基于虚拟技术的多媒体教室系统开发

信息技术　基于虚拟技术的多媒体教室系统开发　赵亚平　邹东升　（枣庄职业学院　山东枣庄　２７７８００）　摘要：本文以开发虚拟多媒体教室系统知识教学和训练系统为目的，体现多媒体教室系统中的三个关键的内容：控制面板的认识和操作；　实现台式机和投影机的教学功能模拟；设计动画演示中控机的信号收发过程和投影机的接线的问题。设计出虚拟多媒体教室系统的四个　场景：第一场景进入多媒体教室，镜头逐渐向前推进。第二场景打开控制台上盖，呈现触摸屏和显示器，以及其他的配置。第三场景是在　大的场景中嵌套小的视窗，以方便同时观看到不同设备。第四场景是演示多媒体教室的动画解说。比较各种人机界面设计风格的特点，　采用直接操作的交互方式设计互动场景，并根据需要提出了开发的环境。　关键词：虚拟技术　系统开发　中图分类号：ＴＰ３７　文献标识码：Ａ　文章编号：１６　７２－－３７９１（２０１ｏ）ｏ２（ｃ）一００１６—０１　即它外在的几何特征（长、宽、高、颜色等）；　１设计依据　的前景。本设计采用直接操作的方式。　本设计开发的内容包括模拟多媒体教　另一方面，更重要的是虚拟设备要能反映　室整个的场景，包括窗帘、灯光的控制。由　真实器件本身内在的物理（如质量、密度、　于设计涉及问题很多，细节繁琐，不可能做　速度等）特性，即虚拟对象的建模问题　１。建　到面面俱到。设计中除了让学生了解多媒　模采用３Ｄ　ＭＡＸ　８．０进行三维建模，同时　体教室的整体结构外，还进行交互设计来　对较复杂的个别场景使用图片（照片）替代　体现多媒体教室系统中的三个关键的内　三维建模。　容，它们是：控制面板的认识和操作；实现　依据设计目的，设计出虚拟多媒体教　台式机和投影机的教学功能模拟；设计动　室系统的四个场景。第一场景，进入多媒体　画演示中控机的信号收发过程和投影机的　教室，此时，拉开窗帘，窗外光线照进来，整　接线的问题。学习者可以在虚拟多媒体教　个虚拟多媒体教室的布局呈现出来，镜头　室环境中，自主探索多媒体教室，了解多媒　逐渐向前推进；然后可以打开房间的顶灯，　体教室整体的结构、设备自动控制机制、多　配置灯光；调转镜头，朝向控制台，进入第　媒体教室和设备使用的常识。多媒体教室　二个场景，控制台的展现．第二场景，首先　系统知识的难点是投影机与其他设备的线　打开控制台上盖，呈现触摸屏和显示器，以　路连接问题…和信号传递的控制过程。在实　及其他的配置。此时有六个分镜头：推向触　用虚拟现实中，最主要的是虚拟现实作品。　摸屏的镜头、朝向桌门的镜头、显示器的镜　制作虚拟现实作品一般有三个途径：第一　头、整个桌面的镜头、摄像机镜头和一个房　是使用编程的方法直接生成，如用Ｃ＋＋、　间对角线方向的镜头。六个镜头分别对应　ＪＡＪＡ、ＯｐｅｎＧＬ等ｌ第二是使用商业化的软　不同设备，并配以不同动作，其中一些动作　件帮助制作虚拟现实作品如：ＣＵｌｔ　３ｄ、　要反映着一定逻辑关系。第三场景是在大　ＥＯＮＳｔｕｄｉｏ等；第三是通过摄像机拍摄。本　的场景中嵌套小的视窗，以方便同时观看　设计选择以使用商业化的软件为主的设计　到不同设备。第四场景是演示多媒体教室　路线。　的动画解说。　开发方案的设计是在围绕学习者的需　求而进行的设计，重视学习者的参与。　３互动设计方案　开发系统的基本组成有：虚拟多媒体　３．１界面风格　教室的场景、虚拟现实软件ＥＯＮ、计算机和　人机界面设计风格是指在计算机系统　输入输出的设备。　的人机界面上控制输入的方法。　三维空间中进行操作主要有两种交互　２场景设计方案　的方式：直接操作（ｄｉｒｅｃｔ　ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ）和三　搞清楚模拟对象的工作原理是开发设　维Ｗｉｄｇｅｔ（包括在三维空间中漂浮的菜单、　计的非常关键的一步，只有理解工作的动　指示器等），三维Ｗｉｄｇｅｔ现在仍处于探索阶　态过程，才能为以后设计打下基础。