融入安全教育理念的交互游戲設(shè)計(jì)

張 靜 陳 鵬 （西安理工大學(xué) 710054）

融入安全教育理念的交互游戲設(shè)計(jì)

張 靜 陳 鵬 （西安理工大學(xué) 710054）

安全教育是生命教育，游戲與教育都是伴隨著人類發(fā)展而發(fā)展進(jìn)步的，本課題研究在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的安全教育游戲交互設(shè)計(jì)應(yīng)用。通過(guò)對(duì)情境認(rèn)知理論的哲學(xué)研究、利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，創(chuàng)設(shè)情景，以達(dá)到教育和游戲娛樂(lè)的目的，利用多媒體技術(shù)和人工智能技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，以游戲的方式展開(kāi)教學(xué)活動(dòng)的完美結(jié)合

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；安全教育；人機(jī)交互；游戲設(shè)計(jì)

一、術(shù)語(yǔ)與研究范圍

美國(guó)公司VPL拉尼爾在20世紀(jì)80年代初提出虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)：“虛擬現(xiàn)實(shí)”（Virtural Reality，被稱為VR）這個(gè)詞，它是計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)的利用率和各種顯示器，控制創(chuàng)建和其他接口設(shè)備來(lái)產(chǎn)生立體感，并能提供一種身臨其境的，互動(dòng)的環(huán)境技術(shù)業(yè)務(wù)。1除了這些工具和技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)已建立超越時(shí)間客觀空間類似的模擬環(huán)境中，用戶可以根據(jù)自己的情緒，與虛擬世界的自然技能對(duì)象進(jìn)行檢查或動(dòng)作，參加活動(dòng)。

通過(guò)到計(jì)算機(jī)的人機(jī)界面和輸入指令，計(jì)算機(jī)處理輸出呈現(xiàn)給用戶的過(guò)程就是交互的過(guò)程。人機(jī)交互的歷史，從計(jì)算機(jī)到計(jì)算機(jī)的人適應(yīng)不斷適應(yīng)人類發(fā)展的歷史，它經(jīng)歷了很多個(gè)階段。

交互性的設(shè)計(jì)內(nèi)容是目前計(jì)算機(jī)行業(yè)中一個(gè)引領(lǐng)潮流的內(nèi)容，在最開(kāi)始的時(shí)候，并不叫“ID”，而是被稱為“(Soft Face)”，往后的發(fā)展中才逐漸演變?yōu)榻裉斓姆Q呼。而使用人群這一概念的定義卻與研發(fā)者有著一定的差異，在他們看來(lái)，這一項(xiàng)技術(shù)就是為了更好地提升產(chǎn)品的使用效果和功能，并且加強(qiáng)用戶的使用感受和使用體會(huì)，并不斷地滿足用戶的需求。而這一技術(shù)的發(fā)展也經(jīng)歷了很多的曲折，并且關(guān)聯(lián)著眾多的學(xué)科知識(shí)和內(nèi)容，正是如此，使得任何一個(gè)從事這一項(xiàng)技術(shù)開(kāi)發(fā)的人群都要適當(dāng)?shù)耐渌袠I(yè)的專業(yè)人士進(jìn)行溝通，這樣才能更好地完善本技術(shù)的升級(jí)發(fā)展。2

什么是游戲？Kevin J.Maroney（2008年雨果獎(jiǎng)得主）認(rèn)為游戲是“一種具有目標(biāo)和結(jié)構(gòu)的娛樂(lè)形式”，Eric Zimmerman（游戲設(shè)計(jì)師）認(rèn)為游戲是“為得到某種結(jié)果而進(jìn)行的有規(guī)則的活動(dòng)”，而我對(duì)游戲的理解，就是一種在寬泛意義上看，我們都知道游戲就是一種活動(dòng)方式，在其中每一個(gè)參加者都受到一定條約的限制，并且每一個(gè)參與者最終的成績(jī)都可以量化。從嚴(yán)格意義上看，游戲又是一種為了獲得最后成功而展開(kāi)的活動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程中，每一個(gè)參與者都需要遵守一定的規(guī)矩，然后去按照游戲的設(shè)定完成具體的任務(wù)。3

二、研究意義

本課題主要是研究在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的交互設(shè)計(jì)應(yīng)用。通過(guò)對(duì)情境認(rèn)知理論的哲學(xué)研究、實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生動(dòng)起來(lái)，讓學(xué)生具有主人翁意識(shí)，讓學(xué)生成為課堂的主體參與者和主導(dǎo)者是當(dāng)下教育游戲需要重點(diǎn)思考的問(wèn)題。唯有實(shí)現(xiàn)了這樣的目標(biāo)才可以一改以往的老舊教學(xué)模式，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和提高課堂教學(xué)的實(shí)際效果。并且，借助教育游戲的成功，來(lái)不斷地加強(qiáng)學(xué)生的能力建設(shè)，發(fā)掘出學(xué)生的領(lǐng)悟能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力、溝通能力、解決問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探究問(wèn)題等諸多能力，唯有如此，才能真正實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育的目標(biāo)。

三、理論以及技術(shù)運(yùn)用

1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與游戲設(shè)計(jì)

