基于VR技術對產品構圖設計教學的實驗研究

張甜田

摘要：傳統教學模式以教師和教材為中心，忽視教學的創新性，學生的自主性。針對此問題設計了教學虛擬現實實驗，本實驗充分運用虛擬現實技術的優勢來解決實際教學面臨的問題，結合各個技術領域使學生能夠自主學習的虛擬實驗平臺。實驗課程以中國傳統水墨為主題，弘揚中國傳統文化的同時，通過名畫賞析、構圖專項實驗、綜合創作三大實驗模塊，引導學生通過教學練考及多感官刺激獲取知識信息，豐富課堂形式，并通過虛擬現實技術對學生設計實踐作品進行有效的科學評價。

關鍵詞：虛擬現實;水墨主題;教學;文創產品

中圖分類號：J705

文獻標識碼：A

文章編號：1005-5312（2020）08-0245-01

一、引言

隨著計算機技術的發展，虛擬現實教學實驗應運而生。藝術設計教學中構圖設計是提升學生藝術設計修養與專業技能的必要前提，在信息技術背景下，將虛擬現實技術應用于構圖設計的實踐和創作中，既是國家教育信息化的發展戰略，也是當前藝術設計專業發展的需求。本實驗是通過3Dmax建模，Unity做場景交互對文創產品構圖設計教學進行虛擬現實實驗研究，此實驗通過文字、圖片、視頻等多種媒介促進預習準備、線上實驗教學、線下沉浸式實訓結合小組交流討論、實驗結果自動生成，培養學生創新能力，在學術研究、文化宣傳中也扮演著重要角色。

二、虛擬現實技術的定義和特點

虛擬現實技術，也被稱作VR，它是以計算機技術為基礎建立一種虛擬環境，讓人們通過自己的觸覺、視覺等方面的感受，如同身處在真實世界中一般。其主要的計算機技術是3Dmax對場景進行1：1的模型建立，Unity主要是實現虛擬環境中的交互的特性，還需要平面設計軟件進行輔助，例如：PS、AI等。

1.沉浸性。又稱臨場感，是指用戶在體驗虛擬環境中產生的真實感受，使用戶全身心投入虛擬環境中。

2.交互性。交互性主要是指用戶在虛擬環境中與物體之間進行的虛擬觸碰，同時能得到物體的反饋（包括實時性）。例如，用戶可以用手去抓取模擬環境中虛擬的物體，視野中被抓的物體也能立刻隨著手的移動而移動。

3.想象力。又稱構想性，強調虛擬現實技術應具有廣闊的可想像空間，拓展人類目前所擁有的認知范圍。虛擬現實技術可以星現一個人的思想世界。

三、基于VR技術對產品構圖設計的實驗目的

1.提高知識技能。將設計構圖知識點逐一通過教、學練、考的學習模式呈現，訓練學生設計構圖的專項技能，使學生掌握水墨設計構圖的均衡、對比、賓主、多樣統一的基本原則及表現手法。

2.采取創新應用。運用三維虛擬場景的優勢，使學生掌握設計構圖知識點的綜合運用技法。并以文創產品構圖設計為例，訓練學生在設計構圖創新應用方面的水平及能力。

3.提升文化素養。通過名作鑒賞、案例分析的演示與講解，使學生深入了解中國水墨畫文化及其構圖形式與特征，培養并提升傳統文化審美能力及文化修養。

四、基于VR技術對產品構圖教學的實驗設計

本實驗采用由淺至深、由簡入繁的教學原則，將傳統的教學方法與現代化新媒體教學手段相融合，將學習任務用VR資源全程貫穿，實現學生學習動機的有效激發和教學目標的全面實現。

五、本實驗教學中運用的集中教學資源及呈現形式

1.聯網客戶端應用模式。使用互聯網PC的主機式VR系統客戶端，具有一定的沉浸感和交互性，學習者可以不受時間和空間的限制，隨時隨地進行學習交流，從而得到不一樣的課堂體驗，激發學生的學習興趣。

2.HTCVR頭盔沉浸式體驗應用模式。使用頭盔顯示器，沉浸感和交互性最佳，用戶可以得到最佳的個體體驗，此模式的優點就是可以不受空間限制，可以在異地多人協同學術交流和研討。

3.聯網觸控一體機應用模式。使用聯網觸控一體機應用模式，具有較好的交互性，得到不一樣的體驗，此應用模式主要針對學生小組交流和研討。

4.線下客戶端VR主機+大屏應用模式。只需要一套VR主機，通過投影的方式可以輸出大尺寸的視頻畫面。投影將老師在虛擬環境中看到的影像，投射在大屏幕上，學習者課跟隨老師的參觀路線和觀察視角進行體驗，并且傾聽老師的講解。對于學習者來說具有較強的針對性，也更加靈活。

5.多人環幕VR立體交互應用模式。該模式主要是讓使用者

帶上配備好的3D眼鏡可以看到立體的畫面，此虛擬空間的優勢就是可將二維平面拉進三維空間，其目的就是使用戶具有更加深刻的沉浸感。

6.移動手機客戶端APP的應用模式。在課堂體驗時，使用者需要自行下載符合要求配置的手機APP，點擊即可進入課堂。

六、結語

在未來，VR技術涉及的領域將越來越廣泛。目前大學生在文創產品設計的構圖教學中有很多問題“做不到”、“做不好”、“做不了”“做不上”等短板，這是因為在現實教學中受到時間、空間等方面的阻礙。此實驗遵循“能實不虛、虛實結合”原則，實現了實驗教學的“虛實結合”，以開放性的自主設計實驗整體方案、參數化的虛擬設置、優化設計與仿真計算相結合、交互式的人機界面為教學方式方法，沉浸交互模式完成課程知識點操作，使學生能夠突破時空限制，完成教學目標規定的任務。進一步培養了學生實踐能力、綜合分析、創新能力，提升藝術設計實踐教學環節教學效果。