利用头显式VR一体机构建语言实训室

罗昱开 刘召华 解艳

摘要：本文通过对头显式VR新产品的性能和功能分析，阐述利用其构建语言实训室的可行性，从主要方面对VR语言实训室和传统语言实验室进行了对比分析，得出了VR一体机在这方面的巨大优势。最后对VR语言实训应用开发方案涉及的软件平台进行了分析说明。

关键词：VR；一体机；语音实验室；教育实训

中图分类号：TP393 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）08-0174-0c

常见的语言实训室多为固定座位的单用途语音实验室，其多以几台多媒体电脑和若干终端组成，其中一台电脑充当控制器和教师机，另一台充当服务器和存储器，复杂的还有通信控制主机；终端包含一部显示设备、一部耳机和一套控制操作设备。其实现的语言训练功能主要为单人自放自录和教师统一播放，不能做到人机交互或学习者之间的交互。在CES2018国际消费电子展中，小米与Oculus联合推出了小米VR一体机和Oculus Go。继而宣布在2019年春季推出更新款的产品Oculus Quest，其采用inside-out内置追踪，而且无须连接电脑和外置摄像头，使用者可以在任意空间自由活动。更可喜的是其自带系统，而且有64GB的存储，可以选择安装VR应用程序。该产品自带两个手部控制器组成，无须电脑即可独立运行。由于该产品具有以上特性，其直接使得VR语音实训成为可能。

1头显式VR一体机简介

理解VR一体机必须从VR的概念说起。VR包括R（Reality）、AR （Augmented Reality ）、MR（Mixed Reality）与VR（Virtual Reality），中文即现实、增强现实、混合现实与虚拟现实。R，就是我们眼中真实的世界； AR，就是将我们眼中的真实世界加以视觉信息补充，在我们看到的真实世界中加入虚拟事物；MR可以算作是AR的一个子类；VR，就是完全虚拟的世界。 AR，VR ，R从人们感觉的真实度上看很显然是一个递进的关系，我们所说的VR一体机就是一种VR类的产品。

目前常见的头显式VR设备有以下三类：外接式头戴设备、一体式头戴设备、眼镜盒子。下面分类逐一进行介绍：

1）VR眼镜盒子，以三星Gear VR、小米VR眼镜、暴风魔镜S1等设备为代表。 这类VR产品结构简单、价格低廉，市场流传最广。这种产品需要将手机置于眼镜之中，其优点是价格便宜，而且所用手机可以更新换代，与设备无关；缺点是用户体验较差，其视觉范围和效果与所用手机关系密切，而且容易让人产生不适感。

2）外接式VR头戴设备，以HTC Vive、Oculus Rift、索尼PS VR等设备为代表。这类设备具备独立的显示屏幕，产品技术含量较高，结构复杂。外接式头戴设备的用户体验很好，经过精心调试的设备使得用户可以感受到非常真实的虚拟现实感觉。但这种设备所接的电脑主机要求配置较高，尤其是CPU和显卡的性能要好。

3）VR一体机，以Pico Neo、Oculus Go等设备为代表。这是近年手机芯片性能日益提高的硕果，思路是在外接式VR头戴设备内置强大性能的处理器、存储器和系统，这等于是内置了外置的电脑主机。典型的实例为小米VR一体机，它使用了高通骁龙821移动VR平台和1440P真2K屏幕，而最近推出的Oculus Quest则提高到通骁龙835移动VR平台，更是内置了2K以上超清显示屏，其便携性及易用性更好。

此外，小米VR一体机和Oculus Go直接采用了Oculus研发的全景声音频技术，内置全景声近场耳机，保证了用户即时享受全景声效，也便于与他人分享。但同时也配有3.5毫米的耳机插孔，这个对于集中的语言实训来说是个福音，可以避免相互干扰。在控制操作上， Oculus Go开发了一种遥控器，其上面有两个按钮和一个触发器，中央有一个圆形的触摸板，很方便操作。更人性化的是这个手柄上还有一个挂绳，可以防止使用者在无视情况下操作时滑脱坠落。综上所述，头显式VR一体机是非常适合当作语言实训乃至其他更多实训教学的设备。

