互動屏幕技術在多媒體教學中的應用探索

許蘭玲

摘 要：交互式系統已經擺脫了行業、空間、時間等因素的限制，應用更為廣泛。互動屏幕技術是在課堂教學過程中，基于傳統多媒體技術、網絡技術之上，開展的互動教學技術，是建立在數字化處理的基礎上，它具有多種技術的系統集成性，基本上包含了當今計算機領域內最新的硬件技術和軟件技術。

關鍵詞：互動屏幕 多媒體 教學

隨著教學改革和科學技術的發展，傳統多媒體教學（即借助錄像、掛圖等輔助教學）已不能適應目前教育教學的需要。將互動技術作為一種教學模式引入教學，可改變傳統形態教學中存在的抽象、枯燥等情況，加強了教學過程中教師與學生的互動。目前，交互式系統已經擺脫了行業、空間、時間等因素的限制，將人們帶入了更新的環境之中，它可以使人們更為直接地融入到周圍的環境中。互動屏幕技術則是在課堂教學過程中，基于傳統多媒體（計算機、投影儀、電視、VCD等）技術、網絡技術之上，開展的互動教學技術。

一、傳統多媒體教學

多媒體教學在20世紀80年代已經出現。它只是多種媒體教學中的一種，又可以稱為計算機輔助教學（computer assisted instruction，即CAI）隨著計算機技術的迅速發展和普及，現在的多媒體教學是通過計算機實現的多種媒體組合，具有交互性、集成性、可控性等特點。

二、互動屏幕技術基本概念與應用

互動屏幕技術包括虛擬現實技術和動感捕捉技術。互動投影系統的運作原理首先是通過捕捉設備（感應器）對目標影像（如參與者）進行捕捉拍攝，然后由影像分析系統分析，從而產生被捕捉物體的動作，該動作數據結合實時影像互動系統，使參與者與屏幕之間產生緊密結合的互動效果。

1.互動屏幕技術之虛擬現實技術

信息媒體技術伴隨著ISDN、ADSL等寬網域網技術在國內的普及與發展，虛擬現實（Virtual Reality，即VR）在現實與網絡中發揮了重要的作用。VR提供給用戶一個三維的空間并與之互動，讓使用者得到關于視覺、聽覺、觸覺等感官模擬的技術。

2.互動大屏幕技術之動感捕捉技術

互動大屏幕的動感捕捉技術在動畫表演中是高端的應用。在動畫表演中，表演者負責根據劇情做出各種動作和表情，運動捕捉系統將這些動作和表情捕捉并記錄下來，然后通過應用軟件，用這些動作和表情驅動角色模型，角色模型就能做出與表演者一樣的動作和表情，并生成最終把這些動作賦予一個電腦里的動畫人物。

（1）動感捕捉技術之三維應用軟件技術。在給定觀察點和觀察方向以后，使用計算機的硬件功能，實現消隱、光照及投影這一繪制的全過程，從而產生幾何模型的圖像。Web3D的實現技術，主要分三大部分，即建模技術、顯示技術、三維場景中的交互技術。以下將典型的Web3D工具軟件作一分析、比較。

VRML（ Virtual Reality Moduling Language）。VRML是指虛擬現實建模造型語言。VRML可以直接接入互聯網以創建3D網頁與網站，實現三維動畫效果以及基于三維對象的用戶交互。它的文件量小，易于網絡傳輸。

3DSMAX同樣也具有VRML的開發功能。

Viewpoint。Viewpoint由Viewpoint Scene Builder、Viewpoint media publisher、Viewpoint Media Player三個部分組成。一個Viewpoint場景是由以下媒體元素組成的：3D對象、材質、動畫、交互動作和場景的定義信息（比如全景圖片或場景貼圖）。VET和用戶發生交互操作，通過鼠標或瀏覽器事件引發一段動畫或是一個狀態的改變，從而動態地演示一個交互過程，最終可以把一個Viewpoint場景嵌入到網頁中瀏覽。

