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摘 要:虚拟现实技术作为一门基于计算机图形可视化,同时又跨多学科多领域的高新技术,近些年来发展迅速。目前在军事科技、医疗、教育、工业生产等领域中得到了广发的运用。本文主要根据虚拟现实技术的特点,阐述在乡村旅游中运用虚拟现实技术的优势,进而提出虚拟现实技术在乡村旅中的运用方法。
关键词:虚拟现实;乡村旅游;方法
乡村旅游是一种以野外乡村为环境、以无人为干扰、无生态破坏、以游居和野行为特色的旅游形式,这种旅游形式不但促进了乡村经济发展还唤醒了原居民对生态环境的保护意识。是帮助贫困群众脱贫致富的重要渠道。但是到目前为止乡村旅游相较于其他旅游方式发展还不全面,推广还不够深入。在乡村旅游中运用虚拟现实技术,可以为旅行者提供跨越地理条件限制、突破时间界限的全新体验方式,为乡村旅游的开发、推广和宣传插上信息化可视化翅膀。虚拟现实技术在乡村旅游中的运用对推动乡村旅游的发展有着重要意义。
1.虚拟现实技术与乡村旅游
1.1虚拟现实的定义
虚拟现实技术(Virtual Reality简称VR)是二十世纪末发展起来的一门涉及众多学科的高新技术。它集计算机技术、传感与测量技术、仿真技术、微电子技术于一体。本文中的虚拟现实技术是利用这些方面的技术,通过计算机创建一种虚拟环境,通过视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉等作用使用户产生和现实中一样的感觉,这样用户就会产生身临其境的感觉并可实现用户与该环境直接进行交互[1]。
1.2乡村旅游的定义
乡村旅游是指城市旅游者以追求身心健康为主要动机,利用优质的乡村自然生态、特色养生民俗和长寿群体来达到延年益寿、康体、塑形保养的一种涉及文化的专项休闲度假活动[2]。
1.3虚拟现实技术在乡村旅游中运用的优势
1.3.1可以生动形象地展示景点的风光特点
虚拟现实技术通过生动逼真地模拟乡村旅游景点的环境特点,风土人情,历史文化,可以满足对乡村旅游感兴趣但没有亲身旅游的潜在客户观光、游览、增长知识的需求。同时该技术的数字化特点,有利于通过互联网等渠道对乡村旅游景点的进行大力宣传,扩大影响力的同时也降低了景点宣传和推广的成本[3]。
1.3.2对已经消失或濒临消失的文物古迹进行保护性开发
由于一些历史文物和建筑遗址因保护不力而毁坏和消失或者濒临消失,加之当地政府投入的资金有限不能一一维护和复原。根据图片或者当地人的描述,利用虚拟现实技术在投入很低的情况下对这些历史文物和建筑遗址还原和再现。
1.3.3为当地带来现实的经济效益
虚拟现实技术还可以在乡村旅游景点的虚拟导游、导航地图、酒店预订等方面方面进行运用,为乡村旅游带来现实的经济收入。虚拟现实的沉浸感、交互性和预想性等特点给旅游者带来了感觉、触觉和视觉等感觉通道的逼真体验,获得身临其境的感受。这种有偿的虚拟感受也是乡村旅游景区获得经济来源的重要方式[4]。
2.虚拟现实技术在乡村旅游中运用的方式
虚拟现实技在乡村旅游中的运用指的是建立在现实旅游景观基础上,利用虚拟现实技术,通过逼真地模拟现实景物,创造出一个超越现实感受的三维虚拟世界,旅游者足不出户,就可以在构建的乡村旅游虚拟现实系统中欣赏美景、感受当地文化。
根据其特点,虚拟现实技术在旅游中应用方式有以下几种。
2.1虚拟现有的乡村旅游景点
