国内外虚拟现实技术的发展及教育应用研究7

毕业论文

盐城师范学院

信息科学与技术学院 计算机科学与技术（师范）专业 班级 091 学号 09261130

课题名称 国内外虚拟现实技术的发展及在教育

中的研究

学生姓名 强跃 指导教师 张德成

摘要：目前虚拟现实技术在航空航天、医学实习、建筑设计、军事训练、娱乐游戏等许多领域有着广泛的运用，而在教育领域，虚拟现实技术作用的影响更加的广泛。本篇文章主要是主要探讨虚拟现实技术的基本特征和中国和美国两国之间的差异以及在教学方面的应用。

关键字： 虚拟现实 ； 教育领域； 中国； 美国；

Abstract: at present， the virtual reality technology in the aerospace， medicine， architecture， military training， entertainment and many other fields are widely used， and in the field of education， the virtual reality technology effect more widely. This article is mainly focused on the virtual reality technology and the basic characteristics of China and the United States the difference between two and the application in teaching. Keywords: virtual reality; education; China; the United States of america;

随着科技的进步，现代化信息技术也在迅速的发展，而把虚拟现实技术作为核心之一的现代教学技术也已经越来越多的应用在了教学之中。虚拟现实技术凭借着它独特的优势将会在未来的教育领域中占有自己的一片天地。本文作者主要通过大量的阅读文献来比较中美两国在虚拟现实技术方面的不同。

1 虚拟现实技术的概念及特性

虚拟现实技术（Virtual Reality Technology）是一项综合性技术[1]，它的出现是计算机图形学、人机交互技术、传感器技术、人机接口技术以及人工智能技术等交叉与综合的结果。它利用计算机生成逼真的三维视觉、听觉、嗅觉等各种感觉，使用户通过一定装置，自然地对虚拟现实世界进行体验和交互作用。简单地说，虚拟现实技术就是用计算机创造现实世界。

虚拟现实技术主要有四个特性：

（1）沉浸感：主要是指让计算机产生一种虚拟的环境，让参与到其中的人有一种和现实世界一样的感觉，就如身临其境一般[2]。

（2）交互性：主要是指用户对计算机模拟出的虚拟环境中的物体具有可操作性和从虚拟环境中的物体上得到的反馈。

（3）想象力：主要是指虚拟现实技术它具有很广阔的想象空间，不仅可以模拟出现实存在的世界，而且还可以模拟出不存在的环境。

（4）多感知性：主要是指这项技术不仅能够让我们感受到视觉和听觉这俩种一般计算机就可以给我们提供的感觉外，还可以给我们运动感觉，味觉等一般计算机难以模拟出的感觉。

2 美国虚拟现实技术的研究现状

2.1 美国虚拟现实技术的发展概述

美国因为是虚拟现实技术的发源地，所以他在虚拟现实技术方面的技术是世界上最先进的。由于虚拟现实技术具有很高的学科综合性，所以在美国研究虚拟现实技术的机构很多。比如：国家科学基金会（NSF），美国航空航天局（NASA），美国国防部（DOD）还有美国卫生与福利部（HHS）等。

国家科学基金会( NSF) 成立于1950 年，是美国科技体系中一个最主要的组织。它主要由7个部门组成。VR技术项目最多的部门是计算机，信息科学和工程学部。工程学部中与VR技术关系最为密切的是人机互动计划( HCI) 。人机互动计划支持对人机互动系统的设计和评估研究。美国国家航空航天局( NASA) 成立于1958 年，在当今的空间开发机构中规模是最大的。NASA已经建立了航空、VR 教育系统等各种有关VR技术的系统。NASA 一共由10个部门组成，其中对VR 技术研发贡献最多的是艾姆斯研究中心( ARC) 。美国国防部( DOD) 主要研究的是美国的国防技术。美

国国防部对VR 技术的研发和应用非常的重视。在美国军方的科研活动中占据重要地位的是国防高级研究计划署( DARPA)。进入21世纪以后，DARPA启动DARWARS项目，加速新一代训练系统的研发和部署。

事实上推动美国的虚拟现实技术进步的最重要的力量是美国的各所知名高校。最早也是最著名研究虚拟现实技术的是北卡罗来纳大学，他们运用计算机图形和VR技术首创了VR儿科治疗法。同时他在外科手术仿真，建筑仿真[3]方面也有着领先的地位。

而在人工智能机器人等方面的先锋则是美国著名大学麻省理工学院。他们建立了BOLIO环境，虚拟环境下的对象运动跟踪动态系统就是基于这个环境。

在新概念的研究中，华盛顿大学的人机界面技术实验室也有着领先的地位。 乔治梅森大学通过对VR技术的研究研制出了一套在动态虚拟环境中的流体实时房展系统。

2.2 美国虚拟现实技术产品在教育方面的应用

2.2.1 以技能培训为目标的应用

美国的国防科研主要靠的是美国的国防部。在第二次世界大战后，国防科技在美国的科技创新体系中长期占据主导地位，联邦政府科研经费的50%左右[4]是拨给了国防科技。虚拟现实技术在美国国防部十分的受重视。VR技术在武器系统性能评价、武器操纵训练及指挥大规模军事演习等方面发挥着重要作用。

美国空军正在构建一个新的由虚拟现实技术支撑的虚拟现实基地——圣安东尼奥联合基地。建设这个基地是一个非常大 …… 此处隐藏：8179字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……