虚实融合——微课开发领域虚拟场景技术应用研究*

杨芬红，汪文萍

（宁波卫生职业技术学院，浙江 宁波 315104）

虚实融合
——微课开发领域虚拟场景技术应用研究*

杨芬红，汪文萍

（宁波卫生职业技术学院，浙江 宁波 315104）

为了解决目前微课表现形式比较单一的现状，我们尝试把虚拟场景技术引入微课制作领域，设计了基于虚拟场景技术的开发模式，包括前期设计，中期制作，后期反馈三个阶段，在中期制作阶段，结合相关软硬件设备，构建了微课开发流程。在此基础上，我们进行了微课开发实践，并应用于教学中，通过师生访谈，效果测试，认为微课设计比较新颖，案例取材真实生动，与真人互动更增添加趣味性，深受师生的欢迎，为类似题材的微课开发提供借鉴。

虚拟场景；微课；开发

一、引言

微课是一种新型的教学资源，它的出现引发广泛的教学模式改革，很多课程尝试开展基于微课的教学研究，这对提升教学效率，减轻学生学业负担具有重要意义，其中微课的设计开发是教学改革的前提，很多微课主要采用实景录制，这种形式的微课比较大气，制作精美，但表现形式单一，这限制了微课在教学领域的广泛应用。

我们尝试把虚拟场景技术引入到微课制作领域，所谓虚拟场景，就是虚构一个人文环境，随着信息技术的发展，虚拟场景也指计算机通过数字技术勾勒出的数字化场景。虚拟场景技术主要采用动画软件，绘图软件建立虚拟场景，教师演讲过程在绿幕背景下拍摄，然后通过抠像技术及视频制作软件，使真人与虚拟的动画场景合成。虚拟场景技术摒弃形式单一的实景视频录制，发挥想像空间，以新颖创意的形式来设计制作微课，使内容呈现更加形象，更有趣味性。

本文以《健康人文》课程为例进行研究，该课程是针对我校医药卫生类学生工作岗位实践而开设的，目的是提高学生的人文修养，为将来更好地服务于健康卫生领域打下基础。课程涉及一些抽象的理论知识，这些知识点的表达与理解都非常困难，需要具体案例进行阐述。研究前期进行软件硬件知识准备，然后在详细调研分析基础上，构建微课开发模式，确定开发流程，同时进行系统微课开发实践，主要采用动画制作软件，图像处理软件，视频编辑软件，进行微课制作，使虚拟场景与真人融合，形成生动形象，创意性强的微课，以此研究虚拟场景制作技术在微课中的实践应用。

二、开发模式

我们依据建构主义教学理论，结合《健康人文》课程实践，构建基于虚拟场景技术的微课开发模式框架，如表1所示。

表1 虚拟场景微课开发模式

开发模式主要为分三个阶段，前期设计确定微课的总体框架，中期使用软硬件设备进行微课制作，后期应用于教学中，根据师生反馈情况对微课进行修改。应用此开发模式开发微课程，具有下列优势：第一，有助于抽象知识点的表达，虚拟场景技术使真人与虚拟场景融合，用生动形象的故事情节或实践案例来表达抽象知识点，真人讲解更具亲切感 ，虚拟表达更具趣味性，让学生在观看微课的同时，轻松掌握课程知识。第二，有助于设计丰富多彩的虚拟场景，用动画软件和绘图软件设计制作形式各异的虚拟场景，能突破空间局限，只要能想像得到的，都能设计出来，使微课的设计更具创意性。第三，有助于实现高效微课制作，虚拟场景技术制作微课，不需要安排场景，配备道具，聘请演员等繁琐工作，能用比较少的人力，快速地完成微课制作。

三、开发流程

我们在前期开发模式基础上，进一步细化中期制作过程，并构建了微课开发流程。中期制作需要用到的主要设备有摄像机，除此之外还有动画制作软件FLASH，绘图软件PS，视频制作软件EDIUS。基于虚拟场景技术的微课开发主要描述为以下几个流程，如图1所示。

图1 虚拟场景技术微课开发流程

1.前期拍摄

拍摄地点选择在隔音效果比较好的室内进行，室内一面墙挂上绿幕，在人物前方左上，左下，右上，右下布置四组灯光，摄像机上方布置一组灯光，色温均是5600K，摄像机连接外置的无线麦克风，采用1920x1080高清模式进行拍摄，在摄像机正前方下部放置一台笔记本，演讲词通过笔记本进行显示，起到提词作用，帮助教师更好的进行演讲，拍摄时要求教师不能穿绿色的衣服，不能戴绿色的装饰品，方便后期抠像。

