3D虛擬現(xiàn)實技術在動畫教學中的應用研究

摘 要：隨著社會時代的發(fā)展，人們的物質生活水平不斷上升，進而對精神層面的追求也逐漸向多元化發(fā)展，進一步促進了動畫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，近年來大量年輕學子對動畫專業(yè)的學習有著極大需求，高校也順應時代發(fā)展紛紛開設相關專業(yè)，向社會輸送更多動畫人才。然而，目前我國的動畫教學依舊存在教學方式陳舊，教學效果不佳的情況，許多教學內容與當前的動畫產(chǎn)業(yè)不符。所以，筆者認為可將3D虛擬現(xiàn)實技術應用在動畫教學當中，通過讓學生置身于虛擬現(xiàn)實相結合的環(huán)境中去獲得更真實的體驗，并且完善教學技術支持和教學手段、教學資源，從而提高動畫教學質量，為我國動畫產(chǎn)業(yè)發(fā)展貢獻人才力量。

關鍵詞：3D虛擬現(xiàn)實技術;動畫教學;應用

一、前言

隨著我國動畫產(chǎn)業(yè)的不斷向前發(fā)展，許多如《大圣歸來》《大魚海棠》《哪吒》等動畫影視作品均獲得了良好的市場反響，但我們依舊要認識到自身與其他國家存在的差距，究其根本原因便在于動畫教育方面存在不足。而將最新的3D虛擬現(xiàn)實技術應用在動畫教學當中，利用其綜合仿真、多媒體等技術優(yōu)點去創(chuàng)設出極度真實的虛擬環(huán)境，使用者只需佩戴相關設備便能有身臨其境之感，有更好的體驗[1]。可見，學生在3D虛擬現(xiàn)實技術的輔助下，對動畫專業(yè)的知識理解會更加深刻，突破時空限制去提升課堂教學真實度，從而提高動畫教學實效?；诖?，本文將主要結合筆者工作實踐，對3D虛擬現(xiàn)實技術在動畫教學中的應用展開研究。

二、3D虛擬現(xiàn)實技術在動畫教學中的應用意義

（一）構建三維動畫虛擬環(huán)境

在3D虛擬現(xiàn)實技術加持下，動畫設計能夠擁有更多的可能性，同時也為動畫教學提供了新的體驗。其一，動畫設計與3D虛擬現(xiàn)實技術相融，能夠在3D虛擬情境中進行交互設計，以仿真模擬的手段去表現(xiàn)物體的真實運動狀態(tài)，大大提高了教學的趣味性和交互性;其二，構建超現(xiàn)實虛擬空間環(huán)境，以更形象的教學工具去帶領學生進入多維度、直觀的情境當中，以全新的視覺體驗去加強學生的學習想象能力[2];其三，3D虛擬現(xiàn)實技術的應用能夠利用現(xiàn)有圖像和資源，將傳統(tǒng)的二維動畫轉換為動態(tài)三維，帶來更好的視覺效果。

（三）順應社會發(fā)展趨勢

3D虛擬現(xiàn)實技術與動畫行業(yè)密切相關，隨著人們對于精神文化方面的消費要求不斷提高，對動畫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也給予了極高的厚望。而將3D虛擬現(xiàn)實技術應用在動畫教學當中，不僅能夠助推動畫產(chǎn)業(yè)和技術的創(chuàng)新發(fā)展，也能培養(yǎng)更多具有高技術水平和創(chuàng)新意識的復合型人才。

三、3D虛擬現(xiàn)實技術在動畫教學中的應用基礎

（一）PC機的開發(fā)環(huán)境

3D虛擬現(xiàn)實技術系統(tǒng)秩序配備普通的PC機便可，學生通過鍵盤、鼠標便能與虛擬世界中的物體展開交互，有著便捷的操作和真實的效果。盡管這一虛擬情境與現(xiàn)實世界并不完全相符，并且學生的操作還有可能受到外界因素的影響而無法完全沉浸其中，但是3D虛擬情境帶給學生的體驗是真實的，并且投入成本不高，所以易于推廣。特別是在部分抽象知識課程和危險系數(shù)高的實驗課程中，3D虛擬現(xiàn)實技術能夠通過多維空間去激發(fā)學生的學習積極性，對教學重難點進行虛擬引導。

