李　靜

摘 要:VRML是面向Web的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),在互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上利用VRML技術(shù)開(kāi)展廣電實(shí)驗(yàn)教學(xué)是真實(shí)實(shí)驗(yàn)最好的補(bǔ)充。本文分析了廣電單個(gè)設(shè)備與系統(tǒng)設(shè)備在構(gòu)建VRML實(shí)驗(yàn)方面的異同,從兩個(gè)方面給出了構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建模、交互設(shè)計(jì)、編程、發(fā)布的技術(shù)與方法。

關(guān)鍵詞:廣電單個(gè)設(shè)備 廣電系統(tǒng)設(shè)備 VRML Cult3d

中圖分類號(hào):G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1673-8454(2009)15-0085-04

一、解讀VRML技術(shù)

VRML是虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言(Virtual Reality Modeling Language)的簡(jiǎn)稱,本質(zhì)上是一種面向Web、面向?qū)ο蟮娜S造型解釋性語(yǔ)言。VRML不僅支持?jǐn)?shù)據(jù)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程的三維表示,而且能提供實(shí)時(shí)的聲音效果。用戶能走進(jìn)視聽(tīng)效果十分逼真的虛擬世界,運(yùn)用多種交互技術(shù)(如視、聽(tīng)、觸、操縱、感知等)對(duì)虛擬對(duì)象表達(dá)自己的觀點(diǎn),同虛擬環(huán)境中的實(shí)體相互作用,從而產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)。這種先進(jìn)的數(shù)字化人機(jī)接口技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于軍事、制造、城市規(guī)劃、地理信息系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)生物、教育培訓(xùn)、文化娛樂(lè)等領(lǐng)域。[1]

VRML技術(shù)有三個(gè)基本特征:沉浸(Immersion)、交互(Interaction)、構(gòu)想(Imagination)。沉浸是指VRML向使用者提供的場(chǎng)景一如真實(shí)的三維世界,用戶進(jìn)入虛擬場(chǎng)景獲得身臨其境的感受。作為場(chǎng)景中的一員,用戶可以運(yùn)用交互手段變換自己的視角、操縱其中的設(shè)備、聆聽(tīng)其中的聲音、感受其中振動(dòng)等,用戶置身虛擬場(chǎng)景由內(nèi)向外觀察,而不是作為一個(gè)旁觀者由外向內(nèi)觀察,從而更逼真地觀察或操縱所研究的對(duì)象;交互是指VRML虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中的影像、運(yùn)動(dòng)、聲音、壓力等通過(guò)人機(jī)接口系統(tǒng)作用到使用者的感官,并通過(guò)傳感器測(cè)試及跟蹤使用者的行為實(shí)時(shí)進(jìn)行雙向互應(yīng);構(gòu)想是指VRML向使用者提供了發(fā)揮想象力的機(jī)制,它改變了過(guò)去用戶只能從定量計(jì)算中得到啟發(fā)的模式,開(kāi)創(chuàng)了用戶可以從定性和定量綜合集成環(huán)境中得到感性和理性的認(rèn)識(shí),達(dá)到深化概念并激發(fā)用戶創(chuàng)造性的目的。[2]

二、廣電實(shí)驗(yàn)教學(xué)迫切需要VRML技術(shù)

廣電專業(yè)是理論與實(shí)踐并重的專業(yè),實(shí)踐教學(xué)非常重要。新聞制作課程實(shí)踐教學(xué)前期要用到各種攝像設(shè)備,如攝像機(jī)、搖臂、升降臺(tái)、軌道、特技機(jī)等;后期要用到錄音卡座、調(diào)音臺(tái)、非線編系統(tǒng)、字幕機(jī)等;高年級(jí)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中要用到演播廳、視音頻信號(hào)系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)、音響系統(tǒng)、導(dǎo)播通訊系統(tǒng)、信號(hào)發(fā)射接收系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng);開(kāi)路電視節(jié)目播出系統(tǒng)、發(fā)射系統(tǒng);閉路電視衛(wèi)星信號(hào)調(diào)制接收系統(tǒng)、有線電視前端設(shè)備等等。目前廣電專業(yè)實(shí)踐教學(xué)面臨著兩方面的問(wèn)題:

一是投資大、設(shè)備損耗嚴(yán)重?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)室需要規(guī)模,專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備需要檔次。作為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),一臺(tái)普通的教學(xué)攝像機(jī)(如Panasonic MD10000)大約需要七千元,一臺(tái)兼容電腦加一塊準(zhǔn)專業(yè)級(jí)的非編卡要一萬(wàn)多元,一個(gè)中等規(guī)模的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室需要一百多萬(wàn)元;專業(yè)實(shí)驗(yàn)室器材更是昂貴,一臺(tái)專業(yè)攝像機(jī)(如Panasonic Pro50)十幾萬(wàn)元,一套專業(yè)非編設(shè)備幾十萬(wàn)元,一個(gè)小型演播廳上百萬(wàn)元。上述各種系統(tǒng)設(shè)備,即使每種設(shè)備各購(gòu)一套,也是幾百萬(wàn)元的投入。由于教學(xué)實(shí)驗(yàn)使用頻率高,設(shè)備損耗嚴(yán)重,加之維修不便,導(dǎo)致教學(xué)保障性困難。

