馬璐 楊文飛 曹珊珊

摘 要：隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的快速發(fā)展，在教育領(lǐng)域的應(yīng)用漸漸嶄露頭角，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所營造的是“自主性”的學(xué)習(xí)環(huán)境，在自身與環(huán)境的交互過程中，為學(xué)習(xí)者提供了一個新的學(xué)習(xí)方式方法.3DSMAX教學(xué)軟件是目前應(yīng)用較普遍的三維建模軟件，三維建模是實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)，是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵一步.本課題以把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入到教學(xué)中為目標(biāo)，力求在新的教學(xué)手段下提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，提升課堂教學(xué)質(zhì)量.

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);3DSMAX

中圖分類號：G642 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ?文章編號：1673-260X（2019）12-0141-02

1 背景及現(xiàn)狀分析

進(jìn)入信息化的時代后，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VirtualReality，簡稱VR），一直走在現(xiàn)代科技發(fā)展的前端，緊隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生，這是一種利用計算機(jī)仿真系統(tǒng)，繼而生成的一種類似于真實(shí)場景的模擬環(huán)境，依靠計算機(jī)生成實(shí)時動態(tài)的三維立體逼真圖像形成真實(shí)的模擬環(huán)境，用戶完全沉浸于該環(huán)境中，體現(xiàn)出動態(tài)的三維視景，用戶在模擬場景中可自行感知，人的頭部轉(zhuǎn)動，眼睛、手勢、或其他人體行為動作都可實(shí)現(xiàn).目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、娛樂、軍事航天、室內(nèi)設(shè)計、房產(chǎn)開發(fā)、工業(yè)仿真、應(yīng)急推演、文物古跡、游戲、Web3D、道路橋梁、地理、教育、演播室、水文地質(zhì)、維修、培訓(xùn)實(shí)訓(xùn)、船舶制造、汽車仿真、軌道交通等領(lǐng)域.隨著虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展成熟，人們開始認(rèn)識虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用價值，多應(yīng)用于高校的科研和教學(xué)工作，各種諸如地理、物理、化學(xué)、生物虛擬實(shí)驗(yàn)室應(yīng)運(yùn)而生.在3DSMAX教學(xué)過程中，在建筑模型建模時如何更加直觀形象的獲取一些建筑空間信息的相關(guān)問題上，在融入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)后，解決問題將會更加快速、高效.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在3DSMAX教學(xué)過程中的優(yōu)勢也會更加明顯.學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)的過程中，也會更加容易理解和掌握.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的3DSMAX被應(yīng)用于課堂教學(xué)后，將會促使教學(xué)手段向多元化的、信息化發(fā)展.

2 3DSMAX三維設(shè)計與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的聯(lián)系

2.1 三維設(shè)計制作是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)

三維建模技術(shù)在各行業(yè)的發(fā)展過程中扮演著至關(guān)重要的作用，是計算機(jī)圖形學(xué)中最熱門的技術(shù)之一.而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則是隨著信息時代的快速發(fā)展衍生的一門新的技術(shù)，得到了各行各業(yè)的重視，在三維建模的教學(xué)過程中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的加入更強(qiáng)調(diào)人機(jī)的交互體驗(yàn)，學(xué)習(xí)者由被動狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽兂芍鲃訝顟B(tài)，使其融入其中.這種空間并不真實(shí)存在，但是當(dāng)學(xué)習(xí)者置身于其中的時候，就會感覺處于一個感同身受、身臨其境的環(huán)境中.在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的建立過程中，三維建模技術(shù)是不可缺少的必要條件，是整個虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)建立基礎(chǔ).

2.2 三維制作課程的設(shè)計依靠虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)技術(shù)支撐

三維虛擬的環(huán)境場景是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵一步，所以較逼真的三維模型是重點(diǎn)，利用3DSMAX軟件對環(huán)境空間進(jìn)行建模、場景渲染等.在保證效果的前提下，利用虛擬現(xiàn)實(shí)場景的構(gòu)造，學(xué)生在運(yùn)用3DSMAX進(jìn)行搭建三維模型時就會比較簡單、直觀，在技術(shù)支持下，教學(xué)者可以利用3DSMAX與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合，將傳統(tǒng)二維動畫圖像轉(zhuǎn)化為動態(tài)三維的視覺效果.

