盛 夏,潘 倩

安徽城市管理職業(yè)學院城市設計系，安徽合肥，230601

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虛擬展示技術在現(xiàn)代展示設計教學中的應用

盛 夏,潘 倩

安徽城市管理職業(yè)學院城市設計系，安徽合肥，230601

虛擬展示是用虛擬系統(tǒng)模仿實景展示的技術，它在家居裝飾、汽車、電子類產(chǎn)品和服飾等領域的應用越來越廣泛。傳統(tǒng)展示設計教學存在諸多問題，將虛擬展示技術運用于教學中，發(fā)揮虛擬展示技術的優(yōu)勢，可以解決這些問題。虛擬展示的教學可通過三維軟件建模、虛擬交互設計和設計成果發(fā)布等步驟完成設計任務。虛擬展示可以簡化教學設計程序，可以解決實踐教學的條件限制，可以取得更好的教學效果。

職業(yè)教育；展示設計；虛擬展示；教學方式

虛擬技術(VR)的概念是由美國VPL公司創(chuàng)始人J.Lanier于1989年提出。虛擬技術是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機系統(tǒng)，通過計算機技術生成一個逼真的三維虛擬現(xiàn)實環(huán)境，在這種虛擬的環(huán)境里，人們可以看到逼真的三維景象、聽到逼真的立體聲音，甚至還能通過傳感設備獲得與真實世界一樣的觸覺效應，讓人產(chǎn)生一種身臨其境的感覺。美國人率先把虛擬技術引入高校教學中，并將它作為實踐教學中的一種新的教學手段，取得了一定成效。

1 虛擬展示開啟展示設計的新時代

美國休斯敦大學建設了“虛擬物理實踐室”，該實驗室可以通過虛擬手段模仿物體間的萬有引力，通過數(shù)據(jù)來修改引力的大小、方向，并能模擬出這些改變所導致的各種物理現(xiàn)象，這可使學生對這一物理知識獲得直觀的深刻理解。美國印第安納州大學運用桌面型VR模擬地球和太陽之間的關系，使學生更好地理解相關知識。北京航空航天大學是國內較早進行虛擬研究的高校，他們在研究相關基礎知識的同時重點研究虛擬環(huán)境中物體的特征表現(xiàn)。將虛擬設計較好地應用到虛擬展示教學中的是中國地質大學的網(wǎng)上虛擬晶體結構模型室。該模型室運用web技術，學生通過網(wǎng)絡進入到這個模型室后，可通過計算機控制虛擬空間，做各種交互動作，如打開某個模型柜、關閉某個抽屜等。另外，西北工業(yè)大學CAD/CAM研究中心、上海交通大學圖像處理模式識別研究所、安徽大學電子工程與信息科學系等單位也進行了一些類似的研究工作和嘗試[1]。

虛擬技術作為一種新型教學手段已越來越為人們所熟知，現(xiàn)代設計領域包括展示設計也開始接觸并應用到虛擬技術，一方面通過技術的優(yōu)越性使傳統(tǒng)展示設計的空間和時間擴大；另一方面由于可傳遞信息量的增多，使得原來一些不可能在現(xiàn)實中展示的內容得以展示[2]。例如，利用虛擬展示技術呈現(xiàn)逼真的三維室內效果圖，讓用戶預先體驗家居環(huán)境。與此同時，虛擬展示在家居裝飾、汽車、電子類產(chǎn)品、服裝品展示等方面也得到廣泛運用。然而，虛擬現(xiàn)實技術尚不成熟且設備較為昂貴。因此，虛擬技術并非隨處可用而又用得很好，目前國內高校只有少數(shù)研究和應用，且主要是用來解決自然學科中一些在實驗環(huán)境中不確定和不安全的技術問題。其實，在現(xiàn)代展示設計教學中，也可以借助現(xiàn)有的各種虛擬技術，運用計算機和虛擬軟件來進行虛擬展示設計。這不僅能擴大虛擬技術的使用領域，而且為現(xiàn)代展示設計提供了一個新的手段和方法。研究和發(fā)展虛擬展示技術在展示設計課程中的應用具有一定的現(xiàn)實意義[3]。

2 展示設計教學現(xiàn)狀

“展示設計”作為現(xiàn)代藝術設計領域一門重要的核心課程，在多年的專業(yè)教學發(fā)展中已經(jīng)形成了一套較為成熟的教學手段和方法，但隨著信息技術的不斷發(fā)展和現(xiàn)代教學體系的日益豐富，“展示設計”現(xiàn)有的教學方式在實際教學實踐中已不能滿足相關需要，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

