VR技術(shù)在數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用：現(xiàn)狀、創(chuàng)新、趨勢

蘇凱，張亞斌，咸麗楠

（1.北京開放大學(xué)，北京 100010；2.中國勞動(dòng)關(guān)系學(xué)院，北京 100048）

20世紀(jì)80年代初，美國VPL探索公司創(chuàng)始人拉尼爾（Jaron Lanier）提出了Virtual Reality，即虛擬現(xiàn)實(shí)這一概念，其具體內(nèi)涵是：綜合利用計(jì)算機(jī)圖形渲染技術(shù)、傳感器技術(shù)、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)等，生成具備真實(shí)模擬現(xiàn)實(shí)的三維互動(dòng)沉浸式環(huán)境。用戶以自然的方式與虛擬環(huán)境中的物體進(jìn)行交互作用、相互影響，極大擴(kuò)展了人類認(rèn)識(shí)世界，模擬和適應(yīng)世界的能力。［1］經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前，該技術(shù)已獲得了長足的發(fā)展，成功應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、娛樂、軍事航天、工業(yè)仿真、應(yīng)急推演、文物古跡、教育展示等領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用于教育是教育技術(shù)發(fā)展的一個(gè)飛躍。2018年4月教育部印發(fā)了《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》，計(jì)劃指出：“以國家精品在線開放課程、示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目等建設(shè)為載體，加強(qiáng)大容量智能教學(xué)資源建設(shè)，加快建設(shè)在線智能教室、智能實(shí)驗(yàn)室、虛擬工廠（醫(yī)院）等智能學(xué)習(xí)空間”。［2］讓VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，成為教育界的一個(gè)關(guān)注焦點(diǎn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以模擬出近乎真實(shí)的虛擬空間，能夠提供沉浸式的體驗(yàn)。數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)作為一個(gè)技術(shù)與藝術(shù)深度融合的前沿專業(yè)，在VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用方面已經(jīng)較為廣泛，尤其是在作品展示、創(chuàng)意表達(dá)等方面，數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)與VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用可有效解決學(xué)生的三維立體空間的表達(dá)，戲劇場景建模、動(dòng)作骨骼綁定等教學(xué)難題，為教學(xué)改革提供了更多可能。隨著技術(shù)的進(jìn)步，VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)軟硬件的不斷研發(fā)，應(yīng)用與數(shù)字媒體專業(yè)的各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)將成為可能。

一、VR技術(shù)在數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)教學(xué)中應(yīng)用現(xiàn)狀

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通俗來講是傳感設(shè)備聯(lián)合輸入設(shè)備，通過數(shù)字技術(shù)模擬，形成逼真的、立體化的、虛擬的具有交互功能的“童話世界”，這種虛擬的空間可以通過硬件設(shè)備與人進(jìn)行交互，猶如身臨其境，提供真實(shí)感的沉浸式體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)上述表達(dá)的核心為：一是真實(shí)性，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬真實(shí)建模，并按人的主觀意志真實(shí)表現(xiàn)世界，河南科技大學(xué)李敏教授把這種真實(shí)性表述為：多感知性，即除視覺感知外還應(yīng)該有聽覺、觸覺、運(yùn)動(dòng)、味覺、嗅覺等人所具有的一切感知功能；二是交互性，人在體驗(yàn)虛擬世界的同時(shí)可以與之進(jìn)行類似現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)交互體驗(yàn)，例如，體驗(yàn)者可以去推開虛擬房間的門，這時(shí)手應(yīng)該有相應(yīng)的阻力感，虛擬環(huán)境中的門應(yīng)該隨著手的力量大小做快慢的轉(zhuǎn)動(dòng)；三是沉浸感，人在虛擬環(huán)境中改變了電影式的單一視覺感受，能體會(huì)到360度的強(qiáng)烈包圍感和凝視的快感，理想的虛擬環(huán)境應(yīng)該還有味覺和嗅覺感知，比如虛擬環(huán)境為大海，應(yīng)該能感受到海風(fēng)和海水淡淡的鹽腥味。

