Learning from virtual reality applications in education

This paper presents an overview of the uses of virtual reality in education. It draws particularly on three projects, the West Denton High School in Newcastle, the Human-Computer Interface Technology Laboratory's summer school in Seattle and the Shepard School for children with special needs in Nottingham. In each of these projects, there is distinctive relationship between the learning experience and the experience of virtual worlds. Here, the concern will not be with the pedagogical value of these projects, which have been documented elsewhere, but with the wider contribution that they can make to our understanding of virtual environments. To do this, it examines in each case how the virtual reality systems are integrated into the curriculum, how these systems relate to the learning process, the usability of the systems, and the possibilities and constraints of the virtual worlds. By comparing these with other emerging virtual reality applications, such as entertainment games, it can be seen that different systems present a variety of possibilities for constructing presence in, and interaction with, virtual environments.     

基于虚拟现实技术的培训系统开发模式探究

现今的中国比以往任何时候都需要高素质并掌握各种技能的技术工人。中国技工人数以及中高级技工的比例与发达国家相比尚有很大的差距,这与中国高速发展的经济状况是极不相符的,传统技工教育已不能完成这么庞大的教育工程。本文将探讨基于虚拟现实技术的新的培训模式——虚拟培训,分析虚拟现实技术独有的优势将给技工教育的发展注入强大的推动力．阐述虚拟培训系统的开发过程并试图总结开发模式。希望该文能够为相关人员提供借鉴,为中国经济保持高速发展提供有力的人才保障。     

一种基于物理意义的快速力反馈形变模型及实时力觉响应算法

虚拟物体在受力作用时的形变建模是虚拟环境中力/触觉人机交互的关键.文中提出了一种新的基于物理意义的形变建模方法,不仅计算速度快,满足力反馈的实时性要求,而且能够同时保证接触力和形变的计算具有较高的精度,适用于具有较大变形量的柔性物体的力反馈计算,满足精细作业对虚拟现实系统的要求.     

基于虚拟现实技术的培训系统开发模式探究

现今的中国比以往任何时候都需要高素质并掌握各种技能的技术工人。中国技工人数以及中高级技工的比例与发达国家相比尚有很大的差距,这与中国高速发展的经济状况是极不相符的,传统技工教育已不能完成这么庞大的教育工程。本文将探讨基于虚拟现实技术的新的培训模式---虚拟培训,分析虚拟现实技术独有的优势将给技工教育的发展注入强大的推动力,阐述虚拟培训系统的开发过程并试图总结开发模式。希望该文能够为相关人员提供借鉴,为中国经济保持高速发展提供有力的人才保障。     

支持力反馈的肝脏外科虚拟手术仿真系统

介绍一个用于外科手术的肝脏虚拟手术仿真系统。该系统基于SensAble公司的PHANTOM力反馈设备,利用虚拟现实技术实现肝脏手术过程中有关肝脏及其内部组织的多种手术操作,提供真实的视觉反馈和力反馈,具有良好的实时性。为虚拟现实技术在手术仿真中的实用化探索出一条可行的道路。     

基于VR的网络教育研究与应用

随着网络时代的来临,网络教育迅猛发展.将虚拟现实技术（Virtual Reality）应用于网络教育中,结合网络教育的特点,可以仿真学校的校园环境.虚拟现实是计算机与用户之间的一种更为理想化的人-机界面形式,能够为学生提供生动、逼真的学习环境,学生能够成为虚拟环境的一名参与者,在虚拟环境中扮演一个角色.真实、互动、情节化的特点是虚拟现实技术独特的魅力所在.     

Effects of avatar character performances in virtual reality dramas used for teachers’ education

Virtual reality drama has the benefit of enhancing immersion, which was lacking in original e-Learning systems. Moreover, dangerous and expensive educational content can be replaced by stimulating users’ interest. In this study, we investigate the effects of avatar performance in virtual reality drama. The hypothesis that the psychical distance between virtual characters and their viewers changes according to the size of video shots is tested with an autonomic nervous system function test. Eighty-four college students were randomly assigned to three groups. Virtual reality drama is used to train teachers concerning school bullying prevention, and deals with the dialogue between teachers and students. Group 1 was provided with full-shot video clips, Group 2 was shown various clips from full shots to extreme close-ups, and Group 3 was provided with close-up shots. We found that the virtual reality drama viewers’ levels of stimulation changed in relation to the size of the shots. The R-R (between P wave and P wave) intervals of the electrocardiograms (ECGs, bio-signal feedback) became significantly narrower as the shot size became smaller.     

一种提高基于线绳的力反馈设备显示阻抗范围的方法

提出一种通过动态调整线绳预紧力提高基于线绳的力反馈设备显示阻抗范围的方法．介绍了基于线绳的力反馈设备的基本结构,从能量耗散的角度分析了线绳张力对设备显示高刚度虚拟物体时稳定性的影响,并分析线绳预紧力与力觉交互透明性之间的关系．为同时满足稳定性和透明性的要求,根据设备操作末端与虚拟物体的接触状态,对线绳的预紧力进行动态调整．实验结果表明,该方法能够在保持设备透明性的同时,有效提高其稳定性,从而提高设备显示的阻抗范围．     

