初探虚拟仿真技术在数字化校园中的应用

2017-03-11董敏兰湖南科技职业学院410000

大众文艺 2017年23期

董敏兰（湖南科技职业学院 410000）

初探虚拟仿真技术在数字化校园中的应用

董敏兰（湖南科技职业学院 410000）

虚拟仿真技术是目前在计算机研究领域中一项热点，随着信息技术的快速发展，在数字化校园建设中，对虚拟仿真技术的采纳已经成为必然趋势。我国的数字化校园建设在虚拟仿真技术的应用方面还处于初级阶段，本文试图初步探索虚拟仿真技术在数字化校园建设中的优势，并论述了数字化校园建设中对虚拟仿真技术的运用带来的现实意义。

虚拟仿真技术；数字化校园；应用

一、引言

基于互联网网络的数字化校园，将通过计算机网络工具，整合校园的各类信息和平台，全面实现各类校园资源的数字化，既减少了资源的重复和耗费，又将提升校园整个机构的运作效率，还能开发传统校园曾经没有的功能。然而在建设数字化校园的过程中，虚拟仿真技术凭借它特别的优势，如：超真实的画面沉浸感和人性化的人机交互性，给数字化校园的建设提供了一条现实而又有效地途径。

二、虚拟仿真技术的概述

虚拟仿真技术是20世纪90年代以来兴起的一门新型的信息应用技术，简称vr技术，还可以称为灵境技术，是一众多高新技术的汇集。虚拟仿真可以概述为以多感知性、沉浸感、构想性和交互性为特征的计算机高级人机界面。从具体应用上来看它是一种集合图形处理技术、人机交互技术、音频技术、以及三维显示技术、还有软件技术等多门现代科学技术综合发展的新型计算机应用技术。达到利用计算机网络创建一个模拟真实世界的虚拟三维网络世界，给用户彷佛置身于真实世界的体验。目前此技术被广泛地应用于各个社会领域，如数字校园建设、产品多维度展示、房地产销售、服装效果展示、城市规划建设等。虚拟仿真技术从出现至今，经过十几年的发展已经渐渐走进了我们的生活。而在数字校园建设中，走进电脑上的虚拟校园，你直观的感受校园自然风光以及配套资源。

三、虚拟仿真技术需求背景

随着计算机软硬件的发展和网络技术的日益成熟，计算机技术的应用将引领我们走向更高层面的探索，当前政府指定数字化城市的建设是未来我们城市建设努力的方向，校园建设作为城市建设的一个部分，其数字化建设不可回避，近年来也受到了相关部门以及高校的重视。近些年，很多高校对校园信息化建设工作不断加大投入，很多高校给予了数字化校园建设相对宽裕的鼓励政策和经济支持，数字化校园建设已成为了高校发展的必然趋势和建设重点。

科学技术以及信息技术的飞速发展，使得数字化校园建设成为新时代的必然，并不断推进着数字化校园建设，为数字化校园建设提供强有力的技术支撑，众多院校也同样期望在教育资源、教育教学与教学管理等方面全面实现数字化，数字校园正是顺应这种需求应运而生，并如火如荼地在全国、全世界各地建立并完善。数字校园主要是在传统校园的基础上，构建一个完善的数字化平台，在这个平台上捆绑教学、教务、科研、管理、后勤服务等信息资源，实现校园各部门全面信息化，并确保这些信息能够在统一的平台上有秩序运转，更好地服务各个职能部门。随着数字化技术的发展，以数字化技术为主的虚拟仿真技术以其自身的优势和潜力，也正受到广大教育工作者的重视和青睐，这便是实现数字化校园建设的有效途径。目前，我国很多高校也都着手在进行相关技术的探索，并有一定的研究成果，如，浙江大学虚拟校园建设率先在国家成就奖上崭露头角，还有清华大学、中南大学、南京大学等高校也都在努力开拓校园的可视化以及相关资源的虚拟化建设。

四、虚拟仿真技术的应用

虚拟仿真技术作为一门新兴的发展中的技术，给社会众多行业带来了强劲的吸引力和影响力，其研究前景也适合非常宽广的，虚拟仿真技术在虚拟数字化校园中的应用前景也非常广泛。