1.VR技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展，硬件設(shè)備的不斷成熟、價(jià)格越來越親民，被大規(guī)模應(yīng)用到教學(xué)一線是教育信息化的必然趨勢，對應(yīng)于教學(xué)使用的話，可以根據(jù)預(yù)算的不同選擇不同的硬件設(shè)備，目前市面上可供選擇的設(shè)備分為三種：一體機(jī)頭戴顯示設(shè)備、PC端頭戴顯示設(shè)備、移動(dòng)端頭戴顯示設(shè)備。一體機(jī)頭顯是把計(jì)算裝置放入VR頭盔中，擁有獨(dú)立的CPU、陀螺儀、顯示屏幕等，直接在頭盔內(nèi)完成從運(yùn)算、渲染、顯示等流程。它的優(yōu)點(diǎn)是可以擺脫了外置設(shè)備，有獨(dú)立完成輸入和輸出功能，但是受體量和電池等影響，顯示效果較弱，體驗(yàn)感較差，成本和技術(shù)門檻較高，代表產(chǎn)品為靈境小黑。PC端頭顯，是頭盔連接PC主機(jī)作為計(jì)算設(shè)備，目前最能體現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的內(nèi)涵，演示效果最好，但是需要和計(jì)算機(jī)共同使用，空間約束明顯，靈活性差且價(jià)格高，代表產(chǎn)品為：Oculus。移動(dòng)端頭顯就是VR眼睛盒子，手機(jī)等作為計(jì)算和屏顯設(shè)備，頭盔內(nèi)放置光學(xué)鏡片，它的優(yōu)點(diǎn)是體量小、方便移動(dòng)、價(jià)格低、具有普及優(yōu)勢，缺點(diǎn)是呈現(xiàn)效果較差，代表機(jī)型為：三星Gear VR。從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)的實(shí)際應(yīng)用情況來看，如何發(fā)揮設(shè)備的合理性、普遍性使用為最大考量指標(biāo)，PC端頭戴顯示設(shè)備較為適用教研室教學(xué)，同時(shí)配備數(shù)量較多VR眼鏡盒子，確保虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)環(huán)節(jié)的充分利用。［3］

表1 主流VR產(chǎn)品性能參數(shù)對比

2.VR技術(shù)在教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育的應(yīng)用西方發(fā)達(dá)國家起步早，成果顯著。上世紀(jì)80年代，美國就已經(jīng)建立了VR教育系統(tǒng)，北卡羅來納大學(xué)計(jì)算機(jī)系是研究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與教育應(yīng)用最早最著名的機(jī)構(gòu)。在歐洲，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用研究也比較早，在1985年，漢諾威大學(xué)（德國）就建立了虛擬自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室，帕瓦多大學(xué)（意大利）建立了遠(yuǎn)程虛擬教育實(shí)驗(yàn)室。愛爾蘭、英國、瑞典、荷蘭的研究也是比較領(lǐng)先的，紐卡斯?fàn)栔袑W(xué)（英國）建立了Dimension…International（國際維度）的技術(shù)為基礎(chǔ)的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件包，探索用虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)行外語和工業(yè)安全培訓(xùn)的方法。［4］Broughal鎮(zhèn)（愛爾蘭）的一所學(xué)校耗時(shí)兩周，用OpenSim來重建包圍在墓地中的古老修道院克朗麥克諾伊斯的廢墟，然后利用Oculus來對這個(gè)遺址進(jìn)行探索，瑞典大學(xué)的精神病學(xué)教授使用VR治療社交焦慮癥或恐懼癥患者，使用虛擬現(xiàn)實(shí)治療幻肢痛，讓患者用虛擬的肢體完成游戲。

我國的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的研究應(yīng)用起步較晚，和發(fā)達(dá)國家還有很大差距，但現(xiàn)在已經(jīng)引起國家相關(guān)部委的高度重視，并把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的相關(guān)研究列為重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。國內(nèi)的重點(diǎn)高校也積極投身虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究工作，像北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)系研發(fā)的用于飛行員訓(xùn)練的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)；清華大學(xué)國家光盤工程研究中心制作的“布達(dá)拉宮”；浙江大學(xué)CAD＆CG國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出的一套桌面型虛擬建筑環(huán)境實(shí)時(shí)漫游系統(tǒng)；西安交通大學(xué)信息工程研究所對虛擬現(xiàn)實(shí)中的關(guān)鍵技術(shù)——立體顯示進(jìn)行了深入研究……。作為以現(xiàn)代信息技術(shù)為支撐面向成人開展遠(yuǎn)程開放教育為政策定位的開放大學(xué)體系來說，深入研究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用更為迫切，開展遠(yuǎn)程開放教育的前提是教育資源整合集成、現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用必然會(huì)提升網(wǎng)絡(luò)課程的吸引力，為在家學(xué)習(xí)的學(xué)生提供逼真的、生動(dòng)的學(xué)習(xí)環(huán)境，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，打破時(shí)間和空間限制，時(shí)時(shí)能學(xué)，引導(dǎo)成人學(xué)習(xí)者更好的完成學(xué)業(yè)。

