VR技術(shù)在多媒體課件制作中應(yīng)用
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摘要：闡述虛擬現(xiàn)實(shí)（vr）技術(shù)具有出色的交互性、沉浸感和情境性。VR技術(shù)基于三維建模和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模塊構(gòu)建真實(shí)的多媒體課件，創(chuàng)造全新升級(jí)的課堂教學(xué)呈現(xiàn)方式，帶來(lái)生動(dòng)的課堂教學(xué)體驗(yàn)。
關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)，交互性，多媒體課件。
0引言
在課堂教學(xué)中，越來(lái)越多的教師利用多媒體課件進(jìn)行課堂教學(xué)。設(shè)計(jì)人員通過自身的藝術(shù)創(chuàng)造力和課程內(nèi)容的信息內(nèi)容，制定學(xué)習(xí)內(nèi)容的分類組織，綜合運(yùn)用文字、圖形、聲音、動(dòng)畫等各種多媒體系統(tǒng)素材，制作具有吸引力、出色的課件。正是由于這三個(gè)特點(diǎn)，教學(xué)方式才多樣化。制作課件的工具包括PPT、Autowave、director、flash等軟件，但都存在相應(yīng)的缺陷。例如PPT教學(xué)課件只有展示資料的效果，交互性較差，Autowave教學(xué)課件不能制作好的動(dòng)畫，不夠吸引人。而由于其出色的交互性、沉浸感和發(fā)散性思維訓(xùn)練，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐漸應(yīng)用于課件制作的開發(fā)和設(shè)計(jì)中。
1多媒體課件的特點(diǎn)
虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)特征可以以多種方式應(yīng)用。重要的是要包括由電子計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)換的動(dòng)態(tài)模型或數(shù)據(jù)類型，以執(zhí)行三維模擬來(lái)模擬環(huán)境。用于制作各種課件，使用硬件配置和手機(jī)軟件進(jìn)行機(jī)器實(shí)驗(yàn)教學(xué)以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的設(shè)備，利用虛擬投放技術(shù)開展教育資源置換與投放，根據(jù)CAVE組織，呈現(xiàn)中高內(nèi)容效度的虛擬場(chǎng)景，展示互動(dòng)體驗(yàn)的預(yù)期效果位置。虛擬現(xiàn)實(shí)課件制作必須有虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)控制模塊，尤其是在場(chǎng)景輸出和文件發(fā)布格式層面。不同的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)控制模塊可以轉(zhuǎn)換成不同格式的文件，在課堂教學(xué)應(yīng)用層面，場(chǎng)景格式文件的關(guān)鍵是軟件輸出的場(chǎng)景文件格式和場(chǎng)景格式。在制作課件時(shí)，我們必須非常注重VR技術(shù)的交互性、沉浸感和臨場(chǎng)感。
2仿真實(shí)踐訓(xùn)練
在職業(yè)技術(shù)學(xué)校，一些技術(shù)類專業(yè)，如數(shù)控加工中心技術(shù)、汽車專業(yè)等，更加注重實(shí)際操作，提高學(xué)生的操作能力。由于職校的機(jī)械設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)有限，不可能在課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)完全達(dá)到課堂教學(xué)的目的。很多職校選擇分配見習(xí)時(shí)間，讓學(xué)生在實(shí)踐的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)踐活動(dòng)的訓(xùn)練。由于學(xué)生掌握了專業(yè)技能水平的差異和試用期的限制，實(shí)習(xí)后學(xué)生在操作過程中的能力并沒有明顯提高。設(shè)計(jì)方案人員可以根據(jù)技術(shù)專業(yè)特點(diǎn)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、多媒體系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)綜合應(yīng)用建立虛擬場(chǎng)景，場(chǎng)景中的機(jī)器設(shè)備可以根據(jù)需要隨時(shí)隨地轉(zhuǎn)換為新的機(jī)器設(shè)備。學(xué)生可以進(jìn)入這個(gè)場(chǎng)景，以觀眾、學(xué)生、實(shí)踐者三個(gè)身份參與實(shí)踐訓(xùn)練。學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)際操作，在模擬環(huán)境中繼續(xù)訓(xùn)練，直至掌握專業(yè)技能。
