陳東升
(湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南 長(zhǎng)沙 410200)
財(cái)會(huì)專業(yè)教學(xué)具有枯燥、抽象的特點(diǎn),不利于學(xué)生學(xué)習(xí)領(lǐng)會(huì),需要引入技術(shù)手段輔助教學(xué)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Augmented Reality,簡(jiǎn)稱AR)是近年來新發(fā)展的一項(xiàng)智能化技術(shù),通過將虛擬與現(xiàn)實(shí)綜合呈現(xiàn)在使用者面前,營(yíng)造一種身臨其境的真實(shí)體驗(yàn)感,對(duì)增強(qiáng)使用者的多感官綜合,形成立體體驗(yàn)具有逼真的效果。將AR技術(shù)應(yīng)用于財(cái)會(huì)專業(yè)的教學(xué)中,不但能夠增強(qiáng)直觀感受,還可以形成多維度記憶,有利于專業(yè)知識(shí)的理解和牢記。依托AR技術(shù)豐富的細(xì)節(jié)表現(xiàn)能力,教師可以在教授中以簡(jiǎn)短的語言、詳實(shí)的案例進(jìn)行原理講解,有助于教學(xué)過程的雙向互動(dòng),形成活躍、積極的課堂氣氛,提升教學(xué)效果。
AR技術(shù)是依托于強(qiáng)大的信息采集系統(tǒng)和行為判斷功能,將人的動(dòng)作、反應(yīng)與虛擬環(huán)境相互對(duì)應(yīng),形成活動(dòng),結(jié)合真實(shí)場(chǎng)景的背景投影,將課堂轉(zhuǎn)移到虛擬的工作現(xiàn)場(chǎng),通過動(dòng)畫演示、互動(dòng)體驗(yàn)和行為判斷等方式,推送視頻、音頻以及體感等信息,為學(xué)生帶來全新的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。財(cái)會(huì)專業(yè)在線教學(xué)系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)在線為特色,將教學(xué)資源整合于系統(tǒng)中,以財(cái)會(huì)專業(yè)教學(xué)的特定需求為切入點(diǎn),實(shí)現(xiàn)專業(yè)教學(xué)的技術(shù)支持。
財(cái)會(huì)專業(yè)教學(xué)的特點(diǎn)是理論與實(shí)際高度融合,既有純理論的教學(xué)內(nèi)容,如基礎(chǔ)會(huì)計(jì)、經(jīng)濟(jì)法和國(guó)家稅收等,有些則是需要通過動(dòng)手實(shí)踐才能掌握的專業(yè)知識(shí),如會(huì)計(jì)電算化、國(guó)際貿(mào)易以及財(cái)務(wù)管理等。基于AR技術(shù),則是針對(duì)需要?jiǎng)邮謱?shí)踐的部分,采用虛擬實(shí)操的模式展示財(cái)會(huì)工作的虛擬場(chǎng)景,提供虛擬操作工具,實(shí)現(xiàn)虛擬環(huán)境下的實(shí)操體驗(yàn)。由于AR技術(shù)需要采集很多的傳感器信息并捕捉用戶動(dòng)作,與背景相融合,提供多維度的感覺信息,因此在軟件功能劃分中形成3個(gè)層面,具身感知層、交互行為層和認(rèn)知體驗(yàn)層。具身感知層用于建立現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界的信息交互關(guān)聯(lián);交互行為層是連接用戶感知、運(yùn)動(dòng)及認(rèn)知與系統(tǒng)的通道;認(rèn)知體驗(yàn)層實(shí)現(xiàn)會(huì)計(jì)專業(yè)知識(shí)點(diǎn)的立體呈現(xiàn)。AR教學(xué)系統(tǒng)的軟件框架如圖1所示。
圖1 AR教學(xué)系統(tǒng)軟件框架