3.VR技術(shù)在數(shù)字媒體設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)是一個(gè)新專業(yè)，2012年教育部新修訂的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄（2012年）》中，它的學(xué)科門類歸為藝術(shù)學(xué)的設(shè)計(jì)學(xué)（專業(yè)代碼1305），媒體強(qiáng)調(diào)其立足于傳媒行業(yè)，藝術(shù)則明確其所針對的是藝術(shù)作品創(chuàng)作和數(shù)字產(chǎn)品的藝術(shù)設(shè)計(jì)等應(yīng)用領(lǐng)域。［5］體現(xiàn)了社會(huì)分工的細(xì)化、融合和時(shí)代的進(jìn)步發(fā)展。其基礎(chǔ)課多以繪畫為基礎(chǔ)，以圖案圖形、構(gòu)成為綱線的模式，專業(yè)課培養(yǎng)宏觀的數(shù)字媒體設(shè)計(jì)專業(yè)認(rèn)知和專業(yè)概念，根據(jù)方向分為：數(shù)字游戲設(shè)計(jì)、數(shù)字影視制作、網(wǎng)絡(luò)媒體設(shè)計(jì)等方向。以北京為例，開設(shè)數(shù)字媒體專業(yè)的高校有很多，比較有影響的有：清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院、中央美術(shù)學(xué)院、北京電影學(xué)院、中國傳媒大學(xué)等，各高校根據(jù)自身優(yōu)勢開設(shè)不同的專業(yè)方向，以培養(yǎng)本專業(yè)高層次、復(fù)合型創(chuàng)新領(lǐng)軍人才。其中，清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院把虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用作為了本專業(yè)的核心課程之一，中國戲曲學(xué)院把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為核心專業(yè)課之一，中央美術(shù)學(xué)院、中國傳媒大學(xué)和北京電影學(xué)院也在本專業(yè)核心課程開設(shè)交互式影像、交互式裝置與投影藝術(shù)等課程。數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)與傳統(tǒng)的藝術(shù)設(shè)計(jì)相比，具有交互性和虛擬性等特點(diǎn)，源于數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，并融合了人文、藝術(shù)、技術(shù)等方面的學(xué)科，極具融合性和交叉性，數(shù)字媒體設(shè)計(jì)專業(yè)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的融合與其他專業(yè)相比已經(jīng)極具優(yōu)勢，很多本專業(yè)的學(xué)生已經(jīng)通過此項(xiàng)技術(shù)來展示自己的畢業(yè)作品，在舉辦的大型美術(shù)設(shè)計(jì)展覽中也常見虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來助力設(shè)計(jì)者作品的呈現(xiàn)，比如：2017年，中國傳媒大學(xué)數(shù)字與動(dòng)畫藝術(shù)學(xué)院升級改造了VR虛擬演播室并制作了一系列的三維動(dòng)畫作品；清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院曾多次舉辦“藝術(shù)與科學(xué)展”，中國戲曲學(xué)院建立了VR虛擬實(shí)驗(yàn)室，并對校園進(jìn)行了全景虛擬在線，開發(fā)了國戲校園全景虛擬漫游?！?018北京第二屆網(wǎng)絡(luò)教育年會(huì)”在北京開放大學(xué)盛大開幕，并把“大數(shù)據(jù)與人工智能驅(qū)動(dòng)開放教育的未來”作為大會(huì)為主題，開放教育也向交互式、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)邁開步伐。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)的教學(xué)應(yīng)用方面還是比較有限的，只限于把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為專業(yè)核心課程來學(xué)習(xí)，有條件的高校已經(jīng)建立起相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室、演播室，并做了初步的嘗試，并在投入較大、較為重點(diǎn)的展覽展示中得以應(yīng)用，但是并未融入數(shù)字媒體設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)的其他環(huán)節(jié)，比如專業(yè)核心課程的VR視頻課程等。

