嚴(yán)善林 魏九妹

濟(jì)南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250200

隨著科技的進(jìn)步，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正在日益蓬勃發(fā)展，而近年來(lái)世界各個(gè)領(lǐng)域也都對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)予以了高度重視，也使得虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐漸成了各應(yīng)用領(lǐng)域研發(fā)的熱門(mén)話(huà)題。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種包括了自動(dòng)控制、控制工程、電腦圖形學(xué)、硬件設(shè)計(jì)、模式辨識(shí)、人工智能、多媒體教學(xué)科技、軟件工程、傳感信息、圖像可視化信息、電腦視覺(jué)和計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)信息等諸多內(nèi)容的計(jì)算機(jī)綜合科學(xué)技術(shù)，而在計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展下，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用也在進(jìn)一步的推廣與普及［1］。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)MR技術(shù)對(duì)自動(dòng)售票機(jī)結(jié)構(gòu)模擬操作，充分了解設(shè)備結(jié)構(gòu)和設(shè)備操作使用流程。

《教育部關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)職業(yè)教育信息化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》（教職成〔2017〕4號(hào)）要求，“進(jìn)一步完善信息化教學(xué)大賽制度，國(guó)家與地方每年舉辦職業(yè)院校信息化教學(xué)大賽，提高參與率，積極轉(zhuǎn)化大賽成果并廣泛共享?！毙畔⒒虒W(xué)也是當(dāng)下教育理念變革的熱點(diǎn)之一。而信息化教學(xué)實(shí)踐則是要求在信息化的大環(huán)境下，教育者根據(jù)教學(xué)內(nèi)容合理利用多種信息化手段和資源，有效解決教學(xué)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)問(wèn)題。本文將自動(dòng)售票機(jī)操作課程與信息化教學(xué)緊密結(jié)合，便于學(xué)生更好地理解掌握城軌自動(dòng)售票機(jī)相關(guān)理論及實(shí)踐操作。

一、混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究現(xiàn)狀

隨著2010年上海世博會(huì)等重大的國(guó)際博覽會(huì)活動(dòng)在我國(guó)的開(kāi)展，數(shù)字化的各類(lèi)展覽形式深受廣大觀(guān)眾的熱議和青睞，利用數(shù)碼技術(shù)的表現(xiàn)手段也開(kāi)始越來(lái)越為人所關(guān)注并有愈演愈烈之勢(shì)，但是在商業(yè)性的產(chǎn)品展覽活動(dòng)中這種技術(shù)性的表現(xiàn)手段在國(guó)內(nèi)卻還未被完全的運(yùn)用和發(fā)展。

虛擬現(xiàn)實(shí)、強(qiáng)化真實(shí)和混合真實(shí)等都是基于電腦仿真技術(shù)的興起為歷史背景而形成的［2］。三者之間既有差異又有所密切聯(lián)系，可以說(shuō)明混合現(xiàn)實(shí)MR是由虛擬現(xiàn)實(shí)、強(qiáng)化真實(shí)而蓬勃發(fā)展起來(lái)的，同時(shí)三者的科技發(fā)展趨勢(shì)也相互影響彼此交叉，協(xié)同發(fā)展。

單純從“混合現(xiàn)實(shí)”這樣的數(shù)字技術(shù)，或者僅僅是從產(chǎn)品演示的視角來(lái)看，國(guó)外關(guān)于這兩個(gè)方向的研究都相當(dāng)全面和廣泛，但結(jié)合二者的研究則較為少見(jiàn)。當(dāng)前，中國(guó)致力于產(chǎn)品陳列設(shè)計(jì)的藝術(shù)相關(guān)人才，多數(shù)畢業(yè)于藝術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)以及商品市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)類(lèi)專(zhuān)業(yè)，對(duì)設(shè)計(jì)美學(xué)、產(chǎn)品與行銷(xiāo)戰(zhàn)略等方面均具備諸多認(rèn)識(shí)，但卻相對(duì)欠缺與創(chuàng)新技術(shù)融合發(fā)展的設(shè)計(jì)思維與前瞻眼光。

二、混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)特點(diǎn)

混合真實(shí)技術(shù)在信息展示設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用中，往往要求形成一種比當(dāng)前計(jì)算機(jī)時(shí)代更加直觀(guān)和自由的信號(hào)環(huán)境，利用各種傳感器裝置和多維的信號(hào)傳輸，而不受時(shí)間、空間的約束，既基于真實(shí)世界又超出了真實(shí)世界；這一環(huán)境中擁有高度個(gè)性化的輸入與輸出，人們可以沉浸其間、出入自如并能與它實(shí)現(xiàn)天然的交互作用［3］。也因而，混合現(xiàn)實(shí)展示技術(shù)同時(shí)具備真實(shí)感、即時(shí)互動(dòng)式和構(gòu)想性的特征。

