虚拟现实技术是什么

1、在信息传播技术迅猛发展的今天，现有的教育内容、教育手段和教育方法正受到极大的挑战。虚拟现实技术能形象生动地表现教学内容，有效地营造一个跟随技术发展的教学环境，提高学生掌握知识、技能的效率，优化教学过程、提高教学质量、调动学生的学习积极性、突破教学的重点、难点的作用。与此同时，虚拟现实技术还结合了益智游戏、情景化学习、协作学习、远程教育等多种手段，能够有效解决许多以前根本无法解决的教育问题。例如，通过VR进行教育教学活动，在实现人与机器的交流、通过网络进行人与人之间交流的同时，还能够在某种程度上实现教学的游戏性，让教育真正做到寓教于乐，从而有效地激发学生的学习兴趣，进而更为高效地创建学习情景，支持合作，促进交流、知识表达及应用，进而构建优良的学习环境。因此，如果能将虚拟现实技术运用于现代化教育教学中，其效果将是难以言喻的。

2、得克萨斯大学达拉斯分校的教授们创立了一个利用VR技术帮助患有孤独症的儿童培养社交技能的项目。他们利用VR技术将儿童、青少年和成人孤独症患者置身于虚拟的社交环境中(如面试或初次约会)，让他们学习如何捕捉社交信号并做出适当的回应。(虚拟现实技术是什么)。

3、它是计算机技术、计算机图形、计算机视觉、视觉生理学、视觉心理学、仿真技术、微电子技术、立体显示技术、传感与测量技术、语音识别与合成技术、人机接口技术、网络技术及人T智能技术等多种高新技术集成之结晶。

4、通过监测患者在治疗过程中的脑电波，教授们发现患者的社交能力得到了提高。

5、1多感知性(Multi-Sensory)所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。 

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7、虚拟现实是多媒体技术的终极应用形式，它是计算机软硬件技术、传感技术、机器人技术、人工智能及行为心理学等科学领域飞速发展的结晶。

8、2以学生中心的教学观人本主义的学习观认为凡是可以教给别人的知识，相对来说都是无用的；能够影响个体行为的知识，只能是他自己发现并加以同化的知识。教师的任务不是教学生学习知识，也不是教学生如何学习，而是为学生提供各种学习的资源，提供一种促进学习的气氛，让学生自己决定如何学习。 

9、虚拟现实技术主要是利用计算机生成的一种模拟环境，通过各种传感设备使用户进入到这个环境中，实现了该环境直接进行交互的技术。由于虚拟现实技术在很大的程度上解决真正作战中的很多的实际问题，还节约了资金不受环境限制等等问题，因此成为了各国军方一直青睐的技术。

10、在美国，有73%的康复机构使用虚拟现实技术进行认知功能障碍的康复。

11、看看下面这张图片，这是影视作品里想象的未来技术：

12、在追踪交互领域，传感融合与三位注册建模成为发展趋势。多传感器信息融合实际上是对人脑综合处理复杂问题的一种功能模拟。与单传感器相比，运用多传感器信息融合技术解决探测、跟踪和目标识别等问题，增强采集数据可信度及精度、扩展数据采集的空间覆盖率，是数据采集技术的发展重点。目前，英特尔推出的Realsense、微软的Hololens、Google的ProjectTango基于一系列摄像头、传感器和芯片，能实时为用户周围的环境进三维建模，从而为VR设备加入类似人类对空间和运动的感知能力。

13、中国工程院院士、虚拟现实技术与系统国家重点实验室主任——赵沁平在“中国虚拟现实与可视化产业技术创新战略联盟”第一届理事会会议上说，2016年将成为我国虚拟现实技术的元年。虚拟现实技术(VirtualReality)简称VR，是利用三维图形生成、多传感交互、多媒体、人工智能、人机接口、高分辨显示等高新科技，对现实世界进行全面仿真的一种技术。信息时代，人们之间的交流也将采用新的方式、进入新的领域，实现由文字图像三维VR(虚拟现实)的转变。教育，是人类社会前进与发展的重要动力，在教育中引入较为新颖的虚拟现实技术，开拓新的教学方法与方式，对于学生更高效、更主动地掌握各类技能至关重要。

