基于虚拟现实技术的人文类电视课程的开发与应(4)-电视技术

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基于虚拟现实技术的人文类电视课程的开发与应(4)

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。目前，对于人文类的电视课程相关的学习资源比较匮乏，在学习的过程中仅靠文字教程描述显然无法满足当今时代发展需求，而且在相关的教材中对于一些图像或者图形的解释都比较欠缺，这对于学生们的学习造成了非常大的困扰[4]。虚拟现实技术能够为学习者提供和创设生动、逼真的交互式学习环境。人文素养教育离不开审美，而审美感知往往又比较抽象。虚拟现实通过场景还原，让学生在虚拟学习环境中完成角色扮演，身临其境地感受人文和历史文化。虚拟场景中创造了“自主学习”情境，这对于传统的教学模式起到了极大的冲击作用，真正地让学生实现了从被动到主动。并且，虚拟现实技术可以给原本枯燥的电视课程教学带来更加丰富多彩的信息，诸如可以用形象的三维信息来取代比较抽象冗长的文本，可以用形象生动的动画来描述曾经难以理解的知识点，极大地丰富了传统教学的方法和内容[5]。3 基于虚拟现实技术的人文类电视课程设计与开发3.1 开发平台的选择人文类电视课程一般数据的处理比较大，而且需要频繁的实现数据的交互处理，因此开发平台选择Virtools Dev，其主要的优势有以下几个方面：(1)Virtools具有全三维的开发环境，其三维引擎也已经是被微软认可的操作系统，可以通过交互方式将可视化的文件格式进行有效的整合，比如三维模型构建、二维图形或者音效的处理等等。并且该平台具有强大的编辑功能以及非常灵活的开发模式，可以广泛地运用在数字影视艺术、三维游戏以及虚拟博物馆、交互多媒体等诸多应用领域[6]。(2)在3D互动展示等方面该平台技术非常强大，其主要的组成部分包括动作引擎、Web播放器、应用程序、软件开发工具包以及渲染引擎等。(3)该开发平台除了自身的3D虚拟开发工具以外，还包括了物理属性、网络服务器、游戏开发、人工智能以及沉浸式的开发平台等部分，这为虚拟技术电视课堂的功能实现及技术开发提供了有效的基础保障。(4)该开发平台具有直观式的图像图形开发接口，内部大约包括了600多个行为模块，为复杂程序的开发实现提供了较大的技术保障，对于相关设计开发人员来说能根据自身的实际需求设计满足特定功能的交互模块。另外，该开发平台还可以让设计人员通过拖拉的简单方式将需要的互动行为模块赋给适当的对象上，用流程图的模式处理行为模块，最终形成一个完整的交互式虚拟世界[7]。并且在背景方面也可以满足相关的设计需要，这样就可以实现程序设计人员和3D美术设计的良好分工、合作，能够极大的缩短整体的开发流程，有效的避免程序代码的编写以及繁复冗长的动态交互设计。(5)该开发平台最大的特色就是不但可以编译单个的可执行文件，而且还能将作品输出成网络浏览的格式，这样能够方便进一步的进行编辑或者将作品输出成网络浏览的模式来进行互动式的虚拟现实。3.2 设计开发过程基于虚拟现实技术的人文类电视课程在设计开发的时候离不开模型的构建环节，对于虚拟现实情境的交互以及造型等方面的构建都是通过以静态的虚拟现实情境或者造型为设计的基础环节，因此，虚拟现实技术的开发一般都可以分为以下三个部分：VRML场景开发、动画控制开发以及交互操作。(1)对于VRML场景的开发过程，要想实现虚拟现实技术最根本的就是开发VRML场景，对于人文类电视课程中虚拟情境要想有较高的逼真度,离不开场景以及造型的设计开发，而几何节点、组节点、造型节点、光源节点以及坐标转换节点等都是比较重要的部分[8]。首先要设置合适的坐标系，并构建相应的背景颜色。在虚拟情境中，由于不同的造型都具有自己单独的坐标系，因此为了能够体现对象的真实背景必须构建统一的坐标系，这样才能进行虚拟对象的造型构建。可以通过改变角度来实现颜色的变化，因此对于虚拟造型的颜色变化可以通过改变坐标弧度来实现。坐标弧度转换表如表1所示。表11 坐标弧度转换表角度0弧度00.530.791.051.57角度80—弧度2.102.362.623.14—(2)其次是要构建几何和物理模型，一般情况下，在构建模型时先应该构建其几何模型，这样就能够确定其几何元素以及空间位置，在构建几何模型时要根据虚拟情境的各个部分之间的结构关系，这有利于确定其树状层次结构图并提高最终几何模型的构建效果。(3)最后就是关于行为的建模，这主要是为了增强虚拟环境的逼真性和真实感。行为建模主要是指描述运动物体的行为，通过几何变换来描述这种运动，比如线性插值或者非线性插值等等。3.3 动画控制开发一般情况下，可以通过TimeSensor时间传感器控制动画的时间来创建VRML动画，可以将前期设定好的动画关键值和时间关键点传给位置插补器，这样就能够实现场景造型位移的效果。为了产生场景造型旋转的效果，可以将前期设定好的两个关键值传输给朝向插补器。3.4 交互操作交互操作主要是指提前编辑好交互节点，并对虚拟场景中的物体进行移动变换。在实际开发过程中，一般是利用触摸

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