虚拟现实技术通过建模、贴图、渲染、烘焙等流程。真实地再现当地的气候特点、山川风貌,建立乡村旅游的虚拟现实系统。通过该虚拟旅游系统旅游者可以很形象逼真的看到各个旅游景观,给游客带来身临其境的感觉。这种应用方式是针对现有景观的虚拟旅游。这种应用方式起到了旅游宣传、扩大景区的影响力、吸引旅游者的作用。虚拟旅游系统还能够在很大程度上满足哪些对乡村旅游有兴趣没有到过该旅游景点或是没有能力到该旅游景点的游客的欣赏分光、感受历史文化的需求。
2.2虚拟预想的乡村旅游景点
虚拟现实技术既可以模拟现有的实物景观也可以逼真地虚拟出尚未完成的处在预想阶段的景点。针对这一特点,虚拟现实技术把还处于规划建设当中的景点集成到虚拟旅游系统中,人们通过该系统可以犹如身临其境地欣赏这些尚不存在的景观,在景观建成之前起到预先宣传、吸引游客、满意度调查的作用,根据虚拟旅游系统中游客的反馈,进一步修改或重建哪些设计不合理,游客满意度不高的景区规划。
2.3再现消失或者传说中的文化遗址
由于历史的原因有些乡村中的景点或古迹已经损坏消失,再现这些已经消失的景点和古迹,可以满足游客的好奇心,同时也可以帮助游客了解历当地史知识,增长见识。给游客们怀旧心理以某种程度上的抚慰[5]。例如消失的楼兰古城,根据文献、传说、历史记载,通过虚拟现实技术构建出逼真的山川地貌、街道建筑,人物服饰,再复合以人文景观信息,通过虚拟现实技术使得历史中的楼兰古城的人文景观和自然风景得以另一种方式的保存,而且使后人能够在其已不复存在的岁月里,通过虚拟旅游的方式能够重新游览这一奇异旅游景观,去亲身体验鼎盛一时的古楼兰文化的风貌。
3.总结
虚拟现实技术作为一种先进的、应用领域广的、最具实用性的高新技术之一,它的介入已经大大的提高相关产业的发展,乡村旅游作为有别于传统旅游的新型旅游方式,各方面的发展尚处于起步阶段。将最先进的虚拟现实技术应用到乡村旅游中,同样也会对乡村旅游的发展起到巨大的推动作用。(作者单位:黔南民族师范学院)
参考文献:
[1] 百度百科.虚拟现实技术。http:///link?url
[2] 韦浩阳.乡村生态养生度假旅游模式的研究――巴马盘阳河乡村旅游开发模式探索[J].经济与管理,2008(6):25-29.
[3] 李峻峰.虚拟现实技术与虚拟校园的研究与实践-以潍坊学院虚拟校园建设为例[J].工程图学学报.2011,03:62-68.
作为继计算机、智能手机之后极具可能的又一通用性计算平台,虚拟现实的真正价值或意义体现在与军事、制造、娱乐、医疗、文化艺术、旅游等行业领域的深度融合和广泛应用,将最终撬动上万亿美元的产值效益,并对人类认识世界、改造世界的方式方法带来颠覆式变革。针对如上变化,赛迪智库在京了《虚拟现实产业与应用白皮书》。
虚拟与现实的辩证统一
曹雪芹在《红楼梦》中曾提到,“假作真时真亦假,无为有处有还无。”从狭义来说,虚拟现实特指VR,是以想象为特征,创造与用户交互的虚拟世界场景。广义的虚拟现实包含VR、AR、MR,是虚构世界与真实世界的辩证统一。
虚拟现实以临境(Immersion)、交互性(Interactivity)、想象(Imagination)为特征,融合三维显示技术、三维建模技术、传感测量技术和人机交互等多种前沿技术。创造了一个三维交互场景,用户借助特殊的输入输出设备,可以体验虚拟世界并与虚拟世界进行自然的交互。
虚拟现实的作用对象是“人”而非“物”。虚拟现实以人的直观感受体验为基本评判依据,是人类认识世界、改造世界的一种新的方式手段。与其他直接作用于“物”的技术不同,虚拟现实本身并不是生产工具,它通过影响人的认知体验,间接作用于“物”,进而提升效率。
虚拟现实的技术、产品体系
