MR技术在司法院校专业课中的应用研究

王 浩,李 娟

(河北司法警官职业学院, 河北 石家庄 050081)

混合现实(MR)是指“增强现实(AR)+虚拟现实(VR)”,是二者技术的深一步发展。混合现实技术被称为下一代计算服务平台,它集成了物理网络世界和虚拟经济世界,构建了现实世界、虚拟世界和用户信息之间的新型交互世界。在司法院校专业课程建设中,充分利用网络虚拟现实、混合现实、大数据、物联网、人工智能等现代企业技术,将现代管理信息科学技术与监狱业务发展相结合是监管教育的发展方向;
最大程度地收集、整合信息资源,对信息资源进行监测、监督和改革,对监狱和强制隔离康复中心的需求做出明智的判断和回应是现代司法监管改进的重要内容。当前,各级司法警察院校肩负着培养国家狱政、监管专业人才的重任,进一步加强行业、企业与高校间的监所信息化技术交流,推广智慧监所系统的应用,提高全国司法警官类院校的监所信息化研究、应用及教学水平,满足监狱、戒毒所等基层监管信息化、智能化等可持续发展的人才需求,打造专业人才队伍,加快建成高水平的活页式教材、人才培养方案、教学标准、教学团队和实训平台,是司法警官教育培养中亟待解决的问题。

混合现实MR(Mixed Reality),它涵盖了AR(增强现实)和VR(虚拟现实),是二者技术的深一步发展。混合现实技术被称为下一代计算服务平台,它将物理世界与虚拟视觉相融合,构建现实、虚拟和用户信息之间新的交互世界。随着科技的发展,混合现实逐渐成为科技热门领域,参与混合现实的大型公司逐渐增多,包括微软、谷歌、索尼,市场热度日渐高涨。[1]

通过MR技术赋能虚拟仿真实验教学项目建设,打造革命性的MR混合现实虚拟仿真实训新形态、新模式,可将传统AR实训、VR实训与新时代的MR实训相融合,提升实训教学工具使用率和教学质量,助力“三教”改革。

在传统模拟监狱的过程中,由于场景布置、监管方式、软硬件联动等方面,受行业特殊性(缺乏音视频资料)影响,很大程度上是通过教师口述。而MR技术应用于模拟课堂教学,改变了监狱业务相关课程传统的讲授式、演练式的教学模式,通过MR特有的全息展示、虚实交融特点,实现了真实监狱效果的搭建,学生通过沉浸其中,通过人机交互,使学生置身于混合现实仿真监管场景中,体验智慧监管应用场景,实现司法警官类院校实践性的教学要求。

基于混合现实技术的司法教学全息实训基地具有以下特点:第一,教学内容直观展现,方便教学。例如使用MR技术除了可以直观展现监管场景外,还可以呈现信号在软硬件中采集、传输、处理、触发报警及系统联动的整个过程,通过丰富的虚仿资源立体化展现数据信息在智慧监狱系统中运转的全过程。第二,学习方式全息化。全息实验室将教学内容全息化传输,模糊教学场景的边界,使远程和本地差异不再明显,教师和学生同处于全息教学场中,共同完成学习任务。第三,人才培养多样化。它可以面向各个领域与行业,实现学历与非学历培养并举。

1.建设研究思路

目前智慧监所实训基地建设一次性投资大,可参考的样例少。司法院校应以知识学习和技能培养为基本出发点,建设便捷入警专业人才培养辅助教学资源库,整合“课程实践训练与技能应用”,打造司法警官类院校辅助教学与人才培养的综合实训教学平台。

上述平台是集“理论基础知识进行学习、技能训练、教学管理工作绩效考核”于一体的信息化综合教育教学服务平台,即“学、操、考、评”,可以实时记录学生的学习实训效果。

2.采取的措施

将混合现实(MR)技术引入国控(便捷入警)专业课程教学和实训中,改变了传统的实训室和监狱、戒毒所实习实训方式,用虚拟实训教学代替现场实训教学,可以解决实训中出现的制约问题。

