VR在工业设计产品领域的教学研究

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时间:

2021-09-01 10:46:49

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【摘要】增加产品的视觉展示效果、传递可视性信息是工业设计的发展本质。本文对国内外VR技术运用的现状进行了分析,对VR视觉艺术具备的三个特征进行了详细阐述,以及论述了当代工业设计领域VR技术发展的趋势。

【关键词】VR虚拟技术;工业设计;教学研究

【中图分类号】G643 【文献标识码】A

随着VR虚拟技术在VR游戏和VR视频领域的发展、技术上的不断创新和进步,教育领域中VR技术也得到了相应的发展。同样的伴随着信息技术的突飞猛进的节奏,加上教学媒体的更新换代,教育技术领域又出现了一个新型教学媒體,这就是虚拟现实技术,技术突破使得人们把更多的焦点放在教育领域中来,于是工业设计产品教育领域能有进一步提升。视觉产品艺术的发展结合VR虚拟技术的教学手段更能为学生迅速与醒目地传递教学信息。具体的要利用三维图形生成技术,多传感交互技术等。

一、虚拟现实技术特征

交互性、沉浸感和构想性是虚拟现实技术具有代表性的重要特征。这三个特征主要是从人的角度总结出来的,强调人在虚拟环境中起到的主导作用,借助一些硬件,例如:鼠标、键盘、头盔等外设备与虚拟环境融合,由此能使用户沉浸到虚拟环境中去,并发生交互作用;更多体现在由看到事物时看到的表面认知到更深入通过自身提炼总结输出的认知,并对其加深记忆,偏向于人需要自己的创造而形成的认知,进而深化概念和萌发新的创意。

正是由于虚拟现实技术具有的三个特征,不仅应用于各行各业,对于教育领域,起到了一定显著的推动作用。

二、现代教育教学中存在的问题

(一)目前的教育体制方式限制学生的发展

不管是高等教育还是中小学教育模式都是以教师为中心,虽然一直倡导以学生为主体,大部分实施起来都是学生被动地接受。关于产品设计专业上机软件的操作,一般的程序是教师先在电脑上操作演示、讲解一遍,学生参照老师的操作再操作一遍,学生在整个操作学习过程中没有独立思考的机会,更别说是调动学生的积极主动性。对于学产品设计的学生需要创造性来说是致命的打击。

(二)教育模式不利于提高学生的操作能力

对于上机操作课,或是手绘专业课,学生一般都是在老师的指导下进行学习操作,一个班的学生比较多,所以老师不能确保每个学生都能兼顾,由于时间、设备数量、场地、资金投入、人力资源等这些因素使得学生的操作能力得到提高受到限制。更别说在上课时提供逼真的实物给学生演示操作,让学生能够身临其境去感受要操作绘画物体的真实外型、材质、结构,所以在建模或者绘画时不能很好地表现其纹理和质感。

三、引入虚拟现实技术在教育领域内的必要性

虚拟现实技术的发展,能够为学生提供非常逼真、生动的学习场景,同时制造出一场师生共同参与的情境,让学生得到更好的体验,提高学生的创造力,更重要的是激发学生对工业设计专业的兴趣,有了兴趣,学生的学习积极性提高,就能突破教学的重点和难点。

(一)在课堂教学中增加“立体物体”的展示

在课堂上如果能经常用实物进行展示,有些模型费用比较高,实施起来比较困难,对于我们学工业设计专业的同学来说,大部分都是围绕产品进行授课,把实物做成三维模型,通过不同的角度和距离进行分解和拆分,充分了解它的的材质、功能、结构。

(二)虚拟现实技术应用于实操培训中

虚拟现实的代入感和交互感能使学生在虚拟的环境中充当角色,全神贯注地投入到学习环境中去,有利于学生了解产品生产的各个环节,从调研—设计—模型—实物的全过程。甚至可以快速地掌握具体的某一环节,并针对性地进行操作培训。