表2 VR技術(shù)在數(shù)字媒體設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)中的發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀

圖1 中國戲曲學(xué)院校園全景虛擬漫游

圖2 清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院2014級研究生王丹旸YES YES YES NO.2 VR影像作品截圖

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育行業(yè)的應(yīng)用越來越受到關(guān)注，工信部發(fā)布的《2016年虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》指出VR在教育領(lǐng)域應(yīng)用比較少，同年，發(fā)改委聯(lián)合工信部發(fā)布的《智能硬件產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展專項(xiàng)行動(dòng)》指出：支持硬件企業(yè)面向教育需求，在遠(yuǎn)程教育、智慧教室、虛擬課堂、在線學(xué)習(xí)等領(lǐng)域應(yīng)用智能硬件技術(shù)，提升教育智能化水平。2018年4月份教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》的通知，通知提出：“適應(yīng)5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，服務(wù)全時(shí)域、全空域、全受眾的智能學(xué)習(xí)新要求，以增強(qiáng)知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)和素質(zhì)提升的效率和效果為重點(diǎn)，以國家精品在線開放課程、示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目等建設(shè)為載體，加強(qiáng)大容量智能教學(xué)資源建設(shè)，加快建設(shè)在線智能教室、智能實(shí)驗(yàn)室、虛擬工廠（醫(yī)院）等智能學(xué)習(xí)空間，積極探索基于區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的智能學(xué)習(xí)效果記錄、轉(zhuǎn)移、交換、認(rèn)證等有效方式，形成泛在化、智能化學(xué)習(xí)體系，推進(jìn)信息技術(shù)和智能技術(shù)深度融入教育教學(xué)全過程，打造教育發(fā)展國際競爭新增長極?！保?］明確把虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目、虛擬工廠（醫(yī)院）等智能學(xué)習(xí)空間作為發(fā)展重點(diǎn)，這些指導(dǎo)文件強(qiáng)調(diào)了發(fā)展虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融入教學(xué)的政策支持，并鋪平VR+教學(xué)的研究道路，為革新傳統(tǒng)教育教學(xué)模式，更新教學(xué)手段提供了可能。作為融合計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)與藝術(shù)的前沿專業(yè)——數(shù)字媒體藝術(shù)，如何把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)深入融合到教學(xué)，轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，提高教學(xué)手段，創(chuàng)新教學(xué)模式，強(qiáng)化教學(xué)效果，是我們應(yīng)該積極探索的。

二、VR技術(shù)在數(shù)字媒體設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用創(chuàng)新

數(shù)字媒體設(shè)計(jì)專業(yè)的教學(xué)基本上以PPT多媒體課件為教學(xué)手段，這種較為傳統(tǒng)的教學(xué)方式正面臨挑戰(zhàn)，以VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)的VR課件正在不斷進(jìn)入課堂，這種課件形式更加新穎、立體，有效提升師生的體驗(yàn)感，VR課件的互動(dòng)性也積極引導(dǎo)學(xué)生的探索欲望，避免被動(dòng)的灌輸知識(shí)。楊周陽老師在他的論文中詳細(xì)描述了深圳泰安教育科技有限公司設(shè)計(jì)開發(fā)的VR課程和VR實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，該課件以機(jī)器人和汽車講解為主要內(nèi)容，師生可以轉(zhuǎn)換教學(xué)內(nèi)容，機(jī)器人和汽車每個(gè)部分都可以在自由拆分，每個(gè)部件的工作原理演示清晰，另外重型貨架組裝訓(xùn)練系統(tǒng)可進(jìn)行虛擬實(shí)訓(xùn)，避免在實(shí)際操作中存在的潛在安全隱患，虛擬課件的交互性也可以反饋學(xué)生在操作中存在的問題，幫助老師解決教學(xué)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)等問題。隨著VR硬件設(shè)備的不斷成熟，價(jià)格不斷下探，VR+教學(xué)的模式探索也越來越具有可行性，數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)在教學(xué)環(huán)節(jié)積極實(shí)驗(yàn)VR技術(shù)的應(yīng)用，有更為有利的影響。

