吴相汉 WU Xianghan
武汉理工大学，湖北武汉430070（Wuhan University of T echnology，430070 Wuhan Hubei）
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摘要：随着信息时代的来临和科学技术的不断发展，虚拟现实技术作为一个新的科学技术领域是未来信息时代重要的组成部分，在越来越多的领域得到了广泛应用和拓展。虚拟现实技术将以其独特的信息呈现方式和交互方式使信息交互领域的研究和应用发生颠覆式的变革。基于对当下主要的虚拟现实技术的分析，从信息图表设计和线上课堂两个方面对虚拟现实技术在信息交互中的运用进行探究和展望。关键词：虚拟现实技术；信息交；信息图表；线上课堂 Abstract: With the advent of the information age and the continuous development of science and technology, virtual reality technology as a new field of science and technology is an important part of the future information age, which has been widely used and expanded in more and more fields. In the field of information interaction, virtual reality technology will change the way of information presentation and people's interaction with its unique nature. This paper first analyzes the current main virtual reality technology, and then explores and prospects the application of virtual reality technology in information interaction from two aspects of information chart design and online classroom.
Key words: virtual reality technology ；information interaction ； information chart ；online classroom
中图分类号：J0 文献标识码：A doi：10.3963/j.issn.2095-0705.2021.06.030
虚拟现实技术在信息交互中的应用初探
电子鱼竿Application of Virtual Reality T echnology in Information Interaction
收稿日期：2021-11-07
作者简介：吴相汉（1994—），男，武汉理工大学艺术与设计学院博士生，研究方向为信息交互设计。
近年来，随着互联网的快速发展和信息时代的到来，越来越多的新科学技术如雨后春笋般出现。以各种新技术为依托的新应用也不断丰富着人们的日常生活，给人类社会带来了翻天覆地的变化。虚拟现实技术作为现在深度影响人类社会生活的高科技技术，其价值也日渐突出。未来信息的呈现方式和人与人之间的交互方式将会通过虚拟现实技术的参与给人们带来全新的交互体验，且必将以其独特的性质对未来社会的信息交互方式产生深远的影响。
一、虚拟现实技术简述
虚拟现实技术，是利用计算机模拟构建出一个三维空间的虚拟世界，然后对人类的感官进行模拟。它
能够创建并让使用者感受到原本只有在真实世界才会感受到的体验，为使用者提供立体的、沉浸式的、多
感知的和超级现实性的真实感觉模拟。
[1]
现在虚拟现实技术主要分为虚拟现实（Virtual Reality，VR）、增强现实（Augmented Reality，AR）、混合现实（Mix Reality，MR）和尚在理论阶段的分布式虚拟现实（Distributed Virtual Reality，DVR）。目前，虚拟现实技术的发展已从虚拟现实、增强现实走向混合现实，并不断涌现出新的虚拟现实技术[2]。
