虚拟现实技术在军校教育中的应用分析

虚拟现实技术在军校教育中的应用分析

王红亮 2.司维

1 身份证号： 142603*** 611161075 辽宁锦州

2身份证号：320722***611010054 辽宁阜新

摘 要：随着科学技术的进步和发展，虚拟现实技术的应用也越来越广泛。军校教育与其他教育相比，有其自身的特点，这也使得军校的教育形式与其他教育相比有所差别。本文通过对虚拟现实技术的特点及其应用情况进行阐述和分析，结合军校教育的特点，对虚拟现实技术在军校教育中的应用情况及其发展前景进行探究。

关键词：虚拟现实技术；军校教育；计算机辅助教学

引言

随着科学技术的不断进步和经济的不断发展，计算机辅助教学已经在各个阶段的教育中得到了很大程度上的普及。此外，计算机辅助教学在军校教育中也得到了广泛的应用。随着这种教学方式的普及，改变了传统教学中枯燥无味、缺乏互动和创新、课堂氛围沉闷的缺点，使得教学效率得到了显著提高。虚拟现实技术作为一项基于计算机技术及多媒体技术的新兴技术，近几年来也得到了广泛的应用。

1.虚拟现实技术介绍

1.1虚拟现实技术的概念

虚拟现实（Virtual Reality）技术，通过对计算机图形学、多媒体技术、仿真技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术、多传感器技术进行高度集成，并结合心理学、生理学和行为学实现人的三维感知，可以说虚拟现实技术是多媒体计算机发展的又一个新境界。虚拟现实技术，旨在通过模拟人的视觉、听觉、触觉等感官功能，创建一种适应人类感知的多为信息空间，使用户能够沉浸于计算机创造的虚拟世界中，并能够通过各种感官渠道与虚拟环境进行实时交互。

1.2虚拟现实技术的特点

虚拟现实技术主要有三大特点，即沉浸感（Immersion）、交互性（Interaction）和构想性（Imagination）。

（1）沉浸感，主要是通过计算机建立与人类视觉相适应的三维模型，使得虚拟环境能够与人的语言、动作、视觉、听觉等相适应，并做出相应的反应，使用户在使用的过程中能够得到与实际事物、景物一致的感官效果。

（2）交互性，主要是指计算机通过对用户的语言、头部转动、眼睛运动、手势以及其他人运动进行识别，对用户的输出做出实时的响应，并及时反馈到用户的相应感官，实现人机交互。

（3）构想性，是指建立的虚拟环境中的物体适应自然规律，遵循用户及设计者的自然体验，能够增强用户对虚拟环境的感知，增强虚拟环境的真实性。

1.3虚拟现实技术的应用情况

虚拟现实技术通过建立三维虚拟模型，使用户通过输入设备或相关辅助设备对实现对虚拟环境的真实感知。虚拟现实技术现已广泛应用于医学、航空、建筑设计、体能训练、娱乐等各个方面。通过计算机技术和多媒体技术的结合，从昀大限度上满足用户的感官需求。用户作为环境的参与者，实现与虚拟环境的实时交互。随着多媒体教学的实施，虚拟现实技术也将广泛应用于教育工作中。通过建立逼真的学习环境，实现学生与环境的互动。通过这种方式能够提高学生的学习兴趣，调动学生学习的积极性，尤其是对与军校教育这种对学习环境有所要求的教育，虚拟现实技术的应用将更加重要。

2虚拟现实技术为军校职业教育开辟蹊径

2.1虚拟现实技术的关键技术

虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟现实世界的计算机系统，也是计算机仿真技术在更高层次的延伸和扩展，它可以为用户提供逼真的感觉，包括三维视觉、立体的听觉和触觉等等。为了实现这个功能，虚拟现实涉及的关键技术和研究内容主要包括以下几个方面。

2.1.1 动态环境建模技术

三维复杂的实时建模与动态显示是飞行模拟、实时动态仿真及虚拟现实的技术基础。它的目的是获取实际环境的三维数据，并根据相应的需要，利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。