14、现阶段，我国的康复治疗中，针对患者的康复训练主要以康复医生手法操作为主，辅助以一些器械进行训练，这样的训练对康复医生的要求很高，同一时间一名康复医生只能训练一名患者，且在治疗过程中，医生易产生肌肉劳损等疾病。对于患者而言，这样的训练枯燥又无聊，注意力也大都在自己的疼痛和功能受限上，主动参与的欲望很小，甚至对康复训练产生恐惧而停滞不前。

15、虚拟战场环境，采用的虚拟现实技术使很多的受训者在视觉和听觉上都能有很好的体验，对真实的作战环境有很好的熟悉作用，用户通过必要的设备与虚拟环境中的对象进行交互，从而等同于真实环境。虚拟现实战场环境的实现主要是利用相对应的三维战场来构建三维战场环境，包括作战的背景、作战的场景还有作战人员等，通过背景生成和真实环境一样的险象环生的环境，是演练着可以真正的进入到战场，从而可以增强受训者的临场感觉，大大的提高训练的质量。

16、主要依赖于三维实时图形显示、三维定位跟踪、触觉及嗅觉传感技术、人工智能技术、高速计算与并行计算技术以及人的行为学研究等多项关键技术的发展。随着虚拟现实技术的发展，真正地实现虚拟现实，将引起整个人类生活与发展的很大变革。

17、●虚拟现实技术应用于职业技能训练的理论基础

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19、交互性就是通过硬件和软件设备进行人机交互，包括用户对虚拟环境中对象的可操作程度和从虚拟环境中得到反馈的自然程度。虚拟现实应用中，用户将从过去只能通过键盘、鼠标与计算环境中的单维数字信息交互，升级为用多种传感器(眼球识别、语音、手势乃至脑电波)与多维信息的环境交互，逐渐与真实世界中的交互趋同。

20、而虚拟现实的游戏，也许会是另一个“新世界”。在电影《头号玩家》中，男主角是一名生活在贫民窟，默默无闻的年轻人，但能够通过先进的虚拟现实设备，进入游戏世界，成为名震游戏江湖的大人物。

21、虚拟现实技术所提供的无损耗实践环境能够模拟实验、实习的全部过程。改变了护理教师演示学生练习的传统教学模式。学生可以通过学习平台提供的专业教学视频，在平台软件中提前进行模拟实验操作，在实践过程中，平台自动通过操作要点设定，提示学生实验操作规范，并对学生不正确操作进行错误提醒与人性化要点学习。学生可在无指导教师以及不占用实验室资源的情况下，顺利掌握实验操作流程，大大节约了实验室资源。 

22、在已有实证研究中，设计要素丰富，尤以基本交互、反馈、用户自主选择涉及领域最为多元。但设计要素的使用较少有理论支撑，应用领域与设计要素之间存在着“多对多”的关系，特定领域最适合何种设计要素尚不明晰。从气泡图中看，驾驶领域对“真实环境”这一设计要素使用频率最高，效果也较为显著。然而，其他设计要素如果和“真实环境”配合使用能否产生比“真实环境”更好的效果，其他设计要素是什么，其他要素的参与能带来什么其他负面影响，其他要素与“真实环境”如何配合等问题尚不明确。未来研究中可聚焦于虚拟现实技术的设计要素对职业技能培养的影响，为设计开发人员提供参考和借鉴。

23、教育部2月4日印发了《关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见》(下称《指导意见》)，要求采取政府主导、高校主体、社会参与的方式，共同实施并保障高校在疫情防控期间的在线教学，实现“停课不停教、停课不停学”。截至2020年2月2日，教育部组织了22个在线课程平台制定了多样化在线教学解决方案，免费开放包括1291门国家精品在线开放课程和401门国家虚拟仿真实验课程在内的在线课程4万余门，覆盖了本科12个学科门类、专科高职18个专业大类，供高校选择使用。这是学校教师的远程办公。