虚拟现实是对客观世界的易用、易知化改造。
一是抽象事物的具象化,包括一维、二维、多维向三维的转化,信息数据的可视化建模。二是观察视角的自主,能够突破空间物理尺寸局限开展增强式观察、全景式观察、自然运动观察,且观察视野不受屏幕物理尺寸局限。三是交互方式的自然化,传统键盘、鼠标的输入输出方式向手眼协调的自然人机交互方式转变。
虚拟现实技术体系包括感知、建模、呈现和交互四个方面。其中,感知技术是对环境和自身数据的采集和获取,包括眼部、头部、肢体动作捕捉、位置定位等;建模技术是对环境对象和内容的机器语言抽象表达,包括几何建模、物理建模、生理建模、行为智能建模等;呈现技术是对人视觉、听觉、嗅觉、触觉等感官的表现,包括3D显示(视差、光场、全息)、3D音效、图像渲染、AR无缝融合等;交互技术是人与虚拟环境中对象的互操作,包括触觉力觉反馈、语音识别、体感交互技术等。
另外,消费端产品出现成为虚拟现实产业化起点。虚拟现实概念由来已久,相关技术在军事、航天领域已有深入应用。2015年以来,随着虚拟现实消费级产品的不断推出,虚拟现实才真正成为电子信息领域最受关注的产业之一。虚拟现实产业也将有望成为全球继计算机、智能手机之后新的通用计算平台。
虚拟现实产业链大致可分为关键零部件、软件、设备、应用与内容制作四大部分。关键零部件包括处理器芯片、显示器件、光学器件、传感器等。软件包括操作系统、软件工具包(SDK)、UI、中间件等。设备包括了主机系统(PC、一体机、手机)、显示终端、交互终端,还包括内容采集与编辑的终端设备等。应用与内容制作包括了行业应用软件的开发和内容的制作、分发等。
虚拟现实前景广阔
报告指出,虚拟现实的主要应用领域包括军事、制造、娱乐、教育、医疗健康、文化艺术、旅游等,不同行业领域与虚拟现实技术结合的特点各异,应用中存在的问题或制约瓶颈也不尽相同。
军事领域,虚拟现实技术应用集中于虚拟战场环境、军事训练和武器系统设计与评估等方面,但目前半实物仿真系统多针对单一武器的性能仿真,缺乏武器装备全寿命和全系统设计,体系对抗系统的规模、功能和组织管理等方面可扩展性不强,功能覆盖不全面,在体系结构、建模、可信度评估技术、标准与规范、仿真环境等技术领域存在差距。
制造领域,虚拟现实主要应用于虚拟研发、虚拟装配、设备维护检修和培训等环节,制约因素包括数字化集成模型技术仍处于概念阶段,创新支持工具缺乏,虚拟加工分析、虚拟装配集成建模、产品数据组织和管理等数字化技术尚不成熟等。
娱乐领域,虚拟现实技术的应用场景主要包括游戏、影视、游乐、直播、新闻报道、网络社交等,但目前影响用户体验的眩晕、易疲劳等难题尚未解决,更自然的人机交互性还做得不够。
医疗健康领域,虚拟现实技术可以应用在学习培训、手术模拟、术后康复、药物研制等方面,但目前在产品的精度、可信度、成本等方面尚难以满足普及应用的需求。其他,在教育、文化艺术、旅游等领域,虚拟现实的应用尚属刚刚起步,获得社会的广泛认同感、提升认可度,仍然需要时间。
行业应用推进中的困难
首先,虚拟现实应用场景和应用路径尚不清晰。国内企业对虚拟现实的技术特征、应用方法等缺乏基本了解和整体把握,对行业各环节与虚拟现实技术的结合点尚不清晰,加之应用场景设计缺失,产业标准不统一,难以对工业技术与虚拟现实技术的融合应用形成明确的产业化引导,制约了应用范围的拓展。
近年来,虚拟现实技术已经广泛地应用于军事、医学、建筑、工业仿真、考古、文化教育、农业和计算机技术等方面,改变了传统的人机交互模式。虚拟和现实似乎只有一步之遥,但是从技术而言却相当复杂,在中国的发展速度非常缓慢。就在国外许多企业从事各类虚拟现实技术研发时,中国的大部分企业仍处于“来料加工”的阶段――引进国外的技术,做一些系统集成。