在本文　段　１。其中，通常的直接操作（ｄｉ　ｒｅ　ｃｔ　的第二章分析了多媒体教室系统的主要的　ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ）具有以下特点：（１）对象的仿真　设备情况，在本设计过程中，到不同类型的　表示文字、符号、代码、图形及图像都可以　多媒体教室观看教学现场，向管理老师请　用来表示任务中的某一对象。直接操作的　教学习，获得多媒体教室安装设备的初始　界面较以前的计算机的表示更具有真实　资料，为后续开发提供重要的知识支持。　感，更加自然和易于理解。（２）实际动作代替　准备好了以上资料后，对从多从多多　复杂的语法直接操作的界面，只需对现实　媒体教室资料进行比较分析，从中选取典　对象的表示施以一定的动作，即可赋予某　型多媒体教室作为本设计的原始模型，再　种操作。这种操作比命令语法的方式要简　进行加工，形成虚拟多媒体教室系统的模　单易懂。（３）操作结果的立即应答和直观表　型，然后进行设计虚拟多媒体教室系统，首　示直接操作要求对任务对象施以操作后，　先是多媒体教室系统的虚拟环境，其次是　要做到立即响应，并在屏幕相应的位置给　虚拟设备，因此，如何制作虚拟设备和构建　予显示。　虚拟多媒体教室环境是建模中要考虑的关　图形和图像的直观性，以及图形技术　键问题。虚拟多媒体教室系统的环境及虚　的飞速发展，尤其三维图形模拟仿真，加上　拟设备的制作主要考虑两方面：一是外观，　声音和动画，为直接操作提供了广阔发展　６　科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　３．２人机互动设计方案　人机互动是人与计算机系统之间的通　信，它是人与计算机之间各种符号和动作　的双向信息交换。由于人类大多数活动领　域具有三维和可直接操纵的特点，生活在　三维空间的人们习惯了看、听、和操作三维　的对象，并且希望能及时看到控制的效果。　因此，虚拟多媒体教室的交互界面设计方　案制定如下：（１）采用直接操作的界面风格。　开发设计交互设计界面选择采用直接操作　的界面风格，设计开发三维图像来表示任　务，每个物体的界面就是该物体的本身。　（２）采用自然交互方式。突出三维交互的隐　含性，追求自然的交互，当视线自然地落在　所感兴趣的对象上，不需要显式地说明每　个交互成分，操纵者就可以理解图像所表　示的意义。（３）采用多通道人机界面交互。人　的感觉和效应通道通常具有双向性特点，　即每个通道间有输入和输出功能。设计中　采用的视觉、听觉和动觉等多个感觉和效　应通道，来实现人机信息交换。　由于３ＤＳ　ＭＡＸ中提供的交互功能是有　限的，为了提供更多的交互以及动画功能，　使用ＥＯＮ来描述运动。设备的交互属性包　括：鼠标点击、拖动、输入、键盘响应和实体　的事件。交互属性的实现由Ｅ０Ｎ实现，可以　在一般的ＳｈａＰｅ节点上加上类似传感器　（Ｓｅｎｓｏｒ）的节点。所谓传感器节点，就是指　能感知人们各种操作的节点　传感器对输　入装置的信号产生反应，设计中使用鼠标　作为输入装置。当鼠标移动到装有传感器　的虚拟对象时，传感器可以感应到鼠标。鼠　标的动作可以使装有传感器的虚拟对象因　为感应到输入装置发出的动作而有所改　变，交互就产生了。　参考文献　［１】ＭＣＳ－６０００智能ＡＶ使用手册［Ｍ］．西安：　西安嘉士达电子系统工程有限公司，　２００５：３～６．　［２］郑宇，陆觉民．试论多媒体教室的设计　原则［Ｊ】．上海高校图书情报工作研究，　２００６，２（６２）．　［３］董士海，王衡．人机交互［Ｍ］．北京：北京　大学出版社，２００４，６：４１～７７．