動畫教學中3D虛擬現(xiàn)實技術的運用研究

陳麗娟

（江西省景德鎮(zhèn)學院信息工程系 江西景德鎮(zhèn) 333000）

動畫教學中3D虛擬現(xiàn)實技術的運用研究

陳麗娟

（江西省景德鎮(zhèn)學院信息工程系 江西景德鎮(zhèn) 333000）

隨著信息技術的不斷發(fā)展和進步，動畫教學的采用的教學新手段也在不斷地涌現(xiàn)，其中，3D虛擬現(xiàn)實技術就是一個前景廣闊的新興技術。虛擬現(xiàn)實技術具有很強的直觀性，能夠有效地使課堂教學更加生動形象。本文就3D虛擬現(xiàn)實技術的概述與分類入手，淺析動畫教學中3D虛擬現(xiàn)實技術的運用研究。

3D虛擬 現(xiàn)實技術 動畫教學 運用 研究

3D虛擬現(xiàn)實技術是一個新興技術，其主要利用了三維圖形展開的生成技術，使用者通過頭盔、數(shù)據(jù)手套等各種傳感設備進入到三維虛擬空間之中，進行虛擬現(xiàn)實空間的體驗。隨著信息技術的不斷發(fā)展，同時也由于動畫教學的性質和特殊性，這種“身臨其境”的教學模式在課堂上也逐步得到了廣泛的運用。［1］

一、3D虛擬現(xiàn)實技術的概述及分類

1.3D虛擬現(xiàn)實技術的概述

（1）3D虛擬現(xiàn)實技術的特征

3D虛擬現(xiàn)實技術是20世紀興起的一項新興技術，是計算機圖形技術、多媒體技術、傳感器技術等多類技術的集大成者。其特征主要可以從人機交互和感官體驗兩方面進行探討。從交互角度來說，3D虛擬現(xiàn)實技術系統(tǒng)所生成的是一種立體的虛擬環(huán)境，這就使得人機交互不再像以往一樣生硬和疏離，人處于一個逼真的立體的虛擬環(huán)境中，不僅僅可以通過傳統(tǒng)的鼠標鍵盤燈工具與計算機進行交互，還能夠利用頭盔、手套等新型傳感工具進行交互。計算機也能夠通過對人的感官反應、語言等各種數(shù)據(jù)的分析完成圖像聲音等各方面的調整。3D虛擬現(xiàn)實技術系統(tǒng)能夠更加直觀和流暢地進行人機交互。從傳感角度來說，3D虛擬現(xiàn)實技術所生成的三維立體圖像能夠讓使用者身臨其境地進入到技術所創(chuàng)造的虛擬環(huán)境之中，通過各種傳感設備完成視覺、聽覺、觸覺等多感官體驗，其使用感尤為逼真，具有極大的沉浸感。［2］

（2）3D虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的構成

3D虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的構成主要包括環(huán)境系統(tǒng)以及相關的軟硬件系統(tǒng)，環(huán)境系統(tǒng)建立在建模的基礎上。近年來，隨著計算機技術的不斷發(fā)展，圖形建模技術也在不斷地進步，因此計算機技術的發(fā)展從很大程度上推動了3D虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展。3D虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)則包括計算機系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)、立體現(xiàn)實系統(tǒng)等方面，數(shù)據(jù)庫和軟件支持環(huán)境則組成了3D虛擬現(xiàn)實技術主要的軟件部分。

2.3D虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類

3D虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)可以根據(jù)其功能的不同分為以下三類：簡易式系統(tǒng)、沉浸式系統(tǒng)以及共享式系統(tǒng)。顧名思義，簡易式系統(tǒng)就是使用者運用鼠標、鍵盤等簡易的交互工具與計算機進行交互。沉浸式系統(tǒng)則相對來說對于系統(tǒng)設備的要求更高。使用者通過佩戴頭盔、手套等傳感工具進入到系統(tǒng)所創(chuàng)建的虛擬現(xiàn)實環(huán)境之中，與外界感官世界隔離開來，完全地沉浸在虛擬環(huán)境中。共享式則是利用遠程網(wǎng)絡完成對多個用戶的異地聯(lián)結，使其共享同一個虛擬環(huán)境，從而進行協(xié)作操作。

二、3D虛擬現(xiàn)實技術在動畫教學中的運用

虛擬現(xiàn)實技術在動畫教學中的運用主要可以分為以下四個方面。

1.知識學習

在3D虛擬現(xiàn)實技術的運用之下，學生可以通過虛擬現(xiàn)實環(huán)境接觸到平時很難接觸的事物，并通過仿真技術了解到事物的發(fā)展規(guī)律，進行新知識的學習。這種虛擬現(xiàn)實技術能夠幫助學生直觀逼真地學習新知識。例如在動畫設計中需要一種極為少見的動植物，學生可以通過虛擬現(xiàn)實技術進入到動植物所處的生長環(huán)境之中，通過“近距離”的觀察對其生長狀態(tài)和特點進行直觀和逼真的了解。

2.課程拓展

3D虛擬現(xiàn)實技術作為一項新興技術，在實現(xiàn)課程拓展方面起著十分突出的作用。隨著動畫技術和信息技術的飛速發(fā)展，過去傳統(tǒng)的動畫教學手段已經逐步落伍，因此，現(xiàn)有的動畫教學在課程拓展方面有著很大的需求。3D虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)對于動畫教學的教學內容而言是一種新的突破，融入了新技術新知識，與時俱進。這種新型技術同時也拓寬了教學資源，使得動畫教學從過去傳統(tǒng)的紙質資源拓展到立體化的虛擬資源，大大提高了學生的學習興趣和學習效果，為動畫教學提供了便利。而對于動畫教學的教學方式而言，3D虛擬現(xiàn)實技術的應用也是一種突破，教師可以通過網(wǎng)絡平臺進行教學，發(fā)布課程任務等等，打破了傳統(tǒng)的課堂教學模式。

3.實踐運用

任何學科的學習都離不了對知識的實踐及運用，3D虛擬現(xiàn)實技術為動畫教學的實踐運用提供了一種全新的渠道，使學生能夠在一種立體逼真的實驗環(huán)境進行研究和探索，更加生動直觀地將實驗細節(jié)展現(xiàn)給學生，更好地幫助學生學習和鞏固知識。

4.遠程教學

3D虛擬現(xiàn)實技術在遠程教學上的應用也非常廣泛，上文所提到的共享式虛擬系統(tǒng)就可以作為實現(xiàn)遠程教學的媒介。遠程教學打破了傳統(tǒng)課堂教學的空間限制，實現(xiàn)了異地教學，使得學生能夠在一種更為自由、自然的學習環(huán)境下進行遠程的學習。

結語

3D虛擬仿真技術是信息時代發(fā)展的產物，是多種現(xiàn)代技術的集大成者，其逼真的三維立體圖像所創(chuàng)設的虛擬環(huán)境對于動畫教學具有極大的幫助。相信在未來，隨著3D虛擬仿真技術的不斷發(fā)展和進步，其在動畫教學中的應用前景將會更加廣闊。

［1］王娟等.3D技術教育應用創(chuàng)新透視［J］.現(xiàn)代遠程教育研究，2015，01∶62-71.

［2］陳俐燕等.3D虛擬現(xiàn)實技術在動畫教學中的應用研究［J］.未來與發(fā)展，2011，10∶87-89.