基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的三維動畫課程教學(xué)設(shè)計

陳思穎

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實；三維動畫；課程設(shè)計

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）03-0114-02

學(xué)校作為培養(yǎng)人才的搖籃，其主要任務(wù)是增強學(xué)生的競爭力，以便更好地應(yīng)對日益激烈的社會競爭環(huán)境。尤其是在企業(yè)不斷發(fā)展的過程中，人才是企業(yè)市場競爭力的核心，所以各個企業(yè)對人才儲備的要求也越來越高[1]。本文通過創(chuàng)新三維動畫課程教學(xué)方法，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)合理引入三維動畫課程教學(xué)設(shè)計中，營造良好的三維動畫課程教學(xué)氛圍，優(yōu)化課程教學(xué)過程，注重學(xué)生的專業(yè)能力和綜合素質(zhì)培養(yǎng)，達(dá)到強化三維動畫課程教學(xué)效率的目標(biāo)。

1 基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的三維動畫課程教學(xué)設(shè)計意義

在三維動畫課程的教學(xué)過程中，通過合理引入虛擬現(xiàn)實技術(shù)展開教學(xué)，對強化三維動畫課程教學(xué)效果具有重要的意義，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.1 有利于構(gòu)建三維動畫虛擬環(huán)境，激發(fā)課堂活力

虛擬現(xiàn)實技術(shù)與三維動畫課程教學(xué)設(shè)計的結(jié)合能夠為課程教學(xué)創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)環(huán)境，以此激發(fā)整個課堂的教學(xué)活力。1） 虛擬現(xiàn)實技術(shù)與三維動畫課程教學(xué)設(shè)計結(jié)合，為三維虛擬情境的交互設(shè)計提供了重要的技術(shù)支撐，能夠更加直觀地將物體的運動狀態(tài)展現(xiàn)出來，從而有效提升整個課堂教學(xué)過程的趣味性，真正達(dá)到激發(fā)課堂活力的目標(biāo)；2） 結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬生動、逼真的空間環(huán)境，讓學(xué)生能夠置身于多維和直觀的情境中，從而獲得豐富的視覺體驗，更好地激發(fā)學(xué)生的想象力；3） 虛擬現(xiàn)實技術(shù)與三維動畫設(shè)計的結(jié)合還能為課程教學(xué)提供強有力的技術(shù)支撐，尤其是在圖像轉(zhuǎn)換方面，三維動畫設(shè)計使得傳統(tǒng)的二維動畫圖像呈現(xiàn)出三維動態(tài)的視覺效果，使現(xiàn)有的圖像資源得到更大限度地利用[2]。

1.2 有利于強化教學(xué)中的交互與沉浸

基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的三維動畫課程教學(xué)設(shè)計能夠給學(xué)生帶來良好的沉浸感，促使學(xué)生全身心地投入虛擬現(xiàn)實技術(shù)所構(gòu)造的課堂教學(xué)情境中，注重課堂教學(xué)的交互性創(chuàng)造，促使學(xué)生在良好的課堂氛圍中進行“對話”，從而讓學(xué)生在良好的課堂中更加深入學(xué)習(xí)[3]。同時，通過將虛擬現(xiàn)實技術(shù)與三維動畫課程教學(xué)相結(jié)合，基于專業(yè)的視覺技術(shù)所構(gòu)建的三維動畫情境中的真實教學(xué)模型能夠讓學(xué)生產(chǎn)生仿佛置身其中的感受，讓整個課堂教學(xué)打破時間與空間的限制，讓學(xué)生在教學(xué)中獲得的感受變得更加真實，切實增強整個課堂教學(xué)的互動性，為強化三維動畫課程設(shè)計效率創(chuàng)造良好的條件。

2 基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的三維動畫課程教學(xué)設(shè)計路徑

為了提升基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的三維動畫課程教學(xué)水平，需要明確課程教學(xué)目標(biāo)，構(gòu)建體驗式仿真教學(xué)平臺，重塑課程教學(xué)內(nèi)容框架，巧借虛擬現(xiàn)實技術(shù)強化實訓(xùn)教學(xué)，以達(dá)到強化三維動畫課程教學(xué)效率的目標(biāo)。

2.1 明確教學(xué)目標(biāo)