3 3DSMAX與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合在教學(xué)中的應(yīng)用

3.1 使得教學(xué)更加簡單、直觀化

三維建模與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合為信息時代下的現(xiàn)代化教學(xué)環(huán)境帶來了新的生機(jī).三維空間中的虛擬環(huán)境情景在3DSMAX與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合下能夠更好地體現(xiàn)出來，更好的表現(xiàn)出一個真實(shí)的虛擬環(huán)境場景，使整個教學(xué)過程更加生動逼真，學(xué)習(xí)者能夠直接進(jìn)入一個直觀、動態(tài)、多維的真實(shí)場景中，教學(xué)的情境會更加生動充滿趣味性，學(xué)習(xí)者接受能力也會比較容易，使得教學(xué)簡單化.

3.2 完善“教”與“學(xué)”的結(jié)合

在教學(xué)過程中學(xué)習(xí)情景的創(chuàng)設(shè)、學(xué)習(xí)內(nèi)容的形象化增加、學(xué)習(xí)趣味性的提升以及實(shí)現(xiàn)模擬訓(xùn)練都可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn).基于3DSMAX的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠使學(xué)習(xí)者完全沉浸于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)所構(gòu)建的仿真環(huán)境中，切身的去體驗(yàn)并置身于虛擬的場景中，所看到的模型更直觀、形象化，學(xué)習(xí)者的感受會更真實(shí)，有直接的感官體驗(yàn)，在虛擬的環(huán)境中全身心的投入自我，這樣將有利于提升學(xué)習(xí)者的實(shí)際操作技能水平.對于教學(xué)者來說，加強(qiáng)了教學(xué)中學(xué)生與教學(xué)場景的親身體驗(yàn)和沉浸體驗(yàn)，更好的完成了“教”與“學(xué)”的結(jié)合.

3.3 改善教學(xué)手段，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，降低教學(xué)難度

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合其多感知、交互性以及沉浸性等特點(diǎn)，將學(xué)生完全沉浸于一個生動具體的逼真環(huán)境中，使得學(xué)生更加直觀地感知教師的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)過程，從而學(xué)生的發(fā)散思維與空間想象力也得到了本質(zhì)提升，學(xué)生也更容易理解和掌握教學(xué)中的難點(diǎn)與重點(diǎn).基于虛擬現(xiàn)實(shí)的3DSMAX制作教學(xué)，能夠讓學(xué)生去欣賞、去交流制作的模型作品，在互相的討論中提升自己的能力、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和激情.

3.4 實(shí)際操作水平得到提升

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立起來的3DSMAX實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室，由于教學(xué)手段以及內(nèi)容的不斷更新，使得實(shí)踐操作能夠與技術(shù)實(shí)現(xiàn)同步發(fā)展.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠使得學(xué)生完全進(jìn)入到虛擬的場景中進(jìn)行技能的實(shí)際操作訓(xùn)練.隨著虛擬技術(shù)的發(fā)展，漸漸的將應(yīng)用于其他專業(yè)的實(shí)訓(xùn)操作，例如：汽車駕駛技能、果樹栽培技、飛機(jī)駕駛技術(shù)、醫(yī)學(xué)類解剖手術(shù)、新型藥物的研制等各種職業(yè)技能的訓(xùn)練.在三維設(shè)計制作中，在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的輔助下，學(xué)習(xí)者在自己的空間中去設(shè)計觀察自己的設(shè)計作業(yè)，不斷進(jìn)行修改與提升.運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，有助于改善教學(xué)環(huán)境，對于成本來說，既節(jié)約了時間，又節(jié)省了做模型的費(fèi)用.

4 3DSMAX三維設(shè)計與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合教育領(lǐng)域中的實(shí)現(xiàn)意義

4.1 豐富授課內(nèi)容

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)主要依賴3DSMAX三維設(shè)計的技術(shù)支撐，三維場景和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合，使得教學(xué)者的授課模式多元化，可以加強(qiáng)學(xué)習(xí)者的交互式和沉浸式體驗(yàn)，在學(xué)習(xí)的過程中發(fā)揮其主觀能動性和其創(chuàng)造性，對于任何一個案例可以進(jìn)入其中，可以快速的獲取建筑模型信息.在傳統(tǒng)的三維模型教學(xué)中，教師傳授三維模型制作知識主要還是通過教材來進(jìn)行，雖然可以利用建模軟件在電腦上展示三維模型圖，但是從學(xué)習(xí)者掌握程度以及學(xué)習(xí)興趣來看，還是難以取得良好的教學(xué)效果.

