混合现实（MR）技术在高职艺术设计专业中的探索与应用

摘要：本文以混合现实技术在艺术设计专业学中的应用为出发点，分析了混合现实技术的主要特征，指出混合实现技术在艺术设计专业领域中起到了积极的作用;在高职院校的艺术设计专业引入混合实现技术应用到传统的教学中，会带动专业调整与建设，教学模式、教学内容和教学方法的改革，对培养学生学习兴趣，提高学生动手能力，让专业知识与社会需求接轨，培养社会实用型人才发挥其重要作用。

关键词：混合现实 MR技术 艺术设计 教学设计

1.混合现实（MR）技术概述

混合现实（MR，Mixed Reality）技术通过在现实环境中引入虚拟场景信息，在现实世界、虚拟世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路，以增强用户体验的真实感，具有真实性、实时互动性以及构想性等特点。混合现实关键技术把真实的场景虚拟化，使用摄像头来扫描物体进行三维重建，我们都知道摄像头拍摄的画面其实是二维的，也就是画面是扁平的，丢失了深度信息，所以没有立体感，因此需要通过算法把摄像头拍摄的二维的视频进行三维重建，生成虚拟的三维物体，我们称之为真实物体的虚拟化。MR技术是一个快速发展的领域，广泛应用于工业、教育、影视、娱乐、建筑、医疗等行业。混合现实涵盖虚拟现实（VR）、增强现实技术（AR）的范围。随着人类科技的迭代发展，尤其是5G网络和通信技术的高速发展，各行各业都将大规模应用MR技术。

MR技术的特征主要体现在虚实融合、实时交互和三维注册等方面。虚实融合是指既可以通过显示设备将虚拟对象添加到现实世界中，也可以将真实物体添加到计算机营造的虚拟世界，以实现虚拟与现实的交叉融合。实时交互是指用户通过感觉通道与混合现实环境发生联系，形成视觉、触觉或知觉的感知，并提供智能的交互和反馈。三维注册则是指在混合环境中的虚拟空间与现实空间之间形成三维方位的映射关系，以便感知用户方位和身体姿态的变化并实时呈现合适的观察画面，为用户提供完美的沉浸体验。

2.MR技术在教育中的应用及发展

教育形态变革离不开技术创新的推动，新兴技术对学习的内涵、形式以及环境的理解与发展产生不可忽视的影响。混合现实技术（MR） 技术和艺术设计教育是近年来科技时代快速发展而产生的设计领域。随着MR技术的发展，关于两者的交叉研究不仅是设计实践和研究的需要，也是设计各领域交叉发展的一个缩影。综观国内外现状，其共同点是：在MR设计实践层面的关注侧重点不再停留于表现层次，而更多的是基于自身艺术形态的特点，从单纯技术性的应用转变成为对社会、人文、环境的关怀;从技术理性转向人文感性;从宏观的场景感受过渡到微观的细节体验。

美国率先将VR技术运用到教师教育领域，其典型是中佛罗里达大学的混合现实教学实训系统（TeachlivE）。该系统通过VR技术创设一种虚拟和现实相结合的混合虚拟环境，让师范生沉浸于一种完全“真实”的课堂环境中，训练其教学技能、管理技能和反思技能等教育教学核心素养，以强化现实环境中教师教育实践和反思的薄弱环节，促进教师培养质量的大幅度提高[3]。

MR技术在国内的高校设计学科里还属于新兴的发展阶段，现有以四川美术学院为首的几所高校开设了相关课程，所以将MR技术引入设计学科教学需要一个循序渐进的过程。作为一个出现只有短短几年时间的技术，在实际教学中应该设立怎样的课程体系，各高校都还处在边探索边实践边总结的过程中，在未来，MR技术和艺术设计教育需要关注开放创新情境下学科交叉、个性化培养与自主学习活动所带来的机遇和挑战。为适应这种变化，一方面要跳出现有专业的限定，在教育机制上更灵活地适应变革，培养学生的综合能力，另一方面，设计本身应更侧重于宏观与微观的整合，更注重社会创新和商业创新的结合。

