虚拟现实动画在教育产业中的应用研究

摘 要：“以科技赋能教育，促进教育优质均衡”，在5G（以及未来的6G或未来网络技术）的支持下，VR 教育拥有更为广阔的发展前景和应用空间。虚拟现实动画有节省成本、规避风险、打破空间的限制等优势、也对教育的均衡化有着重要的作用。同时虚拟现实动画也会遇到诸多挑战。文中对虚拟现实动画应用的案例进行列举分析。并结合当下对疫情下的虚拟在线教育进行思考与展望。

关键词：虚拟现实;教育产业;动画

我国移动通信技术正处在高速发展的状态，“以科技赋能教育，促进教育优质均衡”，在 5G（以及未来的6G或未来网络技术）的支持下，能够支持 VR高清教学音视频的实时传输，易于打造“身临其境”的沉浸式教学体验，帮助学生更好捕捉课堂细节。目前欧美国家应用较广泛， Discovery Education是在教育中利用虚拟现实进行实地考察的主要内容提供商。中国应用现状与欧美相比，我国虚拟现实技术在教育行业的应用正处于探索状态，除了高校开发出的应用外，在中小学阶段应用很少，几乎没有，处于一片空白的状态。

1.虚拟现实动画教育的优势与挑战

1.1 虚拟现实动画教育的优势

虚拟现实动画被总结为7大优势，节省成本;规避风险;打破空间、时间的限制;解决因为饮食因素、经济水平发展不均等，导致的教育差异化问题，实现更有效的远程教育和在线合作学习，促进教育均衡化发展;为学生提供丰富的个性化学习环境，促进学生的学习动机。

1.2 虚拟现实动画教育的挑战

虚拟现实动画教育同时也改变了教师的授课方式，需要提供给教师一个平台，便于教师利用虚拟现实动画系统进行教学，让教师不需要懂编程、不需要懂沉浸式、不需要懂三维，就能够做出沉浸式课件。

此外教师还需要考虑到如何合理地在虚拟现实学习环境中呈现教学内容。虚拟现实学习环境中学习内容的呈现不同于现实课堂教学，在现实课堂教学当中教师可以根据学生的反馈来调整自己的教学内容，而在虚拟现实学习环境当中则不仅需要考虑教学内容的先后顺序，还需要注意避免过多的虚拟场景占用学生的认知资源。

2 虚拟现实动画应用案例分析

因为虚拟现实技术是基于三维技术发展起来的，但又与三维动画有本质的区别。三维动画技术是在计算机中建立一个虚拟的环境，然后设定模型的运动轨迹、摄影机镜头和运动参数。但是因为三维动画技术是由静止的照片连续播放而形成的动画，不具有交互性，无法按照用户自己的想法任意调整视角，只能按照预先设定的观察路径观看。但是虚拟现实技术则是通过计算机实时计算，根据用户的需要将场景的信息实时地提供给用户，用户可以根据自己的喜好和路线行走，具有很强的交互性。

rumii软件案例

rumii是一个社交虚拟现实空间，它使人们能够在世界任何地方的一个房间里进行协作和交流。取代视频会议，用户采用虚拟化身，通过语音聊天进行交流，同时共享资料，包括桌面共享，3D模型加载和网页浏览。该平台一次最多支持20个用户使用HTC Vive头显，以及那些可以在VR中使用的传统平台。rumii社交虚拟现实应用程序让用户以虚拟化身参与到可视化的交流环境中，可以帮助参与远程学习的学生感受到更多的联系和更少的孤立。虚拟现实教室让学生有机会举手以自然的方式提问，感觉能更直接地投入到课堂中让人可以在半匿名性的状态下更轻松舒适的表达。

特殊教育

借助VR和触觉反馈，技术人员让视力受损的人以前所未有的方式接近著名的艺术作品并感受它们的美丽。在布拉格国家美术馆的最新展览中，布拉格国家美术馆和NeuroDigital合作开发了一种独特的VR体验。许多着名的艺术品正在采用激光扫描进行模型搭建，以创建与其原始对象一比一对应、高还原度的3D模型。在细节上要归功于开发模型的独特UV展开功能，调整拓扑结构的同时并添加必要的额外纹理层次以创建逼真的触觉体验。

在展览中展出的作品包括米开朗基罗的《大卫》，《米洛的维纳斯》，每个都高度还原了最极致的细节，以确保当用户将触觉手套移动到它们可以响应的虚拟空间时，会有不同的质感和深度，这意味着盲人可以第一次“看到”艺术品。

3 疫情下的在线教育现状

受到疫情的影响，出于健康安全考虑，各学校均采取网上教学的授课模式学而思、钉钉、新东方、北京超星、创而优等一大批互联网教育巨头，以免费或低价优惠方式推出其核心在线教育产品，如为学校提供优质在线课程、可操作的平台、学生学习评价管理等，让“停课不停学”在最短时间内得以实现。同时也让不少真正有实力的企业收获了海量用户数据。为今后的持续发展积累了资本。

学生对平台所提供的大多数课程资源都不甚满意，学习劲头也不足，不能很好地激发学习欲望。教学反馈不及时很大程度上导致了学生网络学习积极性的骤降。

有的学科老师为了增加网站的浏览量，要求学生参与集体讨论，通过多发言提高自己的积分。没有老师的参与，学生为了得到高的积分不得不疯狂的刷留言，脑筋急转弯、猜谜语等与学习无关的内容充斥了整个学习社区。此次，另一个被质疑的焦点是对学生的管理。由于各地大多是仓促开课，缺乏经验和预案，相关管理者在松紧度的把控、家长是否参与管理、在线学习的效果评测等三大焦点上表现得十分乏力。在虚拟环境中，教师很难监控教育过程的开展，难以根据学生的学习情况对教学方案做出适当调整。而且在虚拟世界，学生的行为习惯和表现与现实世界存在一定差异，现实世界的经验难以直接照搬到虚拟世界。这客观上要求必须针对教育的特点开发专门的 VR 系统，用以观察、监督和记录学生的学习过程，帮助教师更好地了解学生的表现，并提供针对性的指引和干预。建设一套适合在线教育的师生管理和评价机制，形成在线教育的良好生态。

4 结论

虚拟现实动画技术与教育的结合，是历史发展的趋势，必定会由此提高课堂教学的效率。改变传统教学学生被动接受知识，采用虚拟现实动画教学模式将使课堂转换角度。课堂由学生——老师——知识这种线性关系，转变为学生、老师、知识三者的三角关系，甚至在学习过程中学生不需要老师，直面知识自主学习并发挥想象力。当虚拟现实动画作为新技术涉及教育界的时候，可以预见的改变是必然的，教育对虚拟现实动画的应用不止考虑技术和成本，更需要注重的是随之而来的模式革新，媒介手段和应用在其上的内容。

参考文献：

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[3]孙江山，余兰.网络三维虚拟实验系统的设计与实现[J].现代教育技术，2011，（7）：114-117.

[4]李建荣，孔素真.虚拟现实技术在教育中的应用研究[J].实验室科学，2014，（3）：98-103.

作者简介：

刘晶钰（1996-），女，漢，天津，硕士，数字化艺术设计理论及应用方向