新闻详情
元宇宙如何实现教育创新,看上海易维视的裸眼3D/XR虚实交互与虚拟仿真教育应用

我国教育信息化经过近十年的大力推进,已经实现了跨越式发展。教育部提供的数据显示,全国各级各类学校全部接入互联网,所有学校出口带宽达到100兆以上,接入无线网的学校数超过21万所,99.5%的中小学拥有多媒体教室。


随着元宇宙概念火爆全球,各行各业都在元宇宙相关技术的变革引领下,有了全新的产业样态。在如今教育云端化和教育信息化发展进程加快的时代,在场感和体验感均达到极致的元宇宙无疑成为了教育创新的下一个风口。


中研普华研究院《2020-2025年中国智慧教育行业市场前景及投资机会研究报告》显示,我国智慧教育市场规模在2018年已突破5000亿元, 预计2022年智慧教育市场规模将突破1万亿元大关,较4年前翻番。


图片


在3月27日举办的IEEE VR 2023元宇宙产业论坛——教育元宇宙生态大会上,上海易维视科技有限公司总经理方勇应邀出席会议,发表《裸眼3D/XR虚实交互和虚拟仿真教育》的主题演讲,与国内外元宇宙产业链相关领域的顶尖学术专家、技术大咖共同探讨元宇宙产业生态和发展推演等前沿话题,共同推动元宇宙教育场景的产业化落地应用。


图片


从认知的层次来看人的学习方式或者认知方式分为“被动学习”和“主动学习”,但从常见学习方式来看“主动学习”的方式其实也是“被动学习”的,所以说如果能找到营造“主动学习”的方式,那么学习时间是否能够大幅缩短?因此如何营造“主动学习环境”可能是在提出虚拟仿真教育的时候最需要考虑的问题。


虚拟仿真到底能够解决教学的什么问题呢?


第一是能够加快学习的“理解效率”。模型思维可以加快我们理解东西,比如文字,人如果没有关联是挺难仅凭文字就完整将内容想象出来的,但在虚拟仿真教学环节当中就可以建立模型思维,将模型立体地展现出来,这样就可以大幅度提高“理解效率”。


图片


第二提高“学习深度”。在以前的教学环境中,很可能一个东西学了半天都很难知道它具体是什么,结构是怎么样的,但在虚拟仿真教学中很容易就能对这个东西进行深入了解。就像地球仪,虽然是实体但也只是看到了哪个国家在哪里这种平面关系,如果是在虚拟仿真教学过程当中,很轻松就可以知道喜马拉雅山有多高。


图片


第三加快“学以自用”。以新能源车来举例,如果不知道新能源车的结构、工作原理和工作机制,维修员是很难进行维修的。这个问题在虚拟仿真环节中是可以轻松解决的,只需要把数据和模型结合起来,让用户通过外界现象和数据流动变化理解工作机制,这样就可以快速培养他们的实际应用能力。


图片


第四创造“可反复学习的途径”。现如今职业培训里涉及到的不少东西都很不方便,比如新能源车,无法让每个学生都亲手拆一台去了解里面的构造;比如医学院校解剖课程,大体老师也不能让每个人都解剖一次,更别说多次,但解剖课程却是医学课程里面最基础且必须的。而在虚拟仿真教学环节,只需利用大体老师完全真实的三维模型数据,就能让每个学生反复解剖,不断熟悉器官之间的关系。


图片


第五虚拟仿真教学是“可交互式”的学习方式,能够快速提升用户的参与感。参与感是“主动学习”的最主要的形式,通过虚拟仿真环境进行“主动学习”是“被动学习”效率的五倍以上。



立体对虚拟仿真有什么意义?


