虛擬現實技術與應用范文

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130000東北師范大學2

摘 要 為了緩解實驗教學及教學經費的壓力，提高實驗教學的質量，可以采用虛擬實驗系統來輔助實驗教學的開展；利用虛擬現實構造語言VRML和三維圖形技術3Dsmax實現解剖實驗室的使用環境。

關鍵詞 虛擬現實技術 解剖實驗室 三維模型

doi:10.3969/j.issn.1007-614x.2011.02.242

Abstract To relieve pressure of experimental teaching and education funds，to Improve the quality of experimental teaching，Virtual experiment system can be used to assist the conduct of experimental teaching;Virtual Reality Construction Language VRML and Three-dimensional graphics 3Dsmax can be used to Environment of dissecting laboratory.

Key Words virtual reality technology;dissecting laboratory;three-dimensional model

虛擬現實技術

虛擬現實（簡稱VR），又稱靈境技術，是以浸沒感［1］、交互性構思為基本特征的計算機高級人機界面。他綜合利用了計算機圖形學、仿真技術、多媒體技術、人工智能技術、計算機網絡技術、并行處理技術和多傳感器技術，模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感覺器官功能，使人能夠沉浸在計算機生成的虛擬境界中，并能夠通過語言、手勢等自然的方式與之進行實時交互，創建了一種模擬現實環境的多維信息空間［2］。使用者不僅能夠通過虛擬現實系統感受到在客觀物理世界中所經歷的“身臨其境”的逼真性，而且能夠突破空間、時間以及其他客觀限制，感受到真實世界中無法親身經歷的體驗。

利用虛擬現實技術建立醫學實驗室所具備的條件和系統結構：一般的虛擬現實系統主要由專業圖形處理計算機、應用軟件系統、輸入設備和演示設備等組成；虛擬現實技術的特征之一就是人機之間的交互性（interaction）；為了實現人機之間的充分交換信息，必須設計特殊輸入工具和演示設備，以識別人的各種輸入命令并且提供相應反饋信息，實現真正的仿真效果。根據實際的應用可以選擇一些工具，主要包括頭盔式顯示器、跟蹤器、傳感手套、屏幕式、房式立體顯示系統、三維立體聲音生成裝置［3］。系統的組成結構，結果見圖1。

圖1 虛擬系統組成結構

另外利用VRML（虛擬現實構造語言）實現虛擬實驗，在基于虛擬現實的解剖實驗室中，可以建立虛擬的人體模型。目前，在醫學院校中，由于受到各種條件的限制，學生進行實際解剖操作的機會較少，利用虛擬解剖實驗室，可以對虛擬的“尸體”進行無限次的解剖和各種手術練習。這種虛擬的“人體”，由于不受標本、場地、次數等的限制，所以培訓費用大大降低。如仿真程度足夠高，還可以將其用于醫學培訓、實習及科學研究中，其優越性和效果是不可估量和比擬的。

VRML語言生成的場景具有變量特征，不僅可以在場景中隨意漫步，甚至可以隨時啟動某個事件。這種場景中的對象不僅是動態的，而且是可交互的。因此，在感受虛擬環境的同時，能夠通過自己的行為改變或影響虛擬環境。這對于虛擬現實系統至關重要。

構建醫學實驗室的技術方法

建虛擬模型：對于簡單的形體，可直接創建整體三維模型，對可剖分實體，應以剖切面為界分2個部分處理，對于裝配形體，復雜組合形體，應分別創建組成部分。

制作虛擬模型：可借助3Dstudio.Max或SolidwordS等三維CAD設計軟件準確構造虛擬模型的各部分。最后生成VRML文件，例如人體的手臂，完成建模后使用3DSMAX的輸出插件生成VRML文件將三維模型建好后，在3DSMAX中應用輸出插件導出1wrl格式的文件，VRML與HTML相似，用文本文件來描述場景和鏈接，這保證了在各種平臺都可以識別。具體的操作步驟是單擊“文件”菜單中的“導出”選項，將場景導出成后綴名為1wrl的VRML文件，這里以“手臂1wrl”命名，導出后的VRML文件的源代碼可以在VRML Pad中查看，并可通過VRML Pad自帶的壓縮功能對文件進行優化壓縮［4］。結果見圖2。

圖2 三維制的人體手臂模型

使用VRML設計交互功能：通過VRML的腳本節點Script［5］可以定義和改變場景對象的外觀和行為。Script節點包含一個Java文件，當Script初始化時調用，收到事件后將執行相應函數，函數能通過常規的路由機制發送事件，或直接向Script節點指向的節點發送事件。通過雙擊生成的“手臂1wrl”文件，可以借助VRML瀏覽器對三維模型進行瀏覽。

結 論

利用虛擬現實技術進行教學可以將大量教學信息直接地表現出來使抽象的概念直觀化、形象化，節約大量昂貴的實驗儀器費用，調動學生的學習積極性和主動性，給教學設計過程帶來了很大的靈活性，可以徹底打破空間和時間的限制，避免真實實驗或操作所帶來的各種危險，有利于教學模式的革新，可以構建開發性的教學環境。另外它也有弊端如可能淡化對，基本技能訓練的重視程度，忽視規范掌握儀器操作，減少學生應對突發事件的機會，缺乏教學的藝術性。

參考文獻

1 霍剛.計算機虛擬現實技術在臨床醫學教育中的應用初探［J］.繼續醫學教育,2008,22（2）:24.

2 劉振華.虛擬現實技術在教育領域的應用研究［J］.濱州職業學院學報,2006,3（3）:38.

3 聶濱,曾照芳.基于虛擬現實技術的醫學實驗室的構建研究［J］.西北醫學教育,2006,2:12.

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關鍵詞：虛擬現實、技術、應用、實現

Abstract: this article mainly from the basic concept of virtual reality technology and its application field, its application of advantages in architectural design and the realization of the virtual reality technology is discussed, and further discussed the virtual reality technology in the future architectural design of the application.

Keywords: virtual reality, technology, application, realize

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

引言

隨著虛擬現實技術的成熟發展，在建筑設計應用中的建筑、景觀、地形及城市等，其高度、視角、位置、路線等都能隨時隨機改變和操作，實時(立即看到結果)和交互(操作者可以干預瀏覽的方式并控制場景中物體的運動)的漫游，讓人切實感受在行走中的場景變化及動畫效果，在三維立體影像和多媒體效果的支持下，不受時間和空間的限制，能夠更真實、詳盡的感受三維環境效果。

1虛擬現實的概述及其應用領域

虛擬現實：又稱為虛擬環境或虛擬真實環境，是一項迅速發展的綜合性計算機、圖形交互技術。虛擬現實集成了計算機圖形學、多媒體、人工智能、多傳感器、網絡并行處理，通過計算機生成的三維空間形象實現的目標合成技術，觀看者通過視、聽、觸覺以圖表及動畫方式來呈現。虛擬現實改變了傳統的計算機輔助設計被動靜態的信息傳遞方式。虛擬現實技術：簡稱VR，是利用三維圖形生成技術、多傳感交互技術以及高分辨顯示技術，生成三維逼真的虛擬環境。

虛擬現實的應用領域包括有：建筑物模擬、室內設計模擬、城市景觀模擬、施工過程模擬、物理環境模擬、防災模擬、歷史性建筑模擬等建筑領域，并廣泛應用于在軍事、航天、醫療、工業、工程、娛樂、教育等方面。

2建筑設計中虛擬現實技術的應用及優勢

2.1能夠展示建筑物的整個信息

目前，建筑設計中使用的二維、三維的表達方式，只能傳遞建筑物部分屬性的信息，并且只能提供單一尺度的建筑物信息；而虛擬現實技術在建筑設計應用中，它可展示一棟“真實”的虛擬建筑物，使人具有身臨其境的感受，設計過程中除了設計者外，住戶和管理部門也起到輔助決策的作用。

2.2提高了網絡的實用性

設計者設計的建筑物可以通過萬維網與工程單位進行溝通與交流，達到遠距離瀏覽目的；還能以計算機語言開發與虛擬現實造型語言相結合，在Internet網應用中，虛擬現實大大提高了其普遍性與實用性。

2.3進行多方案分析與比較

在建筑設計過程中，一般會提出多個不同的建筑物設計方案，及多種對未來建筑物的形象設想。在虛擬的建筑三維空間中，能做到實時切換不同的方案，在同一個觀察點或者觀察序列中體會不同的建筑外觀，能更好地把不同建筑方案的特點與不足進行對比。虛擬現實技術除了能夠對比分析不同方案外，還能修改某個特定的局部，并能實時地與修改前的方案進行比較分析。

2.4能建立良好的專用人機接互

人機接口作為使用者與計算機溝通的橋梁，它能夠表達使用者意圖的轉換，同時執行計算機程序；建立良好的人機接口，能大大縮短使用者對系統的學習時間，并提高了系統的使用效率。

3在建筑設計中，虛擬現實技術的實現方法

在建筑設計中，虛擬現實技術的實現由兩部分組成：硬件系統和軟件系統，如圖3.