十九大报告提出要完善職业教育和培训体系，深化产教融合、校企合作，指明了新时代职业教育改革发展前进方向。现在我们已经可以看到立体化教材、微课、在线课程等在职业院校里的各种应用。特别是在线课程的制作融合了虚拟现实、增强现实和混合现实技术，在职业教育里很受欢迎。

3.混合实现技术在艺术类专业领域中的优势

混合现实技术在艺术设计专业群中课程教学中的使用，能有效地节省实训资源，更紧密的将艺术理论与操作有效的转换为艺术创新的能力。传统教学多媒体表现的授课内容，不能展示艺术教学内容的多思维性，混合现实技术的运用能更好地体现信息化教学的本质，实现教学内容的交互。伴随着我国5G的商用，混合现实技术在教学中的应用也为教育资源匮乏的地区提供了另外一种可能。从教学方式上来讲，改变传统的以课堂为中心的教学方式，运用虚拟现实演示的方式深入体验教学内容，有效地实现课程理论与实践的结合，将抽象教学内容转换为直观感受，是情境化教学、案例教学的有效途径。 这种虚拟仿真教学环境具有一定的真实感，计算机、电子技术实现由 混合现实技术支撑的模拟现实环境，这一模拟环境看起来比较真实，是真环境的再现，有利于教师开展课堂互动，让学生在混合现实教学环境中切身体验，并及时将问题及发现反馈给教师，真正带动起课堂热情。从课程教案来讲，混合现实技术能丰富和美化多媒体课件，丰富教学的过程，拓展教学的表现形式。从感官层面提升学生学习的兴趣和积极性。

4.MR技术在高职艺术设计专业教学设计中的应用

艺术设计专业大部分课程都是实践性较强的课程，如何提高实践课程的有效性、趣味性，让学生由被动学习为主动学习，提高学生的学习积极性，就要进行教学模式、内容和方法等方面进行改革，随着职业教育的发展需要及MR技术的广泛应用的趋势，需要进一步改革艺术设计专业教学模式，转变传统教学方法，拓展教学内容，形成具有我校特有的艺术设计专业教学特色，从而更适应未来高等职业教育环境。具体而言，混合现实技术（MR）在艺术设计教学中有以下作用。

4.1改变教学模式

教学模式的实现离不开技术的支持，混合现实（MR）技术是虚拟现实（VR）技术的进一步发展，基于混合现实技术的教学模式解决方案，将混合现实技术引入艺术设计专业教学中，建立基于虚拟现实的改变传统的授课模式，利用混合现实技术把原来复杂抽象的概念变的更加直观，从而提升教学效率。

该技术通过在现实场景呈现虚拟场景信息，在现实世界、虚拟世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路，以增强用户体验的真实感。混合现实（MR）技术是一组技术组合，不仅可以提供新的观看方法，还可以提供新的输入方法，而且所有方法相互结合，从而推动技术创新。混合现实（MR）技术—即通过电脑技术，将现实世界与虚拟世界合并，从而建出一个新的可视化环境。在新环境中，现实世界中的物件与虚拟世界中的物件共存，并能即时互动。在这一过程中，体验者可以感受到虚拟物体与现实世界间的依存关系，给人以真实感。通过混合现实技术融入到课堂中，培养学生学习兴趣，提高学生动手能力，让专业知识与社会需求接轨，培养社会实用型人才。

4.2改变教学方法

传统教育模式仍然是通过黑板、学习资料和电脑的展示，带给大家的是大量的文字，数据，缺乏可视化的元素，不能展示艺术教学内容的多思维性，让学生理解得比较吃力，不能够对现实的情境有很好的参与和互动。混合现实技术的运用能更好地体现信息化教学的本质，实现教学内容的交互。从教学方式上来讲，改变传统的以课堂为中心的教学方式，运用虚拟现实演示的方式深入体验教学内容，有效地实现课程理论与实践的结合，将抽象教学内容转换为直观感受，是情境化教学、案例教学的有效途径。 从课程教案来讲，MR技术能丰富和美化多媒体课件，丰富教学的过程，拓展教学的表现形式。从感官层面提升学生学习的兴趣和积极性。

