馬建森+陳潔

【摘 要】以第三代移動通信技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，著力探索信息技術(shù)在數(shù)字化校園中虛擬現(xiàn)實與交互技術(shù)的應(yīng)用，包括在數(shù)字化校園環(huán)境中的應(yīng)用、在數(shù)字化校園資源建設(shè)中的應(yīng)用、在數(shù)字化校園學(xué)習(xí)行為中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】第五媒體 虛擬現(xiàn)實與交互技術(shù) 數(shù)字化校園 應(yīng)用

【中圖分類號】 G 【文獻標(biāo)識碼】 A

【文章編號】0450-9889（2016）03C-0186-03

信息技術(shù)的發(fā)展體現(xiàn)為既快速又寬泛，如何為信息技術(shù)進行歸類，以便探討數(shù)字化校園建設(shè)對信息技術(shù)的應(yīng)用呢？本文在梳理現(xiàn)有新技術(shù)的基礎(chǔ)上，從虛擬現(xiàn)實與交互技術(shù)角度探討其在數(shù)字化校園中的應(yīng)用。

信息接收終端建設(shè)問題是數(shù)字化校園建設(shè)要著力解決的問題之一，因此探索創(chuàng)新型數(shù)字化校園中虛擬現(xiàn)實與交互技術(shù)的應(yīng)用，就要考察現(xiàn)有的信息接收終端并深入研究最新的信息接收終端。隨著移動通信網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，特別是以3G移動通信技術(shù)為代表的新移動通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，“第五媒體”作為最具代表性與最具創(chuàng)新性的信息接收終端受到世人矚目?！暗谖迕襟w”主要是以移動網(wǎng)絡(luò)為運行平臺，以手機媒體為典型代表，有別于傳統(tǒng)媒體形式的新的信息接收終端。本文主要以“第五媒體”為信息接收終端，以虛擬現(xiàn)實與交互技術(shù)為手段，以創(chuàng)新為標(biāo)準(zhǔn)，探索虛擬現(xiàn)實技術(shù)與交互技術(shù)在數(shù)字化校園建設(shè)中的應(yīng)用。

一、虛擬現(xiàn)實與交互技術(shù)在數(shù)字化校園環(huán)境中的應(yīng)用

數(shù)字化校園環(huán)境主要是指校園虛擬環(huán)境，因此本文探討的是虛擬現(xiàn)實與交互技術(shù)在校園虛擬環(huán)境中的應(yīng)用。

（一）在虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中的應(yīng)用

以3G移動通信技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺，結(jié)合Internet互聯(lián)網(wǎng)，搭建校園網(wǎng)絡(luò)平臺，以校園網(wǎng)絡(luò)平臺為基礎(chǔ)形成校園虛擬社區(qū)，以虛擬社區(qū)為單位，創(chuàng)設(shè)虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境。

AR（Augmented Reality）增強現(xiàn)實技術(shù)是計算機生成的一種逼真的視、聽、力、觸和動等感覺的虛擬環(huán)境，通過各種傳感設(shè)備使用戶融入到該環(huán)境中，實現(xiàn)用戶與環(huán)境的自然交互。通過增強現(xiàn)實技術(shù)，以手機為信息接收終端，可以在校園實體環(huán)境周圍形成一個個社區(qū)，從而形成虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境。例如，在校園公告牌旁（可作為一個社區(qū)）設(shè)置增強現(xiàn)實技術(shù)接入點，學(xué)習(xí)者可以通過虛擬投影、即時互動、校園信息無線接收、專屬賬戶管理等方式獲得互動性學(xué)習(xí)信息。當(dāng)學(xué)習(xí)者需要查閱相關(guān)領(lǐng)域的書籍文獻時，可以不必進入現(xiàn)實的圖書館查閱，而是通過API（Application Programming Interface）應(yīng)用程序編程接口的文件傳輸功能進入到虛擬圖書館查閱資料。在資料的呈現(xiàn)方式方面，借助于AR增強現(xiàn)實技術(shù)，將查閱到的資料以虛擬投影的方式呈現(xiàn)，可以是圖片形式，也可以是視頻形式。甚至可以通過AR增強現(xiàn)實技術(shù)在現(xiàn)場模擬圖書館的空間結(jié)構(gòu)，結(jié)合LBS（Location Based Service）基于位置服務(wù)的技術(shù)，將對現(xiàn)實圖書館書籍?dāng)[設(shè)位置的定位模擬呈現(xiàn)在現(xiàn)場的虛擬圖書館空間結(jié)構(gòu)中，從而形成可感知的，集視覺、聽覺、觸覺、動感于一體的虛擬圖書館資料查閱過程。在虛擬校園社區(qū)中，基于AR增強現(xiàn)實技術(shù)、API應(yīng)用程序編程接口技術(shù)、LBS基于位置服務(wù)的技術(shù)創(chuàng)設(shè)虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境，將學(xué)習(xí)的過程由現(xiàn)實環(huán)境拓展到虛擬環(huán)境中，學(xué)習(xí)過程將充滿樂趣。

