虛擬現實動畫在教育產業中的應用研究

摘 要：“以科技賦能教育，促進教育優質均衡”，在5G（以及未來的6G或未來網絡技術）的支持下，VR 教育擁有更為廣闊的發展前景和應用空間。虛擬現實動畫有節省成本、規避風險、打破空間的限制等優勢、也對教育的均衡化有著重要的作用。同時虛擬現實動畫也會遇到諸多挑戰。文中對虛擬現實動畫應用的案例進行列舉分析。并結合當下對疫情下的虛擬在線教育進行思考與展望。

關鍵詞：虛擬現實;教育產業;動畫

我國移動通信技術正處在高速發展的狀態，“以科技賦能教育，促進教育優質均衡”，在 5G（以及未來的6G或未來網絡技術）的支持下，能夠支持 VR高清教學音視頻的實時傳輸，易于打造“身臨其境”的沉浸式教學體驗，幫助學生更好捕捉課堂細節。目前歐美國家應用較廣泛， Discovery Education是在教育中利用虛擬現實進行實地考察的主要內容提供商。中國應用現狀與歐美相比，我國虛擬現實技術在教育行業的應用正處于探索狀態，除了高校開發出的應用外，在中小學階段應用很少，幾乎沒有，處于一片空白的狀態。

1.虛擬現實動畫教育的優勢與挑戰

1.1 虛擬現實動畫教育的優勢

虛擬現實動畫被總結為7大優勢，節省成本;規避風險;打破空間、時間的限制;解決因為飲食因素、經濟水平發展不均等，導致的教育差異化問題，實現更有效的遠程教育和在線合作學習，促進教育均衡化發展;為學生提供豐富的個性化學習環境，促進學生的學習動機。

1.2 虛擬現實動畫教育的挑戰

虛擬現實動畫教育同時也改變了教師的授課方式，需要提供給教師一個平臺，便于教師利用虛擬現實動畫系統進行教學，讓教師不需要懂編程、不需要懂沉浸式、不需要懂三維，就能夠做出沉浸式課件。

此外教師還需要考慮到如何合理地在虛擬現實學習環境中呈現教學內容。虛擬現實學習環境中學習內容的呈現不同于現實課堂教學，在現實課堂教學當中教師可以根據學生的反饋來調整自己的教學內容，而在虛擬現實學習環境當中則不僅需要考慮教學內容的先后順序，還需要注意避免過多的虛擬場景占用學生的認知資源。

2 虛擬現實動畫應用案例分析

因為虛擬現實技術是基于三維技術發展起來的，但又與三維動畫有本質的區別。三維動畫技術是在計算機中建立一個虛擬的環境，然后設定模型的運動軌跡、攝影機鏡頭和運動參數。但是因為三維動畫技術是由靜止的照片連續播放而形成的動畫，不具有交互性，無法按照用戶自己的想法任意調整視角，只能按照預先設定的觀察路徑觀看。但是虛擬現實技術則是通過計算機實時計算，根據用戶的需要將場景的信息實時地提供給用戶，用戶可以根據自己的喜好和路線行走，具有很強的交互性。

rumii軟件案例

rumii是一個社交虛擬現實空間，它使人們能夠在世界任何地方的一個房間里進行協作和交流。取代視頻會議，用戶采用虛擬化身，通過語音聊天進行交流，同時共享資料，包括桌面共享，3D模型加載和網頁瀏覽。該平臺一次最多支持20個用戶使用HTC Vive頭顯，以及那些可以在VR中使用的傳統平臺。rumii社交虛擬現實應用程序讓用戶以虛擬化身參與到可視化的交流環境中，可以幫助參與遠程學習的學生感受到更多的聯系和更少的孤立。虛擬現實教室讓學生有機會舉手以自然的方式提問，感覺能更直接地投入到課堂中讓人可以在半匿名性的狀態下更輕松舒適的表達。

特殊教育

借助VR和觸覺反饋，技術人員讓視力受損的人以前所未有的方式接近著名的藝術作品并感受它們的美麗。在布拉格國家美術館的最新展覽中，布拉格國家美術館和NeuroDigital合作開發了一種獨特的VR體驗。許多著名的藝術品正在采用激光掃描進行模型搭建，以創建與其原始對象一比一對應、高還原度的3D模型。在細節上要歸功于開發模型的獨特UV展開功能，調整拓撲結構的同時并添加必要的額外紋理層次以創建逼真的觸覺體驗。

在展覽中展出的作品包括米開朗基羅的《大衛》，《米洛的維納斯》，每個都高度還原了最極致的細節，以確保當用戶將觸覺手套移動到它們可以響應的虛擬空間時，會有不同的質感和深度，這意味著盲人可以第一次“看到”藝術品。

3 疫情下的在線教育現狀

受到疫情的影響，出于健康安全考慮，各學校均采取網上教學的授課模式學而思、釘釘、新東方、北京超星、創而優等一大批互聯網教育巨頭，以免費或低價優惠方式推出其核心在線教育產品，如為學校提供優質在線課程、可操作的平臺、學生學習評價管理等，讓“停課不停學”在最短時間內得以實現。同時也讓不少真正有實力的企業收獲了海量用戶數據。為今后的持續發展積累了資本。

學生對平臺所提供的大多數課程資源都不甚滿意，學習勁頭也不足，不能很好地激發學習欲望。教學反饋不及時很大程度上導致了學生網絡學習積極性的驟降。

有的學科老師為了增加網站的瀏覽量，要求學生參與集體討論，通過多發言提高自己的積分。沒有老師的參與，學生為了得到高的積分不得不瘋狂的刷留言，腦筋急轉彎、猜謎語等與學習無關的內容充斥了整個學習社區。此次，另一個被質疑的焦點是對學生的管理。由于各地大多是倉促開課，缺乏經驗和預案，相關管理者在松緊度的把控、家長是否參與管理、在線學習的效果評測等三大焦點上表現得十分乏力。在虛擬環境中，教師很難監控教育過程的開展，難以根據學生的學習情況對教學方案做出適當調整。而且在虛擬世界，學生的行為習慣和表現與現實世界存在一定差異，現實世界的經驗難以直接照搬到虛擬世界。這客觀上要求必須針對教育的特點開發專門的 VR 系統，用以觀察、監督和記錄學生的學習過程，幫助教師更好地了解學生的表現，并提供針對性的指引和干預。建設一套適合在線教育的師生管理和評價機制，形成在線教育的良好生態。

4 結論

虛擬現實動畫技術與教育的結合，是歷史發展的趨勢，必定會由此提高課堂教學的效率。改變傳統教學學生被動接受知識，采用虛擬現實動畫教學模式將使課堂轉換角度。課堂由學生——老師——知識這種線性關系，轉變為學生、老師、知識三者的三角關系，甚至在學習過程中學生不需要老師，直面知識自主學習并發揮想象力。當虛擬現實動畫作為新技術涉及教育界的時候，可以預見的改變是必然的，教育對虛擬現實動畫的應用不止考慮技術和成本，更需要注重的是隨之而來的模式革新，媒介手段和應用在其上的內容。

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作者簡介：

劉晶鈺（1996-），女，漢，天津，碩士，數字化藝術設計理論及應用方向