CAVE沉浸式系统在教育行业中的应用
来源:原创
编辑:小翔
时间:2021-04-06 11:28

沉浸式系统,是指运用头盔式、手套式、盔甲式的显示器和传感器使人的视觉、听觉、触觉及一切感觉沉浸在虚拟世界的计算机系统中,或者是指利用多个大型投影产生一个房间,观众处于其中而有一个身临其境的感觉。这是较高级的虚拟现实系统。
CAVE(Cave Automatic Virtual Environment)是一种基于投影的虚拟现实系统,它由围绕观察者的四个投影面组成。四个投影面组成一个立方体结构,其中三个墙面采用背投方式,地面采用正投方式。观察者戴上液晶立体眼镜和一种六个自由度的头部跟踪设备,以便将观察者的视点位置实时反馈到计算机系统和体验身临其境的感觉。当观察者在CAVE中走动时,系统自动计算每个投影面正确的立体透视图象。同时,观察者手握一种称为Wand的传感器,与虚拟环境进行交互。
沉浸式虚拟现实实验,是建立在一个虚拟的场景呈现的情景之上,注重的是完全沉浸式的视觉,以及与现实场景类同的真实操作。在虚拟实验中,学生有充分的实验自主权,能仿真实现各种实际的甚至不可视、不可摸、不可入、危险性高的实验以及想象的实验场景和科研对象,对教学上也有比较大的帮助。
虚拟现实技术在教育科研中的应用,主要表现在三个方面:
①扩展可观察行为
虚拟现实技术建立的对象是虚拟的三维空间,学习者的可观察行为可以是对虚拟对象的操作和控制,扩展了可观察行为
②增强学习动机和创造力
虚拟的三维空间因其能模拟现实的世界和视觉听觉的感受性,本身就可以激发学生的学习兴趣,促进外部动机转化为内部学习动机。只有当外部动机转化成学生内部学习动机后,才能增强学生学习的持久性。虚拟三维对象的交互和反馈使得学习者更容易加强现实世界与所学知识之间的关联联系,减轻学习者对书本和二维平面所需付出的想象努力,减少学生的厌倦情绪,增强学习动机的持久性。尤其在学习空间几何上,大部分学生会遇到空间想象力不足的困难。我们通过三维建模,可以在很大程度上延伸学生的想象空间,提升学生的空间想象力。
③加强操作性知识演练
采用桌面虚拟现实技术,建立实物模型,设计操作灵活性、自由度和及时合理的反馈和导航,可以允许学生反复演练。这样,一方面可以解决同一时间内大规模的教学问题,另一方面可以加强学生操作的熟练程度,从而减少学生面对事物操作所需的熟练使用时间的长度和降低犯错误的概率。
④量身定制沉浸式体验空间
根据实际需求,恒利翔光电科技设计最适合您的沉浸式洞穴空间。本系统采用四通道CAVE投影系统,包括3通道内面投影和1通道地面投影,分别处在观看者的前(主幕)、后(侧幕)、左(侧幕)、右(地幕)四个方向,互成90度呈现。四个投影面组成一个立方体结构,其中三个墙面采用背投方式,地面采用正投方式。
此外,沉浸式系统还可以应用于文化人文博物馆、城市规划馆、企业智慧展厅和沉浸式全息主题展示,以及文旅沉浸式数字体验、军事仿真训练、驾驶仿真训练等场景。

沉浸式艺术馆

沉浸式天文馆

沉浸式城市规划沙盘