周志華

摘要：隨著網(wǎng)絡(luò)與遠程教育的發(fā)展，微課以一種新型的教學(xué)形式進入教學(xué)領(lǐng)域，改變了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，對新教學(xué)改革帶來了很大的沖擊。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是通過計算機將虛擬環(huán)境模擬使產(chǎn)生一種虛擬的三維環(huán)境，人們通過聽覺、觸覺、嗅覺與虛擬環(huán)境形成一種交互式的信息融合。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在微課制作中應(yīng)用，不僅能豐富教學(xué)內(nèi)容，還可以通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)的交互作用讓學(xué)生感受虛擬現(xiàn)場的氛圍，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。本文對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在微課制作中的應(yīng)用進行探索，首先闡述了相關(guān)的概念，其次解析了虛擬現(xiàn)實技術(shù)，最后分析了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在微課中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：微課；虛擬現(xiàn)實技術(shù)；微課制作；應(yīng)用

一、相關(guān)概述

“微課是以微型教學(xué)視頻為主要載體，針對某個知識點或教學(xué)環(huán)節(jié)而設(shè)計開發(fā)的一種情景化、支持多種學(xué)習(xí)方式的新型在線網(wǎng)絡(luò)視頻課程，則是將微課定位于一種網(wǎng)絡(luò)課程?！蔽⒄n的核心技術(shù)是教學(xué)視頻的制作，在微課教學(xué)視頻的制作過程中主要有三點：首先微課的制作需要先完成教學(xué)課件和教案，通過課件和教案來分析教師應(yīng)該傳授學(xué)生哪些知識點，規(guī)劃教師的教學(xué)技能，對學(xué)生的學(xué)習(xí)特征進行分析，規(guī)劃學(xué)生學(xué)習(xí)的過程和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，所以課件和教案的制作，給微課教學(xué)視頻的制作打下了堅實的基礎(chǔ)。其次微課教學(xué)視頻具有教學(xué)時間短、內(nèi)容精良、資源豐厚、情景化和人性化的教學(xué)特點，所以在錄制方面要求非常高，需要投入大量的資源，微課視頻短小精悍、但錄制過程資源消耗比較大的，而且效果比較低，在場景搭建方面也比較困難，由于各方面的困難因素，從而影響了微課教學(xué)視頻的制作，阻礙了微課教學(xué)的發(fā)展。最后微課視頻的剪輯過程的部分也是非常重要的，通過把攝像機拍攝的各個鏡頭，通過Premiere剪輯技術(shù)和AE合成技術(shù)來合成和編輯拍攝的視頻，導(dǎo)出最優(yōu)質(zhì)的微課教學(xué)視頻，從而提高微課教學(xué)視頻的質(zhì)量。

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在各個行業(yè)和領(lǐng)域都取得了重大的進步。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是以體感交互技術(shù)、仿真技術(shù)和計算機圖形學(xué)等技術(shù)交叉在一起的技術(shù)。針對微課教學(xué)視頻制作中的困難，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來制作微課教學(xué)視頻可以解決傳統(tǒng)錄制過程中的場景搭建和拍攝技術(shù)不到位的一些困難，從而讓微課教學(xué)視頻的制作得到更好的完善。

二、VR技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)，簡稱VR技術(shù)，主要是利用計算機來模擬現(xiàn)實的教學(xué)場景，形成一個虛擬的三維或二維教學(xué)場景，也可以稱為仿真技術(shù)。到目前為止，虛擬現(xiàn)實技術(shù)最大的優(yōu)點是仿真技術(shù)和交互性，在教育領(lǐng)域也得到了初步的運用，在課堂教學(xué)中通過運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的交互性，讓學(xué)生能夠感受到自己處在當(dāng)時教學(xué)環(huán)境中的感覺，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在微課教學(xué)視頻制作運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)其原理也是一樣，通過仿真技術(shù)還原現(xiàn)實的教學(xué)環(huán)境，更加體現(xiàn)其體驗感、真實感。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)的交互性，讓學(xué)生親臨其中去體驗，從而豐富教學(xué)內(nèi)容和提升學(xué)生的學(xué)習(xí)的積極性。在微課制作中運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要包含了幾點關(guān)鍵性的技術(shù)：

（一）建模技術(shù)

人們在運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)制作微課前，要對微課的錄制背景和各個物體進行構(gòu)建三維模型，這也是學(xué)習(xí)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基礎(chǔ)知識。例如，通過3DMax建模軟件進行三維模型的構(gòu)建，在3DMax中制作人員通過對基礎(chǔ)的幾何物體變形和處理，形成與實際錄制教學(xué)場景相似的教學(xué)場景的三維模型，同時構(gòu)建各種物體、人員的三維模型，在對構(gòu)建的模型添加各種光照、材質(zhì)、形態(tài)等多方面的質(zhì)感，使構(gòu)建的三維模型更加接近現(xiàn)實的場景，使學(xué)生在學(xué)習(xí)時能體驗到真實的感覺。但建模軟件不僅僅局限于一種，常用的建模軟件還有MaYa3D建模、Blender3D建模、Flame建模等，都是平常人們在制作過程中運用的建模工具。

（二）攝像機的跟蹤技術(shù)