在三維動畫課程的教學(xué)過程中，明確的教學(xué)目標(biāo)是指引學(xué)生學(xué)習(xí)行為的重要方向標(biāo)，促使學(xué)生在明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)指引下更加準(zhǔn)確地掌握相關(guān)知識點和學(xué)習(xí)方法，以教學(xué)效果作為反饋的著力點，有針對性地補充學(xué)生學(xué)習(xí)中的不足，從而有效保證三維動畫課程教學(xué)的實效性[4]。對此，教師在三維動畫課程教學(xué)引入虛擬現(xiàn)實技術(shù)時，首先需要根據(jù)教學(xué)大綱的規(guī)定制定明確的教學(xué)目標(biāo)，再結(jié)合現(xiàn)有的教學(xué)條件，設(shè)計合理的三維動畫課程教學(xué)過程，以此保證三維動畫課程教學(xué)預(yù)設(shè)和生成的合理性。同時，在制定教學(xué)目標(biāo)時還需要結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知水平和認(rèn)知能力，保證課堂教學(xué)時間應(yīng)用的合理性，以便更好地把控整個課堂教學(xué)過程，為最大限度地提升三維動畫課程教學(xué)水平奠定堅實的基礎(chǔ)。

2.2 構(gòu)建體驗式仿真教學(xué)平臺

現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展為三維動畫課程教學(xué)提供了良好的技術(shù)支撐。其中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠給人一種仿真的體驗感，讓學(xué)生將被動學(xué)習(xí)動機向主動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變，再通過多維的體驗來打破傳統(tǒng)教學(xué)在時間與空間上對學(xué)生的限制，以此達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生想象力和創(chuàng)造力的目標(biāo)。通過將虛擬現(xiàn)實技術(shù)合理地應(yīng)用到三維動畫課程的教學(xué)設(shè)計過程中，并根據(jù)實際情況構(gòu)建體驗式仿真教學(xué)平臺，正確運用各類攝像機來進行相關(guān)場景的模擬與搭建，可以讓學(xué)生在創(chuàng)設(shè)的良好仿真式課堂情境中深度還原課程內(nèi)容，促使學(xué)生深入感知物象的情感，從而為強化三維動畫課程教學(xué)效率創(chuàng)造良好的條件[5]。例如，在《秦時明月》這部長篇三維動畫的制作設(shè)計中，教師可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)指導(dǎo)學(xué)生使用動作捕捉系統(tǒng)，讓學(xué)生懂得傳統(tǒng)三維動畫制作中人物動作太過僵硬的原因，這樣才能夠在后續(xù)動畫制作中讓畫面內(nèi)容更豐富，讓人物角色的塑造更生動，從而有效提升三維動畫課程教學(xué)的實效性。