其中,具身感知層是財(cái)會(huì)專業(yè)在線教學(xué)的信息獲取基礎(chǔ),主要內(nèi)容是硬件設(shè)備的離散信息采集及信號(hào)關(guān)聯(lián),以硬件實(shí)現(xiàn),內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單,不作為該文的重點(diǎn);認(rèn)知體驗(yàn)層是多種感覺系統(tǒng)的綜合體驗(yàn),實(shí)現(xiàn)聲光電的統(tǒng)一,設(shè)計(jì)重點(diǎn)是場(chǎng)景生成器、視頻疊加模塊;交互行為層是會(huì)計(jì)專業(yè)學(xué)生切身體驗(yàn)的關(guān)鍵,也是AR效果實(shí)現(xiàn)的主要體現(xiàn),作為該設(shè)計(jì)的核心,重點(diǎn)開發(fā)。
認(rèn)知體驗(yàn)層重點(diǎn)解決學(xué)生的感官體驗(yàn)問題,場(chǎng)景生成、圖像顯示是設(shè)計(jì)核心,立體聲矩陣僅需要完成聲道控制,涉及內(nèi)容較簡(jiǎn)單,該文不再贅述。
通過需求分析,教學(xué)系統(tǒng)需要對(duì)接若干外圍傳感器,并獲取多角度的視頻圖像,控制多臺(tái)投影設(shè)備建立虛擬場(chǎng)景,并需要對(duì)圖像信息進(jìn)行融合,建立多維度顯示模型。場(chǎng)景生成器半實(shí)物仿真系統(tǒng)的核心部分包括紅外DMD芯片、高溫黑體光源和低溫黑體光源、灰度調(diào)制技術(shù)、DMD信號(hào)處理系統(tǒng)以及光路設(shè)計(jì)。該場(chǎng)景生成器的分辨率可以是1435~850,在2微米~6微米的波長(zhǎng)下,它的表觀溫度是550 K,在7微米~10微米的波長(zhǎng)下,它的表面溫度是430 K,幀頻率是190 Hz;在高真空的情況下,當(dāng)視頻信號(hào)的輸入完成之后,通過控制電壓,進(jìn)而控制電子束的能量,再用電子束轟擊所述熒光材料,使其發(fā)出光芒并形成一幅畫面,再通過不同的光譜(近紅外、中紅外和長(zhǎng)波紅外)熒光物質(zhì)制成的熒光屏就能得到多波段的場(chǎng)景。因?yàn)槠溜L(fēng)需要冷卻,因此通常需要大型的制冷裝置,其輻射強(qiáng)度較低,幀頻率較低,空間分辨率較差,因此采用鍍有金屬黑膜的薄膜來吸收可見光的輻射,進(jìn)而引起薄膜的發(fā)熱,以此來生成相應(yīng)于可見光圖像的紅外圖象。在器件的初始狀態(tài),也就是無負(fù)載電流的情況下,兩個(gè)遮光片的空隙約為通光孔的二分之一,使光線可以從VOA裝置中穿過。假定驅(qū)動(dòng)器在、平面上,并且在軸上的磁場(chǎng)B是垂直于設(shè)備的,當(dāng)有電流穿過折疊光束時(shí),在方向上形成洛倫茲力,其形式如公式(1)所示。
式中:為結(jié)構(gòu)沿x方向的長(zhǎng)度,為穿過裝置內(nèi)的電流。
DMD可移動(dòng)結(jié)構(gòu)可視為彈性體,其彈性系數(shù)為。在外力的作用下,產(chǎn)生位移,對(duì)應(yīng)的彈性恢復(fù)力如公式(2)所示。
在結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定狀態(tài)下,洛倫茲力與彈性恢復(fù)力是相同的。這樣,該結(jié)構(gòu)在方向上產(chǎn)生的位移幅度如公式(3)所示。
