［４］ 刘红泉，刘 杰．基于虚拟现实技术的虚拟图书馆实现的技术剖 析［Ｊ］．农业图书情报学刊，２００５，８．
［５］ 郑彦平，贺 钧．虚拟现实技术的应用现状及发展［Ｊ］．信息技 术，２００５，１２．
［６］ 彭哲方．先进仿真术在物理实验中的应用研究［Ｊ］．广东教育学 院学报，２００１，５．
［７］ 张兴中，聂丽琴，李春芝．ＣＡＩ的发展及应用［Ｊ］．太原理工大学 学报，２０００，９．
（３）虚拟实验室。虚拟实验室是指由虚拟现实技术生 成的一类适于进行虚拟实验的实验系统，包括相应实验室 环境、有关实验仪器设备、实验对象以及实验信息资源 等。虚拟实验室可以是某一现实实验室的真实实现，也可 以是虚拟构想成的实验室［３］。
在虚拟实验室中，实验者有逼真的感觉，似乎是在真 正的现实实验室里近距离进行现场操作。利用虚拟现实技 术，可以建立各种虚拟实验室，如地理、物理、化学、生 物实验室等，大到宇宙天体，小至原子粒子，学生都可以 进入这些物体内部进行观察。一些需要几十年甚至上百年 才能观察的变化过程，通过虚拟现实技术，可以在很短时 间内呈现给学生。例如，放射性物质衰变需要很长时间， 而虚拟技术在一堂课内就可以实现。在“实验室”里学生 可以自由地做各种实验，不必考虑危险程度。比如，在虚 拟物理实验室里，学生可以做重力、惯性等实验；在虚拟 地理实验室里，可以做地震波传播、火山喷发等实验；在 虚拟生物实验里，可以做各种解剖实验；在虚拟化学实验 室里，可以利用各种化学药品和天平、砝码、温度计等工 具，做各种不同的化学反应，观察燃烧、爆炸等反应现 象。与传统实验室相比，虚拟实验室有难以比拟的优势： 功能全、成本低、避风险，打破空间、时间的限制。
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（１）科研方面。科研能力培养是需要不断积累和学习
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中国西部科技 ２００９年６月（下旬）第０８卷第１８期总第１７９期
的，特别是高等教育和成人教育。当前，有些科学研究受 到人力、物力等客观条件限制，不能很好地开展下去。使 用虚拟现实技术可以帮助科研人员顺利地进行科研。如： ２００６年“星尘”号飞船尘埃采集器成功捕获到彗星物质粒 子。据推算，“星尘”号星际尘埃采集器有大约４５个星际 尘埃颗粒，常规捕获方法至少需要２０年，但科学家运用 “虚拟显微镜”，使世界任何地方电脑都可以参与对样本 的分析，极大地缩短了研究时间。
我国高校在许多领域都利用虚拟现实技术进行相关课 题研究，如：北京航天航空大学在分布式飞行模拟方面的 应用；浙江大学在建筑方面，进行的虚拟规划、虚拟设计 的应用；哈尔滨工业大学在人机交互方面有很好的成果 。 ［３］
（２）虚拟学习环境。虚拟现实系统可以虚拟历史人 物、教师、学生等各种人物形象，创设交互式学习环境。 比如，在虚拟的课堂学习气氛中，学生可以与虚拟的教 师、学生一起交流、讨论，进行协作化学习。再如，在思 想品德课教学中，学生可以与虚拟先进人物一起座谈、交 流，通过先进人物言行来感化学生，从而达到思想品德教 育目的。又如，非英语国家学习英语的最大障碍是没有语 言环境，通过虚拟现实技术构建外国情调模拟环境，引入 虚拟人物，情境随用户需要而改变。学习者与不同情景人 物进行交谈，学习者表现在交互中得到测试。通过分布式 网络将不同的学习者连接起来，让他们以各自角色在网络 舞台自由发挥，从而大大提高学习者的学习兴趣与学习效 率。
开发应用
虚拟现实技术在教育领域的应用
钱勇
（四川建筑职业技术学院，四川 德阳 ６１８０００）
摘 要：信息技术革命是人类发展史又一次伟大进步，这场革命冲击到传统教育领域，给教育界带来一场“大地震”。 虚拟现实技术是二十世纪刚兴起的一门崭新综合性信息技术，有广阔的应用前景。本文探讨虚拟现实技术在教育领域的 一些应用，并展望了未来的发展。 关键词：虚拟现实技术；教育；虚拟实验室；虚拟实训
（３）多感知性（Ｉｍａｇｉｎａｔｉｏｎ）。由于虚拟现实系统中 装有视、听、触、动觉的传感及反应装置，因此，使用者 在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感 知，从而达到身临其境的感受。 ３ 虚拟现实技术在教育中的应用
从教育发展变革的过程看，纸和印刷术的出现、广播 和电视技术的发展、计算机和网络技术的普及，都曾引起 教育的飞跃。虚拟现实与教育相结合，也一定会引起教育 的革命。虚拟现实是非线性的网络结构，以逼真虚拟环境 提供良好的人机交互功能，教学内容组织安排特别强调学 生主动参与来构建知识结构，使学生“被动听讲”转变为 “主动学习”，亲身去经历、感受比抽象的说教更具生动 性。教材的意义由传统“教材控制”转变为“学习者控 制”，教学内容外在形式的生动化与内在结构的科学化更 紧密的结合起来，这种环境将极大地促进教学观念变化。 虚拟现实技术在教育领域的应用如下。
（４）虚拟实训基地。使用虚拟现实技术建立起来的虚 拟实训基地，其“设备”与“部件”多是虚拟的，可以根 据需要随时生成新设备。教学内容不断更新，使实践训练 及时跟上技术发展。同时，虚拟现实的沉浸性和交互性， 使学生能够在虚拟学习环境中扮演角色，非常有利于学生
技能训练。包括军事作战技能、外科手术技能、教学技 能、体育技能、汽车驾驶技能、果树栽培技能、电器维修 技能等各种职业技能的训练。虚拟训练系统无任何危险， 学生可以不厌其烦地反复练习，直至掌握操作技能为止。 如：虚拟飞机驾驶训练系统，学员可以反复操作控制设 备，学习在各种天气情况下驾驶飞机起飞、降落，通过反 复训练，达到熟练掌握驾驶技术目的。 ４ 虚拟现实技术在未来教育中的应用展望