(三)虚拟现实技术应用于远程教育中

虚拟远程教育是通过运用互联网,集成声音、图像及其他多媒体三维空间的远程教育,多角度的逼真的学习环境不受地域的局限,能更好地交流学习。

四、VR技术在传统教育行业中的应用及发展趋势

(一)国外VR虚拟教学的现状分析

美国在20世纪40年代时就开始在军用航空上对航空的士兵进行虚拟模拟练习,美国是最早开始利用虚拟技术在机器操作的用户界面、人对于事物的感知、设备的硬件和后台软件几个方向进行跨越式的尝试,并随之突破。随着技术的突破,逐渐在各行各业兴起。据报道,圣泽维尔学校(St. Xavier’sSchool)850名学生通过虚拟现实技术学习了关于太阳系的知识,受到学生们的喜欢,经历了虚拟现实的真实体验,让课程丰富多彩,更有视觉、触觉、等方面的感受,如身临其境一般。基于VR虚拟技术的课程在美国科格威尔大学开设,本课程的核心是为了让学生增强课堂上虚拟现实方面的感知,同时让学生能够快速掌握人机交互相关的设计知识,引导学生利用VR技术更好地学习专业知识。

追溯到欧洲国家,英国虚拟技术在硬件和软件这一领域是有发言权的,占有领先的地位,其他发达的国家例如德国以及瑞典也开始对虚拟技术这一块进行了积极的探索和研究应用。

(二)国内VR虚拟教学的现状分析

我国虚拟技术的研究相对于国外发达国家还是有一定的距离,虽然发展相对来说比较缓慢,但是我国各个领域已经开始越来越重视这一块。在教学上的运用,也是很积极地建设虚拟场景模型,取得一定的成效:北京航空航天大学是我国最早开始研究虚拟现实技术的单位之一,他们研发的分布式虚拟环境,可以提供虚拟现实演示环境,支持三维动态的数据收集处理分析,提供虚拟现实需要的开发平台支撑,着重对虚拟技术环境中涉及到的物体物理表象特征和处理进行了研究,同时虚拟现实的视觉也提出了相关的实现方法,这对于工业设计需要实现在教学上虚拟现实的视觉性提供了可靠的条件。总得来说目前我国的VR产品体验待加强,切入教育领域公司少。

五、VR虚拟技术在工业设计产品领域的应用

对于工业设计这个专业的教学,我们可以利用VR虚拟技术的全景教学模式让学生有沉浸式学习感,提高课堂的学习兴趣和学习效率,可以开创全新的设计视觉展示模式,构建真实的产品环境,为学生带来产品使用环境的场景式体验。教师播放的教学视频demo来看,学生可以实现教学课堂360度的观看,戴上设备,增加体验,甚至可以实现情境再现。与此同时,也彻底打破受到空间地域以及设备的限制,从而有效地营造出一种跟随技术让学生全身心地投入到教学情境中来,学生专业知识的掌握、实际操作训练都能达到最优化。对于学校来说还降低了成本,使用上最先进的技术,能够为学生营造出无限大的虚拟教学环境,在很短的时间内就能提供给学生最好的最快捷的讯息和信息画面感。

据资料的收集,目前国内院校还没有普遍地把VR技术运用到课堂上或者作为一种教学手段来开展教学,仅有几所大学例如清华大学、北京航天航空大学、上海交大等院校在校内初步建立了虚拟现实技术实验室,主要针对VR虚拟技术研究和开发。在课堂上运用VR技术之前,应该对学生提前介绍VR技术,便于学生更好地操作使用,使学生享受到工业设计专业课程内容的最佳效果。

对于工业设计这个专业,不仅需要平面也需要对三维场景的学习,VR技术构建的三维场景,更能契合工业设计专业,亲身的学习体验明显会比一味的说教更有效果。更多的是为学生带来身体和心理上的突破和改变,随着VR技术的运用,情感化为主导的艺术类学生更加敏感对于学习上、精神上的体验和刺激,通过文字、图形、声音、影像以及动画等结合虚拟技术构成一个系统进行的教学,能够满足学生的这一需求。在工业设计专业这一领域能够使用虚拟现实技术,对于学生、教师和学校都是有利的。

六、结语

随着虚拟技术的发展,把其运用到工业设计的教学领域,不仅能改变传统的依靠书本、教师授课的形式,还能通过VR技术让课堂上的表现形式更形象化,学生掌握起来更容易简单,虽然技术还不是很娴熟,它的研究和发展还有待进一步的加强。技术发展到一定水平,成本随之降低,随之就会普及使用在课堂上,虚拟技术作为教学手段成为工业设计专业这一领域必要的信息化的趋势,在整个教育领域发挥至关重要的作用。

参考文献:

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作者简介:马璐璐(1989-),女,湖南株洲人,硕士,广东理工学院,研究方向:工业设计。

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