关于虚拟现实助力导游实训虚拟现实体系

【摘要】文章論述助力导游专业实训的虚拟现实系统。首先，指出导游专业实训时令学习者假想“莫须有”的空间，存在误导倾向。其次，論述虚拟空间与空间主观性。再次，说明虚拟现实系统的软硬件配置与实训功能。最后，論述教师应用虚拟现实系统的方案。
【关键词】虚拟现实系统；导游专业实训；支援
【】A 【論文编号】1009-8097（2013）07-0117-05

一、导游专业实训与假想空间

“我们可以从书本上了解到视觉的感知作用，人的大脑如何处理光线，如何处理光的组合，甚至神经网络的反应模式，但就是无法解释我的主观经验的性质。”在中国，学习者（learner）从小到大，更常见的是接受书本（教材、练习册等）、板书，通过死记硬背、题海战术来掌握知识与技能。眼睛习惯于识别图文等静态信息，听从左脑的指挥，进行基于逻辑推理的线性思维。在各大旅游职业院校内，为了使学习者在全国导游人员资格考试（以下简称为导游资格考试）获得优异成绩，现场导游、导游英语等专业教师采取三种方式来获取临场或非临场体验。第一种方式是带领学习者到现实的自然景区、人文景区中，开展情境式教学。第二种方式是带领学习者围绕校园巡回讲解，开展模拟式教学。专业教师一开始示意校园为即将光临的某一自然或人文景区，假设眼前的实景为即将讲解的对象，从而让学习者发挥联想、假戏真做。第三种方式是在播放导游风光影片，展示景区图片，开展多媒体教学。专业教师收集各种素材——自制PPT或从网络上下载视音频等素材——在45分钟内进行导游实务案例分析，或以著名导游的经典案例作为多媒体教室临场体验的范本。同时，期望学习者融入教师所描绘的“假想空间”，右脑联想翩翩，如现景区，如入佳境。
普遍沿用上述三种方式，的确培养一批批导游专业人才。不过，毕业后的优秀人才更多是靠博览群书、再度修炼而成就的。模拟式教学、多媒体教学终究无法在脑海之外达到身临其境的“现实空间”效果。简陋的资源迫使学习者仅靠“假想空间”来完成2～3年的学业。学习者穿梭于教师言传身教或教材字里行间的条条纲纲以培养处理突发事件的能力，缺乏身临其境，只得先“假想空间”、后死记硬背，从而应付一年一度的导游资格考试。随着景区改造、修缮事宜的逐年推进，不同方位、不同地段的实景实物日新月异。“假想空间”显然存在误导倾向。因此，未来的导游不宜靠“莫须有”的猜想，来强迫未来的游客接受自己从未光临、自以为是的陈年信息。情境式教学给学习者带来贴近自然与人文的乐趣，却不能频繁地被执行，因为耗时多、投入多、危险多。短途操练尚能得以保障，长途劳顿实在难行。专业教师不可能为了几堂课而四处奔波。因此，教师不宜忽视先进的信息技术装备，脱离教育技术工作者而满足于自制的课件。桑新民教授指出：“图像、声音、影视的数字化使人类进入‘虚拟现实’中的计算机仿真世界，并使数字化成为人类把握历史、现实与未来的一种重要文化方式、生存方式、教育模式。在往昔的教育中，学习者始终生活在两个世界的时空环境中，一个是经验世界，另一个是语言文字世界，当代信息技术正在创造出前所未有的虚拟现实世界，这第三个世界应该成为沟通前两个世界的重要桥梁。”为了沟通导游专业实训者的经验世界与语言文字世界，教育技术工作者有待支援先进的信息技术装备，支援教师以引领学习者，在虚拟现实世界中经历有别于往昔的学习过程。

二、虚拟空间与空间主观性

英国哲学家迈克尔·波兰尼（MichealPolanyi）指出：“我们通过自己对输入和输出的行为信号和神经信号的诠释而确定这种联系（身体与思想之间的联系，线索与线索所意指的图像间的联系）。神经官能提供信摘自：本科毕业论文www.618jyw.com
