“职业教育与普通教育是不同教育类型,具有同等重要地位,是国民教育体系和人力资源开发的重要组成部分,是培养多样化人才、传承技术技能、促进就业创业的重要途径。”——《中华人民共和国职业教育法(修订草案)》第一章 2021
近年,國家高度重視職業教育,爲主動應對新一輪科技革命與産業變革,支撐服務創新驅動發展,教育部積極推進新工科建設、加快教育改革創新。在職業教育上,XR技術與教育的結合,的的確確彌補了傳統職業教育中“看不見、摸不著、進不去、不理解”等實踐性教學的諸多缺憾,給教育教學帶來了巨大變革。
XR技术 是SR(虛擬仿真)、VR(虚拟现实)、AR(增强现实)、MR(混合现实)等多种技术的合称,是真实与虚拟的结合。XR技术为学习者,尤其是职业教育领域的学习者提供了一种适宜的学习环境。在这种环境中,学习者可以在零风险、低成本的前提下,通过完成复杂或有潜在风险的学习任务来获得宝贵的学习经验,同时也能消解教师与学生之间的距离,让师生更加自然地互动。
3DCAT:對于XR技術與教育的結合,專業人士怎麽看?
“以教学应用为中心,从4个维度统筹推进,这4个维度是资源、平台、环境还有人员。举个例子,如果光有资源,缺乏平台管理,没有环境来运行,也是很难达到虛擬仿真教学的最佳效果。所以这几个维度,应该是达到一个平衡才能取得最大的应用效果,目标就是教学能够可持续发展。”
以上是3DCAT实时渲染云在采访深圳职业技术学院教育技术与信息中 教育技术应用部部长陈锐浩时,陈老师跟我们分享的一些对虛擬仿真教学的看法。
如何将XR技术与教育相结合?如何从资源、平台、环境、人员这4个维度统筹推进虛擬仿真实训室在教学中的应用?如何实现“教学可持续发展”?带着这些问题,我们邀请到在虚拟现实教育解决方案方面有着十余年的研究和实践经验的陈锐浩老师为我们一一解答。
3DCAT:陳老師,非常感謝您接受我們的采訪,可以和大家簡單介紹一下自己嗎?
陈锐浩:您好,我叫陈锐浩,目前是在深职院-教育技术与信息中心工作。我在职教领域已经工作超过20年,基本上一直是在从事这个技术方面的工作。近几年我主要是从事虛擬仿真这一方面的资源开发与教学应用。同时,我在中国大学慕课也开设一门《AR资源开发与教学应用》的课程。
3DCAT:陈老师,您在虚拟现实教育解决方案方面有着十余年的研究和实践经验,那在开展虛擬仿真教学过程中,遇到过什么困难吗?
陈锐浩:在开展虛擬仿真教学过程中,说实话是困难重重。17年我们就开展这种沉浸式的VR体验,我们用XR技术重构课堂,实现了沉浸式的课堂。但是在这个过程中我们就发现很多问题,比如说专业的老师对XR技术是了解很少的,你让他来搭设XR运行环境,他是做不了的,他需要技术人员的支持。但是技术人员是有限的,也不可能每天就提供这个技术服务,这是一个问题。
其次,很多應用它開發之後,其實它是做了一系列的限制的,它有可能通過加密狗給你限制,那就只能部署在教室。而教學,它除了課堂之外呢,還有課前、課後各個環節。所以我們就亟需一種方式讓我們的仿真應用能夠更大的發揮作用。
再者就是这种虛擬仿真教学应用繁琐,它对老师的要求比较高。由于以前我们将这个应用用起来是很繁琐的,所以很多老师花了很大的精力心血开发了这个应用,老师有可能拿来参加比赛,用一两次之后,最后就把它放一边了。为什么呢?因为用起来太麻烦了,超出了老师的能力承受范围。这也导致很多做的很好的XR应用的利用率并不高,参加比赛拿了奖之后,很多就被放一边去了,这个也是以前我们面临的一个问题。
(走進慕尼黑-利用MR技術創設情境)
(VR課堂-學生熱情高漲)
3DCAT:以上困難,現在得以解決了嗎?如何解決的?
陳銳浩:經過我們的不停地探索跟實踐,我們采用5G+XR結合的方式來破解在傳統XR教學中遇到的各種困難。我們通過建設5G專網和實時雲渲染平台,讓我們的資源都部署在雲端,使用起來很方便。
它不需要依賴這種笨重的圖形化工作站,用這種輕薄的客戶端,如手機、平板,或者說一般的pc就能夠運行功能比較複雜的XR應用。第二個,因爲我們這個應用都是部署在雲端的,那對老師的要求就比較低了,他隨時隨地只要能夠上網,他就能夠用我們雲端的XR資源開展教學。特別是在我們5G專網建成之後,在家裏,在校外的任何地方,只要有5G網絡,我就能夠通過5G信號直接訪問我們校內的實時雲渲染平台,這樣就拓展了我們XR教學應用的時空。所以有了這個方案之後,老師們就能夠很輕松地用我們原來做的各種XR資源了。
(課程資源-學習者隨時隨地可訪問)
3DCAT:可以和我们分享一下5G+XR 的教学方案吗
陳銳浩:這幾年,5G+XR的教學方案是我們團隊一直在研究的一個方向。傳統的XR應用受限于工作站的要求,需要比較專業的圖形工作站,而且對教師的要求比較高,一般的老師難以對這種XR應用進行管理。
而且,受版權保護、時間和空間等因素的限制,導致了很多XR應用受到了一定的限制。那我們通過建設5G專網+實時雲渲染平台,把應用部署在雲端,計算都由雲端來負責,實現了瘦客戶端,破解了終端、時空、平台、人員水平等的限制;同時,通過資源池化技術實現GPU資源的統籌管理,提高XR應用的利用率。這些措施解決了傳統XR教學遇到的一系列難題。
5G+雲XR突破各類難題
3DCAT:回顾虛擬仿真教育平台的建设历程,您觉得实时云渲染的平台优势在哪里?
