【文章內(nèi)容簡介】 及嚴格的技能訓練導入系統(tǒng)，且傳播無地域限制，成本低廉。成本低廉，以計算機為列，以2013年配伍的普通計算機已足夠承載系統(tǒng)運行，性能價格以今天市價計，不過3000千元左右/臺。數(shù)據(jù)頭盔，其普及型以今天市價計，800元左右/件(五年前一個普通的數(shù)據(jù)頭盔不低于10萬元/件)，據(jù)賽德數(shù)據(jù)，在未來23年可降至數(shù)十元左右/件。按這種推算，低成本的虛擬現(xiàn)實裝備進入邊遠中學為期不遠。我們所做的就是為此做好準備，做好內(nèi)容開發(fā)，為迎接虛擬現(xiàn)實爆炸性需求的來到做好準備。虛擬現(xiàn)實桌面—非沉浸式系統(tǒng)推廣階段包裝宣傳為本階段首要任務。本階段需要營造亮點，營造新聞熱點。以社會效益為述求，并發(fā)揮到極致。基于此目標，需尋找一個即能切合國家需求，又有社會關注熱點與道德制高點的入口，進而演繹為社會的突出事跡。經(jīng)調(diào)研認為， “教育扶貧”無疑是最佳方式。為此，本階段主打教育扶貧牌，即能滿足需求，又可為進入國家教育扶貧工程做準備。具體做法是，選一批學校下線的計算機+制成的虛擬現(xiàn)實桌面系統(tǒng)，找一個邊遠/貪困地區(qū)中學，調(diào)動當?shù)卣c之一道建示范點。以三個月為調(diào)試與試用期，一切正常后，對示范點全面包裝，組織新聞宣傳，營造社會形象，大力將宣傳效果發(fā)揮到極致。利用其稀有性：最前沿的高科技教學手段與最邊遠/貧困地區(qū)教育現(xiàn)狀所存在的極大反差，及一個基于這種反差，又預想不到的融合(這本身就是一件反常規(guī)的事列)，加入教育公平、社會正義、良知、責任與道德的因素造出新聞熱點，將宣傳做足。這個設計可容易達到幾個目標：突出學校的社會形象，不花巨額廣告費的產(chǎn)品宣傳，為進入國家教育扶貧工程打下基礎。 一旦進入國家教育扶貧工程系列，在政府基金的支持下，可全面推進桌面虛擬現(xiàn)實非沉浸式方案的應用實施，同時加速沉浸式解決方案的深度開發(fā)，做好在較發(fā)達地區(qū)的試用推廣。實現(xiàn)產(chǎn)品的由農(nóng)村向城市，從邊遠到內(nèi)地的戰(zhàn)略調(diào)整?；诹己玫纳鐣曌u與產(chǎn)品的獨特性吸引資本注入，融資額度不少于1000萬，構建不限于教育類虛擬現(xiàn)實產(chǎn)品的開發(fā)。解決的主要難點技術與運用領域如下：數(shù)據(jù)驅(qū)動模型的機制與方法動態(tài)與時實仿真產(chǎn)業(yè)級技術運用分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的開發(fā)與運用基于以上成果，進入虛擬現(xiàn)實的高級運用期，形成教育、數(shù)字娛樂、軍事、公共安全、醫(yī)療、制造業(yè)等領域的優(yōu)秀解決方案，進而全面服務社會并獲得很好的經(jīng)濟效益。虛擬現(xiàn)實的內(nèi)容開發(fā)，或稱虛擬現(xiàn)實的行業(yè)應用解決方案，從目前的國內(nèi)開發(fā)應用看，基本以“桌面虛擬現(xiàn)實—非沉浸式體驗”與“環(huán)幕—非沉浸式體驗”的解決方案為主，主要用來效果展示；沉浸式虛擬現(xiàn)實于專業(yè)行業(yè)有應用，如航空制造業(yè)。但從社會的層面講，其應用仍處于初期的起步階段；分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)與增強現(xiàn)實大多還停留在專門的研發(fā)機構。 