時間：2023-06-27 15:56:05
序論：在您撰寫虛擬與現實的思考時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
關鍵詞：虛擬現實；Quest3d；3D技術
中圖分類號：TP393 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2017）14-0087-05
虛擬現實技術是創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統技術，伴隨新技術的迅猛發展，虛擬現實技術作為新型技術引起人們的高度關注，虛擬現實技術創建出的虛擬環境，使用戶產生視、聽、觸、嗅等真實的感受，其強大的功能已經被廣泛應用于各個領域，對中小學教育信息化的發展產生了一定的影響，其在教育應用中亦起到了很大的作用，校園是這項未來技術的著陸點，在教育領域中，以虛擬現實技術為支撐的3D 打印技術正逐漸步入人們的視野。特別是中小學基礎教育領域。3D 打印技術在學校社團活動中嶄露頭角，但3D 打印在虛擬現實中的應用還是一個嶄新的領域，虛擬現實應用過程中有許多技術問題值得我們深究。
本文就虛擬現實交互實現平臺Quest3d進行了研究和探討，提出了基于Quest3d虛擬現實教學系統的設計框架，對在學習中遇到的Quest3d技術難點進行了探討，并對平時實踐研究中收集到的資源進行了分析和總結，提出了一些自己的想法，以期為增強學習者的真實體驗、主動學習及創客教育在教學中的有效開展和實施起到一定的推動作用。
一、虛擬現實技術概述
1.虛擬現實技術
虛擬現實（Virtual Reality，簡稱VR），也稱為靈境技術，是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機系統[1]。它的主要特征有沉浸性（Immersion）、交互性（Interaction）和想象性（Imagination）[2]。
在虛擬現實中，使用者不僅能夠感受到在實體世界中所經歷的“身臨其境”的逼真性，而且能夠突破地點、空間、時間以及其他客觀限制，感受到真實世界中無法經歷的交互體驗[3]。虛擬現實技術的應用非常廣泛，它最開始用于軍事和航空航天領域，近年來，虛擬現實技術大步走進教育培訓、文化娛樂、交通模擬、工業設計、建筑設計、空間展示設計、城市規劃以及新媒體設計等領域，并逐漸改變著我們的生活[4]。
2.虛擬現實互動開發平臺
在交互媒體中，國內外有多種實現虛擬現實開發系統的平臺，國外的主要有：瑞典Cycore公司研發的Cult3D，主要支持線上瀏覽和操作交互設置的三維模型[5]；美國Multi Gen-Paradigm公司研發的Multigen VEGA，在實時視覺模擬和數據分析方面效果顯著[6]；法國研發的Virtools是虛擬現實平臺中應用較多的一款引擎，Virtools 制作的沉浸感的虛擬環境非常逼真，廣泛應用于實時3D環境虛擬實境編輯、計算機游戲開發、教育訓練等各個領域[7]；Unity3D是由Unity Technologies開發的一款支持三維視頻游戲、實時三維動畫等多種類型互動的多平臺虛擬現實開發工具[8]。
另外國內比較有代表性的是深圳希技數碼科技自主開發的HD（House Designer）平臺，主要用于室內三維空間展示，還有北京中視典數字科技公司開發的VR-Platform三維互動仿真平臺[9]。
3.Quest3d 平臺介紹
本文主要介紹荷蘭Act-3D B.V.公司開發的Quest3d虛擬現實開發平臺。筆者對Unity3d和Quest3d兩款虛擬現實制作平臺進行了比較分析：Unity3d應用領域和功能更加強大，但是需要開發者具有深厚的編譯程序和編寫底層代碼的能力；而Quest3d使用者可以用系統中自帶的多種元件模塊為基礎，通過Channel元件組塊“搭積木”的方式，直接鼠標拖過來就可以了，如圖1所示，不需要像Unity3d一樣要編寫上千行的復雜代碼，高效完成了虛擬現實系統的開發，降低了門檻，更易上手和學習使用。
二、基于 Quest3d虛擬現實系統平臺構建的優勢及不足
1.Quest3d軟件的優勢
（1）易用性。在Quest3d里，所有的編輯器都是視覺化、圖形化的，真正所見即所得。它封裝了很多可視化的模塊，編程界面可視化程度高，用戶不需要花費時間去編譯程序和復雜的底層代碼及運算圖形，大部分程序操作可以采用“搭積木”的方法實現。
（2）高效便捷。正由于Quest3d軟件通過函數的封裝、采用元件模塊去實現函數功能的可視化，所以使用者只需要將所需的功能模塊通過鼠標拖拽的方式就可以搭建虛擬現實系統，提高了工作效率，高效地實現虛擬系統的開發。
（3）Quest3d價格相對低廉，適用性廣。
（4）Quest3d中內建有許多的物體，如：具有逼真的人物、植物、光照、陰影、山林、火及煙的特效，還有真實的水波紋效果，可以輕易地加入Quest3d場景中。
（5）Quest3d比較適合做小的場景，效果和美工方面較好。
2.Quest3d軟件的不足
（1）和其它相關軟件配合不太流暢，和其它三維軟件兼容性不是太好。
（2）Quest3d支持平臺沒有Unity3d軟件廣，插件、格式限制較嚴格，且不適合做大的場景。
（3）Quest3d可利用的資源較少，在網上可查找到的Quest3d方面的籍、視頻教程、論壇相較于其它三維軟件少。
（4）Quest3d對模型的數據量有很多的限制，碰撞捕捉也不是很精確。
三、基于Quest3d虛擬現實教學系統的設計
基于Quest3d虛擬現實教學系統的設計主要包括前期準備階段、3D建模階段、交互設置階段、階段。如圖2所示。
前期準備階段：先要對虛擬現實教學系統進行需求分析，即最終要實現的目的和效果，教學設計包括學習內容選擇、學習內容分析、教學目標分析、學習對象分析，根據教學設計內容進行素材收集，確定各環節具體顯示效果。
3D建模階段：先要進行三維模型的建模，如比較常用的3dsMax、Maya，在Photoshop中修正的紋理貼圖等賦予3D模型，設置正確UV，在3dsMax中布置燈光、烘焙貼圖后進行場景的集成。
交互設置階段：場景集成后，通過PandaDirectXMaxExporter_x86_6.2012.72.0.插件將三維模型轉換成Quest3D所支持的.X 格式，順利導入Quest3D編輯器中，然后通過元件模塊即Channel開發實現場景的漫游、人機交互、特效編輯，完成系統的各項功能。
階段：平臺搭建完成后，經過不斷的測試和優化，生成QuestViewer能夠播放的*.Q3D文件或成可獨立執行的 *.exe 文件。
四、基于Quest3d平臺核心技術的實踐應用
1.外部三維模型的導入
因為Quest3d平臺本身對建模的限制，故在Quest3d平臺中的模型搭建基本上都是從外部建模軟件導入，而要將外部的三維模型（如3dmax、maya中所做的模型）順利導入到Quest3d中，在實踐操作中，首先要解決一個技術問題，即插件的問題，從網上下載的插件PandaDirectXMaxExporter_x86_6.2012.72.0，在3dsMax的插件當中加載一下，加載完成之后在3dsMax導出對話框中就會有Quest3d所支持的.X格式文件選項，解決了插件問題，就能將自己在三維軟件中所做的模型保存成Quest3d所支持的格式，順利導入到Quest3d中。不過在實踐的過程中，所下載的插件PandaDirectXMaxExporter_x86_6.2012.72.0.只是針對3dMax平臺的插件，而且它僅支持3dMax2012及之前的版本，而對于2012之后的3dMax版本則不支持，故在實踐操作應用中，對不同的平臺和建模軟件加載的插件版本要求不一。