由公式(3)可知,可以通過減小結(jié)構(gòu)剛度來實(shí)現(xiàn)大位移,與器件材料機(jī)械特性和結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)。它的分辨率取決于腔體的真空度,反應(yīng)速率取決于腔體的真空度和膜層的厚度,而膜片的厚度會(huì)對(duì)其力學(xué)性能產(chǎn)生一定的影響。通過玻璃防護(hù)罩,使其進(jìn)入液晶層的高電阻一側(cè),產(chǎn)生激勵(lì)電荷,最后形成電勢(shì)分布,使液晶分子重新取向,并進(jìn)行紅外極化調(diào)制。情景發(fā)生器的目標(biāo)是把被測(cè)試單位的實(shí)物直接導(dǎo)入模擬試驗(yàn)過程中,以達(dá)到評(píng)價(jià)被測(cè)試單位的效果。每個(gè)驅(qū)動(dòng)器的長(zhǎng)度是1.7毫米,寬度是0.17毫米。各驅(qū)動(dòng)裝置需要0.3 mm的晶片面積,128×128的陣列需要47 cm的晶片,以及如圖2中所示的中央邊長(zhǎng)度為7厘米的硅片。
圖2 場(chǎng)景生成器硅基片上的分布位置
所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)是由鋁材與二氧化硅組合而成的,而在實(shí)際生產(chǎn)中,則以硅為襯底,將2個(gè)相反的隔板置于不同的高度,以防止發(fā)生碰撞。首先,采用活性離子刻蝕技術(shù),在硅片表面上刻蝕出一段高度不一的硅刻蝕,其次通過高溫氧化,在熱氧條件下蒸發(fā)出一層金屬鋁,再次用干法刻蝕來制作圖案,并利用深度反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)腐蝕掉后面的硅,最后利用各向同性腐蝕技術(shù)從前部將硅刻蝕干凈。在此基礎(chǔ)上,該文設(shè)計(jì)了一種采用洛倫茲力驅(qū)動(dòng)的串聯(lián)折疊式結(jié)構(gòu),使其能夠?qū)崿F(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng),并能有效提高其傳動(dòng)效率。該方法可以在6英寸的硅基板上實(shí)現(xiàn)128×128陣列,為基于AR技術(shù)的財(cái)會(huì)專業(yè)在線教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的場(chǎng)景生成提供了依據(jù)。
由于AR系統(tǒng)中分布著大量的傳感器和互動(dòng)模塊設(shè)備,軟件需要針對(duì)核心功能和每路接口開展定制化開發(fā),且視頻處理的運(yùn)算量巨大,因此需要在適當(dāng)?shù)拈_發(fā)平臺(tái)上開展設(shè)計(jì)工作。根據(jù)軟件功能需求分析要求,確定基于Unity3D和c# Vuforia開發(fā)軟件。Vuforia引擎可以提供良好的AR體驗(yàn),并為各種設(shè)備提供了平臺(tái)。Vuforia Fusion現(xiàn)在包括谷歌的ARCore。Vuforia支持的設(shè)備列表將繼續(xù)擴(kuò)大。更好地利用Vuforia融合與改進(jìn)的定位裝置跟蹤所有類型的目標(biāo)。在統(tǒng)一的開發(fā)平臺(tái)中,實(shí)現(xiàn)接口程序的模塊化開發(fā),形成穩(wěn)定且可靠的專用接口軟件,保證視頻采集、場(chǎng)景生成等大數(shù)據(jù)量處理的帶寬要求。視頻采集后進(jìn)行處理,視頻疊加的設(shè)計(jì)過程顯得尤為重要,疊加時(shí)需要使用11 bit的視頻仿真技術(shù)來進(jìn)行處理,以5個(gè)DMD為基礎(chǔ),每個(gè)層次的DMD設(shè)備可以輸出250個(gè)~256個(gè)像素單位,一個(gè)像素單位由22個(gè)DMD單位作為代表,最終得到的圖象清晰度為128×128的分辨率。將DMD倒相陣列分成2個(gè)組,靠左邊的理想灰度值是620上下,右側(cè)的理想灰度值是625上下,這2個(gè)部分分別占據(jù)DMD陣列的一半,右邊的DMD倒相陣列的右側(cè)由二進(jìn)制數(shù)字構(gòu)成,再用一種方法將二進(jìn)制數(shù)字?jǐn)U大到10比特,再把它量化到RGB的信道上進(jìn)行疊加和識(shí)別。