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    【人物專訪二十七】虛擬現實:與中學生同行的創新機遇

    ——專訪光電技術創新實驗室施一寧老師

    來源:學生記者團 作者:梁晶晶 王啟涵 編輯:孫江波 時間:2016-04-20

    編者按: 

      每一個創新都不是從零開始的。總是經過一定的時間醞釀和籌備,可是當它終于來到人們的視野里的時候,似乎總是靈光一現,橫空出世。由此,編者想到了冰心在《繁星 春水》中寫道, 

      成功的花, 

      人們只驚羨她現時的明艷! 

      然而當初她的芽兒, 

      浸透了奮斗的淚泉, 

      灑遍了犧牲的血雨。 

      編者也檢索到三年前的這次全國參展。2013年5月19日至5月25日,人大附中的增強現實技術平臺、頭盔虛擬仿真顯示平臺、體感游戲互動平臺、智能燈光控制系統、全地形車、幾何精靈機器人和MakeyMakey控制系統等七個科技項目,在“全國科技活動周暨北京科技周”展示。人大附中光電技術創新實驗室是本次展會受邀參展的唯一一所中小學實驗室。祝愿人大附中的創新之魂為“中國創造”的騰飛做出更大貢獻。(孫江波) 

      記者:梁晶晶 王啟涵 

      被采訪者:光電技術創新實驗室施一寧老師 

      當今社會,虛擬現實技術(Virtual Reality,VR)與增強現實技術(Augmented Reality, AR)在我們的生活中應用越來越廣泛,小到手機APP,大到虛擬展館,都于我們生活中無處不在。《金牌特工》的會議眼鏡、《源代碼》的場景再現、《黑客帝國》中母體與錫安的交互……曾經那些電影里炫酷近乎虛幻的高科技隨著時代的發展也逐步實現,這對作為中學生的我們,又會帶來怎樣的影響呢?我們采訪到我校“虛擬現實與增強現實”高二研學課的老師施一寧。 

      【壹·目前的發展階段】 

      記者:施老師您好,眾所周知,AR&VR在如今備受關注。您認為將來AR&VR的發展趨勢是怎樣的?我們這個年齡段的同學們,趕上了AR&VR發展過程中的哪個階段? 

      施一寧老師:虛擬現實這項技術發展至今已經差不多有三十年了。但是近兩年開始,社會對虛擬現實才有了更多的關注,可以說這項技術剛剛才正式進入我們生活中的,所以專業領域都把2016年稱作“虛擬現實的元年”。 

      如今虛擬現實已經逐漸應用到我們生活當中的各個領域,只是很多人對它的了解還并不是很多。我覺得對于現在的中學生尤其是高中生來說,在他們進入大學或參加工作以后,應該是適逢這項技術蓬勃發展的時期。 

      我認為,首先從專業發展來講可以為大家提供一個研究方向;其次,隨著很多基礎學科和技術的完善為虛擬現實的發展提供了一個有力的推動,這樣大家可以利用很多現有的技術手段,實現自己的創想。 

      

      【貳·學習途徑】 

      記者:學校為在這方面有興趣的同學提供了哪些學習操作渠道?作為沒有接受過專業技術教育的中學生,我們能夠在AR&VR領域做出哪些努力? 

      施一寧老師:目前來講,咱們學校對于特定年級的同學有一些虛擬現實走班形式的必修課,也有高一年級的研修課,還有高二研學課程,除此之外還有興趣小組可以一起做一些研發、參與一些比賽等等。 

      從硬件上來講,學校配有光電實驗室,這是一個專門研究虛擬現實技術的“根據地”。虛擬現實技術對于目前中學生來講還屬于比較高深的課程,所以在中學階段不會更多關注技術本身的學習,更多的是了解和應用這項技術。 

      同學們可以利用課上老師已經搭建好的平臺將自己的想法借助這項技術去實現,這就已經初步達到這門課程的目的了。如果有的同學在這個領域很有天賦的話,就可以做一些深入的技術開發甚至是算法方面的研究。而在大學中如果學這個專業,涉及到的硬件軟件材料肯定是更加繁多,同學們可以在中學階段為以后的發展打下良好的基礎。 

      

      【叁·校級AR成果】 

      記者:雖然說現在虛擬現實剛剛開始大量的進入我們的視野,可能各方面技術并不是很純熟。但在以前的這段時間內,咱們學校曾在AR&VR領域取得那些成果? 

