虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在課件制作上的應(yīng)用研究

首鋼技師學(xué)院 馬 正 安晏輝 范光宇

一、對(duì)虛擬技術(shù)的認(rèn)識(shí)

（一）什么是計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)這一名詞是由美國VPL公司創(chuàng)建人拉尼爾在20世紀(jì)80年代初提出的，也稱靈境技術(shù)或人工環(huán)境。作為一項(xiàng)尖端科技，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)集成了計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、人工智能技術(shù)、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理技術(shù)等技術(shù)的最新發(fā)展成果，是一種由計(jì)算機(jī)生成的高技術(shù)模擬系統(tǒng)，它最早源于美國軍方的作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)，90年代初逐漸為各界所關(guān)注，并且在商業(yè)領(lǐng)域得到了進(jìn)一步的發(fā)展。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)綜合了多種科學(xué)技術(shù)，在多維信息空間上創(chuàng)建一個(gè)虛擬信息環(huán)境，能使用戶具有身臨其境的沉浸感，具有與環(huán)境完善的交互作用能力，并有助于啟發(fā)構(gòu)思。

（二）計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

1.完全的三維立體空間

原來花幾分鐘或者幾小時(shí)渲染出來的一張效果圖，只是平面的，觀看的角度是固定的，如果想觀看其他角度或其他細(xì)節(jié)的話，就只能再進(jìn)行一次調(diào)整，用另外的觀看角度對(duì)效果圖再次渲染，這個(gè)過程是冗長、重復(fù)和復(fù)雜的。而運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)技術(shù)則不存在這個(gè)問題，完全可以在一個(gè)制作精良的三維場(chǎng)景中自由穿梭，前后左右上下用不同的角度去觀看每一個(gè)細(xì)節(jié)，而完全不受約束。畫面以每秒60次的更新速度在不斷變換著場(chǎng)景，看上去和我們?cè)诂F(xiàn)實(shí)中別無兩樣。

2.高自由度的互動(dòng)

當(dāng)我們花了很長的時(shí)間渲染出很精美的一張效果圖，其始終是一張只能看不能動(dòng)更不能與用戶之間可以互動(dòng)的圖片，而這種單一效果圖表現(xiàn)形式的價(jià)值已經(jīng)越來越低了。而運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)除卻可以讓人在整個(gè)三維空間中自由穿梭和觀察外，更主要的一點(diǎn)就是通過這項(xiàng)技術(shù)能夠在“圖”與用戶之間產(chǎn)生良好的互動(dòng)。

3.超越真實(shí)的模擬能力

又稱為臨場(chǎng)感，指用戶感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實(shí)程度。理想的模擬環(huán)境應(yīng)該達(dá)到使用戶難以分辨真假的程度，如配以恰當(dāng)?shù)囊繇懠罢彰鞯葪l件，可以做的比真的還“真”。

（三）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在金屬壓力加工專業(yè)課課件制作上應(yīng)用的可能性與優(yōu)勢(shì)

第一，軋鋼生產(chǎn)線及設(shè)備的不可移動(dòng)性。

第二，軋鋼工藝原理與設(shè)備工作原理的不可演示性。

第三，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有的良好模擬性。

第四，具有“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)知識(shí)模塊”的課件在專業(yè)課中輔助教學(xué)的優(yōu)勢(shì)

二、虛擬技術(shù)應(yīng)用于課件制作的流程

（一）虛擬技術(shù)課件制作的流程

1.演示模塊確定

一是演示內(nèi)容應(yīng)該具有可縮小性。二是演示內(nèi)容需要可動(dòng)性。三是演示內(nèi)容需要多角度可觀察性。四是演示內(nèi)容需要?jiǎng)幼餍Ч募磿r(shí)可模擬性。

2.演示模塊腳本編寫

一是演示內(nèi)容定義準(zhǔn)確，避免出現(xiàn)模糊說辭，二是動(dòng)作過程描述清晰，特別是動(dòng)作的步驟應(yīng)避免沖突；三是動(dòng)作應(yīng)本著簡(jiǎn)單的原則，并非動(dòng)作過程越復(fù)雜演示效果就越好，以將內(nèi)容表示清楚為界。

3.演示模塊制作

完成腳本的編寫后即可提交虛擬模塊制作部門進(jìn)行制作。在制作過程中，腳本編寫人員應(yīng)隨時(shí)給予制作人員以專業(yè)支持，因?yàn)槟K制作人員不一定懂專業(yè)，如果沒有專業(yè)人員的技術(shù)支持，制作專業(yè)演示模塊是非常困難的。