号，但不能诠释信号。”这个道理在《楞严经》中被总结为“灯能显色，如是见者，是眼非灯；眼能显色，如是见性，是心非眼”。话说阿难惊叹“我见如来三十二相，胜妙殊绝，形体映彻犹如琉璃”。佛问：“你说看到我漂亮，拿什么看？”阿难答：“眼睛。”佛言：“你错了，眼睛不会看。眼睛似一个照相机。照相机不会照，后面有个扳动照相机的动能。有个人把它一按，喀嚓，就把影像录进来。眼睛、眼球不过是个照相机，怎么能看呢？能看的不是照相机。”（南怀瑾解释佛言）之后。佛跟阿难进行了八次辩論。经典的一段话是谈到“还”（回归）——“无日不明，明因属日，是故还日。暗还黑月。通还户牖，壅还墙宇。缘还分别，顽虚还空。郁孛还尘，清明还霁。则诸世间一切所有，不出斯类。”在肯定（“眼见为实”）的基础上加以否定（“肉眼虚妄”），有助于理解虚拟场景与实景实物具有主观上的同等存在地位，诚如德国哲学家康德（Immanuel Kant）与石里克（Moritz Schlick）共同坚信的“空间主观性”。阿难肯定了眼睛的本领，佛做了八次否定，所谓“八还辨见”。佛告诉阿难：“为何有时眼睛能看见东西？因为前面是虚空。为何有时看不见东西？因为前面存在不透明的障碍物。撤掉障碍物，就能看见放在障碍物后面的东西。有亮光，你就看见。没有亮光，譬如夜黑无灯，就看不见东西。把光明作用还给了太阳，也把阻碍作用还给了墙壁。”因此，从“把一切功能还给外物”的角度看，充满透明贴图、半透明贴图、不透明贴图的虚拟场景与实景实物相比，不存在太大的光影差异。
在虚拟场景的光影基础上，额外增设受自动化控制的鲜花和雨露。置身其中，学习者除了感受汽车颠簸、飞机驰骋、小鸟呜叫，还感受鲜花吐露芬芳、雨露从天而降。这一似幻似真的世界到底是何种性质的存在呢？
柏拉图（Plato）将世界分为感知世界和不可触及的理念世界。感知世界是容易被表象和事物所欺骗的世界，理念世界是追求永恒之“善”、具有永恒形式的世界。普洛提诺（Plotinus）根据柏拉图学说，宣称灵魂不断斗争以求脱离肉身、拥抱理念的实在统一。柯依恩（Coyne）认为：“如果计算机允许我们塑造、模仿和重现实在，那么计算机当然也该允许我们改变知觉领域，挑战并扭曲实在，并创造另外的实在。”哈贝马斯（Jurgen Harbermas）指出：“无論如何，技术可以这样来解释：人类掌握了原本就植根于人类有机体的目的——合理的活动的行为系统的基本要素，并把它们一个一个地透射到技术的平台上，从而使他自身能够从相应的功能上解脱开来。”虚拟现实世界是人类模仿实景实物而形成的人造世界。机心由人心所造，有望迎合人心、服务人心；虚拟现实世界由人心所造，有望顺应人心、满足人心。 在虚拟现实世界里，学习者使用无线鼠标与无线键盘等感应式交互设备，体验已非假想的“虚景幻境”，体验形同虚设的“虚拟空间”。那么，缘何他，她会对已非假想的、形同虚设的空间如此神往，并信以为真呢？
在学习者的脑海之内，存在一个作为直观可表象的广延的空间，还存在一个作为纯粹概念获得的排列自然对象的系统（次序系统）的空间。这两种系统彼此独立，涉及的不是一维的连续统，而是三维的连续统。石里克指出：“空间性直观是一个感官知觉的问题。对于空间观念的起源问题，不管是较多倾向于朴素的观点还是倾向于经验主义的观点，不管人们是认为感觉的空间次序是某种事先就与之相联系的东西，还是某种仅仅由于一种联想过程才与之相伴随的东西，有一点仍然是确定的，这就是空间性是一种特殊的、直观的感觉次序。但是由于我们具有多种不同种类的感觉器官，因而就具有各种各样的不同种类的感觉。在每一种感觉中都有或多或少清晰的空间次序。