（二）在虛擬地理環(huán)境中的應(yīng)用

現(xiàn)今大學(xué)校園的建設(shè)規(guī)模越來越大，校園的地理空間越來越寬闊，隨之而來的是與地理位置定位相關(guān)的校園尋呼、校園定位、校園位置服務(wù)等需求的出現(xiàn)。在這樣的情況下，就可以應(yīng)用LBS技術(shù)。LBS（Location Based Service）是指基于位置服務(wù)的技術(shù)，主要包含兩層含義：首先是確定用戶所在的地理位置，其次是提供與位置相關(guān)的各類信息服務(wù)。

在校園尋呼方面，以舉辦校園大型活動為例，在活動的準(zhǔn)備階段，需要進行人員的組織與召集。通過LBS技術(shù)，可以確定各人員的位置，一是可以確定校園內(nèi)參與人員的具體地理位置，以便提高活動組織的效率，明確參與人員的分布情況。二是可以在活動現(xiàn)場確定各參與人員的具體現(xiàn)場位置，從而進行合理布局，掌握活動現(xiàn)場實況，便于現(xiàn)場組織與指揮。

在校園定位應(yīng)用方面，校園管理者可以通過LBS技術(shù)，對校園的空間資源進行科學(xué)直觀的分配。將原有的對照校園地圖進行分配的傳統(tǒng)方式轉(zhuǎn)化為對照實景建筑進行分配的數(shù)字方式，比如學(xué)校內(nèi)的校舍分配工作，通過LBS技術(shù)對校內(nèi)建筑進行精準(zhǔn)定位，通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫@管理者的移動通信終端，再通過AR技術(shù)進行呈現(xiàn)，從而幫助學(xué)校管理者完成對校舍的分配。

在校園位置服務(wù)方面，校園文化建設(shè)與之關(guān)系密切。以學(xué)校主頁為例，作為學(xué)校對外宣傳的主要途徑，現(xiàn)在的校園風(fēng)光介紹大多以圖片展示的形式出現(xiàn)，即使是少數(shù)以視頻方式呈現(xiàn)，也是校園風(fēng)光的片段式展示，校園網(wǎng)的瀏覽者無法獲得對整個校園的全景式、立體化的感知。LBS技術(shù)就很好地解決了這一問題。通過LBS技術(shù)的校園位置服務(wù)，結(jié)合AR技術(shù)的3D定位、即時互動，瀏覽者可以根據(jù)自己的需要，實時瀏覽校園的任一位置，而且是立體化的真實場景呈現(xiàn)。

二、虛擬現(xiàn)實與交互技術(shù)在數(shù)字化校園資源建設(shè)中的應(yīng)用

（一）在數(shù)字化校園資源應(yīng)用平臺建設(shè)中的應(yīng)用

隨著3G技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入融合，以智能手機為信息接收終端的第三方智能手機應(yīng)用程序越來越受到關(guān)注。例如，諾基亞手機中的ovi store、黑莓手機中的BlackBerry App World、安卓的Google Play Store、Apple的App Store等，這些都是以“應(yīng)用”為目的通過第三方智能手機應(yīng)用程序與互聯(lián)網(wǎng)進行連接而進行的商業(yè)贏利模式。這里提到的“第三方智能手機應(yīng)用程序”統(tǒng)稱為“APP”，也就是英文Application的簡稱。綜合該平臺建設(shè)的經(jīng)濟成本、普及程度、現(xiàn)有的技術(shù)水平以及應(yīng)用的便利性等因素，數(shù)字化校園資源應(yīng)用平臺建設(shè)的較優(yōu)方案應(yīng)該是以智能手機為信息接收終端，以3G移動通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)為網(wǎng)絡(luò)平臺，包含眾多APP技術(shù)的資源應(yīng)用平臺。APP技術(shù)的特點，決定了數(shù)字化校園資源應(yīng)用平臺充滿著虛擬現(xiàn)實與交互技術(shù)的應(yīng)用。

