时间：2022-09-21 05:21:44
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇交互技术论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：纺织博物馆；交互设计；虚拟展示
一、传统博物馆的现状与发展
一个国家、一个城市的发展是需要文化不断传承的，而博物馆在保存和展示传统文化上有着很大程度的帮助，很多事物都可以借助博物馆展览的形式来获得传播，展示的设计、作品也可以很好的达到呈现效果，使展示的作品与观赏者直更加直观的在一定程度上进行交流。
随着人们的生活水平日渐提升，生活的形式也变得丰富多彩，人们开始对文化有了更多的关注，博物馆作为一个很好的展示平台与传播渠道，也成为人们去了解一个国家或城市文化的重要选择之一，人们对博物馆的认识越加广泛，博物馆在展示作品的门类上也越加丰富。但是就博物馆本身而言，很多地方或国家的博物馆仍然存在很多的问题，人们在数字化的环境中，更加倾向于选择便捷、快速、高效的形式去获取信息而不是去博物馆参观，博物馆在一定程度上受到地域的限制、空间的限制、时间的限制等等，这也是为什么博物馆很难在现代这样一个大环境下生存的原因之一，那么如何借助新媒体技术和网络数字化形式更好地促进博物馆的发展是值得我们不断去探索、研究的。在网络信息、媒体技术盛行的当下，国家对博物馆传播文化的效应也开始有所关注，利用更有效的科学技术手段发展博物馆是很有必要的，而且博物馆作为对信息文化传播的一个重要展现平台也是值得我们去推广的。
传统博物馆在展示作品时受到展览场地和空间的限制，展示运作的舞台越来越狭小，发展的空间越来越局限，这也是导致传统博物馆无法充分发挥其价值的一大弊端，就博物馆对展品的陈列来看，展现形式过于单一化，很难让观赏者与展品之间产生互动，观赏者在一定程度上就不能与作品产生共鸣，观赏者在欣赏作品的时候也不再仅仅只是观赏一件设计那么简单，更多的是想要探究展品背后所蕴含的文化和奥秘，希望能多方面的去了解一件作品更深层次的意义。基于观赏者多作品的渴求，博物馆开始寻求新的突破，借助新媒体技术打破传统意义上只是单一展现作品的形式，利用科学的形式更好地展现作品本身的同时，传播文化艺术，为了让观赏者更好地去体验并参与到其中，传统博物馆在展现形式上不断发展创新，现在越来越多的博物馆开始走向虚拟化的形式，通过虚拟增强现实的技术手段更好地让观赏者与作品产生互动，有效地参与到展览的环境中，在寓教于乐的同时达到观赏、体验、传播的效果，为了适应这样文化形式的传播，满足社会文化的发展，大众对文化展示多元化的需求，利用数字化技术与网络虚拟博物馆成为逐渐兴起的一种新型博物馆构建模式，使观赏者在参观展品中有更好的交互体验，这也使得传统博物馆在数字化技术的辅助下更好地转型发展。
二、虚拟纺织博物馆中交互展示设计
（一）虚拟纺织博物馆概述
纺织与印染技术在中国有着非常悠久的历史，早在原始社会时期，古代人为了适应天气的变化，就已经学会要就地取材，利用生活中的自然资源作为纺织和印染的原料，同时制造简单的纺织和印染工具，直到现在，我们日常生活中穿的衣服、某些生活用品或艺术制品等都是纺织和印染技术的产物。
伴随着现代技术的不断发展，生活变得越来越智能化，纺织的形式也变得越来越智能，但是很多原始的纺织技术是现代科技所不能替代的，所以我们必须在借助新技术的同时保存、传承老一辈的技艺，于是为了让传统纺织技术得以更好地传承，我们就要在新的环境中找到突破，利用虚拟现实的技术使纺织和印染技术得以更好地延续。
与传统博物馆不同的是，虚拟纺织博物馆不会受到空间和地点的限制，而展品也不再是单一的、静止的展示，在展示实体展品的时候利用数字网络与计算机使现实的物体变得虚拟化，让观赏者在现实与虚拟的环境中与作品更好地产生交流与互动，充分发挥多媒体与虚拟现实技术的优势，打破传统意义上博物馆在展览展品是实体物品不能被触碰的限制，利用交互式的形式更好地让观赏者体验到作品，以更加轻松、直观的方式了解作品。
（二）虚拟纺织博物馆中的交互展示应用
现在大多数博物馆在服务设计上都借助于移动设备为平台，同时配合多媒体的展示手段和虚拟技术的交互设计，为大众提供更完善更理想的参与空间和环境，之所以选择这样的展现其很重要的一个目的是为了加强大众的参与度以及传播知识获取知识的意识。博物馆本身是一个非常特殊的空间，每个展览的展品在文字、图像以及声音等元素的构建中，组成了丰富的信息以传递给大众，新兴的技术手段给实体物品提供了合适的技术，辅以相应的交互设计，使得展品有了更多层次、多元化的体现，在有形的空间里使大众与作品本身有了无形的连接，很大程度上提升了观赏者观赏时的感受和体验。
交互展示设计作为虚拟博物馆展示中一个很重要的环节，如何利用数字化的技术，根据大众的需求提供更好地服务，这是需要我们不断去寻求新的突破和创新的。在虚拟博物馆发展的初期，只是通过利用计算机或数字网络，在在显示器上借助二维动画进行展示设计，随着技术的不断更新展现手法也变得多样化，网络动画技术也为虚拟博物馆展示带来了新的呈现效果，通过动画的表现将实体物品更加真实的展现出来，同时增强了虚拟博物馆展示的娱乐性，使大众有了新的体验，对展品有了一定的好奇感，也将静止的展品变得有了生命力，动静结合的展现给观赏者，通过使用这些技术手段更好地把纺织技术呈现在大众面前，更加直接的感受传统技艺，从而使纺织在技术的推进下更好地繁衍生息。
虚拟增强现实技术目标是在屏幕上把虚拟的世界建立在真实的世界中并进行互动的，其中最显著的两大特点是虚实结合与沉浸交互。交互技术在展示设计中的应用越来越普遍，在展示设计的形式上应更加注重人性化的展示，改变传统的观赏形式更加具有视觉效果，在体验的过程中尝试到一种新的审美形式，并充分调动大众的感官去体验，促使观赏者在欣赏作品时的积极性、沉浸感和兴趣度，借助交互性展示设计的展现手段，与以往不同的是在审美上不再是一个单一的平面层次，而是一个立体感官的构建，使得设计者有了更多的创造力，观赏者有了更多的想象空间，让人与人之间、物与人之间更好地融合与交流。虚拟现实技术虽然是在虚拟空间中进行创造的，但它仍旧是在现实的基础上得以实现的，而这种形式的表达更加注重体验者在虚拟空间中身临其境的感受，让观赏者在参与的过程中不会受到空间的限制，颠覆与传统的展现形式，给大众更多交流与想象的空间，同时也能更好地吸引观赏者的注意力，以往的展示只是展品本身放在某一位置上展现给大众去欣赏，文字、图片等辅的展示也只是片面的介绍作品，无法让大众对展品有更深入的了解和认识，而现在利用虚拟现实技术在很大程度上突破了平面空间的限制，使观赏者与展品之间形成良好的互动，有效的节约了成本还能使观赏者更快捷、真实的了解作品的信息等。
在博物馆展示中，展览的内容展示出来通常的文字、图像、动画、声音、视频、静态模型等，现在还会融入三维动画、立体投影、虚拟显示、互动装置等数字化的技术手段，让观赏者沉浸在多元化的展示效果中，让观赏变得不再枯燥乏味，根据自己的需求去选择性的感受与参与并获取知识，虚拟现实技术不仅具有传播信息量大、真实性和交互性的特性，在很大程度上吸引大众的兴趣，通过各种新媒体技术不仅能改变博物馆在展现上的变革，从而更好地达到本质上想要传达给大众的信息传播与推广，使观赏者在体验的同时更好的获取知识，在体验的过程中变得更具主动性和参与性不再是被动的去参观，从而带给观赏者更多的娱乐性和学习性。传统形式上在展示纺织展品或工具上，只是单纯的把要展示的物品放在某一空间向观赏者展示，而且由于很多展品过于陈旧或在一定程度上被损坏，博物馆出于对文物的保护，使得观赏者不能直接去接触这些展品，所以在参观过程中很难调动自己的积极性去融入其中，在虚拟博物馆互动展示的帮助下，完全打破了观赏者被限制的可能性，把实际物体结合数字化的技术，虚拟的呈现在人们的眼前，在虚拟的环境中更好地沉浸在作品中，提升了观赏者的参与度和互动性，这也是为什么这一技术越来越多的在博物馆展示中被使用的一个很重要的原因之一。
例如，当观赏者在博物馆展览中参观某一件纺织物品时，过去都只是单纯的用眼睛去看，听导游或看文字的讲解，简单、片面的了解展品，而现在在虚拟现实技术的展示下，把现实与虚拟相结合，原本展示的物品还是可以进行展示，但同时创建一个虚拟的环境让观赏者参与其中，通过自身的体验更好地与展品产生互动，参与者可以借助虚拟的技术亲自去体验纺织的过程，充分的体现了寓教于乐的性质，在获取知识的同时也享受到参与的乐趣。针对纺织工具或物品的特性，加以一定的想象与设计，通过虚拟的情节真是的还原，把思想的主动权交给观赏者去体验，给他们创造出一个更为广阔的想象空间，不仅是外在的感受同时也注重内在的感受，使大众发自内心的去认识纺织技术的历史，更好地传承纺织和印染技术，传播文化、学习知识，更好地将传统延续。那么，如何使观赏者更好地提升参与度和体验感，在虚拟展示设计中更好地呈现效果，在对展品进行展示时界面的功能性是为了更好地给观赏者提供人性化的服务，观赏者可以在虚拟的空间里浏览，感受在虚拟的空闲下真实的体验感，沉浸式的体验让大众在参与的过程中强烈的感受展品，展品变得有生命力，不是单纯的放置在大众面前，而是更具情感性、审美性、交流性，同时观赏者在很多方面得到满足，再配合文字、图片、声音的展示，让参与者在一个轻松的氛围中，便捷、高效、随时随地的获取信息，这也是虚拟博物馆在交互性上很重要的体现，使观赏者通过全身器官的感受更加全身心的体验并参与到其中，全方面、多感官的去接受信息，更好地了解展品的背景与内涵。
虚拟纺织博物馆作为现代科技与传统艺术相结合的产物，开创了全新的发展，交互展示设计作为其中一个重要的特征不容小觑。如何借助虚拟现实技术和交互性能更好地突破、创新，在展示展品的形式上有更多样化的创造，是值得我们不断去研究与探索的，利用先进的科技，突破传统的形式，让纺织技术的价值得以更好地完善、传播，使历史的文化产物更好地融入到我们的生活当中。
三、虚拟纺织博物馆的创新与展望
现如今，随着数字化技术和新媒体的发展，博物馆在展现的形式上越来越趋向于虚拟化，利用现代技术手段有效的增强了互联网信息的流量，这也促进了博物馆将所展示的展品信息资源化，得以更好的传播与推广，日益发展的新媒体技术，为虚拟纺织博物馆在展示上提供了坚实的基础，很多博物馆都将这种高新技术引进到日常工作和展示展品中，系统地将其文物资料以及研究成果进行数字化、信息化的整理。
多媒体交互技术应用在博物馆展示设计中仍需要我们不断探讨与提升的，以往在设计的观念中有些新技术的不适应，可能会在实际操作和设计时出现一些问题。比如过分强调这个多媒体交互技术，而使展示内容太过空泛；使用多媒体交互技术与展出效率不成正比；科学技术的呈现方式与观众需求不相符的问题等等。因此，日后运用多媒体交互技术在展示设计中的应用时，将更加注重解决如何展示设计与展示内容更好地结合，交互技术如何与传统展示方式很好结合的问题上，逐步建立使用技术作为承载创意表现基础的观念，依据多媒体交互技术，结合展出方的特点和所要展出的内容，并在此基础上通过拓展多媒体交互技术和交互设计的趣味性，提高观众的可参与度，将会极大地推动展示设计的发展。
加入交互性的展示设计在很大一部分程度上，可以更好地调动观赏者的积极性与参与度，提高他们在参观展品的过程中的兴趣，这也意味着观赏者并不是被动的参观，而是主动的体验并参与到展示的内容当中，改变的传统观赏者只能被动的参观，不再是一个旁观者的身份，更加主动的与展品进行接触与互动，产生一定的交流，这一技术在日后的发展中有着可观的前景，给传统博物馆带来新的展现形式的同时更好地传播纺织技术与传统文化，让两者更好地相互融合，并带来更大的价值体现与发展。（作者单位：武汉纺织大学）
参考文献：
[1] 《多媒体交互技术在展示设计中的运用》魏长增，傅兴。北天津工程师范学院。
[2] 《多媒体背景下的展示设计研究》蔡静。南京艺术学院硕士论文。
[3] 《交互设计的理念和方法在科普展览中的应用》关琰。清华大学美术学院。
[4] 《交互设计在博物馆中的应用》陈碧如。第三届交互设计国际会议论文。
