|
虚拟现实，是一种基于多媒体计算机技术、传感技术、仿真技术的沉浸式交互环境，借助一些设备使人产生身临其境的感受和体验。zSpace 作为近年来新兴的虚拟现实教学设备，发展迅速。它主要致力于教育、医疗和培训等领域，结合其自身虚拟现实的特点，可以更好地展现知识内容，并且有助于提高学生学习兴趣和提升教学效果。zSpace 一体机运用虚拟现实技术给体验者创造了高度的沉浸感、交互感，相对于之前在书本上呈现知识，是对传统的学习方式的巨大改革。zSpace 以其交互切转自然、场景运动自由、内容可视化、环境虚拟化、操控自如、体验真实等特点，获得了越来越多的教师和学生的青睐。 zSpace硬件、软件介绍 1. zSpace的硬件产品 （1）显示器：24英寸高清显示器采用zSpace头部跟踪立体显示技术，可以通过调整zSpace支架的角度来调整视角舒适度。 （2）zSpace眼镜：zSpace使用需要佩戴3D眼镜，这样才可以看到立体效果，此眼镜含反光点，跟踪摄像头用这些反光点来识别头部位置。zSpace还配备有不带反光点的2D眼镜，观察者可以佩戴这种眼镜，而不会干扰跟踪。 （3）zSpace触笔：使用触笔按键可以与场景中的对象交互。可以让使用者在六个自由度轻松使用，使用者可以用触笔进行六个自由度交互，而鼠标的使用和普通计算机的鼠标并没有差别。 （4）键盘、鼠标：可以将鼠标和键盘与传统的2D应用程序以及支持鼠标和键盘输入的3D应用程序配合使用。 （ 5 ） z V i e w： 通过增强现实技术，zView能把主操作者的zSpace体验分享给更多的观众，可以投影到任何2D投影机、显示器或者电视上。产品包括：zView软件、摄像机、摄像机的安装支架。它具有很多特点，如分享体验：zView提供一种方式可以与他人分享体验过程。多种显示模式：增强模式，以固定视角显示场景，有凸出屏幕效果；标准模式，以人眼视角显示场景，平面效果。录制：录制课程讲解以及学习过程，方便回顾。 （6）zSpace硬件产品特点头部追踪：高保真的立体效果，图像可以随着眼镜在跟踪区域内的位置变化而自动调节，使得图像保持真实度，更有利于使用者观察，也体现了产品的人性化。跟踪系统帮助3D应用程序提供逼真的、身临其境的体验。当你的眼镜移动时，该应用程序会调整视角，就像现实生活中的视野改变。 交互：跟踪摄像头能够确保触笔与跟踪区域内的虚拟物体进行交互操作，zSpace软件能利用使用者的姿态数据与虚拟世界进行交互。 2. zSpace的软件工具 （1）素材包：超过1 0 0 0 个模型（历史文物、建筑、考古学、人体解剖、太阳系、植物学、动物学、工艺、交通工具、雕塑）；扩充模型库；多种模型操作工具（量尺、拆解、切片、标签）；导入专属的3D模型。 （2）学科、艺术软件 zSpace STEAM课程软件家族成员越来越多，除了Studio(工作室)、牛顿公园、富兰克林实验室、虚拟科学，还有2016年加入的Le o p oly（美术软件）、可视化人体、居里夫人元素、欧几里得模型。 ① z S p a c e S t u d i o。包括zSpace基础平台；可扩展的模型图库如科学等；提供发现工具：支配、解剖、切割、标签；可引入自己的3D模型。 ② 人体解剖图谱。这是一个屡获殊荣的人体解剖学通用参考资料。该应用程序是用于探索人体系统的革命性3D可视化和学习工具。它包含4600多种解剖结构，包括男性和女性身体的所有主要器官和系统。同时，还有1200多道测试题目。该应用程序面向医疗保健专业人员、患者、学生以及对人体解剖学详细可视化感兴趣的所有其他人员。教师和学生可以用zView通过投影机或辅助显示器呈现人体解剖图集内容。 解剖实验室使用zSpace具有如下好处。a.解剖标本不受限制：在学习人体解剖学时人体标本的作用十分重要，但人体标本的供应很受限制，较难获得，而且也不容易存储和处理。人体解剖图谱中多样化的虚拟标本模型可以无限次数地使用。b.能够检验具有生命体征的系统：传统解剖人体标本时，学生无法观察到活的生物体的系统运作方式。人体解剖图谱中学生既可以对单个器官进行观察，也可以探究整个系统的功能。学生使用时能够旋转模型标本，获得关于特定人体系统的知识性信息，并且观察多个人体组织之间的相互作用。c.不怕犯错：在传统的解剖课上，学生使用外科手术刀时一旦犯错，标本上的破坏就无法弥补。d.更好的教学效果：最新的研究发现，使用模拟实验室后，学生的学习效果有明显的提升，当传统教学方法与数字技术结合时，效果更是有明显的提升。中山医科大学孙逸仙纪念医院已经将zSpace一体机运用到医学教学中，学生们可以运用zSpace一体机的电子笔，将软件内的人体肌肉、骨骼模型进行转动、放大、拆解，清楚地观察每一部分。 ③ 富兰克林实验室。富兰克林实验室让学生在虚拟的环境中研究电路，教师可以设置、保存电学实验，让学生反复研究。许多电学实验里都会存在各种各样的危险，而学校在教授知识的同时，也总是想要保护自己的学生们。zSpace虚拟世界中的电学实验，为同学们提供了一个安全又充满想象的平台，学生可以在上面做各种电学实验，得到逼真的效果，又不用担心会造成伤害。丰富的素材和课件，更直观的电路图，虚拟环境下的操作，给同学们更安全更有效的学习环境。 ④ 虚拟科学3D。从生物概念到机械系统，虚拟科学3D是精细、交互体验的全面方案。通过结合zSpace的现实世界虚拟现实平台与虚拟科学3D的解剖学、科学和生理学软件，可以给使用者提供逼真的虚拟现实学习环境，并能够根据课程和学生需要提供个性化体验。 ⑤ 3D艺术设计。Leopoly的操作非常简单，给低年级的学生提供3D艺术模型、展示艺术设计的平台，帮助他们创建、定制和准备模型。提供了一个舒适的早期培训场所，向学生介绍3D创作世界，并为3D打印准备数字对象，使得任何人都可以成为3D设计师。学生可以浏览3D模型以获得灵感，然后自定义或设计原创对象。 除了以上软件， z S p a c eSTEAM课程软件中的牛顿公园让学生进行虚拟的力学试验，可视化力的作用；欧几里得图形提供了学习数学的教具。供教师指导数学学习；居里元素互动元素周期表包含每个元素玻尔和原子模型，原子生成器允许学生添加质子、中子和电子来创建原子。这些软件涵盖的课程从小学到高中，学科从生物、物理、化学、地理、历史、数学到艺术设计等，多门学科均有配套教案，减轻了教师备课压力，提高了学生的学习兴趣。 。。。。。。 （作者单位：辽宁渤海大学教育与体育学院） |
|
|
