數(shù)字化虛擬仿真平臺在藝術實踐教學中的應用

李鋼 張軍劍

江西陶瓷工藝美術職業(yè)技術學院 江西景德鎮(zhèn) 333000

實踐教學是激發(fā)學生探索欲望和創(chuàng)新精神的必要途徑，是培養(yǎng)學生實踐能力的必經過程，是發(fā)揮高校產學研結合的必需環(huán)節(jié)。許多工程類學科是實踐性很強的應用學科，要求實踐教學環(huán)節(jié)占較高比例，由于學科的自身特點，實踐教學工作往往存在大量困難。

1 藝術文化遺產數(shù)字化虛擬平臺面向藝術專業(yè)教學開發(fā)應用的意義

1.1 培育學生的文化傳承意識

中華文化是中華民族五千年來日積月累的偉大成就，是中華民族的精神寶庫。習總書記教導我們，要堅持文化自信，要將中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化創(chuàng)造性的繼承和發(fā)揚。藝術文化遺產數(shù)字化虛擬平臺面向普通高校藝術專業(yè)教學進行定向開發(fā)應用，讓學生全景式的了解和研究中華民族的燦爛歷史和光輝文化，增強民族自豪感和樹立歷史藝術觀方面意義重大[1]。

1.2 彌補現(xiàn)有教學短板

傳統(tǒng)實驗教學模式以教師講，學生聽的形式進行，形式單一，內容枯燥，很多內容僅靠黑板和粉筆無法有效呈現(xiàn)，降低了教學效果。而藝術文化遺產數(shù)字化虛擬平臺面向普通高校藝術專業(yè)教學進行定向開發(fā)應用，可以很大程度的提高目前藝術專業(yè)實踐性教學的教學效果，比如重要的實驗輔助教與文化藝術教學用具可反復利用，解決實驗場地不足問題，比如隨時隨地都可 “走進” 仿真環(huán)境，彌補普通高校藝術類專業(yè)實踐能力培養(yǎng)存在的缺陷，利用數(shù)字化虛擬平臺的資源庫豐富藝術實踐環(huán)境，充實教學資源，滿足大數(shù)據(jù)時代藝術生對于 “開源學習”“終身學習” 的迫切需求。

1.3 提高學生實踐能力

學生應用藝術文化遺產數(shù)字化虛擬平臺，進行實操訓練，可吸引學生的專注度，提高學習興趣。在數(shù)字化虛擬平臺上開展藝術創(chuàng)作實踐活動，能直觀體驗學習效果，以多維視角觀察和制作作品，還原真實創(chuàng)作場景的體驗，從而對創(chuàng)作進行糾錯和修正，極大提升學習效果和實踐水平。同時，通過數(shù)字化虛擬平臺的直觀可視化，可實現(xiàn)團隊和分組訓練的教學效果，每個學生能夠從本人和他人的視角體驗，感受不同練習者的構思和創(chuàng)意帶來的體驗差異，開闊眼界和思路，互相取長補短，這有利于完善作品的理念合理性和思路可行性，有利于實踐能力的培養(yǎng)。

2 用于教學的藝術文化遺產數(shù)字化虛擬仿真平臺構建

2.1 開發(fā)原理

開發(fā)藝術文化遺產數(shù)字化虛擬仿真平臺建設，應用全景建模技術和軟件工具平臺，采用VR/AR、深度學習等技術對文字、圖像、古建筑、文物等藝術文化遺產識別掃描，進行快速精細建模，構建全景智能監(jiān)測、創(chuàng)意文化、仿真訓練、全息投影等典型應用領域建立廣泛應用示范系統(tǒng)。VR/AR、GPU 等設備和深度學習、機器視覺等技術提供了可靠的物理和理論支撐，可實現(xiàn)虛擬仿真實驗教學平臺的穩(wěn)定運行。

