動畫教學(xué)中3D虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用研究

陳麗娟

（江西省景德鎮(zhèn)學(xué)院信息工程系 江西景德鎮(zhèn) 333000）

動畫教學(xué)中3D虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用研究

陳麗娟

（江西省景德鎮(zhèn)學(xué)院信息工程系 江西景德鎮(zhèn) 333000）

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，動畫教學(xué)的采用的教學(xué)新手段也在不斷地涌現(xiàn)，其中，3D虛擬現(xiàn)實技術(shù)就是一個前景廣闊的新興技術(shù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有很強的直觀性，能夠有效地使課堂教學(xué)更加生動形象。本文就3D虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概述與分類入手，淺析動畫教學(xué)中3D虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用研究。

3D虛擬 現(xiàn)實技術(shù) 動畫教學(xué) 運用 研究

3D虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一個新興技術(shù)，其主要利用了三維圖形展開的生成技術(shù)，使用者通過頭盔、數(shù)據(jù)手套等各種傳感設(shè)備進(jìn)入到三維虛擬空間之中，進(jìn)行虛擬現(xiàn)實空間的體驗。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，同時也由于動畫教學(xué)的性質(zhì)和特殊性，這種“身臨其境”的教學(xué)模式在課堂上也逐步得到了廣泛的運用。［1］

一、3D虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概述及分類

1.3D虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概述

（1）3D虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特征

3D虛擬現(xiàn)實技術(shù)是20世紀(jì)興起的一項新興技術(shù)，是計算機圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)等多類技術(shù)的集大成者。其特征主要可以從人機交互和感官體驗兩方面進(jìn)行探討。從交互角度來說，3D虛擬現(xiàn)實技術(shù)系統(tǒng)所生成的是一種立體的虛擬環(huán)境，這就使得人機交互不再像以往一樣生硬和疏離，人處于一個逼真的立體的虛擬環(huán)境中，不僅僅可以通過傳統(tǒng)的鼠標(biāo)鍵盤燈工具與計算機進(jìn)行交互，還能夠利用頭盔、手套等新型傳感工具進(jìn)行交互。計算機也能夠通過對人的感官反應(yīng)、語言等各種數(shù)據(jù)的分析完成圖像聲音等各方面的調(diào)整。3D虛擬現(xiàn)實技術(shù)系統(tǒng)能夠更加直觀和流暢地進(jìn)行人機交互。從傳感角度來說，3D虛擬現(xiàn)實技術(shù)所生成的三維立體圖像能夠讓使用者身臨其境地進(jìn)入到技術(shù)所創(chuàng)造的虛擬環(huán)境之中，通過各種傳感設(shè)備完成視覺、聽覺、觸覺等多感官體驗，其使用感尤為逼真，具有極大的沉浸感。［2］

（2）3D虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的構(gòu)成

3D虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括環(huán)境系統(tǒng)以及相關(guān)的軟硬件系統(tǒng)，環(huán)境系統(tǒng)建立在建模的基礎(chǔ)上。近年來，隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，圖形建模技術(shù)也在不斷地進(jìn)步，因此計算機技術(shù)的發(fā)展從很大程度上推動了3D虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展。3D虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)則包括計算機系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、立體現(xiàn)實系統(tǒng)等方面，數(shù)據(jù)庫和軟件支持環(huán)境則組成了3D虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要的軟件部分。

2.3D虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類

3D虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)可以根據(jù)其功能的不同分為以下三類：簡易式系統(tǒng)、沉浸式系統(tǒng)以及共享式系統(tǒng)。顧名思義，簡易式系統(tǒng)就是使用者運用鼠標(biāo)、鍵盤等簡易的交互工具與計算機進(jìn)行交互。沉浸式系統(tǒng)則相對來說對于系統(tǒng)設(shè)備的要求更高。使用者通過佩戴頭盔、手套等傳感工具進(jìn)入到系統(tǒng)所創(chuàng)建的虛擬現(xiàn)實環(huán)境之中，與外界感官世界隔離開來，完全地沉浸在虛擬環(huán)境中。共享式則是利用遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)完成對多個用戶的異地聯(lián)結(jié)，使其共享同一個虛擬環(huán)境，從而進(jìn)行協(xié)作操作。

二、3D虛擬現(xiàn)實技術(shù)在動畫教學(xué)中的運用

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在動畫教學(xué)中的運用主要可以分為以下四個方面。

1.知識學(xué)習(xí)

在3D虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用之下，學(xué)生可以通過虛擬現(xiàn)實環(huán)境接觸到平時很難接觸的事物，并通過仿真技術(shù)了解到事物的發(fā)展規(guī)律，進(jìn)行新知識的學(xué)習(xí)。這種虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠幫助學(xué)生直觀逼真地學(xué)習(xí)新知識。例如在動畫設(shè)計中需要一種極為少見的動植物，學(xué)生可以通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)入到動植物所處的生長環(huán)境之中，通過“近距離”的觀察對其生長狀態(tài)和特點進(jìn)行直觀和逼真的了解。

2.課程拓展

3D虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一項新興技術(shù)，在實現(xiàn)課程拓展方面起著十分突出的作用。隨著動畫技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，過去傳統(tǒng)的動畫教學(xué)手段已經(jīng)逐步落伍，因此，現(xiàn)有的動畫教學(xué)在課程拓展方面有著很大的需求。3D虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)對于動畫教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容而言是一種新的突破，融入了新技術(shù)新知識，與時俱進(jìn)。這種新型技術(shù)同時也拓寬了教學(xué)資源，使得動畫教學(xué)從過去傳統(tǒng)的紙質(zhì)資源拓展到立體化的虛擬資源，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果，為動畫教學(xué)提供了便利。而對于動畫教學(xué)的教學(xué)方式而言，3D虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用也是一種突破，教師可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行教學(xué)，發(fā)布課程任務(wù)等等，打破了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式。

3.實踐運用

任何學(xué)科的學(xué)習(xí)都離不了對知識的實踐及運用，3D虛擬現(xiàn)實技術(shù)為動畫教學(xué)的實踐運用提供了一種全新的渠道，使學(xué)生能夠在一種立體逼真的實驗環(huán)境進(jìn)行研究和探索，更加生動直觀地將實驗細(xì)節(jié)展現(xiàn)給學(xué)生，更好地幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和鞏固知識。

4.遠(yuǎn)程教學(xué)

3D虛擬現(xiàn)實技術(shù)在遠(yuǎn)程教學(xué)上的應(yīng)用也非常廣泛，上文所提到的共享式虛擬系統(tǒng)就可以作為實現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)的媒介。遠(yuǎn)程教學(xué)打破了傳統(tǒng)課堂教學(xué)的空間限制，實現(xiàn)了異地教學(xué)，使得學(xué)生能夠在一種更為自由、自然的學(xué)習(xí)環(huán)境下進(jìn)行遠(yuǎn)程的學(xué)習(xí)。

結(jié)語

3D虛擬仿真技術(shù)是信息時代發(fā)展的產(chǎn)物，是多種現(xiàn)代技術(shù)的集大成者，其逼真的三維立體圖像所創(chuàng)設(shè)的虛擬環(huán)境對于動畫教學(xué)具有極大的幫助。相信在未來，隨著3D虛擬仿真技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，其在動畫教學(xué)中的應(yīng)用前景將會更加廣闊。

［1］王娟等.3D技術(shù)教育應(yīng)用創(chuàng)新透視［J］.現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2015，01∶62-71.

［2］陳俐燕等.3D虛擬現(xiàn)實技術(shù)在動畫教學(xué)中的應(yīng)用研究［J］.未來與發(fā)展，2011，10∶87-89.