在實(shí)現(xiàn)視頻灰度值均勻化的同時(shí),需要考慮DMD陣列在視頻疊加時(shí)的能量分布,最好可以均勻分布在每個(gè)點(diǎn)上,并確保DMD陣列在疊加時(shí)不會(huì)發(fā)生偏移現(xiàn)象。但是當(dāng)DMD陣列在疊加過程中發(fā)生了偏差,或者由于黑體輻射能量分布不均勻時(shí),該場(chǎng)景發(fā)生器仿真的紅外成像的均勻性是否仍然能夠滿足需要?jiǎng)t需要進(jìn)一步探討和識(shí)別。當(dāng)陣列中的每層都有DMD器件時(shí),器件偏移對(duì)DMD陣列的影響要比其偏移小很多,如果有一層的陣列發(fā)生了偏移,則會(huì)出現(xiàn)與預(yù)期的不同結(jié)果。如果有多個(gè)相位發(fā)生了偏移,并且偏移量都很小,這就相當(dāng)于單層發(fā)生了偏移,而中間的一排像素會(huì)出現(xiàn)不該出現(xiàn)的灰度值。陣列偏移越大,越會(huì)受到更多的像素疊加,具體的視頻疊加灰度值取決于DMD單元的變形程度。對(duì)視頻疊加進(jìn)行非均勻校正的目的是讓輸出的視頻盡可能接近現(xiàn)實(shí)情況下物體的信息,通過校正存在非均勻性的情況,將陣列場(chǎng)景生成系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)集合,在理想的情況下即不存在非均勻性生成輸出的數(shù)據(jù)集合。為了讓DMD紅外生成系統(tǒng)實(shí)際輸出的數(shù)據(jù)集合或者紅外視頻通過校正更加接近理想情況下的紅外圖像信息,即映射視頻疊加成立,位移也會(huì)根據(jù)變形程度隨之變化。
根據(jù)上述需求設(shè)計(jì)的資源開發(fā)的任務(wù)路線,結(jié)合開發(fā)工具和平臺(tái),使用三維建模軟件Solidworks和3DS MAX進(jìn)行場(chǎng)景模型設(shè)計(jì)。三維建模后將資源進(jìn)行整合,導(dǎo)入U(xiǎn)nity3D,把Vuforia工具接入U(xiǎn)nity3D,調(diào)整配置并進(jìn)行系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的開發(fā),把用到的模型進(jìn)行繪制和優(yōu)化,并進(jìn)行功能測(cè)試驗(yàn)證,最后優(yōu)化開發(fā)代碼,完成財(cái)會(huì)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
為了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR財(cái)會(huì)教學(xué)系統(tǒng)的核心功能,該系統(tǒng)在開發(fā)中采用了unity 3D AR場(chǎng)景搭建、3DS MAX建模等技術(shù),創(chuàng)建多維度信息展示的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng),將空間以視頻投影的形式加以變換,突破時(shí)間和場(chǎng)地的限制,達(dá)到還原現(xiàn)場(chǎng)的效果。把系統(tǒng)所需的三維模型、文本、圖像和UI交互界面組件等資源轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的格式后,整合導(dǎo)入U(xiǎn)nity3D開發(fā)平臺(tái)中,在開發(fā)引擎中進(jìn)行資源配置和功能開發(fā)。財(cái)會(huì)專業(yè)3DS MAX建模的過程以貨幣為例,系統(tǒng)搜集貨幣圖像將其作為素材,在CAD繪圖軟件中繪制平面圖形,將CAD軟件中的平面圖形導(dǎo)入3DS MAX中,利用3DS MAX軟件的輪廓和尺寸繪制出第一個(gè)初級(jí)的平面模型。系統(tǒng)運(yùn)用AR SDK Vuforia來實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的功能,對(duì)二維圖形進(jìn)行處理,把二維圖形變?yōu)槿S立體模型,再用AR識(shí)別圖片,制作掃描識(shí)別的圖片。