虚拟现实技术在软件工程课程的应用

虚拟现实技术在软件工程课程的应用

摘要:虚拟现实技术是目前软件研发的主流方向,通过引入虚拟现实技术能够将视觉感官发挥到极致,并且带动其他感官形式,针对上述背景,研究虚拟现实技术在软件工程相关课程的应用。详细的阐述了虚拟现实技术在课程系统中的运用、在游戏开发课程中的运用、在视觉作品中的运用,通过举例说明推进虚拟现实技术在软件工程中的使用。

关键词:虚拟现实;软件;工程;课程

虚拟现实(VirtualReality,VR)技术作为一种核心计算机技术,能够通过数据手套、传感头盔等设备,让用户在三维动态环境中体验到实体行为。虚拟现实技术的出现,打破了原本主要以听觉与视觉为主的感知系统,让用户可以利用触觉、味觉等多种感觉对虚拟环境进行体验。虚拟现实技术涉及到了包括事实计算机模拟、人机接口技术、计算机传感技术以及人工智能等多种技术[1]。随着虚拟现实技术在制作技术层面上的不断提升,在许多领域都得到广泛应用。目前虚拟现实技术已经逐渐应用到课堂教学中,作为一种新的教学媒体,虚拟现实技术对教学模式产生了极大的影响。为使虚拟现实技术能够在实际得到更好应用,对其在软件工程相关课程中的应用进行研究,在研究过程中主要以游戏开发与影视制作为主要研究方向。

1虚拟现实技术在软件工程相关课程的应用研究

虚拟现实技术在软件工程相关课程中的应用主要针对帮助学生理解抽象概念与理论为主要部分之一,帮助学生更好理解抽象理论概念[2]。而另一部分则是针对一些学生在实际生活中无法观察到的事物,为学生提供趋于真实的学习资料。随着虚拟技术在软件工程相关课程中的应用,促进了多种新型教学模式的发展。熟练的掌握虚拟技术并将其运用在软件相关课程中能够让学生更好的进行自主学习。与传统文本以及图形等二维表达方式不同,虚拟现实技术能够更好的将软件相关课程中的内容表达出来,在信息与资源现实方面有着更大的优势。而且虚拟现实技术能够更好的帮助学生了解课程知识中资源的丰富过程,通过合理的编制,将一个形象逼真的虚拟现实环境展现在学生面前。

1.1虚拟现实课程系统类型中的应用

虚拟现实技术在课程中的应用类型主要分为简易型虚拟现实系统、沉浸型虚拟现实系统以及共享型虚拟现实系统三个类型。简易型虚拟系统主要由普通计算机系统组成,通过键盘、鼠标就能让使用者实现与虚拟环境的交互[3]。这种简易型虚拟系统最大的特点就是结构简单且开发成本较低,作为一套经济性较强的虚拟现实系统更加适合进行大面积普及推广;沉浸型虚拟系统相对于简易型虚拟系统来说较为复杂,需要通过使用手带数据手套以及头盔等传感跟踪装置才能与虚拟现实环境进行交互。由于沉浸型虚拟现实系统能够将使用者的感官与外界隔离,让使用者能够全身心的投入到虚拟现实环境中。沉浸型虚拟现实系统能够让使用者全身心的投入到虚拟现实环境中,但是由于系统设备成本较高,很难得到推广;共享型虚拟现实系统,主要利用远程网络将不同地区的用户进行联系,形成一个共享虚拟空间,使多个用户同时对同一虚拟现实环境进行观察与操作,达到协同工作的目的。