Cult3D。Cult3D由Cult3D Designer、Cult3D Exporters和Cult3D Viewer組成。只要用鼠標在3D 物件上直接拖運，就可以移動旋轉放大縮小，還可以在Cult3D物件中加入音頻和操作指引，它還支持Mac用戶。

（2）動感捕捉技術的應用優勢體現。傳統手動調節方式特點：制作人物模型→設定人物動作→導入動畫場景→手動調節人物動作 →完成動作制作；耗時、耗力，成功率低，動作失真。解決傳統手動調節方式缺點方案：制作人物模型→錄制動作→導入骨骼→完成動作制作；高效率、高成功率、節省時間、動作逼真。

3.互動大屏幕技術在多媒體教學領域中的應用優勢

互動多媒體時代即時互動實現了人們的溝通方式的多元化，擺脫了傳統教學中的束手束腳。屏幕傳輸技術系統智能化高，系統設置少，方便了教師使用。屏幕廣播速度快，實現了直接屏幕廣播大畫面視頻。通過窗口形式遙控，教師可以直接遙控其中某個學生機并同時監看其他多個學生。全體同步功能，教師能同時操作所有的學生機器；同時，此項系統支持教師機端兩路聲音同時傳送；指定程序廣播不僅可以廣播全屏幕、指定的屏幕區域，還可以只廣播指定的程序。

（1）為學習者創建自主學習環境。在教學領域中，虛擬現實技術已超越了二維或三維的圖形既定路徑動畫等媒體表達范疇，能使接受者真正融入到真實的虛擬場景中，并通過不同的操作方式或交互設備來使產品或其物象啟動，全方位展示其本身所具備的功能及運作過程，通過這種交互過程可以讓學習者全面了解和使用虛擬產品或虛擬環境。這對調動學生的學習積極性，突破教學的重點、難點，培養學生的技能都將起到積極的作用。可見，憑借虛擬現實技術能夠為學生提供生動、逼真的學習環境，從而加速學生學習知識的過程，為學習者創造了自主學習環境。

（2）方便學習者進行技能訓練。在教學中應全面貫徹科學發展觀，為創建節約型社會做出努力，同時應不斷改善實驗和實習教學條件，采用多種方法改造和更新實驗設備，特別要將信息技術教學管理的網絡化、數字化和現代化。實驗室在培養學生的實踐動手能力、理論聯系實際能力、開拓創新能力和提升綜合素質等方面起著舉足輕重的作用。

虛擬實驗室就是以計算機網絡為核心，將虛擬儀器通過網絡連接起來，以實現數據采集、分析、遠程操作的一個系統。在多媒體教學中利用虛擬現實技術，可以建立各種虛擬實驗室，如地理、物理、化學、生物實驗室等等，它非常有利于學生各種職業技能的訓練。

三、小結

互動大屏幕在多媒體教學中除了擁有強大的軟件資源優勢和互動效果外，又考慮到教育行業的獨特需要，改變了傳統的教師手寫黑板、課堂教學效率低等弊端。運用此項技術的產品，采用模擬電阻技術同時特別考慮到抗干擾、無輻射的環保需求，且避免學生們由于好動等特點而造成的傷害。無論是現場演示教學還是實習教學，此項互動技術，是交互式教學和互動演示系統教學的必備技術。

參考文獻：

[1]李世國.體驗與挑戰—產品交互設計[M].南京：江蘇美術出版社，2008.

[2]洪彬，陳小飛.新形勢下高校實驗室建設模式探討[J].高校實驗室工作研究，2008（3）.

[3]張金釗，張金鏑，張金銳.虛擬現實三維立體網絡程序設計語言VRML—第二代網絡程序設計語言[M].北京：清華大學出版社，北京交通大學出版社，2004.

（作者單位：無錫技師學院）endprint