VR技術在藝術設計教學中的應用解析

【摘要】隨著科技的不斷發展，VR技術在各行業中得到了廣泛?，F階段，VR技術在教學中得到了應用。在教學中應用VR技術的主要目標為提升學生學習積極性及多種能力，使用VR技術可有效提升教學效果。未來一段時間內，VR技術將在教學中得到廣泛應用。在藝術設計教學中使用VR技術，對培養、提升學生自我分析立體空間的能力具有重要意義。探究了VR技術在藝術設計教學中的應用措施與設想。

【關鍵詞】VR技術;藝術設計;教學;應用

1、VR技術在藝術設計教學中的應用措施與設想

1.1教學指導理論

相較于教學技術及方法，虛擬現實技術誕生、發展時間較短，其發展還不夠完善。為保證V虛擬現實技術可與教學方法、教學模式有機融合起來，需完善的教學理論科學引導兩者的融合。下文主要依據兩種教學理論進行研究。

1.1.1認知—發現學習理論。

虛擬現實技術可為用戶營造各種虛擬環境，如此對激發學生興趣、提升其積極性具有重要意義。與傳統教學方式不同，將虛擬現實技術應用到教學過程中，可充分激發學生學習興趣。認知主義更為重視學習者的智能發展，采用虛擬現實教學方式可培養學生多方面能力，教師可利用多種軟件、設備營造相應虛擬環境提升學生學習自主性。因而，教師需深入研究認知—發現學習理論，并了解學生學習過程中已形成的認知結構，并幫助其不斷完善認知結構。

1.1.2建構主義理論。

認知發現學習理論更為重視學習者在學習過程中形成知識結構，與之不同的是建構主義理論更為重視形成相應圖式（圖式指的是個體對世界的理解與思考方法）。建構主義理論認為，學習者在學習知識時并不需教師的傳授，僅需通過自己學習相關資料就可形成自我意識。利用虛擬現實技術可建設虛擬環境及空間，將此技術應用到教學活動中，可幫助學生形成自我意識或建構相應圖式。因而，在虛擬環境當中，并不需教師的指導，只需為學習者構件良好虛擬環境即可。

1.1.3教學理論與虛擬現實技術之間的關系。

為提升學生學習觀念，在教學過程中需科學使用虛擬現實技術，使用此技術建設虛擬學習系統，學生在操作此系統時，可激發其發散思維，培養學生多方面素質及能力。學生作為整個學習活動的中心及主體，利用VR系統可充分發揮學生主觀能動性、實現個性化學習，同時可在活動中進行交互性活動，激發學生學習興趣，提升學生自信。學生可進行自我總結，并建立自己的知識結構。通過分析認知—發現學習理論與建構主義理論，可發現若采用不同教學環境、教學方法等，將給學生心理造成不同影響。這些教學理論的提出及研究對虛擬現實技術在教學中得到合理應用具有指導意義。

1.2藝術設計教學專業探析

藝術設計主要包含了產品設計、環境設計、平面設計等，其審美標準與傳統藝術存在一定差異，其將受到很多因素的影響。藝術設計是設計者依據自己的審美觀、人文素質等進行設計。藝術設計作品將充分體現設計者的綜合素質，比如：創造能力、想象力等。

1.2.1產品設計

產品設計屬于一種解決問題的方法，其可解決物理事物或工具開發、優化問題。通過規劃、設計產品可提升產品質量及效果。產品設計質量將充分展現本階段經濟、技術及文化發展特點。因此，需重視產品設計質量。若產品設計質量較差，在生產過程中需使用部分費用調整、優化生產設施及生產材料。提升生產效率、加你工地生產成本，需重視產品設計質量，以提升產品競爭力。在產品設計教學過程中科學使用虛擬現實技術可激發學生學習興趣，培養學生創造力及想象力。同時，還可利用虛擬現實技術向學生展現產品細節及生產過程，如此可使學生了解產品生產過程。