1.VR技術(shù)提高學(xué)生空間造型創(chuàng)意能力

不管是網(wǎng)絡(luò)媒體設(shè)計(jì)、數(shù)字影視制作，還是數(shù)字游戲設(shè)計(jì)，基礎(chǔ)課中的三維構(gòu)成課都是必修課，很多同學(xué)空間想象力較為欠缺，對三維空間的設(shè)計(jì)手法難以理解，對以后專業(yè)核心課的學(xué)習(xí)產(chǎn)生了比較大的影響，教師利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)讓枯燥的理論和抽象的藝術(shù)知識(shí)可視化，生動(dòng)化，幫助學(xué)生建立立體空間思維的基礎(chǔ)，讓學(xué)生更加感性的去體會(huì)不同組合下的三維立體構(gòu)成和空間信息，并對學(xué)生個(gè)體化差異和思維習(xí)慣，積極引導(dǎo)學(xué)生虛擬現(xiàn)實(shí)空間中通過交互功能創(chuàng)作不同主題、顏色、材質(zhì)和設(shè)計(jì)理念的立體構(gòu)成作品，讓學(xué)生受到啟發(fā)后能開啟智力，發(fā)揮創(chuàng)意能力，讓基礎(chǔ)課為專業(yè)核心課做好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這種具有沉浸式的、高體驗(yàn)感的、互動(dòng)式的教學(xué)手段，會(huì)大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。

對于數(shù)字媒體設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生而言，立體造型能力、各種平面設(shè)計(jì)到三維轉(zhuǎn)換能力、融入各種媒介的協(xié)調(diào)度等一直是評價(jià)一個(gè)學(xué)生是否優(yōu)秀的關(guān)鍵，尤其是在專業(yè)核心課中會(huì)有人物形象設(shè)計(jì)、戲劇場景設(shè)計(jì)、產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)等，這種抽象的、不具有唯一評判指標(biāo)的創(chuàng)新能力的教學(xué)很難用可視化的方式準(zhǔn)確的對學(xué)生加以個(gè)性輔導(dǎo)，很多學(xué)生無從下手，此時(shí)VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的介入可以很好的幫助解決這一教學(xué)難點(diǎn)，很多設(shè)計(jì)工作都是通過電腦來完成，我們可以把Maya、3D或是RHINO建模、材質(zhì)、燈光、鏡頭運(yùn)動(dòng)軌跡、骨骼綁定等相關(guān)演示最終以虛擬現(xiàn)實(shí)的形式輸出，這種輸出文件可以在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的設(shè)備上隨時(shí)呈現(xiàn)，這種教學(xué)演示讓學(xué)生充滿興趣。把設(shè)計(jì)模型制作作為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與設(shè)計(jì)教學(xué)的對接口，可以改變重難知識(shí)點(diǎn)教學(xué)的單一性和局限性。

圖3 Maya制作的虛擬戲劇場景，作者：DayDreamSue

2.VR技術(shù)提高學(xué)生創(chuàng)意設(shè)計(jì)靈感思維能力

創(chuàng)意設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在把新奇的想法實(shí)現(xiàn)出來，教師的作用是啟發(fā)、幫助學(xué)生把自己的想法用最佳的可視化的方式表現(xiàn)出來，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以有效的解決這一難題，學(xué)生把設(shè)計(jì)作品通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)備展示出來，對作品可以進(jìn)行全方位的審視，思考自己的創(chuàng)意是否完全實(shí)現(xiàn)，并不斷優(yōu)化自己的作品。這種學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)制作、不斷推敲修改的探索過程，可以讓學(xué)生提高空間思維和設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)他們把創(chuàng)意思維轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計(jì)作品的能力。讓教與學(xué)從傳統(tǒng)的批改作業(yè)反饋式提升到自主探索設(shè)計(jì)內(nèi)涵和設(shè)計(jì)原則的高階層訓(xùn)練。

