虚拟现实在人文地理远程实习中应用及研究.pdf

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网友2028423509近日为您收集整理了关于虚拟现实在人文地理远程实习中应用及研究的文档，，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：第17卷第2期2015年4月滁州学院学报JoURNAL OF CHUZHOU UNIVERSITYV01.17 No.2Apr.2015虚拟现实在人文地理远程实习中的应用研究潘立新摘要:野外实习人文地理学教学的重要环节,当前人文地理实习过程中遇到了经费不足、时间不足、学校不积极、学生数多,造成实习效果欠佳等问题。虚拟现实技术为此提供了一条良好的途径,在室内利用虚拟现实进行远程虚拟实习,是对传统野外实习的有益补充,对提高学生学习积极性、主动性,增长知识有重要意义。以泰山岱庙为例,对泰山岱庙虚拟现实实习系统的技术路线和技术方案进行了概述。关键词:虚拟现实;人文地理;远程野外实习;岱庙中图分类号:G641 文献标识码:A 文章编号:1673—1794(2015)02—0096—04作者简介:潘立新,北京大学城市与环境学院访问学者(北京10087),滁州学院地理信息与旅游学院副教授(安徽滁州239000)。基金项目:滁州学院重点教研项目(2011jyz006);安徽省教育厅教研项目(2014jyxm373)收稿日期:2014—08—21人文地理学是地理学的二大分支之一,是关于人类活动的空间差异(来源：[])和空间组织以及人类与地理环境之间相互关系的学科‘1|,人文地理学是高师院校地理科学专业学生的一门重要课程。[2]1人文地理学野外实习概况人文地理野外实习是人文地理学学科课程的一门实践课程,是人文地理教学中十分重要的理论联系实际的实践环节。人文地理学野外实习是学生在课程理论学习基础上,通过野外实地考察和现场实践获得感性知识,巩固和加深对人地关系、经济地理、旅游地理、文化地理、城市地理等所学理论的理解,获得理论与实际相结合能力的必要手段。人文地理学研究必须借助观察与实践,仅仅以思辩和推理不能完全解决人文地理学问题,因此,搞好实习工作对于提高学生理论联系实际的能力,提高人文地理课程的教学水平具有重要意义。[3]以滁州学院地理科学专业为例,时间通常安排在第六学期的5月份,时长二周(实际10天)。实习地点:泰山一青岛。1.1人文地理野外实习目的大学人文地理野外实习的目的分为三个层次:首先,印证课堂上学习的书本知识,锻炼野外工作的基本能力;其次,收集第一手资料,为解释人文现象的空间特点,发现人文地理规律(来源：[])做基础工作;第三,发现新的问题,激发新的研究兴趣点和科学探险精神。1.2人文地理野外实习存在的问题但近些年,高等学校地理科学专业的人文地理野外实习遇到了问题和困难,主要表现在以下几个方面:时问不足,内容在不断压缩。如滁州学院多年来,人文地理学野外实习的时间由原先的2周,缩短为9—10天,而线路也由最早的曲阜一泰山一青岛,压缩为泰山一青岛。客观条件制约,部分地方不能到达。由于野外实习时受客观条件的限制,部分远处、高处、低处、险处等等特殊地方,学生不能到达现场观察;还有一些建筑的细节部分野外也不能仔细观察。学生数量多,环境影响大。由于实习地地处旅游景区,游客较多,各种干扰因素多,加上学生好奇心强、拍照等行为,影响了教学效果,老师讲解效果不佳。而且学生实习归校后由于景区不能重复,也就无法复习,绝大部分内容已经忘却,也影响了学习效果。安全问题,学校不积极。学生离开校园,安全方面客观上增加了不确定因素。当前多数高校处万方数据潘立新:虚拟现实在人文地理远程实习中的应用研究 97于安全考虑,对野外活动大都(来源：[])不太支持、不热心,担心野外实习出现意外,这也对人文地理野外实习产生了一定的负面效果。1.3探索远程野外实习新模式传统的野外实习方法已经不能满足当前人文地理学习的需求。针对人文地理实习出现的不足,全国许多高校地理科学专业在积极进行探索远程野外实习这一实践课程的教学模式[4],利用新技术,并采用新的方法和手段从多个方面进行改进提高。[5-11]虚拟现实技术为此提供了一条良好的途径。虚拟现实技术具有3个主要特性,即3I:沉浸性(Immersion)、交互性(Interaction)和构想性(I—magination)。[12'13]1.4 虚拟现实在人文地理远程实习中解决的问题虚拟现实技术能够为学生提供生动、逼真的实习环境。学生能够成为虚拟环境中的一名参与者,扮演一个角色。在室内利用虚拟现实对传统野外实习进行远程虚拟实习,主要解决以下问题:一是对传统方式的有益补充,主要解决细节问题;二是可随时在任意地方、长时间停留,特别是实际野外实习中不能到达的高处、低洼处、远处、危险处;三是学生可以亲自动手操作(来源：[]),在自己感兴趣或不理解的地方实现反复观摩、从上下左右前后多角度进行细致观察,在自己不理解的地方进行反复推敲和相互讨论。2虚拟现实在泰山岱庙远程野外实习中的实例2.1岱庙虚拟现实的实现方案对于高校野外实习虚拟现实系统,根据其设备条件、成本以及现实需求等综合考虑,采用桌面虚拟现实这一基本类型最适合当前高校现状。(1)基于实景图像的虚拟现实技术基于实景图像的虚拟现实技术具有快速、简单、逼真的优点。主要使用3Dmax软件将现在现状的建筑、道路、水系这些二维数据,导人到3Dmax中进行建模,同时将从野外拍摄到的照片处理后,分别贴到相应的模型上,将这些要素建模与现实基本相同后,再用一个三维场景合成程序,将所建的模型数据合成为一个整体三维场景,同时将这个大的三维场景数据转换成一个大文件。全景图像生成的主要方法是用像素较高的照相机对某一地点如岱庙大门前,以此点为中心,向上、下、左、右、前、后六个方向拍摄计六张照片,然后经过“缝合(Stitch)”拼接处理,拼接程序采用图像校准(Regulation)算法来匹(来源：[])配和融合相邻的图像,主要有人工拼接和自动拼接二种形式,对重合部分予以去除。最终形成一张完整无缝的图像,观赏者可以在此图像中进行任意方向、拉远、拉近的变化,由此产生身临其境的感觉。(2)地形数据虚拟现实技术虚拟地面具有地理特征,其地物边界多为不规则体,如水系、山体,需借助ArcGIS软件进行建模。地形数据合成,是将影像图数据和高程数据,用地形发布工具的程序,加载到一起发布成一个文件,该文件可以将实际的地形地貌反映出来。(3)动态变化模拟本文系统中的动态变化主要是岱庙小广场上的喷泉。喷泉效果是依靠OpenGL函数库中提供的点精灵(PointSprite)技术,通过构建粒子系统来实现的。粒子系统是计算机模拟的一种常用方法,自然景物(如云、喷泉、焰火、烟雾等)常运用此方法进行动态模拟。利用点精灵(PointSprite)技术来创建一个粒子,赋予位置、颜色、速度等各种属

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