三維動畫課程教學(xué)設(shè)計與虛擬現(xiàn)實技術(shù)相結(jié)合能夠構(gòu)建出與現(xiàn)實極為接近的場景，以此增強整個課堂教學(xué)過程的互動性，讓學(xué)生獲得沉浸式的體驗，以便全身心地投入三維動畫課程的學(xué)習(xí)過程，把學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性被充分調(diào)動起來，這樣能夠最大限度地提升三維動畫課程教學(xué)的實效性。例如，在教授“三維模型建?！钡南嚓P(guān)知識點時，教師如果充分利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的仿真功能，緊密結(jié)合三維動畫課程內(nèi)容和學(xué)生的認(rèn)知能力創(chuàng)設(shè)沉浸式的虛擬仿真環(huán)境，不僅能為學(xué)生提供更加豐富的視覺體驗，而且還能夠消除學(xué)生過往以主觀情感對于三維體面關(guān)系的消極狀態(tài)[6]。同時，在虛擬現(xiàn)實與三維動畫設(shè)計的結(jié)合作用下，讓學(xué)生對建模知識的認(rèn)知能夠得到大幅增強，繼而讓學(xué)生對模型各要素產(chǎn)生更加深刻的認(rèn)知，如模型的尺寸、材質(zhì)、機理等，以便在三維動畫課程教學(xué)時充分發(fā)揮出虛擬現(xiàn)實技術(shù)的積極作用。首先，教師可從軟件設(shè)計平臺入手，借助平臺讓虛擬現(xiàn)實技術(shù)與三維設(shè)計軟件達(dá)成無縫集成，隨后通過構(gòu)筑不同風(fēng)格與類型的建筑樣本結(jié)構(gòu)，使得所構(gòu)筑的建筑樣本結(jié)構(gòu)能夠在虛擬現(xiàn)實的平臺中得到360°的全景仿真展示。例如，通過簡單的操作來實時模擬各類復(fù)雜的材質(zhì)，包括水泥、石頭、金屬、木頭等；其次，為徹底消除傳統(tǒng)教學(xué)因單向化輸入而導(dǎo)致的諸多弊端，教師在引進虛擬現(xiàn)實技術(shù)時需提前做好腳本的交互設(shè)計工作，讓多種三維模型方法能夠在內(nèi)置的模型中進行深度對比，從而形成完善的結(jié)構(gòu)圖表，為學(xué)生消化吸收主要知識點提供指引。這樣原本抽象復(fù)雜的建模概念將變得簡單易懂，而學(xué)生也能借此強化模型理論知識的學(xué)習(xí)；最后，當(dāng)三維制作平臺融合了虛擬現(xiàn)實技術(shù)時，學(xué)生便可在制作三維模型的同時隨意進行制作視角的切換。與此同時，在學(xué)生制作三維模型過程中所采取的建模方法不科學(xué)時，則難以借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)來展開系統(tǒng)化的教學(xué)，這樣整個課堂教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)代化的教學(xué)理念相違背，不利于三維動畫課程教學(xué)效率的提升。因此，通過充分利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)為學(xué)生制作三維模型，促使學(xué)生全方位地進行模型觀察，便能夠逐步建立起良好的三維空間意識。虛擬現(xiàn)實技術(shù)與三維動畫設(shè)計的結(jié)合不僅能使抽象的三維圖形創(chuàng)作課程的知識內(nèi)容更加具體和精準(zhǔn)， 而且還拓展了課程教學(xué)體驗的維度和深度。例如：在三維動畫課程的教學(xué)過程中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)時，教師便可以引導(dǎo)學(xué)生在模擬的動畫空間中去學(xué)習(xí)，針對汽車駕駛技能、果樹栽培技能、飛機駕駛技術(shù)和醫(yī)學(xué)類解剖手術(shù)等職業(yè)技能的訓(xùn)練，積極創(chuàng)設(shè)良好的三維動畫課程教學(xué)環(huán)境，營造良好的課程教學(xué)氛圍，促使學(xué)生在主動學(xué)習(xí)中更加深入地理解自己專業(yè)的知識。

2.3 重塑課程教學(xué)內(nèi)容的框架

隨著科技的飛速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的使用領(lǐng)域不斷擴大，越來越多的三維作品開始出現(xiàn)在市面中，甚至有不少沉浸式、動態(tài)化的虛擬現(xiàn)實交互式三維作品還在市場中得到了極其廣泛的運用。種種變化不僅表明了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在現(xiàn)實生活中的巨大影響力，也意味著我國目前對復(fù)合型的設(shè)計人才有著十分迫切的需求。因此，作為人才培養(yǎng)的搖籃，學(xué)校必須積極革新傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)原有知識體系的基礎(chǔ)上掌握主流虛擬現(xiàn)實引擎的關(guān)鍵技術(shù)，這樣才能契合當(dāng)代社會的發(fā)展要求。同時，根據(jù)當(dāng)代社會的人才需求及要求，課程教學(xué)內(nèi)容不能局限于傳統(tǒng)技術(shù)，如三維模型制作、人物動畫設(shè)定、攝像機設(shè)計、渲染輸出等。

要向當(dāng)代社會對人才的需求靠攏，如高精度的碰撞檢測算法、三維運動捕捉技術(shù)、用戶界面設(shè)計等。這樣通過全面創(chuàng)新三維動畫課程教學(xué)內(nèi)容，才能夠更好地應(yīng)對時代發(fā)展的要求。