鑒于財(cái)會(huì)專業(yè)教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)際場(chǎng)景需求,綜合考慮開發(fā)成本和使用便捷性,采用圖片掃描作為AR建模的素材庫(kù)采集手段。為了彌補(bǔ)模型精細(xì)度的不足,使用貼圖讓模型變得完整,將Photoshop處理收集到的貨幣圖片中的部分細(xì)微處進(jìn)行調(diào)整,進(jìn)行貼圖處理之后,將貨幣圖像導(dǎo)入3DS MAX,檢查無誤后即可得到一個(gè)實(shí)體模型。而Vuforia在系統(tǒng)中不僅可以增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)插件,Unity3D構(gòu)成的虛擬場(chǎng)景還可以在此基礎(chǔ)上升華至真實(shí)場(chǎng)景。AR技術(shù)是需要在有交互功能的App上完成的,因此需要camera和Vuforia sdk的支持,所以系統(tǒng)完成的基礎(chǔ)是要在development Key的自定義項(xiàng)目上創(chuàng)建Vuforia,然后復(fù)制密匙回到Unity3D,再把密匙寫入App中。通過顯卡和識(shí)別卡就可以在視頻采集設(shè)備的支持下生成AR模型。由于Vuforia圖像使用的是自然特性檢測(cè)來進(jìn)行圖像匹配的,并在數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)管理器圖像或圖像特征點(diǎn)的數(shù)據(jù)收集和存儲(chǔ),因此需要在程序運(yùn)行中進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),提取特征點(diǎn)和圖像,與數(shù)據(jù)中心保存的圖像檢測(cè)特征點(diǎn)進(jìn)行匹配。然后在Unity3D中創(chuàng)建AR相機(jī)在Vuforia建立的database,即可完成AR場(chǎng)景的搭建。
由于財(cái)會(huì)教學(xué)在線系統(tǒng)是在Unity3D引擎開發(fā)出來的,采用C#語言編寫,因此在應(yīng)用運(yùn)行之前需要對(duì)源程序進(jìn)行編譯。作為在線教學(xué)系統(tǒng),系統(tǒng)中存在多臺(tái)聯(lián)網(wǎng)終端,且多為嵌入式專用硬件設(shè)備,不適于聯(lián)網(wǎng)升級(jí)。當(dāng)需要更新AR素材庫(kù)、進(jìn)行軟件功能升級(jí)時(shí),采用線下升級(jí)的技術(shù)路線,即需要在開發(fā)環(huán)境下重新修改代碼,編譯之后打包供給用戶下載。
整個(gè)系統(tǒng)不只有文本展示、圖片展示以及視頻展示等功能,還有信息交互,人機(jī)交互是AR系統(tǒng)的核心特點(diǎn),因此需要構(gòu)建豐富的資源庫(kù),方便在不同課程中選用。如各種場(chǎng)景的實(shí)訓(xùn)應(yīng)用模塊、樣例圖片及視頻、講解課件、上課過程的演示和習(xí)題如何檢測(cè)等。系統(tǒng)以財(cái)會(huì)知識(shí)點(diǎn)截圖為例,該截圖可以保存在設(shè)備的相冊(cè),方便隨時(shí)欣賞。當(dāng)模型識(shí)別成功并把細(xì)化交互內(nèi)容完成后,可以將框架中的內(nèi)容進(jìn)一步完善,例如財(cái)會(huì)學(xué)習(xí)過程中的動(dòng)畫播放、文本理論中的圖表,如果測(cè)試應(yīng)用運(yùn)行無誤,財(cái)會(huì)教學(xué)系統(tǒng)功能開發(fā)即算完成。