[5] 《正在兴起的数字化博物馆》甄塑南。中国博物馆。
摘
要
制造业是一个国家和地区经济发展的支柱产业。制造网络化是现代制造业发展的重要趋势之一。当前我国广大制造企业特别是量大面广的中小企业普遍存在资金匮乏、规模小、技术含量低以及人才缺乏等特点，从而严重影响着企业的产品开发能力。因此利用现代信息网络，联合相关企业、高校以及科研院所进行协同产品开发已逐渐成为现代企业面对激烈竞争的一个重要发展战略。近年来，许多专家学者正在从事相关的研究和应用工作，但现有的研究大多围绕总体思路和具体技术，真正应用成功的系统较少。本文将在网络化协同产品开发的工作支持系统和实用模式等方面作一些探讨和研究。
论文在分析国内外网络化协同产品开发先进模式及其相关技术的基础上，结合课题组前期的研究和实践，提出了一种能够支持企业异地产品开发工作的模式——网络化协同产品开发工作支持系统（Networked Collaborative Product Development Work Supporting System）；建立了网络化协同产品开发工作支持系统的体系结构和运行模式。网络化协同产品开发工作支持系统的体系结构包括目标体系、结构系统、功能体系。
在研究了其体系结构和运行模式的基础上，论文研究了网络化协同产品开发工作支持系统的技术体系。网络化协同产品开发工作支持系统的技术体系包含了一系列支撑技术和实现技术。论文重点研究了其中的软件开发技术、多媒体交互技术和设计信息管理技术。
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数字媒体方向课程体系的建设以创新性复合型人才培养为基本指导思想，重视实践课程的开设，使学生所学习掌握的方法具有充分的实效性，真正做到学有所用，以适应未来的工作岗位，成为本行业和企业所欢迎的有用人才。课程体系分为软件工程专业核心课程模块、数字媒体方向核心课程模块、专业实训、毕业实习和毕业设计（论文）等模块。
1.1核心课程
软件工程专业数字媒体技术方以软件工程专业为主线构成专业基础和专业主干课程。其中，计算机与软件基础课程有：计算机导论、程序设计入门、面向对象程序设计、数据结构与算法、Java程序设计、计算机组成原理、数据库原理、计算机网络、操作系统、编译原理、信息安全技术、计算机体系结构以及J2EE与中间件技术；软件工程专业课程有：软件工程导论、软件测试技术、需求分析与UML设计、软件项目管理与过程控制；数字媒体技术专业课程有：数字媒体技术导论、计算机图形学、数字图像处理、网络流媒体技术、用户界面设计、视频音频制作与处理、数字影视特技应用、高级游戏特性与游戏引擎、人机交互技术、虚拟现实技术与应用、高级脚本与插件技术等。对于实践性较强的课程开始单独的实验课程和配套的课程设计。
1.2特色课程
计算机网络游戏由计算机技术、艺术设计学和计算机动画以及计算机图形图像技术高度交叉结合，目的是培养具有扎实的游戏编程功底和良好的逻辑思维习惯，具备较强的审美能力和一定的艺术素养，熟悉游戏产品开发流程，具有一定的策划能力，能在游戏公司、门户网站、手机运营企业、动画公司等单位从事游戏设计、游戏开发、游戏制作、游戏策划、游戏运营等方面工作的富于竞争力与创新精神的高级复合型人才。计算机游戏程序设计。课程目标：本课程主要学习普及游戏开发理念，培养游戏开发氛围，挑选有潜力的学生组成开发团队；传授游戏开发中的程序设计要素，特别是游戏引擎开发的基本知识。通过本课程的学习，学生能够掌握游戏开发的基本理念，熟悉游戏开发的基本技巧和流程，并具备从事游戏程序设计工作的基本技能。虚拟现实与数字娱乐。课程目标：本课程主要介绍虚拟现实的基本概念及其系统组成、相关的软件技术及虚拟现实的应用，并介绍了当前数字娱乐的现状，发展和一些关键技术。内容包括：虚拟现实的定义、特性和组成，虚拟世界的创建和管理，虚拟现实中的视觉计算，虚拟现实中的交互技术，虚拟现实中的声觉计算，增强现实，分布式虚拟现实，虚拟现实应用，与虚拟现实相关的数字娱乐技术。
2实践教学体系
培养符合时代需要的创新性人才，就要强化实验教学的开放性和多层次化。基于创新性原则和以生为本原则，结合培养目标和自身教学特点，数字媒体技术方向实践教学体系分为课程实验，专业实训、毕业实习和毕业设计三个方面，各实践环节之问相互协调、相互衔接、循序渐进。
2.1课程实验
依照实践能力培养循序渐进的原则，根据实现数字媒体技术专业基本能力培养的系列课程，并按照系列课程的复杂度和规模设计实践环节，开展了多层次课程实验教学，根据学生的需要和实践能力培养的渐进规则，将实验课安排大学四年的各个环节。多层次实验教学是指在实验大纲与目标的规范基础上，将实验项目设计成基础型、综合设计型、研究创新型不同层次的实验。同一学生从基础规范一综合设计一研究创新这样难度递增的实验项目中逐渐进行训练，实现系统培养学生综合实践能力。课程实验主要包括：手绘训练、视频特技与非线性编辑、多媒体网页设计、移动娱乐软件开发、网络娱乐软件开发、界面设计课程设计、虚拟现实开发课程设计等。
2.2专业实训
专业实训作为知识、能力、综合素质教育的结合点，成为数字媒体技术专业实践教学的重点之一。专业实训是对课堂教学具有延伸作用，是学生培训职业能力、熟悉职业环境、了解实际知识的重要渠道。通过专业实训，学生不仅可以把所学转化为所用，还能使学生在学习操作过程中通过不断调整自己的知识结构来慢慢适应相应职业岗位，锻炼职业的能力，为实习以及今后走向社会积累经验、打下基础。我校软件工程专业是校级专业综合改革试点专业，以争建微软IT学院、HP软件学院为契机，与知名IT企业开展深度合作，联合培养具有国际视野的软件开发、软件测试和服务外包人才。与中软国际、Tarena（达内）科技等十多家IT企业联合建立了实习实训基地、就业基地。
2.3毕业实习和毕业设计
毕业实习是学生将前期学习到的知识运用到生产实践中，真正了解、感受未来的工作，锻炼自己各方面的综合能力。真正实现与行业需求的专业实践能力对接。能胜任相应岗位的工作，从而积累工作经验，为就业做准备。为了增强学生和指导老师对毕业设计(论文)及毕业实习的重视，提高毕业设计(论文)的质量和提高学生在毕业设计(论文)及毕业实习实践环节获得的实践能力，也为缓解毕业设计时间(论文)不足，笔者将毕业实习与毕业设计(论文)有机结合，实行“毕业实习+毕业设计”相结合的模式，学生毕业设计的内容来自于毕业实习，并且毕业设计的内容要将毕业实习的内容进行一定的升华，除体现学生四年来所学知识综合之外，还要体现出学生的创新能力与科研能力，达到培养创新型、复合型人才的标准。
3结束语
【关键字】增强现实技，虚拟现实，ARToolKit，碰撞检测，算法相交测试，虚实碰撞
绪论：增强现实技术（Augmented Reality，以下简称 AR）是随着虚拟现实（Virtualreality，以下简称 VR）技术发展起来的一种新技术。碰撞检测算法作为虚拟现实（Virtual Reality，VR）领域中的一个重要组成部分，其主要作用是判断虚拟空间中的两个物体是否共享了部分空间。
通过对 VR 进行建模，构成虚拟景物，并融入真实场景或物体，从而呈现给用户一个虚拟对象与真实环境融为一体的增强现实环境，扩展了虚拟现实应用。虽然目前 AR 技术已应用到娱乐、训练、医疗和教育等各个方面，但目前 AR的进一步应用还是受到虚实交互相关的关键技术研究的限制。虚实交互技术指的是在 AR应用中，虚拟物体与真实场景、物体或交互工具间的交互技术。
碰撞检测算法作为虚拟现实（Virtual Reality，VR）领域中的一个重要组成部分，其主要作用是判断虚拟空间中的两个物体是否共享了部分空间。随着 VR 及其子领域增强现实（Augmented Reality，AR）的快速发展，人们对虚拟场景的真实感要求越来越高，能够满足实时性和精确性的快速碰撞检测算法成为了研究热点，其中基于包围盒的碰撞检测算法尤为受到关注。在 AR 中，由于虚拟场景混合在真实世界中，更需要实时的碰撞检测以保证逼真效果。本文对基于包围盒的碰撞检测算法做了深入研究，提出了一种改进的高效算法;基于本文提出的高效碰撞检测算法实现了若干具有交互性的增强现实应用。
（1）综合分析了各种包围盒的特点，特别是 Sphere 包围盒和 OBB 包围盒的构造过程;深入研究了 Sphere 和 OBB 结合形成的混合包围盒层次结构，以及基于这种混合结构的刚体间的碰撞检测算法。
（2）分析和研究了增强现实开发包 ARToolKit，利用本文提出的高效碰撞检测算法在 ARToolKit 中设计并实现了一种简单的交互功能;结合开源的物理引擎 ODE 和本文提出的碰撞检测算法，基于 ARtoolKit 开发包设计并实现了高尔夫球运动中的推杆过程的具有交互性效果的增强现实模拟应用，程序运行结果显示，增强现实效果明显，交互性比较强，这些应用显示了算法的稳定性和可用性，并展现了增强现实的应用前景和吸引力。
（3）提出利用 AIS 算法检测 AR 应用中是否有虚拟与实际物体在交互过程发生碰撞;提出了 AR 碰撞后虚拟物体响应变形的体素 CA 变形模型（VoxelDeformation Cellular Automata， 以下简称 VDCA）。AR 碰撞检测技术包括在 AR应用中检测虚实碰撞事件的发生并在碰撞发生后进行快速碰撞响应。无论是检测碰撞的发生还是对于碰撞的响应，都要求实时处理，对于碰撞响应，更要求有较快的实时渲染算法。由于 AIS 算法具有分类精确，对于原始数据维数与其它要求不敏感等特点，因此，本文对于碰撞检测中的快速高维数据处理的难题，创新地引入了启发式的算法 AIS，建立调整相关 AIS CD 的实时处理模型，很好地解决了AR 应用中虚拟与实际物体交互中的碰撞检测发生的检测问题，并进行了仿真分析。
二、碰撞检测及算法
碰撞检测是用于判断若干物体在某一时刻是否占有相同区域的技术，它在CAD/CAM、计算机图形学、3D 游戏、机器人、虚拟现实和计算机仿真等领域中都非常重要。譬如，在增强现实系统中，由于虚拟场景和真实世界混合在一起，为了避免用户产生视觉错乱，碰撞检测技术就必不可少。由于其重要性，在数十年的碰撞检测算法研究过程中，人们提出了非常多的方法。当前，研究最多、最优秀的显然是包围盒分层结构法。
在基于包围盒的碰撞检测算法中，RAPID非常重要，该算法的提出者创新地提出并优化了用于 OBB 相交测试的分离轴测试法，简化了 OBB 包围盒的简单性，从而可以利用 OBB 的紧密性构建出实用的 OBB 层次包围盒树和相应的碰撞检测算法，并吸引更多研究者加入基于 OBB 的碰撞检测算法研究当中，这其中包括 SAT lite 算法和 Dual算法的作者们。其中，Dual 算法的提出比较晚，其文献于 2010 年发表在 Computer-Aided Design 学报上，因此本章提出的改进算法主要与 RAPID 和 Dual算法做性能比较。
包围盒的主要类型有球包围盒（Sphere）、轴对齐包围盒（AABB）、方向包围盒（OBB）、离散方向多面体（k-dops）和固定方向凸包（FDH）。球包围盒和轴对齐包围盒的简单性好，与之相反，方向包围盒和固定方向凸包简单性差但紧密性好。离散方向多面比较特殊，它的这两个特性有一定的折衷。目前，开始有一些研究采用混合包围盒来同时获得好的紧密性和简单性，如 J.W. Chang 等人提出的 Dual 算法。
与 Dual 算法类似，本文算法基于 Sphere-OBB 混合结构并致力于降低 RAPID算法的 Cv，也就是改善 OBB 的简单性。但本文算法相比 Dual 算法，其 Nv增加（与RAPID 相比）的更少，Cv也降低了更多。本章算法的切入点是 Dual 算法失灵的地方，即 OBB 各个边长一样长以及长短差别不大的情形。在这种情况下，Dual 算法的 OBB相交测试的精确性下降较大甚至很低。而本文的算法根据两 OBB 的相对方向信息，在很大概率上推导出能分离 OBB 的分离轴，从而解决 Dual 算法的缺陷，特别是对于OBB 各边长度差别不大的情形。