3虛擬實(shí)驗(yàn)室
在日常教學(xué)過程中，學(xué)生進(jìn)行測(cè)試所需要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備不是特別昂貴就是缺少機(jī)械設(shè)備，而且每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的機(jī)械設(shè)備總數(shù)都比較有限，難以進(jìn)行一些測(cè)試。為了更好地解決實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足、考點(diǎn)受限、學(xué)習(xí)效果差等問題，一些職校選擇了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行課堂教學(xué)。例如軋機(jī)加工工藝的基礎(chǔ)原理，大家都知道，軋機(jī)的生產(chǎn)線是一套必須占據(jù)非常大面積的機(jī)械設(shè)備。大的有一百米長(zhǎng)，小的有好幾米。沒有辦法把機(jī)器設(shè)備生產(chǎn)線搬進(jìn)教室。學(xué)生只能在現(xiàn)場(chǎng)觀看，也可以根據(jù)一些視頻、照片等資料觀看。即使老師的演講栩栩如生，學(xué)生認(rèn)真聆聽，也達(dá)不到現(xiàn)場(chǎng)口譯的實(shí)際效果。這只是一條小型軋機(jī)生產(chǎn)線，所以對(duì)于智能軋制設(shè)備來(lái)說(shuō)，也存在這樣的問題。為了更好地實(shí)現(xiàn)教育理論與課堂教學(xué)和實(shí)踐活動(dòng)的緊密結(jié)合，根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的技術(shù)，在電子計(jì)算機(jī)上搭建虛擬實(shí)驗(yàn)室，完成軋機(jī)生產(chǎn)線。學(xué)生可以很好地融合基礎(chǔ)理論和細(xì)節(jié)。不僅有基礎(chǔ)理論，而且將機(jī)械設(shè)備的實(shí)際操作形象化，讓學(xué)生有身臨其境的感覺，既提高課堂教學(xué)質(zhì)量，又有助于獲得操作過程中的工作經(jīng)驗(yàn)。擺脫以往單一的教學(xué)方式，使教師的課程內(nèi)容更加生動(dòng)逼真，學(xué)生的自學(xué)能力更深，學(xué)生的主動(dòng)性和自覺性不斷增強(qiáng)，課堂教學(xué)的實(shí)際效果更好。
4三維建模
三維建模是指使用軟件建立一個(gè)三維目標(biāo)或數(shù)學(xué)課以顯示其外觀的整個(gè)過程。這個(gè)目標(biāo)被稱為三維模型，它可以用于各個(gè)領(lǐng)域。3D概念模型用于廣告制作、工程建設(shè)、工程建設(shè)、新產(chǎn)品研發(fā)、科研、學(xué)習(xí)培訓(xùn)、文化教育等，生成大數(shù)據(jù)可視化、仿真和3D渲染方案。教師在設(shè)計(jì)教學(xué)計(jì)劃時(shí)需要進(jìn)行3D建模，必須對(duì)VR場(chǎng)景與3D渲染、VR主要表演設(shè)計(jì)方案、VR3D技術(shù)、VR交互傳播設(shè)計(jì)方案等知識(shí)有基礎(chǔ)的掌握。模型注意：（1）在起點(diǎn)設(shè)置所有實(shí)體模型的原始坐標(biāo)，在對(duì)象管理中心設(shè)置實(shí)體模型的樞軸。（2）實(shí)體模型的命名約定。實(shí)體模型的名稱不應(yīng)相同。實(shí)體模型的名稱最好用英文和數(shù)據(jù)命名，否則3D會(huì)出現(xiàn)一些問題。在3D建模設(shè)計(jì)方案中，要根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的學(xué)習(xí)，確立學(xué)生應(yīng)掌握哪些知識(shí)和技能，讓學(xué)生將常見問題帶入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)課件的制作，用于學(xué)習(xí)和培訓(xùn)。應(yīng)明確回顧性分析的必要性。使學(xué)生在虛擬設(shè)備中的學(xué)習(xí)和互動(dòng)的過程能夠以某種方式再現(xiàn)在教學(xué)總結(jié)中。
5虛擬實(shí)現(xiàn)引擎
