第二章 文獻探討
第二節 虛擬實境
郭禎祥（2001）表示，藝術在所有的學科中，以本質而言是最多元表現的學問，情 境引導、策略的運用極佔優勢，而美術之所以稱為視覺藝術，在教育的過程中提供充分 的視覺經驗，更提到，台灣教育界已了解電腦輔助教學的趨勢，透過電腦無遠弗屆的傳 播，現在學校教學設備的充實，鼓勵學生操作電腦、網路蒐集資源，有些大專院校也透 過遠距教學來合作，藝術教學要有實際的效能，不只是從科技教育中更要結合科技，因 應時代需求，研發適當且優良的教學軟體。虛擬實境即是電腦輔助教學的趨勢之一，透 過虛擬實境對於引導學生進行學習有潛在的效益(Vázquez, Riesco, Juanes, Blanco, Rubio & Carretero, 2007)，以下針對虛擬實境的意涵、教育環境上的使用分別闡述。
一、虛擬實境的意涵
虛擬實境（Virtual Reality, VR）是一種運用電腦技術模擬使用者視覺、觸覺、
聽覺等多種感官的環境，透過人機介面（Man Machine Interface）讓使用者有身歷其 境的感受，並和環境中的物體互動（Brooks, 1999），隨著電腦運算速度的增加，運用 的層面也越來越廣泛，且各領域對於虛擬實境皆有不同的見解，綜合各專家的定義如表 2-2（尹泰霖，2008）：
表 2-2
虛擬實境定義一覽表
學者 定義
Gigante（1993） 虛擬實境需要有電腦所產生的3D 圖形、聲音系統、立體化的視覺表現、頭部需 要戴上 HMD（Head-Mounted Display），手要配帶 Dataglove。使用者需要體驗 多重感官的刺激並且陳浸（Immersive）在這樣的環境中產生參與感的幻覺。
Glenn（1991） 虛擬實境不是技術而是一種經驗，認為虛擬實境應該以使用者的感官為主，讓 他們願意相信在這樣虛擬的環境做的事，同時減低他們的不信任感。
Latta（1991） 虛擬實境是一種人機介面，創造有感受性的環境透過電腦與週邊設施的連結，
這樣的環境可以透過個人的行動來控制，對於使用者而言就像是楚再真實的環 境一樣。
Sheriden（1991） 虛擬實境齡場感的三個向度：
1. 感官的延伸：使用者接受適當的傳遞感測器。
2. 控制感測器與環境：使用者可以藉由觸覺、觀看事物、聲響等自行控制的 行為作出相對應的反應。
3. 操作的能力：使用者能操作或改變虛擬環境中的物體或機器。
Summitt & Summitt
（1996）
虛擬實境是一種電子通訊的媒介，可以說是使用者感官經驗的延伸，
Heim（1993） 虛擬實境是「非真正的真實，但具有真實的效果。」盡可能的模擬真實的情況，
讓使用者再感官上覺得真實。
Burdea & Coiffet
（1994）
歸納出虛擬實境的三大特色：沉浸性（Immersion）、互動性（Interaction）、 想像性（Imagination）。三者合稱3I。
紀大任（1997） 虛擬實境在3I 上，需加上網際網路（Internet），發展多人及時在虛擬實境上 互動的方向。
資料來源：尹泰霖（2008）。建置以 Web3D 為基礎的互動虛擬實境與教學上之研究─以台南孔廟為例（未 出版碩士論文）（頁 4-5）。國立臺南大學，臺南市。
歸納而言，虛擬實境是由電腦產生的一種三維空間，可以讓使用者自由的瀏覽以及 進行互動並獲得參與感（錢昱豪，2004）。最重要的就是透過互動的方式來達到學習的 目的，因為可以讓使用者自行操作，就好像在真實環境中學習一樣，唯一不同的是，虛 擬實境可以模擬許多現實生活中無法安排的環境，透過巧妙的設計，強化學習的成效。
以往在素描的教學上若非由老師親自指導外，則往往透過平面的畫面進行教學，例 如照片、網路資料等，但是在立體感的呈現上，平面的教材是無法模擬真實情況的，在 這樣的學習環境下，並不利於素描的教學，錢昱豪（2004）亦指出 3D 介面的系統能夠 達到許多平面教學無法達到的功能，例如遊走（Go）、旋轉視角（Rotate）等，且隨著 現電腦運算速度的提升，系統效率性已不再是大問題，而操作性方面，隨著介面的改良 也可以達到令人滿意、容易操作的目標。