尽管越来越多的文献在致力于各种更实用的碰撞检测算的研究，例如多核并行环境下的、基于 GPU的以及物体可变形的等等，但是研究刚体间的纯粹的碰撞检测算法仍有价值，因为很多其他各种形式的碰撞检测算法本质上仍基于这些基本的算法。
三、 基于包围盒的碰撞检测算法研究现状
层次包围盒树（Bounding Volume Hierarchy）技术的主要思想是利用一个简单的几3何体将比较复杂的虚拟物体包围住，并分层次从整体到局部建立包围盒的树状结构;当检测两个已建立层次包围盒树的物体是否碰撞时，首先检查两个物体的顶层包围盒是否相交，若不相交，则判定两个物体未碰撞，否则再对次级包围盒进行相交测试，直到叶子节点，即最底层的包围盒所包围的构成物体的基本几何元素。因为包围盒之间的相交测试相对比较简单，且不相交的包围盒，其较低层次的包围盒之间以及对应的基本几何元素之间肯定不相交，所以这种方法可以快速排除很多不需要检测的基本几何元素，从而大大加快碰撞检测的速度。基于层次包围盒结构的碰撞检测算法的时间复杂度可以由概括性的公式（1.1）来表示：
T= Nv × Cv + Np × Cp （1.1）
式中各个参数的含义如下：
T：算法执行的总时间，Nv：包围盒相交检测总对数，Cv：包围盒相交检测平均花费的时间，Np：组成虚拟物体的基本图元的相交检测总对数，Cp：图元对相交检测平均花费的时间。Nv 和 Np与包围盒的紧密性（tightness）相关，而 Cv与包围盒的简单性（simplicity）相关。因此，算法的时间复杂度与建立层次树所使用的包围盒的紧密性和简单性有很大关系。包围盒的主要类型有包围球（Sphere）、轴向包围盒（Aligned Axis Bounding Box，AABB）、方向包围盒（Oriented Bounding Box，OBB）、k-dops（Discrete OrientationPolytopes）包围盒和固定方向凸包（Fixed Direction Hull，FDH）等。
其中，Sphere和 AABB的简单性相对较好，但是紧密性比较差;与之相反，OBB和 FDH的简单性比较差但紧密性好。k-dops则比较特殊，它的这两个特性的好坏取决于 k 的取值，是有弹性变化的，一般来说 k 越大，紧密性越好，复杂性也越高，选择合适的k 值才能实现较好的综合性能。各种包围盒均有一定的优势和缺点，都不能适用于所有场合，因此有必要结合多种包围盒的优点来构建混合层次包围盒树，以进一步提高碰撞检测算法的速度。由于物体旋转时 Sphere 包围盒不需要更新，因此这也是它的一个优势之一;OBB 包围盒紧密性比较好，降低它的相交测试复杂性可以成为一个研究方向。
近年来出现了将 Sphere 和 OBB 相结合的做法，可以同时利用 Sphere 的简单性和 OBB 的紧密性以获得更好的综合性能，如：Jung-Woo Chang提出的 Dual 算法同时利用了 Sphere 和 OBB。本文的改进算法亦基于此，并致力于简化 OBB 相交测试。Gottschalk S最先在 RAPID 算法中提出了基于分离轴测试的 OBB 相交测算法，极大地增加了基于 OBB 的碰撞检测算法的适用范围。Van Den Bergen和 Jung-Woo Chang等人分别提出了针对分离轴测试的改进算法，其核心是相比 RAPID 算法，牺牲 OBB 相交测试结果的精确性，换取测试过程的简单性。
Van Den Bergen 提出的算法称为 SAT lite，其算法在进行 OBB 相交测试时仅仅在6 个方向向量上进行分离轴测试，其算法速度比 RAPID 算法有所提高。Jung-Woo Chang 提出的 Dual 算法利用了 Sphere-OBB 混合结构，在 OBB 相交测试中，只使用长度较短的 5 个轴进行分离轴测试。Dual 算法与 SAT lite 相比，其 Cv有所增加，而 Nv有所减少，总体性能高于 RAPID 和 SAT lite 算法。
静态碰撞检测是指某一时刻针对物体进行的一次碰撞检测，在一个动态虚拟环境中，一般隔一定的时间段进行一次静态碰撞检测，这称为离散碰撞检测算法。离散碰撞检测算法存在漏检和穿刺等问题，需要通过一些优化方法来消除或降低这些问题所产生的影响，如自适应步长法、回退法等。连续碰撞检测算法可以更好地解决这些问题，但是这类算法的计算速度比较慢，特别是在大规模虚拟场景中很难实现实时的碰撞检测;因此，虽然离散碰撞检测算法存在一些缺陷，但由于其速度较快，能够实现较好的实时性需求，目前仍是碰撞检测研究领域的热点。而离散碰撞检测算法是基于静态碰撞检测的，因此提高刚体间的静态碰撞检测速度仍非常有价值。
四、利用增强现实展现碰撞检测算法的测试过程
非一个增强现实应用，只是利用增强现实的与真实世界融为一体的特殊效果来展现碰撞检测算法性能的测试过程。传统的碰撞检测算法的测试，如第三章所叙述的，在测试过程中，只能看到很多数字，即便用图形系统渲染出来，也只能在屏幕上看到平面效果，而且无法随意地切换角度观察物体的距离和相互之间的方位。本节使用增强现实开发包 ARToolKit 将用于测试碰撞检测算法性能的两个虚拟物体注册到标识物上，而测试用的位姿数据则先于注册位姿矩阵 M 与虚拟物体作用，在 OpenGL 渲染系统中，即先将测试用位姿矩阵压入模型视图矩阵堆栈，再将注册位姿矩阵 M 压入模型视图矩阵堆栈。这涉及到 ARToolKit 与 Benchmark 程序的结合 过程：
首先Benchmark 程序从文件中获取物体的三角面片信息和测试用的位姿数据，并更新物体的状态;然后，ARToolKit 从 Benchmark 中获取物体的信息，并使用位姿信息进行渲染; Benchmark 将物体之间是否发生碰撞和使用被测试的碰撞检测算法测试当前状态的物体所花费的时间以及其他数据发送给 ARToolKit;最后：ARToolKit 将测试结果信息显示出来。
参考文献：
[1]王. 虚拟现实中碰撞检测关键技术研究[博士学位论文]. 长春： 吉林大学，2006： 1-2
【关键词】分布式虚拟现实；虚拟展览馆；人文教育
【中图分类号】G40-057 【文献标识码】B 【论文编号】1009―8097（2009）05―0073―03
一 问题的提出
当前，人文教学的“工具性教育”弊端呈现突出。“工具性教育”是指把人培养成工具，把教育当作工具来使用的一种观念形态的教育思想。[1]学生对“工具性教育”往往采取消极与反抗的情绪，不利于学生的成长；教学中的“人文教育”的严重缺失,开始从潜在危机走向具体的社会精神缺陷。[2] [3]由于人文精神的匮乏，民族的文化认同和归属感逐渐消失，不利于民族的发展。针对人文教育中存在的问题，我们应当探讨如何利用成熟的条件和资源加以改进。学校教育中的人文教育资源特别是诗歌、历史文化资源容易用虚拟现实技术模拟，有助于激发学生学习动机，促进学生发展，因而提出利用虚拟展览馆开展诗歌人文教育。本文在分析基于ABnet的分布式虚拟现实的基础上，依托建构主义学习理论，构建分布式中国古代诗歌文化虚拟展览馆系统，并与多种现代教育技术媒体结合，结合传统的现实展览馆和多媒体放映馆的特点，通过网络呈现在学生面前，使学生身临其境，以逼真的视、听、触觉为一体的虚拟学习环境和学生的主动性学习机制有效结合，提高学生的人文素养。
二 虚拟展览馆系统设计的理论分析
1 分布式虚拟现实概述
虚拟现实（virtual reality）是指利用计算机生成一种模拟环境，通过多种传感设备使用户投入到该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互技术。[4]虚拟现实分为桌面虚拟现实（desktop virtual reality）、沉浸式虚拟现实（immersive）、增强现实（augmented reality）型虚拟现实、分布式虚拟现实（distributed）等类型。分布式虚拟现实是指在多个地理上相互独立的用户，实时的通过计算机网络连接在一起，共同分享一个虚拟空间，一起体验虚拟经历，使虚拟用户达到一个更高的境界。桌面型的的分布式虚拟现实的实现方法很多，如：借助于Java进行实时通讯的Vrml语言设计的分布式虚拟现实、利用VirTools Dev和Multi-user Sevre快速高效制作的多人连线应用程序、利用Atomsphere服务器建立的分布式虚拟现实等，它们在性能上各有其优缺点。本文采用ABnet与Vrml语言构建分布式虚拟现实，其中，ABnet[5]是由美国人Rick基于java开发三维多人在线聊天服务器。
2 虚拟展览馆系统设计的理论基础
虚拟展览馆系统的设计以建构主义学习理论为基础。建构主义学习理论认为，学习之所以产生，是由于一个主动的、自我调整的学习者在解决问题的过程中，从经验和获取经验的环境中获得意义，从而建构个人意识。每个学习者都是在自己已有经验的基础上，以其特殊的方式在特定的环境下建构的。学习者获取知识的多少取决于自身经验建构有关知识的能力，而不是取决于学习者记忆和背诵教师讲授内容的能力。[6]建构主义学习理论的四大要素为：情境、协作、会话和意义建构。虚拟现实技术在虚拟展览馆、虚拟博物馆、网络游戏等领域的应用，体现了建构主义的意义和思想。虚拟现实技术是指通过特殊的输入设备和一些能实现三维图形和三维音效的特殊输出设备来模拟人和环境间的交互技术。虚拟现实技术应用图形、声音和图像再造逼真的情境，使学习者身临其境。在现代教育技术环境中，虚拟现实技术能构造出最佳的课堂教学环境，将学生置身于其中，以求获得最佳的教学效果。它能创造和展示各种趋于现实的学习情境，把抽象的学习与现实生活融合起来，激发学生的思维。它可以克服传统班级授课制限制学生主动性和独立性的缺点。用虚拟现实技术“构筑”的课堂，学习者可以是一个或多个，教学模式可以多样化，教学方法可以任意选择，教学进度可以多方控制。在教学过程中，学生可以同教师一起成为教学的设计者和控制者，使师生的主体性都得以发挥。
三 虚拟展览馆系统的运行环境及其实现
1 虚拟展览馆系统的运行环境
以Web为运行平台，采用浏览器/服务器（B/S）结构在Web上进行分布式展示和交互，系统接受来自客户端可视化输入和交互操作，并根据客户端的不同请求以逼真视觉、震撼的立体声、交互触觉向浏览者展示不同的虚拟效果。在服务器端配置IIS服务（支持论坛和个人空间）和AbnetServer服务（支持分布式虚拟展览馆）。在客户端安装相应的三维浏览插件，如：BS Contact VRML-X3D、Complayer、Cortona。客户端服务软件，如AbnetClient.exe。浏览者利用Web通过相关的插件对虚拟展览馆进行浏览和多人连线交互。
整个虚拟展览馆系统由三维展览厅、二维论坛以及个人空间组成。展览厅在3DMax建模的基础上利用虚拟现实语言Vrml对各种模型进行整合来实现，与以往Flash实现的二维虚拟现实环境相比，具有更强大的沉浸性和音效性，给浏览者提供了一个更加接近现实的逼真环境。论坛和个人空间通过ASP、PHP等技术来实现，这方面的技术在国内相当成熟，与三维空间相结合从而使系统更加的完善，功能更强大。
2 虚拟展览馆系统的实现
（1）展览厅的设计
以时间为分割线把展览厅分为东周春秋展览馆、汉朝展览馆、唐朝展览馆和宋朝展览馆四个部分。
按照朝代顺序把中国历史上众多优秀的诗歌文化都清晰的展现出来，符合人们的逻辑思维，更容易被学习者记忆和接受。展览厅在三维虚拟空间里，通过相关的诗词、雕塑、图片、声音、视频以及相应的发言平台向学生展示中国古代诗歌文化所蕴含的中华民族的优良传统和民族精神，从而使其在现代社会得到传承和发展。在展览厅里，学生可以自由的漫游，还可以看到其他同学，赋予展览厅情感色彩，如同在真实的展览厅里，逼真的虚拟场景充分体现了建构主义理论强调的“情境”构建。学生点击相关的图片、雕塑和诗歌，打开其详细的网页介绍，使知识的呈现更加的详实。点击图片、雕塑和诗歌附近的按钮，可以打开相应的声音介绍和视频介绍，使知识更直观化、形象化，容易为学生所获取。在展览厅下方设有“学生即时发言”板块，学生在展览厅里可以通过这个“即时发言”板块进行相互交流。