在信息化教學(xué)活動中，教師完全可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立一個三維全景課件庫，可以徹底打破時間與空間的限制，在教學(xué)過程中，學(xué)習(xí)者可以進(jìn)入到虛擬場景中體驗(yàn)三維效果，感受三維空間尺度和深度，確切體會設(shè)計者的設(shè)計理念和設(shè)計思想，并在以后的設(shè)計中加以實(shí)踐.

4.2 靈活的授課方式

在講授三維案例的時候，傳統(tǒng)的方式是教師通過投影儀進(jìn)行放映，學(xué)習(xí)者并不能感同身受，也看不到相關(guān)的動態(tài)變化，但是在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下，學(xué)生通過VR眼鏡進(jìn)行觀看，仿佛置身于其中.身處虛擬空間中可以全方位無死角進(jìn)行研究與感知，學(xué)習(xí)者對于學(xué)習(xí)的興趣將會得到大大提升，因?yàn)橛H身體驗(yàn)和感知，這將會加深他們對事物的理解程度，在學(xué)習(xí)過程中，漸漸的會從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，將會成為學(xué)習(xí)的主導(dǎo)者.

4.3 以“教師為中心”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)生為中心”的教學(xué)模式的改變

傳統(tǒng)的教學(xué)方式大多以教師為中心，把教學(xué)引入只讓學(xué)生死讀書本、不注意發(fā)展品德和能力的羊腸小道的誤區(qū)，而現(xiàn)代教學(xué)“以學(xué)生為中心”適應(yīng)社會發(fā)展和學(xué)生個性發(fā)展的需要，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生積極主動的參與教師的教學(xué)過程，師生互動，互相交流.在現(xiàn)代化教學(xué)過程中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)恰恰可以提供這種學(xué)習(xí)環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行自我探索的意識以及學(xué)生的分析總結(jié)能力，有助于啟發(fā)式教學(xué)的開展以及創(chuàng)新意識的綜合型人才的培養(yǎng).在3DSMAX的教學(xué)過程中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸性、交互性和構(gòu)想性特點(diǎn)，大大提升了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的專注度、反饋度以及學(xué)習(xí)應(yīng)用的自由系性，擯棄了傳統(tǒng)教學(xué)意義中的死記硬背，被動的去學(xué)習(xí)的教學(xué)模式.

4.4 學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)方式的改進(jìn)

由于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)所提供的環(huán)境是一個近乎現(xiàn)實(shí)的一個逼真場景，具有的逼真學(xué)習(xí)環(huán)境，可提供良好的交互功能，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在3DSMAX課程教學(xué)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的給沉浸性特點(diǎn)，使得學(xué)生仿佛置身于真實(shí)的三維空間，幫助學(xué)生一次次的全面檢驗(yàn)自己的作品，主動參與知識的構(gòu)建，對出現(xiàn)的問題進(jìn)行思考分析，對自己的作品進(jìn)行不斷推敲，判斷模型的空間尺度是否合理，如有不足，可以及時調(diào)整修改，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率.

5 總結(jié)

在利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的教學(xué)過程中，能夠使得人機(jī)的交互方式更加自然流暢，學(xué)生通過自行感知完全沉浸于虛擬場景中，產(chǎn)生一種身臨其境的逼真感.基于3DSMAX虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用于教學(xué)過程中將會促使教學(xué)理念和教學(xué)模式的改變.在模擬環(huán)境下，極大提升了學(xué)生的交流討論和參與，共同實(shí)現(xiàn)協(xié)同合作，發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，了解出現(xiàn)問題的前因后果，進(jìn)行更好的歸納總結(jié)，也有助于學(xué)生對于知識點(diǎn)的掌握和理解.那么虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展將引領(lǐng)教學(xué)手段朝著信息化、科學(xué)化的方向發(fā)展，使得教學(xué)形式更加多樣化生動化.

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