提起VR 技术，当前我们接触的最多的就是VR 眼镜。通过使用VR 设备，人们能够进入一个与真实世界感受无异的三维虚拟世界。在这个由计算机生成的三维虚拟世界中，人们可以感受到视觉、听觉、触
觉等方面的感官刺激，在其中进行探索与交互。但是运用VR眼镜的VR技术其实只是生成一个由别人设计的完全独立于现实世界的三维虚拟世界，从根本上说是通过对人们感官的模拟和控制，将人带入
了一个由别人创造的世界，沉浸在其中的人是无法与真实的实体世界进行交流沟通的。或者说，VR技术仅仅是创造出了一个虚拟的空间。
因此，在VR技术的基础上发展出了AR技术。它的特点是将真实世界与虚拟信息或物体进行融合，实现虚拟信息与真实世界的叠加，这是与VR技术最大的不同。它可以在现实世界中叠加上若干由计算机生成的虚拟形象，在同一个画面或同一个空间中将真实的环境与虚拟的形象相互融合，给人提供一个虚实混合的视觉感受。运用AR技术，人们可以通过相应的设备看见一个不一样的、虚实共存的现实世界。
但是，AR技术只是低保真的增强现实技术，它其实只是将计算机形成的虚拟信息简单地叠加到真实世界之中，并没有对环境进行识别，因而虚拟形象无法与现实环境进行互动。比较有代表性的如任天堂的增强现实游戏Pokemon Go （见图1），它仅仅是在手机所呈现的现实图像上叠加了一个不能与周围环境进行互动的简单的虚拟游戏形象，其虚拟表现比较僵硬，无法给玩家带来如在现实世界般的真实感。一个相对融洽的可视化虚拟环境[3]。该环境可以呈现出全息影像的虚拟效果，可以促进实体和虚拟形象进行较为丰富的交互行为。
混合现实技术的运用，模糊了现实与虚拟的边界。其在现实世界、虚拟世界和用户三者之间建立起一个良性的交流互动循环，能够通过在真实世界中将现实与虚拟对象相互融合，极大地提高了用户体验
过程中的真实感。未来随着5G等通信技术的发展，在网速保持通畅的情况下，混合现实技术将充分地融入进人类社会生活的方方面面。届时，人们无需通过电子屏幕，直接在现实世界中与虚拟数字对象进行交流互动。一方面，通过给人带来沉浸式的交互体验丰富人们的精神世界；另一方面，还可以极大提高人类生活的便利性。如MagicLeap公司的“视网膜投影技术”，它就是通过对混合现实技术的运用，给人们展示了一个能够达到接近肉眼观看效果的混合现实世界。通过使用它的设备，在用户面前的桌子上空可以出现一个浮在空中的通知栏，还可以在空中看股票或者报表等动态的信息图表（见图2）。
图2 MagicLeap公司的“视网膜投影技术”②
图1 任天堂游戏Pokemon Go①
因此，在AR技术的基础上进一步发展出了高保真增强现实技术，即MR技术。它在虚拟现实技术的延伸和增强现实技术的拓展，使体验者能根据其自身需求和所处情境来调整虚拟和现实之间的联系。能够将虚拟现实和增强现实完美地结合起来，
给用户提供
而DVR技术，目前暂时处于理论阶段。它是网络技术与虚拟现实技术的融合。利用分布式虚拟现实技术，远隔千里的用户如同进入到同一个真实环境中，通过姿势、声音或文字等进行交流，甚至协同完成一件复杂产品的设计或进行同一任务的演练[4]。该技术基本的特征为：共享的虚拟空间、伪实体的行为真实感、支持实时交互、共享时钟、多个用户以多种方式相互通信、资源信息共享以及允许用户自然操作环境中对象[5]。
未来，利用此技术我们可以在虚拟空间中对日常生活中难以呈现和形容的内容进行可视化模拟，再加上分布式虚拟现实技术所具有的强大的分布交互等特
征，处在不同地理位置的人们可以同时通过分布在各处的虚拟平台进入线上共存的虚拟环境与虚拟资源信息产生交互，在虚拟空间里进行与真实世界无异的甚至在某种程度上还要优于现实世界的交流互动。虽然该技术目前仍处于理论阶段，但有许多科幻作品已经对该技术在未来生活中的具体运用展开了想象，并通过文字或荧幕展现在眼前。如电影《头号玩家》中的线上虚拟空间“绿洲”，就是对未来多人共享的线上虚拟空间进行的充满艺术性与创造性的想象。由此可见，分布式虚拟现实技术在未来将具有广阔的运用前景，并对人类社会的交互方式产生颠覆式的变革。
随着虚拟现实技术的持续发展，它将在各个领域得到广泛的应用。虚拟现实技术自身所具有的立体的
、沉浸式的、多感知的和超级现实性的诸多特性，必将对未来的信息交互方式产生深远影响。
二、虚拟现实技术对信息图表设计的影响
信息图表设计，即信息的可视化表现，它将复杂