建立三維實(shí)體模型后，集成的三維實(shí)體模型如下：（1）設(shè)計(jì)者必須根據(jù)教學(xué)課堂的具體情況來(lái)構(gòu)建虛擬場(chǎng)景。例如，在互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)信息安全技術(shù)的技術(shù)專業(yè)實(shí)踐中，要搭建的虛擬場(chǎng)景包括模擬真實(shí)的管理辦公室主廳、互聯(lián)網(wǎng)防御設(shè)備、有線路由器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、各種電源插座、綜合布線系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件電路等。（2）根據(jù)各種計(jì)算機(jī)設(shè)備的具體安全操作程序，設(shè)計(jì)開發(fā)的整個(gè)過程再加上學(xué)生與3D模型的交互。對(duì)于一般的開發(fā)人員來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)開發(fā)必須消耗大量的精力和資源，而第三方虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)控制模塊具有成本低、手機(jī)軟件齊全、兼容性好等優(yōu)點(diǎn)。Unity3D是一款軟體手機(jī)3D游戲模組，具有混合開發(fā)發(fā)布、高效率提升、高性價(jià)比等特點(diǎn)。Unity具有方便的在線編輯，友好的開發(fā)環(huán)境，多種常用的工具控制模塊，多種數(shù)字模型格式。Unity3D為客戶提供3D視頻、建筑施工大數(shù)據(jù)可視化和實(shí)時(shí)3D動(dòng)畫。全新升級(jí)的3D渲染技術(shù)，使頁(yè)面質(zhì)量達(dá)到影視廣告制作水平。Unity3D可以在圖形互聯(lián)網(wǎng)上立即建立和連接節(jié)點(diǎn)，然后制定設(shè)計(jì)或調(diào)整著色器的計(jì)劃。以計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的基本建設(shè)為例，可以防止代碼編寫。并且可以瀏覽整個(gè)過程中的每一步。以電子計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的建設(shè)為例。在最初的應(yīng)用中，在3DSMAX手機(jī)上自動(dòng)測(cè)試了主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、有線路由器、機(jī)械設(shè)備網(wǎng)絡(luò)柜、路由器等3D物理模型。三維實(shí)體模型建立好后，一定要將該三維實(shí)體模型資源導(dǎo)入U(xiǎn)nity3D。在新項(xiàng)目中進(jìn)一步完成3D模型的創(chuàng)建。當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目時(shí)，要小心選擇“3D”選項(xiàng)。在導(dǎo)入物理模型后，室內(nèi)設(shè)計(jì)師還必須創(chuàng)建一個(gè)場(chǎng)景。在主菜單“文件”下的“新建場(chǎng)景”工具欄中創(chuàng)建一個(gè)新場(chǎng)景。在主菜單的資產(chǎn)子菜單中選擇ImportPackage，然后選擇Characters,Guide進(jìn)入資產(chǎn)。最后介紹了相應(yīng)的腳本操作程序，用于物理模型的設(shè)計(jì)和開發(fā)，以及人機(jī)交互技術(shù)。一般來(lái)說(shuō)，VR課件的制作必須采用三維圖形建模技術(shù)。實(shí)體模型推廣技術(shù)、聲像生成技術(shù)、聚焦磁感應(yīng)和視覺效果跟蹤技術(shù)等，多種技術(shù)的綜合效果才能產(chǎn)生親身體驗(yàn)“沉浸感”。
6結(jié)語(yǔ)
未來(lái)，VR技術(shù)將創(chuàng)造一種全新升級(jí)的課堂教學(xué)展示，給學(xué)生一個(gè)生動(dòng)的課堂教學(xué)體驗(yàn)。采用VR技術(shù)制作的課件，將增強(qiáng)傳統(tǒng)PPT教學(xué)課堂的局限性，構(gòu)建以VR為核心教學(xué)方法的真實(shí)、互動(dòng)、有趣的互動(dòng)課堂教學(xué)。使學(xué)習(xí)和培訓(xùn)更容易，更有趣，更有效。隨著VR技術(shù)的不斷發(fā)展趨勢(shì)和優(yōu)秀應(yīng)用，教育培訓(xùn)行業(yè)很可能會(huì)看到越來(lái)越多以VR為核心教學(xué)方法的教學(xué)內(nèi)容。基于VR技術(shù)的課堂教學(xué)將成為未來(lái)一種新的、升級(jí)的教育方式。
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作者:李娜 王蕊 單位:石家莊信息工程職業(yè)學(xué)院傳媒藝術(shù)系