裸眼3D顯示技術在幼兒課堂中的應用

葉小寒 羅尚穎 周思敏 劉柃杉

【摘要】 最近幾年才出現的裸眼3D技術，因為比傳統視頻的放映效果更加立體，不僅可以應用于廣告傳媒、展示展覽、影音娛樂等領域，在未來可以廣泛應用于教育、手機、工藝品、藝術等領域。本文分析了裸眼3D顯示技術在幼兒課堂教學中的應用，并通過教學實驗，分析裸眼3D視頻課程在課堂氛圍、教學效果、等方面的優勢。

【關鍵詞】裸眼 3D視頻 幼兒教學

【基金項目】本文系：基于裸眼3D技術的數字化三維廣告應用，大學生創新創業訓練項目，（編號：201710636083），四川師范大學“大學生創新創業訓練計劃“項目資助

【中圖分類號】G434 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）16-0052-02

裸眼3D是一種多視點的自由立體顯示技術，目前使用最廣泛和成熟的是柱鏡和光柵技術兩個方面，市場中的部分顯示儀器需要在特定角度和視距下進行觀看。[1]在教學中，利用裸眼3D顯示設備播放的學習內容更加生動形象，讓學生身臨其境，更利于知識的學習和掌握。[2]

一、裸眼3D技術

人類可以利用各種感覺器官獲得外界信息，比如依靠舌頭獲得味覺、依靠鼻子獲得嗅覺等，其中獲得最主要的信息來源是通過眼睛接受的視覺信息。多年來，人們發明了各種顯示技術方法來存儲視覺信息。如今的顯示技術已成為獲得視覺信息的重要來源，比如依靠電視、電腦、手機等設備來獲得大量互聯網信息。時代不斷進步，科技不斷發展，二十年前的人們就已經開始研究3D立體顯示技術，研究者們也在此領域取得重大突破。3D顯示技術越來越受到人們的關注，目前市場上主流的3D設備有頭盔顯示器、偏光眼鏡等，這些設備都需要用戶佩戴，在一定程度上降低了用戶的體驗感。

裸眼3D技術的出現，為人們觀看3D影像提供了更舒適的體驗感。不再需要佩戴3D設備，直接通過眼睛就可以獲得更加生動、立體的視覺體驗。[3]裸眼3D需要將人左右眼的圖像加以適當處理，依據眼睛的視差，呈現出立體、生動地視覺效果。當前，光屏障式技術、柱狀透鏡技術和指向光源技術這三種技術是實現裸眼3D的主要技術。[4]隨著技術研發的不斷深入，眾多的企業加入了裸眼3D這一新領域，許多企業相繼推出基于裸眼3D技術的用戶端設備。另一方面，基于裸眼3D技術的游戲、影視等內容也不斷增多，越來越多的用戶在生活中開始使用裸眼3D的終端產品。

裸眼3D顯示產品和技術是一種新鮮事物，立體層次分明，有很強的視覺表現力和沉浸感，人們對其有新鮮感和認同感，可應用于任何圖像顯示，前景不可估量。

二、裸眼3D顯示技術在幼兒教學應用

基于裸眼3D顯示技術可呈現更立體的視覺效果、用戶體驗感更好的特點，筆者認為，可應用于幼兒教學中，促進幼兒將注意力投入到學習，從而提高學習興趣和空間感知能力?？赏ㄟ^3DMax、ZBrush、Maya等三維建模軟件制作立體模型與動畫，結合裸眼3D顯示技術，將課堂內容以動態立體形式呈現在用戶終端上。如手工課、繪畫課、雕塑課、鑒賞課等可將手工模型、繪畫內容、雕塑作品、藝術品等模型放入設備，將裸眼3D電視作為媒介，在課堂上組織幼兒學習。對幼兒而言，抽象的理論被具象化，學習內容被立體展現，沉浸在更真實的教學環境中，學習效果得以提高。

為驗證以上推論，筆者選取兩所幼兒藝術培訓機構，并各自選取了兩個同一年齡階段和課堂規模的創意美術班級，將同樣的《森林中的老虎》課程的知識導入模塊分別使用裸眼3D顯示設備和傳統多媒體設備進行相同時間的知識教學，對幼兒的課堂學習狀態和結束后的學習結果觀察、記錄。

實驗組的老師使用裸眼3D電視進行教學，結束放映后對學生進行提問。對照組的老師使用傳統的多媒體設備進行教學，最后也對學生進行提問。

2個實驗組的學生在課堂學習環節參與度為100%，在課堂提問環節，平均有75%的學生積極舉手回答問題，并且回答結果的正確率有80%。而對照組的學生在課堂學習環節參與度為70%，提問環節上舉手回答的僅有70%，回答正確率為50%。

在教學中，實驗組的學生在課堂學習中能夠長時間將注意力集中，并且在教學視頻播放完之后，也能夠積極主動地參與到教師后續設計的教學中。幼兒們回答問題時，能正確回答出答案和描述出空間關系。而對照組的大部分學生僅能夠在課堂開始的前十幾分鐘保持注意力集中，與老師的互動教弱。由于傳統的多媒體設備所展示的內容空間層次不強，因此對照組的幼兒在課堂提問環節也不能正確的描述出空間關系。

三、裸眼3D顯示技術在幼兒教學應用優勢

首先，裸眼3D顯示技術在幼兒創意美術的課堂教學中可以最大程度創造出更真實、使學生能夠獲得直接經驗的學習環境[5]，對于幼兒來說，有相對于傳統多媒體教學設備更強的吸引力，使幼兒有更高的學習熱情，保持較長時間的注意力；其次，裸眼3D在課程內容呈現上更加逼真，立體感更加強，便于幼兒理解抽象的理論知識；最后，裸眼3D視頻設備不需要佩戴眼鏡，適合于不同的應用環境，便于教師的教學準備。并且相對于虛擬現實的教學設備，裸眼3D顯示設備的價格更低，應用領域更加廣泛。

四、結語

裸眼3D視頻在幼兒教育行業有很好的前景，可以有效提高教學質量、集中幼兒注意力、豐富學習方法等。雖然目前裸眼3D已經在展覽、傳媒、游戲等領域得到大量的應用，并且仍在不斷的完善和進步，但是由于可視距離有限、可視角度不大，成像易模糊，價格高于傳統媒體設備等缺點，如今還未應用于各行各業。[6]所以，裸眼3D視頻在幼兒學中的普及任重而道遠。

參考文獻：

[1]姚李俊.裸眼3D技術在動畫中的應用研究[J].品牌，2014（12）：143-144.

[2]王婧.裸眼3D技術及其應用[D].南昌大學，2012.

[3]李萍，宋海彬.裸眼式3D電視離我們有多遠？——裸眼式3D顯示技術專利申請人及申請區域分布狀態[J].電視技術，2012，36（S2）：12-13.

[4]杜俊蓉.淺談日益發展的裸眼3D技術[J].山東工業技術，2017（10）：147.

[5]李蕾，王健，曹俊.3D影像資源在教育中的應用探析[J].中國電化教育，2011（02）：77-80.

[6]歐陽俊林.裸眼3D顯示技術研究[J].計算機光盤軟件與應用，2012，15（19）：86-87.