虚拟仿真技术在摄影教学中的应用探索

白利张枝

（1.福建工业学校，福建福州350002；2.福建信息职业技术学院，福建福州350001）

虚拟仿真技术在摄影教学中的应用探索

白利1张枝2

（1.福建工业学校，福建福州350002；2.福建信息职业技术学院，福建福州350001）

文章分析了摄影教学的现状，针对传统摄影教学的不足，开发了虚拟摄影实训系统，结合虚拟仿真动画、虚拟交互课件、虚拟摄影棚等虚拟技术对摄影基础知识、摄影技术和摄影实际拍摄进行形象的演示和互动教学，虚拟仿真技术的应用贯穿摄影教学始终，弥补传统教学模式中存在的不足，加强学生对摄影知识的掌握，促进摄影教学。

摄影；虚拟仿真；动画；虚拟摄影棚

随着信息技术和虚拟现实的高速发展，虚拟仿真对教育教学方法的改进有着巨大的推动作用，虚拟仿真的信息化教学手段的应用，对传统的教学模式与教学方法起到了补充和促进的作用，对教学质量的提高有着很大的帮助。

一、摄影教学背景与现状分析

《摄影》课程是大多数艺术类专业的必修课，在摄影教学过程中，教师需要先讲授摄影知识，然后让学生进行摄影实践，以达到掌握摄影技术的目的。因此，当前的摄影课大部分采用以摄影器材为主，教师与学生进行口耳相传的方式教学。但是，由于中职学校教学资源匮乏，摄影设备不足，教师的现场示范无法满足众多学生同时观察的需求，因此，教学效果一般。如何能让学生快速地了解相机的构造，理解摄影技术中的难点，从而提升摄影教学质量，是目前亟需解决的问题。［1］

二、虚拟仿真教学手段在摄影教学中的运用

随着虚拟现实技术的普及，越来越多的虚拟仿真应用到教育教学中。运用虚拟仿真的方式进行教学，可以使学生在模拟的“真实环境”中更加直观、形象地学习知识技能，对教育教学效果有很大的促进作用。［2］笔者基于虚拟现实的这些特点与摄影教学过程中存在的不足，运用动画演示、虚拟仿真等信息化手段，解决了教学资源匮乏、教学设备不足、教学效率低等问题。现以《虚拟摄影实训系统》软件开发为例，从摄影基础、摄影技术和实际拍摄三个教学环节出发，探讨如何运用虚拟仿真的信息化教学手段进行摄影教学。

（一）摄影基础教学环节

摄影基础教学主要是对相机原理、光圈、快门、感光度等概念进行解释说明。对于这些晦涩难懂的理论知识，传统的教学往往采用投影和教师口头讲解的形式授课，学生在学习过程中，只是产生一个模糊的认识，无法形象观察到效果，导致学生理解不透彻，教学效果不理想。

因此，在摄影基础教学过程中，笔者制作了相机工作原理、光圈、快门、感光度等动画进行演示讲解，让学生通过动画的形式，观察相机的构造和作用，利于学生的理解和掌握。

1.相机工作原理动画设计

在相机工作原理介绍中，采用剖面的形式，让学生观察相机的内部构造，当学生将鼠标移动到相机的各个部件上方时，会呈现出该部分的名称，并用文字

的形式描述该部分的作用。

在相机的成像原理部分，用动画的形式来呈现，当学生点击“取景”按钮时，动画中呈现相机取景时光线进入相机、再从取景框中进入人眼的顺序，和相机光圈、镜头内部各镜片对光的反射状态，让学生直观的观察相机的工作状态与原理，如图1所示。

图1 单反相机工作原理交互模拟

2.光圈、快门、感光度动画设计

在介绍光圈、快门、感光度等概念时，首先解释相机元件的作用，然后通过动画的形式演示具体效果。让学生分别通过选择不同的光圈、快门和感光度数值，观察拍摄出的实际效果，增加对该部分知识概念的理解。