4.演示模塊試用與修改

制作好的演示模塊根據(jù)內(nèi)容的不同，加入相關(guān)的多媒體課件之中，在課件中適當(dāng)?shù)奈恢媒⒊?jí)鏈接。將帶有虛擬演示模塊的課件在授課中進(jìn)行應(yīng)用，并在課下征求學(xué)生的意見，考察演示模塊的演示效果，特別應(yīng)注意演示模塊是否滿足教學(xué)的需要，是否能達(dá)到有效地幫助學(xué)生比較快的理解演示所輔助的學(xué)習(xí)內(nèi)容的效果。

在征求意見的基礎(chǔ)上，對(duì)原模塊腳本進(jìn)行修改與完善；將修改的腳本交與模塊制作人員，并協(xié)助其完善對(duì)演示模塊的修改。上述試用與修改活動(dòng)可以進(jìn)行多次，以不斷完善演示模塊為準(zhǔn)。

5.定稿

一是對(duì)定稿的演示模塊進(jìn)行分門別類的編號(hào)規(guī)類，列入專業(yè)演示模塊素材庫，方便使用；二是將每個(gè)演示模塊的文字材料全部歸檔，為今后進(jìn)一步的修改和升級(jí)積累技術(shù)資料；三是演示模塊積累到一定數(shù)量時(shí)，應(yīng)刻盤作為原始資料進(jìn)行保留。

6.演示模塊與課件的合成

當(dāng)使用ppt幻燈片制作多媒體課件時(shí)，以超級(jí)鏈接的方式從演示模塊素材庫中提取相應(yīng)的演示模塊即可。也可以將某一門課的多媒體輔助課件中需要的所有演示模塊復(fù)制出來，單獨(dú)建立一個(gè)文件夾，ppt幻燈片中需要的演示模塊直接與該文件夾進(jìn)行超級(jí)連接，這樣就避免了所使用的計(jì)算機(jī)需要帶著全部演示模塊素材庫的麻煩（因?yàn)橐话阊菔灸K所占的計(jì)算機(jī)空間均較大）。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課件的制作與使用存在的問題及改進(jìn)建議

（一）對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的認(rèn)識(shí)與宣傳

要想使這項(xiàng)技術(shù)在學(xué)校推廣普及，首先應(yīng)做好宣傳工作，打消大家對(duì)其認(rèn)識(shí)的誤區(qū)?？梢圆扇∠仍圏c(diǎn)后推廣的方法，先組織一批各專業(yè)具有較強(qiáng)代表性的專業(yè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行模塊的制作和使用演示，或者競(jìng)賽活動(dòng)等，在試點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，編寫出虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模塊制作作業(yè)指導(dǎo)書，對(duì)該項(xiàng)工作的進(jìn)行提供指導(dǎo)。同時(shí)，在全校范圍內(nèi)有組織地進(jìn)行宣傳，提升大家對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的認(rèn)識(shí)與普及程度。

（二）對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用的組織與管理

運(yùn)用“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)”制作的課件雖然好處較多，但由于其技術(shù)比較復(fù)雜，運(yùn)用軟件受限較多，因此還不能向運(yùn)用Office軟件中的PowerPoint制作幻燈片那樣的易于普及和使用，所以，在進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模塊的制作過程中，合理有效的組織和管理是必不可少的重要環(huán)節(jié)。

（三）教師提供腳本時(shí)應(yīng)注意的問題

腳本的編寫與提供是制作一個(gè)演示效果良好的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)知識(shí)模塊的基礎(chǔ)。腳本提供者應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)到，模塊制作人員只是在利用計(jì)算機(jī)技術(shù)幫助我們?nèi)?shí)現(xiàn)我們想要表達(dá)的內(nèi)容，因此，這種表達(dá)是否成功的基礎(chǔ)就是所提供的腳本是否是“成功”的。

四、結(jié)語

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以其良好的多視角、高自由度互動(dòng)性和超越真實(shí)的模擬性等性能十分適合應(yīng)用于專業(yè)課的輔助教學(xué)課件之中，雖然目前在使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行知識(shí)模塊的制作時(shí)還有不小的困難，但是可以相信的是，這種技術(shù)在輔助教學(xué)上的應(yīng)用價(jià)值大于制作困難，并且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步，使其在制作和使用上越來越方便，必將成為教師手中的又一件精兵良器。