2.“.x”和“.cgr”格式導入貼圖區別
在使用過程中，可以將3dmax中所做出的三維模型分別保存成.x和.cgr格式導入到Quest3d中。
首先，對于.x格式，如何將3dMax中經過復雜貼圖和3d烘焙后的三維模型導入到Quest3d中是實踐中的一個技術難點，在虛擬現實平臺制作的過程中，筆者曾經嘗試兩種方法導入物體，一種是在3dMax中導入一個最原始的未加任何貼圖和渲染的模型，則能順利導入，另一種導入經過渲染的三維模型，則能將模型導入，但之前的渲染和貼圖則消失，解決辦法就是要將3dMax中所做的三維模型存放到同一個文件夾下，再導入到Quest3d中進行勾選。所以.x格式導入到Quest3d中要一直指定貼圖的路徑，這時候Quest3d會自動掃描文件夾，尋找場景中所用的貼圖。
其次，用同樣的兩種方法將保存成.cgr格式的三維模型導入到Quest3d中，則3dMax中所做的三維模型和貼圖即使沒有存放到同一個文件夾下，也能導入到Quest3d中，這是和.x格式導入Quest3d不一樣的地方。
3.貼圖烘焙問題
因為筆者在3dsMax中學過渲染烘焙，所以在Quest3d中也想實踐下如何烘焙，于是在學習制作過程中對二者的烘焙進行了一些嘗試和比較，一種是直接在Quest3d中運用其自身程序對物體進行貼圖烘焙。另外一種是在3dsMax中通過“Render to tecture”命令進行貼圖烘焙，完成后導入Quest3d中，實現貼圖烘焙。結果通過Quest3d直接進行貼圖烘焙效果不佳，其自身燈光系統不完善導致光影關系較弱，得不到最佳效果，而通過在3dsMax中烘焙后再導入Quest3d中則完美地解決了這一問題。
所以實踐操作中，針對烘焙這個難題，筆者認為，一方面，Quest3d貼圖烘焙一定要在3dsMax中最大程度完成，減少Quest3d中后期的修改；另外一方面，在3D中烘焙，由于計算量大，可能會因為軟件性能的瓶頸而導致出錯和死機，因此，應該盡量減少烘焙時候的面數或者進行分段烘焙。另外，受限于Quest3d軟件自身，單純依靠貼圖烘焙技術并不能完全模擬所有特效，需在Quest3d中加載其他模塊進行特效的模擬。
4.光照陰影
在Quest3d中光照和陰影也是實踐操作中一大難點，模型上有了陰影才有更強的立體感，然而在Quest3d中制作實時的陰影是相當耗費資源的，而模型一旦很大，陰影就會計算錯誤，這是一個困難點，比如在利用光照和陰影來做房子的光照映射時，如圖3所示，當做到將“Width”和“Height”都設置為1024時，結果并不能顯示物體的陰影，所以這個設置的數據是不對的，當設置這個“Width”為1024“Height”為512時，則物體陰影顯示出來，但物體顯示的陰影卻是不規則的，方向各不相同，如何將這些陰影都按照光線的方向規則的顯示是一個難題，所以實時陰影的顯示需要后續進一步的研究和深入探討。
5.聲音導入
聲音是一個虛擬現實場景中不可或缺的元素，真實的聲音可以烘托場景氛圍，使用戶獲得身臨其境般的聽覺、視覺體驗。Quest3d軟件中有多個元件可以支持聲音的播放、調節等操作，目前Quest3d軟件中可以支持wav、MP3、MIDI格式的外部音文件。
在Quest3d中進行聲音的導入主要有兩點：①在Quest3d4.2.2版本中小汽車聲音不能導入，卻在Quest3d4.3.2中導入了小汽車的聲音，這個不是軟件版本的問題，應該是小汽車的聲音文件的問題，因為在網上下載的MP3格式的音樂經過格式工廠進行轉換，轉換成.wav格式的音樂，再導入到Quest3d中，無論是Quest3d4.2.2版本還是Quest3d4.3.2版本的都能夠正常進行播放。②在虛擬現實場景中“關于音頻時間長短的問題”，虛擬現實場景中插入聲音文件之后如何設置音頻時間，使用Sound File Channel將聲音文件導入到系統中去，根據相機和聲源的相對位置自動調整聲音的音量、左右聲道和頻率效果，即可以實現修改音頻時間長短的問題。
五、基于Quest3d軟件虛擬現實技術的資源建設及思考
1.Quest3d平臺資源庫
（1）期刊文獻資源
在中國知網CNKI數據庫中，通過查閱眾多文獻，發現虛擬現實方向研究所用到的虛擬現實實現方法最多的是Multigen Vega和VRML，專門研究這兩個方法的期刊論文和博士碩士論文也最多。而對于“Quest3d”方面的文，大多是如何用Quest3d來做一個虛擬漫游場景，或者是“基于Quest3d的某方面的設計和實現”。
（2）書籍
通過閱讀一些“虛擬現實”方面的書籍，從圖書館和網上進行搜集，主要閱讀了《虛擬現實案例教程：基于Quest3D/VR-Platform/Virtools項目》（隨書有光盤），以及《中國高校動畫專業系列教材――Quest3D虛擬現實設計》和復印的講義《Quest3D教程指南》。同時，在當當網、亞馬遜中查找，發現目前我國現在出版的“Quest3d”方面的書籍還是較少的，主要是這三本：《虛擬現實案例教程：基于Quest3D/VR-Platform/Virtools項目》（隨書有光盤）、《Quest3D從入門到精通》（隨書有光盤），以及《中國高校動畫專業系列教材――Quest3D虛擬現實設計》。關于“虛擬現實”方面的書籍雖然很多，但關于Quest3d在虛擬現實中應用的書籍較少，有的書籍中或多或少提及Quest3d，但關于Quest3d的介紹，很多書籍只是把它作為虛擬現實實現平臺的一個引擎，或一筆帶過，或只是重點介紹了一下軟件的概況，并沒有全面介紹，而有針對性的通過一些案例的示范來對Quest3d進行講解的更是少之又少。
（3）網絡視頻、論壇資源
搜集到的網上的視頻，免費的有“Quest3d官方八集視頻教程”、“Quest3d手把手教學”“Quest3d基礎教程”，這些免費教程在百度和一些論壇里面都可以下載，但都只是簡單的小案例的實現，而且視頻中的素材貼圖都無法獲取，只是一些基礎。
而收費的教程比較有權威和全面的是parrot錄制的視頻教程，有：parrot主講 《Quest3d系列教程》10小時視頻教程、《Quest3d系列》10小時教程（不是書籍）、parrot主講《玄武招商》7.5小時教程（不是書籍）、 parrot主講《Quest3d大揭秘系列教程之boat Visualization》。這些收費的視頻教程一方面內容很全，比如在parrot主講 《Quest3d系列教程》10小時視頻教程中，它的內容就包括基礎界面、模型貼圖、漫游控制、邏輯程序、邏輯強化練習、界面定制、燈光陰影、動畫控制、動畫技巧練習、粒子系統、角色動畫、For 循環與數組、內置 Shader、種植系統、有限狀態機、尋徑、實時反射、全局特效、聲音控制、動態加載等很多方面的知識，包括“Quest3d軟件中撤銷（undo）的問題”都有解決答案。但是另一方面這樣的視頻課程又是很昂貴的。所以現在整體而言，Quest3d方面的視頻資源還是很匱乏的。
