淺析三維互動(dòng)在多媒體教學(xué)中的實(shí)現(xiàn)方法

郝風(fēng)富+陳中帥

摘 要：隨著多媒體三維互動(dòng)展示技術(shù)的不斷發(fā)展，其適用的場景也變得越來越多，其中最為重要的是其在教學(xué)活動(dòng)中的應(yīng)用。三維互動(dòng)在多媒體教學(xué)中的應(yīng)用可以真正實(shí)現(xiàn)“寓教于樂”，乃至“寓教于家”的教學(xué)模式，同時(shí)教師也可以進(jìn)一步地闡述和演示以前無法表達(dá)的理論和概念。本文主要分析并研究了三維互動(dòng)技術(shù)在多媒體教學(xué)中的實(shí)現(xiàn)過程和方法，進(jìn)一步闡述了三維互動(dòng)技術(shù)對(duì)于教學(xué)活動(dòng)的重要影響。

關(guān)鍵詞：多媒體教學(xué)；三維互動(dòng)；實(shí)現(xiàn)方法

0 前言

隨著教育改革的不斷推進(jìn)和計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)的引入，新型的授課方式也越來越受到教師和學(xué)生的廣泛認(rèn)可。三維互動(dòng)技術(shù)不僅將多媒體教學(xué)變得更加高效和人性化，同時(shí)對(duì)于課堂知識(shí)點(diǎn)的講解也變得更加淺顯易懂，因此，三維互動(dòng)技術(shù)的引入對(duì)于多媒體教學(xué)無疑是起到“錦上添花”的作用。針對(duì)三維互動(dòng)技術(shù)的特殊性，相關(guān)教師可以在課堂的各個(gè)環(huán)節(jié)，通過整理和利用這種技術(shù)更好地實(shí)習(xí)課堂效果，不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1 三維互動(dòng)技術(shù)對(duì)于多媒體教學(xué)的影響

1.1 創(chuàng)建模擬場景，使知識(shí)點(diǎn)更加形象化

在實(shí)際的課堂教學(xué)中，相關(guān)教師需要根據(jù)課堂教學(xué)的實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的引導(dǎo)，而其中的引導(dǎo)過程就是通過創(chuàng)建模擬的場景，讓學(xué)生更好地理解和掌握所講解的知識(shí)點(diǎn)。三維互動(dòng)技術(shù)是全新的網(wǎng)絡(luò)展示模式，其也是VR系統(tǒng)的一部分，相比于靜態(tài)圖片而言，其更加符合人們的視覺習(xí)慣。相關(guān)教師通過利用三維互動(dòng)技術(shù)可以較為真實(shí)地創(chuàng)建教學(xué)情景，同時(shí)學(xué)生也能圍繞教學(xué)情景進(jìn)一步地展開探究和研討。例如，教師在講解《園林導(dǎo)游》章節(jié)時(shí)，教師可以利用三位互動(dòng)技術(shù)為學(xué)生呈現(xiàn)出北京頤和園的相關(guān)演示，創(chuàng)設(shè)出模擬的園林導(dǎo)游場景，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)更為深刻。

1.2 烘托教學(xué)氣氛，使得學(xué)生更加具有融入感

三維互動(dòng)技術(shù)進(jìn)行教學(xué)能夠更加充分地展示傳統(tǒng)課堂難以表達(dá)的知識(shí)和情景，同時(shí)更好地引領(lǐng)學(xué)生融入課堂教學(xué)中。例如在對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)情景進(jìn)行相應(yīng)演示的時(shí)候，為了更加逼真地演示實(shí)驗(yàn)的過程，教師可以利用三維互動(dòng)技術(shù)全面地向?qū)W生展示實(shí)驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)，通過這種方式，學(xué)生會(huì)對(duì)課堂知識(shí)保持一種高度的積極性，同時(shí)其對(duì)于科學(xué)技術(shù)的興趣也會(huì)越來越深厚。相比于傳統(tǒng)單一的教學(xué)方式，三維互動(dòng)教學(xué)模式不管是在知識(shí)傳播方式還是知識(shí)點(diǎn)的簡介上都具有非常大的優(yōu)勢(shì)。

1.3 利用場景模擬，利于突破課程的重難點(diǎn)

傳統(tǒng)的課程項(xiàng)目由于設(shè)備儀器的限制，部分演示會(huì)存在一定的難度，例如一些危險(xiǎn)性很高的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，其對(duì)于實(shí)驗(yàn)場所和實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求較高，所以一般很難完成的實(shí)驗(yàn)相關(guān)教師就會(huì)放棄或者不做這類的實(shí)驗(yàn)。在一些相關(guān)導(dǎo)游課程講解過程中，模擬練習(xí)作為一種較好的教學(xué)方式，借助三維互動(dòng)技術(shù)進(jìn)行多媒體教學(xué)活動(dòng)不僅極大地降低了資金的投入，同時(shí)也很大程度上保證了學(xué)生的安全。對(duì)于知識(shí)點(diǎn)較多，較難理解的部分，通過利用多媒體軟件和三維互動(dòng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)和難點(diǎn)的全面闡述和演示。