3.1硬件系統部分

虛擬現實的系統包括模型式和圖像式。模型式虛擬現實，以虛擬現實造型語言簡稱VRML作為主要描述語言，這樣能夠通過計算機進行建筑設計的三維建模，利用效果圖、三維施工圖以及資料庫，通過虛擬現實技術連結到資料庫進行實時模擬操作。

簡單的虛擬現實系統只需滿足具備輸入、輸出功能的設備即可，簡單的計算機桌面互動系統就能夠構成一個簡單的桌面虛擬現實系統。如果要充分實現虛擬現實技術帶來的沉浸感、交互性、想象性的特征，則需要專業的信息輸入設備和信息輸出設備。信息輸入設備的組成：鍵盤、鼠標、數據手套、力反饋方向盤、手柄等，信息輸出設備的組成：高性能顯示器適配器、單通道或多通道投影儀、偏振片、立體眼鏡等。

3.2軟件系統部分

如果想讓觀看者體驗到虛擬現實技術所帶來的臨場感和沉浸感，并身臨其境的，就要建立一個與客觀世界相符合、或者是與設計者預想的設計方案相符合的虛擬三維模型。這個三維虛擬場景模型一方面能準確的表現出建筑、環境、室內等客觀存在，另一方面能較真實的反映出場景的色彩、材質、陰影、光照等方面。在技術實現上，可視化三維模型的建立可分為三步：（1）幾何建模，主要建立所需三維場景的幾何構形；（2）形象建模，主要處理幾何建模的結果進行材質、顏色、光照等；（3）行為建模，主要處理物體的運動和行為描述，如圖4.

幾何建模，是指三維空間的物體經并、交、差等集合運算和旋轉、平移、縮放等幾何變換，產生設計者所希望得到的較為復雜的立體模型的過程，它是可視化三維模型的基礎。目前，我國的幾何建模的軟件層出不窮，有3DSMAX，AUTOCAD，SKECHUP，REVIT等，這些軟件建立的模型基本都能通用互換，但比較通用的模型基本上都是基于網格技術，也即場景中的立體形體，都是由多個三角形面組成，三維形體分得越細網格就越密，形體上看起來更加逼真，不過相應的運算速度就會降低。

4結束語

目前，虛擬現實技術作為一種新技術，已經慢慢應用于軍事、醫療、建筑、培訓、機械等領域；在建筑設計中，虛擬現實技術的應用隨著網絡和計算機軟硬件的發展，其應用層面會越來越廣泛。網絡傳輸的便捷與快速處理，通過計算機技術呈現出建筑設計成果，逐漸成為新趨勢，在今后的建筑設計領域中，虛擬現實技術必將起到重要作用。

參考文獻：

[1] 林楠. 淺析虛擬現實技術在建筑領域的應用[J]. 武漢工業學院學報, 2011,(04) .

[2] 周,王選科. 虛擬現實系統概述[J]. 航空計算技術, 2005,(01) .

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[4] 李琳. 虛擬環境建模方法及應用研究[D]. 重慶大學, 2002 .

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[關鍵詞]虛擬現實技術； 數字博物館 ；博物館建設

中圖分類號：G260 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）07-0369-01

伴隨著科技日新月異的發展，虛擬現實技術的出現，虛擬博物館已然興起并成為實體博物館的極為生動而有力的展示窗口，被各地博物館和展覽館高校科研部門紛紛重視和運用和驚人的效果。

一、虛擬現實技術的基本概況

虛擬現實是計算機模擬的三維環境，是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機系統虛擬環境是由計算機生成的，它通過人的視、聽、觸黨等作用于用戶，使之產生身臨其境的感覺的視景仿真它是一門涉及計算機、圖像處理與模式識別、語音和音響處理、人工智能技術、傳感與測量、仿真、微電子等技術的綜合集成技術用戶可以通過計算機進入這個環境并能操縱系統中的對象并與之交互三維環境下的實時性和可交互性是其主要的特征。虛擬現實不是真的，也不是現實，它只是一個在桌面上可實時地做交互式三維圖形用戶界面的工具。

二、虛擬現實技術的分類狀況

虛擬現實技術劃分四類，如下：（一）桌面虛擬現實，桌面虛擬現實利用個人計算機和低級工作站進行仿真，將計算機的屏幕作為用戶觀察虛擬境界的一個窗口。通過各種輸入設備實現與虛擬現實世界的充分交互，這些外部設備包括鼠標，追蹤球，力矩球等。（二）沉浸的虛擬現實.高級虛擬現實系統提供完全沉浸的體驗，使用戶有一種置身于虛擬境界之中的感覺（三）增強現實性的虛擬現實，增強現實性的虛擬現實不僅是利用虛擬現實技術來模擬現實世界、仿真現實世界。真實環境的感受。（四）分布式虛擬現實，如果多個用戶通過計算機網絡連接在一起，同時參加一個虛擬空間，共同體驗虛擬經歷，那虛擬現實則提升到了一個更高的境界。

三、虛擬現實技術的系統簡述

一個虛擬現實系統由以下幾部分組成：（一）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。（二）虛擬環境發生囂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。（三）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，使人琵獲礙視覺聽覺、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～致。（四）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。（五）人。虛擬現實實質上是――內含反饋的閉環系統，只有人的存在才能使這―反饋環路有效成立。

四、虛擬現實技術的應用范圍

虛擬現實技術已經廣泛應用在我們生活的各個角落應用在商業上.可以縮短開發周期，減少投資費用應用在醫學研究上，可以數字化人體結構，虛擬手術過程，很好的解決了人體實驗對象資源匱乏的問題。應用在娛樂行業，虛擬滑雪場、4D電影等更是豐富了消費者的娛樂生活現在虛擬現實技術更進一步學入到了教育行業虛擬校園、虛擬教學、虛擬博物館的出現，改善了語言教學的略顯枯燥的教育方式使人們更直觀、更深刻的獲取知識信怠。

五、虛擬現實技術在實際博物館中的應用

（一）用于數字博物館建設的虛擬現實技術的系統組成

虛擬現實技術生成系統是一個人和機器組成的閉環系統。其中人上虛擬環境的用戶，即為虛擬環境的享受者與作用者，他用自身的視覺、聽覺、嗅覺、觸覺與行為動作去作用于虛擬環境及其中的虛擬對象；機器部分主要是生成與變換虛擬世界景象的超高速處理器以及人與計算機輸入輸出信息的接口設備，又稱交互設備，它包括頭盔顯示器、數據手套和現實引擎三個主要部分.

（二）采用Web3D技術的虛擬數字博物館

虛擬博物館采用計算機虛擬技術重現展示各利，展品及當時年代的真實場景，整個場景要以三維和交互式探索形式重現。該系統是在總結單純的網站式、展品和展館的三維展示、虛擬現實設備展館或場景的虛擬漫游和三維仿真、虛擬現實設備這幾種模式的優缺點后，考慮到目前的網路帶寬、系統造價、運行效率以及對沉浸感和交互式的要求后，提出的種新的虛擬場景模式。令用戶能夠置身其中，獲得足夠的臨場感。

六、簡述虛擬現實技術在數字博物館中的應用

（一）在聯網PC驅動的構建方法

（二）運用三維圖形軟件3DSMAX和VRML語言實現三維漫游系統

（三）XML的虛擬博物館

（四）WebServices的虛擬博物館架構

（五）采用Web3D技術的虛擬數字博物館

（六）全景照片的虛擬現實技術

（七）虛擬現實技術在我國博物館與文物保護中的具體應用

虛擬現實是近幾年迅速發展起來的.而虛擬現實技術的應用為所有的文博單位提供了一個極好的擺脫困境的契機如何充分利用我們現有的資源，通過與軟、硬件廠商策略性的合作，革命性的推動我國的文物保護事業，成為當前我國文博領域普遍關注的焦點

七、基于虛擬現實的數字博物館應用實例

利用虛擬現實技術，我們可以跨越時間和空間的限制，再現歷史場景，進入那些由于條件限制而不能進入的地方，使每一件文物回到它們的歷史位置，恢復不同文物之間的相互聯系，還原因為收藏、保護、展覽等原因而被打亂的原貌.同一地點點，同一位置，不同的歷史時期的場景都可以按照歷史研究的成果在虛擬世界中再現，虛擬博物館環境的實現方法可通過相應的三維博物館館圖形圖像庫，包括虛擬年代、場景、各種歷史文物和相應的人員等。通過背景生成與圖像合成創造一種兒近真實的立體博物館環境.、如復原阿房宮、古代長安城、圓明園等已經湮滅了的建筑，或者尚未挖捌完成的秦始皇陵等。聯想以后黑龍江省的著名古代地高政權機構，渤海國等建、阿城金上京的古代建筑等都是開發的重點。

案例二：《超越時空的紫禁城》數字化展示“虛擬故宮”

這是首座以中國文化遺產建成的虛擬宮殿，游客只需輕點鼠標，就可以把故宮占地72萬平方米的龐大木結構建筑群以及近千件殿內珍藏盡收眼底。

結束語

虛擬現實技術在搏物館領域發展的潛力是巨大的，只有親身去經力、親身去體驗去感受，主動地去交與被動地現看觀看有質的不同。虛擬現實技術能形象、生動、逼真地模擬博物館環境，有效地營造一個動態的參觀環境。提高參觀者掌握修理的效率和積極性，達到優化參觀過程、提高參觀質最的目的，從而解決傳統博物館無法解決的問題。隨著虛擬現實技術的飛速發展，其虛擬技術在博物館系統具有廣泛的應用前景，值得人們欣慰。

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.