（一）真實(shí)性

相比于以往的虛幻實(shí)際顯示技術(shù)來(lái)說(shuō)，混合虛擬現(xiàn)實(shí)顯示技術(shù)主要的優(yōu)勢(shì)就放在其模擬性、真實(shí)程度，以及親臨其境的臨場(chǎng)感的產(chǎn)生。虛擬現(xiàn)實(shí)通常只是顯示由計(jì)算機(jī)仿真的虛擬世界，而混合虛擬現(xiàn)實(shí)顯示的科學(xué)技術(shù)，卻能使虛擬世界和真實(shí)世界充分地融入，讓觀(guān)者更為身臨其境，激發(fā)更多栩栩如生的感覺(jué)體驗(yàn)。

（二）實(shí)時(shí)互動(dòng)性

在原有虛擬現(xiàn)實(shí)顯示技術(shù)與傳統(tǒng)實(shí)物顯示技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)混合虛擬現(xiàn)實(shí)顯示技術(shù)使二者相結(jié)合，猶如一個(gè)建立在電腦虛幻與實(shí)際感覺(jué)世界中間的一個(gè)展示橋梁，讓消費(fèi)者們?cè)谔摶门c實(shí)際中間能夠自如地穿梭，從而突破了傳統(tǒng)靜態(tài)顯示的呆板與訊息傳達(dá)的單向性，真正地完成了各種人與物間的交互和溝通。

（三）構(gòu)想性

MR技術(shù)應(yīng)用和開(kāi)發(fā)的空間將非常巨大，而隨著科技進(jìn)步，多媒體、計(jì)算機(jī)科學(xué)在一些領(lǐng)域的不斷發(fā)展，混雜實(shí)際顯示技術(shù)的類(lèi)型也會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。透過(guò)與已有的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（擴(kuò)增實(shí)境）、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)手段的交叉與疊加應(yīng)用，亦可產(chǎn)生出全新的虛擬現(xiàn)實(shí)顯示技術(shù)［4］。而科學(xué)的發(fā)展無(wú)止境也為混合實(shí)際顯示技術(shù)的開(kāi)發(fā)提供了無(wú)盡的可想象空間。

三、傳統(tǒng)產(chǎn)品展示形式弊端

傳統(tǒng)自動(dòng)售票機(jī)結(jié)構(gòu)展示是根據(jù)廠(chǎng)商提供的二維圖紙，無(wú)法給使用者提供全方位、立體直觀(guān)的展示，學(xué)習(xí)者在結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)過(guò)程中無(wú)法充分透徹掌握，從而使學(xué)習(xí)受到限制。

（一）缺乏互動(dòng)體驗(yàn)

在傳統(tǒng)商品陳列過(guò)程中，由于陳列形態(tài)的單調(diào)和呆板或者是陳列形式的千篇一律的模式，已無(wú)法滿(mǎn)足學(xué)習(xí)者希望進(jìn)一步認(rèn)識(shí)商品的個(gè)性化欲望。

人們往往有這樣的體會(huì)，當(dāng)一個(gè)操作比較復(fù)雜或科學(xué)質(zhì)量相對(duì)而言較高的商品，僅僅透過(guò)平面海報(bào)或商品實(shí)物平靜地展現(xiàn)在人們眼前時(shí)，人們就很可能會(huì)由于不知道怎樣使用它，又或者不知道它存在的價(jià)值而放棄了購(gòu)買(mǎi)。因?yàn)閱渭兊耐獗沓尸F(xiàn)，根本無(wú)法把商品中更多正確、價(jià)值的訊息合理地傳達(dá)至消費(fèi)者本身，因此商品和消費(fèi)者本身相互之間也沒(méi)法形成更多的共鳴點(diǎn)。

哪些商品是市場(chǎng)消費(fèi)者最希望了解的，怎樣使市場(chǎng)消費(fèi)者在限定的時(shí)間和空間內(nèi)，盡量多地知道商品信息，怎樣抓住市場(chǎng)消費(fèi)者的眼睛，怎樣使市場(chǎng)消費(fèi)者在經(jīng)過(guò)商品介紹后不但對(duì)商品留下深刻印象，而且還能形成好感從而形成強(qiáng)烈購(gòu)物欲，這類(lèi)以消費(fèi)者利益為主要中心的個(gè)性化提問(wèn)，實(shí)際上都是中國(guó)傳統(tǒng)商品陳列設(shè)計(jì)業(yè)必須反思與突破的地方。

