基于虛擬現實技術的攝影技術專題學習網站的構建

陽有明

摘 要 本文介紹了虛擬現實技術和專題學習網站的相關概念以及虛擬現實技術在專題學習網站的作用，詳細地闡述了網站的內容設計、框架結構設計以及網站開發的相關技術和工具，以期對專題學習網站的設計與開發具有一定的借鑒意義。

關鍵詞 虛擬現實技術 攝影技術 專題學習網站

中圖分類號：TP393.08 文獻標識碼：A

Focus on the Basis, Grasp the Practice, Use a variety of

Resources to Enhance SolidWorks Teaching Effect

LIU Xuemei, YUAN Jin, ZHANG Xiaohui

(School of Mechanical and Electronic Engineering, Shandong Agricultural University, Taian, Shandong 271018)

Abstract SolidWorks is the course of a study on using computer graphics software Solidworks 3D solid modeling, software itself is becoming a tool of science and engineering students must master. Its purpose is to introduce students to the latest development of sophisticated computer-aided design techniques to help students understand the parametric feature modeling CAD software related to the basic ideas and methods, students using advanced CAD technology in product modeling and design practice. Start from the boot of interest in learning, the use of modern teaching philosophy, teaching contents for clues throughout the teaching cases, and to guide and encourage students to take full advantage of the social teaching resources, open up the second class. The SolidWorks course, course content, training teaching and database design and examination of research, has achieved good teaching effect.

Key words SolidWorks; teaching; practice; assessment

0 引言

“現代教育技術”是我國師范院校教師教育課程體系中一門重要的公共基礎課，它以培養未來教師的教育技術能力為根本目標。①攝影技術是“現代教育技術”公共課中的一個重要內容，既是一門技術又是一門藝術，不僅要學生能熟練掌握照相機的基本操作，而且要學會攝影的基礎知識，更應該培養學生的審美能力和創造能力。但面對當下高校公共課學生基數大、教學班型大、實驗設備匱乏、師生比嚴重失調的現狀，攝影技術只能停留在多媒體課件教學層面，教學實踐內容很難開展。將虛擬現實技術與互聯網技術相結合構建專題學習網站，成為解決攝影技術公共課的迫切需求。

1 相關概念的界定

虛擬現實技術（Virtual Reality，簡稱VR）又稱靈境技術，是二十世紀末才興起的一門嶄新的綜合性信息技術，它融合了數字圖像處理、計算機圖形學、多媒體技術、人工智能、人機接口技術、多傳感器技術、網絡技術等多個信息技術分支，是計算機技術的綜合應用。具體而言，虛擬現實技術就是采用以計算機為核心的現代高科技生成逼真的視、聽、觸覺等一體化的虛擬環境，用戶借助必要的設備以自然的方式與虛擬世界中的物體進行交互，相互影響，從而產生身臨其境的感受和體驗。它具有三個典型的特征：沉浸性（Immersion）、交互性（Interactivity）和構想性（Imagination）。

專題學習網站，是指在網絡環境下，圍繞某一項或多項專題而設計開發的資源學習型網站；是通過創設接近真實情境的專題、主題和問題，讓學生以小組或團隊的形式，借助網絡資源和工具對專題、主題和問題進行探究，并設計和形成專題成果的過程，從而讓學習者體驗和了解科學探索過程及知識的形成過程，提高學習者獲取信息、分析信息、加工信息的實踐能力和培養良好的創新意識與信息素養。②它是一種網絡化學習方式，包括五部分內容：結構化專題知識庫、專題資源庫、自評測試庫、專題協作討論空間和網站服務支持。

2 虛擬現實技術在專題學習網站中的作用

虛擬現技術在教育教學中應用的作用是顯而易見的，通過構建虛擬實驗室，采用虛擬教學讓學生沉浸在虛擬的“真實”情景中，動手操作相關實驗設備，完成知識的意義建構，同時激發了學生的學習動機，增強了學習興趣，降低了實驗成本，減少了因誤操作而造成人員或儀器設備的損傷，解決了實驗設備匱乏現狀，打破時間與空間的現狀，可視化表現宇宙天體、原子等，解決教學中的重點難點。在專題學習網站的構建中引入虛擬現實技術，為學習者創設學習情景，突破網站的表現形式，避免了學習者在學習過程容易出現的枯燥感和孤獨感。

3 專題學習網站的開發

3.1 專題內容的設計

“攝影技術”教學要求培養學習者的攝影欣賞心理、藝術形象思維能力、藝術欣賞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。③因此，專題學習網站的構建既要滿足學生能熟練掌握照相機的基本操作，學會攝影的基礎知識，又要培養學生的審美能力和創造能力。我們本著從學生的體驗出發、從實戰出發的原則，應用虛擬現實技術創設逼真的三維場景，讓學生親身體驗相機的個性化設置、拍攝技法、EF鏡頭震撼的視覺效果，愉悅地掌握攝影理論基礎知識，來構建基于虛擬現實技術的Canon 500D攝影技術專題學習網站，絕不能將其做成說明書般的枯燥圖文網站。結合專題學習網站系統的結構組成，確定了網站的內容包括：數碼單反相機的基本操作、攝影技術的基本理論知識、常見場景的拍攝技巧、EF鏡頭的虛擬體驗、照片的上傳與共享、教師的點評、學生的互評、照片的后期處理、最新的攝影技術、與攝影大師對話以及網絡化學習的交互等。