（2）论坛的设计
论坛主要用于学生之间的协作交流。学生可以在论坛里对不同的诗歌文化内容板块发表自己的观点，利用论坛的文字、语音视频和其他同学进行交流，教师通过论坛组织学生进行分组交流讨论。论坛具有记录功能，记录学生在展览厅点击内容的次数，根据次数在论坛的热点知识库中对内容进行排名，教师按照热点知识的排名组织学生进行学习。论坛提供了相关的学习资源，如电子书籍、教学课件等。论坛根据每个学生发表观点或评论的次数给每个学生积分，学生凭积分可兑换自己需要的学习资源。此外，论坛系统具有一定的过滤功能，对学生的发言进行检索，防止不文明语言的出现。论坛形成了一套良好的评价反馈机制，充分体现行为主义的“刺激―反应―强化”的联结，学生在不断的“刺激―反应―强化”的过程中提高自己对诗歌文化学习。
（3）个人空间的设计
学生注册后，系统会自动分配个人学习空间，为学生提供一个学习交流平台，有利于学生展示自我，发表学习心得体会。空间会跟踪记录进入个人空间的访客，有利于回访，由一个点向四面八方延伸，最大程度促进资源共享。学生可以修改个人空间，如空间布局、背景图案、空间形象、空间动画重新装饰、设计。空间系统提供相应的优秀学习资源供学生使用，但学生必须通过论坛积分才能获得，这势必会激发学生学习的动机。此外，系统根据学生的论坛积分给学生一定的权限，部分或全部获得优秀资源，但是有一定的使用时间限制，如同玩家在网络游戏获得游戏装备，形成一个良好的学习环境，促使学生积极主动去学习。
四 虚拟展览馆在人文教育中的应用
首先，教师向学生介绍虚拟展览馆系统的结构、功能及其使用方法，然后组织学生由登录用户界面进入虚拟展览馆。（如图2所示）
教师在展览馆作为组织者、辅导者，扮演虚拟角色组织学生学习。学生进入展览馆后，扮演虚拟角色进行自主学习。教师通过发言系统及时回答学生提出的问题。学生在展览厅里通过文字、图片、语音、视频来获得知识，学生之间通过发言系统、论坛进行交流。在虚拟展览厅的自主学习结束后，教师组织学生进行讨论。系统论坛自动记录学生点击内容的次数并将内容按点击数由高到低自动排序。教师依据论坛信息对学生进行分组，组织学生通过文字、图片、语音、视频等进行交流讨论。教师根据发帖的数量和质量给学生加分，同时系统也会根据关键词和发帖的数量自动给学生加分，最后由教师来对各小组作出点评，学生通过积分兑换精美的课件和各种优秀的电子书籍。教师可以围绕一个关于中国古代诗歌文化的主题给学生安排相关的学习任务，学生在个人空间学习任务和个人的观点，鼓励学生通过学习获得积分来设计自己的空间。教师定期对学生的空间从个性化风格设计到内容质量进行评比和检查，对优秀学生给与积分奖励。从而使学生积极主动学习，有利于学生主动性和创造性的发挥，形成了一个不断循环的良好学习环境。
五 结束语
分布式虚拟现实技术的优势曾经在网络游戏中发挥的淋漓尽致，逼真地三维虚拟环境，震撼的立体声音、强大的交互功能使玩家如痴如醉。随着信息技术的不断发展和教育需求的不断提高，学习环境的构建显得越来越重要。分布式虚拟现实技术在环境构建上的独特优势及强大虚拟交互功能、跨越时空的特性越来越受到教育界的关注。本文从视觉、听觉和触觉三个方面研究了基于ABnet的分布式虚拟展览馆在中国古代诗歌文化展览中的多人在线技术、交互技术以及声音和视频的展示技术，与以往的基于HTML标记语言构建的网上展览馆相比，更加显示出它的沉浸性和环境的逼真性，其三维立体音响功效也是二维展览馆所无法比拟的，甚至可以与现实展览馆相媲美。这将对传统教育环境造成一定的冲击，也为教育教学提供了新思路，分布式虚拟现实技术与教育的结合必将对远程教育产生深远的影响。
参考文献
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[4]汤跃明.虚拟现实技术在教育中的应用[M].北京:科学出版社,2007:25-26.
[关键词]游戏引擎；机械动力仿真；虚拟现实技术
中图分类号：TP391.9；TD672 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0225-02
一、引言
三维游戏由于引擎技术在建模技术、物理引擎技术、复杂环境的高质量实时渲染技术、动画技术、人工智能技术、对象的行为控制技术等各方面不断的完善和强大，已经极大地引起了人们的关注和重视。游戏引擎不再仅用于游戏娱乐产业的开发，更多的渗透到了教育软件开发、虚拟现实应用、动画影视（特技）制作、军事训练、实时模拟等人类生活的各个领域。极大地改变了人们的生活方式和思维方式。
游戏引擎技术尤其物理引擎技术不断的研究发展，让我们意识到仿真虚拟机械动力的可能性。利用游戏引擎虚拟机械运动，将为开发教育游戏中的虚拟物理实验、网上数字科技馆、娱乐型游戏中的机械道具和多样化游戏任务等具有重要的应用价值和研究意义。
传统的机械动力仿真技术和虚拟现实技术虽然在一定程度上也能虚拟机械的运动，但是由于那些技术不可避免的弊端对机械动力仿真技术应用在其他领域形成了瓶颈。传统的机械工业仿真技术缺乏交互性，设计复杂，表现单调。随着多媒体技术、计算机动画技术、虚拟现实技术、网络技术等技术的渗入，以VRML（Virtual Reality Modeling Language虚拟现实造型语言）或Cult3D为代表的技术给机械仿真领域带来了交互性，但是由于传统的虚拟现实技术固有的特性，如运动行为的硬编码、交互性差、画面不流畅、系统实现复杂等，使得基于游戏引擎技术虚拟机械动力的技术具有很大的优势和更大的发展前景。
本论文研究的技术充分利用了游戏平台的优势，它不仅具有传统虚拟现实系统所有的优点，而且具有3D游戏般的交互性和逼真的动力学模拟。从开发角度而言，游戏引擎的实时渲染能力、快速的计算能力、组件化、可重用性以及面向对象的编程方式等，都使得应用游戏引擎成为一种非常便捷和有效的仿真技术手段。本文描述了利用游戏引擎模拟简单的机械动力实例的核心技术。
二、机械动力仿真技术研究背景
概念设计是机械设计过程中的最初阶段，主要目的是获得产品的本质形状。[3]机械仿真技术的发展为机械工业概念设计注入了新的活力。计算机运算处理能力的提高为机械系统的仿真提供了更好的基础。
我国机械系统传统的计算机辅助工具多数是AutoCAD， Pro/E， Solid Works， Solid Edge， 3D MAX等2D和3D软件，此类建模软件含有大量的图形文件，容量较大，不利于网上传输和远程控制。同时这种方式建立的三维模型是静态的，动画是设计者事先设计好的一副副二维动画，用户只是被动的接受，而不能按照自己的意愿进行实时交互式仿真。
虚拟现实技术作为一种更为人性化的交互技术，近几年来逐渐渗透到各个应用领域。虚拟现实技术的沉浸特征、交互特征和构想特征，刚好弥补了上述传统方法的不足。因此，运用虚拟现实的方法实现机械设计系统成为必然。传统的机械仿真都是代码编写控制的运动效果，没有实现通过物体间力的作用而让物体产生运动，所以不免比较生硬，不能具有可复用性和柔性。
综上可知，机械工业虚拟仿真技术由于其复杂性、综合性决定了开发的困难，因此势必需要一些工具来辅助开发，游戏引擎由于其本身的特点，成为开发机械工业虚拟系统的有力工具。
三、游戏引擎技术
1.三维游戏引擎
一般而言，三维游戏引擎包括：引擎内核、三维图形引擎、物理引擎、人工智能系统、3D模型和图像库、网络引擎、输入系统。三维游戏引擎中各子系统关系可由（图1）表示。
2.游戏引擎技术的优势
（1）利用游戏引擎可以简化系统制作的复杂度，缩短开发时间，降低制作成本。
（2）游戏引擎中强大的物理引擎为该机械动力仿真系统提供了保障，这也是不同于其他虚拟现实技术的闪光点。
（3）该游戏引擎能快速嵌入到网页中运行，因此，极大的活跃了网页式三维虚拟现实技术，因为传统的三维网页虚拟技术在WEB中运行效果不是很好，运行缓慢，效果单调，交互性差，游戏引擎技术的支持在一定程度上可弥补这些不足。
（4）游戏引擎的最大特点是可以实时渲染，这样使得开发者可以及时浏览和调整系统。Unity3D游戏引擎甚至可以支持在程序运行时改动场景中物体的属性。这样的实时性改变，使得开发者能迅速获得最佳的设置效果值。
（5）基于游戏引擎技术开发的机械动力仿真系统，具有游戏般的交互能力，活跃了机械展示的表达方式。
（6）在游戏引擎平台上的二次编程代码被称为“脚本”，大多数脚本语言都是面向对象的编程特点，具有封装、多态、可复用性等特性。简单易学，使虚拟系统设计者易于开发应用。
四、主要结论
3D游戏引擎技术最大的特点就是它把一个程序中可以重复利用的部分，以精巧的模块组织起来，将其规格化、最佳化，以利于程序重用技术。利用引擎不仅可以开发出“景物真实、动作真实、感觉真实”的三维系统，更重要的是利用它我们可以节省大量的人员和资金，简化系统制作的复杂度，缩短开发时间，降低制作成本，并且游戏引擎普遍具有的FPS（First Person Shooting第一人称射击游戏）特性，这一特点可以巧妙的应用于交互设计中。游戏引擎的实时渲染、动态编译和可视化编辑功能有效解决了传统的虚拟现实技术中存在的渲染耗费时间和硬件成本的问题。
3D游戏引擎最吸引人的是它的强大的PhysX物理引擎和真实的图形渲染引擎。强大的功能会提升研究的成功性。从开发方面考虑，该引擎的脚本语言近似c#或javascript，使得开发轻车熟路，而且脚本是动态编译的，运行速度和汇编接近，不会因为脚本的问题而影响系统的执行效率。从方面考虑，该引擎支持跨平台，而且用该引擎开发的作品可以通过网页直接运行，是3D虚拟现实作品轻松实现网页漫游的良好解决方案。
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【关键词】增强现实；儿童教育
中图分类号：G40-05 文献标志码：A 文章编号：1007-0125（2017）11-0205-02
随着数字媒体技术的发展，虚拟现实技术、增强现实技术、混合现实技术等高新技术不断涌现。在此之中，增强现实又被称为广增现实，是一种实时的计算机摄影机影像的位置及角度并加上相应视频、图像、3D模型的技术，目的是借助屏幕把虚拟世界嵌套在现实世界并进行互动。现当代，增强现实技术在教育、医疗、军事、古迹复原、娱乐游戏等领域中被广泛应用。其中，在儿童教育方面的应用尤为突出，提高了儿童对游戏活动的积极性，以及促进了认知的发展和自我意识的增强。增强现实技术应用于儿童的教育中是新媒体技术质的飞越，改变了传统教育领域中以读物、玩具、绘本等产品为对象的教育形式，让儿童可以通过移动智能设备将立体动感的虚拟形象实时叠加到真实的场景中并显示出来，给人以强烈的沉浸感。增强现实技术作为智能科技，在儿童语言学习、艺术启蒙、科普百科、历史文化、智能游戏方面应用广泛，致力于改变传统的教学模式，以科技的力量，给予儿童趣味性的互动学习新体验。
增强现实技术在儿童教育领域的应用越来越普遍，加拿大一家公司联合Layar公司，利用增强现实技术，为儿童设计出可交互性世界地图，通过智能识别获取音频和视频，让儿童可以认知不同地区的著名地标和不同种类的动物，促进儿童的好奇心。同时，增强现实技术作为与传统教育模式与新型科技结合的纽带，实现了儿童在生活中学习，在游戏中学习，在体验中学习的教育新模式，交互方式的体验效果也更加的便捷自然。
一、传统儿童教育模式
传统意义上的儿童教育主要以游戏、玩具、动画的方式给孩子传递语言、情感、思想，教学过程中以知识导向来组织游戏为主，忽略了儿童在他们兴趣中的重要元素。这种方式让儿童处于被灌输知识的位置，没有互动性，从教学上看降低了学习效率，也间接地削弱了孩子的积极性。在如今新媒体技术发展下，儿童教育需要与新技术相结合，改变原有的单一教学模式，提升教学效率和内容的趣味性。美国学者尼葛洛庞帝在《数字化生存》中提到：“在印刷的书籍中，句子、段落、章节、页码按顺序排列，由作者决定，也由书籍本身的物理结构所决定”。传统的书本教育方式在三维空间上受到限制，而增强现实技术将教科内容以图像、视频、声音等形式结合起来，实现新媒体技术与教育的融合。
