虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在《攝影技術(shù)》課程教學(xué)中的應(yīng)用研究

摘 要:虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是21世紀(jì)廣泛應(yīng)用的一種新技術(shù)。如何在課堂教學(xué)中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將成為一個(gè)重要的研究課題。本文對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在《攝影技術(shù)》課程教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，并結(jié)合攝影構(gòu)圖實(shí)例，詳細(xì)論述了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的具體開發(fā)過程。

關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) VRML 攝影技術(shù)

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡(jiǎn)介

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是多媒體技術(shù)廣泛應(yīng)用后興起的計(jì)算機(jī)新技術(shù)，是運(yùn)用三維圖形生成技術(shù)、多傳感交互技術(shù)以及高分辨顯示技術(shù)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行全面仿真的技術(shù)，生成三維逼真的虛擬環(huán)境，用戶使用通用或?qū)Ｓ迷O(shè)備便可以進(jìn)入虛擬空間進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，感知和操作虛擬世界中的各種對(duì)象，從而獲得身臨其境的感受和體會(huì)。由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠創(chuàng)建與現(xiàn)實(shí)社會(huì)類似的環(huán)境，能夠滿足學(xué)習(xí)媒體的情境化和自然交互性的要求，從而在教育領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在《攝影技術(shù)》課程教學(xué)中的應(yīng)用分析

“攝影技術(shù)”課程要求培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的攝影欣賞心理、藝術(shù)形象思維能力以及攝影的基本技能與技術(shù)，從實(shí)踐、藝術(shù)、視覺和心理等角度實(shí)現(xiàn)技術(shù)學(xué)習(xí)與藝術(shù)應(yīng)用的有機(jī)融合。而目前攝影教育主要是以器材為主線，以口耳相傳的方式，輔以多媒體教學(xué)軟件教學(xué)以及有限的攝影實(shí)踐，來實(shí)現(xiàn)攝影理論與技術(shù)的傳播，其中多媒體教學(xué)軟件只是用來展示優(yōu)秀的攝影作品，或演示設(shè)備的使用，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代教學(xué)活動(dòng)發(fā)展的新要求。因此，“攝影技術(shù)”的教學(xué)亟待改革，需要通過教學(xué)手段的改革來滿足學(xué)習(xí)者對(duì)攝影技術(shù)的學(xué)習(xí)需要。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為人們提供了一種理想的教學(xué)手段，目前，在國(guó)外已被廣泛應(yīng)用在軍事教學(xué)、體育訓(xùn)練、醫(yī)學(xué)實(shí)習(xí)和一些學(xué)校的實(shí)際教學(xué)中。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助教學(xué)作為一種較好的教學(xué)手段同樣可以引入到攝影技術(shù)的教學(xué)過程中，利用虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言VRML構(gòu)建三維場(chǎng)景，教學(xué)過程中根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同可以隨機(jī)控制場(chǎng)景的角度、景別；可以隨意移動(dòng)場(chǎng)景內(nèi)物體、人物、建筑物的位置。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，使得攝影技術(shù)教學(xué)有了更好地發(fā)展與完善的機(jī)會(huì)。

三、開發(fā)過程

1.建構(gòu)虛擬現(xiàn)實(shí)造型

基于VRML的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中最重要的工作就是構(gòu)造生動(dòng)的造型，虛擬造型的設(shè)計(jì)是整個(gè)工作的中心。VRML其實(shí)是一種“面對(duì)節(jié)點(diǎn)”的程序設(shè)計(jì)語言，各種層次的虛擬現(xiàn)實(shí)的開發(fā)都是對(duì)節(jié)點(diǎn)的利用和開發(fā)，按照節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜程度，在開發(fā)中我們對(duì)于簡(jiǎn)單場(chǎng)景和造型可以直接運(yùn)用VRML開發(fā)，而較為復(fù)雜的、較大的場(chǎng)景和造型可以用3DMAX構(gòu)建，最后導(dǎo)出為VRML場(chǎng)景文件。

2.VRML造型的動(dòng)畫控制

要使虛擬現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)景和造型更加生動(dòng)就需要對(duì)其進(jìn)行動(dòng)畫設(shè)計(jì)。VRML創(chuàng)建動(dòng)畫的基本方法是：由時(shí)間傳感器控制動(dòng)畫的時(shí)鐘，然后，將時(shí)間控制參數(shù)作為事件傳送給各種插補(bǔ)器節(jié)點(diǎn)，插補(bǔ)器依據(jù)事先設(shè)計(jì)好的時(shí)間關(guān)鍵點(diǎn)和動(dòng)畫關(guān)鍵值，在瀏覽器渲染時(shí)形成連續(xù)變化的動(dòng)畫效果。