然而，这种次序对于每一种感觉领域都是独特的，其主观性质与其他感觉领域的次序并不相同。例如，有视觉空间、触觉空间、运动感觉空间。它们并没有呈现出共同的直观特征。当我们在视觉上直观我们的铅笔的形状时，我们具有的经验甚至无法与我们触摸到‘同样’形状时所具有的经验相比较。并不存在两者所共有的性质可以从它们当中分离出来作为真正的空间性质。……动觉空间正如触觉或视觉空间一样，并不等同于物理的、客观的空间。它是一种直观的连续，其结构能够为我们在概念上构造事物的客观次序提供条件；当然运动感觉的材料唯一地与这种次序相对应，但这并没有使运动感觉比上面所讨論的另两种感觉出于更有利的地位。”石里克认为空间性是一种特殊的、直观的感觉次序。但是，我们具有多种不一样的感觉器官，因而具有不同种类的感觉体验。感觉的质是意识的要素，而不是超验的、非所与的实在的要素。它们属于主体，而不是属于对象。我们有一个具有两种或更多体现的对象，一个体现在意识中，另一个体现在超验的世界中。当学习者光临环幕演示厅时，每一个声音感觉被多次复制，有几个学习者就被复制几次。在超验的空间，时间格式中，规定了由不同的位置或分散的场所构成的系统。这个系统可以在思想中任意放大或延伸成为可以完全包括所有空间性对象的连续的多重结合体——时空重合的结合体。
学习者靠教师口若悬河或教材文字散花所刻意意识的“假想空间”，是刻意想象和刻意思考而成的，与置身“虚拟场景”所获得的自在想象和自在思考不同，所获取的空间经验、时空重合经验亦不同。通过“假想空间”而成就的经验体现在意识中，通过“虚拟空间”而成就的经验体现在超验世界中。因为，为学习者创设光影随身、即时体会的超验世界，让他/她知道超验世界的存在是可能的，并非不可想象的。既然不愿经历长途跋涉与劳顿，又要获取如此唯美仿真的世界，那么，较佳选择当属虚拟现实系统。

三、虚拟现实系统的软硬件配置与实训功能

认知神经科学研究表明：在生命发展全过程，学习者的中枢神经系统具有一定的可塑性。大脑的视觉、听觉、躯体感觉以及运动皮层都具有极强的可塑性，不同的大脑皮层之间还存在跨模块的可塑性。支援虚拟现实系统，有望诱发学习者跨通道的神经网络，加强神经元之间连接的强度与密度。人脑的可塑程度是多层面、多通道的，愈强、愈密就愈“智慧”。支援虚拟现实系统，有望为不同的学习者复制不同的视听感觉，从而在摘自：硕士论文开题报告www.618jyw.com
意识之外缔造超验的世界，抵达专业知识与技能的“智慧”。教育技术工作者的功劳在于通过支援虚拟现实系统而帮助学习者克服时空限制，促成梦寐以求的“智慧”。一方面，虚拟现实系统是具有明确学习目标的多用户学习社区，支持含教师在内的学习伙伴与学习者进行合作；另一方面，虚拟现实系统支持学习伙伴对学习者进行评价。那么，应当如何支援虚拟现实系统呢？
在上海旅游高等专科学校环幕演示厅（又名虚拟现实导游教学实验室）里，虚拟现实系统由三部分构成，即虚拟现实导游系统、虚拟现实演示系统、虚拟现实网络系统。如图1所示，虚拟现实导游系统、虚拟现实演示系统采用大屏幕投影显示技术、边缘融合技术、虚拟仿真计算机技术、多视窗无缝显示技术，由立体环形金属无缝硬屏幕（简称柱状环幕）、高性能图形集群、多视窗无缝显示设备、12台投影仪以及相关辅助设备配置而成。如图2所示，虚拟现实导游系统是通过直接操纵1台主控机和12台节点机而间接操纵六组投影机（6台“左眼”、6台“右眼”）；虚拟现实演示系统是通过直接操纵1台主控机和1台节点机而间接操纵六组投影机。虚拟现实网络系统采用CS架构并共享虚拟现实导游系统的场景，由教育技术工作者端、教师端和学习者端配置而成。
