張 靜 陳 鵬 （西安理工大學(xué) 710054）

融入安全教育理念的交互游戲設(shè)計

張 靜 陳 鵬 （西安理工大學(xué) 710054）

安全教育是生命教育，游戲與教育都是伴隨著人類發(fā)展而發(fā)展進步的，本課題研究在虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的安全教育游戲交互設(shè)計應(yīng)用。通過對情境認知理論的哲學(xué)研究、利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，創(chuàng)設(shè)情景，以達到教育和游戲娛樂的目的，利用多媒體技術(shù)和人工智能技術(shù)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)，以游戲的方式展開教學(xué)活動的完美結(jié)合

虛擬現(xiàn)實技術(shù)；安全教育；人機交互；游戲設(shè)計

一、術(shù)語與研究范圍

美國公司VPL拉尼爾在20世紀80年代初提出虛擬現(xiàn)實技術(shù)：“虛擬現(xiàn)實”（Virtural Reality，被稱為VR）這個詞，它是計算機圖形系統(tǒng)的利用率和各種顯示器，控制創(chuàng)建和其他接口設(shè)備來產(chǎn)生立體感，并能提供一種身臨其境的，互動的環(huán)境技術(shù)業(yè)務(wù)。1除了這些工具和技術(shù)，虛擬現(xiàn)實已建立超越時間客觀空間類似的模擬環(huán)境中，用戶可以根據(jù)自己的情緒，與虛擬世界的自然技能對象進行檢查或動作，參加活動。

通過到計算機的人機界面和輸入指令，計算機處理輸出呈現(xiàn)給用戶的過程就是交互的過程。人機交互的歷史，從計算機到計算機的人適應(yīng)不斷適應(yīng)人類發(fā)展的歷史，它經(jīng)歷了很多個階段。

交互性的設(shè)計內(nèi)容是目前計算機行業(yè)中一個引領(lǐng)潮流的內(nèi)容，在最開始的時候，并不叫“ID”，而是被稱為“(Soft Face)”，往后的發(fā)展中才逐漸演變?yōu)榻裉斓姆Q呼。而使用人群這一概念的定義卻與研發(fā)者有著一定的差異，在他們看來，這一項技術(shù)就是為了更好地提升產(chǎn)品的使用效果和功能，并且加強用戶的使用感受和使用體會，并不斷地滿足用戶的需求。而這一技術(shù)的發(fā)展也經(jīng)歷了很多的曲折，并且關(guān)聯(lián)著眾多的學(xué)科知識和內(nèi)容，正是如此，使得任何一個從事這一項技術(shù)開發(fā)的人群都要適當?shù)耐渌袠I(yè)的專業(yè)人士進行溝通，這樣才能更好地完善本技術(shù)的升級發(fā)展。2

什么是游戲？Kevin J.Maroney（2008年雨果獎得主）認為游戲是“一種具有目標和結(jié)構(gòu)的娛樂形式”，Eric Zimmerman（游戲設(shè)計師）認為游戲是“為得到某種結(jié)果而進行的有規(guī)則的活動”，而我對游戲的理解，就是一種在寬泛意義上看，我們都知道游戲就是一種活動方式，在其中每一個參加者都受到一定條約的限制，并且每一個參與者最終的成績都可以量化。從嚴格意義上看，游戲又是一種為了獲得最后成功而展開的活動，在這個過程中，每一個參與者都需要遵守一定的規(guī)矩，然后去按照游戲的設(shè)定完成具體的任務(wù)。3

二、研究意義

本課題主要是研究在虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的交互設(shè)計應(yīng)用。通過對情境認知理論的哲學(xué)研究、實現(xiàn)讓學(xué)生動起來，讓學(xué)生具有主人翁意識，讓學(xué)生成為課堂的主體參與者和主導(dǎo)者是當下教育游戲需要重點思考的問題。唯有實現(xiàn)了這樣的目標才可以一改以往的老舊教學(xué)模式，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和提高課堂教學(xué)的實際效果。并且，借助教育游戲的成功，來不斷地加強學(xué)生的能力建設(shè)，發(fā)掘出學(xué)生的領(lǐng)悟能力、團結(jié)協(xié)作能力、溝通能力、解決問題、發(fā)現(xiàn)問題、探究問題等諸多能力，唯有如此，才能真正實現(xiàn)素質(zhì)教育的目標。