24、核心课程：虚拟现实概述、程序设计、虚拟现实引擎开发、增强现实引擎开发、三维建模和动画、全景视频拍摄及处理、虚拟现实软硬件平台搭建和维护。

25、模拟现实世界不仅让设计人员能够更轻松地创建建筑物和空间，也可以让设计者在实际创建之前进行环境测试。例如，他们可以逼真地看到，在紧急的情况下人们能够以多快的速度离开一幢建筑。

26、桌面虚拟现实利用个人计算机和低级工作站进行仿真，将计算机的屏幕作为用户观察虚拟境界的一个窗口。通过各种输入设备实现与虚拟现实世界的充分交互，这些外部设备包括鼠标，追踪球，力矩球等。它要求参与者使用输入设备，通过计算机屏幕观察360度范围内的虚拟境界，并操纵其中的物体，但这时参与者缺少完全的沉浸，因为它仍然会受到周围现实环境的干扰。桌面虚拟现实最大特点是缺乏真实的现实体验，但是成本也相对低应用比较广泛。常见的桌面虚拟现实技术有：基于静态图像的虚拟现QuickTimeVR、虚拟现实造型语言VRML、桌面三维虚拟现实、MUD等。

27、虚拟现实技术产生于20世纪60年代的美国，最近10年，随着计算机信息技术的快速发展而在越来越多的领域得到了推广应用，其出现更使得互联网的平面世界出现了三维场景。

28、心理学家和其他医学领域的专业人士已经开始使用VR技术来辅助一些传统的医学疗法，同时为创伤后应激障碍(PTSD)、焦虑症和社交障碍等病症寻找有效的治疗方案。一些医生正在使用VR技术训练医学院学生做手术。VR技术甚至还可以缓解病人的痛苦，帮助截瘫患者重新控制身体机能。

29、例如，正在英国一个商场购物的顾客可以通过虚拟现实技术体验环绕美国纽约市的直升机飞行或环绕自由女神像的海上航行。

30、VR技术使汽车工程师在实际制造汽车之前，便能在虚拟环境中测试车辆的安全性。除了制造流程以外，包括福特、沃尔沃和现代在内的一些大型车企都将VR运用到了销售环节，并鼓励潜在客户通过VR试驾车辆。

31、如图3所示，在检索出来的实证研究中，游戏化学习理论和团队学习理论应用频数最多(n=5)，借助VR进行技能训练，在沉浸性、交互性、想象性方面都类似于游戏化体验，因此，很多研究都将游戏化学习作为理论基础，具体包括使用游戏化元素(金币、勋章等)、游戏化策略(竞争、合作)等；其次为无风险刻意练习理论(n=2)、自主学习理论(n=2)；技能迁移理论、可视化学习理论、支架式学习理论、情景学习理论、掌握式学习理论、探究式学习理论、多媒体学习理论和学习迁移理论各在1篇文献中出现(n=1)。

32、传统上，医生每年使用暴露疗法(exposure therapy)治疗近800万成年PTSD患者。暴露疗法鼓励病人讲述他们的精神创伤，在想象中将他们的创伤过程形象化，并向医生解释在当时的紧张情况下发生了什么。

33、德克萨斯大学达拉斯分校(University of Texas in Dallas)的教授们创建了一种治疗方法，使用虚拟现实技术帮助自闭症儿童和青少年发展社交技能。

34、2护理实践与护理安全的矛盾安全管理直接影响到医疗质量、病人的安危、医院的声誉。护理安全是指在实施护理的全过程中，患者不发生法律和法规允许范围以外的心理、机体结构或功能上的损害、障碍、缺陷或死亡。随着人们自我保护意识和法律意识的不断增强，护患纠纷的发生呈逐步上升趋势。尤其是尚未接触临床的实习护生实在是护理安全的严重隐患。然而护理教育中，护理临床实习带教是无法回避的一环。二者之间的矛盾一直困扰着大多数的承担护理教学任务的临床部门。 