（二）信息接受被動(dòng)型

中國(guó)傳統(tǒng)的商品陳列建筑設(shè)計(jì)是沿襲著中國(guó)傳統(tǒng)的“推”式銷(xiāo)售管理模式下產(chǎn)品設(shè)計(jì)的，全部的商品訊息由商店運(yùn)用各類(lèi)顯示技術(shù)手段“推”給消費(fèi)者。這也就使得中國(guó)傳統(tǒng)形態(tài)的商品陳列建筑設(shè)計(jì)，發(fā)展至今幾乎已經(jīng)進(jìn)入到了一種瓶頸狀態(tài)。商品陳列者必須挖空心思運(yùn)用不同造型元素和不同質(zhì)地的物料來(lái)做產(chǎn)品設(shè)計(jì)，特別是在近二十多年的商品陳列建筑行業(yè)里，各具特色的商品陳列形態(tài)已經(jīng)層出不窮，且創(chuàng)新改進(jìn)的速率也日益提高［5］。但顯然愈來(lái)愈多的商品陳列設(shè)計(jì)者已經(jīng)進(jìn)入“形式法則”的怪圈，一味地尋求展示形式的新奇而忽視了產(chǎn)品展示的實(shí)質(zhì)目的。目前，許多展示行業(yè)過(guò)分重視展架、陳列等形狀、款式美觀(guān)度方面的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，缺乏對(duì)“商品—客戶(hù)”二者之間互動(dòng)的考慮。

但是，隨著現(xiàn)代經(jīng)營(yíng)理念的發(fā)展和變化，商品陳列空間設(shè)計(jì)也需要在這種模式變化中探索出新的創(chuàng)意方式。展出的商品之間不僅存在被動(dòng)地看或不看的關(guān)聯(lián)，而且借助各種動(dòng)態(tài)化、交互化的展覽方式，把消費(fèi)者主動(dòng)引入到商品的陳列當(dāng)中，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)消費(fèi)者個(gè)性化的了解需求，從不同層面各個(gè)視角來(lái)深入認(rèn)識(shí)和感受被展出的商品。

四、混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)在自動(dòng)售票機(jī)展示應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

自動(dòng)售票機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，根據(jù)各部門(mén)功能要求的不同可分為以下五大部分，習(xí)慣上叫做五個(gè)模塊，分別為控制系統(tǒng)模組、主控模組、（與各站管理中心）聯(lián)系模組、裝置單元組成模組，以及維護(hù)模組［6］。

監(jiān)控模組是手動(dòng)售票機(jī)控制系統(tǒng)的重要核心監(jiān)控模組，涉及各類(lèi)技術(shù)參數(shù)添加與更新、控制系統(tǒng)狀態(tài)檢測(cè)、指令交換與管理、服務(wù)模式變換等，同時(shí)也是整個(gè)控制系統(tǒng)的管理樞紐。

主服務(wù)模塊，是整個(gè)系統(tǒng)界面展示、購(gòu)票服務(wù)以及充值服務(wù)的主體。包含了界面模塊、業(yè)務(wù)流程處理、大數(shù)據(jù)分析、異常管理、硬件設(shè)備響應(yīng)管理等。

界面模塊主要是為旅客提供用于車(chē)票和充值服務(wù)的界面顯示、頁(yè)面切換、消息提醒等相關(guān)信息提示功能，是旅客和系統(tǒng)互動(dòng)的重要門(mén)戶(hù)。因?yàn)槠浜椭饕?wù)有關(guān)，故細(xì)分到主要服務(wù)模塊。

通信模塊，是在自動(dòng)售票機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)和列車(chē)控制中心相互之間實(shí)現(xiàn)消息通訊、指令交換、各種數(shù)據(jù)打包式上傳、各類(lèi)參數(shù)加載、更新、運(yùn)行計(jì)時(shí)任務(wù)等功用的組成部分，是在控制系統(tǒng)內(nèi)和外界（列車(chē)管理中心）相互之間實(shí)現(xiàn)連接的主體。

設(shè)備單位一般包括鑄幣單位、貨幣單元、流通單位等部分組成。上述模塊的實(shí)物上就是具體的硬件設(shè)備，并具有一定的功能接口。設(shè)備模塊功能上一般是設(shè)置一定的流程，并可以通過(guò)調(diào)用上述界面來(lái)使用硬件設(shè)備，從而完成具體服務(wù)。

維修模塊，主要是以頁(yè)面形態(tài)供工作人員完成交易信息、設(shè)備狀態(tài)檢查、保養(yǎng)、修理等操作，及按流程完成日常更換錢(qián)票箱使用等。