作为中国虚拟现实专家与领导者,中视典以提高中国自己的虚拟现实技术为己任,坚持走自主研发道路,目前,中视典的虚拟现实平台及其行业应用产品已经在国内外的教育实训、工程机械、军事演练、信息管理、数字营销、设计展示、交互艺术等领域得到广泛应用。
中视典产品总监李欣介绍:“我们采集了VR-Platform在业界数十年的经验总结,引入诸多先进的图形图像学技术,历经两年的集中开发,目的是为了给大家提供一个标准的、易用的、高效率的虚拟现实开发引擎。此次推出开放式的OpenVRP,正是为了促进虚拟现实行业能够更健康、快速的发展,使中国虚拟现实技术能够在OpenVRP的基础上,继续快速提升。”
OpenVRP历经十年研发,已经达到同行业产品的顶尖水平:
1.跨平台。OpenVRP已经支持多种操作系统的跨平台版本,包括Windows、iOS、Android、Mac OS和Linux等。一键导出多种版本的人性化设计,使得OpenVRP极大地减少了制作人员的工作量,提高工作效率。
2.开放式设计。底层代码库完全开放是OpenVRP的最大特点,虚拟现实爱好者及从业人员可以基于OpenVRP开发出功能细分、行业细分的专业软件,使OpenVRP覆盖面更广,功能更强大。
3.“极光”渲染引擎。OpenVRP内置“极光”实时渲染引擎,提供次世代实时渲染效果。通过“极光”引擎,虚拟现实应用环境可以得到媲美影视级渲染效果的全局光照、超真实感绘制、光线追踪等图形效果,其显示效果已超越任何一款市面上流通的虚拟现实引擎。
4. 全面的本土化服务。OpenVRP引擎针对国内开发者的特点提供各方面服务。提供了本土化的技术支持、全中文文档、支持中文脚本等,也让国内开发者实现虚拟现实的门槛大幅度降低。
5.交互硬件支持。支持与多种交互硬件直接对接,将制作的内容与硬件相结合,打造真正的虚拟现实环境。
6.无缝对接互联网。可与HTML5和flash3D无缝对接,将单机场景转化为互联网场景,使用户随时随地参与互动。
关键词:虚拟现实技术;媒体;运用
1 虚拟现实技术概述
20世纪80年代,美国VPL公司创办人拉尼耳提出了“虚拟现实”这一个词,所谓“虚拟现实技术”指的是以计算机技术为核心,融合计算机仿真、图形、传感、人工智能、显示、网络并行处理等技术,同时借助传感头盔、数据手套等设备,让用户在虚拟构造的三维动态环境中体会实体行为的仿真性技术。该技术突破了原有的视觉和听觉感知系统,使得人们能够产生味觉、触觉等感官体验,这也正是虚拟现实技术能够被广泛应用的原因所在。通常,虚拟现实具有以下基本特征:
首先,多感知性,通过视、力、触、味、嗅等感官系统进行体会。当前由于受技术的限制,只能模拟出视、力、触、运动、味、嗅等感知系统,而完全模拟现实中所有的感官,是虚拟现实技术发展的趋势。
其次,沉浸性,指用户以第一人称存在于虚拟世界中的真实体验。当前,虚拟现实技术还没有发展到这一领域。
再次,交互性,指让用户在虚拟世界中如同在现实世界一样,通过对物体的触摸和使用等情景,感受到物体的形体、重量、颜色等互动信息。
最后,构想性,指在虚拟世界当中,呈现出所有需要表达的信息,让用户能够通过虚拟世界感知到现实生活中无法表现的事和物。
2 虚拟现实的关键技术
在虚拟现实中要模拟视觉、听觉、触觉等让用户体验,因此要依托于计算机科学、力学、声学、光学、机械学、生物学等众多学科。虚拟现实的关键技术主要有以下几个方面:
