上海市三林东校 蔡文良

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，并提供使用者关于视觉、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。