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的游戲設(shè)計(jì)是一種結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)及多媒體技術(shù)開(kāi)發(fā)的電腦游戲。在游戲中可以由計(jì)算機(jī)生成多種感覺(jué)環(huán)境，使使用者產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)。游戲可以真實(shí)再現(xiàn)已經(jīng)消失的場(chǎng)景，且對(duì)具有危險(xiǎn)性的破壞場(chǎng)面進(jìn)行探究，與現(xiàn)實(shí)生活中難以接觸的生物進(jìn)行交互等等．這些都在傳統(tǒng)教學(xué)中不可實(shí)現(xiàn)。

2.情境認(rèn)知理論以及沉浸感

沉浸感簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是讓人有一種身臨其境的感覺(jué)，也就是說(shuō)這一技術(shù)可以使人不單單從視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)上進(jìn)入虛擬世界，而是讓人以一個(gè)整體的形式融入到虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中去，讓人們從切身實(shí)際出發(fā)，真正用身體去感知知識(shí)和思維過(guò)程。這一特征使得玩家可以在游戲中獲得最為客觀、真實(shí)的感受。也是這樣的一個(gè)特點(diǎn)，使得玩家不僅可以在視聽(tīng)上獲得對(duì)視線的滿足，也幫助玩家進(jìn)入其中，從而獲得最佳的游戲體驗(yàn)。

3.3、實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)游戲的關(guān)鍵技術(shù)

首先，虛擬現(xiàn)實(shí)游戲中所需要展示的仿真三維場(chǎng)景和虛擬人物，都需要使用三維建模軟件制作。Maya是目前最優(yōu)秀的三維制作軟件之一。

無(wú)論是建模、渲染、動(dòng)作都能達(dá)到優(yōu)秀的視覺(jué)效果。

其次，繪制貼圖需要使用的軟件是adobe公司的photoshop

再次，游戲引擎的選擇也是至為重要的一步：本文選擇的是Unity3D引擎。

Unity3D引擎作為一種三維虛擬現(xiàn)實(shí)游戲平臺(tái)，可以充分、實(shí)時(shí)的處理大量的三維模型。

本文討論的模型是利用3DMax完成建模和貼圖后，形成了模型后，就要把FBX文件導(dǎo)入U(xiǎn)nity3D平臺(tái)中。在這過(guò)程中，一定要及時(shí)地將3DMax單位計(jì)量方式設(shè)定為“m”，然后將Y軸方向定為向上的方向，并將“嵌入媒體”項(xiàng)打鉤。由3Dmax導(dǎo)出的FBX模型文件后，可將其放入創(chuàng)建好的Unity3D工程目錄下的“Assets”文件夾下，此時(shí)再打開(kāi)Unity3D即可發(fā)現(xiàn)該模型已被自動(dòng)導(dǎo)入到工程中，直接將模型文件拖拽到“Sence”窗口下即可直接使用。4

他有幾大優(yōu)點(diǎn):1.綜合編輯，unity3D用戶界面操作簡(jiǎn)單，節(jié)省工作時(shí)間，提高了工作效率；2.資源導(dǎo)入，unity3D支持幾乎所有主要文件格式，并能同大部分應(yīng)用程序協(xié)同工作；3.Unity 3D中整合了豐富的開(kāi)發(fā)資源，其中包括：地形創(chuàng)建工具、物理引擎、粒子系統(tǒng)，常用腳本等；4.一鍵發(fā)布，unity3D可以讓你的作品在多平臺(tái)呈現(xiàn)。

四、安全教育問(wèn)題與設(shè)計(jì)關(guān)系密切

游戲首先一個(gè)重要的特征就是娛樂(lè)性，作為一種游戲，教育游戲當(dāng)然也要借鑒游戲的娛樂(lè)性。聽(tīng)到游戲會(huì)想到輕松；聽(tīng)到教育會(huì)想到嚴(yán)肅。正因如此，才使得教學(xué)難以收到良好的效果，所以越來(lái)越多的教育工作者和游戲開(kāi)發(fā)商開(kāi)始認(rèn)識(shí)到要將教育與游戲相結(jié)合，從而提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)積極性，更好的發(fā)揮資源，達(dá)到寓教于樂(lè)的目的。任何一個(gè)游戲的設(shè)計(jì)缺乏了這個(gè)元素，那么這個(gè)游戲的吸引力就會(huì)被降低，而且一旦玩家在進(jìn)入一個(gè)游戲后可以一次性通關(guān)，那么該游戲?qū)ν婕揖筒粫?huì)再有任何吸引力了。

五、結(jié)語(yǔ)

為了更好地預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生和形成是需要時(shí)刻關(guān)注的一大問(wèn)題，同時(shí)，這是耗時(shí)巨大的一項(xiàng)工作，在具體的操作之中，每一個(gè)研發(fā)人員都要將工作的設(shè)計(jì)開(kāi)展到位，并長(zhǎng)時(shí)間地在崗位上堅(jiān)持，這樣才可以更好地提升游戲本身的可實(shí)用性、操作性以及加強(qiáng)教學(xué)的效果。

注釋：

1.李怡，李樹(shù)濤.虛擬工業(yè)設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003：63.

2.覃京燕，鄧袁圓.基于虛擬現(xiàn)實(shí)的交互式數(shù)字教學(xué)模式研究[J].2010.11.：32.

3.《中國(guó)遠(yuǎn)程教育雜志市場(chǎng)研究室.教育游戲產(chǎn)業(yè)報(bào)告》[R].北京：中國(guó)遠(yuǎn)程教育，2004：51.

4.韓桂明，周凌，趙志鵬.基于Unity3D的房間仿真技術(shù)[J].電子測(cè)試 ，2014.11：22.