淺談虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在三維動(dòng)畫(huà)專業(yè)數(shù)字化資源庫(kù)建設(shè)中的應(yīng)用

李鵬 鄒勤

摘要：近年來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展越來(lái)越快，在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域中得到了更多的運(yùn)用。在職業(yè)院校的教學(xué)過(guò)程中，數(shù)字化資源庫(kù)的建設(shè)是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，能夠幫助教師共享教學(xué)資源，并且為學(xué)生提供更多的實(shí)操素材。此外，為了提升資源庫(kù)的可用性，降低實(shí)操成本，也可以考慮引入虛擬技術(shù)。該文提出了基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)高職院校三維動(dòng)畫(huà)專業(yè)數(shù)字化資源庫(kù)的過(guò)程，對(duì)于該技術(shù)提升三維動(dòng)畫(huà)專業(yè)教學(xué)效果的意義進(jìn)行了探討。最后，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中需要的軟硬件資源，對(duì)教學(xué)資源庫(kù)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)進(jìn)行了探討和總結(jié)。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；職業(yè)教育；教學(xué)資源庫(kù)；三維動(dòng)畫(huà)

中圖分類號(hào)：TP37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）26-0185-02

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

1989年，美國(guó)VPLResearch公司創(chuàng)始人JaronLanier提出了虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality）的概念。這門(mén)技術(shù)是一項(xiàng)綜合應(yīng)用技術(shù)，它融合了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)交互、傳感技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)。近年來(lái)，對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究和應(yīng)用取得不少突破，它能夠在特定范圍內(nèi)產(chǎn)生視、聽(tīng)、觸覺(jué)一體化的三維虛擬環(huán)境，提升用戶的交互體驗(yàn)?？梢哉f(shuō)，它拓展了人機(jī)交互的研究領(lǐng)域，提供了智能工程的創(chuàng)新工具，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的可視化工程描述。

虛擬現(xiàn)實(shí)最顯著的三大特點(diǎn)就是沉浸、交互、感知，為人們提供了一種更接近于現(xiàn)實(shí)世界感知方式的立體化人機(jī)交互方式。

沉浸性（Immersion）：是指當(dāng)用戶作為主角利用交互設(shè)備處于虛擬環(huán)境中的時(shí)候，就與虛擬環(huán)境融為一體，有一種臨場(chǎng)感或存在感，如同在現(xiàn)實(shí)世界中的感覺(jué)一樣。

互動(dòng)性（Interactivity），是指用戶利用特殊頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建造的三維環(huán)境進(jìn)行交互，對(duì)模擬環(huán)境內(nèi)物體的操作和從環(huán)境得到的反饋更為自然。

多感性（Multi-Sensory），是指用戶身處虛擬環(huán)境中，除了一般計(jì)算機(jī)技術(shù)所具有的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)之外，還能夠得到觸覺(jué)、動(dòng)覺(jué)、力覺(jué)等感知，使虛擬環(huán)境更加逼真。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用對(duì)高職院校三維動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)專業(yè)的意義

職業(yè)教育是對(duì)受教育者施以從事某種職業(yè)所必需的知識(shí)技能的訓(xùn)練，教學(xué)特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)技能訓(xùn)練、過(guò)程指導(dǎo)、實(shí)用性等。自“十一五”規(guī)劃綱要實(shí)施以來(lái)，我國(guó)職業(yè)教育體系不斷完善，辦學(xué)模式不斷創(chuàng)新，招生規(guī)模和畢業(yè)生就業(yè)率進(jìn)一步提高。

職業(yè)教育主要培養(yǎng)技術(shù)型和技能型人才，偏重實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生的實(shí)操能力，使他們能掌握一定的技能。具體到高職院校三維動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)方面，在實(shí)際教學(xué)中，往往會(huì)因?yàn)樵O(shè)備、經(jīng)費(fèi)等方面的原因，使一些必要的操作和練習(xí)無(wú)法進(jìn)行。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以彌補(bǔ)這些不足。尤其是在專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)的設(shè)計(jì)方面，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以幫助高職院校與企事業(yè)單位的需求進(jìn)一步緊密聯(lián)系，開(kāi)發(fā)具有普適性的高職院校三維動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)專業(yè)人才培養(yǎng)方案，包括課程體系、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目等。課程體系包含核心課程、支撐課程、拓展課程、特色課程。在實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中，則要結(jié)合業(yè)內(nèi)先進(jìn)公司的評(píng)價(jià)系統(tǒng)和數(shù)字化技術(shù)來(lái)進(jìn)行建設(shè)?？傊?，三維動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)將體現(xiàn)全國(guó)普適性和區(qū)域特色性的特征，從而適應(yīng)高職教育發(fā)展趨勢(shì)，具備一定的先進(jìn)性。主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

