教育2.0：虚拟现实如何改变我们的学习方式
图片来自Pixabay，作者：Ady Setiawan
去不同的地方旅行、学习操作各种工具、研究复杂的系统（如大脑区域和功能）、设想新类型的艺术作品，或者只是玩沉浸式视频游戏——所有这些都可以在虚拟现实 (VR) 中实现。由于 VR 耳机价格越来越低且越来越普及，VR 已不再是科幻小说。
实现虚拟现实体验——过去和现在
VR 是一种由计算机通过图像和声音创建的环境，可让用户完全沉浸在周围环境中。尽管这项技术看似未来，但其实起源并不 whatsapp 号码列表 像看上去那么新。1962
年，美国电影制片人 Morton Heilig 为人们提供了多感官剧场体验。他制造了一个名为Sensorama的机械设备，其中包括立体彩色显示器、立体声系统、气味发射器甚至运动椅。用户进入一个柜子，必须坐在虚拟的摩托车上，同时观看显示器上的布鲁克林街道，听到街道噪音，体验风扇产生的风和城市的气味，如比萨饼小吃店和汽油烟雾。考虑到这是 60 年前建造的，这个装置相当令人印象深刻。因此，Sensorama 可以被视为 VR 技术的前身。
“虚拟现实”这一术语本身是由 Jaron Lanier 在 20 世纪 80 年代中期创造的。Lanier 创立了 VPL Research，该公司开发了沉浸式体验所需的护目镜和手套等装备。1991
年，世嘉 VR 再次尝试制造 VR 耳机，但这款耳机从未发布，这与 Forte VFX1（1995 年）和 Glasstron（1996 年）不同，后者成为首款消费级 VR 耳机。这两款都是带显示屏的头盔，让用户可以体验玩视频游戏和从飞机驾驶舱内观察战场的全新视觉视角。2016
年，Oculus Rift 发布并改变了游戏规则。它不仅开始用于游戏，还开始用于媒体、工业、教育、电视、体育，甚至一些赌场，在线玩家戴上 VR 耳机，会感觉自己仿佛置身于赌场大厅内。
由于 VR 耳机越来越受欢迎，公司也开始为智能手机提供 VR 体验。可以通过充当立体镜的镜头从移动设备屏幕上观看 VR 内容。智能手机上流行的 VR 套件之一是 Google Cardboard。三星电子和 LG 电子也设计了自己的专用耳机，其他亚洲硬件制造商，如 Xion、Kolke 和腾讯也设计了专用耳机。
现代 VR 耳机显示器基于陀螺仪和运动传感器，用于跟踪头部、身体和手部的位置、小型高清屏幕以及轻巧快速的计算机处理器。
VR的应用机会无限
虽然 VR 的应用领域从视频 亚马逊为欧洲卖家扩展生成式人工智能列表工具 游戏到教育各不相同，但一些有趣且鲜为人知的领域包括处方用 VR 系统。2021 年，FDA 批准了应用 VR 的RelievRX，旨在帮助成年人应对慢性背痛。该治疗计划包括 56 个 VR 疗程，每次持续 2 到 16 分钟，持续 8 周。
另一个有趣的VR 应用是在法庭上。具体来说，VR 用于可视化犯罪现场并重现事件顺序，以便人们更好地了解犯罪的细节。这反过来有助于更好地判断某人是否有罪。
最后，VR 甚至还用于将复杂而抽象的数据可视化。例如，现在你不仅可以阅读股票市场的变化，还可以在 3D 环境中体验它们。
VR 试图模仿现实世界，但它可以创造全新的体验。只有少数人有机会前往太空或登上最高的山峰，据说这些体验会带来变革性的感觉，例如敬畏之情。使用 VR 前往太空的人表示，他们起了鸡皮疙瘩，这表明 VR 确实可以带来新的体验。
