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云视图研的全息教室与VR教室、AR教室、沉浸式课堂有什么不同?

2022-11-14

云视图研的全息教室与VR教室、AR教室、沉浸式课堂有什么不同?

  近年来教育装备已经全面进入到了智慧+互联+多媒体的新阶段,智慧校园总体架构下的智慧考务、智慧签到、智慧课表、智慧考务、智慧图书、智慧餐厅等等,与十年前的校园已完全不可同日而语,涉及到教学技术和装备领域,早几年多媒体教室还是罕见的配置,目前看几乎每间教室都装备了多媒体教学系统,至少都包括了智能班牌、智能教学、多媒体投影、教室音响广播、课堂监控等等。教学装备发展至今,再往前将会走上何种技术路线或演变为何种教学形式,目前是教学技术领域的从业老师或技术研发机构的专家们都共同关注的课题。

  就笔者从公开媒体上了解到的技术资讯,大抵有四种较为前沿的教学技术,可能代表着未来教学装备的演进方向,分别是:全息教室、VR教室、AR教室、沉浸式教室。

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  首先,全息教室是智慧教育的新物种,完成的产品形态和整体解决方案面世才两年左右,最早是由国内知名的全息技术服务公司云视图研发布,并推出了国内首个《全息教室建设白皮书》。过滤掉市面上部分蹭热点打“全息”概念的仿全息教室不谈,按照目前受行业认可的云视图研全息远程教室的技术标准看,全息教室是运用AI图像图像采集技术,将教师的人像从教室中提取并做增强处理经渲染后,通过低时延视频流协议传输至远端的全息教室,数据并解码后电转光,并通过全息显示系统复原出来,学生在远端教室中所见到的即是一位虚拟的教师,但和远在外地的真实老师几乎一模一样,通过这一主要形式实现老师向远端学生的知识讲授和问答互动。全息教室的主要特点是在裸眼条件下,实现学生视角的高立体感、高还原度的显像效果,这是其核心技术要点。同时老师可以实现虚拟人像+课件、虚拟人像+三维、虚拟人像+真人老师的多种模式的教学情景变化。

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  其次谈及VR教室,大致在2016年前后出现。VR教室的主要形态是老师和学生分别借助VR眼镜,在沉浸的数字环境中进行知识讲授和分享。在视觉沉浸感上,VR教室能在四种先进显示形式中拔得头筹,但“成也萧何败萧何”,高沉浸感对人体的自适性产生了挑战,尤其早期阶段,内容和硬件无法支持高刷新的画面效果,导致普遍存在的眩晕感,再者VR头显内,沉浸视觉下的虚拟环境快速转换,仍然不可避免的导致生理性眩晕,因此直至近日,眩晕感仍旧是摆在VR系统面前的老大难。长期的近眼观看产生的视觉伤害隐忧,也成为了教育部门的普遍担心。从教学体验上,VR视域下师生相互不可见,随堂讲授、随堂问答、分组讨论等传统教学形式均受到较大限制。因此,如何趋利避害,用其所长,成为VR硬件和内容生产商必须长期研究的问题。

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  第三,AR教室可视为VR教室的升级方案。由于显示技术和硬件方案的不同,AR教室场景中,师生所佩戴眼镜,为半透半显状态,人眼基于自由曲面或光波导方案的光学组件看见图像的同事,还能观察到教学现场的环境,人眼能同时获得现实+虚拟的双路信息,因此也称之为增强型现实。比起VR课堂,AR课堂无疑向前迈进了一大步,解决了关键的体验问题,而短板也随之而来——沉浸感消失了。AR眼镜将图像从二维显示器中带到了眼镜中,让成像漂浮在空中,酷炫感十足,但视觉的二维感和画幅局限,包括交互操作时候复杂的感应逻辑,也对AR系统在课堂教学中的应用构成了不小的挑战。

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  第四,沉浸式教室。沉浸式教室脱胎于结构投影技术,是通过在异形的物理结构上投影成像,造成视角的错位,形成强制立体的效果。其优势在于立体感不错,沉浸感也很强烈,甚至比起VR只是眼部的沉浸,沉浸式教室实现了全身心的沉浸,完全能融入到虚拟的场景中。这一形态的劣势也较为明显,即只能在某部分区域获得强立体感。在单人体验时,如果图像服务器搭载了与空间定位实时渲染功能,或许可根据人眼或走位,实时变换场景图像分布,保持正常的三维透视,如果多人同时体验,多个视角的情况下,系统显然就爱莫能助了。因此,沉浸式教室在应用于现场教学的方向上,空间较窄,适合小规模低频次的虚拟仿真实训。

  就以上情况看,全息教室、VR教室、AR教室、沉浸式教室各有其优劣势,若从市场数据上的反应看,近两年全息教室和AR教室在终端需求和舆论热度上,要领先于其他两种方式,当然智慧课堂是多种教学形式的融合,需根据各学校的情况因地制宜,最大程度发挥技术的优势赋能现代化教学。