生物学野外实践视听融合VR全景教学资源设计与应用
发布时间：2020-05-31 09:44
【摘要】：随着VR技术的不断发展,作为其分支的全景技术在诸多领域得到广泛应用。VR技术构建的生物学野外实践教学资源,能突破时间和空间的限制,师生足不出户,就能身临其境地开展野外实践教学,而且可无限重复练习,直至达到熟练掌握程度,可有效解决生物学野外实践教学中面临的诸多困难。然而,当前VR全景资源在满足生物学野外实践教学实际需求方面还存在诸多缺陷,譬如VR全景视频虽能展现动物之间的社交、繁殖等行为的视觉画面,但很难向学习者传达其发声机制、声音信号特征等隐喻的信息。因此,亟需探索一种视、听觉融合的VR全景资源构建方案,营造出一种更加逼真的沉浸式学习环境。针对生物学野外实践生境考察、动植物识别教学中存在的相关问题,本文在VR全景资源中融入视、听同步方法,逼真地模拟实际野外场景中相关视听体验。首先总结和分类不同种类动物的声音行为,依据人耳听觉原理设计虚拟环境中声音效果;然后基于双耳实时渲染、音视频同步原理,设计并构建了一个在室内开展生物学野外实践教学活动VR全景系统;最后以神农架川金丝猴野外实践教学为例,分析并评价VR视听融合全景资源的实际教学成效。具体研究内容主要包括:(1)针对野外动物的声音特征及其行为,结合双耳实时渲染技术,设计一种VR全景资源的声音可听化方案,包括动物声音的数字化、真实感声音合成、双耳定位设计、声音动态变化效果等内容。(2)通过融合可视化和可听化的方式,构建一种生物学野外实践VR教学资源。首先依据教学需求,划分系统功能;其次,构建野外实践区域三维景观地形图,并探究实践点的规划路线及其切换关系;最后基于虚拟场景坐标变换,实现学习者头耳同步。(3)选取神农架川金丝猴野外教学实践为例,通过小范围适用和样本分析形式展开VR全景资源的评价工作,分析视、听觉实时同步的实际成效。结果表明,该全景资源能够增强学习者的沉浸感体验,提升教学资源的真实感,提高学生的学习兴趣。
【图文】：
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本文编号：2689662
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