酒店管理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

朱惠娟 馬衛(wèi) 王祿杰 商小玲 徐彬

摘要：酒店管理專(zhuān)業(yè)對(duì)學(xué)生的實(shí)操能力要求很高，許多學(xué)校受實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、實(shí)驗(yàn)投入等原因，無(wú)法安全有效地給學(xué)生提供實(shí)踐操作的機(jī)會(huì)。文章基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，探討了酒店管理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)建設(shè)的必要性，對(duì)該實(shí)驗(yàn)的三維場(chǎng)景建模技術(shù)、Unity布局方法以及人機(jī)交互開(kāi)發(fā)等關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)應(yīng)用研究。應(yīng)用結(jié)果表明，該仿真實(shí)驗(yàn)可以在空間的維度上，更大范圍地在線(xiàn)共享教學(xué)資源，在時(shí)間的維度上，使學(xué)生有更自主的時(shí)間學(xué)習(xí)，為酒店管理的實(shí)踐教學(xué)提供了新的方式。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；酒店管理；Unity3D；仿真實(shí)驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2023）36-0077-03

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

1 虛擬仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展現(xiàn)狀

21世紀(jì)以來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)得到了社會(huì)的廣泛應(yīng)用，許多產(chǎn)業(yè)都融入了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，得到了一個(gè)質(zhì)的飛躍。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)就是依托虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和人工智能技術(shù)，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容搭建而成，符合“高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度”的特征[1]，包括各種庫(kù)、仿真場(chǎng)景、交互界面和輸出4個(gè)要素[2]，學(xué)生可以借助電腦進(jìn)入相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，進(jìn)行一些危險(xiǎn)或難以涉及的實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)足不出戶(hù)的安全實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)可以大規(guī)模地共享，縮減了教學(xué)成本。

自教育部辦公廳關(guān)于2017—2020年開(kāi)展示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)的通知（教高廳〔2017〕4號(hào)）[3]出臺(tái)后，全國(guó)高校紛紛結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的痛點(diǎn)，開(kāi)展了虛擬仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與研究。酒店企業(yè)近年來(lái)不斷升級(jí)技術(shù)與管理，高校的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室由于經(jīng)費(fèi)不足等原因，設(shè)施陳舊、系統(tǒng)過(guò)時(shí)，仿真模擬訓(xùn)練室造價(jià)高且不好普及，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)內(nèi)容枯燥乏味，只能進(jìn)行技能訓(xùn)練，很少涉及優(yōu)化服務(wù)流程、分析數(shù)據(jù)等技能的培訓(xùn)，致使學(xué)生入職后很難適應(yīng)工作要求[4]。雖然學(xué)校會(huì)安排酒店實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)以增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力，但在這種實(shí)踐活動(dòng)中，酒店一般會(huì)將沒(méi)有工作經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生安排到基層去鍛煉基礎(chǔ)的實(shí)操技能，所以很難累積到管理層的工作經(jīng)驗(yàn)。致使大部分學(xué)生認(rèn)為，自己未來(lái)的出路只是在酒店打雜，越少的人選擇酒店管理專(zhuān)業(yè)，就更難培養(yǎng)出滿(mǎn)足企業(yè)需求的人才，形成一個(gè)人才培養(yǎng)的死循環(huán)[5]。正如夏保國(guó)在文章中提到，利用酒店虛擬仿真教學(xué)資源平臺(tái)能擺脫資金、場(chǎng)地等資源限制，滿(mǎn)足酒店管理專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)具有酒店運(yùn)營(yíng)策劃、設(shè)計(jì)、系統(tǒng)操作等能力的中高層管理人才的需要[6]。因此，開(kāi)發(fā)一個(gè)酒店管理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)有著緊迫的必要性。

本虛擬仿真實(shí)驗(yàn)包括漫游酒店大廳、客房布置和電梯停運(yùn)緊急情況3個(gè)模塊。通過(guò)Unity3D實(shí)現(xiàn)平臺(tái)整體交互功能的實(shí)現(xiàn)，使用3DsMax創(chuàng)建酒店內(nèi)部模型，運(yùn)用PhotoShop設(shè)計(jì)項(xiàng)目UI。以普通星級(jí)酒店為參考物，創(chuàng)建一個(gè)真實(shí)的酒店環(huán)境，學(xué)生要扮演酒店工作人員對(duì)客房進(jìn)行規(guī)范的設(shè)計(jì)管理和應(yīng)對(duì)酒店電梯停運(yùn)情況的安全管理。在管理過(guò)程中規(guī)范行為，加深學(xué)生在課堂上的知識(shí)點(diǎn)理解，激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，高效提升學(xué)生對(duì)酒店客房布置的自主創(chuàng)新能力，以及危機(jī)情況下應(yīng)急管理的實(shí)踐能力。