1.2虚拟现实技术在游戏开发课程中的应用

虚拟现实技术由于其真实的仿真水平,能够达到对现实动态的仿真模拟,并且由于其可造作性吸引着大量的参与者。虚拟现实技术在游戏开发课程中,主要针对梦幻工厂、格斗搏杀以及海空大战等无法亲身经历的场景,让游戏者能够得到身临其境的感受,这也成为未来游戏发展一种主流趋势[4]。虚拟现实技术在游戏开发课程中的应用主要分为影像式、几何式以及混合式三种。影像式虚拟技术在游戏开发课程中主要通过利用摄像的方式获取真实的场景环境,将摄影所获得照片通过软件拼接处理,得到360°环场影像。录像则可以通过360°摄像机来对场景影片进行录制。使用这种场景进行游戏场景开发能够得到真实度较高的虚拟现实产经。但是从拍摄角度来看,这种处理方式无法让使用者实现事实位置移动,缺少虚拟环境立体感;而几何式虚拟场景在游戏开发课程中的应用主要通过3D建模的方式实现虚拟现实场景创建,通过程序代码编写实现使用者与虚拟现实场景的互动。这种虚拟游戏长交给你能够让使用者在场景中进行移动,且与场景进行互动,但需要通过一定硬件装备实现。几何式虚拟场景由于采用代码编写的方式其虚拟场景在真实度上会存在一定差异,且需要大量时间与人力资源;而混合式虚拟场景主要将影像式与几何式相结合,通过对两种技术使用比例的调整,同时包含对上述两种虚拟环境下的共同优点,但是在需要更加注意在虚拟场景拼接时出现的问题。

1.3虚拟现实技术在游戏影视制作课程中的应用

随着虚拟现实技术的快速发展,也为电影制作课程带来了新的问题。虚拟现实技术在电影制作课程中的技术应用主要利用包括360°虚拟摄像机在内的多台摄像机,对不同漫游场景与全景画面进行记录。随着这些年来虚拟现实技术的成熟与市场发展形式的变化,虚拟现实技术最开始主要用于影视短片制作,如《二重奏》、《Lost》等。通过虚拟现实这一新技术,能够使观众重新提起对影视作品的关注程度,同时虚拟现实技术在影视制作课程中的应用已经逐渐成型。虚拟技术在影视制作课程中主要场景连接技术。现实虚拟技术想要在影视制作课程中得到应用,需要将故事中心更好的体现出来。目前虚拟技术在影视制作中不仅需要将场景全方位的展现在观众眼前,更需要将观众带入到影视情感联系中。想要将虚拟现实技术应用到影视制作课程中,首先需要解决技术问题。影视制作课程可以通过沉浸式的观影体验为学习过程带来前所未有的感受。但是这种技术在学生体验过程中并不适合长时间用于教学。学生在体验过程中表示开始会对这种教学方式有着很大的新鲜感,但是在长时间体验后随着全景视角的开展,这种视角体验会造成学生的眩晕体验,从而导致学生忽略虚拟现实环境中所传达的信息。虚拟现实技术在视觉制作课程中应用,一般来说20分钟是学生能够接受的极限,且由于设备较为复杂,因此影视制作一般采用简易型虚拟现实场景作为课程辅助。

2结束语

虚拟现实技术应用到软件工程相关课程研究中,能够提升软件使用过程的真实感,增强软件的感官强度,特别是对于游戏软件的制作,能够从平面视觉变为感官的多维视觉,虚拟现实技术改进了软件工程使用方法,从视觉体验延伸至多种形式,未来,虚拟现实技术与软件融合开发是发展的方向,希望本文的研究能够为软件工程相关研究提供理论帮组。

参考文献

[1]谢琼.虚拟现实技术在教学中的应用研究—评《虚拟/增强现实技术及其应用》[J].江西社会科学,2017,46(11):271.

[2]陆颖隽,程磊.基于虚拟现实技术的图书馆信息资源建设与服务创新研究—以CADAL为例[J].图书与情报,2017,76(4):8-12.

[3]孙鹏.艺术家应与可强调意识的虚拟现实技术积极谈判对虚拟现实[VR]在中国当代艺术中应用的理论反思[J].新美术,2017,56(10):61-65.

[4]宋金花,朱其秀,李培媛,等.虚拟现实技术对非痴呆型血管性认知障碍患者认知功能、日常生活活动能力以及P300的影响[J].中华物理医学与康复杂志,2018,76(3):195-197.

作者:李琴 单位:华南师范大学软件学院