2.1 实物虚化
实物虚化主要是把现实当中的物体或构想的事物通过虚拟世界呈现出来,主要包括构建模型、空间跟踪、声音定位、视觉跟踪等关键技术,这些技术的应用使得虚拟世界更加真实。其中,通过三维制作软件来进行模型的构建,通过硬件设备进行空间、视觉和声音跟踪的制作。
2.2 高性能计算处理技术
虚拟现实技术是以计算机技术为核心的现代高新技术,高性能计算技术是系统性能的关键,具有运算速度快、处理能力强、存储容量大、组网特性强等特点。
2.3 虚物实化
实现虚物实化主要是通过视觉、触觉、听觉和力学等各种传感器的共同作用,比如数据手套、数据衣、头盔显示器等。但现有的虚拟现实技术依然无法满足虚拟现实系统的要求,存在许多缺点,例如,数据手套存在分辨率低、延时长、使用范围小等。因此,要研发更先进的传感器。
2.4 应用系统开发工具
虚拟现实应用的关键是找到合适的场合和对象。选择合适的应用对象可以大大提高效率,降低劳动强度,提高产品质量。为了实现这一目标,有必要进行虚拟现实开发工具的研究。
3 虚拟现实技术在媒体中的应用
3.1 虚拟现实技术在网络上的应用
目前,网络空间虚拟现实的网络结构、严格意义上的空间距离和走的距离。由于物质和动力系统是由Internet技术、电子技术、计算机技术、数字控制系统组成的数学思维,人类将现实引入空间,从而为虚拟现实技术的发展提供了一个潜在的平台。
(1)网络游戏。网络游戏包含了所有虚拟现实技术,它采用三维模型、立体声音、人物形象等资源,实时实地构建了一个复杂的虚拟世界。
(2)虚拟旅游。随着三维网络技术的发展,越来越多的旅游景点设置景点虚拟网络,通过这些生动的三维图像显示点,满足一些人对旅游目的地的了解需求,或者供没有去旅游景点的游客享受虚拟旅游、异国旅游。同时,也可以超越现实的虚拟旅游景观,再现已经不存在或将不复存在的旅游景观。
(3)远程教育。网络虚拟教室以及虚拟实验室的产生开拓了传统教学无法达到的区域,给学生提供了更多知识、学习和实践的机会。同时,在表现三维空间的一些知识,如分子结构、分子结合过程等方面,与传统的教学方法相比,三维交互的独特表现出更强的生命力。
3.2 虚拟现实技术在电影技术中的应用
(1)4D电影:是一个新的虚拟现实技术,它是由周围的环境形成一个四维空间的三维仿真电影。总的来说,4D影院座椅具有喷气、喷水、振动、扫腿等功能,剧院还配备了雨、雪、闪电、烟雾等特效设备,进而创建一个与电影的实际内容相符的环境。
(2)球幕电影:该电影拍摄使用65毫米胶片横向传输膜,而在投影时使用的是一个70毫米的副本的特殊滚动环气动机械横向膜。这种胶片的屏幕是普通屏幕的10倍,胶片的效果非常清晰。在一般情况下,圆顶结构用于电影,和电影屏幕一样也是一个半球形。投影使用鱼眼镜头的摄影,可以显示半球图像,使观众在剧场身临其境,效果非常震撼。
(3)环幕电影:是一种借助虚拟现实技术而产生的新型的电影形式。它最大特点是屏幕特别大,屏幕一般会围绕观众,观众可以在屏幕中间随意观看屏幕的一部分。通常,这类电影技术采用九台摄像机的同步全景角度拍摄,并在播放时九台摄像机同时显示,实现360°的全景模式,能给观众一种强烈的、异常的感觉。
3.3 虚拟现实技术在电视中的应用
(1)电视虚拟场景的建模。所谓“虚拟场景”,指的是通过虚拟现实技术对虚拟现实中的各种对象进行虚拟建模,以达到虚拟现实的效果。虚拟三维背景图像生成前,使用该软件来模拟三维场景中的虚拟对象。通过计算机辅助设计软件,生产人员可以对象建模,并通过该软件采用渲染技术对物体进行准确的几何描述,不仅具有真实的物体形态,而且在光线、形状、纹理等方面都非常逼真。