虚拟仿真最本质的属性有两个,一个是“数字三维”其次就是“可交互性”。


数字三维”即从教学资源到呈现都是三维的,学生学的东西和学习对象需要是完全一样的空间结构和空间关系。“可交互性”是可以提高我们的参与感,营造非常好的学习环节,提高学习效率。


比如医学生学习血管相关的知识,如果不是三维只是平面的很难知道血管之间的距离,但是在虚拟仿真环节中,在全三维环节中,很容易就能呈现出来,对于医学生来说是非常有意义的,这样就可以很全面的掌握器官之间的关系距离,对于理解理论知识很有帮助。


现在为止虚拟仿真的教育或者装备有哪些?


目前为止市面上常见的四种类型:1、平面的电脑系统;2、VR头盔;3、AR眼镜;4、戴眼镜的VR一体机。



图片
图片
图片
图片


平面虚拟资源或者平面二维系统展示的虚拟教学,很多说是仿真教学,但实际上在屏幕上呈现的内容依然需要靠我们想象力去想象出来,如果这个东西是我们初次接触,那其实是很难想象出来的。虽然平面的虚拟教学比以前文字、图片等会更有效率,但依然不是我们所希望得到的虚拟仿真教学。VR头盔虽然有非常好的沉浸感,但是戴上头盔视觉不适的问题还有待于提高。同理,VR眼镜、AR眼镜也有类似问题。而戴眼镜的VR一体机的优势是操作和平常操作电脑是一样的,但它面临问题就是要戴两幅眼镜,这样人就会不舒服,这也是很多师生不乐于接受的。


在目前虚拟仿真教学基础上易维视提出来解决方案是怎样的呢?


作为一家专门做裸眼三维显示技术的公司,易维视本着企业属性推出了裸眼三维XR的学习交互系统,在系统上面使用裸眼三维显示技术,基于深度学习的空间与追踪技术,还有交互技术。第一个优势是可以通过三维显示赋予虚拟资源仿真的属性,“所见即所得”。其次,易维视可以实现三百六十度自由交互,娱教一体,提升“主动学习”的兴趣。另外,非接触立体的呈现方式相较于其他也比较舒适安全,开放式的裸眼立体显示,也能够让师生线下互动无障碍。此外还有一个非常好的优势,即裸眼三维技术在8K、16K超高清立体支撑下应该会很顺利。再加上易维视现在也正在研发第二代的裸眼三维技术,所以基本上解决了视觉不适的问题。


图片


在教育领域,易维视也一直在提一个愿景:“让孩子们在学习娱乐的同时预防近视”,这样可能可以从根本途径上改善目前近视越来越低龄化的问题。


图片
图片
图片
图片


易维视目前已经推动了部分产品应用场景,比如虚拟仿真教室、虚拟仿真实验室还有虚拟仿真实训基地,虚拟仿真展厅,在不同地方都有一些落地。


图片
图片


从立体角度来说,这是一种无接触的立体呈现方式,可以以很舒适的方式让师生获得三维立体呈现。第二,用自己的交互和跟踪,这样可以有主动的学习环境。第三,还可以和大屏裸眼三维整合起来进行同屏显示,这样就能够实现裸眼三维XR的虚拟仿真教育的解决方案。在疫情期间学校防疫是很严格的,所有物品只要一个人使用过就要进行消毒,这也给教学环节带来了不少麻烦,而无接触的裸眼立体式方式可以减轻这部分的困扰,虽然现在防疫要求没有之前那么严苛,但对于师生来说无接触还是很有必要的。


图片
图片

从生态角度来说,易维视功能强大的SDK,可以根据客户定制化需求可以提供定制化的SDK进行支持。这部分是用开放性的应用方式做,希望大家都能够在平台上做开发,易维视可以提供免费的技术支持,SDK也是免费提供,希望在这样的非接触沉浸式的教育基础上产生适合各种学科应用的教学资源。


图片图片


硬件方面,易维视分为6DOF裸眼三维的XR的交互学习显示器、28寸到100寸的大屏裸眼三维系统以及裸眼三维的拼接墙,裸眼三维的LED系统。