為了有效提升三維動畫課程教學(xué)的實效性，教師在課堂教學(xué)過程中應(yīng)該充分發(fā)揮虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢，統(tǒng)籌結(jié)合三維動畫課程教學(xué)內(nèi)容來實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享。同時，通過采取在三維動畫平臺中構(gòu)筑虛擬仿真世界三維模型的方式，促使學(xué)生掌握動畫設(shè)計的諸多要素，再由主流虛擬現(xiàn)實平臺相關(guān)引擎的嵌入，為創(chuàng)作仿真世界三維模型創(chuàng)造交互式的過程。這樣基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)外接設(shè)備的輔助作用下，沉浸式的虛擬現(xiàn)實作品也將由此創(chuàng)生，進而使得作品周邊的諸多身份均發(fā)生變更，如設(shè)計者、參與者、旁觀者等。更重要的是，虛擬現(xiàn)實技術(shù)與三維動畫設(shè)計的結(jié)合使得課程無論是過程反饋還是結(jié)構(gòu)形態(tài)均顯現(xiàn)出了比過往更加豐富的內(nèi)容，由此也進一步表明了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的引進使學(xué)生的換位思考能力得到顯著增強，繼而促進學(xué)生創(chuàng)作思路的延伸，這也同樣是三維動畫發(fā)展邊界的延伸。

例如，以VRPBUILDER虛擬現(xiàn)實平臺為例，該平臺賦予了學(xué)生多重選擇，學(xué)生可結(jié)合自身喜愛采取瀏覽模式，如飛行、靜觀等。當(dāng)然，觀看過程也可隨時進行模式切換。這樣，學(xué)生將所見即所得，具有直觀反饋，從而避免了過往只能依靠攝像機運行軌跡而產(chǎn)生的生硬效果。不僅如此，系統(tǒng)的運行過程、控制模式還能根據(jù)需求隨時切換熱區(qū)與熱鍵，當(dāng)設(shè)定行走模式時，系統(tǒng)將默認(rèn)開啟碰撞檢測，由此可使人物實現(xiàn)游戲般漫游。此外，用戶還可連入外接設(shè)備，如利用手柄、鍵盤、鼠標(biāo)去完成作品中虛擬部分的隨機觸發(fā)、定時觸發(fā)、腳本流程，并與三維場景中的建筑、人物等相關(guān)屬性進行互動，為強化三維動畫課程教學(xué)實效性創(chuàng)造良好的條件。

2.4 巧借虛擬現(xiàn)實技術(shù)強化實訓(xùn)教學(xué)

在三維動畫課程教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計過程中，應(yīng)該堅持以崗位需求為目標(biāo)，這樣不但能夠讓學(xué)生了解不同崗位的具體職責(zé)，而且還能深化學(xué)生對課程內(nèi)容的理解和認(rèn)知。例如，基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的輔助可讓動畫中的人物、場景及視覺效果得到高度還原。因此，學(xué)生可借助展示虛擬現(xiàn)實技術(shù)的教學(xué)平臺，全方位地觀察動畫場景及效果呈現(xiàn)方式，以便理解抽象的知識，切實增強學(xué)生的崗位適應(yīng)能力。然后，教師可以組織學(xué)生通過專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)技能、專業(yè)素養(yǎng)課程內(nèi)容學(xué)習(xí)，促使學(xué)生的個性能力和創(chuàng)造性思維得到更好發(fā)展，以便讓學(xué)生更好地滿足社會發(fā)展的需要。

利用積累的教學(xué)素材與現(xiàn)實企業(yè)的實際案例建立線上教學(xué)資源庫，既能為教學(xué)設(shè)計提供有價值的參考資料，又能借此構(gòu)建虛擬現(xiàn)實的實訓(xùn)平臺，從而讓學(xué)生的學(xué)習(xí)資源變得愈發(fā)豐富。對此，三維動畫教師亦需基于實訓(xùn)平臺構(gòu)建完善的三維動畫課程在線授課體系，以此為師生互動提供平臺，保證學(xué)生的自主學(xué)習(xí)效率與質(zhì)量。同時，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)融入三維動畫課堂，還能通過動畫式實際案例，以生動、想象的方式展示抽象的學(xué)習(xí)內(nèi)容，幫助學(xué)生把握學(xué)習(xí)重點并在不斷的發(fā)展問題與解決問題時促進其自主學(xué)習(xí)能力的發(fā)展。

3 結(jié)束語

虛擬現(xiàn)實技術(shù)與三維動畫課程的結(jié)合不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，且對學(xué)生綜合能力的提升亦有諸多助益。因此，教師亦應(yīng)對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的引進給予高度重視，進而在革新傳統(tǒng)灌輸式的教學(xué)模式的同時為學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)及發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。

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