二、增强现实技术在儿童教育中的特点
儿童阶段是人生中最重要的一个阶段，思想能力在这一时期逐渐形成，教育模式是儿童教育的关键要素。教育模式下的增强现实具有沉浸性、趣味性和交互性。增强现实技术在儿童教育中的普及，极大地推动了教育领域的发展。首先，增强现实技术利用三维立体模型让儿童学习的内容可视化和形象化，即沉浸性。儿童可以通过AR移动设备来体验增强现实中的情景物体，并可以从不同角度去观察事物，达到教学的有效目的。在教育中，老师和儿童可以利用白板、虚拟3D模型、增强现实空间去了解被还原的史前生物。在Google黑科技中就展示了生物还原的一个例子：用AR的移动设备在森林中对树叶或动物足迹进行扫描识别，通过数据资料的整合追溯到史前时期，探究恐龙生物和环境地貌的变化，让参与者可以在视觉、听觉和触觉上有所体验，同时也可以提升儿童的认知意识和趣味感。在教育中加入具有增强现实元素的可视化效果，可以增强孩童在概念意义上的形象化的理解，还可以让儿童实时地与场景中的事物进行互动，使参与者沉浸在虚拟的环节中，体验各种绘本内容的奇妙经历。增强现实拓展了传统纸质书本的感官沉浸，融合视觉、听觉、触觉等形成了一种多感官教学的方式。在科教兴国的中国，实现增强现实技术教育化，开创教育环境新路线，进而使教育内容具有沉浸性。其次，增强现实将真实世界和虚拟世界结合在一起，在教育类游戏和虚拟空间以增强技术为载体使儿童可以体验增强现实媒体技术的趣味性，让他们可以直接接触，感受到某种意义上的存在感，这种直观的存在感可以提升儿童在知识层面上的认知度。
最后，增强现实具有一定的交互性。在传统媒体技术上，是先在动画模拟中设定了好了参数，继而以机械单调的模式来展示学习。但AR技术就可以精确迅速的记录下需要传达的信息，并可实时地与参与者进行互动。增强现实实现了虚拟场景的自然逼真性，在教学上，更加注重儿童和事物间的接触和互动。所以，在AR中利用显示设备、注册定位、虚拟结合和人机交互技术将教学信息联系起来使其形象化、音频化、可视化，让儿童在增强现实中体验到学习的乐趣，获取学习的内容和周围环境的信息，并通过互动交流来与小伙伴分享。
三、数字化儿童绘本
在儿童教育领域，利用增强现实技术创造出虚拟数字化学习环境是一种新颖的形式。在虚拟学习环境中，儿童可以从视觉、听觉、触觉等多角度与环境交互，而且能够有效地得到反馈效果，并根据反馈效果对绘本读物做出下一步操作，以此来建立知识与儿童之间的链接关系。AR虚拟学习场景中包含了便捷的工具栏目和形式内容，儿童学习中有更多的控制权。在数字化儿童绘本教育中，传统绘本结合多重类型的技术，发挥了更大的潜能。基于数字化形态的快速发展，儿童教育的方式不再局限于传统书本之上，处于生理、心理、情智急速发育阶段的学龄儿童，更多的是对以肉眼所观看到的具有趣味性的事物。而数字化绘本把纸质书本上的内容虚拟化通过智能设备以动画、视频的形式给儿童传播科学知识，在虚拟互动中阐释科学原理。
在拟数字化绘本的展现中，注重交互形式的多元化，能够增进读者的知识点，又可以带给读者不同层次的趣味感。儿童绘本可以通过立体虚拟事物的展示来激发儿童的参与与互动，AR增强现实儿童绘本在这方面有更大的优势，在传统的绘本教材上构建立体结构、孔洞、附加装置可以作为绘本虚拟展示的触发标志。利用增强现实技术，可以让读者回顾过去、直观地体验知识要点与美学特征，甚至可以重现经典的人类历史故事和宇宙的变化形态，而这一切能够借助于先进的可穿戴智能设备，便能虚实结合地营造出学习气氛与环境。数字化儿童绘本将纸质书的阅读感受与虚拟环境的特点结合起来，能提升阅读体验，提供信息支持，实现丰富的互动学习。据相关研究表明，具有沉浸感的增强现实读本能够提升学习者的学习意愿，高效地展示学习材料与成果，激发学习的兴趣与热情，巩固长期知识的记忆与凝练。2008年，Freitas和Campos开发了SMART（system of augmented reality for teaching）系统，应用于儿童的概念数学上，例如运输方式或动物种群等，取得了较好的教学成果。2009年英国广播公司BBC的Edris利用增强现实技术设计了“地球、月球与太阳的互动游戏”，通过对10岁儿童的教学观察与体验，证实了增强现实技术是有效的教学认知工具。在儿童绘本中，增加增强技术的使用，实现增强现实立体书籍，内容形式上的转变会让儿童在观看绘本内容和学习上由被动转化成主动接受知识内容，提高了他们的趣味意识和知识的扩展。目前，增强现实技术在绘本中的应用主要显示图像、动画、视频和声音，使用3D显示屏、智能手机、智能眼镜设计的应用程序来整合展示多媒体的教育形式。数字信息化的推动使得AR技术涉及军事、农业、工业、娱乐和教育领域，其中在儿童绘本中发挥了重要作用。增强现实技术与传统绘本的结合，展现给观看者多维度的互动和虚实结合的效果，并加上声音效果，增强了读本的趣味性。因为增强现实又具有沉浸性、趣味性和互动的特点，适合儿童课外学习。增强现实在儿童绘本教育中的应用时现代教育的主流形势，它结合儿童的心理特征，运用3D建模、数字编程和交互技术设计促进传统纸质教育在多媒体时代下的融合。随着移动媒体技术的发展，苹果公司生产的iPad平板电脑拥有领先的技术，有多点触摸屏显示，能够高清地观察影像信息，移动了增强现实在儿童绘本展示上的便捷度。儿童绘本在增强现实产业上的比重还是比较重的，设计者用智能游戏、历史故事、科普等内容来吸引大量的儿童，也正是这种教育模式的智能化，儿童在视野和知识储备上有了新的变化。
四、总结
增强现实技术在当今儿童教育上有很大的前景，但同时增强现实技术也存在一定的局限性。在虚拟现实内容的制作和呈现方式上过于单一，并且在绘本教育中对于虚拟事物的制作由于设备硬件的限制不能够完全普及到儿童教育中。这需要经过周期性的完善来重塑传统的教育理念，用虚拟化的方式传递给儿童知识内容，保证教学方式的多样化。
增强现实在儿童教育中的应用提供了崭新的模式，由原先的单一机械地从书本上获取信息，转变成孩子可以主动地去从不同角度观察学习知识内容，这是互动技术在教育中的突破。增强现实技术在儿童教育中的建立，也是一种新的教育模式和方法的诞生。
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作者简介：
陆 凯（1992-），男，江苏常州人，南京信息工程大学传媒与艺术学院数字媒体艺术研究生；
关键词：人本视角；经济管理；复杂性
中图分类号： F293 文献标识码： A
一、经济管理复杂性的微观成因
当今人类社会在与自然界的交互中充满了复杂性和多变性，而且呈日益加剧的趋势，各类金融危机、欧债危机、能源危机等时有发生且影响持久，以及地区冲突等事端不断，带给人们的教训与反思沉重而深刻，对基于单一行为假设的传统理论造成了强烈的冲击和挑战，也在孕育着极佳的发展机遇；同时高性能计算（HPC）、大数据时代的分析技术、e-Society或e-Humanity（信息化技术在人文社会科学研究中的应用）等高科技手段的迅猛发展，为完成巨量的行为计算、模拟复杂经济的传导机理、揭示人因社会中的人文复杂性等问题创造和提供了可行条件、有力支持与实现途径。在现实迫切需求拉动与先进工具有力推动的“内外夹击”下，深化行为分析、认知复杂经济管理现象的强劲潮流正在形成，且势不可挡。
非常态复杂经济的表象与内涵
各类经济主体受经济和非经济多方面的因素共同影响，表现出主动性、异质性、交互性和多变性等人本行为特征，如此使经济系统（乃至所有的人类社会系统）要比自然或物理系统更加复杂。现实经济运行中诸如转折或拐点、突变、震荡、分岔、结构的不稳定性、均衡的多重性以及混沌现象等；企业管理中如个别人对待遇的不满、人动及谣言或骚扰等，若处理时稍有不慎，就会蔓延扩散到整个企业。此类问题，既不能以行为“非理性”为由排斥在理论研究的视野之外，也不宜在传统的理模式下模仿照搬自然科学的做法，而且仅靠特殊、个案式的研究也远远满足不了社会科学发展的需要。这些典型的非常态或复杂现象，常常会导致基于理性假设和因果关系分析的经典理论与计量实证方法的失灵。
2、从微观行为视角透视经济管理的复杂现象
经济是人类为了自身发展与自然界进行的物质交换，微观层面上若干异质性主体的交互行为（相互之间和与外界条件）导致了复杂多变的宏观经济现象，而这些个体决策行为又是受特定的宏观环境和外部因素影响、制约并随之发生演变的，如：个体投资者的不对称行为与股市收益率的偏峰厚尾、异质性投机与股市泡沫等。这相应地要求经济管理理论应包含两方面的研究内容：一是资源（财富、要素）流动与配置；二是人（类）的自身发展。人类行为是社会经济活动复杂性的主因或根源，通过深入分析关键行为特征、建立微宏观连接的一体化模型、进行计算实验等方式是可以认知复杂多变的宏观现象（典型化事实）的微观成因、涌现机理和诱变条件等问题的。个量生成总量的方式是多元化的，微观个体的差异性，经过组合结构（传导过程）的放缩、扭曲，导致复杂多变的群体总产出。一种理论是由某一视角、研究重点、主要方法组成的知识体系，同时也反映出研究者的立场观点和价值取向。现代经济管理理论的研究对象、结论应该更好地与中国社会发展环境中人的活动紧密结合，需要有古典与新古典经济学的综合，通过内生化异质的方法有望揭开人文复杂性之谜。
二、深化分析主体行为
传统的经济管理理论试图以理性黑箱封装多元化的行为属性、以单一模式面纱掩盖鲜活多样的行为表现、以市场关系遮蔽个体行为与集体行为复杂内在关系的传统经济理论，已远不能满足深入揭示现实复杂性的迫切需求。人是多面的行为复合体：纯生物本能意义上的行为属性是先天的、稳定的，如刺激-反应行为模式；而社会经济意义上的行为是个体与群体、自然属性与社会属性的统一，内在行为属性决定外在行为表现，但行为表现又是情景依赖的，行为的演变是在相互激发的条件下实现的。因而，描述分析人的行为属性和表现时，必须要深入到内在本质，并将其多元化属性与复杂的外部环境条件对应联系起来。
生物属性和利益属性的个体化决定了行为的异质性，交互行为和利益关系决定了个体行为的社会性和整体经济活动的网络式复杂性。刻画市场主体的异质性与交互性等行为属性，现实活动中的有限理性、非理性等所谓的异常行为，都可看成是主体行为对理性轨道某种形式和某种程度的偏离、转折或分岔，也是可能造成经济“非常规”运行和混乱的主要原因。观察、实验、记录、概括、抽象、分类，真实全面地通过外化表现认知人类行为的本质属性。在利用实验等方法手段的基础上进行微观行为分析，能够实现两方面的功能，具体沿两个方向展开：一是观察获得人类主体在各种设定场景下的真实反应；二是个体行动如何集聚成群体行动、影响资源配置等经济活动。人的行为规律虽不同于物质运动规律，但也是可认知、可计算的。有了HPC 等现代计算技术工具的支持，不仅能对行为高度简化、建立解析模型求其最优解，更重要的是，在深入、细微地刻画和剖析真实行为属性的基础上，大规模、多方位、动态的数值模拟有助于认知经济管理的复杂机理和传导机制，揭示人文社会的复杂性。
三、基于主体行为的一体化建模与计算实验
在深化行为分析的基础上，若要在人文社会科学研究中引入实验方法和行为建模计算来揭示复杂之谜，一体化建模是关键环节；并要围绕行为深化这条主线，将影响因素、行为关系、演变过程等有机地联系起来，纳入一个方程体系（组）中，以便整体地分析宏观复杂现象。
1、一体化建模原理与基准模型
将深化对微观主体行为的认识与基于Agent建模(ABM：Agent-based Modeling)有机结合起来，将人类主体真实的行为属性和表现赋予虚拟的Agent，并且在两者运算模拟过程中不断地交互验证和校准，是能有效解决复杂经济问题、并取得广泛应用的一类基准模型，这或许能开辟研究人文社会科学特有复杂性更加可行高效的途径。针对经济管理的现实复杂性基于Agent行为的一体化建模，是根据所研究的具体问题，分别对不同主体，在不同部分、不同层次、不同方面对不同条件变化的不同反应建立相应的行为方程和模型，再将其（软）连接起来，构建既能反映微观特点又能呈现整体关系的一体化模型或综合集成模型，是利用计算机仿真等现代科技手段探索解决复杂问题的中心环节和基础平台。