35、“反馈”与“基本交互”是虚拟现实技术在职业技能训练中应用最多的两种要素，分别占比19%、18%，如图4所示，这与虚拟现实技术“与生俱来”的“交互性”特征有密切的关系。

36、在商业领域，很多行业正在受惠于VR技术。借助于VR技术，汽车厂商正在设计更安全的车辆，建筑师正在建造更坚固的建筑，连旅行社都在利用VR技术简化旅游行程规划。

37、仅统计实证研究中出现的设计要素及其百分比，难以为虚拟现实技术的开发人员提供有针对性的参考，有必要建立设计要素与应用领域之间的联系，以明晰不同应用领域更普遍适用于何种设计要素。图5呈现的设计要素与应用领域之间的气泡图，清晰展示了两者的关系，可为虚拟现实技术开发人员提供参考。

38、4护理学教育中遇到的现实问题以及与VRT的契合点  

39、VR虚拟现实的应用领域：目前的VR仅仅是应用在视频和游戏领域，但是VR的使用领域非常广泛，医学、娱乐、军事、室内设计、房产、地理、教育等等。

40、虚拟现实技术应用于职业技能训练的数据分析方法

41、2浸没感(Immersion)又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假，使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中，如同在现实世界中的感觉一样。 

42、由于虚拟现实技术可以使人产生一种身临其境的真实感觉，能够使人与虚拟环境之间进行多维信息的交互，因此该技术具有可以使人从定性和定量综合集成的虚拟环境中获得对客观世界、客观事物的感性及理性认识，进而对某些概念进行深化，并建构新的构思和创意的特性。

43、理论基础以刻意练习理论为主，实践训练中需要在一定理论指导下开展

44、虚拟现实技术(VirtualReality简称VR),又称灵境技术。是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。他综合利用了计算机图形学、仿真技术学、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性，而且能够突破空间、时间以及其他客观限制，感受到真实世界中无法亲身经历的体验。

45、VR技术也基本上采取相同的方法：它利用VR头盔营造一个逼真的虚拟世界，其中许多元素是可以定制的(比如在治疗战争老兵时，可以用VR逼真地还原枪弹横飞、直升机和导弹呼啸来袭的画面)。医生随后要求病人讲述具体的症状。

46、在教学实践中，亲身经历、亲身感受比空洞抽象的说教更具说服力，主动地去交互与被动的观看有着质的差别。因此，虚拟现实技术可以广泛用于学习情景的创设，增加学习内容的形象性和趣味性，进而实现模拟训练。通过VR进行学习和教育，不光可以减少现实空间中某些训练操作的困难和危险，更可以使训练造价得到大幅度降低。因此，我们说，虚拟现实技术将是继多媒体、计算机网络之后，在教育领域内最具有应用前景的一项技术。

47、利用虚拟现实技术训练可以解决这些问题，使用计算机生成一些有趣的娱乐性的小游戏或旅游场景让患者参与其中，并在完成任务后给与奖励。这个技术在操作时涉及感觉输入，大脑对信息的判断和整合，神经对运动的有效支配等，在完成任务的过程中，患者会不断得到反馈，促使运动模式不断调整，从而形成优化的神经网络和运动程序。游戏中还会涉及精美的画面，优美的音乐和正向的反馈等刺激，转移患者对病痛的注意力，可以使患者在心理上降低对训练的恐惧感，从而达到尽快康复的效果。

48、●虚拟现实技术应用于职业技能训练的效果测评

49、美国一位艺术家对虚拟现实的潜能非常着迷。通过虚拟现实设备，他完成了一个非常有趣的实验：人类受试者戴上虚拟现实设备，设备另一端连接的是一个机器布偶。实验全程工作人员只对布偶施加动作，同时观察受试者的反应。例如拿一根针假装要戳布偶的眼睛，神奇的是，受试者也不约而同地感到害怕并向后躲闪。

