多用戶環(huán)境的虛擬協(xié)作學(xué)習(xí)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近三十年來(lái),隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)越來(lái)越受到大眾的關(guān)注。虛擬現(xiàn)實(shí)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),它利用計(jì)算機(jī)技術(shù)生成一個(gè)逼真的、具有視、聽(tīng)、觸等多種感知的虛擬環(huán)境,用戶通過(guò)使用各種交互設(shè)備,同虛擬環(huán)境中的實(shí)體相互作用,使之產(chǎn)生身臨其境感覺(jué)的交互式視景仿真和信息交流。以三個(gè)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(shí)技術(shù)最本質(zhì)的特點(diǎn),并融合了其它先進(jìn)技術(shù)。在國(guó)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(guó)內(nèi)外流行的主流WEB虛擬現(xiàn)實(shí)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(chǎng)景,尤其是大場(chǎng)景的應(yīng)用方面,以VRML標(biāo)準(zhǔn)為核心的技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)代建構(gòu)主義者主張,世界是客觀存在的,但是對(duì)于世界的理解和賦予意義卻是由每個(gè)人自己決定的。我們是以自己的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)來(lái)建構(gòu)現(xiàn)實(shí),或者至

3、少說(shuō)是在解釋現(xiàn)實(shí),每個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)世界是用我們自己的頭腦創(chuàng)建的,由于我們的經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)經(jīng)驗(yàn)的信念不同,于是我們對(duì)外部世界的理解便也迥異。所以,學(xué)習(xí)不是由教師把知識(shí)簡(jiǎn)單地傳遞給學(xué)生,而是由學(xué)生自己建構(gòu)知識(shí)的過(guò)程。學(xué)生不是簡(jiǎn)單被動(dòng)地接收信息,而是主動(dòng)地建構(gòu)知識(shí)的意義,這種建構(gòu)是無(wú)法由他人來(lái)代替的?，F(xiàn)代學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的過(guò)程是人與環(huán)境相互作用的過(guò)程,知識(shí)必須基于真實(shí)的學(xué)習(xí)情景呈現(xiàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)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(xí)者

4、創(chuàng)建仿真的學(xué)習(xí)情景方面有著不可替代的積極作用。協(xié)作學(xué)習(xí)是一種為了促進(jìn)高效率學(xué)習(xí)、培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力而開展的教學(xué)組織活動(dòng)。在協(xié)作學(xué)習(xí)過(guò)程中,學(xué)習(xí)者以相互合作共事的態(tài)度,共享信息與資源,共同擔(dān)任學(xué)習(xí)任務(wù)。目前基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作學(xué)習(xí)系統(tǒng)多為WEB形式的協(xié)作學(xué)習(xí)系統(tǒng),即為傳統(tǒng)的網(wǎng)頁(yè)形式中加入了BBS、即時(shí)聊天通訊功能等功能模塊,但是這種協(xié)作學(xué)習(xí)的交流方式不夠豐富,對(duì)于抽象的事物難以描述清楚,不利于真實(shí)的學(xué)習(xí)情景呈現(xiàn)。本文首先闡述了協(xié)作學(xué)習(xí)、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(xí)理論和學(xué)習(xí)共同體理論為指導(dǎo)思想,剖析其基本觀點(diǎn)、典型教學(xué)方法,并以此作為本文研究的理論依據(jù)。進(jìn)而引出虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),以虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)音為設(shè)計(jì)語(yǔ)言來(lái)設(shè)計(jì)多用戶環(huán)境下的虛擬協(xié)作學(xué)習(xí)平臺(tái)的設(shè)計(jì)。本文后半部分在介紹虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基本概念的基礎(chǔ)上,分析了分布式虛擬現(xiàn)實(shí)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(xí)平臺(tái)的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了多客戶端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在