3.VR技術(shù)提高學(xué)生設(shè)計(jì)作品的情境操作能力

一個(gè)好的數(shù)字媒體設(shè)計(jì)作品呈現(xiàn)是可以引起共鳴的，他的設(shè)計(jì)制作過程也是非常繁復(fù)的，一款游戲出品、一個(gè)創(chuàng)意廣告的呈現(xiàn)、一個(gè)交互式網(wǎng)頁的上線，都需要經(jīng)過一遍遍改稿，一遍遍推翻，這個(gè)過程往往也是其他人看到呈現(xiàn)出作品后最想看到的軌跡。此時(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的介入，可以將這些過程記錄下來呈現(xiàn)給觀眾，讓觀眾更了解學(xué)生的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)呈現(xiàn)步驟，讓設(shè)計(jì)評價(jià)的過程更加客觀性和真實(shí)性，讓作品有他的成長軌跡。學(xué)生設(shè)計(jì)作品具有交互功能本身便是一個(gè)設(shè)計(jì)手段，并以此來傳達(dá)自己的創(chuàng)意思想，例如山東工藝美術(shù)學(xué)院45周年校慶展覽現(xiàn)場展示了一件VR作品——《勞動(dòng)者》，作品設(shè)計(jì)闡述中說：生活中人們時(shí)常會(huì)對他人的身份與職業(yè)充滿好奇。我們利用VR虛擬技術(shù)，當(dāng)觀眾在三角形鏡面屏幕前駐足，觀眾的身體影像會(huì)被即時(shí)捕捉、拍攝，進(jìn)而通過計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)生成工人、農(nóng)民、警察、廚師、礦工等不同身份角色的動(dòng)態(tài)影像，通過AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)讓體驗(yàn)者的每一個(gè)動(dòng)作都鏡像式呈現(xiàn)于其中。這組向勞動(dòng)者致敬的VR作品著實(shí)吸引了一大批觀眾排隊(duì)體驗(yàn)。這種具有交互性增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的VR設(shè)計(jì)作品，一方面立意新穎，讓觀眾作為自己作品的一個(gè)參與元素，一個(gè)互動(dòng)的主要參與方，身臨其境，參與設(shè)計(jì)過程，會(huì)有不一樣的體驗(yàn)感受。另一方面互動(dòng)性的運(yùn)用，讓VR技術(shù)展示了他的魅力。

圖4 張光帥、張牧、李元軍、陸泰山等人制作的《勞動(dòng)者》VR裝置截圖

三、VR技術(shù)在數(shù)字媒體設(shè)計(jì)專業(yè)的應(yīng)用趨勢

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展，融入數(shù)字媒體設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)是未來的發(fā)展方向。以后的數(shù)字媒體專業(yè)教學(xué)會(huì)借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來呈現(xiàn)專業(yè)知識(shí)的可視化和交互性，讓學(xué)習(xí)者樂學(xué)、易學(xué)，并借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)發(fā)揮創(chuàng)造力和想象力，能有效緩解教學(xué)者的教學(xué)壓力，并獲得較好的教學(xué)效果。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)如何更好的助力數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)的教學(xué)，還需要在硬件和軟件上不斷開展研究工作。其具體發(fā)展趨勢是：

1.VR技術(shù)的五維建模性

目前虛擬現(xiàn)實(shí)中實(shí)時(shí)視景生成采用可見性判定和消隱技術(shù)、細(xì)節(jié)層次模型LOD、基于圖像的圖形繪制技術(shù)、場景分塊技術(shù)、預(yù)測計(jì)算和脫機(jī)計(jì)算等軟件加速方法［6］，其中圖形生成速度和復(fù)雜場景的圖形生成準(zhǔn)確性是虛擬現(xiàn)實(shí)的重要瓶頸之一。通過三維軟件在計(jì)算機(jī)上建立三維模型，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行模型展示，是另外一個(gè)重要途徑，但是VR建模是一個(gè)工作量大，非常繁重的工作任務(wù)，需要開發(fā)者大量的人力物力的投入，［7］目前還未解決這一難題。我們可以重點(diǎn)發(fā)展動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)和實(shí)時(shí)虛擬三維圖形生成和顯示技術(shù)，例如，我們可以手持?jǐn)?shù)據(jù)采集設(shè)備，對一個(gè)設(shè)計(jì)作品360度數(shù)據(jù)采集，采集的數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)的運(yùn)算建立它的虛擬環(huán)境模型。這種實(shí)時(shí)采集、生成、顯示的裝備是教學(xué)中急需的設(shè)備。