Quest3d的論壇資源在網上則比較多樣化，論壇比較活躍和資源較多的網站有很多，比如Quest3d論壇-建筑可視化虛擬現實、Quest3d資訊作品教程-SketchUp中國論壇、Quest3d官方論壇等等。
2.基于Quest3d軟件資源建設的思考
（1）學習形式多樣化
僅僅學習Quest3d軟件是不夠的，Quest3d作為后期的組裝加工固然重要，但是素材的收集、二維貼圖制作、三維建模這些前期的準備是極其重要的，特別是3dsMax尤其重要，由于Quest3d自身不具備三維建模的能力，在Quest3d中復雜的三維模型都需要從外部導入，因此3dsMax這樣的三維軟件在虛擬現實設計過程中就發揮著很重要的作用，如果這些不會，就沒有可以組裝的原料，所以，如果要完成一個漫游類虛擬現實項目的設計與制作，則要學懂Photoshop和3dmax，沒有這樣的基礎，Quest3d場景制作是不可能的。
（2）外部資源優化
首先，Quest3d現有資源應加強和外部一些軟件的契合，比如在講到3dmax或Maya中三維模型導入到Quest3d中，有些書籍中并沒有講清楚“插件從哪可以下載到”、“插件對于各種版本的要求是怎樣的”，“.x和.cgr不同的保存格式導入到Quest3d中效果實現哪個更好”，只是很籠統的讓讀者自己可以在“F1幫助”中下載（這只是針對正版軟件），但是具體操作過程卻并沒有那么簡單，需要自己好好琢磨。
其次，現有參考書籍中如果能夠講到貫穿于整本書中到底用的是什么版本的MAX和Quest3d，使用者用起來更加高效，因為不同的版本可能對插件和一些參數的設置會有不同的要求，有時即使按照這些書上的案例照著做，也沒有實現最終的效果，有沒有是版本的問題？而對于很新版本的比如Quest3d5.0有什么功能和進步之處，書籍中也鮮有提及，如果在講解的同時能夠結合最新的軟件版本和功能進行比對，應該會更方便學習和使用。
（3）分享交流
在資源建設中所推薦的論壇中與學習者進行交流和分享，還是很受益的。論壇中的資源很多都是最新的，通過回答別人的疑問，或者提出問題，大家可以共同進步。所以筆者認為要想學到更多的Quest3d知識，就應該多多上論壇，和大家一起分享交流。
六、總結和展望
虛擬現實技術是教育信息化發展的一個趨勢，通過對教學場景在虛擬現實中的三維構建，營造逼真的學習情境，可以更好地發揮教育信息化的作用，目前在中小學社團活動中，3D打印很受學生歡迎，3D 打印技術本質上就是虛擬現實技術的延伸，它將學生奇特的想法變成現實，3D打印技術以虛擬現實技術為依托，在教學中的應用提高了學生的動手能力，促進了學生思維能力的進一步發展，相信在未來的幾年，虛擬現實技術必將大面積走進中小學課堂，必將對現有教學產生深刻的影響和變革。
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[關鍵詞]虛擬現實技術 環境類專業 優勢 問題
[中圖分類號]G642 [文獻標識碼]A
虛擬現實技術于上世紀50年代誕生在美國，90年代在英美等發達國家得以快速發展，其應用范圍從最初的軍事模擬和宇航訓練逐步擴展到工業制造、遠程醫療、商業宣傳、互動娛樂、教育等諸多領域。該技術在我國的研究和應用起步較晚。本世紀初，浙江大學、北京航空航天大學、哈爾濱工業大學等高校才開始研究和推廣該技術在教學中的應用。
隨著高校教育改革的不斷深化，如何培養學生實踐能力和創新能力已成為高教改革的重要關注點。傳統教學方法由于時空的局限性，難以將現實體系引入課堂以搭建學生與現實交互的平臺，難以充分展現宏觀或微觀空間場景，難以解決教學過程中的自然交互性要求，難以營造一種教師為主導、學生為主體的探索性學習環境，不利于學生實踐能力和創新能力的培養。
環境類專業的研究對象是由包含大氣圈、水圈、巖石圈等圈層的自然環境和以生物圈為代表的生態環境組成的地球環境系統，與反映人類生產、生活和技術活動的人類活動圈組成的龐大、復雜而開放的綜合體系，環境類專業課程傳統教學方法和手段難以針對環境體系的宏觀性、開放性和多元化等特點而進行有效的教學活動。虛擬現實技術能夠很好地解決這一問題。虛擬現實技術構建出一個與現實場景逼真的虛擬環境，解決教學過程中情景化及自然交互性要求，調動學生的學習主動性，營造學生進行自主性、探索性學習的環境，培養學生的創新能力。我校于2010年10月開始研究虛擬現實技術在環境類專業教學中的應用，構建了一個含虛擬實驗室和環境資源庫于一體的多元化虛擬現實教學平臺用于環境類專業主干課程的理論教學和實踐教學。實踐表明，該技術有效改善了課堂教學氛圍，使教學由平面走向立體，由靜態變為動態，由抽象化變為具體，使教學穿越了時間和空間局限，很好地增加了教學容量，有效地提高了教學效果。利用該技術營造了一種教師為主導、學生為主體的探索性學習環境，利于學生實踐能力和創新能力的培養。但是要把該技術和教學更加有效地融合，還有需要在其應用形式和應用方法等方面做進一步研究和改進。
一、虛擬現實技術在環境類專業教學中的應用優勢
1.虛擬場景有效解決了教學過程中的自然交互性要求
《環境科學概論》、《生態學》、《水資源管理》、《環境管理》、《環境評價》、《自然地理學》等專業課程所授知識具有環境體系的的宏觀性特征。傳統課堂教學模式由于空間的限制，難以將現實環境體系引入課堂，難以充分展現宏觀空間，難以進行有效的教學活動。利用虛擬現實技術構建環境資源庫，將虛擬場景引入課堂教學，搭建了學生與環境交互的平臺，有效解決了教學過程中的自然交互性要求。
2.虛擬實驗室有效連接了課堂與實驗室
將虛擬實驗室引入理論教學，可以解決《環境監測》、《環境監測實驗》、《儀器分析》等培養實驗技能的課程理論講授與實驗室分隔開進行的問題，保證教學組織的整體性；對于《水污染控制工程》、《水污染控制工程實驗》、《水處理生物工程》、《大氣污染控制工程》、《大氣污染控制工程》、《大氣污染控制工程實驗》等培養系統性技術能力的課程，傳統教學多以系統工藝中的各個反應單元為章節進行授課和實驗，導致學生學習過程難以將整個系統工藝融會貫通，而虛擬實驗體系可以展示整個系統工藝，能將若干知識點串聯起來，起到匯總和系統化的作用，有效解決上述問題。
3.虛擬實驗室可以彌補現實實踐條件的不足
實驗實訓教學是培養學生實踐能力和創新能力的重要環節，但由于《環境監測實驗》部分項目會涉及到硫酸汞、二氯化汞等劇毒試劑的使用，實驗教學中如果讓學生自己配置試劑并操作實驗則存在一定危險性。通過虛擬實驗室，學生既可以在虛擬實驗平臺上利用實驗儀器來操作該類型實驗，獲得真實實驗體會，豐富感性認知，加深對教學內容的理解，還規避了教學風險。環境類專業《水污染控制工程》、《水處理生物工程》、《大氣污染控制工程》等課程部分實訓項目對硬件條件要求較高，由于設備、場地、經費等硬件的限制，導致一些實訓項目無法進行。而利用虛擬現實系統，學生在實驗室可以進行虛擬仿真，獲得與真實實踐一樣的體驗。這不僅確保了實驗實訓教學任務的全面進行，還極大地節省了教學成本。
4.虛擬現實教學平臺為學生自主學習提供了條件