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關鍵詞：虛擬現實；特征；VR技術構成；教育

一、引言

虛擬現實技術（VirtualReality，簡稱VR）是利用計算機技術、傳感技術、網絡技術等多種技術生成模擬環境，是一種多源信息融合的、交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真，能夠使用戶沉浸到該環境中；在這個空間中每個事物的活動規律與現實中完全一樣，進入其中的人還可以對這個空間加以控制和影響，反過來這個虛擬空間的事物也會對進入其中的人產生影響。

二、VR技術的發展歷史

1965年，Sutherland在《終極的顯示》論文中第一次提出圖形的交互顯示（GraphicInteractiveDisplay）、力反饋設備（ForceFeedbackDevices）及聲音指示的VR系統的三個基本思想。1966年，美國麻省理工學院的Lincoln實驗室開始研制頭盔式顯示器(HMD)，在第一個頭盔式顯示器的完成后，研發者又在系統中加入力量及觸覺的力反饋模擬裝置，到1970年，第一個功能比較齊全的頭盔式顯示器系統出現了。80年代，美國的賈朗•拉尼爾（JaronLanier）在前人所取得的一系列成就的基礎上，正式提出“虛擬現實（VirtualReality）”這一概念。同一時期，美國宇航局及美國國防部組織了一系列關于虛擬現實技術的研究，并取得了矚目的成就。進入90年代，由于計算機的硬件技術水平不斷提高，軟件設計理論也在不斷改進，二者相互匹配，這使得利用大數據集合下的音像信息制作實時動畫變成了可能。進入二十一世紀，互聯網推廣普及、計算能力大幅提升、3D建模技術出現，這大幅提升虛擬現實體驗，使得虛擬現實技術向商業化和平民化的方向發展。

三、VR技術的構成原理

虛擬現實是多種技術的綜合，所包括的技術種類很多，這其中又有多個分支，對于不同類型的個體還要涉及與之相關的學科。對此在國外也未能嚴格細致地加以劃分與確定，但公認的基礎技術構成主要有人機接口技術、模擬仿真技術、真實存在技術3個方面。人機接口技術就是人與計算機相互影響與控制的技術，它是實現VR的關鍵。我們常用的鼠標、鍵盤、顯示器其實就是一種人機接口設備。70年明的數據手套、80年代出現的內置立體顯示裝置的數據頭盔和手寫輸入板、語音識別都是高一級的人機接口設備。參與者與虛擬世界的交互過程如下：參與者借助可穿戴設備（例如數字頭盔、數據手套、數字衣）為計算機提供輸入信號，這些可穿戴設備上配有傳感器及空間三維跟蹤系統，VR軟件接收到這些輸入信號后，通過虛擬環境數據庫加以解釋，并對其作必要的更新。參與者轉換新視點后，當前的虛擬環境將發生變化，變化后的三維場景的圖像及相關信息（如觸覺、聲音、力反饋等）將立即傳送到對應的輸出設備（數據手套、耳機、數字頭盔等），使得參與者能夠實時獲得各種感官上的虛擬效果（如圖1所示）。模擬仿真技術是影響VR效果好壞的重要因素。我們要模擬一個人的動作時，肯定會分析這個人做這個動作的特點，然后按這個特點去模仿。模擬仿真技術直接影響計算機在模擬方面的能力。在計算機模擬領域里，仿真數字模型是關鍵的技術，模型建得越好、越細致，將意味著對原體的模擬越真實。們真實存在技術也稱之為沉浸技術，為了通俗一點，暫將其命名為真實存在。這是VR對人產生影響的關鍵之處。它包括聲音、圖像和對人體其它感官的刺激，因為這些是人類對所處環境的最真實的認識和感受。很明顯，它包括了尖端的多媒體數據處理技術，這些數據處理的質量與快慢和計算機的水平是息息相關的，因此真實存在技術的發展是與計算機的發展緊密相連。

四、VR系統在教育領域中的應用

虛擬現實技術的應用極為廣泛，目前在游戲、電影、直播等藝術娛樂領域占據主流，在教育與培訓方面也有大量應用，其次是軍事航天訓練，商業VR購物，醫學人體解剖等。現今，VR技術正在越來越多的應用于各行各業。教育，是人類社會前進與發展的重要動力，將現代信息技術融入現代教育中，是教育發展的趨勢。因此，將新穎的VR技術引入現代教育后，要求開拓出與之相適應教學模式，對于學生更高效、更主動地掌握各類技能至關重要。針對于教育領域來說，虛擬現實技術能將三維空間的景物清楚的表示出來，能使學習者自然、直接地與虛擬環境中的各種對象進行交互，并通過多種形式參與到事件的變化發展過程中去，從而獲得最大的操作和控制整個環境的自由度。這種呈現信息多維度的虛擬學習和培訓環境，將為參與者以最有效、最直觀的方式掌握一門新技能、新知識提供前所未有的新途徑。因此，該項技術的發展在很多培訓與教育領域，諸如虛擬實驗室、專業領域的訓練、立體觀念、虛擬教學、仿真實驗、虛擬數字化校園等應用中，具有明顯的優勢和特點。

（一）建立虛擬實驗室

由于VR技術能夠創建出與現實實驗類似的虛擬實驗環境，這解決實驗過程中的情景化及自然交互性的要求，因此較早被歐美一些主要國家應用于建立虛擬實驗室領域。1985年，美國國立醫學圖書館就開始了人體解剖圖像數字化研究。隨后，德國的漢諾威大學建立了虛擬自動化實驗室、意大利帕瓦多大學建立了遠程虛擬教育實驗室、新加坡國立大學開發了遠程示波器實驗和壓力容器實驗等。2016年英國外科醫生沙菲•艾哈邁德借助虛擬現實技術向世界直播一臺由自己操刀的癌癥手術，這也是全球首次實現用虛擬現實身臨其境般“圍觀”的手術。國內的清華大學、復旦大學、上海交通大學等高校利用VR技術開發創建了虛擬儀器庫，在次基礎上構建了一系列虛擬實驗系統，并將其虛擬實驗室用于教研，取得了很好的效果。通過虛擬實驗室的建立首先能夠避免在真實實驗過程中由于操作失誤所導致的各種危險。例如，虛擬的汽車駕駛教學，可免除學生操作失誤而產生的意外事故。虛擬的飛機駕駛系統，不會造成飛機墜毀事故。其次利用VR技術，可以創建多種多樣的技能訓練場景，并且訓練可以重復進行，直到操作熟練為止。此外虛擬實驗室的建立大大減少教育經費的投入，緩解教育單位資金不足的困難，節約了各種實驗原材料，減少資源的浪費。

（二）虛擬教學

現今，信息技術不斷發展，也快速推動著教育方法的不斷進步。對教育內容的表現手段，教學過程的交互形式也越來越豐富有趣。由于VR技術能將教學內容生動形象地表現出來，優化了整個教學過程，有效地營造一個跟隨技術發展的教學環境，提高學生掌握知識、技能的效率，調動學生的學習積極性，提高教學質量、突破教學的重點、難點的作用。與此同時，VR技術較真實地再現了協作學習、情景化學習，還結合了游戲等益智手段，有效解決了許多以前無法解決的教育問題。例如，采用VR技術進行教育教學活動，可在實現人與機器的交流、通過網絡進行人與人之間交流的同時，有效地激發學生的學習興趣，還能夠在某種程度上實現寓教于樂，進而為更高效地創建合作學習情景，促進真實交流構建良好渠道。

（三）虛擬數字化校園

隨著網絡教育的深入，人們對現有的校園網站提出了新的要求，已不僅僅局限于對校園環境的圖片式瀏覽，采用VR技術創建網上虛擬可視化校園呼之欲出，實現教務、教學、校園生活的三維虛擬化空間。利用網絡，以虛擬現實技術作為遠程教育平臺，建立一個完整的、真實的、互動的、情節化的虛擬校園體系，實現分布式虛擬校園系統，可為高校擴招后設置的分校區和遠程教育教學點提供可移動的虛擬教學場所，對各個終端提供公開的、遠程的虛擬教學，還可為眾多的社會人員提供高等職業培訓的機會，創造出更大的經濟與社會效益。建設數字化虛擬校園，需要的多媒體數據超高速傳輸，采用分布式與并行技術對海量的數據進行存儲與處理。通過這些技術的應用進一步提高了學校信息化建設的步伐。總之虛擬數字化校園能為教育技術專業化隊伍提供一個高起點的科研環境，促進教育技術的建設更上一個新的層次，讓我們感受到全方位的教育。

五、對未來的展望

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關鍵詞：虛擬現實；遠程教育；應用模式

一、引言

教育技術的發展緊緊伴隨著技術進步的步伐發展，隨著信息技術的飛速發展現代教育技術也呈現出日新月異的局面。有研究表明，隨著通信技術和信息技術的不斷發展，有關教育技術特別是遠程教育技術的研究呈現出由電視技術到計算機技術再到網絡技術的發展路徑。例如美國早期的教育技術研究集中在視聽教育方面，對電視媒體比較關注。90年代以后，計算機逐漸普及應用，教育技術相關的新詞語，如“Courseware”“Hypermedia”和“ComputerSoftware”等大幅度出現。今天，隨著新教育理念和教育技術的發展，特別是虛擬現實和數字媒體技術的發展，“遠程網絡教育平臺”“MOOC課程”“虛擬教室”“虛擬實驗”等新術語又不斷出現在現代教育技術研究的舞臺上，呈現出新的發展局面。我國是教育大國，發展現代遠程教育已成為我國教育發展的一項戰略措施。近年來，在我國教育技術主要的研究刊物中，包括《電化教育研究》《中國電化教育》《中國遠程教育》《開放教育研究》《現代教育技術》《現代遠距離教育》，對包括虛擬現實技術在內的新的信息技術應用做了大量研究。本文在綜合分析相關文獻的基礎上，分別論述虛擬現實技術主要的應用特點、虛擬現實在教育技術中的應用模式和關鍵技術。

