虛擬現實技術在動漫游戲教學設計中的應用研究*

徐 穎

(福州軟件職業技術學院 游戲產業學院，福建 福州 350001)

作為計算機學科的衍生學科之一，動漫游戲專業的招生量逐年上升，覆蓋面不斷擴展。隨著我國教育改革的深入推進以及社會對動漫游戲的需求愈加多元化，動漫游戲專業亟需改進教學理念，優化教學課程，以培養出滿足社會發展需要的全方位人才。虛擬現實技術作為一種人機互動性極強的技術，可以完全復制模擬真實世界并模擬設計者所構想的世界,對于動漫游戲專業教學場景構建有著極大幫助。與此同時，虛擬現實技術還可突破傳統教學在時間、空間上的限制，為師生教學提供極大便利。這些技術支持引導下，虛擬現實技術為動漫游戲專業教學帶來全新思路。由此，相關院校動漫游戲專業需在充分結合虛擬現實技術的基礎下，構建科學合理的教學課程體系，采取切實可行的教學方法。

一、虛擬現實技術內涵及特點

虛擬現實技術英文名稱為 Virtual Reality，簡稱 VR 技術，集計算機算法、人體傳感技術及行為心理學于一體，是一門新興綜合技術。借助圖形顯示、3D定位、觸覺傳感等高新技術的背后支撐，虛擬現實技術可通過構建虛擬空間，實現視力、聽力真實模擬，為用戶帶來深度沉浸體驗，在實現用戶在真實世界與虛擬世界的交互行為的同時，滿足人們對未來世界的構想。

(一)沉浸性

虛擬現實技術構建的虛擬環境具有現實感，能使用戶感受到十分真實的畫面、聲音。人類可以在虛擬環境中健身、學習、旅游，在一定程度上可被稱作“平行世界”。虛擬現實技術能在聽力及視力方面實現沉浸效果。一是視覺沉浸。虛擬現實技術利用凸透鏡制造虛擬現實眼鏡，將畫面內容輸出為左眼、右眼各自獨立的畫面，加上封閉式頭盔完全杜絕了真實世界，從而在視覺上帶來沉浸式體驗。虛擬現實眼鏡的分辨率越高，用戶所感受到的場景就越真實。當分辨率提升到8K以上，就可達到“人眼”分辨率，帶來深度沉浸體驗。二是聽覺沉浸。虛擬現實技術可通過耳機輸出聲音，并使用杜比全景聲，配合具體場景的變化過程，為用戶呈現流動的聲音音效，從而大幅度提升沉浸式體驗。

(二)交互性

當人處于虛擬環境中，人們可與其中物體、場景進行實時交互。用戶是交互主體，虛擬環境中的場景及物體為虛擬客體。虛擬主體與客體之間進行的交互行為是全方面的。虛擬現實技術通過定位器建立與真實世界比例相同的虛擬世界，并通過追蹤虛擬現實頭盔與手柄傳感器的動作，將用戶在真實世界的移動變成與虛擬世界的交互操作。對于虛擬世界里的物體，用戶可對其進行操作。如用戶可以用手去抓取模擬環境中的物體并改變物體的位置或形狀。虛擬現實技術借助其強大交互功能，成為軍事及航天領域模擬訓練的重要工具。

(三)構想性

通過運用虛擬現實技術，使用者對未來世界的自由想象有機會成為現實。在虛擬空間內，設計人員可在人物、場景設計方面發揮想象力，如按照個性化要求設計人物形象、模擬建造仿真場景等。而對于體驗者來說，虛擬現實技術不僅能使其沉浸其中，還能通過與虛擬環境的交流對真實世界進行反思，并進而對現實世界加以改造[1]。有了虛擬現實技術，人類將有機會體驗理想世界。

二、虛擬現實技術應用于動漫游戲教學中的優勢

將虛擬現實技術應用于動漫游戲教學時，具備色彩、層次豐富的感官體驗以及立體逼真的3D立體環繞效果，使得虛擬現實技術能為教育技術帶來飛躍發展。通過營造自由獨立學習氛圍，傳統教學方式得到升級，轉為學生通過自身與環境交互吸收知識。將虛擬現實技術應用于動漫游戲教學，具體有以下幾方面優勢：

