VR+教育，可视化学习的未来有多远？

2024-12-13上海AR开发专家

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  最近一段时间VR非常火，那么在教育过程中VR有什么前景？众说纷纭，本文就来分析一下VR到底对教育有什么影响。
  　　
  一、媒体呈现技术的演变
  　　关于VR，在开始讲VR之前我们先来谈一下媒体呈现技术的一个演变，实际上这也跟VR有很大的关系。最早在历史上，媒体的演变是先从文字开始的，文字是最早可记录的媒体呈现的形态，是一种单一的媒体形态，现在也是用的非常的广泛。第二种形态就是交互式复合媒体，复合媒体是包括两种以上形态的媒体技术，我们常用的最多的是视听媒体，类似电影这样的技术。第三种媒体形态是多媒体技术，多媒体技术是从计算机发明以后，把视听相结合产生的一种交互式的复合的媒体，而这种媒体被大家所认识也有几十年的时间了。
  　　
  图1 媒体呈现技术的演变
  　　在多媒体技术之后是什么样的媒体呢？我们认为是虚拟现实，是一种高沉浸的媒体形态，具有非常高度的沉浸感。那么什么叫做“沉浸感”呢？通俗来讲就是说佩戴上虚拟设备（虚拟眼镜、虚拟头盔等）后，我们好像进入了另外一个世界一样，就是身临其境，具有很高的沉浸性的特点。
  　　在媒体呈现技术的演变中，每一个媒体呈现形态的发展都有一个很大的进步。尤其是对VR来说，更是一个不可错过的盛宴！为什么这样讲呢？因为它对媒体呈现技术来说是一个革命性的节点，它对各个涉及媒体呈现的行业都会有本质上的冲击！
  　　
  二、VR能带来什么样的体验？
  　　我们来看一个相关VR的应用，是美国的某公司开发的教育类VR。通过一支电子笔、3D眼镜和一台特制的电脑来实现人体骨骼结构3D效果的显示，给人是非常逼真的一种体验。这也就是为什么说VR是一场革命性的媒体，是创业者必须要把握的时代，因为它能够呈现一个非常逼真的现实！
  　　我们来看看其它的一些VR设备带来的逼真体验，比如图2是戴上VR设备之后看到的一个虚拟现实的场景，逼真得非常吓人，电脑里的虚拟人物、鲨鱼就会像真实的呈现在你面前，令人产生一种非常震撼的视听效果！
  　　
  图2
  　　
  图3
  　　图3是戴上头盔之后，通过手持设备实现与三维场景的互动，以自然的方式（头的转动、手的运动等）达到近似现实的体验效果，游戏其中自得其乐。
  　　
  三、主流VR设备供应方简介
  　　
  图4
  Oculus
  VR 图5PlayStation VR
  　　
  图6 HTC VR 图7 三星Gear VR
  　　VR当前主流的VR设备供应商，一个是非常有名的Oculus，后来19亿美金被Facebook收购。第二个是索尼推出来的PlayStation VR，但是由于它是专业的硬件设备，不能接在PC上，只能接在日本索尼的PlayStation上，所以它在国内应用并不是很多。第三个就是刚发布的
  HTC Vive
  ，这三者的体验都不错。
  　　另外，还有一种比较简单的VR设备，把手机插在设备上，跟手机结合，利用手机的屏幕去显示内容，而这种技术效果体验比较好的就是三星GEAR，三星GEAR VR的效果也是在同类产品中是比较不错的，因为内置了陀螺仪，但是必须配合三星手机使用。笔者也体验了，感觉能提供较好的用户体验。
  　　
  图8 军事模拟训练
  　　
  四、VR的应用领域
  　　VR的出现已经有几十年的时间了，最早是用于实现军事领域，来实现战斗、飞行等的军事模拟。随着发展的需求，VR在其它行业里面的应用也逐渐扩展开来。
  　　比如在建筑领域方面，小区的规划包括如何实施、呈现，这跟基于PC端的3D显示不一样，因为它受屏幕的所限，而VR就可以让你像真正地在一个园子里行走一样，一草一木皆清晰可触摸一样的感觉，达到逼真的体验效果。
  　　在工业制造应用领域里，设备的模拟仿真，还有游戏娱乐。在医疗方面VR的应用也是非常高，因为一些医疗技术它受我们原有操控的限制，知识并不能得到一个很好的体现，借着
  VR技术
  它就可以很生动形象的被呈现出来。比如说心脏还有一些人体微观的器官，它的VR显示对医学来说就是有非常高的利用价值。
  　　
  图9 全景教学 图10虚拟教学