(2)跟踪电视摄像机的机位。当前主要采用机械传感器法和图形识别法两种方法处理摄像机的跟踪技术。图形模式识别系统主要对来自摄像机的视频信号进行图形识别处理,通过图像变化对摄像机的位置进行判断,并通过超声波、红外等信号装置准确地测量摄像机的精确位置和位移。而机械传感方法是获取机械系统相关的成像系统,利用鞲衅鳌⒌缱踊械传感器在本系统中通过摄像机对摄像机参数进行预测得到设备。
(3)虚拟背景生成。一个三维虚拟场景,如果处理和再生背景图像序列的话,需要大量的计算工作。所以利用虚拟背景下的广播,无论是图像合成还是彩色键控都可以在实时跟踪中完成,而且能够保证广播的图像质量。
(4)虚拟图像的合成。在合成之前,首先要提取人物图像的前景图像,可以利用传统的图像检索技术提取出蓝色背景和图像。因为最终的3D背景要结合前景图像,所以必须考虑到前景图像的深度信息。深度是指每个像素的背景和前景表现的相机。因此,合成也可以成为一种深合成(Z混合)。当场景的深度值小于背景的深度值时,前景图像被输出。
4 结语
虚拟现实是现阶段多媒体技术应用中的一项新型技术,同时也是多媒体的发展趋势,虚拟现实技术的应用也是多媒体技术发展的里程碑。当前,我国的虚拟现实技术依然处于初级阶段,尽管其具有巨大的应用前景,但是依然受到诸多问题的影响,难以进一步发展。因此,加强虚拟现实技术的创新发展是我们以后需要共同研讨的主题。
参考文献:
[关键词]建筑历史教学;建筑历史专业;虚拟现实技术
虚拟现实是“VirtualReality”的译称,简写为“VR”。它利用计算机硬件和软件,虚拟构筑现实生活中或者人类所设想的各种场景和事物,并通过视觉、听觉、触觉等多种方式来让人感知和理解世界。虚拟现实从来不是一种单一的技术,而是由多种技术集中作用的结果。[1]虚拟现实以其视觉表达的直观性和空间体验的高度仿真性,已应用到影视、医疗、娱乐、旅游、教育等各个领域。由于建筑学专业天然的创新性和对空间塑造的内在虚拟性,虚拟现实技术在建筑专业教学中也具有广阔的应用前景。建筑历史是建筑学专业课程体系的重要组成部分,主要包括中国建筑史、外国建筑史以及区域建筑史等课程,对提高学生人文素养、强化学生建筑文化认知和让学生理解建筑发展演化的内在逻辑起着重要作用。当前,建筑学专业的设计类课程中已应用了类似的或者较为初级的虚拟现实技术,其主要方式是设计者利用各种软件建立数字模型,虚拟构筑自己的设计方案,并在电脑上加以展现,从而更直观地获得空间感受,分析其优劣,促进后续的修改和完善,而在建筑历史的教学过程中,虚拟现实技术应用得相对较少。事实上,作为日益成熟的技术,虚拟现实在建筑历史教学中同样具有较高的应用价值。
一、当前建筑历史教学中存在的若干问题
建筑历史类课程主要分析历史上出现过的各种建筑思想和理论、著名的建筑师及其作品以及建筑与当时的社会政治、经济、文化之间的关联,认识各种建筑在不同地域文化中的表现方式,加深学生对建筑地域性、文化性和时代性的理解,属于建筑学专业的核心课程。然而,由于各种原因,当前学生对建筑历史类课程的学习兴趣普遍偏低,学习效果总体不佳,其教学存在以下几个方面的问题。第一,建筑历史课程的理论性较强,涉及的学科较多,对学生的人文素养要求较高,在教学过程中,不少学生因学习困难而失去兴趣。在当前的高等教育招生制度下,建筑学专业考进来的学生都是理科生,文史知识相对缺乏,有些学生连基本的中国朝代的更迭顺序都未掌握。