3.實(shí)現(xiàn)造型的交互

要想實(shí)現(xiàn)交互，首先，要感知瀏覽者的操作或者在場(chǎng)景中的觀察位置，然后，對(duì)此操作或者位置移動(dòng)做出反應(yīng)。在VRML虛擬世界中，用戶與虛擬現(xiàn)實(shí)世界之間的交互是通過一系列檢測(cè)節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)的，通過使用這些檢測(cè)節(jié)點(diǎn)，用戶就可以和VRML虛擬世界中的三維對(duì)象

進(jìn)行交互。

四、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在《攝影技術(shù)》課堂教學(xué)中的實(shí)例開發(fā)

下面，結(jié)合攝影構(gòu)圖中的畫面效果處理，談一談具體開發(fā)過程。

在攝影構(gòu)圖中，畫面里的主體在畫面結(jié)構(gòu)中如何擺放，環(huán)境物體在畫面中如何處理，前景和背景如何確定，講授這部分知識(shí)點(diǎn)時(shí)，對(duì)象物體可以隨意擺放移動(dòng)的場(chǎng)景是較為理想的虛擬教學(xué)環(huán)境。例如，以布局場(chǎng)景作為演示實(shí)例，制作完成后，在教學(xué)中就可以隨意擺放橙子、蘋果、水果刀的位置。

1.基于VRML的虛擬場(chǎng)景的構(gòu)建

先用專業(yè)三維建模軟件3DSMax進(jìn)行建模，然后導(dǎo)出成“.wrl”文件，便于在VRML編輯器中進(jìn)一步修改。

2.動(dòng)畫控制

為了進(jìn)入場(chǎng)景時(shí)形成連續(xù)變化的動(dòng)態(tài)效果，使用TimeSensor時(shí)間傳感器控制動(dòng)畫的時(shí)間，使用PositionInterpolator位置插補(bǔ)器產(chǎn)生場(chǎng)景造型位移的動(dòng)畫效果，使用OrientationInterpolator朝向插補(bǔ)器產(chǎn)生造型旋轉(zhuǎn)的動(dòng)畫效果。

語句如下所示：

DEF Camera01-TIMER TimeSensor { loop TRUE cycleInterval 3.333 }

DEF Camera01-POS-INTERP PositionInterpolator

DEF Camera01-ROT-INTERP OrientationInterpolator

ROUTECamera01-TIMER.fraction_changedTOCamera01-POS-INTERP.set_fraction

ROUTE Camera01-POS-INTERP.value_changed TO Camera01.set_position

ROUTECamera01-TIMER.fraction_changedTOCamera01-ROT-INTERP.set_fraction

ROUTE Camera01-ROT-INTERP.value_changed TO Camera01.set_orientation

3.交互操作

為了讓用戶能夠隨意移動(dòng)場(chǎng)景中的物體進(jìn)行攝影構(gòu)圖，這里采用TouchSensor觸摸傳感器節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)用戶鼠標(biāo)對(duì)物體的操縱。采用PlaneSensor平面?zhèn)鞲衅鞴?jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)物體在XOY平面上任意移動(dòng)。

分別為橙子、蘋果、水果刀添加如下語句：

DEF Touch TouchSensor{}#定義觸摸傳感器節(jié)點(diǎn)，

下面語句定義了橙子在XOY平面上任意移動(dòng)。

DEF Sphere01Sensor PlaneSensor{}

ROUTE Sphere01Sensor.translation_changed TO Sphere01.set_translation

上述實(shí)例比較簡(jiǎn)單，如果教學(xué)內(nèi)容需要，利用VRML中的交互節(jié)點(diǎn)和效果節(jié)點(diǎn)，可以模擬出自然界中的許多自然現(xiàn)象、場(chǎng)景或物體，將會(huì)大大擴(kuò)展VRML在攝影技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用范圍，達(dá)到理想的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]王朋嬌等.攝影技術(shù)與藝術(shù)_網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].電化教育研究，2006.

[2]戴俊凱.基于VRML的虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)步驟初探[J].科技信息，2006，（12）：40-41.

[3]劉怡，張洪定，崔欣等.虛擬現(xiàn)實(shí)VRML程序設(shè)計(jì)[M].南開大學(xué)出版社，2007，1.