  　　其中，我们比较关注的是虚拟现实在教育培训当中的应用。如大家所知，VR现在非常的火，在游戏、影视娱乐方面应用的非常的多，应用的商业化比教育行业更为早一些，但是现在我们教育的应用也开始出现一些萌芽。比如说虚拟实验室，学生可以通过操作虚拟实验器材进行实验，就可以不用危险的化学品避免安全问题，同时也可以多次实验，更深刻地、形象地理解科学原理。还有一种是虚拟的训练，比如说维修汽车，各种器件的安装、维修等过程都可以通过虚拟的设备来进行培训。
  　　图12是新东方和乐视共同推出的一种全景的
  VR视频
  教学，戴上这个眼镜之后你就像身在教室里边，你转头或者是抬头低头场景都会发生对应的变化，给整个英语教学带来非常逼真的体验。另外还有其他方面的虚拟教学，如图13所示，在医学教学领域中，用VR技术呈现人的身体结构，让学生可以更直观清晰地认识到人体构造的模样，这教学的效果比我们书面理论的教学方式高了很多倍。
  　　
  五、VR在教育中的应用将会如何发展？
  　　1、移动学习发展历史回顾
  　　
  图 11 移动学习生命周期回顾
  　　当然，对VR在教育当中的应用很多人也有持不同的观点，通过对移动学习生命周期的一个回顾，对我们判断VR在教育行业应用周期会有一定的帮助。比如说笔者从十年前就开始研究和从事移动学习。现在经过了这么久，我们大家都广泛的接受了移动学习。
  　　事实上在2000年左右的时候，移动学习早已经萌芽了，但是作为一种设备的出现来看，iPhone的发布是一种非常革命性的冲击，所以我们把它当作商业化、一种学习的萌芽期开始。自从2007年
  苹果
  设备出现之后，随之也涌现了很多的教育应用。但是在2009年之后，移动学习还是处于一个比较初期的导入阶段。
  　　直到2012、2013年，苹果设备的普及，移动学习才真正地进入爆发阶段。也就是说经过了五六年，iPhone非常普及了之后，移动学习的整个观念、可行性才得到了极大的一个满足。而随着装机量逐渐增高，这个行业里面移动学习便进入了非常强的一个爆发期。
  　　2006年，很多人不接受移动学习、认为移动学习不靠谱，还有iPhone普及之前手机移动学习的差体验性，到现在对移动学习被大家所接受之后，得到了根本性的保证，从而随着移动终端的普及，移动学习进入爆发式的发展后，渐入平稳。
  　　2、教育类VR的生命周期分析
  　　大同小异，这样的生命周期其实也是非常适用于VR，也就是说一项技术从萌芽到普及的因素我们总结了有几种：一种是体验效果。如在移动学习早期由于体验性差，发展一直徘徊不前，自从苹果设备出现之后才大量的普及。第二便是设备的普及率，现在的VR就像我们2007年苹果手机出现一样，大家都认为这个非常好，但是它需要一个过程。只要设备普及到一定程度了，它应用的数量、质量也会出现，为其开发的应用也比较多了，那个时候这种应用就会爆发，相对地用户的使用习惯也开始培养起来。另外，这个跟资本的力量催熟也有很大的关系，一个产品的资本推动越大，那么它的成熟周期就越短。比如资本用了三年时间催熟了滴滴打车这类应用，现在为大家所广泛接受。
  　　
  图12 VR生命周期预测
  　　对VR现在处于什么样的周期，笔者做了一张图，大家可以看一下，2016年是VR元年，这个有点像2013年的时候，被认为是在线教育的元年一样。其实在线教育在中国1996年已经开始萌芽，但是在2013年才开始爆发。同样，2016年是
  VR投资
  的爆发期，而不是应用的爆发期，现在就是大量投资进来，资本加速它的发展。我们认为在在2017年的时候，会更多的硬件产品将会产生，未来几年硬件格局将会形成。从2018年开始会进入到应用的爆发期，这个跟苹果手机不太一样的是，当时苹果手机数量还是比较少，现在大量的资本进入这块，中国就会有几百亿的资本进入VR，所以它会大大缩短我们VR应用的开发周期，我们判断是在2018到2019年左右
  VR硬件
  会得到稳定，同时也会催生大量VR应用。
  　　我们刚才看的刚才列的是四种的VR设备，实际上VR设备有几十种，非常的多，用户选择是比较头疼，各个应用之间肯定是有兼容性问题的，但是在三四年之后，这个硬件基本上会有大致的几个类别，就像现在的安卓和IOS一样两分天下。这时候我们选择应用就非常简单。那么做移动学习的时候，我们比较痛苦的就是适配各种各样的手机设备，我们在十年前就开始做，移动学习感觉适配也是非常费力的。也消耗大量的成本是没有必要的，那么在2018年应用进入爆发期，这个时候硬件变得是比较普及，开发的接口技术也标准树立了。