2、计算实验的特点和HS与CA结合的实验技术
有了一体化模型，就可展开计算实验，其基本原理和方法流程与一般的实验类同，并进一步通过运用HS与CA结合的技术，凸显人文特征，更加适合研究经济管理中的复杂问题。计算实验的最大优势在于基于多学科领域的知识交叉，借助HPC等技术，可行、高效地解决或推进原有理论方法难以解决的许多复杂问题。当然，这必需靠科学的设计原则、合理的技术展开路径与精细的实施操作等来实现。一体化模型方法具有很强的包容性和灵活性，根据问题需要和可行条件，既能够容纳和连接各种现行的模型方法，又能有选择性地聚焦讨论任何特定的局部性问题。通过对原始数据的搜集与整理分析，对HS行为进行分类，在计算机模拟环境中对CA 设定符合现实的假设初始条件建立模型。社会计算注重人文主导的特性，强调人的全程参与和交互。从行为可计算角度讲，是将HS行为在可实验、可量化的基础上实施科学计算；从计算实验角度讲，是让CA活起来尽可能地接近真实行为，使基于CA的模型尽可能地反映HS 模型的实际运行；这样既需方法导向的定向推进，又需问题导向的全面铺开，两种途径能否有机地交汇融合，是决定计算实验和CSS是否成功与健康发展的关键。
展望HS与CA结合的实验技术与计算实验模拟方法及拓展应用，以人机交互技术为依托的融合，势必成为当代经济管理研究的重要内容和潜在发展方向，且有旺盛生命力，相应建立的方法体系，更顺乎自然、符合认知习惯，能更科学合理地分析、解释、预见、指导现实；而将HS与CA结合是在微观层面上迈出的关键一步。通过与当代经济学、复杂性科学等学科理论的紧密结合，计算实验这类思想和方法必然会在微观行为、市场异象、结构过程演变以及不确定性机理分析等复杂问题的解决方面取得突破性的重大成果。
计算实验随着计算机硬件与软件的飞速发展，在经济管理应用中的优势日益凸现，毋庸争辩，其作为新兴的学科在理论、方法上仍存在明显的缺陷与不足，需要不断地改进与完善，但可以预见的是，HS与CA相结合的实验方法在复杂经济管理问题分析及宏观调控方面将会有令人振奋的应用前景。
结语
构建宏微观一体化模型并进行计算实验和数值模拟，有望为认知、揭示人与人类社会的自身发展及其与自然交互过程中的复杂性提供一种可行的解释方法与分析路径，将是推动经济学和管理学持续和纵深发展的有力工具，为市场运作、企业管理实践和经济政策的制定与实施提供更加科学可行的决策支持。
参考文献
[1]王国成.管理复杂性的微观分析建模及模拟应用[A].中国管理现代化研究会.第四届（2009）中国管理学年会——系统管理与复杂性科学分会场论文集[C].中国管理现代化研究会:,2009:16.
论文摘要：本文分析了多媒体教学的特点，利用部分高校不同专业学生的调研问卷，借助SPSS软件探讨了多媒体教学效果与多媒体教学特征的相互关系，提出了相应的对策建议。
一、多媒体教学与教育发展
多媒体技术是现代教育技术的一种，现代教育技术包括学习模型构建与学习错误诊断、任务分析和专家系统、微观世界与问题求解、个别指导策略与对学习者的控制、交互技术与人机界面设计、过程住址和教育创新方法论等一系列模块。多媒体技术吸收现代科技成果和创造性思维方法，为课堂知识传播的发展提供信息通道和技术资源。多媒体教学模式侧重感官刺激、大信息传输量，快速度高质量传输信息、使用方便且易于操作，为每一个学习者提供到知识的广阔空间里探索的可能性。
运用多媒体技术、培养有用人才的突出特点，表现在十分注意开发人才的创新能力、启发创造新思维上。所谓创新能力和创造性思维方法就是指采用科学的思维方法，运用丰富的科学知识，使用一定的仪器设备，通过创造、演讲、交流和应用的手段，能将自己的新的思维转化为可销售的产品和服务，从而取得企业的经营成功、国家的经济振兴。知识创新是通过科学研究，获得新的基础科学与技术科学的过程。它是技术创新的基础，是新技术、新发明的源泉，是促进科技进步和经济增长的革命性力量。知识创新工程与推动企业技术创新工作为目的的技术创新工程与以提高高校教育水平、培养科技人才为目的的“211”工程一起，在国家宏观层面上形成了国家创新体系完整的总体战略布局。
多媒体技术较强的实践性、综合性、连贯性、应用性和创造性，能够提供丰富的教学资料，开辟课堂新栏目，动态增加教学内容、教学课件和视频资料等，突出教学目的，激发学生的学习兴趣和培养学生的动手能力，为学生提供一个自由的学习环境，可以对不同水平的学生实施分层式教学，减轻工作量和提高教学效率。多媒体教学还有很多潜能和作用等待我们发掘和利用，同时我们也应注意到多媒体教学也不是万能的，它也有缺点和不足。只有扬长避短，才能真正发挥多媒体辅助教学的先进作用。在研究和总结多媒体教学中，有几方面问题必须注意克服。在大学生课程的实践教学中，我们根据部分高校的理、工、农、医、文、史、哲、法、管理等专业的大二年级和大三年级学生调研情况(样本容量N=2000) ，得到如下分析结果。
二、变量设计与测度指标
根据我们理论分析模型，本论文所涉及的自变量包括教学信息、教学进程、学生思维、主动学习、创新学习、师生感情、个性教学、动手操作、教师主导、学生主体;因变量是多媒体教学效果。在变量的测量方式上，由于这些变量大多难以量化测定，本论文以Likert7级量表打分法采用主观感知对变量进行测度，在问卷中界定了数字1-7依次表示从不同意(或完全不符合、低)向同意(或完全符合、高)过渡，其中数字4表示中性标准(一般)。
本论文所收集的2000份问卷中，大三年级的学生答卷有1280份，占64%;大二年级的学生答卷有720份，占36%;如表1一1所示。
本论文所收集的2000份问卷中，经过我们的剔除和选择，有效回收答卷中数学、计算机、畜牧学、中医针灸、中文、中国近代史、外国哲学、刑法学、工商管理9个专业的分布基本是均衡的。
在本论文中，多媒体教学效果为被解释变量，在指标测度测量上，采取相对衡量的方法，通过与传统板书教学效果相对比，来揭示出关于媒体教学效果的重要信息，多媒体教学效果的指标相比传统板书教学效果越高，则表明多媒体教学效果越好(见表1-2)。
在进行数理统计分析之前，需要检验样本数据的信度(re-liability)，检验信度的目的在于衡量变量的稳定性和一致性，如果信度越大，那么用于解释一个潜变量的各观测变量具有共方差的程度越高。通常情况下，检验样本数据信度的指标采用Cronbach a，一般认为，Cronbach a > 0.70，表明样本数据的信度通过检验。本论文以Cronbach a系数作为评判标准，根据其内部结构的一致性程度，对量表的信度进行检验(见表1-3 )。从表1-3可以看出，保留在变量测度中的题目对所有题目(Item-Total)的相关系数都大于0.5，各潜变量的测度变量表的Cronbacha系数值都达到了0.7以上，符合Item-To-tal相关系数应大于0.35， Cronbacha系数值应大于0.7的判断标准，检验结果表明各量表的信度较高，变量之间具有较高的内部结构一致性。
本文研究的量表是根据前人研究结果、文献探讨、实际检验等而构建，并结合实地调研进行修正后确定的，因此，具有较高程度的内容效度。因子分析是检验此效度的常用方法，如果能有效地提取共同因子，该共同因子与理论结构的特质较为接近，则我们即可判断测量工具具有构建效度。根据经验判断方法，衡量是否适合因子分析方法分析数据，通常采用如下限定;非常适合，KMO，0.9以上;很适合，0.9KMO>0.8:适合，0.8 >KMO>0.7:不太适合，0.7 >KMO>0.6;很勉强，0.6}KMO>0.5;不适合，0.5以下>KMO。当KMO=0.7，各变量的负荷均大于0.5时，可以将不同变量合并为一个因子通过因子分析进行后续研究。现通过因子分析的主成分析法分别对人力资源的配置与利用优势、资金配置利用优势、基础设施优势、技术创新管理优势等衡量指标变量的构建效度进行检验。首先进行巴特利球体检验和KMO检验，KMO=0.879>0.7，巴特利特球体检验的统计值显著性概率为0.000 < 0.001，说明非常适合于用因子分析方法分析数据。运用主成分析法进行探索性因素分析，按照最大方差法正交旋转和特征根大于1的原则进行因素抽取，结果得到8个因子，总共解释了总体方差的90.769%，说明.本论文变量指标设置具备构建效度。对量表中的解释变量进行因子分析，其巴特利球体验检结果和KMO检验分别为，巴特利特球体检验的统计值显著性概率为 0.0000.7，说明数据非常适合于做因子分析的。取特征值大于1的主成份作为因子，得到1个公因子，共解释了总体方差的85.271%，与指标设置时变量结构基本一致，说明指标设置具备构建效度。
三、数据分析结果
我们进行泊松相关分析的目的在于初步检查变量之间是否具有相互影响的关系，而不反映因果关系，仅仅反映变量间相互作用的可能性。通过相关分析，可以初步判断假设是否合理或模型设置是否合理。本论文利于因子分析中所提取的各个因子，运用SPSS12.0对模型中的所有潜变量做泊松相关分析，见表1-4。
[关键词] DCVE 企业培训 Agent
一、问题的提出
目前越来越多的企业意识到，企业的发展离不开员工的成长，加强员工职业培训和继续教育是人力资源开发和管理的重要组成部分, 是维持整个企业有效运转的必要手段。信息时代计算机、网络等技术的发展，为现代培训提供了新的载体，使得企业开展培训的方式也不断更新。但是当前的大部分培训系统存在一些缺陷及问题: 首先，培训系统内容多以静态为主，且页面结构和超链接结构都不能动态优化。另一方面, 系统缺乏智能性，忽视了和受训者的互动及个性化设计等问题。将协同工作技术（CSCW）与分布式虚拟现实技术（DVR）相结合，构筑一种基于分布式协同虚拟环境(DCVE)的企业培训系统，为解决上述问题提供了有效途径。分布式协同虚拟环境同传统的其他信息平台相比，摒弃了HTML协议的二维性和Internet下层构造的限制，能够为培训者提供一种完全沉浸式的交互界面，在这个开放性、超时空的虚拟培训环境中，人们可以身临其境般地交互、感知、协同工作，从而扩展了培训的时间和空间概念。
本文主要对基于DCVE的企业培训系统的设计进行探讨，分析了将Agent技术与DCVE结合的可行性和必要性，并着重从技术角度对系统的关键组成模块进行了研究。
二、系统的设计理念
有关分布式协作虚拟环境（Distributed Cooperative Virtual Environment）的研究是一门具有重要理论性与实用性的前沿研究课题，所涉及的研究应用领域包括军事、医学、心理学、科研、商业、教育、影视、娱乐、工程训练等。目前在开发DCVE中存在许多关键问题尚未解决，需要引入新的方法作为低层支撑技术，才能将DVR与CSCW有机地结合起来。近年来兴起的智能Agent技术，其基本思想就是使软件能够模拟人类的行为和认知，具有智能性、社会性、适应性等特性，能根据环境变化做出响应和进行相应处理。因此现实世界的实体和它们之间的关系就可以直接映射成具有问题求解能力的Agent，在有多个用户的分布式虚拟环境中，多个代表用户的化身之间会进行交互，用户化身和其它对象也要进行交互，所以人与人的交互、人与机器的交互都可由Agent之间的交互来实现。同时，Agent技术本身是面向领域的，拥有较为丰富的领域知识和智能，支持分布式虚拟环境中的交互协同工作，因而特别适合于处理具有行为真实感的分布式虚拟环境。
基于以上分析，本文将Agent技术应用到基于DCVE的企业培训系统的设计中，其目的是解决虚拟环境中的智能人机和人人交互问题，并使系统具有很好的可重用性、可扩展性和智能性。
三、系统体系结构
分布式协同虚拟环境为人们提供以三维动态形式出现的学习内容，使其在这一环境中具有较好的真实感和沉浸感。培训人员能够通过多维、自然的交互更好地表达情感、协同工作。 该培训系统采用B/A/S模式，即浏览器Browser/Agent／信息服务功能层。
第一层是基于浏览器的表示层。WEB浏览器作为客户端，提供图形用户界面，完成用户接口功能，系统中的用户可分为培训学员、培训师和管理员等每类用户具有不同的操作权限，通过该层实现多媒体知识的输入、输出，用户信息和行为的获取，任务的接受，处理结果的反馈等。
