虚拟现实技术在《摄影技术》课程教学中的应用研究

摘 要:虚拟现实技术是21世纪广泛应用的一种新技术。如何在课堂教学中应用虚拟现实技术，将成为一个重要的研究课题。本文对虚拟现实技术在《摄影技术》课程教学中的应用进行了分析，并结合摄影构图实例，详细论述了虚拟现实技术的具体开发过程。

关键词:虚拟现实技术 VRML 摄影技术

一、虚拟现实技术简介

虚拟现实技术，是多媒体技术广泛应用后兴起的计算机新技术，是运用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨显示技术对现实世界进行全面仿真的技术，生成三维逼真的虚拟环境，用户使用通用或专用设备便可以进入虚拟空间进行实时交互，感知和操作虚拟世界中的各种对象，从而获得身临其境的感受和体会。由于虚拟现实技术能够创建与现实社会类似的环境，能够满足学习媒体的情境化和自然交互性的要求，从而在教育领域有着广阔的发展前景。

二、虚拟现实技术在《摄影技术》课程教学中的应用分析

“摄影技术”课程要求培养学习者的摄影欣赏心理、艺术形象思维能力以及摄影的基本技能与技术，从实践、艺术、视觉和心理等角度实现技术学习与艺术应用的有机融合。而目前摄影教育主要是以器材为主线，以口耳相传的方式，辅以多媒体教学软件教学以及有限的摄影实践，来实现摄影理论与技术的传播，其中多媒体教学软件只是用来展示优秀的摄影作品，或演示设备的使用，已经无法满足现代教学活动发展的新要求。因此，“摄影技术”的教学亟待改革，需要通过教学手段的改革来满足学习者对摄影技术的学习需要。

虚拟现实技术为人们提供了一种理想的教学手段，目前，在国外已被广泛应用在军事教学、体育训练、医学实习和一些学校的实际教学中。虚拟现实技术辅助教学作为一种较好的教学手段同样可以引入到摄影技术的教学过程中，利用虚拟现实建模语言VRML构建三维场景，教学过程中根据教学内容的不同可以随机控制场景的角度、景别；可以随意移动场景内物体、人物、建筑物的位置。虚拟现实技术的应用，使得摄影技术教学有了更好地发展与完善的机会。

三、开发过程

1.建构虚拟现实造型

基于VRML的虚拟现实应用中最重要的工作就是构造生动的造型，虚拟造型的设计是整个工作的中心。VRML其实是一种“面对节点”的程序设计语言，各种层次的虚拟现实的开发都是对节点的利用和开发，按照节点的复杂程度，在开发中我们对于简单场景和造型可以直接运用VRML开发，而较为复杂的、较大的场景和造型可以用3DMAX构建，最后导出为VRML场景文件。

2.VRML造型的动画控制

要使虚拟现实的场景和造型更加生动就需要对其进行动画设计。VRML创建动画的基本方法是：由时间传感器控制动画的时钟，然后，将时间控制参数作为事件传送给各种插补器节点，插补器依据事先设计好的时间关键点和动画关键值，在浏览器渲染时形成连续变化的动画效果。

3.实现造型的交互

要想实现交互，首先，要感知浏览者的操作或者在场景中的观察位置，然后，对此操作或者位置移动做出反应。在VRML虚拟世界中，用户与虚拟现实世界之间的交互是通过一系列检测节点来实现的，通过使用这些检测节点，用户就可以和VRML虚拟世界中的三维对象

进行交互。

四、虚拟现实技术在《摄影技术》课堂教学中的实例开发

下面，结合摄影构图中的画面效果处理，谈一谈具体开发过程。

在摄影构图中，画面里的主体在画面结构中如何摆放，环境物体在画面中如何处理，前景和背景如何确定，讲授这部分知识点时，对象物体可以随意摆放移动的场景是较为理想的虚拟教学环境。例如，以布局场景作为演示实例，制作完成后，在教学中就可以随意摆放橙子、苹果、水果刀的位置。

1.基于VRML的虚拟场景的构建

先用专业三维建模软件3DSMax进行建模，然后导出成“.wrl”文件，便于在VRML编辑器中进一步修改。

2.动画控制

为了进入场景时形成连续变化的动态效果，使用TimeSensor时间传感器控制动画的时间，使用PositionInterpolator位置插补器产生场景造型位移的动画效果，使用OrientationInterpolator朝向插补器产生造型旋转的动画效果。

语句如下所示：

DEF Camera01-TIMER TimeSensor { loop TRUE cycleInterval 3.333 }

DEF Camera01-POS-INTERP PositionInterpolator

DEF Camera01-ROT-INTERP OrientationInterpolator

ROUTECamera01-TIMER.fraction_changedTOCamera01-POS-INTERP.set_fraction

ROUTE Camera01-POS-INTERP.value_changed TO Camera01.set_position

ROUTECamera01-TIMER.fraction_changedTOCamera01-ROT-INTERP.set_fraction

ROUTE Camera01-ROT-INTERP.value_changed TO Camera01.set_orientation

3.交互操作

为了让用户能够随意移动场景中的物体进行摄影构图，这里采用TouchSensor触摸传感器节点实现用户鼠标对物体的操纵。采用PlaneSensor平面传感器节点实现物体在XOY平面上任意移动。

分别为橙子、苹果、水果刀添加如下语句：

DEF Touch TouchSensor{}#定义触摸传感器节点，

下面语句定义了橙子在XOY平面上任意移动。

DEF Sphere01Sensor PlaneSensor{}

ROUTE Sphere01Sensor.translation_changed TO Sphere01.set_translation

上述实例比较简单，如果教学内容需要，利用VRML中的交互节点和效果节点，可以模拟出自然界中的许多自然现象、场景或物体，将会大大扩展VRML在摄影技术教学中的应用范围，达到理想的教学效果。

参考文献：

[1]王朋娇等.摄影技术与艺术_网络课程的设计与开发[J].电化教育研究，2006.

[2]戴俊凯.基于VRML的虚拟现实开发步骤初探[J].科技信息，2006，（12）：40-41.

[3]刘怡，张洪定，崔欣等.虚拟现实VRML程序设计[M].南开大学出版社，2007，1.