2.虚拟抠像技术

虚拟抠像是制作虚拟场景微课比较重要的步骤，主要采用Edius软件的手绘遮罩，色度键等几个功能进行抠像。虽然拍摄时用的是单一绿色背景，由于灯光原因，背景颜色层次不一，第一步需要进行手绘遮罩，在特效中找到视频滤镜，把手绘遮罩键拖放到视频素材上，双击信息面板，进入手绘遮罩界面，使用钢笔工具绘制一个大致轮廓，去除不纯的背景，留下人物和紧贴人物的颜色统一的背景，注意，因为演讲者是一个动态人物，所以在手绘遮罩时，尽量预留出空间，防止演讲者跑出画面，第二步找到特效中的色度键，拖放色度键至视频素材，双击信息面板中，打开色度键设置界面，用魔棒工具获取背景颜色，在详细设置中精确调整抠像范围，然后抠除人物背景。第三步人物背景抠除后整体感觉会比较粗糙，需要进行一步调整，周围留下小色块可以进一步用手绘遮罩工具进行删除，在色度键界面中勾选柔边选项，使人物线条不再生硬，看起来比较自然。通过抠像处理，去除背景，为后期制作打下基础。

为了更好的实现抠像效果，也可以安装抠像插件Robusky，在特效面板的视频滤镜中可以找到 ISP RobuskyGreen，拖动绿屏素材上，在设置窗口上使用吸管吸取素材上的绿色，Robusky比Edius自身带的控制参数要多得多，通过控制参数，能对画面进行比较精细的调整，边观察画面边进行调整，最后还可以使用Edius自带的色彩校正滤镜提升亮度和对比度，最终得到比较满意的效果。

3.创意性动画设计

制作动画前首先要设计案例，素材可以来自生活，也可以来自网络和书本，案例既要贴近微课内容，又能生动形象地表达知识点，让学生能比较直观地学习知识，这是动画设计最关键的一步。确定好案例后，接下来制作案例脚本，主要包括案例发生的地点，动画角色，角色之间的关系，每个角色的动作，表情，另外还要设计动画角色语言，尽量选用生动活泼又接地气的语言进行表达。然后用Flash制作动画，为了降低制作难度，可以预先收集一些Flash模板素材，通过模板进行修改，根据脚本制作故事场景，以及人物的动作，表情，用动画准确表达案例内容。最后进行动画测试修改，使角色的动作比较自然，播放流畅，并能实现不同场景动画无缝连接。

4.演播室制作

演播室主要采用PS软件进行制作，制作中可以借鉴现有的图片素材进行设计，也可以在重新设计新的演播室，虚拟演播室制作要求简洁大气，中间留白，以便播放动画，并有足够的空间留出来，让教师在虚拟演播室前进行讲解，同时要注意像素设置，分辨率为1920x1080，与视频格式一致。

5.视频合成

使用Edius合成前面所有的素材，合成前需要准备三个视频轨（V），一个视音轨（VA）和二个音轨(A)。其中两个视频轨（V），一个放置整体动画，一个放置单独人物动画，注意在导入FLASH动画时，先要转换成视频格式，最后一个视频轨（V）存放虚拟演播室图片。视音轨（VA）存放虚拟抠像后教师演讲视频，利用视频布局功能把教师移动到右侧位置，以留出位置表现动画情节。二个音轨(A)存放动画人物的后期配音，并添加背景音乐。

6.后期特效

后期特效主要包括以下几个方面，一是添加转场特效，使视频动画过渡自然，二是添加滤镜效果，增加画面的动感和精彩度，三是实现动画人物与真人的对话，让动画人物从屏幕中飞出来，或从外面走入舞台，并站在演播室前与真人互动，整个过程要求自然无瑕疵，衔接有问题的，还需要回到前期进行修改，这是有难度的一个步骤，也是整个过程中比较出彩的一个环节。

四、开发实践

这里以《健康人文》的“人际沟通心理防御机制”微课为例，进行微课开发实践，分别从前期设计，中期制作，后期反馈三个方面进行阐述。

1.前期设计

（1）选题设计

《健康人文》授课对象是护理，检验，口腔，康复，营养，医学美容等各专业的高职学生，对学生进行特征分析，归纳为以下几点，第一，学生不喜欢纯理论的课程，对抽象概念的理解有困难，第二，学生有医学背景，第三，年轻活跃，喜欢新鲜有趣的事物。针对学生这些特征，我们考虑把抽象的理论知识与生动有趣的案例结合起来，这些案例最好与学生医学背景有比较紧密的联系，既能激发学生的学习兴趣，又为以后工作岗位中处理复杂事务打下基础。

“人际沟通心理防御机制”微课，主要阐述以下几个概念，包括压抑，隔离，合理化，否认，移情，投射，退行，升华等。这些专用名词理解起来有一定难度，而且容易搞混，教师讲授时，如果只进行名词解释，学生很难接受。为此我们设计了在医院挂号排队中发生的一个案例，把案例与名词解释融合起来，再用动画进行表述，要求微课整体设计自然流畅并有趣味性，能化难为易，帮助学生更好的理解这些概念。

