虛擬仿真技術(shù)在《三維場(chǎng)景制作》中的應(yīng)用與研究

徐波 景茹

摘要：通過(guò)構(gòu)建校企合作新模式，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)體系。以企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目制作的方式，讓學(xué)生熟練掌握3dMax/Ma-ya、Unity、Photoshop等制作軟件的使用，同時(shí)學(xué)習(xí)VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）平臺(tái)（ldeaVR2019）的使用。最終達(dá)成學(xué)校企業(yè)長(zhǎng)久的、可持續(xù)的雙贏協(xié)同育人合作模式。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù);VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）;校企合作

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）33-0223-02

1概述

2019年6月20日在海南博鰲亞洲論壇國(guó)際會(huì)議上首次推出“海南國(guó)際電競(jìng)港專項(xiàng)政策”。未來(lái)電競(jìng)不僅限于團(tuán)隊(duì)面對(duì)電腦進(jìn)行操作，必定發(fā)展為VR電競(jìng)。VR電競(jìng)中的場(chǎng)景、道具、角色等都是用軟件制作出來(lái)的。未來(lái)20年，電競(jìng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及自貿(mào)港后傳媒行業(yè)的發(fā)展必定帶動(dòng)相關(guān)崗位需求的暴增。海南需要會(huì)制作虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫相關(guān)的人才。這類人才不僅要掌握制作軟件，還需要對(duì)虛擬場(chǎng)景，虛擬道具及虛擬角色進(jìn)行試玩與測(cè)試。

2研究意義

2.1虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

2.1.1虛擬仿真技術(shù)在游戲中的應(yīng)用

《頭號(hào)玩家》影片的熱播，讓未來(lái)虛擬仿真技術(shù)走進(jìn)人們的視野。影片中主角帶著虛擬仿真眼鏡，穿著仿真觸感的特殊游戲服裝就可以體驗(yàn)不存在于真實(shí)世界的奇幻仿真游戲世界。現(xiàn)實(shí)中越來(lái)越多的虛擬仿真游戲也融人了我們的日常生活，常見的右虛擬仿真體驗(yàn)館，戴著眼鏡，手持模型武器就可以在虛擬游戲世界扮演拯救世界的英雄角色，或者來(lái)一場(chǎng)奇幻冒險(xiǎn)。虛擬仿真游戲發(fā)展極快，相信在不久的將來(lái)，我們也會(huì)痛《頭號(hào)玩家》中角色一樣可以在虛擬仿真世界游戲、娛樂、工作以及接收教育。

2.1.2虛擬仿真技術(shù)在娛樂方面的應(yīng)用

對(duì)于住在高樓的我們，很希望可以有自己的庭院，在綠色的草地上和孩子一起打球、嬉戲。而現(xiàn)實(shí)生活總是有很多的無(wú)奈。虛擬仿真技術(shù)在努力改變著我們的生活，只需要我們帶上VR眼鏡，手持虛擬球棒，就可以和孩子們?cè)诳蛷d享受一場(chǎng)歡快的羽毛球賽。也可以自己享受一個(gè)下午的高爾夫球。虛擬仿真技術(shù)在真切地改變著我們的生活方式，在有限的空間里享受無(wú)限的樂趣。

2.2國(guó)內(nèi)外虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展

2.2.1國(guó)外虛擬仿真技術(shù)發(fā)展

美國(guó)在20世紀(jì)40年代率先對(duì)虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行了研究并用于模擬宇航員和飛行員的訓(xùn)練。隨后也逐漸民用化。目前，已經(jīng)建立了空間站、航空和衛(wèi)星維護(hù)的VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）訓(xùn)練系統(tǒng)，建立了面向全國(guó)的VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）教育系統(tǒng)。英國(guó)、德國(guó)、瑞典等歐洲其他發(fā)達(dá)國(guó)家也在積極開展對(duì)虛擬仿真技術(shù)的研究和應(yīng)用。