50、很多文章没有鲜明地提出学习理论，没有理论基础的实验研究只可以复制，但是没有推广价值。有文章明确提出了学习理论，“游戏化学习理论”与“刻意练习理论”作为研究开展的重要理论基础，为训练效果的提升发挥了重要作用。其中，“刻意练习理论”是指让有动机的学习者参与到某一集中实践中，这一实践是基于良构性的目标，代表一个现实世界的任务，并立即提供信息反馈。在VR训练中可尽量让参与者有充足的训练时间和体验，以便可以熟练掌握训练内容，唤起“肌肉记忆”。在今后职业技能培训或科学研究中，可结合学习理论、技能训练理论等，优化技能训练。

51、虚拟现实技术由于能够创建与现实社会类似的环境，解决学习媒体的情景化及自然交互性的要求，因此较早被欧美一些主要国家应用于教育与教学领域。1985年，美国国立医学图书馆就开始了人体解剖图像数字化研究。随后，德国的汉诺威大学建立了虚拟自动化实验室、西班牙大学电子系开发了电子仪器虚拟工作平台、意大利帕瓦多大学建立了远程虚拟教育实验室、新加坡国立大学开发了远程示波器实验和压力容器实验等。1995年，在互联网上首次出现了“虚拟解剖”实验。

52、虚拟现实(VR)不只是给人以神奇的视频游戏体验，这种技术还具有改变医疗、商业、建筑、制造等许多领域未来格局的潜力。

53、(培养目标)掌握虚拟现实技术和增强现实技术相关专业理论知识，具有虚拟现实技术和增强现实技术相关项目的软件开发和系统集成能力，包括虚拟现实领域的高级三维模型制作，三维动画制作，虚拟现实场景制作，交互功能开发，虚拟现实软硬件平台搭建和调试等能力，培养从事虚拟现实技术和增强现实技术项目设计、开发、调试等工作的高素质技能型人才。

54、虚拟现实技术可以由软件提供多种场景，使患者置身于旅游或者游戏场景中，患者在治疗过程中充满乐观情绪，同时，可以利用语言和文字对患者进行心理诱导，调动患者的精神作用来强化生理治疗的作用。

55、本文摘自《中国职业技术教育》2022年第6期，如有转载请注明出处。

56、美国有超过4000万成年人有焦虑症。虚拟现实游戏《Deep》——“数字化的横膈运动”——可以帮助焦虑症患者处理恐惧和焦虑，在游戏中用户将利用一条腰带监测呼吸。这个游戏将用户带入一种自然环境中，引导他们进行腹式深呼吸练习，在大约五分钟时间里平静下来。

57、与发达国家相比，我国虚拟现实技术的开发和应用还存在差距，但这种差距已引起有关部门和科学家们的高度重视，并根据我国国情制定了开展虚拟现实技术及相关技术领域的研究。清华大学利用虚拟仪器构建了汽车发动机检测系统；华中理工大学机械学院工程检测实验室将其虚拟实验室成果在网上公开展示，供远程教育使用；复旦大学、上海交通大学、广州暨南大学等一批高校也开发了一批新的虚拟仪器系统用于教学和科研。由上可知，虚拟现实技术虽然在国内外的教育教学中有所应用，但在我国教育中的使用仅局限于高校的研究性和探索性教学当中，而对广大普通大、中、小学生的普及则远远不够。