（2）内容导入设计

因为微课时长限制，我们采用直接导入法，在背景音乐中，进行心理防御机制的名词解释，并引出具体症状，有压抑，隔离，合理化等8个症状，并告诉学生，为了搞清楚这些心理术语，我们需要听一个故事，顺利引入下面案例情节。

（3）案例情节设计

我们把8个心理学名词与8个小情节紧密联接起来，如解释“压抑”这个名词时，我们设计这样一个小情节，有一天一个男生去医院挂号，好不容易终于轮到他，他刚要动作，一个年轻姑娘快速跑他前面，这时男生的心理非常的郁闷，但为了抑制心中的不愉快，自己安慰自己，然后引出“压抑”这个专用名词。在进行“移情”名词讲解时，继续上面的故事，那个男生后来又被小女孩，老人，孕妇插了队，正心情烦躁之间，后面一个外国女人打着手势挤了上去，他忍无可忍，冲上去，对外国女人大发怒气，对插队群体的不满迁移到外国女人身上了，最后顺利推出“移情”这个心理术语。这样的案例设计，有助于学生更好的理解。

（4）内容阐述设计

主要有教师旁白语言设计和主角男生语言设计，教师语言是整个微课的主线，从内容导入，每个小情节的展开，情节之间的衔接，专用名词的解释，都需要精心设计，要求简洁，形象，生动，风趣 。男生语言设计要突出男生窝囊的性格，同时后面引入名词解释埋下伏笔。例如在讲解“否认”这个名词时，可以做如下语言设计：（教师旁白）老人出来了，你刚要动作，一个孕妇高喊着“对不起让让我”一头冲了上去，你咬咬牙对自己暗暗地说，（男生旁白）“要是换了别人，早上去骂他们一顿了——可是，我可不是这样没有涵养的人。”（教师旁白）这种有意识或者无意识的，拒绝承认那些使人感到焦虑痛苦的事件，当作其从未发生过，这是“否认”。

（5）脚本设计

“人际沟通心理防御机制”微课脚本，主要包括教学环节，教学内容，画面和情节概述几个方面，分别从内容导入，正文讲解，结尾三个系列展开脚本设计，如表2所示。

表2 微课脚本设计

2.中期制作

中期制作经历视频拍摄，动画设计，绘制虚拟演播室，视频编辑四个阶段，下面对动画设计与视频编辑两个方面进行详细阐述

（1）动画制作

根据前期的脚本，先要进行绘图，主要包括三个场景：医院，派出所，家，七个角色：男主角，小女孩，老人，孕妇，外国女人以及两个警察。这是动画制作的关键步骤，绘图时要注意不同部件要进行分层，并要转换成动画元件，方便以后制作角色动作。接下来进行角色动画设计，有男主角的走路动作，打人动作，说话动作，被警察带走动作，在地上打滚动作，写书动作，还有小姑娘，老人，孕妇，外国女人，警察等人的走路动作，外国女人及男主角与真人互动动作。最后进行动画合成，根据每个情节合成动画，并放置在不同的场景中。

（2）视频编辑

教师完成绿幕背景下的拍摄后，进行虚拟抠像，并移至屏幕的右侧，用PS软件绘制虚拟演播室，然后用视频制作软件Edius合成真人的讲解，动画与虚拟演播室，图2是讲解“压抑”心理名词时一个画面。这种表现方式能使学生能感受到教师现场讲解的亲切感。

图2 真人与虚拟场景融合

在最后小结阶段，教师邀请动画人物来到虚拟演播前，实现真人与动画人物的互动，此过程同样用视频制作软件来实现，把教师，动画人物，虚拟演播室进行合成，同时要注意真人的动作与动画人物的动作能够配合默契，如果配合中出现问题，还需要返回前期阶段进行动画人物动作修改和真人讲解补拍，如图3所示。这样的教学设计能够直接点明微课主题，使微课设计更具创意性，也是整个微课的点睛之笔。

3.后期反馈

把微课应用在教学中后，我们采用访谈法测试微课的教学效果，从师生反馈意见来看，主要存在两方面问题，第1，微课中名词解释有点简略，可以有更多的展开，第2，动画角色动作比较生硬，在制作中需要进一步细化。根据反馈意见，我们调整了教学设计，对每个名词解释的案例内容进行了扩展，同时修改了角色动作效果，完善了微课的表现效果。

图3 真人与动画人物对话

五、结语

基于虚拟场景技术的系列微课已初步开发完成，因为微课设计比较新颖，案例取材真实生动，与真人互动更增添趣味性，深受师生的欢迎。接下来，还要进一步探索基于虚拟场景技术的微课开发模式和开发技术，总结微课制作经验，用于微课的开发实践，充分运用现有条件，用软件的方法制作虚拟场景，生成高质量的微课，为教师进行课程创新改革，为学生减轻学习负担，提供有效支持。

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（编辑：王晓明）

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A

1673-8454（2017）05-0025-04

2016年度浙江省教育技术研究规划课题“基于虚拟场景技术的微课资源开发研究”(课题编号：JB137)。