2 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的架構(gòu)與功能

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

首先，基于教學(xué)目的，項(xiàng)目主要是將知識(shí)點(diǎn)利用任務(wù)貫通在一起，根據(jù)書(shū)本和網(wǎng)絡(luò)資源了解到現(xiàn)今的酒店管理專(zhuān)業(yè)在校內(nèi)學(xué)習(xí)中難以遇到的實(shí)操有：根據(jù)酒店實(shí)際情況設(shè)計(jì)客房?jī)?nèi)部裝潢，因?yàn)槲淖趾推矫娴膱D像很難將一個(gè)立體的水電系統(tǒng)展示出來(lái)，導(dǎo)致缺乏空間邏輯的學(xué)生很難完成這項(xiàng)任務(wù)；電梯緊急事件處理，首先學(xué)校只能提供理想化的解決方案，學(xué)生很難代入情節(jié)，而受實(shí)驗(yàn)設(shè)施的限制，學(xué)校也不能針對(duì)突發(fā)情況進(jìn)行實(shí)操。

酒店管理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)就是針對(duì)解決這些問(wèn)題而設(shè)計(jì)的，功能設(shè)計(jì)主要有漫游酒店大廳，觀察酒店大廳的環(huán)境；進(jìn)行客房布置，這是極為重要的一部分，該專(zhuān)業(yè)學(xué)生要學(xué)會(huì)根據(jù)酒店的水路循環(huán)和電力路線(xiàn)將電器、家具和衛(wèi)生間安排在合理位置，基于酒店的水路特殊性，設(shè)置兩個(gè)相背的房間用作實(shí)驗(yàn)；最后是一個(gè)緊急突發(fā)狀況的實(shí)驗(yàn)，會(huì)安排一個(gè)電梯停運(yùn)故障，學(xué)生需要在確認(rèn)是否有被困人員的2種情況下，進(jìn)行緊急處理，還要模擬如何檢查電梯驅(qū)動(dòng)操作裝置，本系統(tǒng)總體功能架構(gòu)參照《用戶(hù)體驗(yàn)要素》[7]的5個(gè)層面進(jìn)行策劃。

2.2 總體功能設(shè)計(jì)

根據(jù)需求分析確定實(shí)驗(yàn)總體功能，首先進(jìn)入實(shí)驗(yàn)，平臺(tái)介紹系統(tǒng)的目的與使用方法，學(xué)生點(diǎn)擊圖片進(jìn)入相應(yīng)模塊，完成該模塊后可返回選擇新模塊進(jìn)入實(shí)驗(yàn)。圖2詳細(xì)列出項(xiàng)目的功能框架。

根據(jù)系統(tǒng)功能，再將系統(tǒng)劃分為登錄模塊、漫游模塊、應(yīng)急事件模塊、客房布置模塊。登錄和漫游模塊是一般三維仿真系統(tǒng)都具備的功能，用來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)登錄驗(yàn)證和系統(tǒng)漫游瀏覽；應(yīng)急事件模塊可以點(diǎn)擊對(duì)話(huà)框推進(jìn)任務(wù)，在關(guān)鍵部分會(huì)出現(xiàn)選擇題，學(xué)習(xí)者要以酒店管理人員的身份處理各種情況，大型器械的制動(dòng)會(huì)進(jìn)行動(dòng)畫(huà)演示，這里突出的重點(diǎn)就是需要學(xué)習(xí)者代入管理人員的身份中，在做選擇的時(shí)明白自身的職責(zé)；酒店布置模塊是學(xué)習(xí)者通過(guò)按鈕切換外景和地板墻體的樣式，衛(wèi)生間可以通過(guò)滑動(dòng)條設(shè)置大小，自行使用模型庫(kù)中的模型布置客房，最后通過(guò)同伴互評(píng)和教師評(píng)價(jià)對(duì)布局樣式進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。以應(yīng)急模塊為例，核心的人機(jī)交互方式如圖3所示。