二、虛擬現實技術應用于遠程教育的主要優勢

我國的遠程教育經歷了三個發展階段：一是主要依靠郵政通訊手段進行函授教育；二是利用廣播和電視開展廣播電視教育；三是以信息為基礎開展的現代遠程教育。特別是20世紀90年代以來，隨著計算機網絡為代表的遠程傳輸技術和移動計算技術的發展，隨著多媒體、虛擬現實等新型媒體技術的發展和應用，現代遠程教育成功突破了傳統面授教育的局限，提供了一種突破時空界限、資源共享、交互沉浸式的學習環境。其中，虛擬現實技術發揮著重要的作用。“虛擬現實技術”是一種利用計算機為用戶生成模擬人物和場景的技術，該模擬的人物和場景非常相似于所對應的現實世界人物和場景，使用戶能夠得到一種類似真實世界所能給與的感受和體驗。所以又稱為虛擬現實技術可以虛擬出“一個真實的世界”。虛擬現實技術同時還具有鮮明的特色—3I特性：“沉浸(Immersion)”“交互(Interaction)”和“想象(Imagination)”。虛擬現實技術首先追求的是能夠達到沉浸的“真實”體驗，能夠提供有效的人機“交互”，能夠為用戶提供一種甚至超越現實意境的“想象”空間。虛擬現實技術是一門綜合性的技術，不僅包括圖形學、圖像處理、模式識別、網絡技術、并行計算技術、人工智能等特殊的信息技術，而且涉及數學、物理、通信，甚至與氣象、地理、美學、心理學和社會學等相關知識。如果真的能夠方便地生成各種虛擬的現實世界，同時又具有3I特性，必將在遠程教育中發揮重要的作用。

三、虛擬現實技術在遠程教育領域的主要應用模式

前一個時期，我國遠程教育技術大多還是基于網頁的遠程教育平臺，依靠文字和平面動畫提供在線的教育服務。由于教育者和學習者的時空相對分離而無法提供身臨其境的學習環境，也由于教育內容更多屬于單向的線性播放模式而無法提供人機交互環境，還由于只是通過視頻進行演示教學而無法提供真實的實驗教學環境，大大降低了學習的主動性，已無法激起學生的學習興趣和積極性。現代遠程教育的發展趨勢是網絡化、智能化、虛擬化。虛擬現實技術因其特有的多感知性、浸沒感、交互性和想象性等特點，在遠程教育中具有強大優勢和潛力。虛擬現實技術本身也在發展之中，基于虛擬現實技術的應用也在實踐探索之中。從目前情況看，虛擬現實技術在遠程教育中的主要應用可以分為兩個層面：一是簡單應用，基本上是在教室教學資料中運用虛擬現實技術制作課件，將抽象問題和復雜問題直觀化、可視化。例如醫學教育中的人體結構和各類生命循環系統功能演示等。二是高級應用，所謂高級是用虛擬現實技術專門制作特殊功能的系統，并在遠程教育平臺上使用。這類高級的虛擬現實應用主要包括三個方面：一是虛擬訓練場和虛擬實驗室。專門提供規模較大的分布式專業訓練和實驗環境。例如軍事訓練環境，運用軍事仿真技術、虛擬現實技術和分布計算技術，構建真實的軍事對抗訓練環境，這已經是成功的應用模式了。同樣，在一般的學科專業教學中，可以通過建構虛擬實驗室，使得許多現實的實驗室功能可以虛擬化。二是虛擬教室和學習環境。這類應用主要是提供虛擬的數字校園，在網絡化的數字校園里有著許多不同授課內容的“教室”，有著虛擬化的校園、圖書館和學科專業網站，甚至有著同類學員的學習“社區”。三是虛擬創新設計環境。現代教育提倡的創新學習，隨著虛擬現實技術的運用也逐漸成為了可能。利用虛擬現實技術可以建立實際動手設計環境，學生可以開展近乎真實的創新設計。如服裝設計、藝術設計和科技產品設計。如果再能夠利用產學研結合的機制，這樣的設計環境將會是非常有意義的。總之，運用虛擬現實技術人們可以虛擬出一個真實的校園環境或者構建一個虛擬的學習環境，經過實時渲染的分布式虛擬現實環境將會讓學生在虛擬現實空間中學習的感受就如同在3D游戲中一樣，他們可以實時地進行三維交互、實時地參與教學活動、與教師進行溝通。

四、虛擬現實技術應用于遠程教育應該重點關注的問題

虛擬現實技術具有非常理想的發展前景，但是仍處于快速發展的階段。虛擬現實技術運用于遠程教育，應該分別從技術和應用兩個方面關注以下問題。從技術的角度，要重點關注虛擬現實關鍵技術發展的動態。要想理想地用計算機生成真實感很強的虛擬世界，并且能夠在廣域網范圍內交互使用，技術難度是很大的。目前大多數人認為有五項關鍵技術正在積極突破。（一）動態環境建模技術一般說環境建模比對象個體建模復雜，而動態的環境建模更具有挑戰。動態環境建模目的是獲取實際環境的三維數據，并根據應用的需要，利用獲取的三維數據建立相應的虛擬環境模型。（二）實時三維圖形生成技術目前三維圖形技術盡管已經較為成熟，但是如何實現“實時”生成仍然是挑戰。（三）立體顯示技術目前虛擬現實的交互能力主要依賴于立體顯示和傳感器技術。但現有的虛擬現實還遠遠不能滿足需要，虛擬現實設備的跟蹤精度和跟蹤范圍也有待提高。（四）系統開發工具和運行平臺虛擬現實應用的開發比較復雜，效率和質量保證也很困難，網絡化的運行平臺也很難滿足廣域網環境。目前還必須重點研究虛擬現實的有效開發工具和高效分布式運行平臺。（五）系統集成技術集成技術包括信息的同步技術、模型的標定技術、數據轉換技術、數據管理模型、識別和合成技術等等。由于虛擬現實中包括大量的感知信息和模型，因此系統的集成也非常復雜。從應用角度，要更新教育觀念并能夠有效運用建模技術構建學習環境。包括如何運用建模技術構建與教學相關的對象和場景，如何構建以學生為主體的自主學習過程，如何設計人機交互環節等等。當然熟練掌握虛擬現實技術和數字媒體技術是重要的應用基礎。正像高質量的動漫游戲制作非常不易一樣，好的虛擬現實教育作品的研發也是具有挑戰性的。

五、結語

現代教育技術的應用逐漸呈現出網絡化、智能化和虛擬化的重要趨勢。虛擬現實技術在現代遠程教育領域的主要應用模式包括：虛擬訓練場和虛擬實驗室、虛擬教室和學習環境、虛擬創新設計環境。當前相關的關鍵技術和新的應用模式都還在積極的發展之中，有著良好的前景。

作者:鄒玲 單位:北京電影學院數字媒體學院

參考文獻

[1]魏順平.國外教育技術研究現狀與趨勢[J].開放教育研究,2010(2).

[2]趙沁平.虛擬現實綜述[J].中國科學F輯信息科學,2009(1).

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關鍵詞：虛擬現實技術；職業教育；實際應用

一、虛擬現實技術在職業教育中的應用分析

(一)促進學生的自主化學習我國在傳統性質的職業教育中，由于學生在學習水平上存在較大差異，容易出現基礎和能力不足的學生，對教師傳授的知識依舊無法全面深度理解，而基礎水平較高的學生，則會在很短的時間內就能理解，并且希望進一步提升教學進度。這一問題的長期存在，對學生自身的學習積極性有一定打擊。而依賴于虛擬現實技術的幫助，學習模式逐漸向著生動化、有效化方向發展，并且教學資源及平臺數量也會逐漸的增加，這就為教師教學資源的組合及制作帶來了便利。學生可以從自身的實際情況出發，選擇不同的設施，結合教師分發的虛擬教學資源，開展針對性的自主學習。這樣，可以滿足不同水平學生的實際需求，從而激發學生的自主學習能力及意識。[1]

(二)提供了更為逼真的虛擬現實環境傳統性質的課堂教學方式主要是教師講課、學生聽課為主，知識的傳授主要是通過聲音、文字以及視頻等形式進行。但是，這種方式一旦遇到一些抽象程度較高，或者復雜程度較高的知識，就會出現學生難以理解的問題。并且這種類型的教學方式與實踐環節有脫節，這對理論知識的應用十分不利。而在虛擬現實技術的幫助下，教師通過將知識情景虛擬化，就可以做到理論知識體系的三位可視化呈現。通過虛擬現實環境的建立，可以讓學生了解一些課堂上無法呈現出來的知識，除了加深學生對知識的理解外，也可以豐富學生的想象力。

(三)提供對應的虛擬技能實訓職業教育注重對應職業技能的訓練，通過將虛擬現實技術應用其中，誕生了一種虛擬實訓系統。這套系統與傳統的訓練系統相比，在激發學生學習興趣、教學環境的改善，安全系數提升等有極大的優勢。在這套虛擬實訓系統中，學生可以完成一些在正常環境下無法完成，危險性極高的爆炸試驗、行星的近距離觀察，以及一些較為大型的器械操作試驗。教師可以在實際的教學環節中，逐步引導學生將所學的知識應用到實踐中。同時，學生也可以從興趣出發，借助虛擬現實技術，建立一個屬于自己的虛擬實訓環境，開展自己的知識探索及研究。[2]

二、實現虛擬現實技術與職業教育深度融合的措施

(一)結合實踐教學虛擬現實技術應用到對應的職業教育中，對學生學習興趣的激發，以及學習效果的提升有重要的意義。但是，它只能作為輔助手段存在，無法完全取代真實的實踐環節。因此，二者之間的關系必須要理清。具體如下：第一，二者互補關系。只有在實訓無法實現，如有毒環境下的實訓內容，才可以使用虛擬訓練。第二，二者的融入關系。當前的職業教育中基本與虛擬現實訓練方案有一定的結合。第三，二者的順序。我們在使用虛擬實訓技術及實踐訓練的時候，在正常情況下都是虛擬在前，實現在后。這就要求在使用虛擬實現技術的過程中，可以做到虛擬現實訓練熟練后，在開展實際的實踐訓練，在二者有效結合的基礎上，實現職業教育效果的不斷提升。

