虛擬仿真技術(shù)在攝影教學(xué)中的應(yīng)用探索

白利張枝

（1.福建工業(yè)學(xué)校，福建福州350002；2.福建信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建福州350001）

虛擬仿真技術(shù)在攝影教學(xué)中的應(yīng)用探索

白利1張枝2

（1.福建工業(yè)學(xué)校，福建福州350002；2.福建信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建福州350001）

文章分析了攝影教學(xué)的現(xiàn)狀，針對傳統(tǒng)攝影教學(xué)的不足，開發(fā)了虛擬攝影實訓(xùn)系統(tǒng)，結(jié)合虛擬仿真動畫、虛擬交互課件、虛擬攝影棚等虛擬技術(shù)對攝影基礎(chǔ)知識、攝影技術(shù)和攝影實際拍攝進行形象的演示和互動教學(xué)，虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用貫穿攝影教學(xué)始終，彌補傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的不足，加強學(xué)生對攝影知識的掌握，促進攝影教學(xué)。

攝影；虛擬仿真；動畫；虛擬攝影棚

隨著信息技術(shù)和虛擬現(xiàn)實的高速發(fā)展，虛擬仿真對教育教學(xué)方法的改進有著巨大的推動作用，虛擬仿真的信息化教學(xué)手段的應(yīng)用，對傳統(tǒng)的教學(xué)模式與教學(xué)方法起到了補充和促進的作用，對教學(xué)質(zhì)量的提高有著很大的幫助。

一、攝影教學(xué)背景與現(xiàn)狀分析

《攝影》課程是大多數(shù)藝術(shù)類專業(yè)的必修課，在攝影教學(xué)過程中，教師需要先講授攝影知識，然后讓學(xué)生進行攝影實踐，以達到掌握攝影技術(shù)的目的。因此，當前的攝影課大部分采用以攝影器材為主，教師與學(xué)生進行口耳相傳的方式教學(xué)。但是，由于中職學(xué)校教學(xué)資源匱乏，攝影設(shè)備不足，教師的現(xiàn)場示范無法滿足眾多學(xué)生同時觀察的需求，因此，教學(xué)效果一般。如何能讓學(xué)生快速地了解相機的構(gòu)造，理解攝影技術(shù)中的難點，從而提升攝影教學(xué)質(zhì)量，是目前亟需解決的問題。［1］

二、虛擬仿真教學(xué)手段在攝影教學(xué)中的運用

隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的普及，越來越多的虛擬仿真應(yīng)用到教育教學(xué)中。運用虛擬仿真的方式進行教學(xué)，可以使學(xué)生在模擬的“真實環(huán)境”中更加直觀、形象地學(xué)習(xí)知識技能，對教育教學(xué)效果有很大的促進作用。［2］筆者基于虛擬現(xiàn)實的這些特點與攝影教學(xué)過程中存在的不足，運用動畫演示、虛擬仿真等信息化手段，解決了教學(xué)資源匱乏、教學(xué)設(shè)備不足、教學(xué)效率低等問題?，F(xiàn)以《虛擬攝影實訓(xùn)系統(tǒng)》軟件開發(fā)為例，從攝影基礎(chǔ)、攝影技術(shù)和實際拍攝三個教學(xué)環(huán)節(jié)出發(fā)，探討如何運用虛擬仿真的信息化教學(xué)手段進行攝影教學(xué)。

（一）攝影基礎(chǔ)教學(xué)環(huán)節(jié)

攝影基礎(chǔ)教學(xué)主要是對相機原理、光圈、快門、感光度等概念進行解釋說明。對于這些晦澀難懂的理論知識，傳統(tǒng)的教學(xué)往往采用投影和教師口頭講解的形式授課，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，只是產(chǎn)生一個模糊的認識，無法形象觀察到效果，導(dǎo)致學(xué)生理解不透徹，教學(xué)效果不理想。

因此，在攝影基礎(chǔ)教學(xué)過程中，筆者制作了相機工作原理、光圈、快門、感光度等動畫進行演示講解，讓學(xué)生通過動畫的形式，觀察相機的構(gòu)造和作用，利于學(xué)生的理解和掌握。

1.相機工作原理動畫設(shè)計

在相機工作原理介紹中，采用剖面的形式，讓學(xué)生觀察相機的內(nèi)部構(gòu)造，當學(xué)生將鼠標移動到相機的各個部件上方時，會呈現(xiàn)出該部分的名稱，并用文字

的形式描述該部分的作用。

在相機的成像原理部分，用動畫的形式來呈現(xiàn)，當學(xué)生點擊“取景”按鈕時，動畫中呈現(xiàn)相機取景時光線進入相機、再從取景框中進入人眼的順序，和相機光圈、鏡頭內(nèi)部各鏡片對光的反射狀態(tài)，讓學(xué)生直觀的觀察相機的工作狀態(tài)與原理，如圖1所示。

圖1 單反相機工作原理交互模擬

2.光圈、快門、感光度動畫設(shè)計

在介紹光圈、快門、感光度等概念時，首先解釋相機元件的作用，然后通過動畫的形式演示具體效果。讓學(xué)生分別通過選擇不同的光圈、快門和感光度數(shù)值，觀察拍攝出的實際效果，增加對該部分知識概念的理解。