1.虚拟校园环境

虚拟校园是对大学校园环境的的数字化和仿真化模拟，其技术要点是通过采集校园有代表性的位置的影像，经过拼接、修改转化成一个校园全景图像，该全景图包括校园整体影像信息以及天空、地面影像360度全方位影像资料，然后利用相关软件和网络生成一个可以点击查看的交互式文件，并上传到网络，最终实现用户的空间虚拟漫游。另外，在这个虚拟漫游场景中，可以根据需要插入若干热点，在热点中嵌入相对应的地理信息，用户可以通过点击任意一个热点，进入相对应的全景空间，并有身临其境的感觉，仿佛置身于这个虚拟场景中，这样的真实感，让用户可以足不出门就能领略到学校的自然风光，感受其优良的教学环境和配套资源。同时，还可以插入声音模块，包括校园简介，特色专业介绍等，让来访者不仅能领略优美的校园风光，还能轻松了解学校的软实力。

2.虚拟实验室

虚拟实验室同样是一种基于网络化合虚拟仿真技术而产生的数字化仿真系统，是对传统实验室的数字化。在虚拟实验室中，同样有着传统实验室该有的实验器材、仪器和原料，只是以数字化的形式存在，它是一个崭新的教学环境，在这个实验室里学生要操作的设备全都虚拟化的存在，学生可以在这个环境中自由选择、搭配、调节实验器材，虚拟化的设施设备更能激发学生大胆的实验，踊跃创新。充分地调动了学生实验的主动性、积极性，更有利于培养他们的自主思考、分析、判断的能力和勇于创新的意思。另外，虚拟实验室能让学生更敏感的反馈信息。随着虚拟仿真技术在实验室方面建设的不断发展。相关部分对虚拟实验室创建的意识越来越浓，虚拟实验室的创建不仅能够给科研工作带来有利帮助，而且还在教学方面，加大实验室的利用率的同时，还降低了实验室的维护成本。近年来，已有很多高校纷纷依据自己的专业特色和科研现状，建立了一些虚拟实验室，但还尚处于发展初始阶段，其前景还是客观的，它将持续推进教育教学的向前发展，迈向更高的台阶。如：清华大学的数字化制造系统虚拟仿真实验教学中心，北京交通大学轨道交通通讯控制虚拟仿真实验教学中心等。

3.虚拟图书馆

虚拟图书馆依据图书馆真实本来的建筑外观、内部场馆结构、以及图书（期刊）及数字图书馆平台复制到虚拟环境中，达到对实体图书馆的导引、延伸和补充的目的。在虚拟图书馆里，读者可以点击图书各类菜单进入相应的文献数据库。还可以创建虚拟图书馆的目录大厅和供用户在线体验的图书馆阅览室的实景虚拟，你只要点击计算机上的目录大厅实景图，就可以轻松地看到虚拟图书馆的馆内实景和陈设状态以及藏书信息，在这虚拟场景中的书架上任意点击一种专著或期刊，就可以自动访问到该专著的目录信息及简介，有的还可以免费预览一个篇章。虚拟图书馆还可以通过交互技术实现查阅个人借阅信息或者体验借阅的全过程服务，包括查询、预约、借阅、归还一系列服务，不再依赖传统的借阅方式。虚拟仿真技术在图书馆的成功应用，为图书馆的创新服务提供了新途径。

4.虚拟课堂

虚拟仿真技术为我们的网络课堂，提供了更生动的表现形式，让我们的网络课堂不再只是文字和图片的交流形式了，它构建的是一个非常真实的课堂情景，在这个情景中，它能再现我们课堂中、课本上出现的给类人物形象，名人或伟人，让你感觉与这些人物形象置身在你身边，身临其境中去学习。而在英语学习的教学中，可以通过虚拟仿真技术，设置国外的虚拟场景，让你感觉自己身临国外旅游现场，你的身边都是外国人，你可以与他们面对面交流，在这样的学习环境中锻炼自己的口语，更能调动学生的学习热情和积极性，而提升我们的教学质量。除此之外，在虚拟课堂中学生还可以随时与课堂中的虚拟老师一起交流探讨学习过程中遇到的迷惑不解的问题。

5.虚拟课件制作

在制作课件中运用虚拟仿真技术，我们使用的课件可以结合三维的图形、图像，插入声音、音乐的媒体形式，使我们的课件更加生动、直观，并可以设置用户的交互程序，让我们的学生在学习的过程中可以自主控制学习的进度，或者选择性的学习课件中的重点内容，通过切换不同的角度去观看课件内容中的细节部分，这样更能加深学生对学习内容的理解。如在室内设计工程实务的课程，利用虚拟仿真技术可以对空间中的尺度由准确的描述，空间中各造型的施工要点以及施工过程有清晰的展示，还可以深入构造的内部，很直观的看到其使用材料的型号和规格，大大提升了学生学习的课堂效果。