(二)教師素質的不斷提升職業教育在使用虛擬現實技術的過程中，我們需要做到的是教學模式和課程體系的盡快改革，將從工學結合出發的教學模式進行全面推廣。同時，我們還要利用虛擬現實技術從實際的工作環境出發，建立一個還原程度最高的虛擬訓練環境，讓學生真正做到學與做的結合。除此之外，我們還需要針對情景教學的有效形式，進行全面積極的探索，促進學生在問題探索的環節中，培養出對應的職業意識。除此之外，教師自身的素質提升也是必不可少。學校要以讓教師深入到企業一線生產中，提升自身的專業知識及技術水平。同時，有關虛擬實現技術的培訓也需要定期開展，確保其在虛擬平臺上的應用可以做到專業化。

(三)虛擬平臺的合理開發虛擬現實技術應用在職業教育中，虛擬平臺的開發是必不可少的，我們在這個過程中，要全面開展調研工作，在全面了解職業技能要求、學生的學習水平、實際需求的基礎上，將平臺的開發內容做到完整全面的規劃。同時，開發的環節中，我們可以把整個平臺劃分為不同的子模塊，并使用統一規范的借口，便于后期的升級工作。我們在考慮今后教學內容更新的問題時，需要為教師預留一些對應的更新功能，要考慮人機交互體驗，確保提示的全面化及人性化。以此，規范學生自身的操作規范，并最終達到教學效果目的。

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關鍵詞 虛擬現實技術 教育領域 應用

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A

0引言

基于虛擬現實本身的技術特點，可以為教學提供新的方式，如在具體的課堂中，虛擬現實技術為學習者提供了可視化的模型或模擬器，這些作為教育教學的輔助工具促進了學生對教學內容的理解。同時，通過虛擬現實技術可以構建沉浸式虛擬現實環境系統，為學習者提供視覺、聽覺、觸覺等多感官體驗的互動方式，既可以培養學生的學習興趣與熱情，又能使教育教學達到事半功倍的效果。因此，對虛擬現實技術及其在教育領域的應用進行研究具有重要的現實意義。

1虛擬現實技術簡介

1.1虛擬現實的概念

虛擬現實是一種由計算機和電子技術創造的新世界，是一個看似真實的模擬環境，通過多種傳感設備，用戶可根據自身的感覺，使用人的自然技能對虛擬世界中的物體進行考察和操作，參與其中的事件，同時提供視、聽、觸等直觀又自然的實時感知，并使參與者“沉浸”于模擬環境。

1.2技術關鍵

虛擬現實技術關鍵需要構建虛擬世界的三維模型庫，根據3D幾何特征、物理屬性等特征構建模型大數據，模型種類包括實體模型、柔體模型和粒子模型等等。此外，模型還是具備四維特征，即隨時間變化，比如春夏秋冬、草木枯榮以及文物古跡。虛擬現實的應用也是VR+級別的革命，就像現在的互聯網+，可以改變世界的方方面面，可以虛擬的地方就有虛擬現實技術。

2虛擬現實技術在教育中的應用價值

2.1拓展學習空間

虛擬現實技術拓展了學習的多維度空間，利用虛擬現實技術可以徹底打破時間與空間的限制，消除時間與空間造成的認知阻斷。大到宇宙天體，小至原子粒子，學生都可“進入”這些物體的內部進行觀察。一些需要幾十年甚至上百年才能觀察清楚的變化過程，通過虛擬現實技術可以在很短的時間內呈現給學生觀察。例如，通過虛擬現實技術，學生可以身臨其境般暢游深海，與各種海洋生物為伴，認識奇妙的海底世界。

2.2激發學習興趣

虛擬現實的直觀體驗更能激發學習者的學習興趣。相對于傳統教育中知識的扁平性，虛擬現實教育的呈現更立體。將虛擬現實技術引入教學，在實現人與機器的交流、通過網絡進行人與人之間交流的同時，讓學習變得游戲化、情境化，真正做到寓教于樂，促進交流、知識表達及應用，有利于更好實現教育目標。

2.3增加教學安全性

虛擬現實技術讓學習變得更安全。虛擬現實技術可模擬某些真實情境，在安全的前提下讓學生學會應對某些現實場景中不可預知的危險。在虛擬實驗室，學生可以用虛擬實驗器材進行實驗，避免危險化學品可能引發的安全問題。

3虛擬現實技術在教育中的具體應用

3.1模擬訓練

虛擬現實技術在教學中應用幾乎最成功的案例就是模擬訓練系統的開發與研制。由于空間探索和軍隊戰爭訓練需要高昂的費用，以及這些領域需要極高的安全性與可靠性，使得虛擬現實技術最早應用在了這個領域，并且發揮出了巨大的使用價值和商業價值。隨著社會的進步，虛擬現實技術也延伸到的一般的醫學教學、汽車駕駛以及電器維修等需要培養各種操作技能的領域。在動作技能的學習中，學習者只有從虛擬現實系統中接受到操作或動作的反饋才能起到積極的學習作用。因此，在運用虛擬現實技術研發模擬訓練系統時應該具體考慮學習產生的條件以及教學的效果，這種模擬訓練系統應該能夠提供真實的模擬訓練的情景、校正學習者的錯誤以及跟蹤學習者的學習過程等功能。

3.2虛擬實驗室

利用虛擬現實技術建立的各種虛擬實驗室在教育上應用前景廣闊，尤其在物理、化學、生物等需要實驗的學科中更是如此。創建這種虛擬環境的演示物體可以擺脫真正實驗室所需要的昂貴的設備，減少了教育部門的實驗開銷，教學的效果基本接近運用真正的實驗儀器設備進行實驗所能達到的教學效果。學生可以在跟真實實驗室幾乎相同的學習環境中學習，學生之間可以相互討論學習到的概念。如果學生通過匿名的身份進行角色扮演，那么它所能達到的教學效果有可能達到甚至超過在真實實驗室環境中進行實驗的效果。虛擬實驗室基本上分為兩類：一種是由編程者設計只能插入并操作實驗中有限的實物，這是現今大多數虛擬實驗室系統的工作環境；另外一種是基于廣泛學科領域知識的虛擬現實系統。

3.3科學研究

國內許多高校都建立了國家實驗室開展虛擬現實方面的研究工作。其中北京航空航天大W建立了虛擬現實技術國家教育部重點實驗室，曾經為我國自行研制的殲8飛機研制了虛擬現實飛行模擬器；浙江大學計算機輔助設計和圖形學（CAD/CG）國家重點實驗室也開發了桌面虛擬建筑環境實時漫游系統；其他高校如清華大學、西安交通大學對虛擬現實的真實感和立體現實技術都進行了廣泛的研究，使得我國在虛擬現實基礎理論研究方面碩果累累。

3.4虛擬學習環境

虛擬學習環境，簡稱VLE技術。如今國內教育技術對虛擬學習環境的研究多數都停留在如Blog應用這種符號性的交流上，研究如何對學習者之間這種文字性的相互交流進行教學設計。真正對虛擬現實學習環境的研究是對分布式真實虛擬現實感的教學環境的開發與應用進行研究，通過人體模型或者化合物等分子結構演示的虛擬體驗，教育者和學習者之間，或者學習者和同伴之間可以在一個虛擬的現實空間中，進行虛擬人之間的面對面的情感交流。

4結語

虛擬現實技術的使用為遠程網絡教學模擬真實的學習環境提供更加便利的條件，對現階段課堂教育進行虛擬仿真提供必要的支持，為教學活動的具體實施提供一種全新的教學模式，虛擬現實技術將在教育中發揮重要應用價值，包括軍事院校教學、體育專項訓練、醫學學生模擬實習、飛機操作等教學中，有利于教育事業的改革和創新。

參考文獻

[1] 李建榮，孔素真.虛擬現實技術在教育中的應用研究[J].實驗室科學，2014，03：98-100+103.

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（湖北美術學院，湖北 武漢 430205）

摘 要：每一種新技術的到來都促進著體育教育手段和方法的變革.虛擬現實技術是一種新技術，它主要是指促進體育教育組織形式、教學環境和教學過程的基本要素及相互關系發生重大變化.它能作為一種新型的體育教育手段，是虛擬現實自身發展的要求，也是體育教育發展的需求.

關鍵詞 ：虛擬現實技術；體育教育；現狀；發展趨勢

中圖分類號：G807.4 文獻標識碼：A 文章編號：1673-260X（2015）03-0212-02

縱觀教育發展的歷史，任何一種新技術或者是新媒體的出現，都會引起教育上的革命.進入21世紀，信息技術迎來了飛躍的發展，虛擬現實技術是繼多媒體和計算機網絡之后，在教育領域內出現的一種非常具有應用前景的新型技術.虛擬現實成了當今教育技術學研究的熱點.

體育教育是一門基礎課程，其教學的過程有大量的抽象的過程，大多是缺乏顯性知識的緘默知識，有所謂“只可意會，不可言傳”的特點.體育教育傳統的教學手段重視的是顯性的知識的講解示范等，沒能充分涉及到緘默知識的價值.在虛擬現實的環境下，這個問題能得到根本的解決.

1 虛擬現實技術的概述

1.1 虛擬現實技術的概念

虛擬現實技術（Virtual Realit）簡記為VR，又稱靈境技術，是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機系統.是一種由計算機生成的虛擬世界，它以仿真的方式給用戶創造一個實時反映實體對象變化與相互作用的三維虛擬世界.目前，虛擬技術發展日趨成熟，其在醫學、航空航天、城市規劃、建筑、虛擬演播室、藝術、娛樂游戲、教育等各個領域的應用已經取得了長足的進步.隨著時展，虛擬現實技術在體育教育領域的應用范圍必將越來越廣，虛擬現實技術的應用必將成為體育教育不可缺少的教學手段.

