虚拟多媒体教室系统的设计及实现研究

张鹤明

（辽宁行政学院 110161）

1 设计以及研究的对象

设计以及研究的主要内容是对模拟多媒体教室的整个的场景包括窗帘，灯光等。在进行设计的过程中会遇到很多的问题，设计中需要学生对多媒体教室的结构有很好的了解，此外需要学生们交互设计对多媒体教室系统中的三个关键内容，此外学生们可以在虚拟的多媒体教室中进行自主探索，这样可以帮助学生们了解更多的多媒体结构以及设备的控制机制，了解多媒体教室的常识，其最终的目的是为了学习者更好地进行设计，重视学习者参与其中。

2 场景设计方案

以虚拟多媒体模型为依据进行虚拟多媒体教室的设计工作，其中需要：第一，设计虚拟的多媒体教室环境；第二，虚拟设备，需要将虚拟设备与虚拟的多媒体环境之间建立一定的连接，在进行制作的过程中需要考虑到外观以及对虚拟对象的建模问题。针对设计的相关问题，需要设计出虚拟多媒体教室系统中的四个场景：第一场景，进入多媒体教室将窗帘拉开，让光线照入教室，这样将使得教室的整体呈现在出来，接着可将灯光打开，并将镜头继续跟进，使得镜头对准控制台，接着就是进入了第二个场景；第二个场景，将控制台上的盖子打开，紧接着将会将接触屏以及显示器呈现出来，以及其他的相关配置，接着将会出现六个镜头依次对准了六个部位，接触屏，桌面，显示器，摄像机，房间对角线，镜头，这六个分镜头将会进行不同的动作，这些动作将会反映这六个部分之间的相互关系；第三个场景：这个场景将是在大的场景下嵌插上一个比较小的视窗，这样做可以同时观察不同的设备；第四个场景，主要是将先前的动作进行演示，使得多媒体教室的动画得以展开。

3 交互设计方案

3.1 界面风格

界面的风格设计主要是指控制界面上的输入方法，在三维空间上主要是使用两种方式来进行操作的：直接操作以及三维Widget这两种方式。其中后者目前还是处于探索阶段，直接操作具有以下的特点：第一，界面的真实感更强，并且更加自然和便于理解；第二，使用实际的动作代替较为复杂的语言程序进行操作，这种操作方法只是需要对现实生活中的对象的表示方法规定一定的动作即某种操作，这样将会使得操作更加的简单和方便；第三，这种方法可以在操作后立即得到结果，可见这样操作方法是非常便捷的，并且也很直观。此外，图像以及图形的加入使得模拟仿真技术更加的成熟，加上声音以及动画使得直接操作能够更好地为大家服务，目前在进行界面风格设计的过程中一般是采用这种直接操作方式的。

3.2 人机互动设计方案

一般是采用以下的方案进行设计的：第一，在设计界面的风格的时候是采用直接操作的界面风格，使用三维图像来表示每一个事物，这样使得每个事物在界面上表现出来的就是物体的本身；第二，为了很好地的突出三维交互的隐含性，突出表现更加自然的效果，需要采取自然交互的方式，这样的方式的好处是视线所到之处将会直接显示出其交互成分，对图像可以很好地理解；第三，使用多通道的人机界面交互，根据人的感觉与效应通道都具有双向的特点，这样可以使得人机之间更好的实现信息的交流。

4 建模

4.1 虚拟多媒体教室的建模设计策略

建模是虚拟多媒体教室实现的关键技术之一，其实现方法包括两类：第一，利用计算机图形的相关技术对虚拟的环境进行建模以及渲染，这是一种利用3D图形学的方法；第二，利用图像，采用多视角，全景以及任意方向的图像来营造虚拟环境的效果。图像的绘制技术是图像建模技术中最为常用的建模技术，产生的图像其质量在独立的场景中存在复杂性。计算机图形的方法具有较高的交互性，但是由于对建模以及渲染的复杂性并且为了能够很好地确保图像的质量，这就需要对计算机使用的软硬件有更高的要求。图像的方法可以克服复杂场景进行3D建模的难度，此外还可以利用真实的世界提供的一些信息对图像可以进一步的完善，但是由于不能很好地提供交互性，这使得在进行虚拟多媒体教室系统的构建过程中采用第一种方式。

4.2 建模的工具

在进行虚拟场景的构造的过程中，使用一些建模的工具可以提高虚拟现实系统的开发的效率，通常是使用3DS MAX，这一建模软件可以直接用于进行虚拟场景的构造，但是其也是存在缺点的，在交互功能上是有局限性的，为了能够更好的提供交互以及动画的功能，采用了EON描述运动，3DS MAX的建模方式是有很多种的，主要是包含多边形建模，非均匀有理样条曲线建模或是细分曲面等建模的方法，但是在实际的操作过程中需要根据实际的需要选择不同的建模方法，在进行设计的过程中主要的建模方法有：第一，多边形建模，这种方法主要是适用于形状规则以及没有曲面的研究对象，其主要思想是使用小的平面去模拟曲面，其中小的平面的形状是不规定的，在使用多边形建模的过程中需要提起建立一个基本的几何体，在根据需要进行修改。

4.3 建模的优化

在建模的过程中除了需要考虑建模的方法外还需要考虑其优化的问题，在这个过程中需要尽可能的减少其中没有必要的面面，有的可以使用图片代替三维图像，在三维动画的设计的过程中需要采用实景照片，并通过相应的建模工具，将其设计为动画背景。

5 EON Studio设计及互动场景

5.1 互动支持策略

使用的建模工具中的3DS MAX在进行交互功能中其功能是有限的，为了能够很好的提供互动功能会使用EON来进行描述运动。

5.2 设备交互的实现

设备交互性的实现主要是通过一些操作将电脑与实体之间建立联系，交互属性是通过EON来进行实现的，需要建立感知人们各种操作的节点即是传感器节点。

5.3 开发过程

在进行开发的过程主要是：第一，建模一般是采用3DS MAX；第二，导入3D 物体；第三，创建EON模拟程式；第四，模拟树以及逻辑关系进行编辑；第五，附件的制作以及后期制作。

6 结束语

教育现代化已经是世界教育的发展主流，为了使得我国的教育能够跟上时代的发展，这就需要我国不断地探索新的教学手段，开创新的教学环境以及相应的设计活动，其中虚拟多媒体教室系统为我国的教学开创了新的局面，并且也很好的提高了社会效益以及经济效益，这就需要我国大力发展对虚拟实现技术的研究，只有这样才能有更好的教学环境。

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