虛擬現實教學平臺為學生進行專業課程實驗實習的預習和復習提供了一個自主學習的平臺，引導學生改變了原有的單純接受式的學習方式，形成一種對知識進行主動探求的自主學習方式；該平臺可以成為學生走出課堂進入實踐前的一個橋梁，利于學生將理論知識與實踐知識融會貫通，有利于學生實踐能力和創新能力的培養。兩年來，環境類專業學生在全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽、浙江省“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽、浙江省大學生化工設計競賽等賽事中多次獲獎。畢業生得到了社會認可，環境工程2011屆、2012屆畢業生就業率達97%以上，環境科學2011屆、2012屆畢業生就業率達95%以上。麥可思公司的“2012年度浙江農林大學社會需求與培養質量年度報告”表明：環境工程專業學生滿意度由2011年的76%提升至2012年的96%。
二、虛擬現實技術在環境類專業教學中應用尚需解決的問題
隨著高校教學改革的不斷推進和社會對環境類專業人才素質能力需求的變化，環境類專業的教學需要、教學目的、教學手段也都在發生變化，要充分發揮虛擬現實技術在教學中的優勢，就要遵循適用性原則，對教學內容進行充分的分析，根據教學內容的特點以及教學過程中需要解決的問題，確定是否需要采用虛擬現實技術，如果需要采用該技術，則應進行試驗性教學后根據教學反饋再在不斷改進中逐步推行，以確保教學手段科學合理。虛擬現實技術和環境類專業教學有機融合，尚需解決以下問題：
1.通過虛擬教學設計的完善，縮小虛擬環境與真實環境的差異
《環境監測實驗》、《儀器分析》等課程的實驗項目，對操作的精確度和準確度要求很高，而外界環境因素對其精確度和準確度干擾較大。虛擬現實環境是一種理想化的環境，學生在虛擬環境中學習，與在真實環境中進行實驗實訓存在差異，而不能完全替代真實環境下的實驗實訓教學。教師在設計虛擬現實教學體系時，應充分考慮在真實環境中進行實驗實訓可能存在的各種各樣問題，在虛擬現實教學體系中提出這些問題，并讓學生思考如何解決這些問題，這樣學生在現實實驗實訓中就會注意這些問題，避免現實操作中由于這些問題的存在出現差錯。
2.通過虛擬技術的改進，構建集視、聽、嗅覺一體化的虛擬現實體系
目前，我國關于虛擬現實技術的應用主要關注感知方面，對于視覺合成研究的較多，對于聽覺、嗅覺和觸覺的關注較少，導致學生在虛擬體系中聽覺、嗅覺和觸覺等感官缺少充分體驗，而環境類專業很多實驗實訓項目涉及聽覺、嗅覺的評判。因此隨著多媒體計算機和網絡通信技術的快速發展，我們應該通過技術的改進，構建能夠帶給學生逼真的視、聽、嗅覺一體化的強感官感知的虛擬現實環境，給學生更為逼真的體驗，以進一步激發學生的興趣，更好地提升教學效果。
3.通過虛擬技術與互聯網技術的結合，實現師生互動、學生互動
虛擬現實教學平臺為學生進行專業課程實驗實習的預習和復習提供了自主學習的平臺，但學生在該平臺學習時僅實現人機交流，不能實現師生互動交流，不能實現同學討論。對于學習自覺性較差的同學，教師無法對其自主學習過程進行監督指導。因此，我們應該將互聯網技術與虛擬現實技術相結合，研究可以實現人機互動、師生互動和學生互動等多向互動的虛擬現實教學平臺，以便學生進行自主學習時，教師可以對學生進行指導，學生和學生可以組織討論，以強化學生的參與程度，豐富交互體驗，還利于教師掌控學情。
4.通過教師培訓，不斷提升教師的教育教學水平
隨著現代教育技術的不斷發展，學?！艾F代技術教育中心”應加強對教師的培訓，幫助教師提升應用現代技術的能力和水平。虛擬現實教學對教師提出了更高的要求，要求教師從知識傳授型向指導型轉化。學?！敖處熃逃虒W發展中心”應該通過教師培訓，提高教師綜合素質，改善教師的知識結構，幫助教師根據教學需求、教學手段的變化研究適合的教學方法和教學目標，更好地發揮教師在虛擬現實教學中的導向作用。
基金項目：浙江省新世紀教學改革項目“環境類專業多元化虛擬現實教學體系的構建與實施”。
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關鍵詞：虛擬現實技術；計算機專業教學；教學應用；信息技術
計算機技術是信息技術領域的重要分支。計算機技術專業教育教學長期以來沿用傳統的教育教學模式——教師課堂教授、學生當堂聽受，課后輔以必要的練習和實踐，學生在整個教學過程中常常處于被動地位，對課堂的參與度、對知識的心理認知、對內容的選擇以及對學習時間和空間的掌控程度都大大受限。
隨著當代信息技術的飛速發展，計算機圖形學、多媒體、網絡以及人工智能等技術的發展與融合為現代教育發展帶來了新的機遇與挑戰?，F代教育技術的應用已不再停留于圖文聲像等媒體形式在課堂中以常規模式應用的層次上，而是朝著多媒體化、網絡化、智能化、教育應用模式多樣化和遠程教育普及化的趨勢發展。特別是基于虛擬現實技術的虛擬教學形式，是一種新近出現的教學模式，具有廣闊的發展前景，代表了教育信息化的未來和發展方向。
虛擬現實技術概觀
（一）什么是虛擬現實技術
虛擬現實（Virtual Reality，簡稱VR），又稱為靈境技術，它匯集了數字圖像處理、計算機圖形學、多媒體技術、人工智能、人機接口技術、傳感器技術、網絡技術，以及人體行為學等多項技術，是計算機技術的綜合應用。具體而言，就是采用以計算機技術為核心的綜合技術手段生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環境，用戶借助必要的設備，以自然的方式與虛擬環境中的對象進行交互作用，相互影響，從而產生如同處于真實環境的感受和體驗。盡管該環境并不真實存在，但它作為一個逼真的三維環境，使用戶“沉浸”其中。
（二）虛擬現實技術的特征
1993年，美國科學家伯迪（G Burdea）和考菲特（P Coiffet）在世界電子年會上發表的“Virtual Reality System and Application”一文中提出了虛擬現實技術的三角形特征，即三“I”特征：沉浸感（Immersion）、交互性（Interactivity）、想象力（Imagination）。
沉浸感VR的沉浸感又稱臨場感，是指用戶感到作為主角存在于虛擬環境中的真實程度，即讓用戶由觀察者變為參與者，覺得自己是計算機系統所創建的虛擬環境的一部分，并能全身心地沉浸于虛擬實踐中。沉浸感被認為是VR最主要特征，導致這種沉浸感的原因是用戶對計算機環境中的虛擬物體產生了類似于面對現實物體時才有的意識或幻覺。
交互性VR的交互性是指用戶對虛擬環境中對象的可操作程度和從虛擬環境中得到反饋的自然程度。主要借助于各種專用設備（如頭盔顯示器、數據手套等）產生，從而使用戶以自然方式如手勢、體勢、語言等，如同在真實世界中一樣考察和操作虛擬環境中的對象。
想象力VR的想象力是指用戶在虛擬世界中根據所獲取的多種信息和自身在系統中的行為，通過邏輯判斷、推理和聯想等思維過程，隨著系統的運行狀態變化而對其未來進展進行想象的能力。對適當的應用對象加上虛擬現實的創意和想象力，可以大幅度提高生產效率、減輕勞動強度、提高產品開發質量。
（三）虛擬現實系統的類型
虛擬現實技術按其功能，可分為以下幾種類型，其中能夠在教學中普及推廣的主要是桌面式VR系統。
沉浸式VR系統沉浸式VR系統是利用頭盔顯示器、數據手套、三維鼠標等傳感跟蹤裝置與虛擬世界進行交互。由于這種系統把人的視覺、聽覺和其他感覺封閉在虛擬的感覺空間，能使人全身心投入并沉浸其中。不足之處在于專用設備復雜而且昂貴，難以在教育行業普及推廣。
