通信網(wǎng)banner.jpg)
相關(guān)專題：
作者：陜西聯(lián)通 席曉
VR技術(shù)概述
VR（Virtual Reality,即虛擬現(xiàn)實(shí),簡(jiǎn)稱VR)，是一種基于多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、仿真技術(shù)的沉浸式交互環(huán)境，具體地說，就是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)生成逼真的視覺、聽覺、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設(shè)備與虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行交互作用、相互影響，從而產(chǎn)生親臨同真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn)。
VR技術(shù)具有沉浸性(Immersion)、交互性(Interaction)、構(gòu)想性(Imagination)等特征，是一個(gè)學(xué)科高度綜合交叉的新興技術(shù)領(lǐng)域。
（1） 沉浸性特點(diǎn)，在虛擬環(huán)境中所感受到的一切均和現(xiàn)實(shí)世界相同，產(chǎn)生身臨其境之感。利用VR技術(shù) , 改變用戶的被動(dòng)狀態(tài)，提高參與主動(dòng)性，將自身視為虛擬環(huán)境中的組成部分，真正融入到虛擬環(huán)境當(dāng)中，參與相關(guān)的活動(dòng)。
（2） 交互性特點(diǎn)，改變了用戶利用鍵盤、鼠標(biāo)實(shí)現(xiàn)數(shù)字信息感知和交互的傳統(tǒng)模式，而是依靠不同的傳感器和VR 技術(shù)實(shí)施所需要的設(shè)備，形成多元化虛擬環(huán)境的體驗(yàn)和交互，體驗(yàn)到和真實(shí)環(huán)境同樣的感受。
（3）想象性特點(diǎn)，通過人為想象虛構(gòu)的環(huán)境，將設(shè)計(jì)者的思想情感予以呈現(xiàn)，完成某種目標(biāo)的達(dá)成，采用定性與定量相結(jié)合的方式，獲取到相應(yīng)的感性與理性雙方面的認(rèn)知，為人們的創(chuàng)意、靈感的形成提供幫助，從接收、感知到的資源與信息，產(chǎn)生一定的創(chuàng)新想法。
VR技術(shù)身臨其境的體驗(yàn)是最重要的優(yōu)勢(shì)，其它技術(shù)無法比擬。對(duì)于教育領(lǐng)域來說，有效利用 VR 技術(shù)，可以為學(xué)生創(chuàng)建直觀、形象的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，改變了學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的模式，形成主動(dòng)參與其中，不僅增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情與積極性，而且對(duì)于改變教學(xué)模式，掌握教學(xué)重點(diǎn)十分有利。學(xué)生可以身臨其境地體驗(yàn)如同真實(shí)的教學(xué)，可以在各種場(chǎng)所與從未見過的生物進(jìn)行互動(dòng)，可以體驗(yàn)在現(xiàn)實(shí)生活中因太危險(xiǎn)而不便接觸的場(chǎng)景，如在火星表面漫步、與一群恐龍互動(dòng)，探索人體內(nèi)部世界等，借助VR技術(shù)，學(xué)生能夠獲得傳統(tǒng)教材無法實(shí)現(xiàn)的沉浸式學(xué)習(xí)體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)更高的知識(shí)保留度，一些學(xué)校和其他的教育機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始使用這種前景廣闊的新技術(shù)。
VR在教育領(lǐng)域應(yīng)用市場(chǎng)分析
據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，教育始終是VR應(yīng)用的第二大類，第一大類為游戲。VR教育應(yīng)用的數(shù)量增長(zhǎng)很快，已經(jīng)從59個(gè)快速增加到172個(gè)，一年間增幅達(dá)292%。應(yīng)用數(shù)量的增長(zhǎng)體現(xiàn)了VR教育市場(chǎng)的潛力巨大。
《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃》意味著，到2020年，所有人都能在信息化環(huán)境下獲得優(yōu)質(zhì)教育資源，各級(jí)學(xué)校都將提供寬帶上網(wǎng)支持，這有助于VR教育投入的增長(zhǎng)。
政府鼓勵(lì)教育機(jī)構(gòu)建設(shè)大規(guī)模開放在線課堂（MOOC）來促進(jìn)遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)，解決城鄉(xiāng)教育不平等的部分問題。從課堂性質(zhì)來講，MOOC意味著教師可能從不面對(duì)面教授學(xué)生，而只在虛擬環(huán)境中與學(xué)生"當(dāng)面"交流。