3 關(guān)鍵技術(shù)

1）3DsMAX場(chǎng)景建模

首先，尋找一個(gè)或多個(gè)酒店做參照物，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)圖片作比較，使用3DMax創(chuàng)建一些模型，例如酒店大廳以及內(nèi)部的吧臺(tái)、景觀盆栽、桌椅和燈具；最主要是客房?jī)?nèi)的模型，客房需要使用者自己布置，要做多種同類(lèi)型的模型以供選擇；電梯停運(yùn)之后需要檢查的驅(qū)動(dòng)操作裝置等。

可以使用傾斜攝影獲得初始影像數(shù)據(jù)，導(dǎo)入3DsMAX中，首先進(jìn)行精細(xì)化實(shí)景建模，包括局部分離編輯、精細(xì)修編重建、修飾融合更新等技術(shù)；接著做局部?jī)?yōu)化，包括區(qū)域平滑、漂浮物刪除、圖像映射和模擬擬合技術(shù)等，最終完成三維實(shí)景模型的構(gòu)建。

另外，由于網(wǎng)上的模型大多數(shù)是收費(fèi)的而且風(fēng)格很難統(tǒng)一，所以大部分的模型都是根據(jù)收集的圖片和一些設(shè)想制作的，按照等比例制作，盡量貼近實(shí)物，這樣在搭建場(chǎng)景時(shí)會(huì)減少不必要的調(diào)整。

模型想要貼近現(xiàn)實(shí)就需要貼圖渲染，可以使用Photoshop軟件對(duì)一些模型的貼圖進(jìn)行處理，尋找合適的圖片進(jìn)行裁剪，使用仿制圖章工具去除水印和修補(bǔ)圖片，制作一些背景圖例，如登錄界面，沒(méi)有實(shí)操需要的電梯控制室也采用圖像背景以減少平臺(tái)的模型量；電梯不需要進(jìn)入也可采用圖像背景；UI根據(jù)平臺(tái)的整體基調(diào)和顏色設(shè)計(jì)成簡(jiǎn)約雅觀的風(fēng)格，盡量使用圓滑的輪廓增加平臺(tái)的美觀視覺(jué)。

本項(xiàng)目中大多數(shù)的渲染素材盡量選擇平滑和一定光澤度圖像，這可以在PS的混合模式中設(shè)置，圖4是部分場(chǎng)景建模后的效果圖。

2）Unity中的布局

當(dāng)模型和圖像都處理好后，開(kāi)始搭建場(chǎng)景，為方便尋找和存儲(chǔ)，將模型、圖像和UI導(dǎo)入相應(yīng)的文件夾。UI的圖像在屬性中的Texture Type欄，選擇Sprite（2D and UI），否則在UI設(shè)置背景時(shí)就會(huì)找不到圖像。

搭建場(chǎng)景時(shí)直接把模型拖入Scene面板中，調(diào)整位置和大小，選擇合適角度后，將攝像機(jī)Align With View，就可以看到Game視圖也變成了Scene中的成像。

為了更真實(shí)的效果可以給場(chǎng)景添加光照和陰影，場(chǎng)景中還增加了許多反射探頭，使物體具有光澤感和反光效果。所有模型都添加了剛體和碰撞器，這樣項(xiàng)目才更加具有真實(shí)感和操作感，使虛擬酒店更加貼近現(xiàn)實(shí)，運(yùn)行時(shí)才不會(huì)出現(xiàn)穿墻而過(guò)等離奇的現(xiàn)象。

以電梯控制室為例，驅(qū)動(dòng)操作裝置在一間屋內(nèi)，為防止第一人稱(chēng)在室內(nèi)移動(dòng)時(shí)出現(xiàn)穿墻而過(guò)的三維現(xiàn)象，需要在Player上添加剛體組件，在房間墻壁和地板上添加碰撞器。

