虚拟现实技术在课件制作中的应用.doc

2010年福建广播电视大学晋安校区 参评论文 ? ?? 类?别：□管理 □师资培训 □学科教学 □德育 ??□招生就业 ? 学?科：????计算机 姓?名：? ???郑培峰???? 论文题目：虚拟现实技术在课件中的应用 日 期： 2010 年 6 月 25 日 （内页不要署名）? 虚拟现实技术在课件中的应用 摘 要 虚拟现实技术是课件制作中最具有优势和发展潜力的一项技术，其深度应用将推动课件制作模式的改变。本文探讨了在课件使用虚拟现实技术的优势，对如何在常用的课件制作平台中插入cult3D对象进行分析。 关键词 虚拟现实 课件 cult3D 0 引 言 虚拟现实（Virtual Reality），也称人工环境或临境技术。这种技术是在计算机上综合应用各种技术创建一种人为虚拟的环境，能有效地模拟人在自然环境中视、听、触觉等种感知行为的高级人机交互。虚拟现实有三个最突出的特征：交互性、沉浸感和构想性。主要应用于电子商务、网络娱乐、远程教育、企业数据可视化等领域。在课件制作中引入虚拟现实技术，能实现课件的仿真功能，可构建虚拟的空间场景或实物的虚拟演示，增加内容的生动性和互动性。 1 在课件中使用虚拟现实技术的优势 1.1 能进行三维立体演示 利用虚拟现实技术制作的课件，可以对课件中的物体进行三维的全方位展现，这是二维平面图像和动画（如风靡一时的flash）无法表现的。在课件中将所涉及的物体发布成三维的形式，能够展现出实物外形和内部结构的方方面面，加上互动操作，演示物体的功能和使用操作，来表现物体的属性。对于某些工科、理科如机械、电学中的元器件，由于涉及的物体复杂、而又无法让每个学生进行现场操作的情况下，将其做成三维立体的形式，学习者通过对其进行观察和操作能够对物体有更全面地认识了解。下图是笔者制作的一个课件截图，该课件主要描述车钩的构造和工作过程，其中使用了虚拟现实技术，允许用户从各角度实时观察车钩的结构、工作过程，并可任意缩放、移动视图。在教学中使用该课件，增加了学生的学习兴趣，提高了学习效果。 图1 1.2 能进行仿真实验，弥补教学条件的不足 在实践教学中，往往会因为实验设备、实验场地、教学经费等方面的原因，使一些应该开设的教学实验无法进行。利用虚拟现实技术制作的仿真实验型课件，可以弥补这些方面的不足，学生足不出户便可以做各种各样的实验，获得与真实实验一样的体会，从而丰富感性认识，加深对教学内容的理解，减少经费的投入。同时，还可以避免真实实验或操作所带来的各种危险。另外，由于“设备”和“部件”大多是“虚拟”，根据发展需要可重新“生成”设备，使“设备”和教学内容在虚拟环境中不断更新，使实践训练跟上技术的发展，培养高素质的技能型人才，保证知识型的技术人才和管理人才满足经济发展的要求。 1.3 能虚拟教学情景 虚拟现实技术可以方便构建一个三维场景，人以第一视角在其中穿行。场景和控制者之间能产生交互，加之高质量的生成画面使人产生身临其界的感觉。例如，可以制作虚拟地理、太空虚拟漫游等课件。也可以虚拟历史人物、伟人、名人、教师、学生、医生等各种人物形象，创设人性化的学习环境，使学生能够在自然、亲切的气氛中进行学习、交流、讨论，共同探讨学习中的各种问题，进行协作化学习。 1.4 能实现三维交互动态表现 交互永远是多媒体教学获取较好效果的一个重要因素。在普通的CAI课件中，我们能实现文字交互、图片链接甚至文本、键盘交互（如authorware等工具软件中提供的多种交互方式），flash也可以提供二维基础上的交互，但是三维基础上的交互一般情况下很难实现，虚拟现实技术的引入，能实现三维交互动态表现，必将造成新一轮的视觉冲击，将极大地吸引学生的参与热情和学习激情。 2 虚拟现实技术在课件制作中的应用 现在市场上能实现虚拟现实技术的软件己经发展到几十种之多，像cult3D、shockwave3D、Fluid3D、virtools等等。其中cult3D应用较广，它可以使普通用户看到以往只有在高端工作站上才能看到的精细的实时渲染效果，甚至可以在完全没有硬件加速的情况正常的使用；cult3D高效的压缩技术使经过cult3D软件导出的三维图像文件通常仅20－200Ｋ。cult3D具有很好的跨平台效能，它支持目前主流的各种浏览器和各种常用的操作系统。 cult3D效果如此之好，但制作过程并不繁琐。教师可以非常轻松的开发出具有交互功能的cult3D对象。所使用的３Ｄ模型是从当前主流开发工具引入的，例如：3dsMax、Maya等。cult3D物体采用了二进位的只读文件加密格式，这样可以保护知识产权。cult3D物体能够嵌入到网页中，加入动画、声音