WebVR在普通高等教育领域的应用
2018-07-13
我们所熟知的VR产品，如各式的虚拟现实头盔、VR赛车、VR电影、蛋椅等，可以称之为“本地虚拟现实”。其的优势在于内容制作精良，传感设备丰富，可以获得很好的VR体验。但是，此类产品还存在诸多不足，如设备不轻便，使用场景比较固定；不能大范围联网互动；产品标准不统一；价格高昂但成熟度不高，更新换代快。这些缺陷极大限制了应用潜能的发掘。在高等教育教学中，对VR的需求越来越多，“本地VR”的种种缺陷，不利于其在高等教育中的普及，WebVR的出现有效弥补了这些不足，可以很好地与高等教育结合，助力高等教育信息化建设。
一、WebVR的发展现状
1.WebVR简介
所谓WebVR，就是VR on Web，其运行平台是各类网页浏览器，VR内容也可以在移动终端流畅运行。从而有效规避了“本地VR”不轻便、碎片化、不能互联的缺陷。WebVR更注重内容的开发，目前可开发的内容包括VR全景图、VR视频、WebVR应用程序等。
VR全景图的制作大多是对真实场景进行固定视点旋转拍摄，再使用全景拼合软件进行图像拼合处理，将全景图上传至特定的网络平台分享，受众即可通过网页浏览器或移动终端体验。VR全景图技术已经非常成熟，分享平台数量众多，目前是WebVR的主要内容。
VR视频与VR全景图的原理相似，其制作技术已经十分成熟，但是Web端的内容还是很少，主要是受到网络带宽的限制。相信随着网络带宽的提升、文件压缩和视频播放技术的进步，VR视频会和现在普通的网络视频一样普及。
WebVR应用程序是“本地VR”应用程序的轻量化，需要在网页上显示三维图像，很大程度上得益于浏览器的进步，集中体现在WebGL技术的发展。用户无需下载和安装应用程序，甚至无需下载安装插件，即可获得三维交互式VR体验。WebVR应用程序目前还处于初级阶段，但随着计算机科学的高速发展，WebVR很快能达到甚至超越目前“本地VR”的水平。
2.WebVR的优势与不足
WebVR的最大优势在于可以通过互联网传播和共享。它无需下载和安装应用程序，使用便捷；WebVR的内容可以嵌入到网页中，应用场景非常灵活，能够与文字、图片等并列呈现，交相辉映；WebVR可以在各种移动终端流畅运行，突破了时空限制。
WebVR的不足主要集中在应用程序方面。暂时无法表现较大型的三维场景、画面质量有待提高、需要短时间网页加载、开发工具仍然不够友好等。这些问题都将随着浏览器的不断进步、网络带宽的日益提升、社会更为广泛的投入逐渐改善。
二、WebVR在高等教育中的应用
VR在高等教育的应用，总体上以轻量级的内容居多，WebVR可以满足需求。学习者借助网络平台可以自主收集到大量的、形象生动、清晰易懂的学习资源，构建起自己的知识体系，形成独特的观点和见解，促进个性化教育形成。另一方面，校际之间共享优秀的WebVR教学内容，打破学习在空间和时间上的局限，促进教育公平。WebVR在高等教育教学中的应用主要有教学环境展示、虚拟演示教学内容、虚拟实验等
1.教学环境展示
展示教学环境可以运用VR全景图、VR视频等手段，对校园环境、实践教学环境、教学内容所涉及的环境等进行展示。对校园环境的展示可以直观地表现校园的景观及设施，促进校园建设和教育发展。在高等教育中涉及大量的实践考察等教学环节，如对高层建筑工地、恶劣自然环境、无尘无菌车间等的考察认知，受客观条件限制，这类实践很难开展。借助WebVR技术，只需一次性拍摄VR全景图或VR视频，就可以让众多学生获得沉浸式体验。
2.虚拟演示教学内容
虚拟演示需要针对教学内容开发WebVR应用程序。在高等教育教学过程中，涉及大量抽象的、复杂的、不可见的内容，需要为学生讲解、演示。例如某种新型发动机的内部结构分析，众多高校中很难拥有新型设备实物作为教具，采用仿制模型理念落伍、有很多不足。通过开发相应的WebVR内容，可以逼真地展现该发动机，根据教学需要进行快速分解展示，可以展示工作状态下，发动机内部各个部分的运行原理等，能够做到实物教具所做不到的教学演示。虚拟演示内容进一步开发，可以进行虚拟实验，该内容通过网络分享，性价比极高。
3.虚拟实验
2013年，教育部印发了《关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知》。至2017年，全国获批建设国家级虚拟仿真实验教学中心（下文简称“中心”）300个，各省建设了大量的省级“中心”。每个“中心”都建设若干虚拟仿真实验教学项目（下文简称“项目”）与之配套。目前在全国示范性虚拟仿真实验教学平台——“实验空间”中上线的国家级“项目”303项。虚拟仿真实验经过5年的建设，取得了丰硕的成果，但也存在较多问题亟待改进，如：缺乏标准、部分“项目”质量不高、无法跨平台运行、共享度不高等。从“项目”的建设趋势来看，部分近期新建的“项目”，已经开始应用WebVR技术。随着WebVR技术的不断进步，能够很好地解决目前“项目”建设中所存在的诸多技术问题，促进“项目”质量的提升。
三、结论
WebVR在高等教育中的应用，目前还处于起步阶段，却有着广阔的应用前景。它的广泛共享特性，极大节约了教育成本，且创造出优质共享的教育资源，促进教育公平；其跨平台运行的高度适应性，使学习突破了时间和空间的限制，具有高度灵活性，能够实现泛在学习的目标；其虚拟仿真的特点，使以往众多难以开展的高危、高消耗、高投入、不可逆的实验项目得以广泛开展。随着WebVR技术的不断发展以及与高等教育的深度融合，可以促进学习方法、思维方式、教育理念的进步，有望推动高等教育教学模式的革新。WebVR能够很好地服务于高等教育的前提是互联网上要积累丰富的WebVR资源，这需要高校牵头，社会各界广泛参与，共同建设，使高等教育与WebVR相互促进。