桌面式VR系統桌面式VR系統是運用軟件編程的方法在顯示器上顯示三維場景。用戶通過鍵盤、鼠標等簡單的設備與虛擬場景進行交互。這種系統的缺點是由于用戶坐在顯示器前，通過屏幕觀察虛擬世界并與之交互，往往會受到周圍環境的影響，難以做到完全投入，但是它結構簡單、成本較低，易于普及推廣，因此，也是教學中運用最多的一種VR系統。
分布式VR系統分布式VR系統是指基于網絡構建的虛擬環境，將位于不同物理位置的多個用戶或多個虛擬環境通過網絡相連接并共享信息，從而使用戶的協同工作達到一個更高的境界。主要被應用于遠程虛擬會議、虛擬醫學會診、多人網絡游戲、虛擬戰爭演習等領域。
增強式VR系統增強現實性的虛擬現實系統不僅是利用虛擬現實技術來模擬現實世界、仿真現實世界，而且要將虛擬圖像疊加在真實物理對象之上，來增強參與者對真實環境的感受，也就是增強現實中無法產生的感受。目前主要應用于軍用飛機導航、醫學可視化、儀器設備的安裝與修理以及輔助產品設計等領域。
虛擬現實技術應用于計算機專業教學的思考
（一）輔助課堂教學
計算機專業課程實踐性和邏輯性都很強，很多知識在書本上描述難免會給學生的理解帶來困難。利用虛擬現實技術制作的課件則能夠很好地解決這一問題。
例如，在計算機基礎課程中介紹計算機各個組件的結構和講解計算機組裝的過程時，書本的文字和圖片都難以直觀地、真實地讓學生了解組件結構和組裝的過程。教師普遍采取的教學方法就是到微機組裝實驗室結合實物講解、操作與指導，這種方法固然在一定程度上解決了學生對真實感的需求，但是教師不太可能實時地手把手指導每一位學生，現在的學生普遍具備個性化特征，也未必都喜歡照教師的思路去學習和感知。為解決這一問題，我們不妨利用虛擬現實技術將文字、聲音、圖片、動畫等幾種媒體表現形式有機結合，設計出生動活潑、極具交互性和沉浸感的教學課件，滿足學生從不同角度觀察和從不同切入點學習與實踐的需要。在教學中，學生仿佛身臨其境，能更好地理解學習的內容。圖1所示為虛擬主機組裝操作及演示系統。
又如，在《數據結構》課程中，對于常用數據結構的算法思想，由于其抽象程度高，學生很難理解。我們也可以通過虛擬現實技術將其制作成課件進行教學。將抽象的算法過程以淺顯易懂、形象直觀的形式展現出來。如遞歸算法是學生比較難理解的，因為其算法是靠隱形調用堆棧來實現的，而通過虛擬現實技術可將堆棧內部情況的變化動態、直觀、形象地表現出來，學生就很容易理解。同樣在講解樹和圖的遍歷時，可以從可視化的角度觀察遍歷的順序。二叉樹與樹的概念的區別、Hanoi塔等問題都可以運用虛擬現實技術直觀地表現出來，方便教師的教學和學生的理解。
總之，通過虛擬現實技術制作課件來輔助課堂教學，為學生提供生動、逼真的感性學習素材和環境，能使學習更具交互性、沉浸感，使抽象的學習直觀化、形象化，幫助學生解決學習中的重點和難點問題，提高學習的積極性。
（二）輔助實驗教學
由虛擬現實技術生成的適用于進行虛擬實驗的實驗系統，通常包括相應的實驗室環境、有關的實驗儀器設備、實驗對象，以及導航、測試和自評等實驗信息資源。虛擬實驗室可以是某一現實實驗室的再現，也可以是虛擬構想的實驗室。
例如，在城域網和廣域網的網絡建設實驗中，不太容易真正把網絡構建起來，那么就可以運用VR技術來虛擬出一個真實的網路環境，讓學生親身體驗，猶如進行現場操作。在數字電路的課程實驗中，可以通過虛擬的電路器件來達到電路設計的目的，而避免購買器件帶來的麻煩。在電子商務課程實驗中，可以虛擬商務環境，讓學生“身臨其境”地體驗現場交易的氣氛并參與交易的過程。在進行計算機操作系統的安裝和調試實驗時，可以使用軟件VMware創建與真實計算機一模一樣的虛擬機，虛擬機有自己的CPU、內存、硬盤、光驅，同樣也可以安裝Windows、Linux等真實的操作系統以及各種應用程序。通過在虛擬的操作系統環境中操作，避免了對原有真實計算機操作系統可能產生的影響，同時也節省了時間，達到了事半功倍的效果。
此外，利用虛擬現實技術學生還可以進行網絡設備設計、電路設計等方面的學習探索，設計出新型的網絡設備和電子器件，從而激發學生的創造性思維，培養學生的創新能力。
通過虛擬的實驗室進行實驗，既可以縮短實驗時間，又可以獲得直觀、真實的效果，還能對那些不可見的結構原理和不可重組的精密設備進行仿真實訓，避免真實實驗操作帶來的各種危險。此外，虛擬實驗具有先進性和共享性，易擴充，易于改變教學項目，可降低實驗可能帶來的實際風險，減少設備投入經費。教學內容在虛擬環境中能夠不斷更新，實驗能夠及時跟上技術的發展。
當然，我們也不能一味地單純使用虛擬的實驗教學手段，因為對計算機技術的學習最終還是需要“實戰”的。因此，在具體實施中，應該“虛實結合”地進行。有目的地安排一些實驗在真實環境中進行。這樣，學生會對實驗的設備有親身體會，進而加深實驗印象，提高實驗效果。
綜上所述，教學中讓學生親身去經歷、去體驗、去感受比空洞抽象的說教更具說服力，主動交互與被動觀看存在質的不同。虛擬現實技術能形象、生動、逼真地表現教學內容，有效地營造具有交互性和沉浸感的教學環境，提高學生掌握知識和技能的效率和積極性，達到優化教學過程、提高教學質量的目的，從而解決傳統教學無法解決的問題。因此，虛擬現實技術在計算機專業教育領域應用范圍是廣闊的，發展潛力是巨大的。計算機專業的教師應該努力結合相關課程特點，充分發揮虛擬現實技術的優勢，把計算機專業教育引向教學手段更高效、技術手段更先進的新階段。
參考文獻
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關鍵詞：卡通形象；概念店；實體產品；虛擬世界
中圖分類號：J05 文獻標識碼：A 文章編號：1005-5312（2013）35-0272-02
實體產品與虛擬產品以相對獨立的形態而存在，二者一方面卡通形象在視覺表現層的聯系；另一方面卡通形象產品在工藝技術與媒介技術上的有所區別。然而，實體產品在虛擬世界中自有其內在的關系。
一、實體產品在虛擬世界中的存在感
虛擬與現實是相對而言的，虛擬是現實的反映，現實是虛擬的本源。正所謂“虛中有實，實中有虛”，即兩者在虛擬與現實的環境中都存在相互對應的關系。虛擬是人類中介系統的又一次數字化革命，人類的第一次中介革命是語言、圖形符號的產生，人類至今所生產出的一切結果都與符號相融合，該符號與數字化的媒介手段進行表現已是更高層次的革命，但這種革命所帶來的是與現實世界之間產生鴻溝。實體產品以實物的符號形態存在于現實世界中，與現實世界對應的是虛擬世界，產品以語言、圖形、聲音等符號形態存在于虛擬世界?！懊浇榧葱畔ⅲ斆浇槌呻p結對時，一個“包含”另一個。印刷包含文字，文字包含語言，前者包含后者，后者即前者的信息。由于媒介的影響很大，所以任何信息即內容的沖擊力都不如媒介本身的沖擊力：一種新媒介的出現通常不會置換或替代另一種媒介，而是增加其運動的復雜性。新舊媒介互相的作用模糊了媒介的效果?！盵1]從著名媒介傳播學家馬歇爾?麥克盧漢對傳播媒介的深刻理解，能夠啟發我們重新審視實體產品存在于現實世界與虛擬世界的意義。不難理解，虛擬是作為一種媒介形式而存在現實環境中，人類才有可能對存在作出現實的反映，有機的將現實世界包容其中，豐富了卡通形象的表現形式，但也給現實卡通形象媒介的表現帶來一定復雜性，在一定程度上打破了傳統以實體產品為中心的體驗格局。如網絡虛擬社區中所存在的卡通形象，可以在現實中制作成實體的玩具產品，正是因為實體產品，才會襯托出卡通形象虛擬產品的新活力與生機。
