虛擬現(xiàn)實技術(shù)在普通話訓(xùn)練中的應(yīng)用

董賀

摘要：普通話培訓(xùn)工作的改革與創(chuàng)新，是推動社會語言規(guī)范化的重要途徑。傳統(tǒng)培訓(xùn)手段往往枯燥乏味，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不濃厚，造成學(xué)習(xí)效果不佳。應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)將計算機合成的信息與普通話培訓(xùn)的內(nèi)容相融合，提出了一種基于Unity3D的全新普通話訓(xùn)練新模式，提供了身臨其境的互動特性，解決了培訓(xùn)課時少、師資短缺、教學(xué)方法和手段落后等問題，增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高了學(xué)生的普通話水平，也為“互聯(lián)網(wǎng)+虛擬培訓(xùn)”尋找到了一個新的技術(shù)途徑。

關(guān)鍵詞： 虛擬現(xiàn)實；Unity3D；普通話訓(xùn)練；互聯(lián)網(wǎng)+教育

中圖分類號：TP311 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）35-0120-02

普通話水平的培訓(xùn)與測試對于推廣普通話、提升國民普通話水平具有極其重要的意義。傳統(tǒng)的普通話培訓(xùn)中普遍存在師資力量重匱乏，教學(xué)內(nèi)容枯燥乏味、單調(diào)無趣，無法顧及學(xué)生的差異性、自主性等問題，嚴重影響了普通話培訓(xùn)的教學(xué)效果。虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtual Reality，簡稱VR） 可以在計算機中創(chuàng)建三維的虛擬世界，能實現(xiàn)用戶與計算機系統(tǒng)之間的自然交互，讓用戶產(chǎn)生生活在虛擬世界中的感覺。針對普通話傳統(tǒng)培訓(xùn)中存在的問題，結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢及特點，本文提出基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的普通話訓(xùn)練平臺。該平臺訓(xùn)練過程交互性強，容易提高學(xué)員興趣，打破了傳統(tǒng)教學(xué)模式的時空界限，使普通話訓(xùn)練學(xué)員不受時間和地點的限制，轉(zhuǎn)變教與學(xué)的重心為學(xué)員自身等特點。全新的教學(xué)模式帶來全新的上課體驗，進而提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達到了普通話水平培訓(xùn)的目標(biāo)。

1 模型設(shè)計與建模

1.1 模型與開發(fā)框架設(shè)計

針對普通話訓(xùn)練的過程進行分析，考慮到學(xué)生的語音特點及個體語言能力差異，培訓(xùn)內(nèi)容及進度安排應(yīng)有所差異。培訓(xùn)平臺建立時需以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為中心，設(shè)計完整、真實的培訓(xùn)情境，促進訓(xùn)練共同體中學(xué)員間的互動、交流，即合作學(xué)習(xí)，還要提供足夠豐富、與訓(xùn)練內(nèi)容相關(guān)的資源，有益于學(xué)生解決在訓(xùn)練過程中遇到的疑難問題。

訓(xùn)練平臺核心部分由語音交互、虛擬教室、教學(xué)資源、用戶終端等模塊構(gòu)成。各模塊的建模及整合由兩個軟件完成：Unity 3D和Autodesk 3ds Max。利用3ds Max軟件建立三維實景模型，將制作好的模型導(dǎo)入到Unity3D 中實現(xiàn)訓(xùn)練平臺交互功能。虛擬培訓(xùn)平臺的開發(fā)框架設(shè)計如圖1所示。

1.2 環(huán)境建模

在應(yīng)用3ds Max進行三維實景建模時，模型最終需導(dǎo)入到 Unity 中進行交互設(shè)計，模型外觀要求盡可能地減少模型的面數(shù)，以提高平臺運行速度。這會使有某些細節(jié)在模型上難以體現(xiàn)，為了使各場景更真實，讓學(xué)生有身臨其境的感覺，需要在對模型進行繪制貼圖，可以增加視覺效果，達到相對完美的結(jié)果。

建模完成后的場景模型及其貼圖需要導(dǎo)出為 FBX 文件，并將其放入到Unity3D的“Assets”文件夾中，Unity3D打開后即可自動將該模型導(dǎo)入到工程中，并可以直接使用。

2 虛擬培訓(xùn)平臺實現(xiàn)

導(dǎo)入到Unity3D中的場景模型默認都是靜態(tài)的，給這個模型編寫相應(yīng)腳本程序可以實現(xiàn)人物或物體的動態(tài)行為。目前，常用的Unity3D腳本語言為C#，在裝有Visual Studio的電腦上，也可以直接使用微軟的腳本編輯工具來編寫腳本。

2.1 人物活動與碰撞檢測

Unity3D中提供了碰撞檢測技術(shù)的相應(yīng)模塊，正是因為該技術(shù)的使用，才使系統(tǒng)中的人與物體間不會發(fā)生穿透現(xiàn)象。Uinty 3D提供了一種判斷人是否與地面相碰撞的方法。

2.2 聲音控制

聲音和視頻是普通話培訓(xùn)平臺不可或缺的元素，在Unity3d中編寫腳本實現(xiàn)聲音和視頻的控制播放也就成為必不可少的操作。選定某個被確定為聲音源的component組件，為其添加Audio Source屬性，并給要確定為聽者所在的攝像機添加Audio Listener。還需要為其編寫相應(yīng)腳本控制聲音的播放、停止。

2.3 語音識別技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)代語音識別技術(shù)的提高，使科大訊飛公司的《普通話水平測試信息管理系統(tǒng)》在全國得到推廣。在虛擬普通話培訓(xùn)平臺融入語音識別技術(shù)，能夠讓學(xué)生及時的發(fā)現(xiàn)問題，有利于學(xué)生提高自身的普通話水平。考慮到國家普通話機測采用的是科大訊飛公司的語音識別技術(shù)，本平臺在開發(fā)時相應(yīng)的應(yīng)用了科大訊飛公司的語音識別插件，這可以使得培訓(xùn)與機測系統(tǒng)相統(tǒng)一，提高學(xué)生的測試成績。

…

2.4 平臺應(yīng)用

平臺中學(xué)生進入模擬評測室的場景如圖3所示。

同時，培訓(xùn)中的學(xué)生及教師可以共同進入不同的虛擬場景一起交流，展示提高后的普通話水平，促進共同進步，可以讓學(xué)生對枯燥的培訓(xùn)過程產(chǎn)生興趣，在玩中完成培訓(xùn)內(nèi)容，切實提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

3 結(jié)束語

將虛擬現(xiàn)實技術(shù)與普通話培訓(xùn)內(nèi)容有機地融合在一起，使得原本枯燥乏味的培訓(xùn)過程變得生動有趣，充分發(fā)揮出虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)越性。通過設(shè)定各種培訓(xùn)內(nèi)容場景，能夠使學(xué)生沉浸在虛擬三維場景中，激發(fā)了學(xué)生的培訓(xùn)熱情，使學(xué)生更好地完成培訓(xùn)內(nèi)容。通過“互聯(lián)網(wǎng)+虛擬現(xiàn)實”建立起來的這種課程培訓(xùn)體系，必然在今后的教學(xué)改革中發(fā)揮更大的作用，其在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”時代扮演的角色也必將越來越重要。

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