中间层作为整个分布式协同虚拟系统的软件架构，它是一个基于CORBA的多Agent架构。这种结构利用 CORBA 的ORB作为底层的通信支撑，它将 CORBA 技术和Agent技术相结合，通过众多智能Agent的合作与竞争，完成系统功能。为基于OMG对象技术的软件模块提供了传送请求和响应的基本机制。每个Agent将独立地插到 CORBA软总线中，它们既可独立自主地活动 , 透明地调用其他 Agent提供的服务，也为其他Agent提供服务, 从而实现信息共享、服务共享和协同工作。
网络信息服务层主要由各种服务器及分布式数据库集群组成。这些服务器包括Web服务器、虚拟现实服务器、协同工作服务器、数据库服务器等，通过调用与其对应的各类数据库，提供整个系统工作所需的共享信息及相关服务。
四、系统的设计与构建研究
1.协作Agent的组织架构研究
在基于DCVE的企业培训系统中，面向协作关系的 Agent架构是整个体系结构的核心。每个Agent作为一个具有高度自治性和社会性及通讯能力的实体，都应该具有与外界通讯、根据己有知识进行判断、推理、决策、不断学习新知识，完成特定的任务的能力，
系统中主要定义了两类Agent：实体Agent和协调Agent。实体Agent作为用户的化身，具有用户的兴趣、习惯和目标等知识信息，可以执行个性化的任务，并帮助用户完成他们的目标。每个实体Agent给虚拟环境中具有几何外形的唯一实体对应，并为其赋予了特定的语义和行为规则，以及相互之间的交互功能。
协调Agent是系统中另外一类重要的智能Agent，它们没有几何外形，基本功能是提供系统服务，包括用于封装网络支撑层中的通信服务Agent；为虚拟环境中智能行为提供所需的信息与知识的信息服务Agent；提供与具体应用相关的应用服务Agent。协调Agent不仅与实体Agent交互，而且也与虚拟环境中的几何场景及物理层作用，进行系统的通讯管理及冲突解决。具体表现为：在虚拟培训环境中，培训师Agent能够上载教学资源, 创建、控制并管理虚拟教学空间; 培训学员Agent根据参加培训的类别或知识层次选择学习空间, 在获得培训师Agent许可后加入不同的培训虚拟教学空间进行交流、会话或学习; 管理员Agent负责对整个系统的管理和维护, 并负责配置不同客户的访问权限等。
2.协同虚拟培训环境的设计
协同虚拟环境是整个系统建立的关键，整个系统中所有实体都通过三维化身的形式在虚拟培训环境中进行各种行为操作，并且系统能提供动态实时的交互与反馈。根据虚拟企业培训环境应具备的用途和特点，系统设计应包括以下主要场景：
虚拟培训课堂。模拟真实课堂教学, 由培训师组织培训学员开展教学, 还通过动画和交互技术，向学员展示相关设备的工作原理和工作过程及实现教学资源在线播放和实时语音讲解。
虚拟工作环境漫游。这是一个支持多用户的协作漫游空间，能够使每个用户通过自己的虚拟化身在共享的虚拟工作空间中自由的漫游和巡视，用户之间还可以通过文本语音等手段进行交流讨论。
虚拟训练场景。为学员提供虚拟的技能训练环境，使得一些在真实环境下难以实现的项目成为可能，如生产事故中的相关应急处理操作等。
个人学习空间。为培训学员提供个人私密空间并保存了有关化身、编号、学习资料、电子邮箱、学习进度、学习成绩等用户个人信息。 系统还设置了多种实体按钮用于培训资源链接，方便用户获取学习资源和必要帮助。
在技术实现上系统采用 VRML 和Java相结合的方式构筑虚拟协同空间。作为一种建立真实世界的场景模型或虚构的三维世界的场景建模语言， VRML为Internet环境下构筑三维虚拟空间提供了规范，但VRML也有一些局限性，如缺乏描述数学规律的能力和有效的对象交互机制等。将VRML与Java相结合，一定程度上满足了协同设计的要求。利用Java扩展VRML，能够使后者的节点具有对象交互和处理消息的能力，较好地实现了对真实世界的模拟、数据共享以及多人交互，使它们成为创建基于Internet的大规模协同虚拟环境的理想工具。
五、结束语
尽管虚拟现实技术的应用仍有许多必须解决和突破的问题，但我们相信，随着分布式虚拟协同技术的不断完善，以实时、三维、交互和协作为主要特征的基于DCVE的企业培训系统不仅对于教育培训基地的设计人员及指导人员提供了实践其教育价值的途经和方式，而且从受训者的角度来说，它在解决学习和训练的困难，提高学员汲取知识和掌握技能的效率，改善培训的效果等方面，也起到了积极的推动作用。
参考文献：
[1]王祯敏:建立虚拟培训组织有效开展员工培训[J].商场现代化. 2008，（3）:220～221
[2]蔡林沁:基于Agent的煤炭智能虚拟环境研究[D].博士学位论文,2007
论文关键词：虚拟实验室，图书馆
随着信息社会的到来，网络智能技术的发展，高等教育面临着越来越多的机遇和挑战。在高校图书馆内，基于网络系统，建立虚拟实验室平台，满足现代学生个性化、自主性和实践性学习的要求，已经成为一个既符合现实条件又迫在眉睫的课题。
1.什么是虚拟实验室
虚拟实验室就是将各种相互作用、相互联系的媒体和资源有机地整合起来，建立一种多时空交互式的开放学习环境，这是一种全新的教学模式，能有效的促进优秀教学资源的有机整合与合理运用。它可以通过一个共同的界面图书馆，将来自不同信息源的文献进行分类、整理后，到一个特别开发的教学系统上提供给学生上网使用。学生通过虚拟实验室，可以有选择性的利用图书馆的所有数字资源学习专业课程，并对所学知识进行自测和自评。教师通过虚拟实验室可以进行备课，评价学生课业，与学生交流以及对学生进行课后辅导。
2.图书馆建立虚拟实验室的意义
2.1有利于提高教师教学和科研水平
虚拟实验室不仅集专业学科数据库、专业题库、各专业学科自测系统于一身，而且还包括教学大纲、历年试卷、教学进度计划、讲义、作业、图片、幻灯片、多媒体信息等。它可以将根据课程的需要，将任何与教学课程相关的资料以数字化的形式提供给选修此课程的学生。虚拟实验室是图书馆服务教学最直接、最具体、最重要的体现，可以使广大师生充分利用现代信息技术的优势，在最短的时间内，以最快的速度，掌握学科发展前沿动态，获得最全面、最前沿的知识和信息，有利于提高教学和科研水平。
2.2有利于提升图书馆的教育功能
虚拟实验室将实体的图书馆与虚拟的教学环境相结合，构建出一个良好的电子教学环境，拓展了图书馆的服务功能。在教学信息量骤增、教师和学生阅读习惯的改变以及获取文献信息方式多样化的情况下，虚拟实验室还能为师生提供在线考试、评估、资料审查等服务，为师生提供不同学科间的交流，实现资源共享，这无疑大大提升了图书馆的服务功能。
2.3有利于增强学生的学习需求
建设虚拟实验室的最终目的是为教学服务――方便教师组织网络教学材料以及教学人员对教学效果进行跟踪与评测。这种以学生为主体的设计思路有利于整体优化教与学的过程，不仅便于学生在网上自主地进行学习图书馆，而且可以激发个性化学习、协作学习，提高学习兴趣、学习欲望，改善和提高学习效果，培养学习的能力和意识。在完成专业学习计划的情况下，学习者还可以根据自身学习的兴趣，选择学习与本专业相关的拓展性教学资源，从相关的专业数据库中获得文献知识，或者从专业课件中进行在线学习。
3.建立虚拟实验室的设想
3.1建立专业学科文献数据库
依托图书馆文献资源优势，结合学校重点学科专业自主开发、创建特色数据库，为教学、科研提供信息资源方而的支持，这是建设虚拟实验室的基础。建库前首先要对现有数据库信息资源分布情况做认真细致的调研，在此基础上确定课题，同时根据本校的重点学科，选择有较高利用价值的文献信息资源，既要避免重复建设，又要补充空白学科，以此满足教学和科研需要。另外，要对所建数据库不断进行更新，以满足最新的科研要求。
3.2建立教学管理模块
由学生管理、教师管理以及成绩管理组成。在学生管理方面，学生通过浏览器进行注册登录, 登陆成功后可浏览专业数据库，查看详细的数据库资料图书馆，问题交流、预约测试时间，进行专业学科的测试。教师管理模块可对自己的教学内容添加、修改、整理、删除，对学生提交的测试进行批改，填写评语和成绩，提交批改结果。而成绩管理方面对学生的考试情况（考试次数及完成情况）给出成绩，并进行统计分析及提供查询等。
3.3建立教学参考数据库
在教学参考数据库中，学员可以通过院系名称、专业名称、课程名称、授课教师姓名、教学参考资料名称等途径检索数据库，数据库将显示某一课程的教材、教学参考书、教案、课件、教学视频期刊论文、网络资源和试题等资源。参考数据库便于学生的自主学习和教学拓展。
3.4建立交流渠道
教师和学生可以通过论坛等途径进行充分的交流，学生可以将课业的收获、经验和体会及问题到论坛上，教师可以将一些典型的问题提出来，供大家探讨。学生在这样宽松的环境下发表自己的见解，教师从中可以得到及时的教学反馈信息，以便整改。
4.建立虚拟实验室的核心技术
4.1分布式知识管理技术
在虚拟实验室的建设过程中，越来越多的知识信息库、管理信息库平台融入到网络环境之中，大到教材课件库、辅助参考资料库、试题库、档案库等，小到讲义、授课经验等知识点，知识信息库形形，而教学管理库信息则包含有招生、考试、学籍、成绩、选课、排课以及教师课堂教学质量评估等方面的内容，所有这些资源与平台各具特点，形成了分布式的资源管理模型。为了实现集约化、高效化管理，需要运用网络开放协议与中间件图书馆，将不同结构的知识库整合在同一个运行平台上，统一数据的显示格式、统一检索与更新机制，达到数据的集中管理。这种分布式知识管理技术安全可靠、可伸缩性强，信息的利用与共享对于网上用户来讲是完全透明的，客户端无需关心如何处理不同格式的资源，对于传统的信息管理方式是一次全面的提升，从根本上改善了信息管理与方式，优化了教育信息化环境。
4.2“软服务”技术
“软服务”原指运用专业人员身上的管理、经验、知识等特殊技能和组织协调能力从事专门服务的一种方式。虚拟实验室的软服务技术主要体现在参考咨询人员的网络交互式答疑与在线咨询服务等方面。主要包括：（1）以电子邮件和留言板为手段提供的交流服务；（2）以实时交互模式提供的咨询服务，如类似NetMeeting（网络会议）或是Chat（聊天）的网络交互技术；（3）以网络合作及联动模式提供的咨询服务技术。“软服务”具有系统化、高度组织化、时间流程受控的特点，咨询员和用户可以在深思熟虑的基础上给予比较精确的反馈，因此求助与回复的质量水平能始终保持在相当高的水准上，仅管网上的专业咨询员所在位置是模糊的，但用户的咨询却能从四面八方得到响应。另外，“软服务”环境形成的“知识经验库”还能让求助者随时回顾过去的问答情况，对问题进行系统化的深入研究。在这样的技术服务环境下，专业人员的知识储备与积极性得以充分发挥，推动信息化服务向更深层次的拓展。
4.3个性化服务技术
个性化服务已成为检验信息化水平是否成熟的标志之一。其运行机制是：用户可以根据自己的需要、喜好和习惯进行信息定制，形成一个完全个性化的用户空间。一方面，通过对系统界面、资源集合、检索工具与技术、咨询服务、用户权限等的高度定制来创建愉悦的个性化界面；另一方面，系统通过提供个人文献编辑工具来创建、组织、加工和维护用户的个人收藏（如我的数据库、我的分类、SDI服务、我的检索、我的考试等）。在虚拟实验室的实践领域，个性化服务也显示出广阔的应用前景图书馆，例如可以组织丰富多样的门户网站或个性化空间（My Space），以师生为核心开展富有针对性的特色服务，满足日趋多样化的信息需求；同时，跟踪并分析师生的兴趣，识别与预测其偏爱，选择最佳信息策略，从而增强服务的及时性与连续性，更有效地满足广大师生的个性化、专业化需求等。
结束语
建立虚拟实验室是高校图书馆适应数字化发展的又一种新型服务模式，它创建了教、学、思、创的整体环境，保证了教师的教学要求，提高了教学质量，同时也充分满足了学生探究学习、自主学习的需要，对高校图书馆以及整个学校的发展都有积极的意义。
参考文献：
[1]贾向英,.多媒体、网络环境下图书馆的走向[J]. 四川图书馆学报,2007,(6).