虛擬與現實的產品是以人的存在而存在。虛擬相對于現實，具有一定的普遍性與特殊性。特殊性是針對于現實世界的眼見為實的觀念，但在虛擬內則并不一定眼見為實，或者為虛，它們是相互交織的關系。主要表現為：一是現實的虛擬，是現實的映射與延伸，如網絡概念店；二是超越現實的虛擬，是可能超越現實的空間，一種未知的境地，如網絡游戲；三是背離現實的純虛擬，從某種意義上講，它是一種虛幻的夢境。虛擬的普遍性，當今現實世界的所有行業與領域都能在虛擬世界中找到對應關系，它是普遍存在的現象。無論是普遍性或者特殊性，它都是世界自然發展規律中的必然結果。
二、實體產品與虛擬世界的聯結通道
倘若實體產品與虛擬世界聯結，那么，在現實世界里布滿傳感器，收集從動作到氣味的一切。虛擬世界，由以技術為驅動力的軟件構筑系統，接收所有的信息，并自動地執行它們。假如在現實世界中做一個彈吉他的動作，虛擬世界的形象同樣也在做彈吉他的動作，就好比照鏡子，你可以在鏡子中看到同樣的自己一樣。它是屬于一個鏡像的世界，虛擬與現實是對應的關系。虛擬與現實不僅僅局限于直接對應的關系，也可以相互增益效果。假如同樣是在談吉他，而虛擬世界則配合的動作，呈現一個虛擬的吉他，在彈的過程中，虛擬世界將會呈現出視覺音符，或者與藝術家一起協奏。在體驗過程中融合更多的信息，使整個場景變得更具“真實性”，這是一個讓技術更加人性化的過程。
耶魯大學計算機科學教授大衛?格勒恩特爾，于20世紀90年代早期在他的《鏡像世界》一書中，所提出的景象。他預測到，“你緊盯電腦屏幕，就能看到現實。你所在現實世界的某些部分，比如你居住的城市，你工作的公司，你所在的學校，城市醫院，都將在屏幕上。它們都成了色彩鮮明的彩色圖畫。這些圖畫抽象但是容易辨識，巧妙地在一個不大的地方移動著?！本退阍?0年后，這聽起來還是像科幻小說。但是，這份特別報導卻發現，格勒恩特爾先生有著出人意料的先見之明。人類確實在構筑越來越多的“鏡像世界”，或者“智能系統”――它們通常被這樣稱呼。由于互聯的傳感器和攝像機數量的擴散，無孔不入的無線網絡的普及，溝通標準的散播和人類自身活動的頻繁，現實世界和虛擬世界正在漸漸融合。
這種融合可能不會立即被辨識出來，因為在許多地方它是突然發生的，而且往往不易被理解。在可控制的環境中，這是一種最先進的技術。比如，技術集團西門子公司開發了一種軟件，通過虛擬技術復制出的工廠，來實現對現實工廠的監測和重新配置。這種技術已經在全世界傳播，而且還發展出了一種完全屬于自己的語言。哈勃研究咨詢公司的葛萊?埃曼丁格爾，把它稱為“現實世界的虛擬化”。麻省理工學院媒體研究室的研究人員，就將現實生活中的物體與虛擬世界中的復制品聯接起來了。不過，他們將結果稱之為“跨越現實”。谷歌地球和它的街景服務，第一次實現了從靜態角度對整個世界的復制。在奶牛身上安上傳感器，其從出生到被送進屠宰場的每一個動作，就都能讓我們追蹤到。
實體玩具對于現在的人們來講，依然是傳統的造型形態，如芭比娃娃，以工業化批量生產的方式生產出模式化產品，為了促進消費，創建出多個角色系統，并與之對應的是豐富多樣的著裝搭配體系，人們并不能直接購買到理想中的玩具產品。而在數字技術發達的今日，玩具難道仍然是以傳統模式化的方式生產出來，是否可以通過現有的技術讓人們自行定制玩具。于是乎，本著“凡事從人們開始”的理念，英國創業公司Makielab利用當前3D技術優勢，推出“個性化玩具定制”服務。
三、實體產品在虛擬環境的境況延伸
跨媒介的信息復制時代，卡通形象以實體產品和虛擬產品的機械化復制形態存在于市場或人們生活方式中，其卡通形象本身的生命力借助產品來表達。將不同文化的精髓以模仿和復制的方式挖掘出來，間接與卡通形象的品牌內涵相融合，卡通形象本身是人根據自然的反饋，主觀臆造出來的圖形符號，借助各種媒介手段快速識別與傳播；主題也可以是被臆造出來的產物，但缺乏文化與品牌的根基，新的主題需要在商業市場環境中反復磨合與錘煉，就好比可口可樂推出以網絡關鍵詞為主新產品，會在市場上尋找消費者進行體驗品嘗一樣，獲取市場消費者的反饋與認可，同時也為品牌建立良好口碑打下基礎。因此，主題需要借鑒，但借鑒目的在于重新使用卡通形象來詮釋它的意義，用新的講故事方法來探索人們與卡通形象之間的關系?？ㄍㄐ蜗笈c整個社會所倡導的生活方式相互融合，相互引導。間接復制是對借鑒來的主題進行再思考的過程，而不是直接照搬主題，在此基礎上融入卡通形象品牌的個性化特點。
在網絡科技的諸多社會功能中，最重要的功能就是建立人與虛擬世界間的平衡。在虛擬世界，卡通形象的實體產品絕不僅僅通過以圖像、語言、行為的符號化方式表現，而是借助數字技術能夠將實體產品與虛擬產品進行融合，融合的形式具有多樣性。通過數字技術對乏味自然環境的探索，跨越時間與空間的束縛，洞悉一個巨大的、意料之外的活動領域。虛擬世界是人類有意識編織的空間，實體產品與虛擬世界的元素交互也同樣是有意識的，而在卡通形象概念店中與產品、場景互動交流，其很多行為是在無意識狀態下完成的。
實體產品是在現實世界中“漫游”，同樣，虛擬產品是在虛擬世界“漫游”。傳統以電影為傳播媒介的米老鼠，將虛幻的愿景布陳在現實世界中，其形態可以是樂園或者玩具。不僅僅只是實體產品與虛擬產品的對應關系，實體產品在虛擬世界“漫游”，需具有一定的主題故事性，達到增益的效果，還應當通過人的主觀能動性去創造性的連接它們間的關系。如個性化定制卡通形象，然后被生產出實體產品，而生產出的卡通形象產品又與虛擬世界建立感知聯系，并非形象的復制。實體產品與虛擬世界的聯系，也可發揮對人的增益關系上，改變產品本身的靜態呈現方式，感知人的情緒能力或者在產品之上延伸出對具有教育指導意義的功能。
虛擬產品是以數字技術及其設備為驅動力的信息數字化產物，是實體產品的基礎與反映。虛擬產品不是超脫現實的純粹性虛構或幻想，虛實產品是通過卡通形象這條視覺脈絡，而被以主題的方式組織或聯系在一起。傳統情況下，實體產品與虛擬產品在現實世界與虛擬世界中只是作為相互延伸的渠道。
數字世界與現實世界本質上是虛擬與實物的對立，但隨著科技日新月異，特別是新一代信息技術――物聯網、云計算等的出現，數字世界與現實世界的融合以更嶄新的形式出現，并且兩者之間的界限在逐漸模糊化。以計算機的誕生為代表的第五次信息革命由鍵盤創造一個虛擬的世界，反過來再作用于自然世界。信息技術的創新不斷催生出新技術、新產品和新應用，而這些新技術、新產品和新應用，部分本身就已屬于現實世界的一部分，另一部分則通過人類的使用作用于現實世界。因此，人們所理解的卡通形象產品都一樣，個性化需求同樣適用，嘗試讓人們定制自己的卡通形象或者產品。這種產品是人們主動情感寄托的載體，生產出該產品能使人們更具有成就感，而非實物產品或虛擬產品被動寄托情感，被動娛樂。
綜上所述，實體產品與虛擬產品在普世觀念中，是相對獨立存在的概念。目前，新媒體技術的不斷創新發展，實質上已經將實體產品與虛擬產品推向融合領域。融合的驅動力主要在于三個層面，一是技術層面。技術是實現實體產品與虛擬產品的核心基礎；二是主題層面。明確設計主題是卡通形象概念店的基本前提，決定了實體產品與虛擬網絡融合的互動方式；三是延伸層面。實體產品與虛擬產品互動融合，其意義主要在于提高產品的增益性，幫助人們拓寬思維。
參考文獻：
[1]馬歇爾?麥克盧漢.理解媒介―論人的延伸[M].何道寬譯.南京譯林出版社.2011.
