虛擬現實技術在中職景點模擬導游課堂中的應用內容摘要：“景點模仿導游〞課堂通常采取基于視頻的課件資源，即播放視頻由學生同步講解，該方法最大的不足在于課件的內容固定，晦氣于培養學生的應變能力。將虛擬現實技術引入課堂，以游覽者自行瀏覽的方式，由學生根據瀏覽者的瀏覽路線進行講解，可起到課堂教學“課件庫〞的作用。本文以游覽天獅學院為例，側重從虛擬校園景點的課件開發和課堂運用兩個方面闡述虛擬現實技術在中職“景點模仿導游〞課堂教學中的應用。本文關鍵詞語：虛擬現實技術；中職；景點模仿導游；課堂教學“景點模仿導游〞課程是天津天獅學院繼續教育學院游覽〔中職〕專業必修的核心職業能力課程。該課程重要以播放視頻錄像由學生同步講解為主。通過課堂理論發現，固定的視頻內容晦氣于培養學生的反應能力，而且晦氣于二次開發。例如：視頻是從景點的前門進最后從后門出，若改變順序為從后門入到前門出，則需要從新拍攝視頻。虛擬現實技術的出現解決了傳統教學手段不足的問題。采取虛擬現實技術到達景點模仿的三維視覺效果，能夠在課堂授課時隨機設置瀏覽路線和觀察視角，進而鍛煉學生的反應能力，而且教學資源能夠不斷重用。天津天獅學院由天獅集團投資興辦，每年承當著本集團營銷隊伍約2萬多人次的參觀任務。現以開發“瀏覽天獅學院〞虛擬校園及其在課堂中的應用經過為例，介紹虛擬現實技術在“景點模仿導游〞課堂教學中的應用。景點模仿導游課堂設計課堂采取如此圖1所示的虛擬校園。課堂能夠采取兩種方式教學：〔1〕預設路線a和路線b，播放該課件由學生進行配合講解。該方案的好處是老師能夠預設問題情境?！?〕由老師用鼠標控制行走路線，學生根據行走路線進行動態講解。該方案的好處是能夠培養學生的綜合運用能力和反應能力。建立虛擬校園場景的條理構造骨干道在整個校園中起到基線的作用，然后以這條道路作為參照，把獨立構建的各個樓宇、校門、花草樹木及其他場景組合安頓在相應的位置。三維場景的建模是虛擬校園的主要構成部分，它關乎虛擬校園能否形象生動地展現。圖2所示為待建模的各場景的構造條理。虛擬校園場景的建模流程虛擬校園場景的開發建模大體分為兩個階段：第一階段是針對校園內各個地上建筑分別單獨建模；第二階段則是把所有已建好模的建筑物集成到虛擬環境中?！惨弧吃?dsmax中構造基本模型以校園景觀為內容的建模工作既復雜，量又大，若全部采取編寫vrml代碼的方法，易出錯且效率低。本設計選用三維軟件3dsmax來搭建基本場景，其優勢是能夠快速高效地構造復雜的三維模型，并設定材質、光效和動畫，同時兼有輸出.wrl格式文件的功能?！捕忱L制場景平面圖為了使場景真實、比例協調，對場景進行合理的布局是至關主要的。我們在autocad中繪制了場景布局的平面圖，生成.dwg格式的矢量文件。該文件通過調整圖層和文件塊的形式，能夠導入到3dsmax中，定位道路、樓群和其他建筑物將來的立體布局。圖3所示為場景布局的平面圖導入3dsmax中的效果。〔三〕收集需要的紋理照片為了制造出真切的三維對象，同時又簡少建模工作量，在制造一些特定對象時，需要在校園內收集紋理圖片數據，包含磚紋圖片、門窗圖片、草地圖片等。所收集的紋理圖片，在photoshop中將其處理成可無縫平鋪的貼圖。〔四〕構建場景三維模型借助于平面布局圖和需要的紋理收集圖片，用3dsmax構建各個三維對象的基本模型。vrml〔虛擬現實建模語言〕通過節點來描繪敘述場景實體，3dsmax能夠將其環境中的模型以vrml的格式輸出，即將各個三維模型轉化為相應的節點，以便被相應的瀏覽器解釋并繪制?！参濉吃趘rmlpad中編纂3dsmax輸出的vrml文件固然能上網發布，但場景物體不全、交互性不足。所以，還應該翻開已生成的.wrl文件，參加聲音及其他交互行為以完善系統功能。如在場景中參加background、viewpoint、billboard、inline等節點。再利用造型節點的條理細分和編組節點對場景對象的相應代碼作進一步的組織、校驗和完善建模流程。虛擬場景建模的一般流程如此圖4所示?！擦掣髦匾獔鼍暗慕ＰｉT是游覽者見到的第一個建筑。在校門場景構建中要解決的第一個問題是造型外觀的控制。造型的外觀是通過材料控制的，材料屬性包含造型的顏色，能否發光，所發光的顏色，能否透明，透明到什么水平等。在基本建模完成后，編纂節點時可使用appearance和material節點來控制作型的顏色、發光顏色和透明度。例如，在校門場景的建模中，傳達室是由兩個正方體造型構成的，外部是半透明的玻璃。在校門場景構建中要解決的第二個問題是漢字的顯示。根據vrml規范，它支持包含漢字在內的所有utf8字符，但很多插件都不支持漢字顯示。