（二）三維場景編輯技術

在3D虛擬現(xiàn)實技術當中，三維場景編輯技術屬于核心內容，主要作用便是增強受眾對物體存在的感知，以交互形式進行體驗，從而獲得身臨其境之感。在三維場景的加持下，操作者能夠充分發(fā)揮主觀能動性，借助虛擬現(xiàn)實的場景去進行全方位展示和觀察，這一點與傳統(tǒng)媒體技術而言，大大彌補了二維空間的不足，變得更加高效。事實上在現(xiàn)在的游戲、電影等行業(yè)中，3D虛擬現(xiàn)實技術應用已經(jīng)十分廣泛，不過價格高昂的設備顯然不符合教育教學實情。

（三）虛擬學習環(huán)境集成技術

應用3D虛擬現(xiàn)實技術能夠構建極為逼真的虛擬世界，學生在操作中通過利用設備去進行人機交互，是一種動態(tài)且易操作的過程，能夠完美感知到協(xié)作、會話的存在，學生更愿意在其中進行學習和探索。此外，相較于二維動畫學習來講，三維動畫的學習環(huán)境更需要3D虛擬現(xiàn)實技術的加持，需要將二維和三維學習環(huán)境進行集成。搭建學習平臺依舊采取網(wǎng)頁制作技術DW、SAP、HTML等去聚集各類學習資源，同時通過超鏈接的設置去連接網(wǎng)頁和虛擬現(xiàn)實場景，只需點擊鼠標便可實現(xiàn)三維場景的切換，有著流暢的學習體驗，更能提高教學實效[3]。

四、3D虛擬現(xiàn)實技術在動畫教學中的應用體現(xiàn)

在高校的動畫專業(yè)課程教學中，3D虛擬現(xiàn)實技術的應用主要集中在如下幾個方面。

（一）課程拓展

現(xiàn)如今三維數(shù)字動畫技術的高速發(fā)展，很多教材中收錄的內容和教學所用方法都難以滿足當代學生需求，所以動畫課程需要進一步拓展。將3D虛擬現(xiàn)實技術應用在課程內容當中，一方面能夠確保教學跳脫出教材的局限去進行拓寬，另一方面也能引入更多的新知識和新技術。主要以數(shù)字動畫視頻開發(fā)作為重點，融入更多目前動畫影視制作的研究成果，如動作捕捉、影視特效等，加強動畫教學課程內容的全面性和時代性，保證其與時代和市場發(fā)展相符。

其一，資源建設。需要跳脫出過去以紙質資源為核心的情況，對教學內容進行全方位、立體化的展現(xiàn)，不斷構建虛擬現(xiàn)實資源庫，整個資源體系以網(wǎng)絡資源為主、電子教材為輔。結合動畫教學內容特性去開發(fā)更多的視頻課程、網(wǎng)絡資源和電子資源，這部分資源不僅能夠讓網(wǎng)絡教學和學生的自主性學習擁有更充足條件，同時也能保障課程教學模式得到更好地構建[4]。

其二，教學方式。學生可基于網(wǎng)絡平臺自主學習教師所給出的教學內容，并且實時提出問題和在線反饋，而教師可根據(jù)學生的在線學習數(shù)據(jù)和反饋建議去判斷課堂教學內容的真實難度，從而對理論知識進行講解，對實踐技能進行演示，布設針對性的實驗教學人物。在課后學生可在虛擬實驗室中展開小組活動，結合實驗任務且按照實驗指導去展開虛擬仿真訓練，從而提高基本的實驗技能且提出問題和建議，教師則從旁做好指導，結合建議做好準備。