論文摘要 ：數字化正在引發一場影響人類生活各個方面的信息變革，形成了“虛擬的世界”。文章通過運用引證法、比較分析法等，分析數字化時代的虛擬的界定及其與現實的關系等問題，探討了虛擬對未來人類生存方式和發展模式的改變。
數字化就是用可度量的數據將客觀世界的事物以二進制代碼的形式模型化，結合借助計算機將事物虛擬建構的過程。由于在一定條件下，用離散的序列可以完全代表一個連續函數(采樣定理 )，通過數字化任何連續變化的事物，如圖像或聲音經過模數轉換器被轉換為可以在計算機中用 0和 1表示的一串分力的數字信號，計算機可識別的數字信號經過有目的的設計和重新組合后，可以通過數模轉換器將數字信號還原為模擬信號，從而使在計算機世界被重建的數字以虛擬事物的形式清晰、明確、生動地展現在人們面前。[1]
人們使用的家電設備、乘坐的交通工具、喜聞樂見的娛樂項目、企業采用的機械設備都和數字處理技術密不可分?，F代的通信網絡也在不可逆轉地向數字化方向發展。數字化改變了人類原有的生存和發展模式，也改變了人類對世界的認知圖式和價值判斷方式。數字化技術所開創的數字化空間，打開了人類發展的新紀元，數字化使時代有了新的價值和潛力。
一、 虛擬的世界
(一)數字化時代虛擬的內涵
對于何謂虛擬，它的本質要如何界定等問題對不同人來說可能意味著不同的東西 ，這取決于個人所站的角度和所處的環境。古人理解“虛擬”時肯定不會像現代人這樣從當今虛擬技術發展的角度思考，對他們來說，只出現于神化傳說中的存在以及對奇特自然現象的超越現實的猜測就是虛擬了。但這種虛擬只能局限于思維、文學和藝術中，人們的雙眼永遠無法看到夸父逐日時的執著。虛擬這時還只是蒼白、無力的人類思維活動。
而今天的虛擬更多被理解為不受物理限制的約束，利用邏輯關系來表示資源?！皩︻愃频馁Y源提供一個通用的抽象接口集，從而隱藏屬性和操作之間的差異，并允許通過一種通用的方式來查看并維護資源”(Open Grid Services Architecture Glossary of Terms)。通過這樣的手段，可以實現不受地理環境、物理條件制約使用原始配置中獲益的方式訪問計算機資源的邏輯組的目的。換句話說，“它為數據、計算能力、存儲資源以及其他資源提供了一個邏輯視圖，而不是物理視圖”(Jonathan Eunice，Illuminata Inc．)。
(二)虛擬的特征
這里談論的“虛擬”是指通過數字化處理技術及時地跟蹤處理能夠在主體感覺器官上輸入與輸出信息的多媒體空間。美國虛擬實在哲學家邁克爾·海姆(Michael Helm)認為現代意義的虛擬至少表現為 以下三個特征 ：
(1)Immersive，即逼真的身臨其境感。這就強調了“虛擬”要能使人在感受虛擬空間的時候能很輕松的全身心投入其中，在虛擬世界中，享受相對于現實而言在感覺層面具有效果上的同等性，起碼要能夠達 到近似性 。
(2)Interactivity，即人機界面互動友好。在數字計算機構造的虛擬世界，人必須仍然作為積極行動者 的角色存在，否則，一個人類毫無作為的領域對于人類是毫無意義的。所以“虛擬”必須能夠通過數字化中介與人有友好的互動關系，從而及時處理人發出的信息，滿足人的需求。
(3)Information intensity，即信息交流的程度?，F代意義的虛擬的最大價值在于它能夠便捷地通過數字化技術獲得數據 、處理數據 、形成信息，再經過存儲和控制進行傳送 ，達到突破傳統方式進行及時、有效的信息溝通的目的。
由于虛擬是建立在數字化技術基礎之上的，它還因此具有以下特征：
(1)．塑性強。這一點與數字化技術的性質有關。數字化技術本身是具有很強可塑性的一種“輔人技術”，數字化可以塑造出虛擬化生存的整體境遇，與人類所處的現實世界進行適當的聯結。這是把握虛擬的關鍵。
(2)對現實的高參與性。數字化技術的高參與性，使它本身就構成我們的生存方式與實踐交往方式。數字化的虛擬的時空結構、組織方式、交往方式的終極 目的是滿足人類的現實的需求。虛擬世界 的經濟、政治、文化等不會停留在虛擬的分析和漫游，它必然與現實社會的存在與發展息息相關，這是數字化技術 的社會性決定的。
(3)人文價值的可選擇性。無論是數字化還是虛擬都是人類文明選擇和進步的產物，本身必然天生地具備著人類歷史人文價值的選擇因素。在人類文明的搖籃里不會撫育一個與人類文明毫無關系 的虛擬世界。虛擬的產生是技術進步帶來的，虛擬的發展則是由于人文價值的推動。
(三)虛擬與可能
在現實世界中有許多不可能發生的事情可以通過數字化的方式在計算機世界得到聲情并茂的表現 ，但虛擬與可能之間卻有著清晰的界限。正如安杰洛所說：“這種技術能促進人的思維演化，但這種技術應被接近智慧”。我們的感官只能直接感知現實性世界，而不是一種可能的世界。黑格爾認為，可能是相對現實而言的，它意味著在事物的形式上已經具備完全被構造的能力，但 與現實存在相比較還存在著一個中間的發展狀態。囤這中間的發展狀態的存在原因主要來自于時間、可行性的步驟或者觀念和形式的改變。因此，從事物的發展態勢看 ，可能在內在的形式上是完全與真實的實在相同，而唯一的區別在于它還沒能夠成為一種現實的存在。
虛擬(Vircua1)一詞來源于拉丁語“Virtus”、“Virtualis”。中世紀神學家兼邏輯學家鄧·司各脫曾賦予這個術語最初的哲學含義：可產生某種效果的內在力量或者能力。虛擬就其本身的技術特征而言，無非是數字化的構成方式，是一種“結構性實在”屬性的反映，但虛擬同靜態的并且形式上已經被構造的可能不一樣，它不僅指向與現實事物在存在形式上的對立，更指向具有產生某種效果的內在力量或者能力的存有疑問的復合體，“它是一種創造 ，但不是現實的 ，它往往存有許多疑問，包含著許多虛擬的內容，虛擬在實際化的展開過程中表現為創造性，其結果在功能上、性質上或在其它方面與現實的感受性具有相同的效果”(法國研究虛擬哲學的學者 Pierre levy)，是一種能夠產生一種“實際化”的革命性過程。萊維 (Pierre Levy)認為，“可能的實在化在最充分的意義上不是一種創造性的行為，因為創造性暗示著一種觀念和形式的發明性的產生?！本W一個事物從可能演變成現實，它是受到必然性的支配。但是從虛擬過渡到實際不是受到必然性的支配 ，而受到創造性的支配。虛擬成為實際的過程蘊涵著創造性的行為。因此，“可能”不等同于“虛擬”。
二、虛擬與現實的對立統一
虛擬是人對現實世界的主觀體驗通過數字方式在計算機領域的再現。虛擬世界不會刻板地停留在現實世界的原始組合 ，而是往往用創造性的虛擬和虛構新的可能性選擇來滿足好奇的人類。
(一)虛擬與現實的不同
虛擬強調讓人在主觀上產生一種在現實中沒有出現的感覺性存在 ，是從技術角度使人在給定的環境下對被虛擬的事物產生該事物“存在 ”的感受。但事實上虛擬與現實之間在物理性存在上有著天壤之別。海德格爾認為，對存在的理解與我們對存在的解釋方式有關。我們通過空間的概念來對現實的存在進行理解，這種做法使我們可以輕而易舉就實現了對虛擬與現實的界定。
虛擬至少 以下兩點上不同于現實 ：
(1)現實的本質規定性是被拋境況的開展和在整個世界之中的當下開展。這種狀態是由個人的現身參與決定的。領會與現身一樣也是原始的構成存在。海德格爾說：“領會是這樣一種能在的存在：這種能在從不作為尚未現成的東西有所期待；作為本質上從不現成的東西，這種能在隨此在之在 ，在生存的意義上存在。”這種現身與領會的存在論有助于理解今天的僅存在于計算機的數字化的虛擬世界。對于虛擬的存在，我們盡管也是通過知覺來理解它的存在性 ，但 同時也不可避免地身處于“被拋的境況之中”。
(2)虛擬不僅可以是對現實的虛擬，更可以是對現實的超越和重構。和現實不同，虛擬世界不拒絕荒誕和悖謬，相反它可以為這些“不實的存在”增加各種各樣意義和層次更深的價值。數字化的新型存在可以毫不費力地向我們展示對現實世界的模擬，創造出現實世界所沒有的虛擬世界 ，構造對現實性來說是不可能的可能性，易如反掌地向人們展示過去只能存在想像中的荒誕和悖謬，輕而易舉地實現對現實世界的超越。在人的世界里除去傳統的用文字或藝術表達的現實空間，又產生一種基于對現實的表述和不可思議的創造性期待的數字虛擬世界 ，它義無反顧地為人們打碎了心中的多如牛毛的思維壁壘，開拓了人的選擇空間、思維空間，帶來了人的創造能力的巨大發展，激發了人的潛能的全面開掘，人性得到了空前的“張揚”。