4.3 提高教和学的有效性

混合现实技术能够将艺术设计方案与现实的场景紧密联系在一起，在设计过程中也能帮助设计人员更加快速、直观地看到呈现出来的影像效果。混合现实技术把二维视频素材进行三维立体重建，可以使设计者通过混合现实技术中将设计三维模型在真实世界中注册，并与真实的周边环境融合，同时保证在设计结果中周边环境的真实性，有利于设计者对设计方案做出更合理的评估。可视化的设计手法及三维空间中的转换，增强空间理解能力，提高设计的效率。例如混合现实技术能对室内设计教学发挥较大的辅助作用，在室内设计教学中，将想要表现的设计思想和理念通过混合现实技术在系统中进行运算能够得到不同信息的反馈，大大提高了设计信息和实际信息之间的关联性。这样既可以提高室内设计教学的模拟想象力，又可以将设计方案和设计的实际形态相互结合地展现出来。让学生切实地感受整个设计方案在真实场景中的效果，有助于学生针对设计方案中出现的问题及时反馈给教师，教师根据问题提出解决方法，学生再进行修改，这样不仅能提高解决问题的能力，而且还缩短了设计的时间，收到提高效率的目的。

4.4增強艺术设计作品展示力

在传统的艺术设计教学中，学生在进行作品展示的时候，展示出来的都是二维平面，缺乏应有的立体感，不够生动形象。而混合现实技术的引入，可以弥补学生作品展示中的不足，可以将学生的作品进行三维立体的展示，并且可在不同的虚拟场景中进行展示，看到设计作品在不同场景的效果，更全面表现设计作品传达的内容及闪光点，增强学生的成就感。

5.结束语

随着科学技术的不断发展，将“混合现实技术”与“艺术设计专业”深度融合，应用到专业建设各个环节，实现艺术+科技的结合，不断促进教学改革，为高职艺术设计专业探索告之有效的教学模式。事实证明，我校在艺术设计专业应用混合现实技术，打破了空间、时间对学生学习的制约，降低了学生的学习难度，培养了学生自主学习和创新思维的能力，提高了学生学习专业课程的兴趣和动手能力，有效提高了学生的学习效率。让专业知识与社会需求接轨，培养社会实用型人才。推动科技与教育教学深度融合，探索未来职业教学新模式。

参考文献

[1]宋达.虚拟现实技术在教育领域中的应用与设计[D].长春：东北师范大学，2015.

[2]程娇华.融合AR技术的移动学习模式在室内设计教学中的应用[J].艺术科技，2018（11）

[3]周研.VR虚拟技术在艺术设计教学应用的可行性探析 长春工程学院学报（社会科学版）2018年第19卷第2期

[4]George Pagagiannakis.Mixed Reality and Gamification for Cultural Heritage，2017.

[5]袁毅.虚拟现实技术在艺术设计教学中的应用 美术教育研究 2009

[6]白廷义.论高职院校艺术设计专业软件类课程的课堂革命[J].艺术家，2021（03）：72-73.

[7]吴定丙.高职院校产品艺术设计特色专业建设的探索与实践——以芜湖职业技术学院为例[J].浙江水利水电学院学报，2021，33（01）：83-86.

[8]贾嘉，谭明霞.基于翻转课堂的高职艺术设计类软件课程项目化教学改革研究[J].武汉职业技术学院学报，2021，20（01）：43-47.

[9]贾嘉，谭明霞.高职艺术设计软件类在线开放课程的建设与应用研究——以中国大学MOOC《Photoshop图形图像处理技术》课程为例[J].武汉船舶职业技术学院学报，2020，19（04）：47-52.

[10]蒋志英，苏昊.高职艺术设计专业个性化人才培养探究——以常州纺织服装职业技术学院为例[J].大观，2020（11）：133-134.

作者简介：谢丽（1977.7-），女、汉族、湖北石首人，武汉职业技术学院艺术设计学院副教授、院长，主要研究方向：艺术设计教育、视觉传达设计、品牌设计等。

基金项目：本文为2021年教育部行指委办职业教育改革创新课题项目 项目名称：MR技术在跨界融合的艺术设计专业群的应用研究 课题编号：（HBKC217095）