学生学习这门课程,仅仅是因为教学安排上的要求,甚至部分学生对历史学根本就没有兴趣,这样是很难学好建筑历史类课程的。第二,受当前建筑教育重视设计教学的影响,加上巨大的就业压力,大部分学生很自然地认为建筑学就是做设计,学习的功利性较为突出,对提高设计能力有帮助的课程就认真学,没有直接帮助的就不用心学。而建筑历史类课程对设计能力的直接提高作用不明显,这些历史建筑也与学生的设计作业、设计任务没有直接的关联,因而学生失去了学习的动力和探讨的兴趣。第三,建筑历史类课程主要的教学内容是人类历史长河中的经典建筑。然而,这些著名的建筑分布在世界各地,学生难以亲临现场领略建筑的魅力,就算是中国建筑史中的经典案例,由于实地参观的经济和时间成本太高也难以实现。[2]这对以空间研究为主的建筑学专业学生而言,即使能够亲临极少部分建筑,也必然会花费大量的时间和精力,学生缺乏亲身的体验,教学效果自然大打折扣。建筑历史课程作为建筑学专业的核心类课程,理应在教学过程中受到重视。上述问题主要包括学生基础知识薄弱、思想认识存在偏差以及空间体验欠缺等多个方面,但它们都导致了一个共同结果,那就是学生的学习兴趣不浓,因而当前建筑历史教学最直接的目标是提升学生的学习兴趣。基础薄弱可以加强,思想存在偏差可以纠正,空间体验欠缺该如何改善?虚拟现实为我们提供了一个很好的选择,它最大的优势就在于可以让人们感觉身临其境,它可以使学生进入立体的、抽象的世界,能提供“情境化”教学[3],极大地增强空间体验感,提高学生的学习兴趣。
二、虚拟现实技术在建筑历史教学中的适用性
从本质上讲,虚拟现实属于技术手段,而一种教学技术能否成功应用的前提在于它是否能有效地实现教学目标,提高教学质量。笔者以为,虚拟现实技术在建筑历史课程的教学活动中具有广泛的应用前景,这种前景是由建筑历史课程与虚拟现实技术之间的共同性和互补性决定的。首先,建筑学与虚拟现实技术之间存在着共同性。建筑学是关于空间的研究,而虚拟现实是关于空间的展现,两者关注的都是空间,共同为创造和体验空间提供条件。这是它们之间最大的也是最直接的结合点,或者说,建筑在建造出来之前,在图纸上即是一种虚拟的空间,而虚拟现实技术所带来的空间体验正好可以优化和完善现实生活中即将建造的建筑。相对于其他专业,建筑学与虚拟现实技术天然地结合在了一起。其次,建筑学与虚拟现实技术之间存在着互补性。虚拟现实技术需要在各个领域中不断地得到应用,才会具有长久的生命力,而建筑历史教学由于面临现实的困境,也急需有效手段加以改进。这种互补性具体表现在建筑历史教学中经典建筑的现实不可达性和虚拟现实技术的任意空间的可塑造性,即利用虚拟现实技术可以将难以实现的经典建筑现实游览与体验转化为在虚拟世界中观赏与体验,这也是虚拟现实技术最激动人心的地方。正是有了这种共同性与互补性,虚拟现实技术的应用能极大地激发学生的学习兴趣,强化学生的空间感受。利用这种技术,教师对建筑的讲解、说明和分析更加准确到位,进而改善课程的教学效果。因此,虚拟现实技术在建筑历史教学中具有较好的适用性。
三、基于虚拟现实技术的建筑历史教学流程建构