(二 )虛擬與現實的統一
虛擬和現實不再突出地表現為對立。人類思想 中的虛擬世界可以更加便捷的用可視、可聽、可理解的現實圖景表現在他者面前，虛擬自此成為有著新型表達形式的現實，而且這種現實可以很快被人類接受、擁抱和喜愛。模擬、反映和創新越來越廣泛地被當作新的生活習慣。虛擬和現實之間有了更多可以互相溝通的橋梁。隨之而來的就是更多以往不為人知的各種各樣的可能性選擇，這些可能性選擇使人類通過虛擬世界可以看到更多的未來，以及許多原來按照時間計劃人類根本不該面對的復雜局面。這些可能性正在被人類有理性地使用。虛擬只是現實的可能性描述，現實才是人類永恒的追求 。當虛擬世界從人的大腦中走 出來 ，到了絢爛的計算機 網絡世界 ，并被有聲有色呈現的時候 ，虛擬就 已經毫無疑問地被宣告成為新 的存在。
而且，從認識論的角度分析，人類對現實世界中任何存在的理解都必須依賴于心理感覺，離開心理感覺的所有存在，都將是毫無認識價值的。所以，具有心理感覺的存在是認識論意義上存在的必要條件。虛擬世界正是在這個特殊意義上，達到了它在認識論意義上存在的最基本要求從一般認知心理學的要求上看，顯現存在必須受到物理性模仿的制約，甚至某種程度上決定于這種模仿，是反對主客體分離的存在論。因此，即使是顯現在虛擬技術中并不能完全反映虛擬實在的整個存在方式，它仍然能夠實現與實體存在并行不悖。
虛擬世界之所以與現實世界平行不悖，其原因在于，雖然它不是物理狀態上的現實，卻具有功能上實際的影響力 ，它至少是以數字化的方式存在著。由于數字化，我們可以把虛擬世界理解為一個純粹的數學過程或者特定的物理學現象，是屬于符號對象及其相互關系的世界或者是奇妙的計算機系統創造的物理世界。因此，我們今天只是用符號語言把人類生活的方方面面寫入了計算機世界，打算從此將住進新建造的靈魂游樂園。虛擬實在確實讓我們感受到存在著這樣一類“實體”，“它的一只腳站在物理器件的真實世界中，另一只腳處于抽象數學的對象世界中?！?/p>
三、結束語
虛擬是人類的認知的延伸，它使感知延伸到更寬廣和更深刻的世界，使人能夠具體地省察人所理解的世界，使人得以體味主體在人所欲求的世界中的生活。虛擬既可能形成相對獨立的生活世界，也可能與現實共存而拓展真實世界。人所構建的世界將隨人的實踐不斷延拓。虛擬的存在只是客觀世界在人的努力探索下形成的一個新發展，本身仍然屬于客觀實在的范疇，只是相對來說虛擬存在可以更加自由地擺脫物理屬性的束縛而便捷地拓展人類的創造性 ，并將最終極大推動人類向更高層次的發展。這過程中虛擬給人類帶來的決不會僅僅是便捷和舒適 ，也可能會導致人類心理的普遍的困惑、躁動和焦慮，但正如人類曾經應對的危機一樣，隨著我們對新世界的不斷認識 ，問題也在漸進 地解決 ，而最終 等待在后面將是整個社會的轉型和生存 方式的一系列變革 。
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近日，完美世界推出首款可穿戴設備“射雕ZERO鞋，是國內首款與端游實時互動的可穿戴設備。
這不是一款普通的可穿戴設備，而是揭開了游戲行業的變革序幕，展現出游戲行業未來的另一種可能，透露出游戲業未來的三大變革趨勢。
游戲行業的第一個變革，是游戲用戶界面的變革，即游戲的用戶界面將從以前的鍵盤鼠標轉變為玩家本身。游戲玩家之前主要通過鍵盤、鼠標等第三方設備與游戲進行交互，但是鍵盤、鼠標做得再好，也還只是第三方設備，無法真正實現與游戲的實時、完美互動。
就像武學的最高境界是無招勝有招一樣，其實，最理想的用戶界面就是沒有用戶界面，就是玩家本身?？纱┐髟O備恰恰可以實現這一點，通過與玩家零距離接觸，可穿戴設備可以記錄玩家的各種數據，進而實現用戶界面與玩家合體的境界。例如，完美世界的“射雕ZERO鞋”可以記錄玩家的運動數據，這些數據能夠變成游戲數值，實現對游戲人物進行狀態加成。也就是說，用戶在走路、跑步等運動時也能進行游戲，實現不在游戲中卻在玩游戲的狀態。
第二個變革是游戲的存在形式，即游戲將從虛擬的線上世界轉變為虛擬與現實融合、線上與線下交融的統一世界。游戲自古以來都是虛擬的線上游戲，但是可穿戴設備的出現，有望抹平線上與線下、虛擬與現實的界限，實現這兩個世界的融合和統一。
以“射雕ZERO鞋”為例，它既是一個線下現實的可穿戴設備，能夠記錄運動公里數、時長、平均速度、消耗卡路里。與此同時，它又是一個游戲道具，所產生的數據與游戲賬號綁定，玩家在線下運動的同時可以獲得線上的相關獎勵。這種道具現實化、運動游戲化的實現，為我們展現出未來虛擬與現實融合的無限可能。
游戲行業的第三個變革，恰恰是游戲本身，游戲將會改變目前的相對負面的形象，成為一種快樂、健康的體驗。變革的奧妙就藏在游戲行業和其他行業的融合上。以完美世界的“射雕ZERO”游戲為例，通過“射雕ZERO鞋”將游戲和運動兩個不搭界的行業進行跨界融合，實現了運動也能游戲、游戲也能運動的雙向打通，顛覆了游戲就要坐在電腦前的方式，而是可以從宅的狀態走出，走向戶外進行運動。游戲也由此從“影響健康”轉變為“有益于健康”。
如果我們將視角進一步擴大，游戲還可以和快消、教育、通信、IT、金融等更多行業進行融合，誕生出更多的可能性。例如能否通過意念頭箍等可穿戴設備將學習與游戲結合起來，讓用戶在解題的同時也轉變為游戲積分，從而將游戲從之前影響學習變為有益于學習等等。游戲完全可以成為一種健康、快樂的體驗和生活態度。
有意思的是，這也是完美世界在今年ChinaJoy上提出的未來游戲行業的愿景“HiFuture！”概念。通過可穿戴設備，將游戲與其他行業進行結合，不僅讓游戲變得更好玩，也讓游戲變得更加健康、快樂。
都說人生是一場游戲，或許到未來，人生就真的是一場游戲了。我們做的任何事情都是游戲的一部分。
1.媒介即訊息，為虛擬現實((VR)技術提供理論基礎
媒介決定論作為技術決定論的一個子集，強調的是媒介對社會文化的決定作用，其代表人物主要為麥克盧漢。麥克盧漢關于媒介的主要觀點通?？蓺w納為“老三論”，即延伸論、訊息論和冷熱論。在麥克盧漢的理論中，媒介不僅包含書籍、廣播和電視，還包含了服裝、房子和車輛等任何能夠延伸人體、傳遞信息的工具囚。毋庸置疑，媒介確實以其獨特的方式改變著人們的所見所聞，進一步改變了人們的所知和所為。L匕如，飛機是人類腿腳的延伸，帶我們領略世界風光，使我們增長見識;望遠鏡是眼睛的延伸，讓我們突破肉眼的極限，看到那些原本未知的世界;擺在眼前的虛擬現實((VR)技術正在嘗試打破空間與現實的界限，讓我們可以體驗虛擬與現實共生的暢快。
一定程度上，媒介與訊息是密不可分的，媒介傳遞的是其自身，而與具體的內容是無關的。因此，對整個社會來說，真正富有意義和價值的訊息并不是媒體所傳播的內容，而是這個時代所使用傳播工具的’}生質，是它所開創的可能性以及帶來的社會變革。媒介已經不僅僅是傳播的工具，每一種媒介都以其獨有的方式來定義和呈現整個世界。
例如，思想本是無法被表達和呈現的，我們只是用自己認為便利的語言表達出來，用文字記錄下來。我們所記錄下來的和表達出來的并不是思想的本來面目。虛擬現實((VR)技術就是這樣一個讓現實與虛擬結合，并成為思想、語言和行為的表達者，為受眾呈現所期待和被期待的媒介。在這個過程當中，VR已經扮演了這樣一個既是橋梁，又是獨立個體的角色。
2.傳播媒介影響著虛擬現實((VR)技術的特點
最普遍的面對面交流是發出信息方與接收方共同在場的對話。由于社會互動和社會聯系都局限在面對面的時空或者更小的地域范圍內，此時口語信息是大豁目互交流的唯一方式。
印刷時代下，語言通過印刷媒介得到進一步傳播，進而超越了面對面交流的時空局限。印刷媒介拓展了社會互動的范圍，與之相適應，我們所說的書面用語出現了。文字富于邏輯、理性和嚴謹的特性，給人以遐想的空間，引發人思考并關注內容本身，造就書面語與口語的不同特性。
