互动屏幕技术在多媒体教学中的应用探索

许兰玲

摘 要：交互式系统已经摆脱了行业、空间、时间等因素的限制，应用更为广泛。互动屏幕技术是在课堂教学过程中，基于传统多媒体技术、网络技术之上，开展的互动教学技术，是建立在数字化处理的基础上，它具有多种技术的系统集成性，基本上包含了当今计算机领域内最新的硬件技术和软件技术。

关键词：互动屏幕 多媒体 教学

随着教学改革和科学技术的发展，传统多媒体教学（即借助录像、挂图等辅助教学）已不能适应目前教育教学的需要。将互动技术作为一种教学模式引入教学，可改变传统形态教学中存在的抽象、枯燥等情况，加强了教学过程中教师与学生的互动。目前，交互式系统已经摆脱了行业、空间、时间等因素的限制，将人们带入了更新的环境之中，它可以使人们更为直接地融入到周围的环境中。互动屏幕技术则是在课堂教学过程中，基于传统多媒体（计算机、投影仪、电视、VCD等）技术、网络技术之上，开展的互动教学技术。

一、传统多媒体教学

多媒体教学在20世纪80年代已经出现。它只是多种媒体教学中的一种，又可以称为计算机辅助教学（computer assisted instruction，即CAI）随着计算机技术的迅速发展和普及，现在的多媒体教学是通过计算机实现的多种媒体组合，具有交互性、集成性、可控性等特点。

二、互动屏幕技术基本概念与应用

互动屏幕技术包括虚拟现实技术和动感捕捉技术。互动投影系统的运作原理首先是通过捕捉设备（感应器）对目标影像（如参与者）进行捕捉拍摄，然后由影像分析系统分析，从而产生被捕捉物体的动作，该动作数据结合实时影像互动系统，使参与者与屏幕之间产生紧密结合的互动效果。

1.互动屏幕技术之虚拟现实技术

信息媒体技术伴随着ISDN、ADSL等宽网域网技术在国内的普及与发展，虚拟现实（Virtual Reality，即VR）在现实与网络中发挥了重要的作用。VR提供给用户一个三维的空间并与之互动，让使用者得到关于视觉、听觉、触觉等感官模拟的技术。

2.互动大屏幕技术之动感捕捉技术

互动大屏幕的动感捕捉技术在动画表演中是高端的应用。在动画表演中，表演者负责根据剧情做出各种动作和表情，运动捕捉系统将这些动作和表情捕捉并记录下来，然后通过应用软件，用这些动作和表情驱动角色模型，角色模型就能做出与表演者一样的动作和表情，并生成最终把这些动作赋予一个电脑里的动画人物。

（1）动感捕捉技术之三维应用软件技术。在给定观察点和观察方向以后，使用计算机的硬件功能，实现消隐、光照及投影这一绘制的全过程，从而产生几何模型的图像。Web3D的实现技术，主要分三大部分，即建模技术、显示技术、三维场景中的交互技术。以下将典型的Web3D工具软件作一分析、比较。

VRML（ Virtual Reality Moduling Language）。VRML是指虚拟现实建模造型语言。VRML可以直接接入互联网以创建3D网页与网站，实现三维动画效果以及基于三维对象的用户交互。它的文件量小，易于网络传输。

3DSMAX同样也具有VRML的开发功能。

Viewpoint。Viewpoint由Viewpoint Scene Builder、Viewpoint media publisher、Viewpoint Media Player三个部分组成。一个Viewpoint场景是由以下媒体元素组成的：3D对象、材质、动画、交互动作和场景的定义信息（比如全景图片或场景贴图）。VET和用户发生交互操作，通过鼠标或浏览器事件引发一段动画或是一个状态的改变，从而动态地演示一个交互过程，最终可以把一个Viewpoint场景嵌入到网页中浏览。

Cult3D。Cult3D由Cult3D Designer、Cult3D Exporters和Cult3D Viewer组成。只要用鼠标在3D 物件上直接拖运，就可以移动旋转放大缩小，还可以在Cult3D物件中加入音频和操作指引，它还支持Mac用户。

（2）动感捕捉技术的应用优势体现。传统手动调节方式特点：制作人物模型→设定人物动作→导入动画场景→手动调节人物动作 →完成动作制作；耗时、耗力，成功率低，动作失真。解决传统手动调节方式缺点方案：制作人物模型→录制动作→导入骨骼→完成动作制作；高效率、高成功率、节省时间、动作逼真。

3.互动大屏幕技术在多媒体教学领域中的应用优势

互动多媒体时代即时互动实现了人们的沟通方式的多元化，摆脱了传统教学中的束手束脚。屏幕传输技术系统智能化高，系统设置少，方便了教师使用。屏幕广播速度快，实现了直接屏幕广播大画面视频。通过窗口形式遥控，教师可以直接遥控其中某个学生机并同时监看其他多个学生。全体同步功能，教师能同时操作所有的学生机器；同时，此项系统支持教师机端两路声音同时传送；指定程序广播不仅可以广播全屏幕、指定的屏幕区域，还可以只广播指定的程序。

（1）为学习者创建自主学习环境。在教学领域中，虚拟现实技术已超越了二维或三维的图形既定路径动画等媒体表达范畴，能使接受者真正融入到真实的虚拟场景中，并通过不同的操作方式或交互设备来使产品或其物象启动，全方位展示其本身所具备的功能及运作过程，通过这种交互过程可以让学习者全面了解和使用虚拟产品或虚拟环境。这对调动学生的学习积极性，突破教学的重点、难点，培养学生的技能都将起到积极的作用。可见，凭借虚拟现实技术能够为学生提供生动、逼真的学习环境，从而加速学生学习知识的过程，为学习者创造了自主学习环境。

（2）方便学习者进行技能训练。在教学中应全面贯彻科学发展观，为创建节约型社会做出努力，同时应不断改善实验和实习教学条件，采用多种方法改造和更新实验设备，特别要将信息技术教学管理的网络化、数字化和现代化。实验室在培养学生的实践动手能力、理论联系实际能力、开拓创新能力和提升综合素质等方面起着举足轻重的作用。

虚拟实验室就是以计算机网络为核心，将虚拟仪器通过网络连接起来，以实现数据采集、分析、远程操作的一个系统。在多媒体教学中利用虚拟现实技术，可以建立各种虚拟实验室，如地理、物理、化学、生物实验室等等，它非常有利于学生各种职业技能的训练。

三、小结

互动大屏幕在多媒体教学中除了拥有强大的软件资源优势和互动效果外，又考虑到教育行业的独特需要，改变了传统的教师手写黑板、课堂教学效率低等弊端。运用此项技术的产品，采用模拟电阻技术同时特别考虑到抗干扰、无辐射的环保需求，且避免学生们由于好动等特点而造成的伤害。无论是现场演示教学还是实习教学，此项互动技术，是交互式教学和互动演示系统教学的必备技术。

参考文献：

[1]李世国.体验与挑战—产品交互设计[M].南京：江苏美术出版社，2008.

[2]洪彬，陈小飞.新形势下高校实验室建设模式探讨[J].高校实验室工作研究，2008（3）.

[3]张金钊，张金镝，张金锐.虚拟现实三维立体网络程序设计语言VRML—第二代网络程序设计语言[M].北京：清华大学出版社，北京交通大学出版社，2004.

（作者单位：无锡技师学院）endprint