這些發(fā)展對(duì)教育機(jī)構(gòu)部署VR等新技術(shù)提出了迫切需求，我國(guó)已經(jīng)建立了相關(guān)的VR研究機(jī)構(gòu)，并且VR教育的每個(gè)項(xiàng)目都會(huì)投入相應(yīng)的資金和資源來推進(jìn)VR教育與相關(guān)培訓(xùn)。因此，VR在教育領(lǐng)域市場(chǎng)空間巨大。
VR教育面臨的瓶頸和挑戰(zhàn)
內(nèi)容有限。目前還沒有系統(tǒng)的VR教科書，所以現(xiàn)有的VR課程還處于試水階段，VR內(nèi)容開發(fā)非小事，目前提供的大部分內(nèi)容都是由專業(yè)人員制作，成本很高，意味著這些VR課件并非由給學(xué)生上課的老師制作的，這會(huì)導(dǎo)致后續(xù)發(fā)展的一些問題。
創(chuàng)建的內(nèi)容也很難標(biāo)準(zhǔn)化。每個(gè)VR服務(wù)提供商都有自己的課程設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)，因此，為甲VR服務(wù)商開發(fā)的內(nèi)容可能不適用于乙VR服務(wù)商的教育市場(chǎng)，這將使國(guó)內(nèi)VR教育應(yīng)用很難開展規(guī)�；\(yùn)營(yíng)。尤其對(duì)于高等教育和職業(yè)課程，很少有標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容。內(nèi)容創(chuàng)建者可能需要為每個(gè)客戶制作特定的VR教育內(nèi)容，這就提高了成本，很可能使VR教育解決方案的定價(jià)超出許多學(xué)校的預(yù)算。除了內(nèi)容的制作以外，內(nèi)容的保護(hù)也是一個(gè)挑戰(zhàn)。對(duì)教育部門來說，云分發(fā)的方式是保護(hù)版權(quán)的一種有效方法，因?yàn)楸Ｗo(hù)一臺(tái)服務(wù)器比保護(hù)數(shù)百個(gè)單獨(dú)的設(shè)備更容易。
VR硬件的質(zhì)量和體驗(yàn)是個(gè)瓶頸。當(dāng)前的一個(gè)問題是VR的硬件成本，特別是在教育領(lǐng)域。由于預(yù)算和資金來源有限，學(xué)校無力負(fù)擔(dān)VR教室的安裝。大多數(shù)教育應(yīng)用也只針對(duì)"高端"VR頭顯。雖然有些教育應(yīng)用面向低成本硬件，但有限的技術(shù)提供的體驗(yàn)和好處也十分有限，如：只支持非常簡(jiǎn)單的交互，在360°環(huán)境中移動(dòng)，并在特定的興趣點(diǎn)上接收一些額外的數(shù)據(jù)等。
對(duì)于基于智能手機(jī)的VR，最常見的是發(fā)熱問題。VR內(nèi)容通常使智能手機(jī)以極限能力運(yùn)行，發(fā)熱量巨大，電池電量也很容易耗盡。
高端頭顯用戶最常見的問題是配置麻煩。為了提供豐富的用戶輸入機(jī)制和高質(zhì)量體驗(yàn)，設(shè)備使用由外向內(nèi)的傳感器，這些傳感器必須由用戶放置在房間周圍，并在使用前進(jìn)行校準(zhǔn)。如果為VR課堂設(shè)置這樣一個(gè)教室，可能會(huì)存在復(fù)雜的配置等問題。
對(duì)于基于PC的有線頭顯用戶來說，最主要的問題就是線纜。當(dāng)用戶走動(dòng)時(shí)，線纜可能會(huì)絆倒用戶。此外，有些用戶覺得線纜很重，移動(dòng)范圍有限，長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)尤其明顯，這可能會(huì)限制VR課程的體驗(yàn)。
在教育領(lǐng)域，班級(jí)大小可能差別很大。在中國(guó)的K12教育中，45人或以上的班級(jí)并不少見。企業(yè)領(lǐng)域同樣也有各種差別，但同時(shí)接受培訓(xùn)的用戶數(shù)可能更多。45人以上的用戶同時(shí)連接、下載VR內(nèi)容會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)出口帶寬產(chǎn)生很大的壓力。
運(yùn)營(yíng)商如何進(jìn)入VR教育市場(chǎng)
運(yùn)營(yíng)商可以利用高速網(wǎng)絡(luò)和云計(jì)算，降低VR對(duì)最終用戶帶來的成本�？梢酝ㄟ^將"瘦終端"硬件與云技術(shù)相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)，利用高帶寬網(wǎng)絡(luò)來支持這些設(shè)備的內(nèi)容分發(fā)。在網(wǎng)絡(luò)邊緣投入CDN，將CDN下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣，降低時(shí)延，確保內(nèi)容高效分發(fā)與傳輸。利用云 VR內(nèi)容分發(fā)可以降低設(shè)備成本，有助于市場(chǎng)發(fā)展。如果將計(jì)算能力從設(shè)備轉(zhuǎn)移到云端，VR終端設(shè)備只需要有屏幕和網(wǎng)絡(luò)連接模塊變成"瘦終端"，這樣以來，教育機(jī)構(gòu)不需要擁有或購買高端電腦就可以部署VR教育內(nèi)容；運(yùn)營(yíng)商用云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建VR內(nèi)容服務(wù)平臺(tái)，幫助內(nèi)容提供商獲取更多的用戶，用戶可以在平臺(tái)上購買受版權(quán)保護(hù)的高質(zhì)量應(yīng)用，以便促進(jìn)VR教育內(nèi)容發(fā)展，同時(shí)也可提供視頻編輯或存儲(chǔ)能力，向內(nèi)容制作方提供服務(wù)。因此，運(yùn)營(yíng)商既可以向內(nèi)容分發(fā)方提供服務(wù)，也可以向內(nèi)容制作方提供服務(wù)。