的信息进行高效、直观且清晰地可视化表达使得人脑更容易接收图形所传达的信息。在新闻学和统计学等需要处理海量复杂信息的相关专业领域应用广泛。信息图表最大的优势在于可以通过可视化图表的创意组合设计将大量的文字和数据等复杂信息以简练且直观的方式呈现到读者面前。好的信息图表设计能够准确并直观地将信息传达给受众的同时营造一种良好的视觉美感。目前主要的信息图表有静态信息图表和交互式信息图表两类，但随着未来虚拟现实技术的应用，将还会出现三维立体全息式动态信息图表。
静态信息图表（见图3），一般是指由文字、数字、图形、彩和照片组合而成的传统信息图表，其大多出现在包括杂志、报纸等纸媒和手机端、电脑端等电子媒介在内的平面二维空间。传统的信息图表主要优势在于低成本于易制作等特点，但极易造成受众的审美疲乏、空间转换困难、传播符号较少、传播媒介单一和用户相对被动的接受信息等缺点[6]。在信息时代，面对海量的复杂即时信息，传统的信息图表很难快速地将信息准确流畅的呈现到受众面前，也将越来越难以满足社会服务的需求。
现今，随着电脑、手机及平板等电子媒介的运用和互联网技术、通信技术、终端技术的飞速发展的同时，数据信息量也以大爆炸的方式增长[7]。面对疯狂增长的海量信息，如何快速并准确地传达信息成为当前信息图表设计者亟需解决的问题。与此同时，交互式信息图表设计（见图4）提供了一种可行的处理方
式。此种图表一改传统的静态图表纯文本信息的形象，将文本内容转换成了生动直观的图形，结合时
间轴及按钮等辅助工具，将大量的相关联信息整合在一张图表之中。与静态图表不同, 它改变了传统图表的线性浏览模式，读者可以通过点击、拖拽等指令来选择自己想要看到的内容。弥补了传统图表在传达效果方面的欠缺，提升了读者与信息的互动性和读者浏览过程中的趣味性，并且交互式信息图表还可以根据读者的反馈完善自身的信息数据，读者与图表之间形成了一个信息的良性双向交流。通过技术的运用和设计图3 静态信息图表——圆饼图③
工业废渣制砖
图4 交互式信息图表③
方法的改善，交互式图表设计能够为读者很好地呈现海量的信息，给人们带来更好的信息服务。
而随着虚拟现实技术的深入发展和广泛运用，信息图表设计将会进入一个新的阶段，信息的呈现方式将会发生进一步的变化。从二维到三维乃至是多维，从平面到动态乃至是全息动态图像，虚拟现实技术将颠覆性地改变信息的呈现方式和人们获取信息的方式。未来的某一天，人们将无需通过电子媒介，而是通过全息虚拟图像在真实世界中直接与信息进行交互。同时，应用了虚拟现实技术的三维立体全息式图表可以让读者产生贴近真实世界的体验。相比于电子媒介的交互式信息图表，全息动态信息图表在其基础上进一步的提高了读者的参与性与互动性，信息的获取也将更为便捷。
譬如想了解一棵树的相关信息，未来将无需通过上网搜索词条来取得信息，而是通过设备将树的虚拟全息形象呈现在现实空间中，让人能够更为直观地获取信息。虽然现今相关的技术应用还处于试验状
态，但从静态到动态、从平面到立体、且从电子屏幕到真实世界，虚拟现实技术的发展定能将科幻作品中的虚构场景变为现实。滴水架
三、虚拟现实技术对教学课堂的影响
虚拟现实技术的应用将对信息的呈现方式进行变革，同样它也会改变人与人之间的交互方式。课堂教学构建了大众熟知的人与人之间的交流空间，随着虚拟现实技术的介入，未来的课堂授课方式也将发生改变。
教学方式从以师生面对面授课的传统形式转换为非面对面的线上教学。相比之下，线上的教学方式打破了时空间隔，例如一位老师可以同时对身在四方的学生进行教学。线上教学的即时性、无需考虑档期和节约教学资源等特点在解决了疫情期间学校无法正常开展教学活动的问题，极大便利了我们的学习生活。
但是，在线上教学开展的过程中，也暴露出一些问题。线上教学的教学模式主要是通过互联网音频或者视频等媒介开展相关的教学活动，难以实现线下教学空间中教师、学生和学习资源之间交互。甚至会出现一堂课下来，同学老师长什么样、如何称呼都不知道的现象。师生之间及生生之间交流互动困难，难以营造良好的学习氛围。同时，对于一些较为复杂的知识难以通过语音清楚表述阻碍了教师地针对性指导，同时难以展开有效地课堂讨论，学习效果在一定程度上反而还不如传统的室内线下课堂
教学。因此，现在的线上教学只是暂时解决了处于不同地理位置的师生如何开展正常的课程教学的问题，并没有给师生提供较好的教学体验。由此可见，课堂教学这种人际间交互性很强的交流活动中，线上教学还无法提供一个很好的交互平台。