58、在37篇文献中，涉及医学、驾驶、工业等9个应用领域，涉及领域多元。虚拟现实技术在医学教育中极具优势，其应用于医学领域的实证研究最为丰富，对虚拟现实系统开发的设计要素和应用于具体实践过程中测评的变量、收集和分析数据的方式等都有系统的参考价值。然而，虚拟现实技术应用于消防、旅游、建筑等领域的技能训练文献数量较少，一方面可能是由于这些领域在成本、安全等方面在可接受的范围内，虚拟现实技术的应用不像在医学领域那样迫切；另一方面可能由于虚拟现实技术应用于这些领域中的效果和传统训练方式效果相比没有显著性差异。未来研究可针对在消防、旅游、建筑等领域存在于现实生活中难以解决的问题，如消防领域的火灾演练、旅游业中时空受限、建筑业中模型搭建与效果测试等，开发相应的虚拟现实系统，有针对性地训练参与者职业技能。总体而言，这些研究没有从职业教育课程中完成的，而是一种基于虚拟现实技术学习过程和发展的探索，较少应用于职教一线训练。

59、虚拟现实技术实现的载体是虚拟现实仿真平台，即(Virtual Reality Platform，简称VRP)。VR(虚拟现实)技术可广泛的应用于城市规划、室内设计、工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、房地产销售、旅游教学、水利电力、地质灾害、教育培训等众多领域，为其提供切实可行的解决方案。

60、作为人类，我们已经拥有很多创造和进入其他“世界”的经验。我们写书，表演，玩游戏，在某种程度上都是在创造现实以外的世界，在不断扩大我们生活的范围。

61、如图9所示，t检验用来统计两个满足正态分布的独立样本平均数是否存在显著性的差异，在检索的实证研究文献中也是使用频次最多的分析方法。文本内容分析一般用于分析访谈数据、开放性问题数据、日志数据等。

62、VR技术能帮助建筑师和设计师等更好地进行建筑设计。用户可以在VR世界中进行三维创作，由电脑生成的图像也能取代手工画图，最终将缩短设计和绘图时间，从而有效地降低成本，并提高建筑的安全性。

63、虚拟现实技术能否在未来实现全民的远程办公呢？从这几个新闻就可以看出虚拟现实技术已经在大大拓宽远程办公的类型，除了互联网人有台电脑就可以干活，医生/教师/巡检工人这些需要面对面、需要工具、需要在某些环境的这些工种也实现远程办公了。随着交互设备的进步、VR+5G、数字孪生等技术的进一步发展，未来远程办公有望全面覆盖更多工种。

64、(就业方向)主要面向虚拟现实技术相关的企事业单位，在虚拟现实和增强现实技术应用岗位群，从事项目设计、项目交互功能开发、模型和动画制作、软硬件平台搭建和维护、全景拍摄和处理等工作的相关岗位。

65、指用户对虚拟世界中的物体的可操作性。例如，用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体，这时手有握着东西的感觉，并可以感觉物体的重量，视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。

66、从测评变量轴(横轴)看，对“操作技能”的测评除建筑领域外，涉及了所有领域，医学领域共20篇实证研究文献，有17篇涉及对操作技能的评价；“知识水平”在驾驶、建筑、医学、旅游业和消防等领域进行测试，原因可能是因为掌握这些领域一定的内容知识，更有利于技能的训练；训练者的“认知负荷”除在医学领域内测评外，工业领域也有两个研究进行测评，原因可能是因为从事工业领域的人群身体和精神压力很大，故而，需要着重关注这一类人群的认知情况；“迁移效果”只有在驾驶领域内(飞行员飞行技能操作)测评。

67、由于沉浸性、交互性和构想性三个特性的英文单词的第一个字母均为I，这三个特性又通常被统称为3I特性。

68、首先，教学者需要清晰地规划何种训练内容有必要使用VR。适当指导训练者在VR中遇到的困难，提供必要的学习支架以支持训练者训练效果。其次，与训练者共同开发VR环境中的训练课程。学生从教育资源的“消费者”转向“创造者”已经成为教育发展中的重要趋势，教学人员可与训练者共同开发课程，构建共同创造型学习环境，并最终促进训练者训练效果的提升。最后，职业技能训练教学人员需要与系统开发人员合作，以选择适合本门课程的训练内容，满足教学需要；与研究人员合作，接受研究者最新理论的指导，创新教学模式，改进教学实践。

69、   问题2：虚拟现实技术应用于职业技能训练理论基础有什么？

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