      施一寧老師:近幾年來學生已經完成的項目有近二十項,比如說,最初這個課程引入到人大附中以后,就有幾個高一的學生設計出的增強現實版的立體幾何教學系統。他們的想法是這樣的:在立體幾何學習過程中,因為沒有直觀的觀察,學生空間想象能力不夠好。尤其是看不到立體圖型的背面,同學們更加難以想象。在學習過這項技術之后,他們就開發了一套系統用于立體幾何的學習。它可以通過掃描書上的圖片,進而將平面圖形轉成立體的模型,同學們可以圍繞著這個模型全方位地進行觀察,通過這種方式來鍛煉立體空間想象能力。這個以算是咱們學校出現的第一代學生作品。 

      有些同學在學過基于增強現實技術的體感交互技術之后,做了一個基于手勢識別的游戲軟件,與“殺水果”類似,叫做“殺餅干”。包括后來還有同學做了一個房地產的項目,可以把一些樓盤虛擬化,做成虛擬的沙盤展示等等。像這種類型的作品每年都會出現七、八項。 

      

      【肆·對學生自身的益處】 

      記者:(笑)看來虛擬現實和增強現實真是可以拓展到咱們的方方面面。那么對于那些并不準備當作專業去學習這個領域的同學,對AR&VR有一定的了解對我們自身而言有什么提升? 

      施一寧老師:這些益處是顯而易見的。因為現在有很多能夠在生活中看見的廣告、新聞里面都有或多或少地介入了虛擬現實和增強現實的概念、元素或技術。那么如果咱們的學生并不了解這項技術,可能只是“外行看熱鬧”,而當他學習過相關內容之后——即便學習得并不很深入,我相信他也能理解看到的現象背后的原理和性質。我認為這是這門課程對大多數人起到的作用。 

      【伍·為學校做出的貢獻】 

      記者:的確,對虛擬現實有一定的了解會讓我們受益匪淺。那么與此同時,同學們在這個領域所做的項目又為咱們學校生活帶來了哪些益處? 

      施一寧老師:舉一個例子,咱們研學課的許多同學的想法都在改變我們的生活。比如說本屆有一組同學做的是咱們人大附中的實景漫游,就可以讓一些外賓、來訪者來參觀的時候,可以讓他們感受到的人大附中不僅局限在眼睛所看到的校園實景,同時能夠在上面疊加一些備注信息,讓來賓對咱們學校整體面貌能夠進行更充分的了解。如果外賓要從東門到實驗樓而不知道如何到達,都可以用這樣的技術做導航和漫游。這是這項技術給我們學校帶來便利的實例。還有一位同學目前在做360°全景虛擬漫游的系統,通過他的作品可以讓我們置身于類似于乘坐過山車、蹦極或者開萬人演唱會等生活中不可能見到或不常見的場景。以上這些例子就是同學利用所學技術對學校生活的拓展。 

      

      【陸·教學仍存在的不足】 

      記者:看來通過虛擬現實的學習,真是讓同學們收益頗豐。不過“金無足赤”,在教學中,您是否有遇到一些問題? 

      施一寧老師:我覺得目前來講,不足還是有不少的。比如說,一些專業院所在做虛擬現實研發的時候,可能會用到很多先進的設備和軟件。對于咱們中學來講,首先確實空間有限,其次是經費也有限,可能有些比較前沿的科技,我們現在受到硬件設施的局限,無法實現。再者,還有來自軟件方面的影響——當然,這不是指計算機的軟件——而是咱們同學的時間,現在大家課業壓力也比較重,而我們的項目普遍來講都是比較復雜,研學時間雖然相對較長但依舊不夠用。此外,人大附中學生多、項目也多,好的點子更是數不勝數,但是作為指導教師不能一一幫助大家實現自己的想法其實是一件非常遺憾的事情,我希望能夠給更多的對虛擬現實技術感興趣的同學提供一個更高的平臺,讓這些極具創新性的想法真正能夠制作出來,并且應用在生活中。 

      

      【柒·對同學們的展望】 

      記者:您作為咱們學校對AR&VR比較有研究的老師,您在這個領域對同學們有怎樣的期許呢? 

      施一寧老師:我在讀研究生的時候面臨著選專業的時候,我的導師這樣對我說:你來虛擬現實領域發展吧,一定會有所建樹的,因為現在我們全國研究虛擬現實的也不超過一百個人。其實這是一句玩笑話,但這從側面反映了一個事實,對于咱們現在的同學來講,正好處于虛擬現實技術爆發的初期,如果現在能進入這個領域進行發展,并有一些好的想法、作品或專利的話,絕對有可能成為這個領域的領軍人物,因為我們在開辟一個新的領域。希望以后能看到咱們人大附中的同學引領前沿科技的浪潮! 

      

      記者:謝謝施老師關于“‘虛擬現實和增強現實’對中學生的影響”進行的深度解讀。

    亚洲夜夜2019