1.2.2環境設計

環境藝術設計指的是建筑物室內外空間環境設計，其主要涉及建筑學、城市規劃學、人類工程學、設計美學、社會學、文學等多種學科。環境藝術設計指的是利用多種方式對建筑物室內外空間進行藝術處理，利用多種設計語言及植物、小品、雕塑之間的配置，營造特定的氛圍及風格，以滿足使用功能及審美要求。虛擬現實技術可充分應用到環境設計教學活動當中。虛擬現實技術可為學生提供各種不同虛擬環境，激發學生創造能力、想象力。

1.2.3平面設計

平面設計是將人類視覺系統作為溝通及表達方法的一種設計方式，其可采用多種方式向人們展現設計作品，也可進行可視化表示。平面設計者可依據自己的想象對設計目標進行創造。平面設計專業大多利用計算機軟件進行設計、創造。平面設計作品用途：標志、品牌、出版物、廣告牌等。在平面設計教學活動中科學應用虛擬現實技術，可加強學生對二維空間、三維空間的理解。采用虛擬現實技術，可激發學生的發散性思維，培養其創造意識、創新意識及能力。

1.3在設計教學中應用VR技術的必要性

隨著經濟的不斷發展，設計環境變化也較大，傳統教學模式已不能滿足藝術設計教學要求（采用傳統教學模式培養出的人才并不能滿足設計工作要求）。傳統教學模式當中，受到時間、空間、教學模式等方面因素的影響，學生的學習興趣、積極性并不夠高，因此其教學效果不夠好。在此背景下，將直接影響學生的設計意識及設計能力。因此若教師不能針對每個學生進行個別指導或教具展示數目、種類較少，將不能有效啟發學生設計靈感。不同教師的教學風格不同，不同學生對其的理解速度也不相同，因此教師需依據學生理解能力采取不同教學方式。

虛擬現實技術在教學過程中的應用可有效規避以上問題，使用虛擬現實技術可模擬多種環境。教師可利用虛擬現實技術為學生模擬其在設計中可能遇到的問題，并指導學生解決這些問題，如此可有效激發學生興趣，培養其獨立思考能力及創造能力。在藝術設計教學過程中，使用虛擬現實技術，可有效提升教學效果，降低教師工作壓力。因此，教師需積極將虛擬現實技術與藝術設計教學有機融合起來。

1.4使用桌面式虛擬現實教學方式的可行性

虛擬現實技術屬于新型、綜合型技術，因此其硬件設備價格較高，且軟件系統復雜程度較高，因此虛擬現實技術使用、推廣成本也較高。高質量虛擬現實設備應用范圍較窄，且對沉浸性體驗的重視程度較高，因此虛擬現實設備體積較大，其并不能有效應用在教學當中。研究發現，部分使用沉浸式虛擬現實設施進行教學活動的，并未獲得預期效果。目前，沉浸式教學方式交互程度不夠高，很多虛擬環境只能觀看。在教學中應用沉浸式虛擬現實設備，將導致師生間的溝通、交互減少。

依據虛擬現實技術在教學活動的中應用，探究如何充分發揮虛擬現實技術的積極作用是我們需深入研究的問題。目前，為達到教學目標及教學效果，可采用桌面式虛擬現實顯示設備。為保證教學效果，需重視虛擬現實理念在教學中的應用。若教師過于重視虛擬現實技術的應用，可能影響教學效果及效率。因而，教師在教學過程中，需合理應用虛擬現實技術，虛擬與現實世界相似的環境進行教學。

傳統教學模式當中，學生需通過觀看教材中的平面推行或教具進行學習，但是這種學習方式將影響學生的想象能力，在教學中充分使用虛擬現實技術可有效避免此問題。教師在教學過程中，可通過建立一個三維模型或利用RHINO建模，使學生觀察立體模型。利用桌面式虛擬現實系統可充分展現不同教學設備、產品的功能。設計作品將采用虛擬現實方式形成文件，在虛擬環境中可隨時隨地查看這些虛擬文件。在藝術設計教學過程中使用虛擬現實技術，學生可觀察三維立體模型，如此可激發學生學習興趣，提升學生理解能力，從而提高教學效果（桌面虛擬現實技術在藝術設計教學中使用較多）。