2.VR技術(shù)的設(shè)備智慧性

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為新興的人機(jī)交互技術(shù)，讓學(xué)生能進(jìn)入計(jì)算機(jī)模擬的虛幻世界，但如果在觸覺、聽覺、味覺等感官上給學(xué)生以刺激，獲得“看起來像真的，聽起來像真的，聞起來像真的、摸起來也像真的”的全方位感受，新型交互設(shè)備的配套設(shè)計(jì)研發(fā)就要比較迫切了。目前在視覺、聽覺感官刺激上已經(jīng)較為成熟，在觸覺、味覺等感官刺激上目前還較為欠缺，讓使用者在視覺和聽覺上獲得較大的滿足，但是在觸覺和味覺上缺少刺激，容易陷入像真實(shí)又出戲的尷尬情緒。在這種情形下，就要求研發(fā)者重視虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)全方位的感官刺激，做到真正沉浸式體驗(yàn)。目前，交互設(shè)備種類少、性能差，沉浸感不足，開發(fā)性能優(yōu)良的、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)服裝、聲音產(chǎn)生器、氣味揮發(fā)器等成為未來研究的一個(gè)重要方向。在專業(yè)教學(xué)中我們會(huì)建立很多的虛擬動(dòng)畫、游戲場景，場景中會(huì)有聲音、氣味、溫度、空氣濕度等，如果我們和場景中的物品交互，還要有觸覺感受、質(zhì)感反饋等，VR虛擬技術(shù)通過數(shù)據(jù)服裝、聲音產(chǎn)生器、氣味揮發(fā)器等裝備更好的模擬真實(shí)場景，獲得真實(shí)的沉浸感受。這種造價(jià)低廉、使用便利、移動(dòng)方便、性能優(yōu)良的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有智慧性能的設(shè)備也是未來研發(fā)的重點(diǎn)。

3.VR技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)共享性

網(wǎng)絡(luò)分布式VR（Distributed Virtualreality，DVR）的應(yīng)用。各個(gè)數(shù)據(jù)庫應(yīng)該采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)建立，通過互聯(lián)網(wǎng)把多個(gè)VR系統(tǒng)或仿真器連接起來，形成統(tǒng)一的數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫，1999年開始舉辦的IEEE ISMAR（International Symposium on Mixed and Augmented Reality）是專門協(xié)調(diào)、討論虛擬現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的國際會(huì)議，［1］建立國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)是未來的發(fā)展方向，分布式虛擬現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)也是未來研究的熱點(diǎn)和發(fā)展方向，而且這種技術(shù)的實(shí)施會(huì)減少因重復(fù)建設(shè)帶來的人力物力投入。

4.VR技術(shù)的平臺(tái)兼容性

傳統(tǒng)數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)的教學(xué)中較為主流的造型設(shè)計(jì)軟件有：Rhino（Rhinoceros犀牛）、Maya、3ds Max、Softimage/XSI、Lightwave 3D、Cinema 4D、PRO-E等［8］，這些軟件在建模過程中，多以呈現(xiàn)透視關(guān)系的三視圖，在傳統(tǒng)的三視圖模型局部部位不能達(dá)到正等軸測圖的參考中，VR技術(shù)可以有效解決這個(gè)問題，像Rhino軟件在場景建模、材質(zhì)、光效結(jié)束后，渲染采用KeyshotVR5.2軟件，設(shè)置互動(dòng)功能，生成KeyshotVR文件，可以在VR設(shè)備中呈現(xiàn)，也可以在HTMLS5的Web網(wǎng)頁瀏覽器上呈現(xiàn)。這是較為簡單的設(shè)計(jì)軟件和VR技術(shù)的平臺(tái)兼容的教學(xué)步驟，但是像其他更為高端的空間三維軟件在VR技術(shù)平臺(tái)完美的兼容方面尚未實(shí)現(xiàn)即時(shí)設(shè)計(jì)、即時(shí)呈現(xiàn)，相關(guān)的技術(shù)壁壘還沒有打破，設(shè)計(jì)、輸出、展示環(huán)節(jié)銜接不暢。目前VR技術(shù)多用于成果展示、體驗(yàn)環(huán)節(jié)。提升VR技術(shù)平臺(tái)的兼容性，融入數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，讓設(shè)計(jì)的全過程更直觀、真實(shí)、便捷。