二、虛擬實境在教育環境上的使用
虛擬實境廣泛應用在各種範圍上，例如醫學、軍事、建築、卡通、電玩娛樂、廣告 銷售、教育訓練、刑事調查等，詳表 2-3。
表 2-3
中；蕭婷方（2010）運用在國小英語閱讀上。國外學者 Eaves, Breslin, Schaik, Robinson, 和 Spears (2011)則運用在舞蹈教學上。
（二） 非正式教育
即是學校以外的教育，但附有教育目的的單位，像是博物館、動物園、文化古蹟等。
尹泰霖（2008）以台南孔廟為例，以虛擬的互動為基礎，研究學習孔廟相關的知識，外 國學者 Roussou （2000）也針對博物館作相關研究。王聖華（2008）則從數位典藏的角 度，利用虛擬實境的技術讓使用者了解清院本清明上河圖，並對中國傳統水墨畫有更深 一層的認識。
（三） 遠距教學
遠距教學指的是不同的兩地，透過電腦進行教學，許麗玲（2000）即運用在遠距學 習上進行學習的遷移。Zhu 和 Wang (2010)更研究虛擬實境系統運用在遠距教學上的發 展。
（四） 教育訓練
指的是為某些工作而進行的訓練，較常利用在工廠、軍隊、醫學中，傅志豪（2010）
就以美國陸軍為例，研究虛擬實境技術有效的運用在各項軍事教學上，利用電腦模擬的 方式更成為當前國軍軍事科技發展的潮流，John (2007) 則曾運用在醫學教育與培育。
（五） 特殊的教育需求
人們因為生理或心理的缺陷而需要特殊的教育科技，林靖凱（2008）就利用虛擬實 境融入到智能障礙的學童上，進行校園尋路教學，並且有效的提升智能障礙的學生前往 其他教室的達成率，在國外也有學者 Bellani, Fornasari, Chittaro,和 Brambilla (2011)運用在自閉症的研究上。
在教學上尹泰霖（2008）、官健盟（2008）、傅志豪（2010）、黃雅晨（2008）提到
（二）身歷其境的榮入學習環境中
（三）提供新的觀點
（四）在視覺方面可以容易的呈現抽象問題
（五）學習可者以重複、自由的嘗試錯誤
（六）學習者可以直接與虛擬物體互動，得到第一手的測試
（七）反覆的練習過程讓學習者更為精熟。
（八）可展現學習過程過於危險或無法安排的學習情境
（九）可應用於學習內容過於複雜的情況
（十）沉浸式的方式增強學習者的記憶。
針對素描教學而言，學生必須從 2D 所見的事物，在心中轉換成 3D 的想法然後運用 畫筆畫出來，的確是相當抽象而且具有複雜度的，教師往往只能透過指導或在黑板上進 行教學讓學生了解其畫面透視或比例上的問題，透過虛擬實境，不僅可以提升學生的學 習興趣，利用實地的操作方式融入學習環境當中，提供不一樣的觀點，像是視角的轉換 來教導學生，呈現 3D 的畫面建立學生的空間感，學生不需擔心犯錯的與虛擬物體互動，
這樣的過程不但讓學習者更為精熟同樣的也提供了老師所無法說明的學習情境，同時簡 化學習的內容更能增強學習者的記憶。
綜合而言，虛擬實境是已發展成熟的重要科技之一，運用在相當多的面向上，在教 育層面上也能達到相當良好的成效(Rahman, Abdullah, Yasin, 2011; Tucker, 2008;
Abdelaziz Hamada, Rashad, & Darwesh, 2011; Li, 2011; Ramayah, Nasrijal, Leong, Sivanandan, & Letchumanan, 2011)，但透過官健盟（2008）的研究可知，VR 在素描課 程軟體的學習上，成效卻不如想像中的顯著，其原因可能與比例概念有關，在 VR 虛擬 實境中融入比例概念課程軟體也許是一種可探究的方式，但是由於學生的不同學習風格 影響，此類課程軟體是否因不同學習風格而有不同學習效果，仍需進一步探討。