鑒于應(yīng)用場(chǎng)景不適于使用高端硬件設(shè)備,因此在硬件設(shè)備選型中將結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、反應(yīng)快速以及較高精度作為設(shè)計(jì)原則;伺服的主軸構(gòu)造簡(jiǎn)單,調(diào)速范圍大,可無級(jí)變速,便于調(diào)試和操控;控制系統(tǒng)功能最大限度完善,提高智能化處理水平。硬件設(shè)計(jì)主要包括驅(qū)動(dòng)裝置、顯示裝置、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置、可編程控制器以及輸入、輸出設(shè)備等。硬件設(shè)計(jì)分解如圖3所示。
圖3 AR在線教學(xué)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)分解
在硬件設(shè)計(jì)中,根據(jù)系統(tǒng)功能分解,該文將功能模塊劃分為相應(yīng)的分機(jī),并賦予對(duì)應(yīng)的功能。AR在線教學(xué)系統(tǒng)中每個(gè)場(chǎng)景存在多個(gè)虛擬物體,每個(gè)物體上有多個(gè)組件及運(yùn)行腳本,因此該文設(shè)計(jì)以HYM320F28335DSP為處理核心的專用電路,配備USB3.0、RS422和RS485等多路接口,以實(shí)現(xiàn)對(duì)豐富外設(shè)資源的管控,滿足運(yùn)行環(huán)境的需求。專用電路的工作頻率設(shè)定為150 MHz,通過一片30 MHz外接晶振實(shí)現(xiàn)穩(wěn)頻。每個(gè)分機(jī)的設(shè)計(jì)包括數(shù)據(jù)處理量評(píng)估、硬件資源選型、配套外圍電路、供電模塊和通信模塊。由于系統(tǒng)中存在多個(gè)離散的傳感器,因此需要在硬件設(shè)計(jì)中充分考慮硬件資源的分配和數(shù)據(jù)帶寬的冗余,保證多路數(shù)據(jù)訪問中不出現(xiàn)中斷沖突。圖像目標(biāo)將利用ARCore和ARKit,增強(qiáng)對(duì)模型目標(biāo)的跟蹤。采用MCU+ASIC作為教學(xué)系統(tǒng)硬件支持平臺(tái)的結(jié)構(gòu),利用ASIC專用芯片高速處理各種傳統(tǒng)業(yè)務(wù),滿足對(duì)交換機(jī)處理性能和教學(xué)系統(tǒng)硬件試驗(yàn)的需求,使用MCU實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)系統(tǒng)的管理和與軟件層的通信等功能。該文綜合考慮教學(xué)系統(tǒng)對(duì)背板帶寬、網(wǎng)口資源及交換機(jī)的若干特性要求,選型以太網(wǎng)交換機(jī)作為網(wǎng)絡(luò)傳輸架構(gòu),同時(shí)考慮了芯片供需條件和成本因素,最后選擇了成都鴻立芯公司的一款集MAC和PHY于一體、低功耗的HYM320F28335作為該教學(xué)系統(tǒng)的交換核心,選擇了HYM32F103ZGT作為MCU。根據(jù)HYM320F28335和HYM32F103ZGT的特點(diǎn),對(duì)各個(gè)模塊間的接口進(jìn)行設(shè)計(jì)。HYM320F28335主頻高達(dá)150 MHz,滿足視頻流數(shù)據(jù)的處理需求;片內(nèi)集成256 K×16位Flash,34 K×16位SRAM,能夠勝任圖像傅里葉變換的運(yùn)算需求。HYM32F103ZGT的SRAM容量最高可達(dá)96 K,最多支持21個(gè)輸入通道,完全適合AR系統(tǒng)多傳感器控制的需求。
由于AR教學(xué)系統(tǒng)設(shè)定在室內(nèi)使用,因此搭建永久固定網(wǎng)絡(luò),選用千兆以太網(wǎng)交換機(jī)作為數(shù)據(jù)通信中樞。該設(shè)計(jì)中的以太網(wǎng)交換機(jī)教學(xué)系統(tǒng)可支持9個(gè)VLAN,還有Trunk匯聚鏈路實(shí)驗(yàn)等為財(cái)務(wù)教學(xué)課程提升了仿真系統(tǒng)的流暢性。