有線VR終端設(shè)備面臨的主要挑戰(zhàn)是缺乏移動(dòng)性和便攜性。線纜也會(huì)帶來使用時(shí)的舒適性問題，增加額外的重量，限制了設(shè)備使用的范圍�？赏ㄟ^無線網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)從設(shè)備到頭顯的"最后1米"傳輸，極大地提升用戶體驗(yàn)。為此，運(yùn)營(yíng)商可以通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，特別是5G，來改進(jìn)這最后1米的VR傳輸，也可以通過為學(xué)校和企業(yè)提供速度更快的WiFi，為VR應(yīng)用提供快速的數(shù)據(jù)傳輸通道。
運(yùn)營(yíng)商也可以將網(wǎng)絡(luò)一些功能開放給VR教育和培訓(xùn)供應(yīng)商。由于VR教育和培訓(xùn)通常是"一對(duì)多"互動(dòng)，可能會(huì)有很多學(xué)生同時(shí)參加課程，對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求很高。不僅是在同一教室或培訓(xùn)設(shè)施中，也可能同時(shí)向多個(gè)地點(diǎn)傳輸VR內(nèi)容，以提供遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)或遠(yuǎn)程培訓(xùn)。運(yùn)營(yíng)商如果將網(wǎng)絡(luò)的某些功能開放給VR教育和培訓(xùn)供應(yīng)商，如：提供定向流量、優(yōu)惠物聯(lián)網(wǎng)卡、將網(wǎng)絡(luò)和VR功能打包成產(chǎn)品包提供給最終用戶等，既可以提高VR教育應(yīng)用的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，又能實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)商和VR教育和培訓(xùn)供應(yīng)商的雙贏。
對(duì)于VR教育業(yè)務(wù)有大量需求的學(xué)校，運(yùn)營(yíng)商可為這些學(xué)校建立專屬網(wǎng)絡(luò)，保證業(yè)務(wù)的大連接，可通過改進(jìn)固網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、部署專屬的局域網(wǎng)及增加學(xué)校局域網(wǎng)的出口帶寬等方式，來提高整體VR業(yè)務(wù)的帶寬，有效保障大數(shù)據(jù)量的VR業(yè)務(wù)應(yīng)用的用戶體驗(yàn)。在局域網(wǎng)層面，可以將可靠性更高的WiFi基礎(chǔ)設(shè)施部署到學(xué)校的建筑物中，方便在VR教學(xué)時(shí)為全班學(xué)生同時(shí)建立一對(duì)多的連接。
運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)具備移動(dòng)設(shè)備安全監(jiān)管和云基礎(chǔ)設(shè)施安全運(yùn)營(yíng)的專業(yè)能力，運(yùn)營(yíng)商可在VR教育版權(quán)保護(hù)和專有培訓(xùn)材料的安全傳輸方面發(fā)揮積極作用，用戶可以在運(yùn)營(yíng)商各種保障技術(shù)下購買受版權(quán)保護(hù)的高質(zhì)量VR教育應(yīng)用，同時(shí)保障VR教育內(nèi)容安全存儲(chǔ)。
目前，VR技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用尚處在初級(jí)階段，但VR技術(shù)及相關(guān)技術(shù)在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用是教育信息化技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，運(yùn)營(yíng)商可利用自身強(qiáng)大的4G以及未來的5G網(wǎng)絡(luò)，為VR技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用做好支撐，積極探索和VR服務(wù)提供商合作模式，深入挖掘VR教育領(lǐng)域的價(jià)值，也許是運(yùn)營(yíng)商目前突圍困境的另外一條發(fā)展之路。
