2025-09-10
湖南地质院地球物理与地球化学调查所引入云视图研全息立体显示终端系统,标志着地球物理教学领域迎来重要技术突破。该系统包含一套全息立体显示终端、一套全息互动三维编辑平台和一套全息立体会议系统,为专业教学和科研工作提供了全新的3D可视化解决方案。
全息立体显示技术运用前沿光学材料和专利技术,实现裸眼3D高立体、沉浸式的虚实空间融合。与传统VR、AR设备不同,学生无需佩戴任何辅助设备,仅凭肉眼即可直观体验3D立体效果的教学场景,有效避免了穿戴设备可能带来的眩晕、疲劳等不适感。
该全息立体显示系统采用光的干涉和衍射原理呈现物体三维影像,将物体发出的特定光波以干涉条纹形式记录并存储,形成全息干涉图。通过再现光照射,重现原始物光场,恢复出逼真的三维图像。系统具备全沉浸性、全数据化、全互动性等特征,能够打破现实世界和虚拟世界的界限。
技术架构方面,系统集成了全息图像采集系统、图像处理系统、全息图像还原系统、全息三维引擎系统等核心组件。全息图像采集系统采用高感光度摄像模组,对采集对象进行全维度影像扫描,实时合成立体模型。图像处理系统通过颜色高光、锐化、对比度等处理,使图像更具3D立体显示的视觉特征。
在地球物理教学中,全息立体显示技术展现出独特优势。复杂的地质构造、地球内部结构、地震波传播等抽象概念,通过3D全息投影得以具体化呈现。学生可以直观观察地球内部分层结构,理解地震波在不同介质中的传播规律,掌握地质勘探的基本原理。
全息互动三维编辑平台允许教师根据教学需要,对地球物理模型进行位移、旋转、放大缩小以及分解与合成等交互操作。这种立体化、交互式的教学方式,显著提升了学生对复杂地球物理现象的理解能力,激发了学习兴趣,提高了教学效率。
传统地球物理教学主要依靠平面图表、二维动画等方式,难以直观展示三维空间中的地质现象。全息技术的引入打破了平面化、单一化的多媒体教学方式,为地球物理教学提供了全新的可视化手段。
结合5G网络技术,全息立体显示系统还具备远程互动教学功能。系统通过5G客户前置设备接入网络,利用5G技术超高速率、低延时的优势,实现本地与远程教室间三维图像、音视频信号的实时交互传输。
在远程教学场景中,授课教师的立体三维影像能够实时传输到远程教室进行同步呈现,远程学生无需佩戴任何设备即可看到具有裸眼3D效果的教师1:1三维影像。这种"远程现场感,现场沉浸感"的教学体验,有效解决了传统远程教学中互动性不足、临场感缺失等问题。
湖南物化所全息立体显示终端的成功应用,为校企合作开辟了新路径。云视图研作为全息教育技术提供商,已在湖南师范大学、华南师范大学、海南师范大学、香港科技大学等十多所高校成功部署全息教室系统,积累了丰富的教育应用经验。
从产业发展角度看,全息教育技术市场潜力巨大。教育部《教育信息化2.0行动计划》明确提出要"构建智慧学习支持环境","加快面向5G网络的高校智能学习体系建设"。政策支持为全息教育技术的推广应用提供了有力保障。
对于企业而言,与高校合作开展全息教育技术研发和应用,不仅能够验证技术方案的可行性,还能够培养专业人才,形成产学研一体化发展模式。高校则通过引入先进技术,提升教学质量和科研水平,培养适应数字化时代需求的创新型人才。
当前,全息教育技术仍面临一些挑战。建设成本相对较高,影响了技术的普及推广。全息课件模型资源相对较少,制作技术较为复杂,对教师信息技术素养提出更高要求。虚拟图像与现实物理环境的无缝融合技术仍有待提升。
未来发展方向主要集中在降低应用成本、提升图像质量、丰富教学资源等方面。随着算力、存储和网络通信技术的不断进步,全息教育技术有望在更多学科领域得到应用,推动教育数字化转型升级。
湖南物化所全息立体显示终端的应用实践表明,3D可视化技术在专业教学中具有重要价值。通过校企合作模式,推动全息教育技术的创新发展,将为构建智慧学习环境、提升教育教学质量发挥重要作用。随着技术不断成熟和成本逐步降低,全息教育技术有望在更广泛的教育领域实现规模化应用,助力教育事业高质量发展。