基于VR技术的教育类游戏的应用研究

基于 VR技术的教育类游戏的应用研究

陈靖雯

北京师范大学

【摘要】：随着计算机技术的进一步革新以及数字化的综合应用，虚拟现实技术得到了空前的发展，当前VR技术已经在各个领域展开了广泛的应用，教育类游戏作为一种新兴的教学方式，在与VR技术的结合中，其虚拟游戏教学的实践效果逐步显著。本文结合具体的VR教育类游戏的应用案例，从虚拟现实技术的沉浸感、交互性以及思维构想性三个方面展开分析，并探究虚拟现实技术对教育类游戏应用的影响。

【关键词】：VR技术；教育类游戏；应用

虚拟现实技术作为数字化以及信息技术发展的产物，在融合多媒体技术、数字图像处理等技术后生成视觉、听觉、触觉一体化的三维虚拟环境。真正实现了人机交互，人们在通过设备进行操作的过程中，得到环境最真实的反馈。当前游戏行业在VR技术的应用上发展迅猛，教育类游戏在迎合数字化技术更新的过程中，其应用设计也发生着改变。根据Metaari发布的《全球以游戏为基础教育市场报告》可以看出，教育类游戏的开发呈现上升趋势，并且预测到2024年教育类游戏市场受人工智能、VR设备等因素的影响，实现教育产业和游戏产业的双重突破。虚拟现实技术如何应用于教育类游戏上，以及这类游戏所体现出的VR要素特点，在数字化信息化教育推进过程中，逐渐成为VR领域和教育领域学者所共同关注的问题。

本课题以《Mondly：Learn language in VR》、Omni跑步机开发的消防教育安全应用、《Titanic VR》三个用户体验度较高的案例，探讨虚拟现实技术如何对教育类游戏的应用产生影响。

一、VR教育游戏应用中的沉浸感设计

《Mondly：Learn language in VR》是steam推出的VR语言学习游戏，可供玩家学习三十多种语言，其游戏的主题决定了不同语言设置场景的更替以及体验者角色的互换。在沉浸感设计上，为了使玩家更快的进入情境，往往通过构建虚拟的世界展现世界观。在这款VR教育游戏中，玩家开始游戏前自主选择旅馆、餐厅等不同的场所以及约会、工作等不同的行为，通过自主选择甚至创造角色的过程中，达到深层次的沉浸感。在进入某一场景后，通过不同角色对话的方式运用手柄切换展开学习。例如在学习英文的列车场景中，其场景人物角色显示都为外国人，且分设同伴及列车乘务员不同的角色，根据不同的语境更换对话对象， 其模拟的该游戏场景及深度体验情境如图1、2所示。

图 2列车对话场景

图 1场景选择

除了以空间构建来加深沉浸感之外，VR技术在教育类游戏应用中的沉浸感设计，其角色的趣味性以及游戏的故事背景也都影响着教学效果的显现。此款语言教育游戏打破了传统语言教学的模式，以人机交互的形式从逼真的光影效果、极尽真实的模拟环境等层面，使玩家在扮演角色的过程中自觉的将虚拟的形象现实化，在构建的场景中达到情感共鸣，从而获取更深的沉浸感。

二、VR教育游戏应用中的交互性设计

Omni跑步机开发的消防教育安全应用游戏，借助VR头显设备以及Omni跑步机来满足该游戏的外部控制。在人与游戏界面的交互中，该VR消防教育游戏在图像及文字的处理中，配合触觉系统即手柄震动的方式选择需要进行的步骤，同时在玩家的声音界面中根据选择的工具及操作产生不同的听觉效果，其图形界面、音乐界面以及实际操作界面的结合都能使玩家尽快的进入游戏状态。在人与角色的交互层面上，该游戏使玩家以学生的身份进入，在引导下完成角色任务。虽与角色扮演类游戏不同，但仍然给予玩家一种全新的人生经历和情感体验，从角色角度出发使交互作用凸显，从侧面也加深了沉浸效果。在人与场景的交互中，该游戏的场景设计将室内构造和室外环境结合，使玩家在进入游戏时就处在最高层的教学楼中，通过教室、楼道等不同的场景转换，借助灭火器等道具实现水平方向和垂直方向的操作。将游戏场景中电影化的效果减弱，以此来加深玩家自我操作感。该游戏的交互键及场景操作如图3、4所示。

图 4场景及操作系统

图 3交互键设计

VR技术的交互性设计在教育类游戏中发挥着重要的作用，虚拟现实交互游戏中，玩家以360度的视角观察场景并在此基础上展开操作，其界面设计、角色分配以及剧情的走向都影响着该游戏体验度的高低。要想玩家在游戏过程中能真正享受到人机流畅式交流和人性化操作带来的愉悦，其核心是该游戏设计达到自然良好的人机交互性。虚拟现实技术所带来的与以往鼠标操作式的游戏体验不同的是，交互的媒介向视线、动作等方向转变，多维的信息空间和自然化的人机交互风格，逐步实现了“用户自由”的模式。

三、 VR教育游戏应用中的思维构想性设计

《Titanic VR》是一款由Immersive VR Educations研发的互动教育故事游戏，在游戏中玩家可以从内到外探索沉船并恢复物品原貌并在这个过程中完成任务，例如恢复倒下的ROV，纪录片制作以及自主创建照片马赛克，同时玩家还能通过6号救生艇上的幸存者的视角观察并有可能改变关键性的历史事件。与以往科普教育类游戏不同的是，这款游戏在游戏开始前并不设置必须的规则，而是通过玩家在泰坦尼克号上探索的过程中自主选择创建的项目，例如玩家在深处沉船环境时，可以通过新的方式寻求逃难途径。同时玩家以探险者的身份进入游戏也决定着脱离事件本身更多的选择性。其玩家操作界面如图

所示。

图 6项目自主性创建

图 5探险者界面

由于虚拟现实系统不同层面的传感设备以及反应装置，玩家在虚拟空间中可同时获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种不同的感知,可以增强玩家对探索内容的感知程度和认知程度。在《Titanic VR》这款游戏中，玩家自主性的选择探索模块、不同场景的角色能力展示（从探险者切换至经历者）等都是思维构想性的体现。在这个过程中玩家不受限制的进行操作，使整个科普教育环境自由化。

虚拟现实技术通过创造沉浸式的虚拟环境，在很大程度上解决了教育类游戏中教学内容可视化以及教学过程体验感低和教学模式单一等问题，在应用层面上发挥着重要的作用，赋予了玩家除了消遣以外更多的教育价值，在该领域具有广阔的发展前景。但当前国内教育类游戏在VR技术层面的应用上相对短缺，仍然有更深层次的开发设计层面需要进一步研究和探讨。

参考文献

[1]张静.试对游戏设计中沉浸感的探讨[J].美术大观,2017(08):107-108.

[2]陶艺文. 多人在线竞技游戏的沉浸感界面交互设计与评估[D].南京航空航天大学,2019.