2.1 學生學習興趣不高

學生學習興趣不高，作業(yè)缺乏想象力和創(chuàng)造力。目前高校的“展示設計”課程教學多在教室中利用投影儀進行教學，僅能提供事先收集好的圖片，學生還是扮演觀眾的角色，被動地接受這些信息，這種缺乏主動參與的學習方式使學生逐漸喪失學習的主動性，從而影響學生想象力和創(chuàng)造力的發(fā)揮。

2.2 學生動手能力不強

目前，“展示設計”課程教學一般先由教師講授理論知識，然后安排課程任務，提出相關要求，學生按照任務書進行實踐操作。由于目前高校特別是一些職業(yè)院校辦學設施薄弱，尤其是缺少“展示設計”課程教學用專門實驗室，工具和材料也匱乏，直接影響了學生實踐動手能力的提高。

2.3 教育經(jīng)費投入有限，教學條件亟待完善

目前，大多數(shù)高校都存在經(jīng)費和教學條件不足的情況，這直接影響了“展示設計”課程教學場地、實踐設備的建設，很多應該開設的教學實踐內容不能進行，極大地影響了教學進程和質量，不利于學生掌握教學內容，更不利于培養(yǎng)學生的綜合能力。

3 運用虛擬展示技術教學的優(yōu)勢

運用虛擬展示技術手段，在展示設計課程教學中可以不受傳統(tǒng)實驗空間和條件的制約，在虛擬的逼真世界中設計、制作、修改和演示，能通過多種創(chuàng)新的表現(xiàn)形式，激發(fā)師生的創(chuàng)造靈感，幫助他們更好地展示作品，這是現(xiàn)有教學手段難以達到的[4]。虛擬展示技術在教學中的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下三點：

3.1 教學設計程序簡化

以產(chǎn)品展示為例，在傳統(tǒng)的教學過程中，首先要進行產(chǎn)品模型的制作，學生在實驗室里需要經(jīng)過一系列復雜的實踐步驟，先用電腦繪制模型圖和效果圖，然后選擇相適合的材料、工具進行制作，最后打磨上色等。在這一過程中要經(jīng)過復雜的運算和精密的測量，耗費大量的時間。而虛擬展示技術則只需要創(chuàng)建模擬的三維環(huán)境，讓學生在虛擬的世界里完成實驗室里的任務，通過鼠標、鍵盤等設備與展示對象進行互動，完成視覺、聽覺甚至嗅覺的交互體驗，大大簡化了繁冗的工作程序[5]。

3.2 實踐教學手段靈活

在傳統(tǒng)的展示設計課程教學中，對教學場地、實驗室條件等有較高的要求，比如材料要齊全、加工工具和設備要應有盡有。不少高校由于受人員和經(jīng)費等條件的限制，往往忽略很多重要的實踐教學環(huán)節(jié)，極大地影響了展示設計課程的教學效果和學生職業(yè)素質的培養(yǎng)。如果在課堂教學中引入虛擬展示技術，就可以在有限的資源和條件下完成實踐教學，能顯著改善教學條件，豐富教學手段。例如學生可以在教師事先設定好的虛擬空間內設計制作模型，并進行交互式體驗，既鞏固了基礎知識，提高了學生的實際動手能力，又能有效地避免真實環(huán)境中因為操作不當?shù)仍蛟斐傻陌踩鹿屎驮牧侠速M。

3.3 教學效果良好

傳統(tǒng)的課堂教學只能通過多媒體設備向學生展示二維圖片或者播放視頻，角度單一且不具有交互性，而虛擬現(xiàn)實技術的運用可以幫助教師豐富課堂教學手段，讓展示更逼真、更生動，且具有多角度和互動性特點。運用虛擬展示技術編制的課件，不僅有聲有色，而且更具立體感和真實感，還能提供虛擬的實驗環(huán)境。例如，建立一個虛擬的產(chǎn)品展示，教師可以邊演示課件邊點擊相關的視頻連接，還能進行實時的互動操作，甚至是再現(xiàn)制作工程，能為現(xiàn)代的教學特別是在線學習和遠程教育提供良好的平臺[6]，以取得更好的教學效果。

4 虛擬展示技術在展示設計教學中的應用

虛擬展示在現(xiàn)代展示設計教學中有著廣泛的應用，教師可以在掌握三維建模軟件的基礎上進行虛擬展示教學。目前，此類軟件已發(fā)展得相當成熟，如人們熟知的3D-MAX、犀牛、MAYA等都是常用的建模軟件，模型建立以后通過虛擬平臺即可對其進行虛擬展示。以下以電子產(chǎn)品中一款點鈔機的虛擬展示應用為實例，剖析虛擬現(xiàn)實技術在展示設計教學中的具體應用。