关键词 高职教育 教学信息化 建设 思考
中图分类号：G424 文献标识码：A
Thoughts on the Construction of Teaching Informationization
in College Professional Education
ZHONG Shoubing
（Suizhou Vocational & Technical College， Suizhou， Hubei 441300）
Abstract Teaching informatization is the core of education informatization. At present， the Internet technology， mobile communication technology， interactive technology and the application of digital multimedia production and storage technology have been very mature. Software and hardware environment and the digital teaching resources can basically meet the needs of the information-based teaching after being improved and integrated. Information-based teaching is helpful to improve the level of curriculum and professional development， to integrate and share teaching resources， to increase utilization rate， to improve teachers' teaching ability and students' learning initiative and enthusiasm， and so as to obtain higher teaching efficiency.
Key words higher vocational education; teaching informatization; construction; thinking
1 高等职业技术院校教学信息化基础条件分析
1.1 设备状况
麦克斯公司的一项调查表明，国家级示范及省部级直属高职院校的学生人数与教学用计算机的比例通常在3.5：1，普通公办高职院校的这个比例通常在4.5～6.0：1;教学用服务器的数量一般不少于10种，主要包括教学及教务管理服务器、数字化图书管理服务器、网络资源系统服务器、专业建设及资源应用服务器等;网络接入速率通常在100M～1000M之间;具有比较丰富的网站平台和网络资源。在实际应用中，由于体制机制、人财物、信息化意识及水平等诸多因素的影响，普通高职院校对软硬件的设置、维护、管理、提档升级和信息化教学资源的配置等方面，远远滞后于信息化教学的需要。
1.2 人的信息化素质和意识
我们已经进入信息化时代，在教育教学过程中，教师的信息化水平和意识决定着学生的信息化素质。在高等职业技术教育体系中，推进教学信息化工作，意味着教师比使用传统的教学手段要付出更多努力去学习新知识、处理大量的有效信息并进行资源整合，更新教学观念，改进教学方法，同时还必须研究制定新的信息化考核方式，提高信息化教学水平。对学生而言，必须提高学生学习的自觉性和主动性。大量的学习资源就在他们身边，学生可以随时随地进行学习，推进教学信息化，让学生享受便捷、高效的现代化学习方式，获得更高的学习效率。
事实上，高等职业院校秉承的是教学做一体化教学模式，注重学生技能的培养，而忽视了教学方式的现代化变革。在教、学、做的三个环节中，“教”仍然是教师在黑板（白板）进行讲述;“学”是学生听讲、做笔记、领会思考;“做”是教师利用教具、实物进行示范，学生动手操作，以获取知识技能的过程，学生的学习具有较大的被动性。在信息化时代，通过这种模式向学生传递教学信息未免显得比较落后，甚至大部分学生不喜欢这种带有灌输意味的教学模式。教师讲授的内容及过程不会全面顾及到学生的感受，只是按部就班地执行教学计划，这也是采用传统的“教-学-做”一体化教学模式不能大幅提高教学质量的根本原因。现在看来，最为重要的是如何把这种教学模式与现代化的教学思想和技术有机结合起来，让学生享受信息化教学手段和方式，主动地学习，快乐地学习。
1.3 教学资源的整合
高等职业技术院校的网络教学资源一般比较丰富，但真正适应信息化教学的资源又比较欠缺。网络教学资源一般包括精品课程资源库、数字化图书系统、教学管理信息系统、教材管理信息库、实验实训管理平台、网络教学平台、虚拟仿真实验实训系统等。由于普通高校行政化管理体制的因素，校内各职能部门拥有的信息化教学资源相对独立，部门之间难以打破利益壁垒，资源的使用不具有开放性。加之设备、技术、兼容性及人员的因素，资源整合存在一定的困难。即使整合，形成庞大的数据库系统，运行、维护、协调、管理也需要投入大量的人财物支持，推进信息化教学，必须解决这一瓶颈问题。
要实现信息化教学，各类信息化资源的整合是一个关键环节。首先，要设置超级服务器，在校园局域网的支持下，建立信息化教学管理平台。其二，要对各类数字化资源模块进行交互性改进，并制定各类有效资源的通信协议，解决“兼容性”问题。其三，在信息化教学管理平台上加挂资源模块，对各独立模块利用平台系统进行运行调试，保证模块之间正常的数据交流。最后，设立终端访问系统和信息反馈系统，给教师和学生的访问设置不同的权限，使教师可以根据教学需要随时更新或修正教学资源，学生根据自己兴趣爱好，在能力、素质、技术学习的框架内选择适合自己的学习资源。有条件的院校甚至可以通过无线网络营运商建立无线接口，使参与教学的双方随时随地通过信息化教学管理平台实现信息交流，达到信息化教学的目的。
1.4 信息化教学管理平台建设的水平
高职院校由于职业性教育的特点，在网络设置和资源配置上有接口多、信息量大、资源丰富等特点，要实现教学信息化还必须对各类资源进行交互性设置。无论是有教师指导还是学生自学的教学过程，都需要系统能够及时反馈终端的发送请求。目前的状况是，各类资源虽然可以通过超级服务器利用校园网进行整合，对于使用者来说，就像浏览网页一样去访问各类教学资源，而缺乏即时交互功能，学生学习的效果不能直观地反馈到教师，学习当中的疑问也不能得到及时解决，很大程度上影响了学生学习的积极性和主动性。因此，在信息化资源配置的时候，都要根据教学对象的特点设置程序交互和人工交互，满足教学信息化的需要。
2 教学信息化的基本构架与信息化教学平台建设
2.1 教学信息化的基本构架
教学信息化的基本构架主要包括以下几个模块，如图1所示。超级服务器为各类信息化教学资源及管理系统提供存储空间，并支持数据交换、处理、反馈;网络及协议支持数据之间的高速传输;信息化教学管理平台对各类教学资源进行整合并提供访问接口;终端可以通过有线或无线的方式对有效信息化资源进行访问并接收系统或人工的反馈信息。为满足教学及研究的需要，超级服务器还可以与中国教育和科研计算机网（CERNET）、中国教育卫星宽带网（CEBsat）等连接，获取更加丰富的信息化教学资源。
图1 教学信息化的基本构架
2.2 信息化教学及管理平台建设、运行、维护
信息化教学管理平台的基本框架如图2所示。根据教学及管理的需要，信息化教学及管理平台提供扩展接口，以满足教学资源模块扩展的需要。信息化教学及管理平台各个子系统既可以独立运行，也可以通过超级服务器与访问者之间进行交互。教师在该系统中充当双重角色，一方面可以通过该平台进行资料查阅、交互学习，另一方面可以通过权限访问对教学资源进行更新，即时反馈学生的学习状况。管理员主要对系统的运行状态进行监控，保护数据安全，技术方面保障系统的正常运行。学生是最低端访问者，主要通过平台进行个人相关信息查询，利用公共资源进行交互学习，把交互式学习中遇到的问题通过网络随时反馈到系统平台，对系统自动处理不满意的，可以直接反馈到指导教师或网络论坛，由教师、学习者讨论，即时解决。这种学习方式，可以使学习者获得很高的学习效率。
图2 信息化教学管理平台的基本框架
3 教学信息化应用展望
信息化教学平台是一个开放的平台，信息资源丰富，交互界面友好，操作方便，系统稳定，才能受到教师和学生的欢迎。作为学校教育教学的管理者，一方面要加强宣传，引起全员对信息化教学的共识，另一方面要求平台的设计者、资源的开放者根据用户的特点，全程参与教学过程，细致分析用户的需求来设计系统、配置资源，并根据试用情况逐步完善。
信息时代已经来临，高速、高效的信息处理技术已经相当成熟，教学信息化带来的是教学方式、手段资源大变革。在将来的教学过程中，教师无需携带过多的教材、教具，通过网页进行重点内容演示，随时调用各类信息进行讲解，节省时间，达到触类旁通的效果。学生随时将自己不理解的内容或观点到网站上，使教师能及时掌握每个学生的学习状况，有针对性地、同步地改善教学内容和方法。学生根据自己的兴趣爱好选择适合自己学习的资源和教师资源，极大地发挥他们的主观能动性。信息化教学和管理平台提供开放式系统，保证教学信息资源实时更新，教学过程不再受时间、地点及资料的限制，教师和学生不但可根据自身实际情况安排工作、学习计划和进度，而且共享优秀的教育资源和教育方式。信息化教学宏观上突破了传统教育的时空限制，将教师备课、课堂教学、反馈练习、课后辅导、个性化学习、在线考试、远程教育等教学环节优化统一进来，体现交互、主动、合作精神。教学信息化的实施，对高等职业技术教育发展的推动将是革命性的，是实现教育现代化的必由之路。
参考文献
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