（二）在校園公開課資源建設(shè)中的應(yīng)用

通過建成的數(shù)字化校園資源應(yīng)用平臺，在校園公開課資源建設(shè)方面可以改變傳統(tǒng)的授課方式。現(xiàn)今，有很多大學(xué)或網(wǎng)絡(luò)開設(shè)公開課，主要的方式就是將課程進行視頻錄像，然后通過互聯(lián)網(wǎng)播放，學(xué)習(xí)者可以通過網(wǎng)絡(luò)播放器學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，但無法互動。隨著校園內(nèi)部數(shù)字化校園資源應(yīng)用平臺的建立，學(xué)習(xí)的主要途徑是以智能手機為學(xué)習(xí)終端，學(xué)習(xí)的內(nèi)容不是冗長的系統(tǒng)講述，而是由知識點構(gòu)成的短暫的趣味學(xué)習(xí)，將學(xué)習(xí)的過程融入到簡短的游戲過程中。而學(xué)習(xí)趣味性的廣度，則是由平臺所包含的APP技術(shù)的種類決定的。APP技術(shù)在公開課資源的建設(shè)中，通過趣味性學(xué)習(xí)中的虛擬游戲的設(shè)計，可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。而且，有別于現(xiàn)有的公開課的授課方式，APP技術(shù)可以提供學(xué)者與授者的充分互動，加強學(xué)習(xí)的效果。

（三）在數(shù)字化課件資源建設(shè)中的應(yīng)用

交互是對數(shù)字化課件資源建設(shè)的一個基本要求，那么虛擬現(xiàn)實在數(shù)字化課件資源建設(shè)中是如何應(yīng)用的呢？其實，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用過程也是數(shù)字化課件資源的信息再包裝過程。從人接收信息的各個器官來看，有資料顯示，人類接收信息的80%通過眼睛獲得，因此視覺信息的接收無疑是最重要的。當(dāng)前所處的讀圖時代的特點，學(xué)習(xí)者越來越注重視覺學(xué)習(xí)資源的接收，今后視覺課件資源的制作也將是未來的一大趨勢，這就為課件資源中大量虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用提供了可能。例如，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)演示機械運動，從而學(xué)習(xí)機械方面的課程；再比如通過演示某個文學(xué)故事中的場景，學(xué)習(xí)相關(guān)的文學(xué)知識，或許以后的文學(xué)課程會集合成“地圖文學(xué)之旅”等。

LAYAR（用手機瀏覽器連接現(xiàn)實世界）技術(shù)是由荷蘭的軟件公司Sprx mobil研發(fā)設(shè)計的一款增強現(xiàn)實的手機瀏覽器，通過該技術(shù)可以將現(xiàn)實世界與虛擬數(shù)字內(nèi)容結(jié)合在一起，從而深入了解現(xiàn)實世界中的信息。若將該技術(shù)應(yīng)用在數(shù)字化課件資源建設(shè)中，就可以方便地實現(xiàn)理論應(yīng)用于實踐的教學(xué)目的。例如，通過這一技術(shù)可以將所有課件資源儲存于校園資源應(yīng)用平臺，當(dāng)學(xué)習(xí)者在生活中遇見學(xué)習(xí)時提到的現(xiàn)實事物時，可以通過LAYAR技術(shù)獲得關(guān)于該事物的詳細(xì)學(xué)術(shù)信息。因此，這里的數(shù)字化課件資源就不僅僅是指理論知識，還包括實踐應(yīng)用，而且通過LAYAR技術(shù)將理論與實踐緊密地結(jié)合在一起。