1.2 虛擬現實技術的特點

虛擬現實技術具備沉浸性、交互性、多感知性、構想性四大特點.使用者利用頭盔顯示器、手套等傳感裝置設備將自己置身于虛擬的環境中，與虛擬現實系統中的一切達到人機交互，是一種近乎自然的交互，因此能夠獲得虛擬現實環境中的視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知，從而達到身臨其境的感受.其虛擬的環境是完全可以根據自身的需求構想建造而成，給使用者一個想象的空間.其特點使學生能夠在虛擬的學習環境中扮演一個角色，全身心地投入到學習中去，這中技術非常有利于學生的技能訓練，虛擬現實技術在體育教育中應用具備發展潛力，前景極具廣闊.

2 虛擬現實技術在體育教學中應用

2.1 體育教學訓練中的應用

虛擬現實技術在體育授課教學中的應用多限于理論方面的探討，但在某些高等院校的訓練中有了一些嘗試.比如：尚曉軍虛擬現實技術在高等學校“射擊”訓練、趙克寧虛擬技術輔助籃球教育、朱曉蘭虛擬現實技術的體育場景虛擬系統、李峰虛擬現實技術的虛擬乒乓球系統等等.但教學訓練研究多處于視聽感知階段的研究，學生沉浸不夠，缺乏深沉次的交流與互動，模具的構建單一.

2.2 制作體育教學課件的應用

虛擬現實技術根據體育教學課件自身的需求構建全面的虛擬教學環境，使學生能夠在創建的環境中學習訓練.但需要把體育課程上所有的知識都創編到虛擬的環境中，是需要有海量的工作要做的，所以利用虛擬現實技術制作相應的文件嵌入到體育課件中，配合使用，是目前這個階段制作體育教學課件行之有效的措施.

2.3 網絡遠程教育

諸多高校校園網建成，且通過“中國教育和科研計算機網”連在了一起，這是實現虛擬現實技術聯網的基礎.在學校體育網頁的基礎上拓展了虛擬現實技術的課件以及成立數據庫，使其可以覆蓋學校體育教學中的每個方面，包括授課體育教師的個人資料、校內體育競賽群體活動開展簡介、體育專項課開課時網上的選課、體育鍛煉的知識內容和方法、校內外競賽情況、學生對教學的反饋意見以及國內外實時體育信息等等，促進培養學生的“終身體育”意識，以及可以更好地宣傳和實施“健康第一”的體育教育思想，使網頁充分地發揮了信息傳播和教育的作用.

3 虛擬現實技術在體育教學中的展望

3.1 可以避免體育教學中的傷害事故

體育是以身體練習為手段增強體質增進健康的活動過程.身體練習的過程是會痛苦的、難受的、是要體會“極點”的，甚至會出現生命危險的.如今學生體質健康逐年下降，別說高難度、高危險的體育技術技能的教學，就連簡單的中長跑也慢慢將要在學校體育中消失.傳統的體操課、田徑課（鉛球、跨欄等）很難再體育課中看見.教師、學生畏手畏腳，其嚴重影響了傳統體育技能的傳承，體育文化的繼承.然而在虛擬現實的場景中，脫離了真實的危險器械、場地等因素，又能還原其真實的感受，教與學將都在一種安全模式下經行，體育教師和學生將能放心的體會高難的、高危險的技術動作.

3.2 彌補教學條件的不足

雖說近年來學校引來了高速發展的時機，諸多大中型體育場（館）落成，解決了學校體育中體育場館缺乏的一些問題.然而諸多體育場（館）的經營管理維修落后，不能完全對外開放，不能充分發揮它的功效.何況還有一部分體育場（館）不足的區域，教學條件有限的學校.虛擬現實技術的虛擬場景的功能可以彌補一些場（館）不足造成的影響.

3.3 可以虛擬人物形象

榜樣的力量是無窮大的.學生對某個體育項目感興趣，很多時候是因為喜歡某個體育明星.虛擬現實能從強大的數據庫中提取某個明星的數據虛擬出明星的場景，由虛擬的明星去教學，去陪練.能充分調動學生的學習積極性.

3.4 徹底打破空間、時間的限制

在虛擬的空間可以實現過去現在甚至是將來的存在的不存在的場景，完全可以帶學生到一個任由想象的空間，可以穿越時間、空間的限制.體育比賽中的某些經典的場景、某些經典的瞬間都能呈現在學生的眼前，甚至可以去參與去模仿.

綜上所述，在知識經濟時代背景下，體育教育依然存在教學模式落后、師資隊伍結構不合理、場地器材缺乏、管理水平低下、理論教學時數不足等不適應目前我國高等教育培養綜合性復合型人才的需求.虛擬現實技術的應用能促進體育教育觀念的重大轉變，加快體育教育內容的重大變革，教育方法的重大改進，教育主體角色的轉換，教育環境的優化以及教育評價體系的改善.從而對促進目前高等體育教育逐步適應國家對復合型人才的需求起到積極的主動作用.虛擬現實技術新型教學媒體必將在體育教學中得到廣泛的應用.但是目前虛擬現實技術還是很成熟，具有一定的局限性，交互的程度需要進一步的開發；另外，虛擬現實設備多數是由國外生產，所以價格比較昂貴.因此，我們國內需要自主的開發虛擬現實的軟硬件資源；增強教師對虛擬現實技術的理解以及運用.

參考文獻：

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〔2〕曾成.AdobePremierePro2_0制作籃球教學視頻的理論與實踐研究[D].華中師范大學，2009.14.

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〔6〕Winn，W.（1997）.The Impact of Three-dimensional ImmersiveVirtual Environments on Modern Pedagogy.Seattle，WA:University of ashington，Human Interface Technology laboratory.

篇9

摘 要 虛擬現實技術作為新興現代技術引起了社會的廣泛關注，而將其應用于體育新聞領域中是一種新的實踐嘗試。在國家大力提倡“互聯網+”的背景下以及新聞媒體面臨數字化轉型的現實下，“VR+體育新聞”的應用不失為一例妙計，有助于開拓兩者的新發展。

關鍵詞 虛擬現實技術 體育新聞 互聯網 賽事

一、研究目的

信息技術的發展不斷給新聞業帶來新的挑戰和發展空間，在移動互聯網時代，傳統媒體面臨著數字化轉型，付費墻、移動終端App，數據新聞等新聞生產和消費應運而生。起源于20世紀50年代的虛擬現實技術近年來得到迅速發展，被廣泛應用于軍事訓練、醫學、工業、教育、藝術、旅游等領域。最近兩年，新聞業開始嘗試將虛擬現實技術融入新聞生產，由此產生的一種新的新聞樣式即虛擬現實新聞正日益引發關注。當VR技術被運用于體育新聞領域，產生“VR+體育新聞”的傳媒文化產品便可以稱為虛擬現實體育新聞。

本研究主要從體育賽事直播和體育新聞報道等兩個角度出發分析相關典型案例，虛擬現實技術應用于體育新聞業的現狀、前景和挑戰進行了討論，為“互聯網+”背景下傳統新聞媒體的數字化轉型提供理論參照。

二、研究對象與方法

（一）研究對象

本研究以2015-2016賽季的美國職業籃球聯賽（NBA）常規賽揭幕戰的VR直播、《紐約時報》NYT VR移動客戶端等虛擬現實新聞作品作為研究對象，在現狀分析的基礎上探析虛擬現實技術在應用于體育新聞時所面臨的挑戰與機遇。

（二）研究方法

論文的研究過程中運用了文獻資料法和調查法。調研了相關文獻，論證了虛擬現實新的概念、特征及發展歷史；調查了大量有關虛擬現實技術在體育新聞領域應用案例。

三、研究結果與分析

通過對目前虛擬現實體育新聞作品進行案例分析，可以看出虛擬現實體育新聞的引用主要集中在體育賽事直播和體育新聞報道等兩個方面。

（一）虛擬現實技術在體育賽事直播中的應用分析

體育賽事具有場面激烈、畫面感強的特點，因此體育賽事最先受到了VR技術的關注。利用VR的立體效果，可以讓觀眾在任何地方以實景的方式觀看足球、籃球、游泳等眾多競技類體育比賽項目。

目前，虛擬現實體育賽事直播已經在NBA、拳擊等賽事上應用。2015-2016賽季的NBA常規賽揭幕戰（對陣雙方為金州勇士隊和新奧爾良鵜鶘隊）即采用了VR技g進行直播，這是美國主流體育聯賽首次使用該技術直播比賽。NBA與特納體育和NextVR合作，以NextVR的虛擬現實平臺為基礎，捕捉賽場上的各種信息，虛擬現實攝像機所模擬的虛擬視角的位置在中場附近，向使用虛擬現實設備的觀眾提供180度的觀看視角。用戶從三星智能手機Oculus應用商店下載NextVR App，戴上虛擬現實頭盔能如同身在比賽現場那樣觀看比賽。

國內的基于VR技術的體育賽事直播同樣方興未艾。2015年11月，CKF中國功夫爭霸賽國際戰隊三番賽首站與暴風影音旗下的暴風魔鏡合作，以360°全景呈現的方式進行全程錄播。此外，樂視已經旗下首款 VR 產品――樂視 Cool1，未來也極有可能介入到體育賽事的VR直播中。