文化遗产保护中虚拟现实技术研究进展

文化遗产是连接过去与现在的桥梁, 具有重要的历史、 文化和教育价值. 面对自然灾害和人为因素等多重威胁, 传统的文化遗产保护手段存在成本高昂、效率有限和普及性不足等局限. 虚拟现实技术以其抗破坏性、沉浸性、交互性和经济性等多方面优势, 为文化遗产的保护和传承提供了创新的解决路径. 对虚拟现实技术在文化遗产保护领域中的应用现状和研究进展进行综述, 从数字化采集、三维建模、交互设计和虚拟展示等环节, 详细讨论虚拟现实技术在文化遗产保护中的研究和探索; 探讨了虚拟现实技术在教育、严肃游戏、博物馆和叙事等实际文化遗产保护项目中的应用成效, 凸显了其在提升用户体验、促进文化理解和交流方面的积极作用; 最后介绍智能化、互通性和可演变性的发展趋势, 预示着虚拟现实技术将为文化遗产保护提供更多创新的可能性. 展望未来, 应继续探索虚拟现实技术在文化遗产保护中的新方法和新途径, 实现更广泛的社会参与和文化价值传播.     

面向上颌骨骨折复位手术的虚拟系统设计

基于3D计算机触觉视觉交互(CHAI3D)和开放图形库(Open GL)等开源软件,设计了针对上颌骨复位手术的仿真系统。使用真实病例的CT图像搭建虚拟场景,通过Geomagic力反馈设备对虚拟模型进行三维操作并输出触觉反馈。在原有单点碰撞算法的基础上,提出了使用多个中介代理的多点碰撞算法,避免了虚拟手术工具的手柄插入虚拟器官的不实仿真;通过力反馈设备对头颅骨模型进行选择、移动和旋转,模拟手术中对头颅骨的移动和放置。系统可用于训练医学院学生,也可用于复杂手术的术前规划。     

虚拟现实的力触觉交互技术发展现状与趋势

虚拟现实通过模拟人的视觉、听觉、力触觉等,使人处于一种与真实世界非常逼真的虚拟世界中,来感受、体验和评价虚拟世界中的场景和设备。力触觉在虚拟现实环境中有其突出优越性,力触觉使得虚拟现实环境变得真实,是唯一的既可接受周围环境输入又可以对周围环境输出的感知通道,可极大增强可视化表达的效果。虚拟现实的力触觉交互技术包括力触觉再现技术和虚拟环境的力触觉建模。介绍了这两方面的发展现状、存在的问题和今后的发展趋势。     

一种基于电流变液体的力反馈装置

针对虚拟现实和遥操作机器人技术的需要,提出了一种基于电流变液体力反馈装置的设计方法.该装置的核心材料是一种新型智能材料电流变液体,在施加电场的情况下,其流变特性如粘度会发生剧烈的变化.着重叙述了装置的实现原理、结构模型,分析了装置各参数对反馈力的影响,设计出装置结构并在此基础上对装置进行了力学实验,实验结果证明了文章所提出的力反馈实现方法的有效性.     

带有振动触觉反馈的上肢康复系统

康复机器人在脑卒中患者的术后恢复治疗中起着重要作用。为了提高患者在康复训练过程中的主动性和专注度,提出了一种带有振动反馈的上肢康复训练系统。该系统利用多传感器获取人的上肢位姿信息,实现与虚拟场景的实时交互,并通过实时多层级振动反馈引导人的康复动作。通过心理物理学实验评估受试者对不同振动强度的感受,得出了人体感受区分明显的3个振动强度等级。构建了视触觉有效性实验,受试者需要在虚拟场景中完成特定的康复动作,实验结果表明,相较于无触觉反馈,受试者在振动触觉反馈的作用下可以更稳定高效地完成康复任务。     

浅析虚拟现实技术

虚拟现实技术是一门综合性很强的高新技术,该技术被广泛应用于先进制造、军事模拟、数字城市、生物医学等众多领域.本文追溯了虚拟现实技术的起源,探讨了该技术的三大特点:沉浸感、交互性和构想性,并根据沉浸的不同程度将虚拟现实技术分为四大类型:桌面式虚拟现实、沉浸式虚拟现实、增强现实的虚拟现实以及分布式虚拟现实.     

支持力反馈的肝脏手术虚拟仿真及研究

该文提出了一种基于支持力反馈的肝脏虚拟手术仿真系统,支持力反馈的肝脏虚拟手术仿真实现流程主要包括CT影像的肝脏三维重建、空间场景构建、实时动态交互设计、反馈力的手术操作仿真.虚拟仿真环境搭建完成后,用户能够通过头盔式显示设备HTC Vive Pro及其所配备力反馈手柄在虚拟手术场景中进行肝脏手术切割的沉浸式知识学习及实...     

虚拟现实技术在现代教学中的应用研究

虚拟现实技术是一门综合性信息技术,它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术,提供了更高级的集成性和交互性,给人以愈发逼真的场景.虚拟现实技术作为新型的教学媒体已广泛应用于教育领域.主要探讨虚拟现实技术的基本特征以及它在现代教学中的作用和应用.     

基于ASP.NET Ajax与CULT3D的电子商务系统设计与研究

针对传统网上购物的不足,提出了基于Ajax与CULT3D技术的B2C电子商务网站的设计方案.重点介绍了如何在ASP.NET中引入CULT3D技术进行网络商品的3D展示,并采用Ajax技术提高网络的响应速度.目的是使网上交易更加直观、方便,为顾客提供更加满意的服务.此外,给出了系统设计的关键技术,实现了网站的设计开发,证...