2.2.2國(guó)內(nèi)虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展

虛擬仿真技術(shù)在我國(guó)發(fā)展較慢，隨著市場(chǎng)需求以及國(guó)家政策的鼓勵(lì)于支持，越來(lái)越多的領(lǐng)域如游戲、娛樂、城市規(guī)劃、醫(yī)學(xué)、藝術(shù)、教育、軍事與航天、房產(chǎn)開發(fā)、工業(yè)等也融人了虛擬仿真技術(shù)。各大高校也在積極開展虛擬仿真相關(guān)課程，積極應(yīng)對(duì)社會(huì)及市場(chǎng)發(fā)展需求。

因此，虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域之大，范圍之廣說(shuō)明未來(lái)20年市場(chǎng)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)專業(yè)人才的需求量會(huì)暴增。學(xué)校培養(yǎng)人才的目的是為了滿足市場(chǎng)需求，因此要不斷地判斷市場(chǎng)需求變化，革新教學(xué)內(nèi)容與方法。而由于海南島特殊的地理位置使其形成了“自貿(mào)港”和“電競(jìng)港”，項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)施就具有重要意義：

（1）解決海南大學(xué)生就業(yè)問題;

（2）為海南“電競(jìng)港”培養(yǎng)虛擬場(chǎng)景建模師;

f3）以校企合作新模式帶動(dòng)相關(guān)實(shí)踐性強(qiáng)的課程改革，為企業(yè)輸送達(dá)標(biāo)人才;

（4）真正實(shí)現(xiàn)教師“做中教”，學(xué)生“做種學(xué)”的以職業(yè)為導(dǎo)向的教學(xué)模式。

3研究目標(biāo)及擬解決問題

3.1提高教育質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)課程線上共享

虛擬現(xiàn)實(shí)教育價(jià)值在于提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率，并輔助教師高校授課。目前國(guó)內(nèi)的教育市場(chǎng)極為龐大，對(duì)利用新技術(shù)不斷提高教育質(zhì)量和效率有著強(qiáng)烈訴求。《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃》意味著到2020年，所有人都可以在信息化環(huán)境下獲得優(yōu)質(zhì)教育資源，各級(jí)學(xué)校都將提供寬帶上網(wǎng)支持。同時(shí)政府還鼓勵(lì)教育機(jī)構(gòu)建設(shè)“大規(guī)模開放在線（MOOC）”促進(jìn)遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)。

3.2建立校企合作共贏新模式

華為iLab與Strategy Analytics聯(lián)合發(fā)布虛擬現(xiàn)實(shí)教育白皮書《教育和培訓(xùn)應(yīng)用點(diǎn)燃VR市場(chǎng)——運(yùn)營(yíng)商和VR產(chǎn)業(yè)伙伴合作共贏》。白皮書指出，教育是虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)中發(fā)展最快也將是最先落地的領(lǐng)域。我國(guó)對(duì)虛擬仿真技術(shù)給予了政策的鼓勵(lì)和支持，市場(chǎng)的需求變化也推動(dòng)著虛擬現(xiàn)實(shí)教育的持續(xù)發(fā)展。

白皮書針對(duì)快速發(fā)展的虛擬現(xiàn)實(shí)教育與培訓(xùn)，考察其主要趨勢(shì)，識(shí)別商業(yè)機(jī)會(huì)點(diǎn)，以促進(jìn)這一前景廣闊新市場(chǎng)的增長(zhǎng)，建立校企合作共贏新模式。