1） 可重現(xiàn)性：

三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)特別強(qiáng)調(diào)場(chǎng)景搭建，需要大量的計(jì)算機(jī)構(gòu)圖和運(yùn)算，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以使學(xué)生進(jìn)入逼真的三維環(huán)境中，豐富感性認(rèn)識(shí)，加深對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解，提高學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。特別是對(duì)于設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題可以直觀重現(xiàn)，便于學(xué)生試錯(cuò)和改進(jìn)。

2） 操作便利性：

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，還可以反復(fù)進(jìn)行各種各樣的技能訓(xùn)練。例如建筑設(shè)計(jì)、動(dòng)漫設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)等各種技能的訓(xùn)練。

3） 低成本性：

以往對(duì)于設(shè)計(jì)效果在實(shí)際場(chǎng)景中的具現(xiàn)，由于搭建模型的成本較高，學(xué)生很難直接將設(shè)計(jì)成果投入應(yīng)用，獲得感性認(rèn)識(shí)。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則可以免除這種顧慮。學(xué)生在虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，可以近乎零成本的操作各類素材的運(yùn)用。

4） 高參與度：

托爾斯泰說(shuō)過(guò)：“成功的教學(xué)所需要的不是強(qiáng)制，而是激發(fā)學(xué)生的興趣。”通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使學(xué)生在愉悅的氣氛中學(xué)習(xí)，喚起學(xué)生的求知欲，也是教學(xué)成功的關(guān)鍵。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)在三維動(dòng)畫(huà)專業(yè)數(shù)字化資源庫(kù)建設(shè)中的應(yīng)用

三維動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)系統(tǒng)的建設(shè)內(nèi)容，主要包括管理平臺(tái)建設(shè)與資源庫(kù)建設(shè)二個(gè)方面。

管理平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)教師網(wǎng)上備課、網(wǎng)上交流、學(xué)生自主學(xué)習(xí)、網(wǎng)上考核，此外，教師及企業(yè)用戶可以對(duì)資源進(jìn)行審核、刪除、統(tǒng)計(jì)分析、用戶管理、批量入庫(kù)、積分規(guī)則設(shè)置等。

教學(xué)資源則是資源庫(kù)的核心。涉及技術(shù)環(huán)節(jié)包括：全景拍攝：使用360度全景相機(jī)進(jìn)行全景素材采集。如GoPro 等全景相機(jī)。后期制作：包括全景視頻的拼接、編輯，以及后期視頻的剪輯。模型動(dòng)畫(huà)：涉及到建模、動(dòng)畫(huà)制作、特效制作。三維模型主要使用3Dmax渲染合成，動(dòng)畫(huà)主要使用Maya渲染輸出。特效制作：用于添加全景視頻特效、動(dòng)畫(huà)特效，及整個(gè)視頻的特效。包括AE特效、MAYA動(dòng)畫(huà)特效等。交互設(shè)計(jì)：VR內(nèi)容的交互設(shè)計(jì)語(yǔ)言較多?？蛇xUnity3D。

完成以上環(huán)節(jié)后，還有教學(xué)資源的整體包裝。包括前期策劃、中期拍攝及后期制作的整個(gè)流程。其中：前期策劃即教學(xué)資源的創(chuàng)作，這部分內(nèi)容的講解可以利用VR全景拍攝，讓學(xué)生有親臨其境的感受，對(duì)內(nèi)容的掌握和理解更容易。中期拍攝是講解拍攝器材及器材原理部分，運(yùn)用3D模型動(dòng)畫(huà)以及VR全景視頻能更好詮釋拍攝的技巧及拍攝原則。后期制作則是讓學(xué)生先通過(guò)VR體驗(yàn)各種場(chǎng)景的氛圍，通過(guò)對(duì)場(chǎng)景的感受進(jìn)行后期創(chuàng)作，這樣更有利于制作出符合教學(xué)實(shí)際需求的資源內(nèi)容。

基于互聯(lián)網(wǎng)的虛擬世界是人類社會(huì)信息時(shí)代的發(fā)展方向，國(guó)內(nèi)外不少虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)公司已經(jīng)形成了一個(gè)朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。職業(yè)院校發(fā)揮自身專業(yè)特長(zhǎng)構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)資源庫(kù)，將使教學(xué)資源成倍增長(zhǎng)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)雖然發(fā)展迅猛，但現(xiàn)實(shí)中還存在很多問(wèn)題。需要持續(xù)的資金投入和政策支持，才能使其更多的應(yīng)用到職業(yè)教育中去。

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[通聯(lián)編輯：唐一東]