论文部分内容阅读
一、 引言
劳技课堂上,往往需要展示很多实物以供教学。但是,要么是物品太小学生看不清细节;要么是物品太大搬运不便;难得碰上不大不小刚刚好的时候,却又被隔壁老师借去用了……
别急别急,虚拟现实帮你轻松搞定!
虚拟现实(Virtual Reality)又称幻境或灵境技术,简称VR。它是利用电脑模拟产生出一个三维空间的虚拟世界,并提供使用者關于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身临其境。很多著名的三维游戏,如《半条命》《魔兽争霸》等,都可看做是虚拟现实的成功案例。
以前虚拟现实只能依赖高端图形工作站才能流畅运行,现在随着计算机硬件技术的飞速发展,别说是个人电脑了,就连手机都可以轻松运行虚拟现实程序了。
换言之,虚拟现实进入教学课堂,其硬件需求早已不成问题。那么就让我们踏着VR的浪潮,赶紧来试一试吧!
二、虚拟现实技术简述
虚拟现实技术是结合了计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术以及传感技术等多种技术发展而成的一门技术。
完整意义上的虚拟现实一般来说应符合以下几个方面的特征。
1.沉浸感(IMMERSION)
完美意义上的虚拟现实世界可让用户无法区分所处环境的真假,用户的身心将完全融入到虚拟世界之中。以现在的VR技术水平来说,达到“仿真”的程度,其效果就已经非常出色。
2.交互性(INTERACTIVITY)
用户和虚拟世界之间应该有非常好的对应和反馈关系。用户可以控制虚拟世界中的物品,可以影响虚拟世界中的事件。现在网店上有很多号称VR眼镜的,其实只能看立体电影,由于用户和虚拟场景间没有交互,所以不能算作是真正的VR。
3.构想性(IMAGINATION)
用户不但可以体验真实世界的模拟情况,还可以对未知的情况进行进一步的模拟和试验,这就使虚拟实验室成为可能。劳技课程中,可以模拟电子电路试验,模拟绳结编织,模拟陶艺制作等。
三、虚拟现实实例
本实例以上海教育出版社出版的六年级《劳动技术》课程中的泥塑一章为参考,简述利用虚拟现实技术进行模型展示的常见基本流程。
我们将采用本章节中的陶制品图案作为模型参考图案。
好,捋起袖管,准备开工了!
1.使用三维软件进行建模
我们常用的三维软件有3DSMAX,MAYA,CAXA等。这些软件都可以用来建立三维模型,并搭建出虚拟现实场景。就国内软件环境而言,3DSMAX和MAYA最为人熟悉,分别以“多边形建模”和“NUBUS建模”见长。
本例中我们将使用3DSMAX的多边形建模工具进行基础建模。
a. 在顶视图中创建一立方体。
b. 将立方体转换成“可编辑多边形”。
c. 在四视图中使用“多边形修改工具”,对正方体进行挤压、拉伸、旋转、焊接等操作,将其塑成陶狗的基本形状。在模型创建过程中,应尽量控制三角面的数量,降低模型数据,以提升图形显示效果。几杯茶的功夫,就得到了如图04的模型:
d. 利用“光滑”命令,进一步改善三维模型的外观。如图-05:
e. 编辑模型的材质,赋予雕塑以陶泥和金属两种不同的质地。
2. 利用平面软件制作模型表面贴图
常用的平面设计软件有PHOTOSHOP、ILLUSTRATOR、美图秀秀等。其中图像修改首推PHOTOSHOP,此款软件因其界面友好、简单易学、功能强大而深受广大用户的欢迎。
我们在PHOTOSHOP中制作陶土材质贴图和金属材质贴图各一张。
3.利用虚拟现实软件搭建虚拟场景
模型和贴图都准备好之后,就需要用一个软件将他们组合起来,这就得用到我们的虚拟现实软件了。
能够实现虚拟现实的软件很多,若单单用来展示虚拟物体的话,CULT3D这样的小软件其功能就足够了。CULT3D的交互性很强,修改3D模型、贴图、音乐、粒子等都很在行,能让你的模型展示别具一格。
现在我们就试着用CULT3D强大的交互功能来完成本陶艺模型虚拟场景的搭建工作。
a. 将3DSMAX模型导入CULT3D软件。
b. 为模型添加自动旋转效果。
c. 为模型添加材质和贴图控制。
d. 为陶狗模型制作材质变换效果。
4.输出与封装
经CULT3D制作的VR场景可通过安装VR浏览器来播放。为了更方便浏览,可使用DIRECTOR软件将其封装为EXE可执行文件。这样一来,无需打开特定浏览器,就可以独立运行,自在观看了。别忘了带上爆米花哟。
5. 播放展示
本实例运行时,用户不但能以360度视角全方位观察模型,还能控制鼠标来调整观测角度及进行局部的缩放。此外,还可以切换陶瓷和金属两种材质来体验不同材质下的模型效果。
由于模型实现了电子化,所以实物模型的那些尴尬一去不返,想大就大想小就小,想复制几份就复制几份,一个优盘就能轻松携带,再也不用和隔壁老师玩石头剪子布争抢模型教具了。模型也无须搬运,再远的距离只要发个电子邮件就可以做剪刀手的手势了。若使用手机端,还可以在各类闲暇时间推敲课堂设计,可谓是一举多得。
劳技课堂上,往往需要展示很多实物以供教学。但是,要么是物品太小学生看不清细节;要么是物品太大搬运不便;难得碰上不大不小刚刚好的时候,却又被隔壁老师借去用了……
别急别急,虚拟现实帮你轻松搞定!