3.3順應(yīng)行業(yè)發(fā)展、滿足就業(yè)需求

目前，中國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)仍處于初級(jí)階段，市場(chǎng)規(guī)模處在較小的水平，但市場(chǎng)規(guī)模增速非常快。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2019年，中國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)消費(fèi)者規(guī)模將突破1000萬(wàn)人，預(yù)計(jì)2021年，中國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到544.5億元。在中國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)收入構(gòu)成方面，數(shù)據(jù)顯示，2017年中國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)硬件收入達(dá)到4.7億元，軟件收入為1.7億元。隨著中國(guó)消費(fèi)者的內(nèi)容消費(fèi)習(xí)慣逐漸養(yǎng)成，預(yù)測(cè)2019年中國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)軟、硬件收入將突破10億元。2019年下半年，以2019年國(guó)際籃聯(lián)籃球世界杯、中華人民共和國(guó)建國(guó)70周年大慶、2020年延慶高山滑雪測(cè)試賽、2022年北京冬奧會(huì)等重大活動(dòng)賽事為契機(jī)，“vR+”虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用將在廣播電視領(lǐng)域優(yōu)先爆發(fā)，VR直播、虛擬課堂培訓(xùn)、VR內(nèi)容創(chuàng)作等應(yīng)用進(jìn)一步普及。項(xiàng)目順應(yīng)了海南“自貿(mào)XE"及“電競(jìng)港”的發(fā)展規(guī)劃，滿足未來(lái)海南對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)人才就業(yè)需求。

4特色與創(chuàng)新之處

4.1校企合作教材編制

三維建模技術(shù)和三維動(dòng)畫特效是軟件技術(shù)專業(yè)核心課程。根據(jù)企業(yè)需求，未來(lái)虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫行業(yè)對(duì)虛擬場(chǎng)景建模師的需求量很大。而場(chǎng)景建模師不僅要學(xué)習(xí)軟件中基本工具的使用方法，更重要的是掌握綜合運(yùn)用工具制作出符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的虛擬場(chǎng)景的能力。原始教材如同教學(xué)生包包子，不論這個(gè)包子符不符合大部分顧客口味，能否賣得出去，只要能夠包出來(lái)就行;而校企合作教材不僅要教學(xué)生包包子，還要教學(xué)生如何包的好吃、能夠賣得出去并且銷量好。

所以不同于以往教材，校企合作教材是從企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目出發(fā)，以類似項(xiàng)目說(shuō)明書的形式把項(xiàng)目的制作過(guò)程進(jìn)行模塊化、任務(wù)化。各章節(jié)內(nèi)容之間是環(huán)環(huán)相扣，缺少其中的任意一個(gè)環(huán)節(jié)都無(wú)法制作完成最終項(xiàng)目。

4.2線上共享教學(xué)資源建設(shè)

線上共享教程可以擴(kuò)大學(xué)生的學(xué)習(xí)范圍、增加更多的課外常識(shí)、隨時(shí)可以學(xué)習(xí)。學(xué)生還可以和老師進(jìn)行互動(dòng)與交流，在重復(fù)操作各種內(nèi)容的同時(shí)會(huì)讓自己的技能得到提升，非本專業(yè)的學(xué)生同樣也可以作為課余興趣進(jìn)行自我學(xué)習(xí)。所以線上共享教學(xué)資源的建設(shè)不僅可以擴(kuò)大虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫的影響力，增加潛在虛擬場(chǎng)景建模師的就業(yè)需求。線上共享教程采用錄播的形式，與教材章節(jié)對(duì)應(yīng)講解，每集約15分鐘左右。

4.3校企合作新模式建設(shè)

企業(yè)把項(xiàng)目?jī)?nèi)容進(jìn)行課程化重構(gòu)后分派到學(xué)校，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下對(duì)企業(yè)項(xiàng)目進(jìn)行課程化學(xué)習(xí)與制作。項(xiàng)目制作完成后由企業(yè)進(jìn)行達(dá)標(biāo)驗(yàn)收，合格后再次分派新的課程化重構(gòu)后的項(xiàng)目給學(xué)校。如此形成良性循環(huán)，達(dá)到校企合作共贏新模式。

5結(jié)論

虛擬仿真技術(shù)結(jié)合《三維場(chǎng)景制作》課程可以讓學(xué)生親身操作及感受自己制作出來(lái)的逼真的虛擬場(chǎng)景，能更好地鞏固學(xué)生已有的理論知識(shí)，更好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及學(xué)習(xí)能力。對(duì)于企業(yè)人才需求及高校實(shí)踐教學(xué)改革具有重要的意義。