2 三維互動(dòng)技術(shù)在多媒體教學(xué)中的具體實(shí)現(xiàn)

2.1 三維模型的創(chuàng)建

把三維互動(dòng)技術(shù)在多媒體教學(xué)中進(jìn)行應(yīng)用，首先需要通過3Dmax等三維軟件來進(jìn)行基礎(chǔ)模型的創(chuàng)建，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行三維數(shù)據(jù)建模的開發(fā)制作。三維建模方式最好以多邊形建模方式為主要手段，同時(shí)注意合理的布線與數(shù)據(jù)量的控制，避免冗繁的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與不合理的布線方式，確保后期虛擬展示平臺(tái)順暢運(yùn)行。在建模完成后，需要進(jìn)行詳細(xì)而又細(xì)致的UV拆分工作，并且模擬燈光進(jìn)行光影的烘焙，確保后期平臺(tái)展示的真實(shí)性體驗(yàn)。如果是人物、動(dòng)物等有機(jī)生物體需要?jiǎng)赢嫷哪Ｐ?，建模時(shí)還應(yīng)該對(duì)綁定及動(dòng)畫有一定的了解，建模時(shí)盡量使走線符合解剖，在建模過程中經(jīng)常切換光滑模式下查看以確定邊緣是否準(zhǔn)確。這里特別需要強(qiáng)調(diào)的是，在模型UV拆分后，模型紋理的繪制對(duì)提高整個(gè)虛擬環(huán)境的真實(shí)性上起著很大的作用，很多三維虛擬互動(dòng)產(chǎn)品之所以用戶體驗(yàn)較差，除了程序開發(fā)存在較大的瑕疵外，貼圖的處理則是提高整個(gè)產(chǎn)品視覺體驗(yàn)的重點(diǎn)，一些模型質(zhì)感、細(xì)節(jié)及細(xì)膩程度，很大程度是靠貼圖表面材質(zhì)與凹凸紋理或貼圖置換來實(shí)現(xiàn)的，這一塊涉及的繪圖軟件主要以ptotoshop為主，對(duì)制作較為高端而逼真的紋理，則還需要借助像zbrush或者mudbox之類的雕刻軟件來輔助制作。

2.2 開發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的闡述

在三維數(shù)據(jù)模型創(chuàng)建之后，后期互動(dòng)開發(fā)平臺(tái)的選擇有很多，像Virtools、flash3D、國產(chǎn)的VRP等，甚至一些web3D系統(tǒng)如Java3D、 Fluid3D等都能實(shí)現(xiàn)三維互動(dòng)，但是最理想的開發(fā)平臺(tái)無疑當(dāng)屬目前最流行的unity3d，它是一個(gè)優(yōu)秀的游戲開發(fā)引擎，將其作為三維互動(dòng)教學(xué)中的三維互動(dòng)的開發(fā)工具，無論是移動(dòng)端與PC端的跨平臺(tái)開發(fā)，還是平臺(tái)的兼容性上，都是最好的選擇。在unity3D的開發(fā)過程中，首先進(jìn)行資源的導(dǎo)入與場景環(huán)境的設(shè)計(jì)，資源即為建好的三維數(shù)據(jù)模型，將模型載入就能生成我們需要的完整三維場景。三維場景的搭建完成之后，則需要對(duì)模型屬性進(jìn)行交互行為的代碼編寫控制，對(duì)三維互動(dòng)環(huán)節(jié)進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)。對(duì)于整個(gè)模擬交互行為的開發(fā)，就是使用腳本語言對(duì)于各種模型對(duì)象的行為進(jìn)行定義的過程，unity3D擁有內(nèi)置強(qiáng)大的程序語言編輯器，它支持C#與JavaScript等眾多常用程序語言。在腳本語言編寫與關(guān)聯(lián)完畢后，運(yùn)行模擬預(yù)覽，便可查看三維環(huán)境的互動(dòng)效果。在處理場景的三維互動(dòng)環(huán)節(jié)中，我們還需要設(shè)計(jì)GUI界面與提示熱點(diǎn)等，以確保程序的美觀性與完整性，最后平臺(tái)打包發(fā)布成運(yùn)行程序，就完成了整個(gè)三維互動(dòng)多媒體程序的開發(fā)。

3 結(jié)語

三維互動(dòng)技術(shù)發(fā)展歷史較短，但是其對(duì)于教學(xué)研究以及多媒體教學(xué)方面具有非常重要的影響，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)也是計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代教育事業(yè)有機(jī)結(jié)合的優(yōu)秀產(chǎn)物。這種教學(xué)方式不僅能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)了學(xué)生對(duì)于新知識(shí)的探索欲望，對(duì)于授課教師來說，其也能很好地完成一系列具有難度和挑戰(zhàn)性的演示任務(wù)。先進(jìn)的三維互動(dòng)展示技術(shù)和多媒體技術(shù)，加上新型的教育模式，這必將為學(xué)生未來的學(xué)習(xí)生活打下堅(jiān)實(shí)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。

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