关键词:虚拟现实技术;增强现实技术;电工电子技术
1引言
信息革命已对人类社会的发展产生了重大影响,因此对各科专业来说,无论是专业建设、课程设计、教学环境还是教学手段,都需要不断进行改革,都要从实际出发加强实践。事实也证明,要培养一个具有创新能力的高素质人才,实践教学地位十分重要。“电工电子技术”是高等学校理工科的专业基础课程,其教学覆盖范围广、教学知识体系连贯性强、教学应用范围多元化,所以它不仅是学科基础,更是一门专业性、操作性较强的课程,对于实践能力的培养尤为重要。采用虚拟现实和增强现实技术来辅助完成“电工电子技术”课程的实践教学,不仅能满足不同学科对电学基础实验的要求,而且能满足专业技术人员对电学基础培训的需求。
2虚拟现实技术与增强现实技术概述
虚拟现实技术是一种基于多媒体计算机技术、传感器技术、模拟仿真技术的沉浸式交互技术[1]。具体而言,它就是利用计算机技术在构建的特定的虚拟环境下,借助配套的输出设备为使用者提供关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟体验,进而使使用者与虚拟环境中的对象进行实时、无限制地交互,从而产生一种身临其境的效果。
增强现实技术是以虚拟现实技术为铺垫,进一步拓展研究而兴起的。增强现实技术是在计算机的3D显示和无限制交互的基础上加入网络定位追踪技术,将真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间,为使用者提供视觉、听觉、触觉等感官的新环境,从而将虚拟对象置于现实环境中进行交流互动。
虚拟现实与增强现实技术的共同点都是基于现实实现的,利用计算机技术构造虚拟场景或将虚拟事物与真实场景进行结合,让使用者有置身其中的感觉,通过穿越时空的方式进行交流增加了互动性、趣味性和真实感:区别是虚拟现实技术的场景是完全虚构的,辅助设备帮助使用者有感官上的真实体验,而增强现实技术是将虚拟事物嵌套到现实场景中,是对现实场景的补充。
3虚拟现实技术与增强现实技术的特征
虚拟现实技术具有31特点,即交互性(Interaction)、沉浸性(Immersion)和想象性(Imagination),在这3大特征的加持下,有别于常见的计算机仿真技术。交互性是指根据现实世界构建一个虚拟世界,使用者在现实世界中的操作在虚拟世界中会得到响应,在虚拟世界中的操作在现实世界中也会有感官的体验:沉浸性是指在虚拟世界和现实世界给使用者的体验是否一致;想象性是指使人置身于虚拟环境中,利用场景提供的多维信息使使用者能够获取新知识,进一步深化对事物的认知,提高感性和理性的认识。




