虚拟现实和增强现实对数字媒体的影响

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摘要：AR虚拟现实技术与VR增强现实技术为未来数字媒体教育带来了巨大的改变，在结合软硬件分析及传统与未来的教育方式分析的基础上，探讨未来AR与VR技术在教育上的应用与新学习方式以及技术上的瓶颈，研究VR与AR对数字媒体教育上所产生的影响，帮助教育者与学习者在未来数字媒体教育环境中更好地接受新技术所带来的数字媒体教育与学习的变革。

关键词：VR；AR；数字媒体教育；教育优势

1VR与AR的概念

1.1VR概念介绍

VR是虚拟现实技术，同时也被称作灵境技术，是一种通过计算机图像运算处理以及动作传感捕捉技术的应用，创造出与人进行模拟互动的虚拟现实世界。虚拟现实技术所带来的是人与智能设备的全新互动方式，通过虚拟现实设备观察及使用虚拟现实环境中的物品，模拟出的外部感觉。并通过真实的感官反馈，使人获得VR技术带来的现实与超现实感受。

1.2AR概念介绍

AR是增强现实技术，是一种通过即时计算机运算现实影像数据与创造出的虚拟影像数据进行混合处理，使现实与虚拟世界产生无缝的链接。在虚拟与现实的碰撞下产生虚实的结合，现实影像与虚拟影像同时出现在人们的眼前，相辅相成，增强对现实世界的感知力，增加信息，为人们的日常生活提供即时信息。

2VR与AR技术的差异

2.1设备存在的差异

通过具有图像运算能力、显示功能的头戴式设备，穿戴式运动捕捉设备，环绕式声音模拟设备，感觉模拟元件实时同步，将人的意识导入虚拟现实的环境，目前主流的VR设备端口可分为三种，分别是移动端、PC端、一体机。AR所创造的环境是虚实结合的，功能包含智能识别、现实地理定位。主流AR设备为装载了AR软件移动端设备与AR智能眼镜（或头盔）。移动端AR通过搭载软件就可以进行AR技术的使用，其拥有着便携、包容性与普及性，通过软件就可实现AR技术的应用。目前VR技术在电商、社交、游戏方面都有着实际的应用。

2.2应用环境的差异

现阶段的VR相当于“影射”，这如同电影拍摄，影像可取自实景也可数字创作，在应用上主要关注虚拟场景是否有良好的体验和交互[1]。根据应用需求、认识水平和技术条件，系统分别构建合理、夸张或虚幻的VR环境。AR则相当于“镜像”，这如同照镜子。影像通常伴随实物而变化。AR强调复原人类视觉的功能，自动去识别、跟踪物体（系统可自动将物体分为2D、3D、GPS、体感、面部等），然后进行多维建模、场景融合，最后显示在设备屏幕上，并可实时交互虚拟信息。AR的应用主要是为了提升现实工作、生活或学习的思维动力和实践能力[1]。VR、AR的常见应用如表1所示。

3以教育领域为例凸显AR、VR优势

VR与AR技术应用于数字媒体教育分别具备了不同方面的优势，具体如下。

3.1VR的多方面教育优势

3.1.1浸没方面，身临其境

VR技术创造出的定制化虚拟空间使学习者拥有了身临其境的感受，通过动作捕捉设备，体感设备的辅助反馈对物体进行操控与设计，学生沉浸在这样的虚拟环境中使得原本乏味的学习变得更有趣味性，获得专注且深层次的学习体验。3.1.2构想方面，引人入胜在VR的虚拟世界里，VR拥有着广阔的构筑可能。在实际学习中，学生在VR技术的辅助下得到了对学习内容客观理性的认知，系统的学习项目课程将改变为风格不同、剧情不同的定制化事件，技术展现出来具体的抽象概念。学生会得到优于普通教育的知识获取模式，学习记忆得到了更好的优化。3.1.3交互方面，提升效率在VR环境中不再需要使用常用的PC外接设备如鼠标、键盘、数位板等。通过使用动作传感器分析用户动作行为数据，使得动作操作成为可视化操作，使得原本烦琐的外设操作变得简化与快捷，人机交互方面获得巨大提升。帮助学生节约大量时间，提升了效率。