(一)提高教學便利性

將虛擬現實技術應用于動漫游戲專業教學，可從以下幾方面提高教學的便利性。一，教學資源更易獲取。無論是虛擬現實技術還是動漫游戲，二者均高度依賴于計算機技術。因此虛擬現實技術以及動漫游戲專業的教學資源均可保存在網絡存儲空間內。根據使用的設備類型不同，教學資源可保存在臺式電腦、平板電腦以及手機當中，擺脫了傳統知識對于紙張書本的依賴。無論學生在教室上課、或是在圖書館自習，學生可擺脫知識媒介限制，隨時調用教學資源進行自主學習。二，教學時間、空間限制縮小。傳統課堂需要將教師與學生集中到教室里進行學習，對于地點、時間均有著強制要求。而通過將虛擬現實技術運用到動漫游戲當中，學生和老師可憑借虛擬現實設備，隨時隨地進入教學課堂，減少了傳統教學對于時間、空間的限制。此外，若學生不能在課堂上完全掌握所學知識，可在課后下載相關教學資源，利用虛擬現實頭盔等專有設備進行彌補學習。相比于傳統教學，將虛擬現實技術運用于動漫游戲教學，學生能更輕易獲取教學資源，減小教學在時間、空間上的限制，為自主學習提供了極大便利[2]。

(二)豐富教學內容及其表現形式

將虛擬現實技術與動漫游戲結合后，教學內容及其表現形式都得到了極大豐富。教學內容方面，虛擬現實技術的引入，為學生提供了充足的視覺、聽覺教學素材，學生可在課堂上體驗到視覺、聽覺、觸覺一體化的虛擬教學場景[3]。通過虛擬現實技術創建并呈現動漫游戲世界，學生可跨越時空界限，與動漫游戲中的場景及人物進行互動。還可結合教學需求，對動漫游戲場景進行控制，對其中的動漫游戲人物及要素展開操作。除了常規的書本知識以外，學生還獲得了真實的游戲交互體驗以及大量感知、操作的機會，課堂內容豐富度有了極大提升。表現形式方面，傳統的教學內容表現形式一般包括課本及課件，整體較為單一。通過引入虛擬現實技術，原本扁平化的知識得以更加立體、更加真實的方式呈現，動漫游戲專業的教學內容也有了更加多元的表現形式。虛擬現實技術通過豐富課堂教學內容，并以更生動多樣的表現形式將其表達，使得學生對于虛擬現實動漫游戲構建有了更深層次的理解。

(三)提升教學效果滿意度

在傳統的教學課堂，知識傳遞形式較為單一，學生只能通過“文字講解+圖片展示”的形式獲取知識。在遇到教學情況較為復雜的課堂，如數學課上的立體幾何、地理課的山體結構等課程章節，以扁平的文字與圖片講解，教師很難向學生解釋清楚其中原理。教師的講學效果、學生的學習效果也很難以令人滿意。在動漫游戲專業教學時，課程對于知識的表現形式要求更高，單純的文字與圖片只能提供給學生單一的知識印象，教學效果較差。另外，動漫游戲專業對學生空間想象力要求本身就較高，若學生的立體感與空間感不夠強，會導致教學效果不佳。這種情況下，采用虛擬現實技術進行組織教學，對動漫游戲進行三維立體呈現，能讓學生感受到真實立體的動漫游戲。對于動漫游戲中的場景構建以及立體人物的刻畫，學生都能從視覺、聽覺等方面進行全方位立體感知。課堂的內容層次度、表現豐富度都得到全面提升，學生對于課堂也更加滿意。

三、虛擬現實技術在動漫游戲教學設計中的應用分析

動漫游戲教學階段，虛擬現實技術成為關鍵輔助工具。動漫游戲場景借助虛擬現實技術，能夠提高畫面豐富度及逼真度，進而提升學生課堂效率，創作出元素豐富的動漫游戲作品。虛擬現實技術應用于動漫游戲教學設計，應從教學思路、理念、目標、課程、實操等方面出發，加快二者的融合教學。