原因不在于其語言自己，而是在于vrml瀏覽器的3d引擎。為了在vrml中實現3d字的渲染，通常有兩種方法：第一種是用多邊形圍成字體；第二種是對字體進行紋理渲染。本設計采取的是第二種方法。校門場景的詳細實現代碼如下：transform{rotation0.01.00.0-0.52translation602children[shape{appearanceappearance{materialmaterial{diffusecolor0.50.50.5}textureimagetexture{url"tianshi.jpg"}#使用歐陽中石先生手書“天津天獅學院〞的紋理貼圖}geometrybox{size6.752.00.5}}]}transform節點是一個組節點，這個節點是整個程序設計中的基礎節點，幾乎每一個模型的建立都用到了transform。因而，對transform的靈敏運用尤為主要，該節點包含一個子節點的列表。這些子節點能夠是shape節點、其他group節點或transform節點。translation用來指定造型的位置，children域是指定受該節點變換影響的子節點。校門場景如此圖5所示?！财摺硤鼍暗慕M合當各部分場景構建完成后，便可使用行插入節點“inline〞將這些場景組合成為一個完好的三維虛擬校園。inline節點有一個url域，該域值指定了一個url，這個url就是將要插入到vrml中的文件位置。url“告訴〞vrml瀏覽器怎樣能獲得這個文件，在哪里能找到這個文件以及這個文件的文件名。url還能夠指出該文件是在web上還是在本機的硬盤中。在場景組合時，還經常需要調整各部分場景之間的物理位置和比例。下面的代碼將構建好的校門場景安設在虛擬校園中：transform{translation00-150rotation010-1.396children[defjxainline{url""}]}#校門場景的組合運用上面的方法，能夠依次將各虛擬場景安設在虛擬校園的相應位置中，需要改變的是各虛擬場景之間的物理位置和比例。部分代碼如下：transform{translation00-120rotation010-1.127children[deftsginline{url""}]}#圖書館場景的組合組合后的場景效果如此圖6所示。除了對上述重要建模場景的組合外，為了增長虛擬校園的真實感，還需參加路燈、圍欄、綠化植被以及操場等輔助場景。最終，全部虛擬場景組合后的效果如此圖7所示。〔八〕設置視點切換為了給用戶提供更多角度和方位的觀察效果，讓虛擬場景能夠根據用戶動作做出一定的反應，本系統自定義了兩個視點，用戶能夠在vrml瀏覽器中使用菜單或按鈕自立選擇試點進行更為便捷地瀏覽。在瀏覽虛擬校園的經過中，用戶可能已經體驗到視點的變化：當拖動鼠標或按動箭頭鍵時，虛擬境界就會旋轉或縮放，這實際上是在調整用戶的視點位置或視角。在虛擬場景的主要位置還能夠自定義視點節點，它們是虛擬境界創作者給用戶推薦的上佳欣賞方位，在vrml瀏覽器中，用戶就能夠通過鼠標右鍵選擇作者推薦的各個視點。這里，我們在虛擬校園場景中定義兩個視點節點：defview1viewpoint{position0200description"view1"}defview2viewpoint{position503080description"view2"}其中的坐標表示視點在場景中的位置，坐標的單位是米，視點的名稱將會在瀏覽器的菜單或按鈕中提示出來供用戶選擇。虛擬現實技術在“景點模仿導游〞課堂教學中的應用極大地提升了學生的學習積極性，有效提升了課件的使用效率，使老師不必為每個問題單獨開發教學資源，學生面臨的問題由原來的靜態變為動態，到達了培養學生綜合能力和應變能力的目的。以下為參考文獻:[1]李欣．基于vrml技術的虛擬數字校園場景建模研究[j]．浙江師范大學學報，2005，28〔4〕：402-406.[2]陳啟祥，蘇艷，鄭慶花，等．基于vrml的三維建模技術[j]．計算機與數字工程，2007，38〔5〕：161-163.[3]張占龍，羅辭勇，何為．虛擬現實技術概述[j]．計算機仿真，2005，22〔3〕：1-3,7.[4]陳錦昌，詹偉杰，何正國．虛擬校園中三維景物外表貼圖的研究[j]．東華大學學報〔天然科學版〕，2005，〔4〕：57-62.[5]張昌明，張虹．基于vrml-java的網絡虛擬現實的實現[j]．計算機工程與設計，2005，〔9〕：2410-2413.[6]張青峰，吳發啟，周淑琴，等．校園虛擬遨游設計初探[j]．測繪科學，2005，〔30〕：124-126.[7]方賢勇，潘志庚，徐丹．圖像拼接