4.1 運用三維設計軟件創(chuàng)建展示模型

三維模型是運用三維設計軟件創(chuàng)建的，目前使用較多的三維設計軟件是由美國Autodesk公司開發(fā)的3DS-Max軟件。該軟件具有較為快速的三維建模功能，同時還可以較好地處理材質、貼圖和各種空間變形。它能夠輸出c3d、wrl、obj等格式文件，可以直接在主流的虛擬現(xiàn)實平臺使用，兼容性很好。

4.2 選擇虛擬展示平臺進行虛擬交互設計

模型建立后，選擇虛擬展示平臺。教學中，可以使用瑞典Cycore公司開發(fā)的Cult3D軟件。該軟件已在虛擬設計領域得到了廣泛的應用，它具有文檔小、便于傳送、3D互動真實、材質表現(xiàn)力強、可跨平臺運用等優(yōu)勢。Cult3D軟件對計算機的硬件要求相對較低，一般辦公或家用計算機、筆記本電腦和平板電腦甚至手機都能流暢地瀏覽Cult3D作品[7]?；贘AVA語言的內核使Cult3D軟件具有良好的擴展性，在完成交互設計后可以生成多種形式的文件進行發(fā)布，如可生成“.co”格式的文件，該文件可以無縫地嵌入網(wǎng)頁頁面。總之，該軟件相對簡便，符合設計類專業(yè)教學的軟硬件開發(fā)環(huán)境及應用目標。

4.3 設計成果通過瀏覽器進行發(fā)布

首先，根據(jù)設計圖紙建立點鈔機產(chǎn)品模型。必須注意的是：要保證在3ds-Max軟件中建立的產(chǎn)品模型面的數(shù)量盡量少，因為目前虛擬軟件在進行模型渲染時，不能較好地運行過多面數(shù)和過于精細的模型，否則會對虛擬軟件運行平臺造成負擔。其次，為了后期的貼圖、材質賦予及在Cult3D虛擬軟件里進行交互設計，點鈔機模型應當按照結構分別建模。點鈔機模型建立好輸出時，為了減輕后期軟件運算的負擔，盡量導出成jpeg或gif格式，以便有效地控制文件大小(圖1)。最后，安裝Cult3D Exporter for 3dsMax 插件，將已經(jīng)創(chuàng)建好并進行了對象群組的點鈔機模型通過插件的EXPORT命令導出，保存為Cult3D Designer( *.c3d)類型[8]，以便在Cult3D中進行進一步的交互動作設置。

圖1 產(chǎn)品建模

進入Cult3D軟件中進行點鈔機虛擬交互設計。首先啟動Cult3D Designer程序，通過導入命令導入點鈔機模型，然后根據(jù)預設的展示動作進行基本交互設置，設置的對象主要包括場景、動作、事件三要素(圖2)。場景包括導入的C3D文件中的材質、聲音、紋理等要素，動作一般包括點鈔機模型的移動(旋轉、縮放、平移等)、顯示或者隱藏物體、顏色顯示和轉換、視角旋轉等，事件包括開始事件、計時器、鼠標或者鍵盤事件及由其他事物激發(fā)的自定義事件等。如果有組合關系，可通過事先設計多種組合形式分別命名，再對模型預設鍵盤單擊觸發(fā)事件的相應動作，這樣就能夠在演示窗口通過鍵盤事件完成點鈔機形態(tài)和色彩變換的展示(圖3)。

圖2 Cult3D軟件界面

完成以上的交互設計后，如果是通過瀏覽器進行發(fā)布，則點擊“保存”命令，存儲為Cult3D 網(wǎng)絡文件( *.co)格式，在網(wǎng)頁中編寫語句嵌入該文件并設置觸發(fā)事件，從而完成虛擬交互對象的網(wǎng)絡發(fā)布。用戶可以在網(wǎng)絡上使用瀏覽器進行交互瀏覽,可以

10.3969/j.issn.1673-2006.2015.03.034

2014-11-29

安徽省高等學校省級質量工程教學研究項目“新招生環(huán)境下廣告設計教學體系優(yōu)化研究”(2014jyxm606)；安徽城市管理學院校級教研教改項目“虛擬現(xiàn)實技術與展示設計教學整合應用研究”(2011jyjg24)。

盛夏(1984-),安徽無為人,碩士，講師,主要研究方向：藝術設計，設計教育。

G642.0

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1673-2006(2015)03-0124-04