(一)教學思路：虛擬現實技術+動漫游戲教學先后跟進

在動漫游戲專業與虛擬現實技術有機結合的過程中，教學課程設計人員需樹立“虛擬現實技術先行，動漫游戲專業跟進”的教學思路。首先，注重虛擬現實技術相關課程的教學。由于虛擬現實技術包含動態環境建模、三維圖形生成等多項關鍵技術，教學過程中會涉及到人機交互、計算機圖形圖像處理等多方面的知識。因此教學人員應根據動漫游戲專業教學需要，依據虛擬現實技術特征，設置特有教學課程。通過此類型課程教學，為學生構建虛擬現實動漫游戲課程的基礎知識體系[4]。其次，注重動漫游戲專業課程的教學。動漫游戲是綜合了動漫專業與游戲產業的專業，對學生的創作能力、創新能力都提出了很高的要求。在教學過程中要注意培養學生美術基本功以及對游戲建構的基本認知。如可開設人物建構、圖像模擬等基本課程，為學生開發動漫游戲打好美工基礎。最后，在學生對虛擬現實技術及動漫游戲專業掌握一定基礎知識后，可以開設虛擬現實動漫游戲專有課程，基于虛擬現實技術學習如何構建、開發動漫游戲，并在拓展課程中培養學生對二者相關聯技術的掌握能力。

(二)教學理念：以學生為教學中心

傳統課堂教學通常以教師為教學中心，不論是教學大綱、課程內容以及教學方法，教師均需親力親為，手把手進行教學。這也造成學生習慣在他人督促下進行學習，自主學習能力較差，難以全面深度掌握教學內容。基于虛擬現實技術開展動漫游戲教學時，要轉變陳舊教學觀念方法，轉向以學生作為課堂內容教學主體，教師僅作為輔導人員。一方面，以學生為中心開展教學活動。動漫游戲專業對于學生個人的創新創作能力有著較高要求，在教學過程中要注意以學生為中心開展教學實踐活動，教師需脫離傳統教學主體行為，注重發揮自身引導與啟發的作用[5]。例如在課堂上進行動漫游戲項目設計操作時，教師只提供大致操作思路，其余時間用于鼓勵、引導學生使用虛擬現實技術進行大膽實驗。另一方面，要發現并培養學生個人獨有優勢。未來的動漫游戲會在畫面、人物、游戲機制等方面具有突出優勢，因此游戲開發人才必定在某一重點領域有所建樹。因此在教學過程中，教師應挖掘學生個人優勢所在，將學生培養成為特長人才。如學生在圖像繪畫、模型構建等方面有著突出優勢，則在教學過程中可進行針對性培養，做到因材施教，使學生如魚在水，最大程度發揮自身特長能力。

(三)教學目標：明確發展人才培養方向

現階段，虛擬現實動漫游戲涉及到眾多工作崗位，包括在虛擬現實類制作公司擔任三維模型制作師，在動漫游戲制作公司擔任游戲開發工程師、動畫特效師等諸多工作。對此，高校應針對市場需求，明確自身教學目標，將學生打造成為“長板人才”。對學校而言，要加大特色人才培養力度。在確保虛擬現實技術發展方向和動漫游戲專業教學緊跟市場導向的基礎上，加大對虛擬現實技術應用于動漫游戲教學中的研究力度，為二者融合創造先決條件。可依據學科特點增設專業，制定針對性培養計劃。對老師而言，可根據崗位特點，構建層次分明、方向明確的教學體系，結合自身工作經驗為學生提出專業選擇建議，培養學生成為某一專業領域的特有人才。對學生而言，應從個人興趣愛好出發，基于自身對學科知識的掌握情況，結合社會對于虛擬技術及動漫游戲設計人才的需要，明確職業生涯規劃。學生可提前了解社會所設崗位，針對崗位要求的專業知識與技能，在學習過程中做到有的放矢。通過對專業課程的學習，建立扎實的知識基礎與實際應用能力，為日后繼續深造或進入社會工作打造堅實基礎。