三、虛擬現(xiàn)實與交互技術(shù)在數(shù)字化校園學(xué)習(xí)行為中的應(yīng)用

（一）在數(shù)字化校園簽到服務(wù)中的應(yīng)用

簽到的本意是指報到，用某種記錄方式確認(rèn)自己出席或參加某個活動。這里的校園簽到服務(wù)首先包括簽到的本來含義，具體則是指學(xué)校的考勤、資料的遞交確認(rèn)、校園活動的參與狀況等方面。現(xiàn)今互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上應(yīng)用較多的網(wǎng)絡(luò)簽到程序，其基本模式是以網(wǎng)頁為展示形式，通過參與者的適時網(wǎng)絡(luò)點擊，獲得簽到確認(rèn)。

以校園特有的3G移動通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)平臺，基于虛擬現(xiàn)實與交互技術(shù)雙重應(yīng)用的考慮，校園簽到服務(wù)有自己特殊的形式。例如，在學(xué)校教師的上班考勤與學(xué)生的上課考勤兩個方面，為了更加直觀地展示考勤的視覺效果，可以應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)設(shè)考勤的虛擬環(huán)境，通過交互技術(shù)的應(yīng)用，在考勤單位與被考勤者之間形成信息的交流。與現(xiàn)今的網(wǎng)絡(luò)簽到相比，校園簽到服務(wù)可以不拘泥于互聯(lián)網(wǎng)上的簽到行為，可以延伸至“第五媒體”上的簽到行為，例如通過手機進行校園簽到。同樣，校園內(nèi)資料的遞交確認(rèn)、校園活動的參與狀況確認(rèn)等都可以如此應(yīng)用。例如，校園管理層方面的文件傳遞和校園教育方面的學(xué)生作業(yè)遞交等，都可以通過在手機簽到的形式獲得資料遞交的確認(rèn)。

（二）在學(xué)習(xí)方式方面的應(yīng)用

通過虛擬現(xiàn)實與交互技術(shù)的應(yīng)用，在學(xué)習(xí)方面可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)、搜索學(xué)習(xí)、分享學(xué)習(xí)、進階學(xué)習(xí)、虛擬實訓(xùn)等。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)與交互技術(shù)，在信息接收終端創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景，脫離教室場地的限制，實現(xiàn)遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的目的，虛擬實訓(xùn)同樣可以如此。通過互動技術(shù)的充分應(yīng)用，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自身學(xué)習(xí)情況，主動搜索數(shù)字化校園資源應(yīng)用平臺中的學(xué)習(xí)資源，達到搜索學(xué)習(xí)的目的。前文提到，LAYER技術(shù)將現(xiàn)實世界與虛擬數(shù)字內(nèi)容結(jié)合在一起，瀏覽者可以根據(jù)自身知識現(xiàn)狀分層了解不同信息。因此，在進階學(xué)習(xí)方面，通過以3G移動網(wǎng)絡(luò)為網(wǎng)絡(luò)平臺，利用LAYER技術(shù)將每一科目的知識點形成層級，學(xué)習(xí)者可以在不同層級進行學(xué)習(xí)，形成分階段、層層深入的學(xué)習(xí)過程。同時，可以利用LAYER技術(shù)的瀏覽器應(yīng)用，在“第五媒體”間相互分享學(xué)習(xí)知識。例如，以班級為單位，在班級成員手機移動網(wǎng)絡(luò)內(nèi)分享電子筆記，也可以超越班級的范圍，在校園內(nèi)形成虛擬學(xué)習(xí)團隊，團隊內(nèi)分享共同感興趣的電子筆記等。

綜上所述，本文探討了信息技術(shù)中的虛擬現(xiàn)實與交互技術(shù)在數(shù)字化校園中的應(yīng)用，而且將主要的研究重點置于以“第五媒體”為信息接收終端，以3G移動通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)平臺的研究上。信息技術(shù)的發(fā)展既快速又寬泛，數(shù)字化校園的建設(shè)任重道遠(yuǎn)，本文的研究難免會存在一定的局限性，無法觸及數(shù)字化校園建設(shè)中信息技術(shù)應(yīng)用的全貌，但這樣的探索研究是必要的，本文的不足也必將成為后續(xù)研究的重點所在。

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（責(zé)編 王 一）