如图3所示，导游系统的主界面目录包含五个栏目：中国旅游景点、上海旅游景点、导游服务程序、突发事件处理、考评测试。“中国旅游景点”栏目包含上海之外的中国各省市著名景区的虚拟场景，涉及自然景区、人文景区。自然景区下设山体、水文、植物、动物、气象等类别；人文景区下设园林、寺庙、古城、遗址、民俗、城市等类别。“上海旅游景点”栏目包含上海市著名景区的虚拟场景，如龙华、南京路、人民广场、外滩、豫园等。“导游服务程序”栏目包含导游业务知识与接待过程，涉及准备阶段、接站阶段、日常导游阶段、送站阶段、后续阶段。“突发事件处理”栏目包含应对自然灾害与物理灾害的突发事件模拟测验。“考评测试”栏目包含许多测试的考题与链接。
虚拟现实导游系统具备以下实训功能：（1）具备完整目录，支持景点漫游、信息查询、资源链接、景点导航、自动讲解、导游考核、事件模拟、课件编辑等；（2）预设分段落与分路节的导游路径，支持自动讲解，支持多语言选择。在事先录制多国语言（导游英语、导游日语、导游韩语等）的前提下，教师随机选择语种，并通过无线鼠标与无线键盘等感应式交互设备，实现非自动的漫游。
如图4所示，演示系统支持边缘融合与颜色一致性的调整。在调整投射于柱状环幕上的光影时，须在多通道柱状环幕上显示图形、图像或播放视频、动画，并观察“融合区”上的拼接效果。所谓“融合区”，是指左、右画面之间的重合区域，如图4所示的“拟”字处的竖直条形区域。以6通道为例，“融合区”是左侧3通道与右侧3通道相衔接的条形区域。为了避免在临界区域出现亮度的双重增益，须仰仗边缘融合技术的力量。边缘融合技术能让左侧投影机投射的影像逐渐弱化，让右侧投影机投射的影像逐渐增强，从而实现光影的完美融合。在安装六组投影机时，安装Free Window（又名FreeMedia）演示软件，在【融合/变形】控制面板上调整伽玛校正、衰减指数、中间亮度、融合宽度等融合参数。在精确投影如图5所示的数字（0～9数字横纵交错）图像之后，微调【融合/变形】中的伽玛校正等参数，对融合变形组中的显示窗口进行布局排列、操作预览。而后，在两侧影像的条形区域实现左右影像的层叠衔接、无缝衔接。演示系统具备中控管理模块，还支持实现中控管理。中控管理模块提供开放接口，被安装在基于Windows操作系统的主机上。 虚拟现实演示系统具备以下实训功能：（1）播放导游风光、导游程序等影片，有助于学习者观摩、交流。普通DVD光盘沿着左右两侧分屏显示，面向六通道制作的3D视频被全屏显示；（2）展示现场导游、导游英语等课程PPT的截图，以及学习者为课堂活动而勾勒的背景图、导游路线图等。
如图6所示，网络系统采纳VirSight旅游实训网络教学软件，支持局域网、因特网环境下的师生互动体验。教育技术工作者端、教师端与学习者端的密切联系、相互协作、展示资源，实现了不同物理位置上的资源共享，保证教育技术工作者端、教师端、学习者端的独立性。
虚拟现实网络系统具备以下实训功能：（1）支持课件、测试题的制作与发布，支持教师端、学习者端同步显示课件信息，且支持学习者预习、复习专业课程，添加课堂笔记等；（2）支持中、英、日、韩等四国语言，支持添加超链接、自动播放导游路径，且支持教师随时切换至非自动漫游。四教师应用虚拟现实系统的方案