三、理論以及技術(shù)運用

1.虛擬現(xiàn)實技術(shù)與游戲設(shè)計

基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的游戲設(shè)計是一種結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、計算機及多媒體技術(shù)開發(fā)的電腦游戲。在游戲中可以由計算機生成多種感覺環(huán)境，使使用者產(chǎn)生身臨其境的感覺。游戲可以真實再現(xiàn)已經(jīng)消失的場景，且對具有危險性的破壞場面進行探究，與現(xiàn)實生活中難以接觸的生物進行交互等等．這些都在傳統(tǒng)教學(xué)中不可實現(xiàn)。

2.情境認知理論以及沉浸感

沉浸感簡單來說就是讓人有一種身臨其境的感覺，也就是說這一技術(shù)可以使人不單單從視覺和聽覺上進入虛擬世界，而是讓人以一個整體的形式融入到虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中去，讓人們從切身實際出發(fā)，真正用身體去感知知識和思維過程。這一特征使得玩家可以在游戲中獲得最為客觀、真實的感受。也是這樣的一個特點，使得玩家不僅可以在視聽上獲得對視線的滿足，也幫助玩家進入其中，從而獲得最佳的游戲體驗。

3.3、實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實游戲的關(guān)鍵技術(shù)

首先，虛擬現(xiàn)實游戲中所需要展示的仿真三維場景和虛擬人物，都需要使用三維建模軟件制作。Maya是目前最優(yōu)秀的三維制作軟件之一。

無論是建模、渲染、動作都能達到優(yōu)秀的視覺效果。

其次，繪制貼圖需要使用的軟件是adobe公司的photoshop

再次，游戲引擎的選擇也是至為重要的一步：本文選擇的是Unity3D引擎。

Unity3D引擎作為一種三維虛擬現(xiàn)實游戲平臺，可以充分、實時的處理大量的三維模型。

本文討論的模型是利用3DMax完成建模和貼圖后，形成了模型后，就要把FBX文件導(dǎo)入Unity3D平臺中。在這過程中，一定要及時地將3DMax單位計量方式設(shè)定為“m”，然后將Y軸方向定為向上的方向，并將“嵌入媒體”項打鉤。由3Dmax導(dǎo)出的FBX模型文件后，可將其放入創(chuàng)建好的Unity3D工程目錄下的“Assets”文件夾下，此時再打開Unity3D即可發(fā)現(xiàn)該模型已被自動導(dǎo)入到工程中，直接將模型文件拖拽到“Sence”窗口下即可直接使用。4

他有幾大優(yōu)點:1.綜合編輯，unity3D用戶界面操作簡單，節(jié)省工作時間，提高了工作效率；2.資源導(dǎo)入，unity3D支持幾乎所有主要文件格式，并能同大部分應(yīng)用程序協(xié)同工作；3.Unity 3D中整合了豐富的開發(fā)資源，其中包括：地形創(chuàng)建工具、物理引擎、粒子系統(tǒng)，常用腳本等；4.一鍵發(fā)布，unity3D可以讓你的作品在多平臺呈現(xiàn)。

四、安全教育問題與設(shè)計關(guān)系密切

游戲首先一個重要的特征就是娛樂性，作為一種游戲，教育游戲當然也要借鑒游戲的娛樂性。聽到游戲會想到輕松；聽到教育會想到嚴肅。正因如此，才使得教學(xué)難以收到良好的效果，所以越來越多的教育工作者和游戲開發(fā)商開始認識到要將教育與游戲相結(jié)合，從而提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)積極性，更好的發(fā)揮資源，達到寓教于樂的目的。任何一個游戲的設(shè)計缺乏了這個元素，那么這個游戲的吸引力就會被降低，而且一旦玩家在進入一個游戲后可以一次性通關(guān)，那么該游戲?qū)ν婕揖筒粫儆腥魏挝α恕?/p>

五、結(jié)語

為了更好地預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生和形成是需要時刻關(guān)注的一大問題，同時，這是耗時巨大的一項工作，在具體的操作之中，每一個研發(fā)人員都要將工作的設(shè)計開展到位，并長時間地在崗位上堅持，這樣才可以更好地提升游戲本身的可實用性、操作性以及加強教學(xué)的效果。

注釋：

1.李怡，李樹濤.虛擬工業(yè)設(shè)計[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003：63.

2.覃京燕，鄧袁圓.基于虛擬現(xiàn)實的交互式數(shù)字教學(xué)模式研究[J].2010.11.：32.

3.《中國遠程教育雜志市場研究室.教育游戲產(chǎn)業(yè)報告》[R].北京：中國遠程教育，2004：51.

4.韓桂明，周凌，趙志鵬.基于Unity3D的房間仿真技術(shù)[J].電子測試 ，2014.11：22.