3.技术路线

(1)智慧监所场景设计:MR虚拟现实不仅仅是一个演示媒体,还是一个设计工具。助力国家和地方社会经济发展需要,结合区域相关产业和行业特点,以优势和特色专业为基础,通过跨平台、跨终端,与学院其他专业和其他高校分享混合现实虚拟教学资源,树立良好的社会形象,与社会企业项目接轨,有效培养专业型、实战型的司法行业技术人才。所开发场景可辐射至其他专业教学,采用混合现实技术进行创新教学,可以为其他司法类专业建设起到抛砖引玉的作用;
实训基地可面向区域内同类学校开放技能大赛,建成专业化强、辐射面广、社会效益突出的示范性共享型教学实训中心。

(2)三维立体安防设备识图:基于BIM技术的3D安防设备模型是指利用数字化手段,实现监所内安防报警设备构件和监所内数字建筑模型保存,可利用数字技术,对监所内建筑物信息、设备信息、人员数量等进行全方位的采集,在对所采集的数据进行存储、加工,再通过模拟监所局域网进行资源共享,实现对狱内人、物、设备等的有效利用和科学管理。

1.交互式体验环境下的模拟监狱,场景不再“模拟”,更加真实

在混合现实技术下的模拟监狱,通过科学的教学设计,监管场景中可以有多种突发事件的发生、处置,不再是传统模拟监狱中的事先预演的内容的单一展示,与现实监管过程更为相似。[2]学生不仅要掌握智慧监管理论原理,而且要有很强的应对突发事件的能力,以应对狱内监管过程中随时出现的变化,这对考验学生的职业能力具有实用价值。

2.重视整个监管过程的了解

混合现实技术下,狱内监管不再是单调的场景/事件再现。学生可以通过混合现实技术教学设计,通过“视、听、触”全方位、立体化的体验教学内容和突发事件处置过程。[3]

例如,对违规行为(打架斗殴、攀高、聚集等)触发的报警,不再局限于事后的复听复看,而可以通过混合现实技术把行为分析识别的全过程展现出来,从摄像头采集到异常行为的那一刻起,通过对事件发生时各个预警处置场景(同时呈现视频信息在系统平台中传输、对比、分析、识别的全过程及触发报警时与其他系统的联动过程:警力调配、预案决策、应急指挥等)进行的交互式体验,了解事件处置的全过程,全面接触和了解监管程序和过程中的软硬件架构原理,使学生真正通过实践掌握智慧化监管的全过程。

3.硬件设备操作与软件平台应用更加真实合理

混合现实技术能基于狱内监管事件的设定,模拟出符合逻辑的三维虚拟物品、设备、人员,还可以将模拟监狱从场景再现延展到事件发生的全过程。在这个过程中,与监管事件有关的人员、物品、场景,可以通过音视频、虚拟人物、虚拟物品等形式完整、生动地呈现出来。例如点名事件,可通过监仓内的视频对讲一体机、民警手持点名设备、车间大门上的人脸识别摄像头来完成,一旦发生点名未到,可通过系统平台自动确认未到人员去向,并根据犯人的腕带信号进行精确定位。通过MR场景设置可以真实还原事件现场,提供给学生应急事件处置、安防设备联控联动等实训操作。

4.高成本、复杂性监管事件的深入教学,节省成本提高效率

监狱暴动、押解途中逃脱等场景、事件的模拟重现,且有一定的危险性,MR技术可以在实训平台中通过资源设计,对突发事件的事发现场及处置过程进行重现,并获得设备中信号传输过程的数字化信息。狱内常见的监管事件类型,都可以使用混合现实技术对程序、内容进行重现。

通过把混合现实(MR)技术融入课堂中,让专业知识与社会需求接轨,极大提升教学质量。MR实训室通过实体课堂教学区的设置将特色的教学设备、复杂的实训仪器进行实体展示,配合虚拟仿真的课程内容和沉浸式的体验设备,将难以在课堂现场展示和操作的高成本、高危险、高难度的监所监管类实训有效地开展起来,以虚拟的形式补充实体实训中难以开展的部分,通过以虚补实、虚实结合的全新教学模式增强现场学生的体验感和互动性,扩大课程的受益面。

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