（二）知識學習

所謂知識學習，也就是學生借助3D虛擬現(xiàn)實技術系統(tǒng)去進行各類知識的學習。通過3D虛擬現(xiàn)實技術的應用，能夠對現(xiàn)實生活中人眼無法觀測到的現(xiàn)象和事物變化過程進行直觀再現(xiàn)，為學生帶來更多真實生動的感性學習材料，解決在動畫知識學習中遇到的難題。例如，學生在學習非洲獵豹的動作規(guī)律時，由于大部分學生生活中不會接觸到這一動物，所以連最基本的現(xiàn)實觀察都沒有。此時，可利用3D虛擬現(xiàn)實技術系統(tǒng)帶領學生走進非洲去觀察獵豹是如何捕食、奔跑的，并且還能直接透過身體表面去看到其肌肉、骨骼的構造和動態(tài)變化，讓學生對該動物的肢體結構和動作特點有清晰的把握。應用3D虛擬現(xiàn)實技術還能對許多復雜的物理現(xiàn)象進行演示，如原子核裂變過程、曲率飛船工作原理等，這些都能對學生的想象思維發(fā)展有著極大幫助。

此外，3D虛擬現(xiàn)實技術在動畫教學中還能將許多抽象的概念進行具象表現(xiàn)，簡化學生對抽象概念的理解難度。例如，許多學生對動畫規(guī)律中的加速度概念存在理解困難，而通過3D虛擬現(xiàn)實技術的應用，讓學生直接觀察物體加速度變化全過程，從而深化學生的理解。

（三）實驗探索

在動畫課程教學中，實踐性教學是關鍵內容，而將3D虛擬現(xiàn)實技術應用其中，也為實踐性教學帶來了極大便利，明顯提高實效。具體來講，可利用3D虛擬現(xiàn)實技術去搭建實驗室，為學生帶來更加生動形象的實驗場景和方便的實驗手段，幫助學生去深化對知識的理解，從而為教學質量提升帶來技術支持。

網(wǎng)絡虛擬實驗室可為學生帶來在線參與、交互感強的實驗環(huán)境，在3D技術和VR技術的加持下去強化其沉浸性和交互性。綜合考慮設計成本與實驗內容，學校可進行簡易型的3D虛擬現(xiàn)實技術設計，無需過多精密的傳感設備，只需要鍵盤鼠標便能操作。學生在實驗室中可自由模擬各類實驗，獲得更加真實的體驗，觀察到更加直觀的效果，從而在團隊合作下共同協(xié)力去完成虛擬實驗項目[5]。

此外，3D虛擬現(xiàn)實技術除了能夠進行實驗教學以外，還能對學生在學習中提出的困惑和假設模型展開虛擬，進而以更直觀的角度去觀察假設會帶來的后果。同時，學生在虛擬實驗中展開學習，更能激發(fā)去學習興趣且培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力。當然，采取虛擬實驗展開教學，并不意味著要完全取代真實的實驗操作，應當虛實結合，才能提升實驗效果。

五、結語

綜上所述，3D虛擬現(xiàn)實技術綜合了多種技術的優(yōu)點，涉及的學科領域極廣，將其應用在動畫教學當中，能夠憑借其技術系統(tǒng)本身的優(yōu)勢去創(chuàng)造出虛實結合的場景，這一點對于動畫教學這類實踐性課程而言作用重大，能夠有效彌補其過去實踐體驗不足的情況。在3D虛擬現(xiàn)實技術的加持下，學生通過身臨其境去深刻對專業(yè)知識的理解，不僅能夠激發(fā)其學習興趣，也能引導學生展開更深入的學習，進而全面提高教學實效性。

參考文獻：

[1]吳為，孫銀.三維動畫設計與虛擬現(xiàn)實技術結合教學研究[J].南方農機，2019（7）：165，168.

[2]吳艷.3D虛擬現(xiàn)實技術在動畫教學中的應用分析[J].戲劇之家，2018（31）：159，161.

[3]吳章洪.VR技術在三維動畫實驗教學中的應用研究[J].動漫研究，2018（00）：145-149.

[4]張曉娜.淺析虛擬現(xiàn)實技術在三維動畫教學中的應用[J].美術大觀，2018（6）：148-149.

[5]陳俐燕，王備戰(zhàn).3D虛擬現(xiàn)實技術在動畫教學中的應用研究[J].未來與發(fā)展，2011（10）：87-89.

作者簡介：王嵬澎（1989—），漢族，男，河南許昌人，本科學歷，助理實驗師職稱，研究方向：動畫。