  　　应该说成熟的应用期，到2018-2019年会产生大量成熟的应用，就是VR成熟应用它用户量非常的大，融入进商业模式，用户体验也非常的好。也就是2016年到2018年两三年时间，经过市场这样大量资本的注入，会产生大量的泡沫，会把这个行业进行催熟。那么在2020年左右，这个行业就像我们现在使用智能手机一样进入到平民期，所以VR笔者认为是这样的一个发展阶段。
  　　
  六、什么样的学科领域适用于VR？
  　　现在有很多人在关注VR在教育行业的应用，什么样的学科能够适用于VR呢？有很多朋友会有这样的疑问。我们认为它比较适合自然科学工程、语言文化、人文历史都是可以运用的。比如自然科学里面的生物、物理、化学，工艺加工、工程技术、飞行驾驶这样的基础学科，还有一些可视化的历史、人文，语言学习、文化叙述，总之凡是可视化的学科都可以用VR来呈现。那什么样的学科是不太容易去可视化的？在VR上就很难去得到一些运用，比如说一些非常抽象的概念，比方说逻辑学，还有一些数学上代数上出现的概念，这些是比较难用VR去表现的。
  　　
  图13 适合VR学习的学科
  　　因为VR它有非常强的一种沉浸感，如果要学生物的话我们会进入到细胞的内部，看到DNA的结构，它这个是非常形象的。也就是说所有的知识，无论是哪个学科领域，只要这个知识它能够用可视化的形态表现的更好，它是适合于用VR的。VR的适用性会非常的广泛，但是我们认为在自然科学工程领域里边，这些应用的效果会非常好。
  　　
  七、为什么说VR是一场不可错过的盛宴？
  　　那么为什么说VR是不可错过的盛宴呢？因为现在对VR也有大量不同的声音。笔者认为VR的确是一种划时代革命性的媒体的技术的形态，所以它的特征是能够带来高品质的学习体验。什么叫高品质呢？比方说我们讲动物，我们学动物会印在书本上或者放到视频上，我们对它没有直观的认识，但是在VR的环境下不同，我们会看到非常非常逼真的动物，看到它的内脏结构以及它的内部，会听到它的声音，所以它会带来非常高的学习体验，对于人类学习技术来说它是一种革命性的特征，非常具有革命性的特征，VR的话一定是不可以错过的。
  　　现在尽管是VR还存在很多问题。一个是相关的设备是不同的，处于比较早期，这个有点像早期出现的iPhone，iPhone一代刚出来的时候大家都觉得非常好，感谢真的是很棒，但是现在iphone7都马上出现了，这个情况下大家会觉得再回头去看以前的iphone会怎么样呢？当然会觉得非常烂。就像现在的VR设备也是一样的，我们现在也拿了一些公司的产品测评，发现无论现在这些设备，都可以说是一个过渡性产品，它是有点像2007年刚出来的iPhone一样，大家觉得很新鲜，但是再过一两年很快都会扔掉。
  　　但是作为一个公司的产品来说，从核心的竞争力来看VR是必须要介入的，它具有一个非常标志性的意义，它是一个必须占领高地。比如说我们在做一些B2B类的项目的时候，看那个公司实力怎么样，拿出最高精尖的产品和技术，能够给用户耳目一新的这样用户体验的话，那么用户会对你的技术实力达到认同，它实际上是一种占领高地，不可错过的占领高地。在有些地方一些教育培训应用，职业教育还是基础教育、高等教育一些它已经产生了这种需求，比如说我们认为在教育领域里边最先出现的需求是B2B类的需求，但是B2C也有一部分，但是B2B类的需求意味着它是可以用户去买单的，用户是为这种VR产品的技术支付，所以它已经产生了有效的市场需求。
  　　还有一些大公司，如网龙已经在大量的投入VR，要投入几亿的资金做教育VR，因为网龙在VR这块已经摸索了有五六年的时间了，它只不过是在这个时候爆发出来。
  　　在线教育的竞争也非常激烈，现在大概有上万家公司，这样的时候作为大型企业要保持竞争优势的话，还是VR必须要做的。但是对于我们中小企业来说，没有这样的余力我们可以缓一缓，再过两三年之后再做也可以，但是对于要想成为独角兽的企业来说，就是一定要做了。
  　　回顾电子商务拓荒时期，马云做成了阿里巴巴和淘宝，现在成了互联网巨头。作为一个新兴的行业开荒者，有可能成为先烈，也可能成为巨头！VR投入成本比较高，但是它是技术的制高点，所以企业应该是及早布局也是非常有必要的！