在把虚拟现实技术应用于建筑历史教学的过程中,明确需要利用虚拟现实技术进行展现的教学内容是非常重要的。同时,作为一种教学活动和一个知识传播的过程,其最后的教学效果也与听课对象、学时数、教师的表达能力等紧密联系在一起。虽然当前虚拟现实技术发展迅速,但从授课的角度来讲,它仍属于一种教学技术或手段,其最终目标还是实现教学目的,是为教学服务的。因而,虚拟现实在技术建筑历史教学中的成功应用应符合教学的基本原则,并在此基础上构建规范的操作流程。第一,教师应根据课程的特点和教学目标,明确授课的重点内容,即有针对性地确定采用虚拟现实技术展现的建筑案例。第二,做好前期资料的准备工作,主要是对经典建筑文本资料的收集以及对建筑测绘图纸的分类整理。第三,进行虚拟模型的建构。这需要较强的软件建模能力,因为模型的精细程度会极大地影响后续的空间体验,所以,从理论上讲,模型应越精细越好,但是这对软件操作能力和计算机设备的配置要求都比较高。第四,采用编程技术将空间模型导入,使之成为能用于体验的经典建筑的虚拟现实内容。第五,在课堂上或者课外进行展示,让学生充分体验,这需要有虚拟现实设备方可实现。第六,教师在课堂上进行讲解、引导、补充虚拟现实技术尚不能展现的相关内容,教师的作用也要从过去的中心地位,变成一个陪伴者、指导者和服务者。[4]第七,收集虚拟现实技术在教学应用中的反馈意见,并根据反馈意见加以完善,以便在下一次循环中进一步改进。
四、虚拟现实技术在建筑历史教学中的应用评价
应用虚拟现实技术能将原本由查看描述性文字、平面图纸和现场照片而在脑海中生成的空间形象直接转化为空间上的体验,强化空间认知,有效地提高学生的学习兴趣,极大地激发学生的课堂参与热情。实践证明,通过虚拟现实技术,学生对空间的认识和理解普遍得到深化。然而,尽管相对于传统手段,虚拟现实技术在建筑历史教学中拥有明显的优势,但也存在一些问题。除因教学设备购置导致的成本增加、内容制作工作量较大以及对教师的教育技术水平要求较高之外[5],当前的虚拟现实技术还有以下不足。一是虚拟模型的精度问题。例如,在中国传统建筑的虚拟建模过程中,大木作尚能准确建模,但传统的装饰艺术,如雕刻、灰塑、彩绘以及一些细部构件则建模比较困难。另外,建筑总是处在一定的外在环境当中,并非孤立存在,但建筑环境中的植物、假山等的建模也较难,需要花费大量的时间。而且,模型属于一个单一的空间维度,是忽略了时间因素的。随着时间的变化,外部环境也会发生变化,例如受季节的影响,冬去春来、花开花落都会对建筑体验有极大的影响,但是这些目前在建模中都难以体现。二是当前的虚拟现实技术偏重于视觉层面,触觉、听觉、嗅觉等方面则难以虚拟。这些功能的实现需要技术上的长久努力,在短时间内难以获得较大突破,也不易在教学中得到应用。三是文化层面的信息难以虚拟。应用虚拟现实技术的建筑历史课程实质上是一种穿越式教学,让学生回到古代的建筑当中进行学习。然而,建筑实体可以复原,各种构件也可以虚拟,但是社会环境、文化心理却无法复原,这是虚拟现实教学最大的不足。从技术的层面讲,除虚拟现实的应用设备之外,最基础的工作是制作虚拟现实的内容,它既包括了模型的制作,即虚拟空间的构建,又涉及编程技术,模型建构的精确度是虚拟现实教学效果得以提高的重要前提。从理论层面上讲,由于模型的构建只能无限接近而永远达不到现实的建造效果,因此,虚拟现实所创造的空间无法完全真实地反映实际建筑空间。但是,在建筑学专业的教学过程中,运用虚拟现实技术能极大地提高学生的学习热情学习效果也是不争的事实。对于建筑学专业的学生而言,他们侧重于空间分析与建筑发展的逻辑,因此对模型建构不需要吹毛求疵,忽略一些不必要的细节是可以的。总之,虚拟现实技术的成功之处在于对空间的模拟,但其局限也在于此。因为虚拟现实技术毕竟是对现实的虚拟,而不能完全地反映现实。另外,虚拟现实是一个较为广义的技术概念,其应用也较为多元。也就是说,该技术发展到何种程度,或者在多大程度上以及利用何种虚拟设备应用该技术,依不同的情况,其空间体验和教学效果也是有差别的。