04 Aug 跨媒体虚拟仿真在线实验教学平台建设方法研究
跨媒体虚拟仿真在线实验教学平台建设方法研究
范厉 田进
跨媒体艺术实验教学的跨度大——从图像实验到材料实验，从声音实验到剧场实验。它跨越了图像、视频、装置、机械电子、声音、展演、设计、计算机等学科，由于涉及相关学科的范围广，对实验范围的要求也大。同时受跨媒体艺术学科的特点影响，实验课时在总课时的比例中占到了90%。因此，如何提高实验空间的使用效率，提升学生实验的有效性，扩大对跨界实验需求的范围，成为跨媒体艺术实验教学继续推进的关键性问题。
目前跨媒体艺术实验教学中面临着很多实际问题：如在跨媒体艺术学院教学与材料相关的实验中，因实验的不可逆性，使得实验消耗较大；学生无法负担高昂的实验成本；实验过程中容易产生大量的废弃物，对环境和实验管理造成很大的影响。实验中还会遇到设备操作和使用培训的问题，因牵涉的设备和器材的种类较多，无法全部开设专门的课程来进行培训。在跨媒体艺术学院的空间实验和媒体实验中会遇到设备的吊装和物品的悬挂等问题。在这些实验中，基础性的工作会消耗实验者大量的时间和精力。实验课程中还会涉及到电器和电子线路的连接和调试，带来实验安全性的问题。这些实际问题需要利用创新的方法来解决，跨媒体虚拟仿真平台的建设会在极大程度上对以上问题的解决起到助推作用，同时对跨媒体学科在全国的推广也会起到示范性作用。
虚拟仿真实验教学通过虚拟现实技术、多媒体技术、人机交互技术、数据库、先进的网络通讯等信息化手段来实现。其中最主要的是虚拟现实技术的运用，它是一门主要以计算机技术为主，综合利用计算机三维图形技术、模拟技术、传感器等生成一个逼真的集视觉、听觉、触觉和嗅觉等感官世界为一体的综合技术。它形成的是一个诚信度较高的虚拟环境。这种由虚拟现实所营造的非物质虚拟空间，可以让我们挣脱现实世界的束缚尽情地想象，让灵感可以走得更远。
在这种由计算机所创造的数字三维虚拟空间中，我们可以通过头盔显示器、全景式显示系统，综合性地感知另一维度的世界。同时我们借助数据手套、手柄、力反馈等各类传感器，感知和操作这个虚拟世界中的各种对象，实现与虚拟空间的实时交互，从而获得身临其境的感受。
如果能能拥有这样的环境，学生的实验就具有完全的自主性，符合跨媒体实验教学不断探索和发现的方针。学生可以在这样一个虚拟仿真的平台上，进行大量的虚拟创作实验，挖掘空间、材料、时间的可能性。同时，这种方式不会造成材料的大量浪费，对环境的影响也减少了。而对虚拟设备的模拟使用可以更好地掌握材料加工、机电加工等设备的实际使用。在此基础上进行的真实的操作实验，可以提高实验中的安全性，提高设备的利用率，降低材料的消耗，节约创作的资金。
跨媒体虚拟仿真在线实验平台的搭建可以参考一款大型3D模拟现实网络游戏。它是由Linden Lab游戏工作室开发的《第二人生》。在《第二人生》里，只有游戏规则，没有电脑预设好的情节，所有的情节完全由玩家自己创造，游戏场景由玩家自己制作，场景中的物件也是由玩家自己制作或交换而来。它可以让游戏者做到对现实对象的真实立体化重现，也可以让游戏者构建想象中的海市蜃楼。
这种在虚拟世界中对场景和物件的真实化立体重现，给跨媒体艺术学院的材料空间实验带来一个全新的实验途径。材料空间实验是跨媒体艺术学院一门重要的专业课程。它让学生直接从材料本身入手，观察和寻找材料在各种空间构成中所具有的语言性的感受性，挖掘出自我的创作兴趣点。由兴趣点慢慢生发，演变成创作作品，这需要学生做大量的实验，才有可能实现。虚拟仿真的实验途径将大大提高学生实验的可能性。在虚拟仿真实验的基础上，再完成真实实验，将能很好地提高学生的创作能力。
同时我们也可以参考空间装修软件“Floor planner Partners”。它可以让我们从一个平面分布图到快速建立全三维的虚拟空间，让我们可以在这个虚拟空间中自由地漫游，也可以在室内空间的任意一个角度环顾四周，从各个角度体验整个空间。基于图库和物品库，使用者可以快速装饰自己创立的空间。图库和物品库都可以通过图片和三维模型的导入来添加，这给予了使用者较大的自主性。软件还提供了可以精确到厘米的测量工具，这些功能都非常适合运用到虚拟仿真材料空间实验。最新版的Floor planner Partners是基于HTML5和Javascript架构的，它可以使用智能手机和平板电脑来操作，如果加载入Oculus Rift或是HTC,将会给我们带来很好的虚拟现实体验。
当然，虚拟仿真的实验方式，也可以应用于跨媒体艺术学院的其他实验课程。木制机械的造型加工实验，如果结合虚拟实验的方式，将提高设备使用效率和使用安全性；机电编程实验，媒体互动实验都可以借助虚拟仿真的手段，提高实验效率和实验兴趣。
跨媒体艺术学院的虚拟仿真平台建设还可以结合MOOC平台与SPOC平台模式。这两种课程平台模式和虚拟仿真实验的互相配合，可以充分发挥各自的长处，完善实验课程体系，进而充分调动学生的学习主动性。对此，可将MOOC中的反转课堂再提升，借助虚拟仿真技术打造仿真课堂、虚拟展厅来充分发挥学生自我组织、自主学习的能力。