从事近五年的支援虚拟现实系统、支援教师的工作，笔者发现所谓的“教”与“不教”，可释为学习者经历的两种学习过程——“重干预学习过程”与“非干预学习过程”。这两条脉络经常交叉在一起，以至于初涉支援工作的年轻人迷惑“教”理、不知“教”踪。因此，在論述教师应用虚拟现实系统的方案之前，有必要明确未交叉时的两条脉络之差异。在学习者经历“重干预学习过程”的脉络下，教育技术工作者通过支援教师，间接地帮助学习者经历“程序化”的学习过程。在学习者经历“非干预学习过程”的脉络下，学习过程是非线性的、交互的，不受教师干预，全由学习者主动掌控。于是，知晓支援虚拟现实系统的同时还得支援教师，教育技术工作者就不宜在学习者经历“重干预学习过程”时加以妨碍干扰，也不宜在教师干预之时横生枝节，而宜事先询问学习者有待获得何种技术支持，或教师有待配备哪些技术装备。作为一名“支援者”，教育技术工作者应明确自身的主要职责除了辅助（assist）、帮助（help）、调度（accommodate）人力资源，还得支撑（support）、维持（maintain）、提供（provide）非人力资源。中国基础教育普遍存在的事实是，教学设计（ID）即教学系统化设计（ISD）属于教师的份内工作，属于加涅、迪克&凯利等专家开篇一致认同的教师之“决定”或“责任”。教师“进行教学设计的目的是为了支持学习过程”，是以“支持学习过程”为名，行“干预学习过程”之实。教师是幕前干预者，教育技术工作者是幕后协助者。
教师应用虚拟现实系统没有定式，即没有固定的方案。以下浅显地介绍本校三位教师秉承个人风格的应用方案。
第一位教师惯于采用讲授法，即侧重让学习者经历“重干预学习过程”。他在课前准备关于“突发事件处理”的图片、文字和声音，笔者通过超链接使之与场景相关联，从而使他在授课时随时调用所需的图片、文字和声音。采纳虚拟现实导游系统，他根据某一章节的景区介绍，进入对应的虚拟场景，规定全体学习者跟随课程进度，并努力地使学习者做到知识习得、技能掌握一一过关。临近导游资格考试时，就利用导游系统的“突发事件处理”、“考摘自：硕士论文答辩www.618jyw.com
评测试”两大栏目，考察学习者解决“不可预料的境遇”的能力、应对笔试与面试的能力。课后，学习者会到环幕演示厅相邻的数字资源阅览室，采纳虚拟现实网络系统，经历“非干预学习过程”。
第二位教师惯于先让学习者观摩自动播放状态下的导游路径，而后有选择性地加以剖析。点击投影机控制面板，从“导游系统”切换至“演示系统”，发挥演示系统的寓教于乐功能。当学习者观摩导游路径时，这位教师一旦看到与教材重难点、考试重难点相关，或与实景实物今昔变动相关，就利用感应式交互设备，暂停播放导游路径，剖析虚拟场景的某一细节。因为导游路径被分成不同段落与不同路节，便于他拖拽【导游路径】控制面板上的滚动条，选择段落或路节，定点、定位地剖析。
第三位教师惯于采用面试法，即考察学习者的现场导游讲解能力，以应付导游资格考试之口试环节。学习者不是按照点名册的名单次序上场讲解，也不是被教师指定上场讲解，而是“抽签切换于不同的虚拟场景，能者上”。如此富有竞技的方式，令有所准备的学习者跃跃欲试，令毫无准备的学习者倍感恐慌。笔者有时会按照这位教师的意愿，拍摄生动活泼的课堂之全过程。学习者在课后观看自己的言行举止，分析错误和不足，从而改进导游讲解辞、表达姿势等。有时，这位教师会利用导游系统的“考评测试”栏目，录制导游讲解辞，根据录音来评价绩效，有的放矢地帮助学习者提高专业知识与技能。
总之，虚拟现实系统构成交互程度极强的空间，构成允许不断复制视听感觉的空间。在交互程度极强的空间里，现场导游、导游英语专业的学习者突破长途劳顿、奔波不同景区等时空限制。在允许不断复制视听感觉的空间里，学习者进行多学科、跨学科的导游讲解，跟随程序教学的节奏或自我设定的节奏，进行感觉、知觉、思维，实现即时交互和知识建构。建议教育技术工作者继续探索其中的奥妙，助力不同专业的实训。