2 VR语言实训与传统语言实训的区别

2.1 与现实相近的语言学习环境

最佳的语言学习环境莫过于在真实的人际交流中，在人与人正常的语言对话中。由多媒体电脑和辅助终端组成的语言实训设备向学生提供不了这个环境，其仅限于学生有限的听说训练，学生面对的机器设备当中的语言学习资料，缺乏现场感。而VR一体机虚拟现实设备可以将对话中的人物直接显现在语言现场的环境中，让学习者有一種现场体验。虚拟人物和学习者之间的对话过程完全做得可以和现实环境相近，而且可以做到由学习者来控制自己的学习进度，如果结合上语音识别，VR一体机中的虚拟角色者还可以对学习者的错误进行识别判断和纠正，这在平面音视频教学里面是从来都没有做到的效果。

2.2 可移动性和抗干扰能力强

VR一体机设备可以让语言学习者不局限于一个座位，完全可以沉浸在设备和自己构成的学习环境中，甚至可以离开教室，在自己有空余时间的情况下自主练习和学习，这与在语言实训室彼此嘈杂相互干扰的环境要好得多。与投入同样不菲的语言实训室来说这是个相当的优势：语言实训室功能固定单一，需要专人进行维护管理；相反，而这种类似于Oculus Quest的设备仅仅是一个用途广泛的产品，购买后有完善的售后支持。

2.3 可扩展与其他实训项目合用设备

更好的情况是这些VR一体机设备不仅可以用在语言实训室，还可以用在其他诸如美术欣赏、参观浏览、舞蹈和其他众多的教学或娱乐方面。可以说开发的教学实训VR应用的多少和广度决定了这种VR一体机的使用范围。所以，在教学实训VR应用足够的前提下，这种VR一体机的用途是多方面的。相反，语言实训室的用途就比较固定和单一，缺陷显而易见。

3 VR语言实训室的构建和VR语言实训内容的开发

由于由VR一体机构建的语言实验室极为简单，甚至直接可以去掉固定的教室，在普通的教室学习完必要的理论知识和训练方法以后，学习者可以自进行自主进度的语言训练，时间安排也比较自由。在这种情况下VR语言实训室对实训场地的要求很低，甚至可以忽略。所以，用VR一体机构建语言实训室的瓶颈在于VR语言实训内容的开发。

小米的VR一体机与Oculus Go代表了VR硬件产品的最新发展趋势。根据Oculus证实，Oculus Go支持两款主流的虚拟现实引擎，分别是Unity和Unreal Engine，而且Oculus公司专门为头显设备开发了Oculus Mobile SDK，这说明了开发者完全可以借助虚拟现实平台Unity或者Unreal Engine来开发相应的VR语言实训程序，VR语言实训程序的开发有以下几方面的工作。

1）语言实训的VR场景和VR角色构建，这方面的复杂程度应该比游戏简单，不需要华丽的场景渲染，而且一些现实场景可用360度视频直接拍摄剪辑完成。在360度视频的摄制方面，HumanEyes Technology于2018年12月推出了其第三代的Vuze XR双摄像头360度相机，这是一个非常好的选择。而需要的VR男女人物角色和场景并不多，可以在Unity和Unreal Engine开发。

2）语言语音的录制和剪辑，这方面的软件有很多，诸如Adobe Audition等都功能强大，问题是所有的語音必须在专业的录音棚进行录制。另一方面如果是单纯的语言学习，可以考虑越来越完美的同声传译类程序库，这方面可以使得语言实训的过程更具智能化，缺点是语音语气不够完美。

3）实训训练逻辑的构建。实训课程的逻辑则完全由设计语言程序来做，与Unity或者Unreal Engine配套的语言能用到的有C++或者C#，大的逻辑还可以用Python等实现，如果要增加语音识别智能化功能，编程与逻辑控制则就变成了最复杂的工作。

总之， VR一体机对我们的强大吸引力不仅仅在于它的性价比，更重要的是还有其目前国内最为领先的生态系统。小米VR一体机基于Oculus的底层软件技术，并专门为中国用户量身定制了强大的视频播放器和本地化社交体验。由于小米VR一体机支持小米VR SDK和Oculus Mobile SDK，所以这不仅是一个产品，而且是一个应用开发的平台，随着这一平台的不断完善，相信不远的将来会有更多更广泛的教育教学实训内容出现。

参考文献：

[1] 详解小米VR一体机：它是啥？到底有多强？https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1589607149948069738&wfr=spider&for=pc

[2] Oculus VR一体机测评：性能大幅超预期！比Oculus GO强上几代 http：//zhidx.com/p/133229.html？from=groupmessage

【通联编辑：光文玲】