四、結(jié) 語

2014年9月夏季達(dá)沃斯論壇上李克強(qiáng)總理提出，要在960萬平方公里土地上掀起“大眾創(chuàng)業(yè)”“草根創(chuàng)業(yè)”的新浪潮，形成“萬眾創(chuàng)新”“人人創(chuàng)新”的新勢態(tài)。［9］如何培養(yǎng)數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)的學(xué)生利用VR技術(shù)及專業(yè)所學(xué)，找準(zhǔn)突破口，開發(fā)出適應(yīng)市場，消費(fèi)者喜愛的VR游戲、VR視頻體驗(yàn)、設(shè)計(jì)方案VR展示等創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目也是教育者應(yīng)當(dāng)考慮的。據(jù)此可知，對VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀、創(chuàng)新發(fā)展所做的案例研究，有助于我們深入把握VR虛擬現(xiàn)實(shí)與數(shù)字媒體設(shè)計(jì)專業(yè)未來融合發(fā)展的必然趨勢，進(jìn)行數(shù)字媒體專業(yè)的教學(xué)改革，通過嶄新的教學(xué)思維方式極為改革路徑，突破傳統(tǒng)“教與學(xué)”模式的局限及其專業(yè)教學(xué)的發(fā)展瓶頸，讓數(shù)字媒體設(shè)計(jì)專業(yè)的教學(xué)理念和手段更具有創(chuàng)新性和前瞻性。不過，由于數(shù)字媒體設(shè)計(jì)教學(xué)具有專業(yè)自身的技術(shù)特性，因此，作為新興的前沿專業(yè)，如何在其中體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和參與性，就顯得尤為重要。如何充分利用技術(shù)變革帶來的紅利，尤其是以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為代表的這些適用于數(shù)字媒體專業(yè)發(fā)展創(chuàng)新的教學(xué)新手段，推進(jìn)VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與本專業(yè)教學(xué)的深度融合，真正實(shí)現(xiàn)從作品展示階段邁入融合應(yīng)用階段，也就顯得十分地迫切，因?yàn)檫@不僅有利于其實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)踐應(yīng)用，更要達(dá)成常態(tài)化應(yīng)用，促進(jìn)該專業(yè)的教學(xué)模式改革［2］。

當(dāng)前，VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)軟硬件的不斷發(fā)展創(chuàng)新，逐漸改變了VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在數(shù)字媒體設(shè)計(jì)專業(yè)的教學(xué)中的普遍應(yīng)用存在一些難題，如：教學(xué)內(nèi)容與硬件不匹配，缺乏專業(yè)的人才對軟件技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換開發(fā)；沒有形成本專業(yè)的教學(xué)信息資源庫；高校的虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)不同步；長時(shí)間的穿戴設(shè)備會(huì)引起部分人的眩暈等。因?yàn)楫吘拐沁@些問題的存在和作用，造成VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)只少量用于大項(xiàng)目教學(xué)成果展示環(huán)節(jié)，沒有普遍應(yīng)用于數(shù)字媒體專業(yè)的教學(xué)環(huán)節(jié)。所以，隨著技術(shù)的不斷革新進(jìn)步，教育產(chǎn)業(yè)的資金投入逐步加大，技術(shù)與教育的不斷融合，必然促進(jìn)VR技術(shù)突破技術(shù)壁壘，向深度教學(xué)模式改革方向發(fā)展，這十分有利于其融入數(shù)字媒體設(shè)計(jì)的教學(xué)環(huán)節(jié)，改變傳統(tǒng)教學(xué)課堂、教學(xué)方式的局限，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣，提高其創(chuàng)新思維能力，豐富其藝術(shù)表現(xiàn)手段。同時(shí)，也能提高教師深入的開展數(shù)字媒體設(shè)計(jì)課堂教學(xué)工作，使其通過更加開放的、現(xiàn)代的現(xiàn)代教育技術(shù)方式構(gòu)建，展現(xiàn)數(shù)字媒體專業(yè)的教學(xué)全過程和文化魅力，從而最大限度地提升其核心課程知識(shí)和信息的交互性，讓數(shù)字媒體專業(yè)真正辦成具有媒體技術(shù)專業(yè)特色及其教學(xué)方式的前沿專業(yè)和朝陽專業(yè)。