3.2AR的教育适用方面

AR技术对教育领域的支持是十分突出的，能广泛适应各种教育活动。例如在很多方面，AR技术的应用能使得知识的传递脱离枯燥的文字而变得更加生动形象。3.2.1兴趣方面，乐在其中寓教于乐是AR最大的特点。知识教授变得不再枯燥无味，通过AR让学生在娱乐和游戏中获得知识已变为可能。AR技术不仅能使知识的传递变得更加有趣，还可以使得学生在虚拟世界中实现知识的应用，这种“真实”环境的学习体验使得知识记忆变得更加持久和深刻。3.2.2智能方面，动人心弦AR将成为新的人机交互的窗口。云计算、大数据等优势，使采用AR技术能更加全面地了解学习者的状态，从而制订最合适的学习计划。3.2.3自主方面，改善效果AR技术能够实现人和计算机的交流，知识的传递可由被动变为主动。通过故事、移动APP、媒体等多种工具，学习者可以多途径地学习知识。同时通过AR技术，能使实践活动不再受场地、经费、设备和时间等的限制，获得更加真实的体验，使学习者能更深刻地去理解和接受知识。因此，AR技术能够使学习的途径和方式变得更加具体，能够优化学习的过程，弥补知识传递的缺陷，提高了知识传递的效率。

4VR、AR在数字媒体教育中的应用

4.1未来数字媒体教育的发展面对着双重的挑战

环境上分析，学生学习的自由度变大，学习的环境不再限于现实课堂，因此，在学习方面需要保证学生的学习活跃度和对学习的积极态度，学生与教师的沟通，学生与学生之间的互动，是未来教育必要保证的条件。学习方法分析、线下的学习项目的专业隔阂较大，课程结构过于死板，大部分内容变得陈旧后无法立即更新，学生的创造力受到了限制，与线上学习的自由程度、丰富的学习资源产生了强烈的冲突。我们需要解决线上学习的信息零碎问题，就必须要用深透的学习方式进行，保证知识结构呈现的完整性。VR、AR技术是具备长期发展及使用意义的全新科技。它拉近了对学习有需求人群与数字媒体教育的距离，改变了学生对时空间的思维概念。在未来的发展中，教育需要通过探寻深透的学习方式与学习空间，这将在VR与AR的支持下实现。

4.2VR、AR的数字媒体教育应用的体现

4.2.1硬件定制化随着科技的进步，电子设备的更新淘汰速度越来越快，人们对电子产品的要求也是越来越高。因此VR、AR技术实际应用需要硬件和软件的不断更新，以适应科技迅速发展的趋势。在教育领域，VR、AR技术的实现需要硬件和软件的同步开发，使得创意和实践完美契合。4.2.2内容可视化VR、AR通过虚拟现实的互动和动画的呈现将会使得学习的过程变得生动有趣起来。而如何将这些内容进行生动化将是教材编写的一个难点。可视化的教学内容，必须通过丰富的故事和场景将知识进行传递。而为了使知识的接受能够循序渐进，故事必须具备较高的逻辑性。VR、AR的学习程序通过较强的逻辑性来一步一步引导学习者不断获得知识，取得进步。VR或AR对于教育资源的开发有着更高的要求：不仅要对大量文字、图片、视频、情景等整合以及后期的渲染，还需要对大量的数据进行处理，实现场景和用户的交互。其开发程度较传统教学资源难度更高，但相对于整个行业的发展来看，VR、AR每年的行业增长率都保持在100%以上，技术的发展必将带来更简便的开发方式，以后VR、AR的开发难度将会逐步降低，VR、AR教学的实现将会更加容易。4.2.3环境虚拟化在VR、AR及网络等技术的支持下，自学将成为学生提取知识的途径，在虚拟环境下，学生的学习方式将会变得丰富，通过自学自测的方式自行制订学习方案，再配合新的教学方案，激发学生对于学习的兴趣，提高学习的积极性，完成设计。在VR、AR的空间内所展现的不只是充足的视听体验，还拥有交流互动性，在遇到个人无法处理的问题时，就可以通过技术的发展得到解决的方案，如果有的学生较内向、沟通困难，那么在虚拟环境中他们将获得虚拟环境所带来的帮助。4.2.4体验真实化VR与AR将学习有关的问题有效集中，将原本无趣且枯燥的内容变成了全新的学习内容，把需要记忆的知识进行理解运用，创造出新的学习规则，让学生得到了真正的学习方法。在VR与AR所带来的数字媒体教育模式中教师也需要适应这种变化，灵活使用全新的设备工具。

5不足与分析

硬件还远未成熟，相应的软件内容也匮乏，虽然大批创业者涌入进来，不过实效还是不够显著，这是VR、AR的现状。虚拟现实令人感到眩晕恶心，舒适度差。在早期虚拟现实设备中，也经常出现“虚拟现实眩晕症状”。尽管延时滞后和应用设计都会大幅减少这种情况，但其依然时常出现，硬件依然需要改善。用户体验成本相对较高，购买动力不足。相对而言，性能中等偏上的VR设备，其价格也普遍偏高。随着科技发展越来越先进，计算机模拟的虚拟世界也越来越真实，很容易让人沉浸不能自拔，虚拟现实技术会不会成为人们的一种精神鸦片，从而忽略了真实生活，也是需要人们思考的问题。

作者：谢昊文 李依璇 刁琴琴 单位：金肯职业技术学院