虚拟现实系统有５个关键：虚拟世界、虚拟现实软件、 计算机、输入设备和考察，一般是一个包含三维 模型或环境定义的数据库；虚拟现实软件提供实时观察和 参与虚拟世界的能力；输入设备可用于观察和构造虚拟世 界，包括鼠标、游戏杆和定位跟踪等；输出设备显示当前 虚拟世界视图，包括显示器和头盔等［２］。
我们可以想象，在某个虚拟三维场景中，数字化的， 有着真正三维身体的“人”在其间交谈工作，现实生活中 的你可以在一个虚拟三维的“真实”世界中变成另一个真 正的你，一个活灵活现的你，一个可做出真正动作，真正 与他人“交谈”、“接触”的你。你将永远地告别用键盘 敲打符号的日子，你可能需要的是一个３Ｄ鼠标和一个话 筒。虚拟时空将从你手中真正来临，数字化社会将由你迈 出第一步，教育的明天一定是个美好的明天。我们有理由 相信，随着虚拟现实技术的不断发展，她对传统教学将产 生更加深刻影响，利用虚拟现实技术构建虚拟现实教育系 统必将成为未来教育的趋势。 ５ 结束语
随着虚拟现实技术在教育领域的深入，将对探索和发 展现代教育思想、提高教育技术水平、改善实验实训环 境、优化教学过程、培养具有创新意识和创新能力的人才 产生深远的影响，并将有助于解决不可视、不可摸、不可 入、危险性场所的实验等问题，解决高校普遍存在的实验 实训设备不足、型号落后、难以紧跟科技发展的困难。综 合运用多媒体技术、虚拟现实技术和网络技术，采用数据 非昂贵设备的半实物仿真方案，能充分发挥虚拟现实技术 的集成性、控制性和交互性的特点，这种方式还可向网络 学校、虚拟教育不断延伸。
收稿日期：２００９－０５－１４ 修回日期：２００９－０６－１６ 作者简介：钱勇（１９７１－），男，硕士，研究方向为软件工程。
拟环境对象进行考察或操作。 （２）沉浸性（Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ）。虚拟现实技术是根据人类
视觉、听觉的生理心理特点，由计算机产生逼真的三维立 体图像。使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备， 便可将自己置身于虚拟环境中，成为虚拟环境一员。使用 者与虚拟环境各种对象相互作用，如同在现实世界中一 样。使用者移动头部，虚拟环境中的图像也实时地跟随变 化，拿起物体可使物体随着手的移动而运动，而且还可以 听到三维仿真声音。使用者在虚拟环境中，一切感觉都是 那么逼真，有一种身临其境的感觉。
与虚拟世界交互的过程是：参与者首先激活输入设备， 虚拟现实软件接受并解释输入；更新虚拟世界以及其中的物 体；虚拟现实软件重新计算虚拟世界三维视图，将新视图及 其他信息如声音立即送给输出设备以便参与者看到效果。其 技 术 有 三 个 “ Ｉ ” 特 征 ： 交 互 性 （ Ｉ ｎｔｅｒａｃｔｉｖｉｔｙ）、 沉 浸 感 （Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ）和想象性（Ｉｍａｇｉｎａｔｉｏｎ）：
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄ ＱＩＡＮ Ｙｏｎｇ
（Ｓｉｃｈｕａｎ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄｅｙａｎｇ，Ｓｉｃｈｕａｎ ６１８０００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｇｒｅａｔｅｓｔ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｈｉｓｔｏｒｙ ｏｆ ｈｕｍａｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ． Ｔｈｉｓ ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｗｉｌｌ ｂｌｏｗ ｔｏ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｅｄｕｃａｔｉｏｎ， ｓｏ ａｓ ｔｏ ｂｒｉｎｇ ｔｈｅ ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ｓｅｃｔｏｒ，ａ ｍａｊｏｒ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ． Ｖｉｒｔｕａｌ ｒｅａｌｉｔｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｈａｔ ｈａｓ ｒｉｓｅｎ ｉｎ ｔｈｅ ２１ ｃｅｎｔｕｒｙ ｗａｓ ａ ｎｅｗ ａｌｌ－ａｒｏｕｎｄ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． Ｉｔ ｈａｓ ａ ｂｒｏａｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｓｏｍｅ ｖｉｒｔｕａｌ ｒｅａｌｉｔｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｉｔｓ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｖｉｒｔｕａｌ ｒｅａｌｉｔｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ；Ｖｉｒｔｕａｌ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ；Ｖｉｒｔｕａｌ ｔｒａｉｎｉｎｇ
参考文献： ［１］ 李 文．教 育 中 的 虚 拟 现 实 ［ Ｊ］．中 国 教 育 和 科 研 计 算 机
网，２００１，５． ［２］ 张秀山等．虚拟现实技术及编程技巧［Ｍ］．国防科技大学出版