一些研究人员将虚拟现实与迷幻药进行了比较，并声称它们可能以类似的方式发挥作用，通过改变感官体验和唤起敬畏之情。虚拟现实和迷幻药都用于治疗各种情绪障碍，通过改变心理视角和破坏僵化的思维模式。虚拟现实还可以成为一种工具，通过展示在迷幻状态下经历的感官扭曲，让人们为迷幻药的临床试验做好准备。
要实现真正的沉浸感，VR 仍需改进
VR 头戴设备基于人类感知，并 原创评论 试图模仿我们的视野，尽管这并非易事。首先，人类可以看到大约 220 度的周围视野，而 VR 头戴设备仍然限制在 180 度。
限制 VR 体验的另一个视觉元素是帧速率，因为神经科学家认为人眼每秒最多可以处理 1,000 帧。与目前 VR 头戴式设备每秒 120 帧相比，这是一个巨大的数字。VR 开发人员还发现，低于每秒 60 帧的帧速率会导致迷失方向和恶心。
完全沉浸式的体验除了视觉效果外还需要音频输入，因为这是我们在现实世界中体验到的。音频质量越好，用户就会感觉越沉浸。音频提示还会传达关于在不同环境中应该转向哪个方向的信息，尤其是当声音来自人身后或上方时。
然而，制作逼真的声音是一项具有挑战性的任务，因为 VR 必须使用空间化的音频输入，才能让用户在 3D 空间中体验声音。其中一个问题是声音遮挡。简单来说，声音应该根据环境的不同而不同。声波可以穿过或绕过任何障碍物，因此，用户感知到的波强度（音量）会因是否有东西阻挡声波而不同。音量还取决于阻挡声波的物体材质，因为声波会以不同的方式反弹。
真正身临其境的体验必然涉及触觉和动作，它们合称为触觉模式。人们曾多次尝试为 VR 创造触觉体验，让用户能够触摸和感受虚拟物体。然而，由于人类皮肤具有非凡的时空触觉敏感性，到目前为止，没有任何技术能够大致匹配人类触觉的能力。
增强现实的工作原理
VR 经常与另一种交互式体验增强现实 (AR) 相混淆，两者的主要区别在于 AR 将现实世界与计算机生成的内容相结合。除了现实环境外，AR 还可以包括各种模式，例如视觉和音频，以及触觉或嗅觉。
一些众所周知的 AR 示例包括购物体验，用户可以将任何人造家具“添加”到他们的客厅，以及应用 Snapchat 或 Instagram 等公司提供的滤镜。如果您曾经玩过最受欢迎的手机游戏之一 PokemonGo，那么您已经体验过 AR 的实际应用。AR 经常用于娱乐行业，包括各种手机游戏，也用于音乐会和表演；例如，最近，虚拟乐队 Gorillaz借助 AR 技术邀请粉丝参加他们的现场沉浸式表演。
AR 技术的基本思想是将图形、音频或其他感官信息叠加在现实世界环境中。基本组件包括相机、小型投影仪、智能手机和镜子——这就是第一个 AR 项目SixthSense用于创建第一个 AR 系统之一所用的东西。基本上，该设备使用摄像头和其他传感器捕捉周围环境，然后软件处理这些数据以确定放置 AR 对象的最佳位置，例如使用对象检测和跟踪。然后使用计算机图形生成对象并显示给用户。
除了传感器、设备和算法之外，AR 还经常使用同步定位和映射技术，通过结合感官和计算机视觉输入以及用户的动作来生成环境地图，从而允许将数字内容准确地放置在现实世界中。
VR 在社交体验方面的潜力
VR 的发展非常迅速，而且越来越多的 VR 应用倾向于与包括多个用户的社交情况相关联。社交 VR 是一个模拟世界，它既是 3D VR 系统，又是社交应用，参与者可以进行社交、构建世界和玩游戏。最著名的例子之一是2003 年推出的首个虚拟世界Second Life 。
为了便于人们互动，人们使用计算机生成的虚拟化身来代表人类用户。尽管游戏行业已经创建并使用了许多逼真的虚拟化身，但 VR 应用仍然缺乏所用虚拟化身的真实感。随着人们对元宇宙的兴趣日益浓厚，用户对在数字世界中真实呈现的需求也越来越高。