浅谈虚拟现实技术在三维动画专业数字化资源库建设中的应用

李鹏 邹勤

摘要：近年来，虚拟现实技术发展越来越快，在社会的各个领域中得到了更多的运用。在职业院校的教学过程中，数字化资源库的建设是一个重要环节，能够帮助教师共享教学资源，并且为学生提供更多的实操素材。此外，为了提升资源库的可用性，降低实操成本，也可以考虑引入虚拟技术。该文提出了基于虚拟现实技术设计开发高职院校三维动画专业数字化资源库的过程，对于该技术提升三维动画专业教学效果的意义进行了探讨。最后，结合虚拟现实技术中需要的软硬件资源，对教学资源库的设计开发进行了探讨和总结。

关键词：虚拟现实技术；职业教育；教学资源库；三维动画

中图分类号：TP37 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）26-0185-02

1 虚拟现实技术概述

1989年，美国VPLResearch公司创始人JaronLanier提出了虚拟现实（VirtualReality）的概念。这门技术是一项综合应用技术，它融合了计算机图形学、人机交互、传感技术等多项技术。近年来，对虚拟现实技术的研究和应用取得不少突破，它能够在特定范围内产生视、听、触觉一体化的三维虚拟环境，提升用户的交互体验。可以说，它拓展了人机交互的研究领域，提供了智能工程的创新工具，实现了大规模的可视化工程描述。

虚拟现实最显著的三大特点就是沉浸、交互、感知，为人们提供了一种更接近于现实世界感知方式的立体化人机交互方式。

沉浸性（Immersion）：是指当用户作为主角利用交互设备处于虚拟环境中的时候，就与虚拟环境融为一体，有一种临场感或存在感，如同在现实世界中的感觉一样。

互动性（Interactivity），是指用户利用特殊头盔、数据手套等传感设备对虚拟现实技术建造的三维环境进行交互，对模拟环境内物体的操作和从环境得到的反馈更为自然。

多感性（Multi-Sensory），是指用户身处虚拟环境中，除了一般计算机技术所具有的视觉、听觉之外，还能够得到触觉、动觉、力觉等感知，使虚拟环境更加逼真。

2 虚拟现实技术的运用对高职院校三维动画设计专业的意义

职业教育是对受教育者施以从事某种职业所必需的知识技能的训练，教学特点是强调技能训练、过程指导、实用性等。自“十一五”规划纲要实施以来，我国职业教育体系不断完善，办学模式不断创新，招生规模和毕业生就业率进一步提高。

职业教育主要培养技术型和技能型人才，偏重实践教学，提高学生的实操能力，使他们能掌握一定的技能。具体到高职院校三维动画设计人才培养方面，在实际教学中，往往会因为设备、经费等方面的原因，使一些必要的操作和练习无法进行。虚拟现实技术，可以弥补这些不足。尤其是在专业教学资源库的设计方面，虚拟现实技术可以帮助高职院校与企事业单位的需求进一步紧密联系，开发具有普适性的高职院校三维动画设计专业人才培养方案，包括课程体系、实训项目等。课程体系包含核心课程、支撑课程、拓展课程、特色课程。在实训项目中，则要结合业内先进公司的评价系统和数字化技术来进行建设。总之，三维动画设计专业教学资源库将体现全国普适性和区域特色性的特征，从而适应高职教育发展趋势，具备一定的先进性。主要体现在如下几个方面：

1） 可重现性：

三维动画技术特别强调场景搭建，需要大量的计算机构图和运算，虚拟现实技术可以使学生进入逼真的三维环境中，丰富感性认识，加深对教学内容的理解，提高学习动机。特别是对于设计中存在的问题可以直观重现，便于学生试错和改进。

2） 操作便利性：

利用虚拟现实技术，还可以反复进行各种各样的技能训练。例如建筑设计、动漫设计、工业设计等各种技能的训练。

3） 低成本性：

以往对于设计效果在实际场景中的具现，由于搭建模型的成本较高，学生很难直接将设计成果投入应用，获得感性认识。利用虚拟现实技术则可以免除这种顾虑。学生在虚拟的实验环境中，可以近乎零成本的操作各类素材的运用。

4） 高参与度：

托尔斯泰说过：“成功的教学所需要的不是强制，而是激发学生的兴趣。”通过虚拟现实技术使学生在愉悦的气氛中学习，唤起学生的求知欲，也是教学成功的关键。

3 虚拟现实在三维动画专业数字化资源库建设中的应用

三维动画设计专业教学资源库系统的建设内容，主要包括管理平台建设与资源库建设二个方面。

管理平臺可以实现教师网上备课、网上交流、学生自主学习、网上考核，此外，教师及企业用户可以对资源进行审核、删除、统计分析、用户管理、批量入库、积分规则设置等。

教学资源则是资源库的核心。涉及技术环节包括：全景拍摄：使用360度全景相机进行全景素材采集。如GoPro 等全景相机。后期制作：包括全景视频的拼接、编辑，以及后期视频的剪辑。模型动画：涉及到建模、动画制作、特效制作。三维模型主要使用3Dmax渲染合成，动画主要使用Maya渲染输出。特效制作：用于添加全景视频特效、动画特效，及整个视频的特效。包括AE特效、MAYA动画特效等。交互设计：VR内容的交互设计语言较多。可选Unity3D。

完成以上环节后，还有教学资源的整体包装。包括前期策划、中期拍摄及后期制作的整个流程。其中：前期策划即教学资源的创作，这部分内容的讲解可以利用VR全景拍摄，让学生有亲临其境的感受，对内容的掌握和理解更容易。中期拍摄是讲解拍摄器材及器材原理部分，运用3D模型动画以及VR全景视频能更好诠释拍摄的技巧及拍摄原则。后期制作则是让学生先通过VR体验各种场景的氛围，通过对场景的感受进行后期创作，这样更有利于制作出符合教学实际需求的资源内容。

基于互联网的虚拟世界是人类社会信息时代的发展方向，国内外不少虚拟现实技术公司已经形成了一个朝阳产业。职业院校发挥自身专业特长构建虚拟现实教学资源库，将使教学资源成倍增长。虚拟现实技术虽然发展迅猛，但现实中还存在很多问题。需要持续的资金投入和政策支持，才能使其更多的应用到职业教育中去。

参考文献：

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[通联编辑：唐一东]