可以說，基于VR技術的體育賽事直播即將成為一門有著巨大機會的生意。中國體育產業規模預計在2025年之前擴大至現在的五倍，達到7800億美元，虛擬現實體育賽事直播也將出現巨大的商業機會。從以上案例分析可以看出，虛擬現實在新聞生產中的應用形式廣泛。

（二）虛擬現實技術在體育新聞報道中的應用分析

很多重大體育新聞事件，人們希望在重大的新聞現場得到真人身臨其境的感受。比如奧運會開幕式、世界杯足球賽決賽等。采用虛擬現實與體育新聞直播相結合，將使體育新聞的時效性更強，使體育新聞事件更具有現場感。此外，虛擬現實新聞直播還能省略節目制作、播出的許多環節，同時也保證了現場信息傳播的真實性和可信性，使信息在傳播過程中最大程度地減少了損耗，還原體育事件以本來的面目，以原生態的面貌呈現在觀眾面前。

《紐約時報》于2015年推出一款名為NYT VR的虛擬現實APP，成為新聞業歷史上對虛擬現實新聞直播的首次嘗試。以《紐約時報》的《行走紐約（Walking New York）》視頻為例，受眾可以從天空中直升機的視角俯視紐約全城，這些都是大多數受眾不曾有過的體驗。其他新聞媒體的嘗試還包括：《經濟學人》用VR技術讓一座被IS恐怖組織破壞的伊拉克博物館“重現人間”；BBC研發部使用360度全景視頻報道突發事件。在國內方面，VR內容制作企業蘭亭數字和新華社合作為深圳滑坡事件做的VR直播也取得不錯的反響，不到24小時的點擊量是64萬人次。

發展虛擬現實體育新聞報道已經成為新聞業不斷創新的必然趨勢。當新聞從“抓取一切”走向“深潛”，VR技術突破傳統新聞的篇幅限制，囊括幾乎所有細節。未來的虛擬現實新聞會提高清晰程度，加強復現能力，擴大信息含量，通過將技術優化融入新聞實踐中去，將新聞價值的表現力和感染力提升一個層次。

四、結論與建議

虛擬現實技術作為一種迅速發展的新興數字技術，其互動性，沉浸性和在場感使人們能夠沉浸在虛擬環境，獲得身臨其境的體驗。虛擬現實已被廣泛應用于航空、醫學、教育、旅游等多個領域。近年來，運用虛擬現實制作體育直播和體育新聞的潛力逐漸引起新聞界重視。很多專家指出，體育事件現場直播在今天乃至今后傳媒格局中都將占據一個不可替代的位置，虛擬現實體育新聞甚至將成為重要的媒介入口并將帶領媒體進入下一個時代。但是，通過分析上述典型案例可以發現，虛擬現實體育新聞在內容質量、技術限制、制作與使用成本和倫理標準上仍存在著很大的發展空間。

內容質量：體育新聞價值不可忽視。在目前的虛擬現實新聞的實踐中存在技術創新掩蓋新聞價值的現象。由于重大新聞事件十分有限，后期制作的耗時耗力，新聞選擇傾向于清晰度高、接近性的內容，造成新聞價值的時新性、重要性、顯著性不足。因此，隨著VR技術日漸成熟和普及，如何讓體育新聞價值借助新技術更好地體現出來而不是被新技術掩蓋或者挾持，是業界必須重視的問題，也是數字新聞獲得流量、成功轉型的關鍵。

技術限制：用戶體驗需要加強。虛擬現實體育新聞希望給用戶帶來親臨重大體育賽事現場的體驗，但是在現有的技術水平下，真實感的副作用是部分用戶的不適，其中最突出的是使用過程中的移動眩暈感。此外，可穿戴式設備產生的熱量和對頸椎的壓迫導致用戶無法進行長時間觀看體育賽事，阻礙了VR技術在體育新聞直播方面的發展[7]。

制作與使用成本：應用仍需普及。使用虛擬現實技術制作體育新聞需要整體設計構思、大量的技術投入，耗時長、成本高昂。基于較高的技術和成本要求，目前虛擬現實技術多應用于時效性弱的調查性新聞報道或者重要事件的直播，然而時效性和現場感極強的體育事件為虛擬現實體育新聞提出了更高的要求。

倫理問題：倫理標準急需制定。虛擬現實技術提供了新的新聞敘事模式，也帶來了人們的憂慮――虛擬現實是不是對新聞真實性的挑戰和破壞。虛擬現實新聞雖名為“虛擬”，但與一般的文字新聞、圖片新聞沒有本質上的區別。不可否認虛擬現實技術對新聞真實性提出了進一步的要求，傳統的新聞倫理已經不能完全適合于虛擬現實新聞。因此，業界需要在實踐中對虛擬現實新聞的制作規范形成共識。

參考文獻：

[1] Burdea G C， Coiffet P. Virtual reality Technology [M].John Wiley & Sons，2003.

[2] 杜江，杜偉庭.“VR+新聞”：虛擬現實報道的嘗試[J].青年記者.2016，06：23-24.

[3] 何虎.虛擬現實技術在新聞報道中的應用探討[J].中國傳媒科技.2016，07：56-57.

篇10

[關鍵詞]言語訓練；虛擬現實；聾童

[中圖分類號]G40-057　[文獻標識碼]A　[論文編號]1009-8097(2009)03-0050-04

聾童因為聽覺障礙，導致不同程度的語言障礙，嚴重影響他們與主流社會的溝通交往和自身發展。而聾童語言的發展在很大程度上依賴于環境，根據聾童的身心發展特點，創設適合聾童語言發展規律的環境，為聾童語言發展提供了新的方向。而虛擬現實技術因其環境創設的獨特優勢，必將為聾童言語的發展提供強有力的支持。

一　常用多媒體及虛擬現實聾童官語訓練軟件評析

從目前的文獻調查來看，國內外很多學者在聾童言語康復訓練實踐方面做出了努力，也有部分不錯的商業訓練系統在聾校得到應用，但是更多的系統只是進行了開發和測試，沒有得到實際應用。以下系統在實際應用中發揮了積極作用。

1　軟件介紹

(1)啟音博士(Dr.Speech)，美國TigerDRS，Inc公司開發的比較專業的聾童言語訓練軟件，目前有包括中英文版本在內的多個版本。“啟音博士”提供了數十個聲控動畫游戲，幫助聾童進行多方面的實時訓練，聾童發音后，立刻能獲得動畫形式的反饋。聾童在玩游戲的同時，該軟件能夠獲得相關特征曲線圖和統計報告，對于言語訓練教師來說，這一功能為記錄聾童的言語過程提供了可能，并為取得更好的訓練效果提供了依據。

(2)妙語快車，語言訓練是聾童言語訓練的中心任務，聾童大部分的時間都在從事語言訓練。徐州師范大學開發的多媒體技術支持下的語言訓練系統“妙語快車”是通過計算機多媒體技術設計開發的訓練程序，可以幫助聾童進行聽覺訓練、發音器官訓練、語音訓練、語言理解訓練和語言表達訓練。其中發音訓練和辨音訓練通過游戲的方式，調動了聾童學習語言的積極性。

聾童語言教學最重要、最艱巨的任務，就是幫助他們建立語言信息和視覺形象、感覺等相互對應關系。計算機多媒體技術很好地解決了這個難題。在計算機的屏幕上，可以看到文字和圖像，同時聽到語音，它能幫助聾童建立語言信息和視覺形象的相互感應關系，可以提高聾童學習語言的積極性，改善聾童學習語言的效果。

2　多媒體聾童言語訓練軟件在聾童言語學習中的不足之處

聾童是聽力有障礙的兒童，他們有自己特殊的認知方式，現有的多媒體聾童訓練軟件在教學內容的設置上充分考慮了聾童的言語需求，卻未能充分發揮聾童的認知優勢，聾童的視覺和推理優勢沒能得到很好的利用和發掘，具體表現在以下幾個方面。

(1)聾童的視覺優勢未能得到充分發掘

研究者經由標準的心理學范式討論聾童的認知能力，發現聾童在視覺空間任務上的表現超過健聽兒童。比如聾童在心理旋轉，面孔識別，心理表象生成，運動覺察，邊緣視覺的手語，改變方向的視覺注意等方面聾童都有優秀的表現。Todman和Cowdy的研究發現，6―16歲的聾童在視覺信息混合刺激(以下簡稱CSVI)任務中的成績超過健聽兒童。CSVI任務包括復雜視覺圖形的短時記憶和在不同圖形維度上并發操作的活動。這些都說明聾童在視知覺上有自己的天然優勢，聾童更加依賴視覺信息，必須連續而非同時地處理視覺和言語信息，所以他們的知覺和認知機能與那些利用視覺和聽覺同時輸入信息的健聽群體不同。也就是說聾童的視知覺有自己的特性，視知覺的某些方面優于正常兒童。當前的多媒體聾童言語訓練系統在一定程度上發揮了聾童的視覺優勢，但在具體視覺優勢的設置及體現方面和正常兒童語言學習軟件沒有太大區別。

(2)聾童較強的知覺推理能力被忽略

學習與交流是人的天性，聾童也不例外。聽力上的缺陷，使得聾童無法理解正常人的語言，為達到理解語言的目的，聾童依靠殘余聽力及知覺對聽覺障礙的補償，通過猜想、推理等方法，達到理解的目的。正常兒童在認識事物的同時習得語言，聾童由于聽力缺陷帶來的語言障礙，認識到的往往是事物的形象，及通過推理所得的事物，語言的習得落后于認識活動，落后于認識過程中發展起來的推理能力，使得聾童的推理能力強于言語理解能力。聾童具備了一定的推理能力，在學習語言時可以通過一定的情境認知，結合聾童的推理優勢，達到對語言的習得和理解。現有的多媒體聾童言語訓練軟件缺少對聾童推理能力較強這一特點的考慮，在多媒體言語訓練系統的邏輯結構設置中，未能充分發揮推理能力較強的優勢。