客觀分析如下：：早在2007年為配合重點實驗室的發(fā)展，支撐新的學科與研究方向我們以產(chǎn)學研的理念建議學校開建數(shù)字媒體專業(yè)，在學校領導的帶領下，我們花費了大量精力從論證到實施做了很多事。專業(yè)的成立為虛擬現(xiàn)實工作的開展奠定了人才基礎、學科基礎。：技術與教育背景的深度融合，有一支即懂技術又知教育的開發(fā)隊伍：虛擬現(xiàn)實教育類的應用，市場呈現(xiàn)的均為“桌面虛擬現(xiàn)實—非沉浸式體驗”方式開發(fā)的教育類產(chǎn)品，且基本以課件為主，幾乎沒有基于教材的完整解決方案（僅僅“課件”，有極大的應用局限，正如一個汽車制造廠，不能提供整車，只能提供零件，其適用性可想而知）。這個現(xiàn)象與這些公司或群體的行業(yè)地位有關，因為這些公司或群體：或者懂技術，卻身在教育之外，不懂教育，沒有體系，無論從理念還是方法沒有教學的支撐，注定了只能以課件的方式存在。如軟件公司；或者做教育又缺失技術，只好借用他人開放工具軟件，局限于做課件。如教師群體。兩者合二為—的團隊，即做教育也做技術的少之又少。與我們本質(zhì)不同。：我們的背景優(yōu)勢使我們在架構同類方案時可以跳過課件的束縛，以基于教材的理念，融入教育心理學、名師的教育方法與教學經(jīng)驗，開發(fā)集教學、操作、考點、評價為一體的解決方案，并將開發(fā)的系統(tǒng)走入學校中期試用、座談，再改進，使之完全符合教學過程，力求完整、規(guī)范，簡單易用。我們對開發(fā)教育類產(chǎn)品慎之又慎，如中學化學方案，先以平面交互為框架，用于弄清教學仿真內(nèi)涵。目前已做成完整的方案面向初、高中化學教學的二維仿真交互軟件平臺一套，學校試用己達三年，各方反應效果良好。通過這一案件，我們基本弄清了教育仿真軟件開發(fā)設計的內(nèi)在精髓。由此我們深知，這是一個內(nèi)涵遠勝于技術的開發(fā)，非多資源的教育資源組合背景，不可能開發(fā)出適合用戶需求的產(chǎn)品。因為現(xiàn)實需求不是一堆課件可實現(xiàn)。通過多年的探索，我們這類產(chǎn)品的開發(fā)，其理念、方法及技術均在國內(nèi)同行的前列。：本實驗室于2009年建立后，于2010年啟動了以 “桌面虛擬現(xiàn)實非沉浸式體驗系統(tǒng)”為主的起步型建設，取得了如大型化學仿真教學平臺、大型數(shù)字博物館、公安仿真訓練平臺、大型園區(qū)+地理位置信息的產(chǎn)品級技術成果。遺憾的是， “沉浸式虛擬現(xiàn)實建設方案”至今仍未落地。科研需要落地，科技創(chuàng)新、服務社會、服務產(chǎn)業(yè)，不局限于學術，滿足于論文，尤其對計算機技術這類應用性很強的學科，需要真刀真搶，而非脫離應用的些紙上談兵。 遇稍縱即逝：虛擬現(xiàn)實隨著硬件成本的快速平民化，系統(tǒng)平臺的不斷升級換代，其步入社會應用的步伐愈來愈快，加之近年來受到資本的追逐，一個嶄新的時代已為期不遠。隨著應用與市場的逐漸明朗化，必然吸引大批的加入者，拖得越久，競爭就愈激烈，我們也會再一次喪失歷史曾給予過我們發(fā)展的重要良機。唯有建設才有發(fā)展。即使困難不少，但我們在桌面虛擬現(xiàn)實的研究還是取得了重要進展，項目水平達到了相當?shù)膽盟?，為今天所提方案的實施打下了重要基礎。