攝像機的跟蹤技術(shù)到目前為止主要有兩種方式：一種是機械式傳感技術(shù)；另一種是計算機圖像識別技術(shù)。機械式傳感技術(shù)是通過電子傳感設(shè)備來獲取攝像機上相關(guān)的參數(shù)，來識別攝像機的位置。圖像識別技術(shù)是通過識別攝像機拍攝的圖片跟蹤攝像機的位置。通常虛擬現(xiàn)實技術(shù)在微課制作過程中對于攝像機的跟蹤一般采用的是計算機圖像識別技術(shù)。在微課制作運用攝像機跟蹤是比較重要的部分，假如在攝像過程中計算機無法識別攝像機的位置，導(dǎo)致拍攝的畫面與現(xiàn)實環(huán)境存在差異，從而影響教學(xué)質(zhì)量，打擊學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，所以攝像機跟蹤技術(shù)也是制作中技術(shù)的重要組成部分。

（三）背景的生成技術(shù)

虛擬場景的合成需要對虛擬場景的三維模型和現(xiàn)實場景的圖片和數(shù)據(jù)進行處理和分析，通過調(diào)節(jié)控制鍵控制圖像和視頻的播放進度，形成圖片、音頻、視頻進度吻合的背景視頻。在運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)處理背景圖像和虛擬場景的同時，通過色鍵控制器攝像機進行跟蹤，讓攝像機鏡頭跟隨人物的移動而移動。在制作過程中為了保證視畫面的質(zhì)感和質(zhì)量，需要運用大量的數(shù)據(jù)進行分析計算。

（四）圖像的合成技術(shù)

在圖像合成的前期，需要提取攝像機的數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)的分析和整理，運用摳圖技術(shù)把人物圖像和場景進行分離。最后通過對攝像機的距離進行控制，把前景圖像和背景圖像進行合成，形成完整的背景。

三、VR技術(shù)在微課制作中的應(yīng)用

在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，促進了多媒體教學(xué)模式的發(fā)展，微課教學(xué)模式得到前所未有的發(fā)展，同時微課、虛擬現(xiàn)實增強技術(shù)在教育領(lǐng)域廣泛運用。隨著信息時代的發(fā)展，在課堂教學(xué)上運用虛擬現(xiàn)實二維或三維增強技術(shù)，很大的提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

（一）利用增強現(xiàn)實技術(shù)制作教學(xué)課件

在傳統(tǒng)教學(xué)中，教學(xué)人員通過制作word、ppt等多種形式的平面展開教學(xué)課件，在信息時代的沖擊下，為了改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，微課和虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域不斷的發(fā)展，教學(xué)人員為了改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，運用增強現(xiàn)實技術(shù)來完善教學(xué)課件，利用VR技術(shù)把傳統(tǒng)課件中的各種物體進行建模，然后運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)把圖片、聲音、文字和視頻等進行合成，最后形成完整的三維教學(xué)課件。在教學(xué)過程可以讓學(xué)生通過VR設(shè)備從不同的角度來觀察和學(xué)習(xí)，讓學(xué)生產(chǎn)生好奇感，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

（二）虛擬教學(xué)場景

對于操作性的學(xué)生，傳統(tǒng)教學(xué)中理論知識講解和教師的示范，無法完全讓學(xué)生掌握其操作技能。與此同時，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以直觀的將虛擬場景展現(xiàn)在學(xué)生面前，虛擬現(xiàn)實增強技術(shù)交互性的運用可以更好的讓學(xué)生在虛擬場景中去更加深刻的體驗，不受教學(xué)環(huán)境、場地、設(shè)備的限制。通過學(xué)生在虛擬環(huán)境中的體驗，體現(xiàn)出了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的人機交互作用。例如，工科類學(xué)生在做化學(xué)實驗時候，由于實驗室環(huán)境、場地、設(shè)備的限制，學(xué)生在觀察實驗時無法精確的觀察實驗結(jié)果，但通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用，將虛擬化學(xué)實驗場景展現(xiàn)出來，學(xué)生可以通過VR設(shè)備重復(fù)的觀察，清晰的實驗結(jié)果進行分析整理。

（三）虛擬教室的建構(gòu)

虛擬教室是教學(xué)環(huán)境的一部分，虛擬現(xiàn)實教室是目前各級各類學(xué)校，針對教師虛擬現(xiàn)實技術(shù)課件制作方面的不足和學(xué)生學(xué)習(xí)的特點形成教學(xué)場景。教師可以通過虛擬教室直接把虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用于微課制作中去，很多制作上技術(shù)不足的困難。利用虛擬教室將虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用到微課的制作中去，大幅度的提高了微課質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。例如，江西省第十九中學(xué)為了促進教學(xué)改革的需要，建構(gòu)了虛擬現(xiàn)實教室，其中極大程度上提高教師和學(xué)生之間溝通交流，教師可以實時像學(xué)生提出問題，學(xué)生也可以隨時作答，解決了教師在場，學(xué)生緊張等不良反應(yīng)，在不同程度上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

四、結(jié)束語

在“大數(shù)據(jù)”時代背景下，VR技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、娛樂領(lǐng)域和教育領(lǐng)域廣泛的運用，沉浸性、交互性、想象性讓VR技術(shù)微課短視頻發(fā)展提速明顯，VR教育能夠快速的發(fā)展，在未來隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，將有更廣闊的發(fā)展空間，引領(lǐng)未來世界的發(fā)展。

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