多用戶環(huán)境的虛擬協(xié)作學(xué)習平臺設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、近三十年來,隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展,虛擬現(xiàn)實技術(shù)在各個領(lǐng)域取得了長足的進步,虛擬現(xiàn)實技術(shù)越來越受到大眾的關(guān)注。虛擬現(xiàn)實是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機系統(tǒng),它利用計算機技術(shù)生成一個逼真的、具有視、聽、觸等多種感知的虛擬環(huán)境,用戶通過使用各種交互設(shè)備,同虛擬環(huán)境中的實體相互作用,使之產(chǎn)生身臨其境感覺的交互式視景仿真和信息交流。以三個I,即Immersion沉浸感,Interaction交互性,Imagination思維構(gòu)想性,作為虛擬

2、現(xiàn)實技術(shù)最本質(zhì)的特點,并融合了其它先進技術(shù)。在國際互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅猛的今天,具有廣泛的應(yīng)用前景。目前國內(nèi)外流行的主流WEB虛擬現(xiàn)實技術(shù)有:VRML技術(shù)、Flash技術(shù)、Viewpoint技術(shù)、Cult3D技術(shù)和JAVA3D技術(shù)。其中,在虛擬場景,尤其是大場景的應(yīng)用方面,以VRML標準為核心的技術(shù)具有獨特的優(yōu)勢。當代建構(gòu)主義者主張,世界是客觀存在的,但是對于世界的理解和賦予意義卻是由每個人自己決定的。我們是以自己的經(jīng)驗為基礎(chǔ)來建構(gòu)現(xiàn)實,或者至

3、少說是在解釋現(xiàn)實,每個人的經(jīng)驗世界是用我們自己的頭腦創(chuàng)建的,由于我們的經(jīng)驗以及對經(jīng)驗的信念不同,于是我們對外部世界的理解便也迥異。所以,學(xué)習不是由教師把知識簡單地傳遞給學(xué)生,而是由學(xué)生自己建構(gòu)知識的過程。學(xué)生不是簡單被動地接收信息,而是主動地建構(gòu)知識的意義,這種建構(gòu)是無法由他人來代替的?，F(xiàn)代學(xué)習理論強調(diào)學(xué)習的過程是人與環(huán)境相互作用的過程,知識必須基于真實的學(xué)習情景呈現(xiàn)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是繼多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后又一門嶄新的技術(shù),在為學(xué)習者

4、創(chuàng)建仿真的學(xué)習情景方面有著不可替代的積極作用。協(xié)作學(xué)習是一種為了促進高效率學(xué)習、培養(yǎng)學(xué)生團隊協(xié)作能力而開展的教學(xué)組織活動。在協(xié)作學(xué)習過程中,學(xué)習者以相互合作共事的態(tài)度,共享信息與資源,共同擔任學(xué)習任務(wù)。目前基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作學(xué)習系統(tǒng)多為WEB形式的協(xié)作學(xué)習系統(tǒng),即為傳統(tǒng)的網(wǎng)頁形式中加入了BBS、即時聊天通訊功能等功能模塊,但是這種協(xié)作學(xué)習的交流方式不夠豐富,對于抽象的事物難以描述清楚,不利于真實的學(xué)習情景呈現(xiàn)。本文首先闡述了協(xié)作學(xué)習、網(wǎng)絡(luò)教

5、育的發(fā)展現(xiàn)狀,然后,以建構(gòu)主義學(xué)習理論和學(xué)習共同體理論為指導(dǎo)思想,剖析其基本觀點、典型教學(xué)方法,并以此作為本文研究的理論依據(jù)。進而引出虛擬現(xiàn)實技術(shù),以虛擬現(xiàn)實建模語音為設(shè)計語言來設(shè)計多用戶環(huán)境下的虛擬協(xié)作學(xué)習平臺的設(shè)計。本文后半部分在介紹虛擬現(xiàn)實技術(shù)基本概念的基礎(chǔ)上,分析了分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的若干關(guān)鍵技術(shù)——服務(wù)器環(huán)境、客戶端環(huán)境、交互感知與操作感知等,在建立基于VRML多用戶環(huán)境下的虛擬協(xié)作學(xué)習平臺的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)了多客戶端通過網(wǎng)絡(luò)在