基于增強現(xiàn)實技術(shù)的VRay材質(zhì)教學(xué)環(huán)境研究與開發(fā)

袁小琰

課題項目：本研究為2017年度甘肅省高等學(xué)校科研項目《校企合作背景下基于VR技術(shù)的室內(nèi)設(shè)計教學(xué)平臺的研究設(shè)計與構(gòu)建》階段性成果之一，項目編號：2017B-58。

摘要：為了了解基于增強現(xiàn)實仿真系統(tǒng)的VRay材質(zhì)教學(xué)平臺對VRay材質(zhì)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)效果和學(xué)習(xí)效果的影響，進行了以上測試，對實驗組的學(xué)生使用基于增強現(xiàn)實仿真系統(tǒng)的3ds max材質(zhì)教學(xué)平臺進行授課， 對對照組的學(xué)生使用多媒體教室的投影儀進行傳統(tǒng)方法授課。比較實驗組和對照組的問卷信息，并針對問卷信息進行數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)兩組的學(xué)習(xí)效果差距較大，實驗組的學(xué)習(xí)成績明顯好于對照組;另外，從問卷數(shù)據(jù)分析可以看出，使用基于增強現(xiàn)實仿真系統(tǒng)的VRay材質(zhì)教學(xué)平臺進行授課，很好的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，創(chuàng)設(shè)了學(xué)生非常滿意的教學(xué)環(huán)境。

關(guān)鍵詞：增強現(xiàn)實;VRay;材質(zhì)教學(xué)

中圖分類號：TU238.2 ? 文獻標識碼：A ? 文章編號：1672-9129（2018）15-0165-01

Abstract： In order to understand the influence of VRay material teaching platform based on enhancing reality simulation system on VRay material teaching content teaching effect and learning effect， the above tests were conducted. Students in the experimental group were taught using the 3DS Max material teaching platform based on the enhanced reality simulation system， and students in the control group were taught using the traditional method of using the projector in the multimedia classroom. Comparing the questionnaire information of the experimental group and the control group， and analyzing the data based on the questionnaire information， it was found that the learning effect of the two groups was quite different， and the learning performance of the experimental group was significantly better than that of the control group. In addition， from the data analysis of the questionnaire， it can be seen that using the VRay material teaching platform based on the enhanced reality simulation system to teach well stimulated students 'interest in learning and created a teaching environment that students are very satisfied with.

Keywords： enhance reality;VRay;Material teaching

1 增強現(xiàn)實

增強現(xiàn)實（也簡稱為AR），是真實環(huán)境和虛擬世界的組合，其主要特點是實時交互，是虛擬場景和真實對象在相關(guān)技術(shù)的支持下的精確的結(jié)合。AR主要是指將對象在真實環(huán)境的物理屬性通過添加虛擬信息來增強它，另外，AR也被人們認為是現(xiàn)實-虛擬環(huán)境的聯(lián)結(jié)。AR的范圍被定義為從完全真實的環(huán)境到完全虛擬的環(huán)境。AR也被定義為混合現(xiàn)實的環(huán)境。近幾年來，相關(guān)研究人員已經(jīng)提出，將AR技術(shù)引入教育環(huán)境，可以在不降低真實世界的真實性的前提下為學(xué)習(xí)者提供更加沉浸式的、更吸引人的學(xué)習(xí)環(huán)境。

2 研究方法

2.1研究對象。這項研究以60名專科生為研究對象。作為研究對象的標準是他/她以前沒有學(xué)過3ds max材質(zhì)。其中實驗組總共30人，男生10人，女生20人，年齡18～23歲;對照組總共30人，男生10人，女生20人，年齡18～23歲。為了確保兩組學(xué)生在教學(xué)活動實施之前有相似的3ds max知識水平和知識結(jié)構(gòu)，在選擇研究對象時，以同一教師授課、同一教材、同一授課進度的班級為基礎(chǔ)進行研究對象的挑選并組織了一次3ds max知識測驗，以確保所有研究對象都沒有學(xué)過3ds max材質(zhì)且有相似的3ds max知識水平。

2.2 增強現(xiàn)實（AR）教學(xué)系統(tǒng)。增強現(xiàn)實（AR）教學(xué)系統(tǒng)軟件的運行以教師機電腦端支持服務(wù)器程序，支持Android OS 2.2的HTC Desire，增強現(xiàn)實（AR）教學(xué)系統(tǒng)符合目前研究者提出的AR特性。

教學(xué)實驗環(huán)節(jié)，增強現(xiàn)實（AR）教學(xué)系統(tǒng)將不同的材質(zhì)分別放置在相同的斜面上，由于材質(zhì)本身的屬性不同，所以其感光度和摩擦力也各不相同，研究對象可以通過模擬物理屬性的輸入接口操作不同材質(zhì)立方體從相同的斜面滑下，感受不同材質(zhì)物體在整個運動過程中光線的變化和摩擦力的變化。

3 數(shù)據(jù)分析

從數(shù)據(jù)分析的結(jié)果可以看出，首先，實驗組有30人認為此增強現(xiàn)實仿真系統(tǒng)的3ds max材質(zhì)教學(xué)平臺能夠很好的激發(fā)自己的學(xué)習(xí)興趣，0人認為不能夠激發(fā)自己的學(xué)習(xí)興趣;其次，實驗組有26人學(xué)會了區(qū)分各類材質(zhì)的類型，有4人還未學(xué)會區(qū)分各類材質(zhì)的類型;再次，實驗組有29人掌握了各類材質(zhì)的屬性，有1人未掌握各類材質(zhì)的屬性。

相同的教學(xué)內(nèi)容，使用傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)境，首先，從教學(xué)效果來分析，對照組有13人認為此節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容可以激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，有17人認為此節(jié)教學(xué)內(nèi)容不能夠激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣;其次，從教學(xué)內(nèi)容來分析，對照組有25人學(xué)會了區(qū)分各類材質(zhì)的類型，有5人未學(xué)會區(qū)分各類材質(zhì)的類型;有15人掌握了各類材質(zhì)的屬性，有15人還未掌握各類材質(zhì)的屬性。

綜上所示，使用增強現(xiàn)實仿真系統(tǒng)的3ds max材質(zhì)教學(xué)平臺，能夠提高3ds max材質(zhì)的教學(xué)效果，幫助學(xué)生掌握3ds max材質(zhì)的教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

4 結(jié)論

本論文旨在研究構(gòu)建基于增強現(xiàn)實仿真系統(tǒng)的3ds max材質(zhì)教學(xué)平臺如何影響室內(nèi)設(shè)計專業(yè)3ds max材質(zhì)的教學(xué)效果。本研究以60名專科生為研究對象，將學(xué)生分為兩組，即測試組和對照組，一組作為測試組使用基于增強現(xiàn)實仿真系統(tǒng)的3ds max材質(zhì)教學(xué)平臺進行授課，另一組作為對照組在多媒體教室使用使用傳統(tǒng)的投影儀進行授課，對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進行問卷調(diào)查和數(shù)據(jù)分析，結(jié)果表明，使用基于增強現(xiàn)實仿真系統(tǒng)的3ds max材質(zhì)教學(xué)平臺進行授課的學(xué)生學(xué)習(xí)興趣更高、學(xué)習(xí)效果更好。測試數(shù)據(jù)對實驗研究效果產(chǎn)生的積極的影響。

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