(四)教學課程：采取金字塔式課程設置

高校在基于虛擬現實技術設置動漫游戲教學課程時，可采取金字塔式的課程體系。課程體系設置從下到上依次為通識教育課程、專業基礎課程、專業核心課程以及專業拓展課程。通識教育課程包括計算機基礎課程、虛擬現實技術通識課程及動漫游戲通識課程。通過學習通識課程，學生可對虛擬現實技術及動漫游戲的發展和應用領域擁有初步了解，為后續的深入學習建立良好基礎。專業基礎課程包括素描、色彩、視覺語言等多門課程。利用虛擬現實技術設計制作動漫游戲需具備一定美術基礎及藝術審美，因此學生需具備一定美術繪畫功底。通過基礎課程學習提升學生的美學藝術素養以及專業繪畫能力。專業核心課程則包括一系列與虛擬現實技術相關課程，例如虛擬現實模型構建、數字三維動畫設計等課程。專業核心課程涉及到大量實操課程，在教學過程中需注重鍛煉培養學生的實際操作能力。相關院校及企業可通過合作共同建立虛擬現實技術與動漫游戲的教學資源庫，為學生提供豐富的實踐學習資源；教師可與虛擬現實技術企業及動漫游戲企業專家共同組建專業教學工作室。通過學習真實商業案例，學生可了解到工作中涉及到的專業知識與技能。專業拓展課程則包括虛擬現實動漫游戲的開發策劃，從設計、建模等多個流程出發學習虛擬現實動漫游戲產品的策劃，開發簡單動漫游戲產品或使用虛擬現實技術企業研發的編輯器進行簡單項目研發。讓學生對于虛擬現實動漫游戲的策劃、制作、發布的完整開發過程有一定了解，有助于增長學生的實操經驗并提升實操能力。通過構建金字塔式教學課程，搭建全面、有層次、有深度的課程體系。

(五)教學實操：構建實訓教學平臺

動漫游戲制作對學生的實踐操作能力提出了極高的要求。因此在教學過程中，可通過構建實訓教學平臺培養學生的實操能力[6]。教師可根據教學內容以及學生必須掌握的知識技能，適時引入虛擬現實技術。由教師及相關專業人士設置實訓環境，結合實際項目對學生進行啟發引導式教學。通過對實際項目的參與，學生可發現自身知識掌握方面存在的問題。在虛擬現實技術幫助下，學生對于動漫游戲開發有了更深的了解，實操能力也得到了充分提升。實訓教學流程如圖1所示，具體步驟為：1.學生自由分組，人數規定3-4人，以團隊形式進行項目學習。2.選取項目，團隊成員可根據自身情況及項目難度，選取適合的項目進行操作學習。3.虛擬現實資源編輯，團隊成員通過編輯動漫游戲所需素材，將其用虛擬現實技術表現出來。4.虛擬現實資源再編輯，對于已有素材進行多場景融合。5.基于虛擬現實技術的動漫游戲成果展示。通過小組展示互評，發現作品中存在問題并進行改進。基于實訓教學平臺，通過實訓教學流程，學生能更加全面掌握所學專業知識。

圖1 實訓教學流程

四、結語

當下，在教育、娛樂、網絡購物等領域，均能見到虛擬現實技術的應用。具體在數字游戲領域，虛擬技術在動漫游戲的深度應用已經成為現實。與傳統游戲相比，玩家不僅關注游戲內容方面的體驗需求，還關注如何通過游戲獲得參與感。伴隨虛擬現實技術發展的日新月異，動漫游戲更新換代升級速度加快，對相關人才的培養提出了更高要求。因此，相關院校需緊跟社會發展動態，對教學內容、手段進行創新變革。積極引入名校、名企以及國際上的優質教育資源，為社會培養專屬虛擬現實技術高素質人才。將虛擬現實技術運用到數字游戲教學當中時，高校除了要考慮如何培養特色人才以外，還要考慮如何將二者相結合，挖掘出更多虛擬現實技術的社會價值。依托虛擬現實技術培養動漫游戲專業方向的人才，需將信息技術和相關藝術學科緊密結合。相關院校在進行人才教學培養時，需樹立新的教學思路、轉變教學理念、明確教學目標、按照金字塔式課程構建教學體系并建立實訓教學平臺，秉持實踐為根、應用為本的原則進行教學。