地理教学中的三维可视化技术摘要：有助于学生查看视图的三维技术，可以支持广范围的学习风格。“GeoWall系统”是准许科学家，教师和学生放映和查看三维立体图像的可视化工具。我们在一些本科课程中开发并介绍了三维可视化演习。入门级阶段的学生从新颖的材料介绍中获益。高年级本科生和研究生意识到了分析新技术的优势、局限性和潜在应用型的有利环境。三维可视化技术可以在地理教学的许多层面上提供未开发的潜能，这项技术比以往任何时候的技术都实惠和方便。引言近年来，新的投影技术、低成本高性能的显卡和高速计算机的结合，使三维可视化技术能够为大学部门构建起自己的立体投影和观察系统。这一努力已在很大程度上引导了GeoWall财团，这项工作在很大程度上引导了GeoWall财团，它是一个以“通过使用低成本的虚拟现实可视化设备，扩大利用地球科学的研究和教育科学可视化工具“为使命的、由教职员和学者组成的非正式组织。该财团促进了”GeoWall系统”进入了包括地理学在内的其他学科，它主要由来自四所大学的地质学家、地球物理学家、可视化专家和计算机程序员组成。2004年春，明尼苏达大学地理系收到一笔来自文科信息技术费委员会学院的赠款，这笔赠款是为了在2004-2005学年开发指导三维可视化技术。研究助理的一半时间是开发技术和形成教学模块。通过这项工作，我们开始发现这样一个系统可以为本科地理教育提供潜力。在这篇文章中，我们解释了这项技术的原理，简要叙述了GeoWall的历史，在一个介绍地图、可视化、地理推理和两个高等的地图学与地理信息系统课程的大型生物地理学讲座中，我们分享了关于三维可视化不同应用的经验。为了回应书面调查，我们解释了三维增强学习的影响。然后，我们提出了关于GeoWall未来应用的计划，我们暗示其他各级地理学家如何能够像这样把三维可视化技术融合进他们的课堂。三维可视化人们意识到左眼和右眼图像比较的心理深度。为了使平面图像被感知为三维图像，一个可以把视线分隔开并且可以防止任何一只眼睛注视到虚假图像的系统必须到位。自从19世纪中叶立体照片的出现，呈现三维图像的各种系统已经得到开发。早期的三维照片是成对儿的照片，是分别从左眼和右眼的角度来看的，这需要用立体电影放映机查看，它可以利用光学透镜分离两个图像。在20世纪中叶，立体照片允许让观众从一个单一的图像中看到三个维度，这使得三维电影的制作成为可能。立体照片是从红色和蓝色两个色调视角强加在图像上的，然后用包含红色和蓝色镜片的眼镜将其转化为适合眼睛看。在20世纪80年代后期，三维全彩色的查看通过快门眼镜技术得到改善。单台计算机屏幕在左眼和右眼图像之间迅速交替。然后用户可以运用快门眼镜连接到计算机上以查看图像。在适当情况下，这种眼镜通过特殊驱动程序使左右眼视图同步不透明。很大程度上，随着计算机技术的进步，被视频游戏驱动的行业已经使科学家们能够在医学和显微镜、地质学和天文学等领域制作三维图像。九十年代中期，三维“洞穴”项目能够使研究人员从三个维度可视化数据。这些洞穴是非常豪华的，需要专门的房间来陈列系统。2000年，明尼苏达大学地质部与地球物理研究所的成员开始与美国地质调查中心合作，在伊利诺斯州大学的电子可视化实验室为地球资源观测系统开发一个可以在广大观众面前适用的、不太昂贵的系统，而GeoWall财团从这些最初的努力过程力中诞生。超过500个GeoWall系统现在已经在全国各地的学校、大学和博物馆得到普及。GeoWall系统尽管最初的"三维洞穴"系统需要几十万美元，但GeoWall的专业设备及操作在7500美元的组件下建造出来并不是难事。GeoWall系统可以设置在固定的实验室里，也可设置成可运送到不同教室的可移动形式。明尼苏达大学地理系已经建立了移动通信系统（图1）。GeoWall系统可以在大多数现代计算机上运行。计算机必须拥有两个显卡或更多的视频输出以便可以发送被投影仪分隔的不同的图像。大多数现代的显卡都能够实现双视频输出。显卡根据不同的可视化需要，拥有广泛的特征和相关的价格。图1GeoWall系统的组成:(a)电脑;(b)投影机堆垛机;(c)数字投影机;(d)偏光过滤器;(e)银白色的投影仪屏幕;(f)偏...