其他虛擬現實技術教學設備存在的不足：

①虛擬現實設備價格較高，價格較低的虛擬現實設備不能達到預期效果，學習者并未獲得預期感受，因此其并不能應用與藝術設計教學活動中;

②內容質量與硬件存在差異?，F階段，虛擬現實設備更新速度較快，但是大部分單位或個人并不能研發相應軟件技術;

③部分人使用虛擬現實設備過程中將產生頭暈的感覺。研究發現，人體頭部運動與其視野延遲時間不能高于20毫秒，不然人體會出現眩暈的感覺（其主要原因是：人類眼睛發現圖像與自身運動存在差異）。為滿足此要求，對于虛擬現實設備的要求較高，此類設備需及時、準確測量人體頭部轉動速度、角度及距離，從而形成相應圖片。若在藝術設計教學活動中使用沉浸式虛擬現實設備，需確保圖像與信息同步程度較高;

④未建立信息庫，將虛擬現實設備應用到藝術設計教學活動中，需詳細記錄藝術設計理論知識、模擬環境、學生互動情況、學生查詢記錄等資料。因而，為滿足藝術設計教學需求，需建立相應信息資源庫，但是大部分學校并不能滿足這一要求;

⑤虛擬現實技術對于網絡通信帶寬要求較高，分布式虛擬現實系統的實現就需要網絡的支持，利用網絡可保證不同地區的用戶或不同虛擬環境的物理環境連接在一起。此虛擬技術可為師生提供多種虛擬環境，然而網絡帶寬將影響分布式虛擬現實技術的應用及實現。因而，為保證分布式虛擬現實系統可正常運行，需保證帶寬。

1.5桌面式虛擬現實系統優勢

首先，直觀性較強。利用計算機與其他設施為學生營造的虛擬換金，可使學生直觀觀察事物變化情況，并通過操作轉變虛擬環境。此種方式較為簡單，學生也更易理解，可有效提升教學效率及效果;

其次，提升交流性。在使用桌面虛擬現實系統進行藝術設計教學時，教師與學生均可參與此活動，在此虛擬環境中師生可進行有效溝通[15]。教師作為教學活動的引導者，可利用各種教學軟件引導學生自主學習，如此可激發學生學習積極性，培養學生發散性思維，這對提升教學效率及效果具有重要意義;提升教學效率、實現資源共享。在藝術設計教學過程中使用桌面式虛擬現實技術，可由計算機采集、處理教學數據，可多次進行軟件與硬件實驗，其實驗并不受數字的影響，如此可有效提升虛擬現實設備利用率;

最后，維護簡單。在教學過程中使用過的桌面式虛擬現實設備是由專人統一管理，由專家進行維護。在學生操作過程中，可限制學生錯誤操作，備份多種數據，如此才可避免出現安全問題。

1.6桌面式虛擬現實教學規劃

在教學過程中使用桌面虛擬現實系統時，學生可由計算機屏幕觀察虛擬環境，并且利用各種教學軟件，學生可學習并掌握藝術設計相關知識。學生可利用計算機屏幕觀看三維立體圖形或立體場景，如此可有效激發學生學習積極性?，F階段，應用與教學中的桌面虛擬現實系統沉浸度不夠高，但是此虛擬現實系統在教學中的應用較為廣泛，且可滿足用戶交互功能需求?，F階段，我國各高校、研究所均使用桌面式虛擬現實技術進行虛擬現實教學，其主要由虛擬現實圖形顯示、效果觀察、交互等幾方面構成。

2、結語

高校是我國重要教育場所，將為國家、社會培養大量人才，在教學活動中使用虛擬現實技術可有效激發學生學習積極性，提升教學效率及效果。未來一段時間內，虛擬現實技術將成為重要的教學方法。為有效激發學生學習積極性，培養學生獨立思考能力，提高學生創新、創造能力，需合理利用虛擬現實技術。

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作者簡介：王峽（1982-09） 女，漢族，籍貫：河南南陽市，本科學歷，副教授，研究方向：藝術設計。