三、 主要攻關內(nèi)容及技術路線（一）體系構架VR教育解決方案通過優(yōu)質(zhì)VR內(nèi)容和最新VR硬件配套，將傳統(tǒng)學習方式、網(wǎng)絡化學習方式乃至互聯(lián)網(wǎng)+教育模式推向一個新的層次。為滿足總體設計目標、實現(xiàn)系統(tǒng)需要，將從業(yè)務架構、應用架構、數(shù)據(jù)架構以及技術架構四個方面提出總體設汁方案。 系統(tǒng)業(yè)務架構（圖311系統(tǒng)業(yè)務架構）根據(jù)職責及業(yè)務規(guī)劃不同將系統(tǒng)從業(yè)務上劃分為五部分：最底層為課程資源分類；中間為VR內(nèi)容建設、學習者（學生）行為及VR學習環(huán)境；最上層為評價與追蹤。VR學習環(huán)境部分全部依賴其余四部分，剰余四部分按圖31中層次關系從頂向下產(chǎn)生依賴關系，不可反向為之。各部分職責及業(yè)務描化如下:：提供整個系統(tǒng)的資源分類信息，首先需要構架一顆完整全面的學科分類樹，可以和現(xiàn)有的網(wǎng)絡課程資源（川師4A網(wǎng)課）對接。資源分類業(yè)務為VR內(nèi)容建設及學習者行為提供基礎數(shù)據(jù)設計范式、也是學習者行為設計、VR學習環(huán)境構建的重要依據(jù)。例如對于職業(yè)教育中的操作技能訓練，則需要構建高保真的現(xiàn)場工作環(huán)境，并采用數(shù)據(jù)手套交互模式塑造學習者行為，從而達到良好的訓練效果；而對于化學仿真實驗，只需采用非沉浸式的桌面環(huán)境外加參數(shù)變量，學生通過相關配置和調(diào)整達成教學目標。在分類業(yè)務的功能設計上須有可自動擴展的程序設計及實現(xiàn)；重點功能需滿足節(jié)點管理、節(jié)點關鍵字管理功能需要。系統(tǒng)需支持簡單的權限控制、用戶管理功能便于安排操作人員分節(jié)點維護。資源分類如圖312所示：（圖312）：此部分為VR學習環(huán)境提供所需推薦電子資源的預處理功能。在當前VR硬件發(fā)展迅猛而配套教育資源不足的情況下，該系統(tǒng)采用UGC（User Generated Content指用戶原創(chuàng)內(nèi)容）設計理念，每個教育工作者都可以參與建設并完善VR課程資源庫。內(nèi)容建設以抽象化的 3D 場景表示為核心，采用面向協(xié)同的可視操縱架構，集成了模型、場景、人員、配置的管理和協(xié)作模塊，形成了完整并具有通用性的解決方案。需要支持3D模型、材質(zhì)、紋理、shader程序、骨骼動畫及文檔資料、語音、視頻等非關系型數(shù)據(jù)，對非關系型數(shù)據(jù)需要做摘要處理轉(zhuǎn)化為類關系型數(shù)據(jù)，尤其對語音及視頻需要從中摘出關鍵信息形成連接關系并依據(jù)分類樹進行學科、課程分類，按統(tǒng)一規(guī)劃打造VR教學內(nèi)容生態(tài)圈。（學生）行為:該業(yè)務部分采用先進的人機交互手段達成教學目標。學生通過與信息環(huán)境的自主交互行為獲取知識、技能。為了匹配不同的交互硬件，系統(tǒng)根據(jù)不同的課程類型與教學目標對學生的交互行為進行分類和封裝，形成抽象交互層及其接口。:此部分為系統(tǒng)的核必功能體現(xiàn)，結合調(diào)用其他四部分數(shù)據(jù)營造最終自主學習環(huán)境。該業(yè)務部分包含一個高性能的圖形引擎，能夠快速響應外圍交互硬件的追蹤數(shù)據(jù)（如高速頭部追蹤、眼動儀數(shù)據(jù)等）: 傳統(tǒng)的教學評價大都是由老