3.2 網站系統框架結構的設計

根據專題學習網站內容的設計，該網站的系統框架結構圖，如圖1所示：

（1）基礎知識：介紹單反數碼相機性能、結構、拍攝模式、持機方法和個性化設置。其中相機的結構和個性化設置采用虛擬現實技術多角度展示，提供三維自動漫游、視圖切換、鼠標拖拽、熱區等，實現數碼相機結構和功能的提示說明；持機方法用視頻教程的方式開門見山介紹。

（2）理論學習：該部分均采用虛擬現實技術展現。構圖常識讓學生在虛擬場景中任意控制視角和景深，隨時截取圖片保存，體驗不同的構圖對影像效果的作用；曝光原理通過曝光過度、正確的曝光和曝光不足三組實驗，讓學生理解正確曝光的要素；光圈和快門讓學生理解光圈和快門的關系，體驗在曝光量一樣時，如何合理組合光圈和快門得到正確的曝光；對焦和自動對焦讓學生體驗相機不同的對焦方式，掌握正確的對焦和背景虛化技術。

（3）攝影技巧：以圖文并茂的形式，展現最常見的幾類攝影技巧，提供大量的實例。

（4）EF體驗：讓學生體驗Canon 500D配備標準變焦鏡頭、廣角變焦鏡頭、定焦鏡頭和微距鏡頭的震撼魅力。

（5）佳作賞析：供學生上傳拍攝的優秀作品，提高成就感增強自信心。該欄目最重要的是在每張照片下提供拍攝信息，包括拍攝曝光模式、曝光補償、白平衡、ISO感光度、光圈大小和快門速度。同時，教師要點評每張照片，同學可以跟貼、留言。

（6）數字后期：介紹Canon自身配備軟件的使用、RAW格式照片的處理以及不同風格照片的photoshop教程。

（7）技術前沿：介紹當前最先進的攝影器材、拍攝技巧和國內外攝影大師。

（8）互動空間：拍攝經驗交流、教程發布、互動的樂園。

4 專題學習網站開發的關鍵技術

4.1 三維建模技術

逼真的模型構建、骨感的材質貼圖、真實的光影效果和優秀的渲染引擎是三維虛擬場景真實性的四把利器，完全依托于三維建模軟件。目前主流的三維建模軟件有3ds max、Maya、XSI、AutoCAD等。其中3ds max是最易學易掌握的建模軟件，不僅擁有非常強大的建模功能，科學化的材質編輯器，真實的Vray燈光和優秀的烘焙技術，而且支持大多數虛擬現實開發引擎的導入，是虛擬現實開發引擎不錯的輔助建模工具。

4.2 虛擬現實技術

近年來，三維虛擬現實開發引擎的種類繁多，較常用的包括：三維全景技術、Java3D、Virtools、Quest3D、VR-Platform、WireFusion、VRML（X3D）、EON Studio、Cult3D、Flash3D等。在眾多的虛擬現實引擎中，VR-Platform是由我國中視典數字科技獨立開發的、具有完全自主知識產權的、可以實現三維虛擬現實的國產軟件，相對于其它三維虛擬現實軟件，它采用了可視化的編輯界面和程序模塊的搭建過程，避免了復雜繁瑣的編程，通過簡單的語句實現復雜的交互功能。

4.3 ASP.NET動態網站開發技術

動態網頁發布技術是指客戶端與服務器端的一種交互技術。這種技術使得用戶在網頁中輸入信息并提交以后，可以得到網站的及時反饋信息。常用的動態網頁發布技術有：ASP、ASP.NET、JSP、PHP、CGI等。為了保證網站的靈活性、可靠性和擴展性，該專題學習網站采用基于ASP.NET2.0的動易SiteFactory 內容管理系統進行二次開發，使用SQL Server 2005 版本的數據庫，輕松完成專題學習網站各個模塊的架構。

5 結語

虛擬現實技術是一系列高新技術的綜合，將其應用于教育教學中是目前教育領域發展的一個新熱點。在專題學習網站的構建中引入虛擬現實技術，彌補了網站不能創設情境的缺憾，同時增強了交互功能，學生以“身臨其境”的方式來感受和體會知識，促進知識的意義建構，成為一種有效的課堂輔助教學手段，是網絡課程資源開發的一種新形式。

注釋

① 吳祥恩.虛擬現實技術在“現代教育技術”課程中的應用研究[J].中國電化教育,2011.3:97-11.

② 韓瑛;寇海蓮. 專題學習網站的設計研究[J].電化教育研究,2007.11:45-51.

③ 楊紹先等.攝影技術與藝術基礎[M].高等教育出版社,2004.9.