在摄影基础部分，运用动画的形式进行讲解，让学生对枯燥的理论知识有了直观、形象的认识，加深了学生的理解，提高了教师的教学效率和学生的学习积极性。

（二）摄影技术教学环节

摄影技术包括了曝光、测光、对焦和景深控制等，这些技术无法通过教师的讲解和实际操作演示形象表达给学生。因此，在该部分内容的教学过程中，笔者采用动画与虚拟仿真相结合的方式进行授课，解决了以上问题。

1.自动对焦虚拟仿真设计

以自动对焦中的单次伺服自动对焦和连续伺服自动对焦为例，由于相机中无法呈现该技术操作过程的要点，因此，采用动画和虚拟仿真的形式，模拟自动对焦的过程。让学生在模拟对焦的状态下，观察不同的自动对焦模式和区域模式组合所产生的变化，从而更好的理解和掌握自动对焦的技巧，便于在今后的拍摄过程中选择正确的对焦模式，如图2所示。

图2 自动对焦交互设计

2.摄影与景深虚拟仿真设计

在景深效果的讲解过程中，为了体现光圈、镜头焦距和拍摄距离与景深效果之间的关系，利用《虚拟摄影实训系统》中摄影技术部分对景深的虚拟仿真操作，让学生通过修改相应的参数，实时的观察光圈、镜头焦距和拍摄距离对景深效果的影响。

（三）摄影拍摄环节

摄影技术是否理解掌握，在拍摄环节中能够体现出来，为了提升设备的利用率，降低设备的损耗，利用《虚拟摄影实训系统》中的虚拟摄影棚进行实际拍摄前的模拟仿真练习，用来提高学生使用相机的熟练程度，达到节约教学成本的目的。

在虚拟摄影棚中，学生可以模拟真实的拍摄环境，进行实训练习。如：学生可以选择不同的拍摄对象，并对拍摄对象进行位置的调整，以达到不同的拍摄效果；学生可以调整摄影棚中的灯光位置、方向、高度以及亮度，对拍摄对象进行补光；学生可以对相机的参数进行调整，以达到曝光正确的目的，也可以通过调整相机的位置，拍摄角度来进行拍摄前的构图，如图3所示。

图3 虚拟摄影棚-人物摄影

三、摄影虚拟仿真系统教学效果评价

利用虚拟仿真技术进行摄影教学，能够达到对摄影技术的快速理解、掌握。与传统的摄影教学模式相比，它提高了教学效率，让枯燥的教学变得生动；利用虚拟摄影棚进行模拟仿真拍摄，提高了摄影设备的利用率，减少了相机的磨损，节约了教学成本。通过教师和学生使用虚拟仿真技术进行摄影学习后的反馈情况进行量化评价，得出与传统的教学模式相比，在使用虚拟仿真系统进行摄影教学后的用户满意度分析数据图，如图4所示。

图5 调查分析图表

由此可见，利用虚拟仿真技术不仅可以辅助教师进行课堂授课，还可以实现学生的自主学习，对于摄影知识和摄影技术的掌握起到了很好的辅助作用。

四、结束语

随着计算机硬件设备和虚拟现实技术的飞速发展，虚拟仿真技术在教育领域中的应用也越来越广，不仅包括虚拟演示教学也包括了虚拟互动实验［3］。虚拟仿真系统的研究对教学过程的优化、教学质量的改善、教学知识的形象化、节约教育教学成本和学生学习积极性的提高有很大的帮助。虚拟仿真互动系统的研究能大大提高学习者的真实感体验，从而解决部分课程存在的真实感体验较差的难题，为教育教学的优化提供更大的支持。

［1］张枝，白利.基于Unity3D的交互式虚拟摄影系统的设计与实现［J］.佛山科学技术学院学报，2015（6）.

［2］李建荣，孔素真.虚拟现实技术在教育中的应用研究［J］.实验室科学，2014（3）.

［3］宋达.虚拟现实技术在教育领域中的应用与设计［D］.长春：东北师范大学，2005.

G712

A

1673-9884（2016）09-0101-03

2015-08-08

福建省中青年教师教育科研项目（项目编号：JA15672）

白利（1981-），男，河北石家庄人，福建工业学校讲师。