虛擬現實技術在《攝影技術》課程教學中的應用研究

摘 要:虛擬現實技術是21世紀廣泛應用的一種新技術。如何在課堂教學中應用虛擬現實技術，將成為一個重要的研究課題。本文對虛擬現實技術在《攝影技術》課程教學中的應用進行了分析，并結合攝影構圖實例，詳細論述了虛擬現實技術的具體開發過程。

關鍵詞:虛擬現實技術 VRML 攝影技術

一、虛擬現實技術簡介

虛擬現實技術，是多媒體技術廣泛應用后興起的計算機新技術，是運用三維圖形生成技術、多傳感交互技術以及高分辨顯示技術對現實世界進行全面仿真的技術，生成三維逼真的虛擬環境，用戶使用通用或專用設備便可以進入虛擬空間進行實時交互，感知和操作虛擬世界中的各種對象，從而獲得身臨其境的感受和體會。由于虛擬現實技術能夠創建與現實社會類似的環境，能夠滿足學習媒體的情境化和自然交互性的要求，從而在教育領域有著廣闊的發展前景。

二、虛擬現實技術在《攝影技術》課程教學中的應用分析

“攝影技術”課程要求培養學習者的攝影欣賞心理、藝術形象思維能力以及攝影的基本技能與技術，從實踐、藝術、視覺和心理等角度實現技術學習與藝術應用的有機融合。而目前攝影教育主要是以器材為主線，以口耳相傳的方式，輔以多媒體教學軟件教學以及有限的攝影實踐，來實現攝影理論與技術的傳播，其中多媒體教學軟件只是用來展示優秀的攝影作品，或演示設備的使用，已經無法滿足現代教學活動發展的新要求。因此，“攝影技術”的教學亟待改革，需要通過教學手段的改革來滿足學習者對攝影技術的學習需要。

虛擬現實技術為人們提供了一種理想的教學手段，目前，在國外已被廣泛應用在軍事教學、體育訓練、醫學實習和一些學校的實際教學中。虛擬現實技術輔助教學作為一種較好的教學手段同樣可以引入到攝影技術的教學過程中，利用虛擬現實建模語言VRML構建三維場景，教學過程中根據教學內容的不同可以隨機控制場景的角度、景別；可以隨意移動場景內物體、人物、建筑物的位置。虛擬現實技術的應用，使得攝影技術教學有了更好地發展與完善的機會。

三、開發過程

1.建構虛擬現實造型

基于VRML的虛擬現實應用中最重要的工作就是構造生動的造型，虛擬造型的設計是整個工作的中心。VRML其實是一種“面對節點”的程序設計語言，各種層次的虛擬現實的開發都是對節點的利用和開發，按照節點的復雜程度，在開發中我們對于簡單場景和造型可以直接運用VRML開發，而較為復雜的、較大的場景和造型可以用3DMAX構建，最后導出為VRML場景文件。

2.VRML造型的動畫控制

要使虛擬現實的場景和造型更加生動就需要對其進行動畫設計。VRML創建動畫的基本方法是：由時間傳感器控制動畫的時鐘，然后，將時間控制參數作為事件傳送給各種插補器節點，插補器依據事先設計好的時間關鍵點和動畫關鍵值，在瀏覽器渲染時形成連續變化的動畫效果。

3.實現造型的交互

要想實現交互，首先，要感知瀏覽者的操作或者在場景中的觀察位置，然后，對此操作或者位置移動做出反應。在VRML虛擬世界中，用戶與虛擬現實世界之間的交互是通過一系列檢測節點來實現的，通過使用這些檢測節點，用戶就可以和VRML虛擬世界中的三維對象

進行交互。

四、虛擬現實技術在《攝影技術》課堂教學中的實例開發

下面，結合攝影構圖中的畫面效果處理，談一談具體開發過程。

在攝影構圖中，畫面里的主體在畫面結構中如何擺放，環境物體在畫面中如何處理，前景和背景如何確定，講授這部分知識點時，對象物體可以隨意擺放移動的場景是較為理想的虛擬教學環境。例如，以布局場景作為演示實例，制作完成后，在教學中就可以隨意擺放橙子、蘋果、水果刀的位置。

1.基于VRML的虛擬場景的構建

先用專業三維建模軟件3DSMax進行建模，然后導出成“.wrl”文件，便于在VRML編輯器中進一步修改。

2.動畫控制

為了進入場景時形成連續變化的動態效果，使用TimeSensor時間傳感器控制動畫的時間，使用PositionInterpolator位置插補器產生場景造型位移的動畫效果，使用OrientationInterpolator朝向插補器產生造型旋轉的動畫效果。

語句如下所示：

DEF Camera01-TIMER TimeSensor { loop TRUE cycleInterval 3.333 }

DEF Camera01-POS-INTERP PositionInterpolator

DEF Camera01-ROT-INTERP OrientationInterpolator

ROUTECamera01-TIMER.fraction_changedTOCamera01-POS-INTERP.set_fraction

ROUTE Camera01-POS-INTERP.value_changed TO Camera01.set_position

ROUTECamera01-TIMER.fraction_changedTOCamera01-ROT-INTERP.set_fraction

ROUTE Camera01-ROT-INTERP.value_changed TO Camera01.set_orientation

3.交互操作

為了讓用戶能夠隨意移動場景中的物體進行攝影構圖，這里采用TouchSensor觸摸傳感器節點實現用戶鼠標對物體的操縱。采用PlaneSensor平面傳感器節點實現物體在XOY平面上任意移動。

分別為橙子、蘋果、水果刀添加如下語句：

DEF Touch TouchSensor{}#定義觸摸傳感器節點，

下面語句定義了橙子在XOY平面上任意移動。

DEF Sphere01Sensor PlaneSensor{}

ROUTE Sphere01Sensor.translation_changed TO Sphere01.set_translation

上述實例比較簡單，如果教學內容需要，利用VRML中的交互節點和效果節點，可以模擬出自然界中的許多自然現象、場景或物體，將會大大擴展VRML在攝影技術教學中的應用范圍，達到理想的教學效果。

參考文獻：

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