陳銳浩:我覺得實時雲渲染平台,它主要有四個優勢。
第一個,它實現終端的輕量化,由于應用部署在雲端,所以我們普通的手機、平板就可以運行這個複雜的XR應用,而且不需要專門針對移動端去開發適配的版本。
第二個,我們把應用上雲,使XR應用突破了時空的限制。傳統的XR應用受限于版權的控制,很多都必須在指定的工作站才能運行。我們采用實時雲渲染,把應用部署在雲端就可以突破該限制,實現這種泛在的XR教學。
第三個,我們通過實時雲渲染實現了資源池化的技術,我們可以集中調度我們的3D應用,降低了運維的成本,提高資源的利用率。
第四點,我覺得也很重要,就是管理方面。以前我們的XR應用,用得怎麽樣?用得好不好?其實從管理員的角度來說,我們是很難把控的。但是我們把應用上雲之後,所有應用的運行情況、運行數據都一目了然。而且我們還可以從雲端向終端推送這個應用,實現XR應用的可管、可控。
3DCAT實時渲染雲平台
3DCAT:陈老师,您是如何看待实时云渲染未来在虛擬仿真教学中的应用?
陈锐浩:我谈一点我的个人想法。就说我们这个实时云渲染,在我们的虛擬仿真教学过程中,它能够解决我们面临的很多问题,如版权限制、时间限制、环境限制的问题,还有终端问题等。特别是随着这个显卡性能的提升,以及这种服务器端资源池化技术的成熟,实时云渲染有望在我们高校的仿真教学中得到更进一步的应用。
3DCAT:目前,还有许多学校想要开展虛擬仿真实验教学项目,您对他们有哪些建议呢?
陈锐浩:虛擬仿真教学这一块我们也是做了多年的尝试,我觉得一个学校要把仿真教学开展好,应该是从多个方面同时入手来做的。
我們是怎麽做的?我們是以教學應用爲中心,從資源開發,環境建設、平台建設,隊伍建設四個維度統籌來進行推進、建設。同時,我們還制定了一系列的規範標准來指導老師開展這種仿真的教學應用。這樣還不夠的,我們還制定了一系列的政策,包括這個項目驅動,一系列的教師培訓。通過這種方式來保障老師有這種XR教學的積極性,這是我們在開展仿真教學的一個整體的規劃和經驗。
2009-2019年,10年时间,陈锐浩老师的团队一直坚持虛擬仿真教学体系的构建与教学应用研究工作。以教学应用为中心,从资源开发、平台建设、环境建设、团队建设4个维度统筹推进,旨在促进高职虚拟现实教学可持续高效发展。该项目荣获深职院第十一届教学成果一等奖。
2021年,3DCAT实时渲染云与深圳职业技术学院5G XR智慧校园项目的珠联璧合,受到了业界的高度认可。在2021 未来商业生态链接大会暨第六届金陀螺奖颁奖典礼上,3DCAT实时渲染云荣获“年度XR行业技术创新奖”,深圳职业技术学院5G XR智慧校园项目荣获“年度优秀VR行业应用奖”。3DCAT不断突破进取,打造行业前沿实时渲染云服务。
3DCAT实时渲染云+深圳职业技术学院5G XR智慧校园项目
關于3DCAT實時渲染雲
3DCAT实时渲染云作为瑞云旗下一款集实时渲染、实时3D可视化、云流送等相关技术服务于一身的实时渲染云平台,3DCAT利用云端的海量GPU算力处理繁重的图像渲染计算并串流同步输出到终端设备,从而实现终端设备的轻量化,让高质量三维图形应用及XR应用变得无处不在。用户可以使用任何联网的普通设备,访问托管在3DCAT中的三维应用程序及XR应用,同时无需下载安装应用。3DCAT支持能在Windows平台运行的几乎所有渲染引擎,支持NVIDIA RTX实时光线追踪功能的开启。
3DCAT實時渲染雲平台通过提供专业的技术服务,帮助用户随时随地访问云端的三维内容。目前,3DCAT實時渲染雲平台已在教育培训、汽车行业、展览展示和数字孪生相关领域提供专业的实时云渲染服务,为汽车实训、医疗实训、工业仿真、XR教育、汽车3D选配系统、云展厅、VR看房等行业提供实时云渲染解决方案。3DCAT實時渲染雲平台已经和英伟达等国内外知名企业达成合作伙伴关系。