在攝影基礎(chǔ)部分，運用動畫的形式進行講解，讓學(xué)生對枯燥的理論知識有了直觀、形象的認識，加深了學(xué)生的理解，提高了教師的教學(xué)效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

（二）攝影技術(shù)教學(xué)環(huán)節(jié)

攝影技術(shù)包括了曝光、測光、對焦和景深控制等，這些技術(shù)無法通過教師的講解和實際操作演示形象表達給學(xué)生。因此，在該部分內(nèi)容的教學(xué)過程中，筆者采用動畫與虛擬仿真相結(jié)合的方式進行授課，解決了以上問題。

1.自動對焦虛擬仿真設(shè)計

以自動對焦中的單次伺服自動對焦和連續(xù)伺服自動對焦為例，由于相機中無法呈現(xiàn)該技術(shù)操作過程的要點，因此，采用動畫和虛擬仿真的形式，模擬自動對焦的過程。讓學(xué)生在模擬對焦的狀態(tài)下，觀察不同的自動對焦模式和區(qū)域模式組合所產(chǎn)生的變化，從而更好的理解和掌握自動對焦的技巧，便于在今后的拍攝過程中選擇正確的對焦模式，如圖2所示。

圖2 自動對焦交互設(shè)計

2.攝影與景深虛擬仿真設(shè)計

在景深效果的講解過程中，為了體現(xiàn)光圈、鏡頭焦距和拍攝距離與景深效果之間的關(guān)系，利用《虛擬攝影實訓(xùn)系統(tǒng)》中攝影技術(shù)部分對景深的虛擬仿真操作，讓學(xué)生通過修改相應(yīng)的參數(shù)，實時的觀察光圈、鏡頭焦距和拍攝距離對景深效果的影響。

（三）攝影拍攝環(huán)節(jié)

攝影技術(shù)是否理解掌握，在拍攝環(huán)節(jié)中能夠體現(xiàn)出來，為了提升設(shè)備的利用率，降低設(shè)備的損耗，利用《虛擬攝影實訓(xùn)系統(tǒng)》中的虛擬攝影棚進行實際拍攝前的模擬仿真練習(xí)，用來提高學(xué)生使用相機的熟練程度，達到節(jié)約教學(xué)成本的目的。

在虛擬攝影棚中，學(xué)生可以模擬真實的拍攝環(huán)境，進行實訓(xùn)練習(xí)。如：學(xué)生可以選擇不同的拍攝對象，并對拍攝對象進行位置的調(diào)整，以達到不同的拍攝效果；學(xué)生可以調(diào)整攝影棚中的燈光位置、方向、高度以及亮度，對拍攝對象進行補光；學(xué)生可以對相機的參數(shù)進行調(diào)整，以達到曝光正確的目的，也可以通過調(diào)整相機的位置，拍攝角度來進行拍攝前的構(gòu)圖，如圖3所示。

圖3 虛擬攝影棚-人物攝影

三、攝影虛擬仿真系統(tǒng)教學(xué)效果評價

利用虛擬仿真技術(shù)進行攝影教學(xué)，能夠達到對攝影技術(shù)的快速理解、掌握。與傳統(tǒng)的攝影教學(xué)模式相比，它提高了教學(xué)效率，讓枯燥的教學(xué)變得生動；利用虛擬攝影棚進行模擬仿真拍攝，提高了攝影設(shè)備的利用率，減少了相機的磨損，節(jié)約了教學(xué)成本。通過教師和學(xué)生使用虛擬仿真技術(shù)進行攝影學(xué)習(xí)后的反饋情況進行量化評價，得出與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，在使用虛擬仿真系統(tǒng)進行攝影教學(xué)后的用戶滿意度分析數(shù)據(jù)圖，如圖4所示。

圖5 調(diào)查分析圖表

由此可見，利用虛擬仿真技術(shù)不僅可以輔助教師進行課堂授課，還可以實現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，對于攝影知識和攝影技術(shù)的掌握起到了很好的輔助作用。

四、結(jié)束語

隨著計算機硬件設(shè)備和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的飛速發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用也越來越廣，不僅包括虛擬演示教學(xué)也包括了虛擬互動實驗［3］。虛擬仿真系統(tǒng)的研究對教學(xué)過程的優(yōu)化、教學(xué)質(zhì)量的改善、教學(xué)知識的形象化、節(jié)約教育教學(xué)成本和學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的提高有很大的幫助。虛擬仿真互動系統(tǒng)的研究能大大提高學(xué)習(xí)者的真實感體驗，從而解決部分課程存在的真實感體驗較差的難題，為教育教學(xué)的優(yōu)化提供更大的支持。

［1］張枝，白利.基于Unity3D的交互式虛擬攝影系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［J］.佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2015（6）.

［2］李建榮，孔素真.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育中的應(yīng)用研究［J］.實驗室科學(xué)，2014（3）.

［3］宋達.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用與設(shè)計［D］.長春：東北師范大學(xué)，2005.

G712

A

1673-9884（2016）09-0101-03

2015-08-08

福建省中青年教師教育科研項目（項目編號：JA15672）

白利（1981-），男，河北石家莊人，福建工業(yè)學(xué)校講師。