(3)聾童身心參與度不夠 人本主義學習理論的代表人物羅杰斯認為教學中應該使學生整個人沉浸于學習之中，包括情感、行為等方面。即在學習中要充分發揮學生學習的自主性，只有把學生的積極性充分調動起來，學生才能全身心地投入到學習中去。錯過最佳學語期的聾童已經習慣原有的聽和表達方式，對聲音的刺激表現出不友好態度。多媒體訓練軟件僅僅依靠視覺形象的刺激，無法將聾童的注意力持續集中到聲音的刺激上，而多數聾童言語訓練軟件的交互功能較差導致聾童的注意力不集中，或過分集中于多媒體畫面上，不利于聾童的語言習得。如何調動聾童全身心參與到語言的學習中，使聾童在自然場景中學會說話，成為當前聾童言語訓練系統的發展方向。

二　虛擬現實技術及其開發工具

1　虛擬現實技術概述

虛擬現實技術又稱靈境技術，是20世紀末興起的一種新型綜合性信息技術。借助虛擬現實技術可以為學習者創立真三維、全立體的仿真環境，它可以充分調動人的視覺、聽覺、觸覺、味覺、平衡感、力感、痛感等，通過特制的儀器，學習者就可以完全進入計算機產生的三維空間現實中，在虛擬空間可以遇到事先安排的各種情境，其臨場感、可信度完全可以同現實相比。虛擬現實是一項融合了計算機圖形學、人機接口技術、傳感技術、心理學、人類工程學及人工智能的綜合技術。由于其特有的感知特征，在多領域中得到廣泛應用。

虛擬現實系統的基本特征可以簡單地表征為沉浸性、交互性和構想性。沉浸性是使人具有真實感并獲得體驗的根本。通俗地解釋為“身臨其境”，意味著參與者將不是以敏銳的雙眼和聰慧的大腦介入虛擬環境，而是要以完整的生物個體融入虛擬系統。交互性是實現人機互動的關鍵，計算機使用者可以通過三維交互設備直接操縱計算機所給出的虛擬世界中的對象，虛擬世界中的對象也能夠實時地做出相應的反應。構想性則是輔助人類進行創造性思維的基礎，虛擬現實系統可以構造出那些現實中不存在或不易觀察到的，只出現在人們想象中的情景。虛擬現實技術中人與虛擬環境的交互作用，在本質上意味著它不是現成的而是生成性的，是人為創造的。

虛擬現實所具有的三個特征使得傳統的多媒體系統無法與之相比。雖然利用虛擬現實技術的聾童語言實驗室尚未問世，但隨著虛擬現實技術的發展，虛擬現實技術與聾童語言實驗室相結合將成為必然。

2　虛擬現實開發技術介紹

目前常用的虛擬現實開發工具是VRML語言和3D MAX軟件。VRML語言是一種描述三維場景的語言，可以直接構建虛擬環境。通過VRML語言構造的三維物體具有代碼簡單、執行速度快等優點。用戶可以直接用寫字板編輯VRML文件，也可用VRML的編輯器(如VrmlPad)編輯VRML文件。而3D MAX則提供了良好的用戶界面以及簡單易行的操作方式，是目前較好的可視化三維開發工具。3DMAX基于PC平臺進行軟件開發，是目前世界上應用最廣泛的三維建模、動畫、渲染軟件，其強大的三維場景建造功能簡單易行，完全可以滿足場景建造的需要。

Poser是由Curious Labs美國公司推出的人體三維動畫制作軟件。Poser提供了豐富多彩的人體三維模型，使用這些模型可輕松快捷地設計人體造型和動作，免去了人體建模的繁瑣工作。Poser的模型材質和動畫可以導出到其它大型的三維軟件中，如3ds Max和Maya等。Poser強大的人體造型設計功能為虛擬人物的制作提供了極大便利，利用其工具，可以很迅速地完成人物的姿態塑造工作。簡單直觀的關鍵幀制作方式，還可以很方便地得到細膩逼真的人體動作。利用該軟件的導入功能可以大大豐富人物造型和動作設計的創作空間。

虛擬現實聾童言語訓練系統可以采用VRML語言和3DMAX以及Poser相結合的方法來進行開發。

三　虛擬現實技術在聾童言語訓練中的應用研究

1　研究背景

虛擬現實技術是一種面向自然的交互形式，它對于聽力障礙的學習者有著特殊的用途。2003年3月，中國科學院計算所開發的“中國手語合成系統”，是國內第一例利用人工智能，計算機圖形學等技術，實現用三維虛擬角色演示用戶指定的中國手語。中國手語合成系統負責人指出，該系統實現了手語和自然語言之間的雙向翻譯：一方面，穿戴有數據手套和位置跟蹤器的聾人輸入手語，可以轉換為正常人可以聽到的語音輸出；另一方面，通過語音識別技術識別正常人的語音，轉換為聾人能夠看懂的手語輸出，從而使得聾人能夠“看到”正常人說的話，是一個用于聾人和具有正常聽說能力的人之間進行無障礙自然交流的原型系統。本系統在國際上率先實現了聾人與健聽人之間的交流和對話，為手語和自然語言之間的翻譯奠定了基礎。中國手語合成系統的關鍵意義在于成功地開創了虛擬現實技術在聾人教育中的應用先河，對于虛擬現實技術在聾人言語訓練中的應用具有啟發性意義。

虛擬現實已經成功地模擬了手語的生成過程，它還可以模擬真實的場景和過程，提供給用戶真實的經歷體驗和動態信息。虛擬現實所具有的對時間和空間的壓縮、放大、轉換等特性。使得在利用虛擬現實所營造的真實場景中很容易實現學習、訓練、探索的目的性和娛樂性的統一，對人們產生強大的吸引力。虛擬現實技術的這些特點，無論為手語學習、還是言語學習，都起到了語言學習環境所需要的積極作用，從而彌補目前聾童言語訓練系統的缺憾，大大提高訓練的效果。

2　虛擬現實聾童言語訓練系統模型構建

語言訓練是聾童言語訓練的中心任務，聾童大部分的時間都在從事語言訓練。虛擬現實技術支持下的語言訓練可以通過設計的虛擬現實場景幫助聾童進行語言表達訓練、語言理解訓練。根據聾童的需要開發出虛擬現實語言訓練系統，讓學生在虛擬的語言環境中漫游，得到更多的言語信息，從而促進聾童學習語言的積極性。

虛擬現實聾童言語訓練系統模型如圖1所示。

虛擬聾童言語訓練系統模型具有以下關鍵環節：

(1)創設虛擬現實場景

對聾童來說最困難的是開口說話和表達，因此語言的表達訓練應該從啟發、激勵聾童開口說話開始。利用Poser軟件工具設計出虛擬教師、虛擬學伴等人物，并將人物導入利用3D MAX創建好的虛擬場景中，利用動畫技術實現人物的運動，從而逼真地模擬出現實場景、游戲場景等，讓學生置身于有虛擬人物的情境中，聾童受到情境的感染，產生探索和交流的欲望，使聾童處于將要開流的氛圍當中，幫助學生獲得真實體驗，促使聾童做出交流和交互，從而邁出聾童語言表達的第一步。眾所周知，構建優良的語言環境對促進聾童聽說能力的發展非常重要，因此虛擬聾童語言環境的構建必須貼近聾生的實際，有一定的針對性和科學性。

(2)人機交互界面的設計需遵循聾童的視覺優勢

人機交互界面相當于虛擬聾童言語訓練系統的面孔，決定了虛擬現實系統的表現形式。而且人類視覺原理是人機交互設計的重要依據，人機交互作用于聾童的視、聽、觸覺，對聾童接收信息起著基礎的作用。但是聾童由于聽覺障礙，對于外界信息的選擇多依賴于視覺，使得對外界信息處理上具有與正常兒童不同的選擇。人機交互界面的設計應該根據聾童特殊的視覺原理及其優勢，精心設計視覺信息內容，在給聾童言語訓練提供豐富視覺信息的同時，避免提供和正常兒童相同的視覺刺激，從而防止視覺信息冗余帶來的厭煩情緒。充分利用虛擬現實創建真實場景的特點，營造出讓聾童感興趣的視覺畫面，讓他們在愉快、輕松的學習游戲中進行聽和說的訓練，利用場景所提供的友好用戶界面教會聾童注意聲音、識別聲音、理解聲音的含義，同時鍛煉發音器官，循序漸進地獲得口語。另外，我們還可以利用虛擬現實超現實的特點，把語言教學中的困難之處形象化，使聾童可感覺、可操作，加強視覺形象與語言信息的聯系，從而培養聾童理解語言的能力。

(3)充分發揮聾童推理能力較強的優勢，設計信息呈現的邏輯結構

虛擬現實系統應用成功的關鍵在于信息呈現的方式以及邏輯安排是否合乎聾童較強的視覺推理特征。兒童多媒體言語訓練系統的設計在邏輯推理和言語理解方面保持同步，而研究證明聾童推理能力優先于言語理解能力，更優先于語言能力。因此在虛擬現實系統信息表達的邏輯設計中，要使言語內容的理解程度與聾童的邏輯推理發展程度相吻合，充分利用較強的推理能力來發展聾童的語言能力。在虛擬現實環境中通過設置帶有一定情境的推理知識，有意識地發揮聾童的推理能力優勢，尤其是直觀形象推理能力，訓練聾童使用推理的方法來學習語言，在理解語言意義的基礎上，習得與其相對應的口語，從而加深語言印象。