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5G助力开启教育2.0时代

移动互联韩志聪│文

5G通信技术将助力教育跨越鸿沟,从内容和形式上更新教育手段,将传统教育带入2.0时代。

教育是持续不断提升国民素质,促进科技发展与文化传承的重要环节,世界强国均以教育为强国之本,少年强则中国强,我国的教育投入正在不断加强,年复合增长率近20%,目前已经超过4%的GDP产值。国产财政支出15%用于教育,已经高于世界的平均水平。根据公开资料预测,2020 年我国教育市场的规模有望接近 5 万亿元。这是一个极其有活力的市场,特别是在职业教育领域。高等教育灵活性更强,新型的教育方式更有发挥空间。

然而,我国幅员辽阔,教育不均衡现象、职业教育水平低等问题仍然很突出。现代的教育应用中,跨越区域、有效利用时间、快速的获得期望的育人效果是关键,人们对教育品质,教育效率要求进一步提高。使得对新的教育手段也提出了更高的需求。

近年来,我国商业化的教育发展迅速,出现了很多的教育集团,这些集团性教育机构具备了集约化运作、教育理念先进、互联网化等特点,同时具备强品牌、能力并购同化的商业特征,优质的教学能力呈现集中的趋势。如:学前教育机构可以在全国开办多达数千家的学校,职业教育可以便捷的出现在人们的社区中。随着资本的助推,新型的教育手段正在不断的出现新的市场机会,一方面,政府在加大基础教育的投资,另一方面,资本助推的集团性教育也快速崛起,形成对国民教育的有力补充。

5G是第5代的移动通信系统,设计之初就是为了解决垂直行业的数据传送问题,结合现在应用较广的VR、AR、全息3D技术等新型的呈现手段,可以更为直观的对知识进行传递。未来,先进的5G技术利用更高的网络承载速率,贴近教学的边缘计算能力,将驱动着以视频、显示技术为手段的教育市场进一步提升用户感知,加速人们的学习效率和学习质量,同时大幅度的降低教育成本。目前主要的技术有以下两类:

一、全景沉浸式教学

全景技术是一种多镜头拼接技术,达到捕捉360度全景光场的效果,再通过VR技术观看重现。5G时代通过其超大数据量,超低时延传输的能力,使全景直播技术和VR虚拟现实技术相融合,形成教育的基本场景。对全景摄相头进行实时360度视频拍摄采集,形成场景的基础数据,再叠加教育CG图像,实现全景沉浸式教学的基础合成,同时将实时画面通过5G网络实时回传到VR头盔观看端,体验者可通过VR头盔进行虚拟现实教学体验。未来,通过5G网络,可传输8k/16k的高清视频,更高的分辨率可以使用户体验到更加真实的沉浸式全景体验,进而对教学的效果起到很好的促进作用。这类技术可以用于外语教学,远程扶贫教学,异地职业培训活动等应用场景。

全景沉浸式教学技术充分利用了5G的高带宽及边缘算力,基站的MEC服务器中进行相应的视频处理计算,包括视频渲染、后期视频叠加以及向上推流,并通过5G高速率的传输网向异地终端进行数据流分发。

二、虚拟物件教学

利用虚拟现实MR技术对现实中难以见到的学习目标进行CG虚拟化,并加入互动特效,形成完整的教学课程。例如通过MR技术,可以虚拟各类机械结构、发动机;虚拟太空星系等宏观场景;虚拟细胞,原子核等微观场景;虚拟人体解剖,模拟身体系统场景等。

目前基于室内光学定位与识别技术,可以将虚拟出来的内容呈现在固定位置,以3D的方式进行渲染,并叠加到现实中,通过特殊的眼镜来观看目标内容。

依托5G网络,将MR技术与教育相融合,通过边缘云渲染复杂图形、通过完善的教学应用系统和教学平台将教学资源管理于一体;利用云化进行内容管理,将轻终端的技术理念应用到教学中,可以通过学生的终端,实验室的终端,随时获取教学课程的资源进行学习。

5G网络将带来超大带宽,未来单终端速将超过数个G,可以用非常短的时间将内容传送到用户终端;另一方面,基于云计算架构的边缘DC,具备弹性扩展能力,可以处理非常复杂的图形处理任务。这两个方面的技术特征,将使得设计出低成本,无需频繁升级终端硬件变为现实,虚拟技术应用于教育也将真正变为现实。同时,5G+MR远程教育打破了时空的限制, 哪怕是最偏远的地区,只要能上网,就能在线接受万里之外的网络教育,甚至是来自于全球最好学校的课程。从形式到距离,5G都将引领现代教育迈入进阶的2.0时代。