2.2 開發(fā)內容

基于深度學習的藝術文化遺產檔案數(shù)字化建模，包含立足于學科專業(yè)的設計環(huán)境和仿真實驗模型，數(shù)字藝術產品與工藝仿真實驗環(huán)境和仿真實驗平臺。

基于圖像/ 視頻的大尺度的藝術文化遺產（如古建筑和古文物）建模，包含沉浸式可視化的三維空間等?；诙嘣磾?shù)據(jù)的藝術文化遺產的高維建模；藝術文化遺產的時空高維建模；建立初步的藝術文化遺產的三維點云/ 圖像標準數(shù)據(jù)庫藝術文化遺產的3D 全景模型和場景可視化模型[2]。

3 虛擬仿真技術在教學中的應用

虛擬仿真技術的實訓要根據(jù)專業(yè)的特性來進行開發(fā)，在教學的時候確保虛擬仿真的交互性和實訓性。教師通過虛擬仿真技術來講解教材的內容，學生可以更好地明白教材上的理論。學生通過實訓來完成相關的操作內容，因此，虛擬仿真技術融合教學必須具備延續(xù)性、實用性和高效性，使虛擬仿真模擬技術可以用于石油類學科的實訓。教師可以把教學的實訓變成游戲，讓學生在游戲通關中學到實訓的知識。例如，教師可以先對學生講解實訓操作的步驟和要求，學生需要通過闖關和比賽的方式進行通關。通過仿真虛擬技術，在學中玩，在玩中學以便更好地提高學習的效果。可以分成兩個學生進行比賽，虛擬仿真系統(tǒng)對學生每次的通關實訓進行打分，超過標準的分數(shù)才能進入下一關的學習。最后，學生通關的整體成績通過仿真虛擬系統(tǒng)顯示出來。教師通過系統(tǒng)分析出來的分數(shù)對學生進行指導，解決學生在通關過程中出現(xiàn)的問題。同學的工具使用是否正確，身姿是否標準，步驟有沒有出錯等問題，教師要詳細地告訴學生，避免學生再次出錯。學生也可以反應在仿真虛擬通關的過程中，系統(tǒng)的不足和弊端，教師可以及時的進行調整和改進，滿足學生的要求，提高虛擬仿真的效果。即便現(xiàn)在的PPT 和flash 教學已經融入了很多教學的課堂，但是這些設備給出來的圖形都是二維的，比較單一，難以進行全方位的觀察。虛擬仿真系統(tǒng)可以根據(jù)相關的課程，設置圖畫的基本信息、軸測圖、透視圖、剖析面等。還可以把物體進行隨意的拆分和疊加。虛擬仿真系統(tǒng)中的模型界面可以相互的轉換，提高學生對抽象圖形的理解能力和空間思維能力。

虛擬仿真教學資源建設過程往往時間交叉，在建設過程中讓教師和學生參與，既讓教師和學生在建設過程中加強對資源充分了解，也珍惜使用建設過程的時間，保證資源時效，這是對資源最大程度的充分利用。教師在競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課題和企業(yè)實踐等指導過程中也注意引導學生對虛擬仿真實驗內容的綜合運用；充分利用教師科研和企業(yè)資源，才能使得產學研結合效果更加明顯[3]。

4 結語

通過數(shù)字化虛擬仿真平臺實現(xiàn)真實環(huán)境的模擬，是一種可以讓學生全身心地投入和自由創(chuàng)作和發(fā)揮的環(huán)境，數(shù)字化虛擬仿真平臺在藝術專業(yè)教學實踐中具備明顯的優(yōu)勢，可逼真地模擬各種藝術創(chuàng)作實踐情景，提供接近實際的仿真訓練效果，有效提升學生的藝術實踐能力，利于改善目前藝術類專業(yè)實踐能力培養(yǎng)的短板和不足，是實現(xiàn)藝術類專業(yè)實踐能力培養(yǎng)的有效途徑。