根據(jù)自動(dòng)售票機(jī)真實(shí)結(jié)構(gòu)，運(yùn)用三維制圖軟件制作出簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)圖，進(jìn)一步構(gòu)建整個(gè)自動(dòng)售票機(jī)架構(gòu)系統(tǒng)［7］。效果圖確定之后，由數(shù)模師根據(jù)效果圖完成三維模型創(chuàng)建，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將設(shè)計(jì)模型置入虛擬場(chǎng)景，設(shè)計(jì)上可以感受自動(dòng)售票機(jī)在現(xiàn)實(shí)情境中的體驗(yàn)。但傳統(tǒng)的VR沉浸式技術(shù)只是允許用戶(hù)直接感受到虛擬環(huán)境，而設(shè)計(jì)人員卻無(wú)法直接和VR使用者進(jìn)行互動(dòng)，而MR混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)則防止了此類(lèi)狀況的出現(xiàn)。首先MR混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)采用了手勢(shì)識(shí)別，模仿人類(lèi)自然的動(dòng)作行為，顯示高清的全息影像，再采用MR透明屏幕，使用者可以無(wú)障礙觀(guān)察外部世界，同時(shí)與多名顯示器眼鏡佩戴者針對(duì)虛擬的設(shè)計(jì)展開(kāi)直接交流。

不同于VR的頭戴沉浸式感受，MR的互動(dòng)方式感受更為直觀(guān)。在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，人機(jī)互動(dòng)已經(jīng)不再是電氣化機(jī)械控制，而更多的是利用圖像、語(yǔ)音指令來(lái)操作，同時(shí)由于物聯(lián)網(wǎng)人工智能、語(yǔ)音手勢(shì)操控等新科技的加入，人們對(duì)人機(jī)之間的互動(dòng)需求也愈來(lái)愈高，并希望將用戶(hù)的學(xué)習(xí)成本大大減少［8］。因此自動(dòng)售票機(jī)設(shè)計(jì)中的人機(jī)互動(dòng)也是虛擬信息交流的重要基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)階段，可以通過(guò)MR混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)真實(shí)模擬人機(jī)交互方式，設(shè)計(jì)師能夠在最大程度模仿使用者的實(shí)際體驗(yàn)，并與其體驗(yàn)者進(jìn)行溝通探討交互方式和內(nèi)容，從而極大提升了產(chǎn)品設(shè)計(jì)中創(chuàng)新迭代的效果和真實(shí)性。這種混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)，不但能夠模仿傳統(tǒng)的機(jī)械鍵盤(pán)或是觸屏式操作方法，而且還能夠利用全息投影技術(shù)將信息直接顯示在實(shí)際環(huán)境中。相對(duì)比傳統(tǒng)的照片顯示或是動(dòng)畫(huà)呈現(xiàn)，這種模擬技術(shù)更為現(xiàn)實(shí)有效，而且便于編輯調(diào)整，評(píng)審者們可以迅速對(duì)比不同的設(shè)計(jì)方案，從而決定最終實(shí)施方案。

五、信息化教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)

學(xué)生通過(guò)雨課堂客戶(hù)端進(jìn)入課程，通過(guò)課前觀(guān)看微課視頻及行為規(guī)范相關(guān)材料自主學(xué)習(xí)，教師根據(jù)課前反饋調(diào)整課堂教學(xué)活動(dòng)。

首先根據(jù)“自動(dòng)售票機(jī)故障”這一短視頻導(dǎo)入課程內(nèi)容，帶領(lǐng)學(xué)生思考自動(dòng)售票機(jī)故障原因，逐步講解自動(dòng)售票機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理等內(nèi)容，通過(guò)三維仿真動(dòng)畫(huà)演示，熟悉自動(dòng)售票機(jī)結(jié)構(gòu)［9］。在觀(guān)看過(guò)程中，提醒學(xué)生注意學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容，通過(guò)MR技術(shù)，使學(xué)生身臨其境，動(dòng)手操作，進(jìn)一步鞏固教學(xué)重難點(diǎn)，完成教學(xué)目標(biāo)。

在整個(gè)教學(xué)過(guò)程之中，以學(xué)生為主體，通過(guò)線(xiàn)上線(xiàn)下教學(xué)相結(jié)合，開(kāi)設(shè)情景設(shè)計(jì)、知識(shí)學(xué)習(xí)、仿真演練、實(shí)踐操作過(guò)程進(jìn)行能力提升。

六、結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)也開(kāi)始被逐步使用于人類(lèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域中，而混合現(xiàn)實(shí)MR發(fā)展與廣泛應(yīng)用也對(duì)產(chǎn)品展示產(chǎn)生著更加重要的影響［10］。產(chǎn)品通過(guò)使用混合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以完成整個(gè)生產(chǎn)制造流程的數(shù)字化，而虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程無(wú)論在信息存儲(chǔ)方式或功能上都和真實(shí)計(jì)算機(jī)模型類(lèi)似，高度相似性的虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)思想推動(dòng)了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，并使之變成了產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)展示中的主要方法。

實(shí)踐表明，將信息化手段引入教學(xué)全過(guò)程，不僅有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)提高了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，最終使得教學(xué)目標(biāo)圓滿(mǎn)達(dá)成。