3）Unity中的交互

靜態(tài)場(chǎng)景全部完成后，開(kāi)始進(jìn)行人機(jī)交互開(kāi)發(fā)，首先是漫游的大廳場(chǎng)景，大廳中沒(méi)有太多的交互點(diǎn)，主要是操控人物進(jìn)行移動(dòng)觀察大廳；第二個(gè)場(chǎng)景是客房，需要一個(gè)攝像頭拍攝俯視角畫(huà)面并同步到界面右上方的小地圖中觀察布置，這里需要建立一個(gè)模型庫(kù)用以存放模型，模型的尺寸固定但可以調(diào)節(jié)位置和角度，這里的代碼會(huì)比較復(fù)雜；第三個(gè)場(chǎng)景就是緊急事件，預(yù)計(jì)是電梯停運(yùn)，用對(duì)話(huà)框進(jìn)行任務(wù)的遞進(jìn)，需要做許多選擇，選擇錯(cuò)誤會(huì)有正確提示，這里主要是UI的切換，代碼相對(duì)簡(jiǎn)單。

下面以“客房場(chǎng)景”為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明開(kāi)發(fā)過(guò)程。客房布置模塊的模型很多，全部加載到項(xiàng)目中會(huì)造成系統(tǒng)運(yùn)行卡頓，所以要用代碼調(diào)用模型庫(kù)，數(shù)字孿生技術(shù)[8]在此項(xiàng)目中集中體現(xiàn)這里，利用數(shù)字孿生模型來(lái)控制家具在擺放過(guò)程中的狀態(tài)和位置[9]。表1將所有模型編輯一個(gè)ID、資源名、家具名、家具類(lèi)型、家具說(shuō)明。

最終效果如圖5所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

仿真實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用結(jié)果表明，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)可以立體、全方位地將知識(shí)以最真實(shí)的形式進(jìn)行傳授，這是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代一種創(chuàng)新發(fā)展的教學(xué)技術(shù)。隨著職業(yè)技術(shù)要求的提高，學(xué)生不僅要掌握理論基礎(chǔ)，還需要具備扎實(shí)的實(shí)踐應(yīng)用能力。仿真實(shí)驗(yàn)可以低成本地滿(mǎn)足這些要求，每一步實(shí)驗(yàn)都會(huì)有相應(yīng)的反饋，教師也可以通過(guò)后臺(tái)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)到學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，這樣學(xué)生就可以在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上反復(fù)操作，也就不存在消耗器材或被場(chǎng)地限制等外界條件的麻煩了。傳統(tǒng)的教學(xué)模式和演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)被改變，大大減少了教育與實(shí)踐的矛盾。當(dāng)然，也不能為了仿真而仿真，仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的選取一定要符合“三高”的原則，即高成本、高危、高消耗[10]，真正將教學(xué)改革落在實(shí)處，為提高教學(xué)效果而服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 熊宏齊.國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的新時(shí)代教學(xué)特征[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2019，36（9）：1-4.

[2] 趙蕊，陳東平，初慶釗.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高等化學(xué)教育中的應(yīng)用和探索[J].大學(xué)化學(xué)，2022，37（4）：145-151.

[3] 教育部辦公廳關(guān)于2017-2020年開(kāi)展示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)的通知[A/OL].（2017-07-11）[2022-12-20]. http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7945/s7946/201707/t2017 0721_309819.html.

[4] 劉佳婕.VR技術(shù)在酒店管理專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用：以酒店前廳與客房管理課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)為例[J].當(dāng)代教育實(shí)踐與教學(xué)研究，2020（1）：14-15.

[5] 范曉玲.應(yīng)用型本科大學(xué)酒店管理專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式創(chuàng)新研究[J].質(zhì)量與市場(chǎng)，2021（13）：67-69.

[6] 夏保國(guó)，鄧毅，靳延安，等.酒店虛擬仿真教學(xué)資源平臺(tái)的開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)[J].湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院學(xué)報(bào)（人文社會(huì)科學(xué)版），2021，18（10）：147-150.

[7] Jesse James Garrett.用戶(hù)體驗(yàn)要素——以用戶(hù)為中心的Web設(shè)計(jì)[M].范曉燕，譯.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[8] 李昕迪，王云龍，王剛.基于數(shù)字孿生和虛擬現(xiàn)實(shí)的數(shù)字教學(xué)工廠實(shí)現(xiàn)[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2021，40（9）：113-115.

[9] 何柳江.基于數(shù)字孿生的數(shù)控機(jī)床虛擬交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].成都：電子科技大學(xué)，2019.

[10] 靳洪，李春艷.關(guān)于經(jīng)管類(lèi)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)“金課” 的思考[J].湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院學(xué)報(bào)（人文社會(huì)科學(xué)版），2022，19（10）：149-151.

【通聯(lián)編輯：唐一東】