以及渲染器的設置技巧，熟練使用VRP完成動畫的設置。

二、基本要求

教學環節包括：課堂講授及習題課、課外作業、實驗、考試考查等

（一）、課堂講授

1.教學方法：

通過講授演示3ds max的使用方法讓學生掌握虛擬現實前期的制作過程，通過學習VPR軟件的動畫設置，完成后期動畫的制作。

2.教學手段：

通過多媒體設備進行教學，并采用電子教案、CAI課件、案例分析等先進教學手段。

3.外語的要求：

會看懂英文版的多媒體創作工具

（二）、教學輔助資料

拍攝的視頻素材

（三）、習題課安排

給出樣例讓學生自己完成。

三、與其它課程的關系

在本課程開設之前，應先修三維動畫設計3D，圖形圖像處理PS等課程，并為以后學習視頻特效等課程打下基礎。

四、教學內容

本課程共分七大模塊，通過學習，使學生掌握3ds max軟件的使用和VPR動畫的設定。主要教學內容有：

第一章3ds Max建模準則

虛擬現實（VR）的建模和做效果圖、動畫的建模方法有很大的區別，主要體現在模型的精簡程度上。VR的建模方式和游戲的建模是相通的，做VR最好做簡模，不然可能導致場景的運行速度會很慢、很卡、或無法運行。教學重點：模型的創建與簡模的制作。

教學難點：模型的簡化與拓撲結構的分布。目的要求：制作布線合理的簡模。

第二章3ds Max前期材質類型的應用與基本設置。

在制作VR項目時，雖然模型的優化很重要，但材質的編輯也一樣很重要，因為材質的使用需要跟烘焙操作結合在一起，不同類型的材質需要采取不同的烘焙方式。

教學重點：材質與貼圖的基本設置。

教學難點：材質的調節，UV的劃分與貼圖的繪制。

目的要求：掌握3ds max材質的調節與貼圖的正確繪制。

第三章3ds Max前期燈光設置要求與相機的創建 掌握正確的布光方法及燈光與攝像機參數的設置：

1、創建燈光并合理布光。

2、攝像機參數的調節。

教學重點：布光方案的正確選擇。

教學難點：燈光的參數調節與燈光之間的關系。

目的要求：掌握燈光布光的基本方法、并熟練使用燈光、相機的各項參數設置。

第四章3ds Max前期渲染器基本參數 教學重點：

1、默認渲染器的參數設定。

2、Vray渲染器的參數設置與調節。

教學難點：Vray渲染器的參數面板設置與材質燈光的調節。目的要求：熟練掌握渲染面板參數設置。

第五章3ds Max前期烘焙基本參數設置 教學重點：貼圖烘焙的命令和參數設置。

教學難點：烘焙的參數設置與烘焙前的渲染結果檢查。

目的要求：掌握貼圖烘焙與檢查的方法。

第六章 前期常用動畫的簡單制作

教學重點：常用父子動畫，路徑動畫，動力學動畫的制作

教學難點：父子關系的設定，路徑動畫的參數調節與動力學動畫的參數設定。目的要求：掌握常用動畫的制作。

第七章 3ds Max的模型與動畫導出技巧

教學重點：掌握部分靜態模型與全部靜態模型的導出與動畫模型的導出方法。教學難點：將烘焙模型正確導入到VPR軟件中制作動畫。目的要求：掌握烘焙完成模型的導出技巧。

五、實踐教學環節

實訓要求：

使學生掌握3ds Max與VPR的使用方法，完成虛擬現實動畫的制作。實訓內容：

實訓一 簡模的創建與布線的調整。

實訓二

常用材質的參數調節，UV的劃分與貼圖的正確繪制。

實訓三

燈光的參數設置與布光方案的正確解決。

實訓四 渲染參數面板的設置。

實訓五

貼圖烘焙的命令與參數設置。

實訓六

動畫的制作，能完成父子關系、路徑與簡單動力學動畫的制作。

實訓七

導入VPR后動畫的制作。

六、教學建議

1、師資要求：

要求主講教師具有一定的行業從業經歷或有相關成熟作品。

2、教學條件：

酷睿i5以上計算機或兼容機40臺。注：四核CPU主頻須2.6GMHz以上，內存須4G以上，硬盤須500G左右自由空間，WindowsXP系統或更高版本，3ds max 2009或以上版本，VPR軟件。

七、考試與成績評定

該課程根據平時（作業和出勤）、期中、期末等成績按學院要求比例進行考核。

八、制定教材與教學參考書

[1]《3ds max與虛擬現實》.九州星火傳媒.電子工業出版社.2006.5

九、補充說明

１．本課程須以理論與實踐結合進行教學。

２．本教學大綱適用于三年制動漫設計與制作專業。

開課單位及課程所屬教研室（加蓋單位公章）：

大綱制（修）訂負責人簽名：

開課單位教學主任簽名：

大綱制（修）訂時間： 年 月