圖4財(cái)會(huì)專業(yè)在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)包括4個(gè)部分,這4個(gè)部分分別為認(rèn)知、演繹、演練與測(cè)驗(yàn)。而這幾大部分通過排列組合成功搭建了財(cái)會(huì)專業(yè)在線學(xué)習(xí)系統(tǒng),為學(xué)生提升學(xué)習(xí)效率,為教師授課提供了便捷渠道,其中財(cái)會(huì)專業(yè)在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)中的認(rèn)知部分主要講述了財(cái)會(huì)專業(yè)在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的軟件硬件的開發(fā),演繹部分主要講述如何創(chuàng)建AR展示模型,怎么用圖文并茂的方式講述財(cái)會(huì)相關(guān)知識(shí),演練部分是通過掃描學(xué)生習(xí)題冊(cè)上的圖片并按照操作指引逐步進(jìn)行學(xué)習(xí)。測(cè)驗(yàn)部分主要通過設(shè)置測(cè)試題目來檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)情況,在教學(xué)系統(tǒng)中設(shè)定了財(cái)會(huì)專業(yè)定制化的實(shí)訓(xùn)場(chǎng)景,學(xué)生通過模擬操作,在虛擬環(huán)境中根據(jù)教師設(shè)定的考題,通過實(shí)際操作驗(yàn)證知識(shí)點(diǎn)掌握情況。在此過程中,AR教學(xué)系統(tǒng)不但提供操作的虛擬環(huán)境,還可以記錄學(xué)生的動(dòng)作與面部表情,作為分析的參考依據(jù),形成跨越時(shí)間和空間的知識(shí)教授系統(tǒng),輔助教師發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的薄弱環(huán)節(jié),以便有針對(duì)性地進(jìn)行講解和加強(qiáng)訓(xùn)練。
圖4 系統(tǒng)構(gòu)成
該文通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),將財(cái)會(huì)專業(yè)的課堂和工作實(shí)際相結(jié)合,形成虛擬現(xiàn)實(shí)的教學(xué)場(chǎng)景,輔之以聲音、背景和感覺的綜合展現(xiàn),達(dá)到身臨其境般的教學(xué)實(shí)訓(xùn)演練。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中,重點(diǎn)考慮了具有專業(yè)特色的AR功能實(shí)現(xiàn)以及專用硬件環(huán)境的搭建。由于教學(xué)系統(tǒng)的定位存在低成本、高還原度的設(shè)計(jì)要求,因此在設(shè)計(jì)中重點(diǎn)關(guān)注了虛擬功能的實(shí)現(xiàn),而忽視了仿真場(chǎng)景的畫面精細(xì)度,適當(dāng)降低了AR系統(tǒng)的應(yīng)用體驗(yàn)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,可用于展示的維度將更豐富,例如可預(yù)見的味覺模擬、觸覺模擬,以及學(xué)生之間在虛擬環(huán)境中的交流通道等,都可以為會(huì)計(jì)專業(yè)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)提供全新體驗(yàn)的技術(shù)支持。今后還將在AR細(xì)節(jié)的還原度、課件的豐富性方面進(jìn)行研究,輔助高校的人才培養(yǎng)。