虚拟现实(Virtual Reality)又称幻境或灵境技术,简称VR。它是利用电脑模拟产生出一个三维空间的虚拟世界,并提供使用者關于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身临其境。很多著名的三维游戏,如《半条命》《魔兽争霸》等,都可看做是虚拟现实的成功案例。
以前虚拟现实只能依赖高端图形工作站才能流畅运行,现在随着计算机硬件技术的飞速发展,别说是个人电脑了,就连手机都可以轻松运行虚拟现实程序了。
换言之,虚拟现实进入教学课堂,其硬件需求早已不成问题。那么就让我们踏着VR的浪潮,赶紧来试一试吧!
二、虚拟现实技术简述
虚拟现实技术是结合了计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术以及传感技术等多种技术发展而成的一门技术。
完整意义上的虚拟现实一般来说应符合以下几个方面的特征。
1.沉浸感(IMMERSION)
完美意义上的虚拟现实世界可让用户无法区分所处环境的真假,用户的身心将完全融入到虚拟世界之中。以现在的VR技术水平来说,达到“仿真”的程度,其效果就已经非常出色。
2.交互性(INTERACTIVITY)
用户和虚拟世界之间应该有非常好的对应和反馈关系。用户可以控制虚拟世界中的物品,可以影响虚拟世界中的事件。现在网店上有很多号称VR眼镜的,其实只能看立体电影,由于用户和虚拟场景间没有交互,所以不能算作是真正的VR。
3.构想性(IMAGINATION)
用户不但可以体验真实世界的模拟情况,还可以对未知的情况进行进一步的模拟和试验,这就使虚拟实验室成为可能。劳技课程中,可以模拟电子电路试验,模拟绳结编织,模拟陶艺制作等。
三、虚拟现实实例
本实例以上海教育出版社出版的六年级《劳动技术》课程中的泥塑一章为参考,简述利用虚拟现实技术进行模型展示的常见基本流程。
我们将采用本章节中的陶制品图案作为模型参考图案。
好,捋起袖管,准备开工了!
1.使用三维软件进行建模
我们常用的三维软件有3DSMAX,MAYA,CAXA等。这些软件都可以用来建立三维模型,并搭建出虚拟现实场景。就国内软件环境而言,3DSMAX和MAYA最为人熟悉,分别以“多边形建模”和“NUBUS建模”见长。
本例中我们将使用3DSMAX的多边形建模工具进行基础建模。
a. 在顶视图中创建一立方体。
b. 将立方体转换成“可编辑多边形”。
c. 在四视图中使用“多边形修改工具”,对正方体进行挤压、拉伸、旋转、焊接等操作,将其塑成陶狗的基本形状。在模型创建过程中,应尽量控制三角面的数量,降低模型数据,以提升图形显示效果。几杯茶的功夫,就得到了如图04的模型:
d. 利用“光滑”命令,进一步改善三维模型的外观。如图-05:
e. 编辑模型的材质,赋予雕塑以陶泥和金属两种不同的质地。
2. 利用平面软件制作模型表面贴图
常用的平面设计软件有PHOTOSHOP、ILLUSTRATOR、美图秀秀等。其中图像修改首推PHOTOSHOP,此款软件因其界面友好、简单易学、功能强大而深受广大用户的欢迎。
我们在PHOTOSHOP中制作陶土材质贴图和金属材质贴图各一张。
3.利用虚拟现实软件搭建虚拟场景
模型和贴图都准备好之后,就需要用一个软件将他们组合起来,这就得用到我们的虚拟现实软件了。
能够实现虚拟现实的软件很多,若单单用来展示虚拟物体的话,CULT3D这样的小软件其功能就足够了。CULT3D的交互性很强,修改3D模型、贴图、音乐、粒子等都很在行,能让你的模型展示别具一格。
现在我们就试着用CULT3D强大的交互功能来完成本陶艺模型虚拟场景的搭建工作。
a. 将3DSMAX模型导入CULT3D软件。
b. 为模型添加自动旋转效果。
c. 为模型添加材质和贴图控制。
d. 为陶狗模型制作材质变换效果。
4.输出与封装
经CULT3D制作的VR场景可通过安装VR浏览器来播放。为了更方便浏览,可使用DIRECTOR软件将其封装为EXE可执行文件。这样一来,无需打开特定浏览器,就可以独立运行,自在观看了。别忘了带上爆米花哟。
5. 播放展示
本实例运行时,用户不但能以360度视角全方位观察模型,还能控制鼠标来调整观测角度及进行局部的缩放。此外,还可以切换陶瓷和金属两种材质来体验不同材质下的模型效果。
由于模型实现了电子化,所以实物模型的那些尴尬一去不返,想大就大想小就小,想复制几份就复制几份,一个优盘就能轻松携带,再也不用和隔壁老师玩石头剪子布争抢模型教具了。模型也无须搬运,再远的距离只要发个电子邮件就可以做剪刀手的手势了。若使用手机端,还可以在各类闲暇时间推敲课堂设计,可谓是一举多得。