随着虚拟现实技术在教学领域的应用，这项技术不仅可以创建一个现实与虚拟无缝融合的空间，还能能实现人与人和人与机器之间互动的可视化学习空间，为变革传统教育模式提供了机会。届时，他可以将处于不同地理位置的学习者的虚拟影像连接在同一个在线虚拟环境中，对指导远程学习与在线协作学习等活动具有启发意义[8]。借助相关技术，所有参与课程的学生和教师可以通过虚拟形象共存于同一个虚拟空间的学习环境之中，能够在很大程度上提高在线课程的交互体验。那时师生之间且学生与学生之间不仅能在学习内容上进行交流，还能在情感方面进行互动[9]。虚拟现实技术的应用为师生带来无限接近并优于真实世界教学课堂的沉浸式交互体验。
随着今后教学形式的变化，教师与学生间和学生与学生之间的交互感受将有三个转变，即从线下传统课堂自然地感受到目前线上课堂不自然地感受，再到未来虚拟课堂感受的重归自然（见图5）。通过虚拟现实技术的应用，其虚实融合、深度互动以及可实现不同时空对象共存的特性将不断改善师生线上教学交互体验，引发未来的教学模式的变革[10]。
图5 课堂交互感受
四、总结与展望
技术给生活的各个方面带来改变，虚拟现实技术作为一个新的科学技术是未来信息时代重要的组成部分。随着技术不断的开发和改进，它将对我们信息的获取方式和课堂教学方式产生颠覆性的变革。随着未
来虚拟现实技术的应用将不限于信息图表设计和线上课堂并不断成熟并进一步普及。虚拟现实技术将不断地融入人们的日常生活，并改变人机之间与人际之间的交互方式，以至于改变现今大部分的交互形式。因此，如何创新交互方式，如何将技术与设计进行合理地融合，如何为人类带来符合时代需求且具有视觉美感的交互体验，是当代设计师亟待思考的问题。处于时代前沿的设计师应该创造性地将包括虚拟现实技术在内的各种前沿科学技术融入设计之中，不断地将最新且最适宜的交互设计产品展现到人们的面前，提高的交互体验。
（责任编辑 袁晓芳）
注释
①图片来源：/a/ac3091108.
血压袖带② 图片来源：/s?id=158858064188767673 7&wfr=spider&for=pc.
③图片来源：/u/118517?sort=3.参考文献
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[10] 王竹立．后疫情时代．教育应如何转型?[J]．电化教育研究，2020
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[上接第125页]
五、结语
时代在发展，蒙古族服饰纹样文化在不断演变，从最初的自然崇拜到多元融合，材质、表现形式的多样化，这些都使得蒙古族纹样更容易被吸收借鉴。通过对蒙古族服饰纹样传承创新过程的梳理，可以得出纹样之美的萌芽源于自然，民族融合推动了多元发展，宗教信仰使审美更为包容。在全球化背景下，各民族的交流、融合会更加推动民族文化与文明的发展，这给予了蒙古族服饰纹样文化发展更为广阔的空间。
（责任编辑 孙玉萍）
注释
① 图1来源：作者自摄
②图2来源：mp./s/FnfmjxASEOg6oBW8sPmlFg.
③图3来源：/post/3231.html.参考文献
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10]./yishuwenhua_5926232.html.
[7] 佚名．沈括《梦溪笔谈》原文及翻译.（2020-06-26）[2021-11-10].
/content/20/0626/23/64903256_920692094.shtml. [8] 袁宣萍．从历史图像看宋元时期的织物纹样[J]．艺术设计研究，
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[9] 达妮莎．萨满文化与蒙古族民间手工艺[J]．南京艺术学院学报：美术
与设计版，2009（4）：141-145.
[10] Z AYACH吉雅其服装设计工作室．这款廓形版外套你拥有了吗：
ZAYACH2019鹰图腾系列之二[EB/OL].（2019-11-13）[2021-11-10].
mp./s/FnfmjxASEOg6oBW8sPmlFg.
[11] 元火工作室．高雅汗新派蒙装2019春季新款温暖发布：内蒙古元素
（Inner Mongolia Elements）[EB/OL].（2019-12-01）[2021-11-10].
减感油墨
/post/3231.html.