2.1.2 基于几何模型的实时建模与动态显示技术

在计算机中建立起三维几何模型，一般均用多边形表示。在给定观察点和观察方向以后，使用计算机的硬件功能，实现消隐、光照及投影这一绘制的全过程，从而产生几何模型的图像。

2.1.3 立体显示及传感器技术

VR技术依赖于显示和传感器技术的发展。虚拟现实中的人——机交互效应主要由传感器技术来完成，如将数据手套，手势等显示，及时的输入到计算机中进行处理，达到在虚拟环境中人与虚拟物体饿交互效果。

2.1.4 应用系统开发工具

VR应用的关键是寻找合适的场合和对象，即如何发挥想象力和创造性。选择适当的应用对象课大幅度地提高效率，减轻带动强度，提高产品质量。为了达到这一目的，必须研究VR的开发工具，例如，VR系统开发平台，分布式VR技术等。

2.1.5 虚拟现实建模技术

虚拟现实中的场景对象和几何对象的描述，用户状态信息都要进行模型化处理，使人机环境相统一，相融合，这些是建模的任务。

2.2虚拟现实技术在军校教育中的应用

虚拟现实技术起源于教育应用，在其不断发展中又进一步为现代教育注入了新的活力，虚拟现实技术的应用结束了传统的以教员为中心，以课堂为中心，以书本为中心的教育方式，代之以学生为中心，以实践为中心的现代教育方式，极大提高学生学习热情和创造力。

虚拟现实技术在军校教育中的应用主要由以下几个方面：

（1）虚拟现实技术为学员提供了丰富的学习资源以及选择学习材料和学习方式的机会，利用虚拟现实技术科学员学习一些实际中具有速度性、抽象性且操作难度大和很难观察等。

（2）虚拟现实技术为学生提供了获得经验的机会，利用虚拟现实技术科模拟显示出那些现实中存在的，但在课堂教学环境下很难做到的，或要花很多经费才能让学员实践的各种事物。比如让学员模拟操纵飞机模拟器，这就是要让学员产生临境感。

2.3虚拟现实技术的实现方法

随着科技进步、计算机性能不断提高而价格下降，虚拟现实技术已从图形工作站逐步向个人计算机渗透，其中基于个人计算机的桌面虚拟现实系统以其造价低，通过VRML连网。

服务器端的软件开发：目前具有代表性的虚拟现实系统软件有以下两种：美国EAI公司研制的虚拟现实软件WTK及DWB，这两种系统都是用来建造实时三维图形应用系统工具。另外要采用3D Studio Max软件工具建立模型，生成3ds格式的文件，然后通过格式转换工具转换成模型的三维数据文件。再利用OpenGL（Open Graphic Library）图形库函数还原成三维框架模型，经过处理成具有真实感的三维虚拟模型。

客户端：目前，大多数军校的计算机系统都没有安装立体眼镜或头盔式液晶显示器和数据手套，主要是由于价格高昂。但是普通的彩显装上相应的软件，仍然可以进行虚拟教学。浏览虚拟实境，只需在Netscape或Internet Explorer上附加上合适的浏览器插件即可。

2.4虚拟现实技术的发展前景

如今的虚拟现实技术已经应用于军校教育领域越来越广泛，就数据手套而言也有原来的二维空间转向三维空间。早期的数据手套，都采用高精度机械传感器或超声波来实现对手指活动的感知，这种数据手套不但耗电大，而且非常笨重。新一代的数据手套采用光纤做传感器。未来的计算机很有可能采用这种光纤传感器的数据手套。

结束语

虚拟现实技术是一项基于三维视觉的计算机技术，结合了多媒体技术和人类感官及心理学内容，能够从极大程度上实现虚拟环境的真实性，并能够利用辅助设备带给用户极高的真实体验。对于军校教育这种要求交互性强、真实性高、安全性好的教育来说，虚拟现实技术的应用将从很大程度上改变其教学模式，满足其教学的需求，这对军校人才的培养和部队的发展具有重要意义。

参考文献：

[1]王晶，张秀山，王锋等.虚拟现实技术在军校教育中的应用研究[J].计算机与数字工程，2006，34（12）：97-100.

[2]夏嘉余.军校教育中虚拟现实培训法研究[J].时代教育（教育教学版），2012，（23）：141.