二是實(shí)驗(yàn)時(shí)間問(wèn)題。目前的教學(xué)活動(dòng)大都安排在八小時(shí)之內(nèi),而學(xué)生們有大量的業(yè)余時(shí)間,比如雙休日、節(jié)假日等卻無(wú)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

VRML用于實(shí)驗(yàn)教學(xué),一是解決了設(shè)備消耗問(wèn)題,二是解決了實(shí)驗(yàn)時(shí)間問(wèn)題。因?yàn)橛肰RML開(kāi)發(fā)的同一個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以同時(shí)多人多機(jī)使用,沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的設(shè)備消耗,沒(méi)有時(shí)間限制。也就是說(shuō)VRML用于廣電實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能為我們節(jié)約大量的資金,更能為我們的學(xué)習(xí)帶來(lái)極大的便利。如果能集中人力物力,開(kāi)發(fā)出完整的廣電設(shè)備實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),對(duì)教學(xué)的作用將是巨大的。

三、利用VRML技術(shù)開(kāi)展和推廣廣電實(shí)驗(yàn)教學(xué)

VRML用于廣電實(shí)驗(yàn)教學(xué),簡(jiǎn)單地可以分為兩大類,一類是單個(gè)設(shè)備的模擬,另一類是系統(tǒng)設(shè)備的模擬。這兩類實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)是不一樣的,前者著重于單個(gè)設(shè)備的操作,如參數(shù)的設(shè)定、各部件的標(biāo)識(shí)、各種開(kāi)關(guān)及旋鈕的意義與使用方法、運(yùn)行中各種狀態(tài)的識(shí)別、使用設(shè)備的過(guò)程、設(shè)備保養(yǎng)等等;后者著重強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性能,包括場(chǎng)景的構(gòu)建、系統(tǒng)中各種設(shè)備的依存、設(shè)備間的通訊與協(xié)同關(guān)系、系統(tǒng)的整體運(yùn)行效果等。由于廣電設(shè)備繁雜,要投入較多的人力物力來(lái)開(kāi)發(fā),應(yīng)將開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行分組,可分為建模組、交互設(shè)計(jì)組、美工組、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組,統(tǒng)籌設(shè)計(jì)、分工協(xié)作。

VRML開(kāi)發(fā)首先是建模,即在三維設(shè)計(jì)軟件中制作三維模型,包括三維場(chǎng)景和三維設(shè)備模型,目前三維建模方面成熟的軟件有3dsmax、Maya和Softimage,這三個(gè)軟件功能上各有所長(zhǎng),但在三維動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)領(lǐng)域,Discreet公司的3D Studio Max是當(dāng)今最為暢銷(xiāo)的三維動(dòng)畫(huà)和建模軟件,它集實(shí)體造型、靜態(tài)著色和動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作于一體,在國(guó)際國(guó)內(nèi)擁有最大的用戶群,從園林設(shè)計(jì)到小區(qū)規(guī)劃、室內(nèi)裝飾、室外建筑、影視動(dòng)畫(huà)等領(lǐng)域都有極為出色的表現(xiàn),而且易于學(xué)習(xí),在3dsmax中完成的模型和動(dòng)畫(huà)可以方便地生成中間產(chǎn)品,便于后續(xù)開(kāi)發(fā);其次是交互設(shè)計(jì),網(wǎng)絡(luò)交互制作選用Cult3d,Cult3d是瑞典Cycore公司的產(chǎn)品,它能在計(jì)算機(jī)平臺(tái)上虛擬物體的形狀、顏色、功能、特效等,其最大特點(diǎn)是具有良好的交互性,Cult3d制作的產(chǎn)品可以在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上方便地進(jìn)行各種交互,如旋轉(zhuǎn)、縮放、平移等,它提供了鼠標(biāo)、按鍵、事件觸發(fā)等交互操作。除物體運(yùn)動(dòng)外,還為場(chǎng)景提供了聲音、動(dòng)畫(huà)播放的支持。Cult3d制作的產(chǎn)品除發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)上外,還可發(fā)布到Adobe Acrobat、Powerpoint、Director、Authorware等軟件中。[3]Cult3d是現(xiàn)代廣泛應(yīng)用于Web3D的新技術(shù),具有高壓縮、強(qiáng)交互、跨平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn),雖然它是一個(gè)可視化軟件,但一般制作卻無(wú)需編程,尤為重要的是它提供了強(qiáng)大的腳本編程接口,對(duì)于復(fù)雜靈活的場(chǎng)景交互可以通過(guò)JAS腳本編程技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn),最后生成的產(chǎn)品可用于Dreamweaver進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)或直接發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)上;最后是網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì),我們選用Dreamweaver。

1.VRML構(gòu)建廣電單個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的設(shè)計(jì)

廣電單個(gè)設(shè)備,根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中設(shè)備的使用屬性,廣電實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備大致可由廣電實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備名稱及分類表來(lái)表示(如表1所示)。

(1)廣電單個(gè)設(shè)備的建模

廣電單個(gè)設(shè)備的建模,首先是測(cè)量與拍照,測(cè)量的目的是為建模服務(wù)的,要盡可能準(zhǔn)確,測(cè)量不準(zhǔn)會(huì)導(dǎo)致三維建模的比例失真,降低模型的真實(shí)感。靜態(tài)拍照是為三維建模準(zhǔn)備紋理貼圖,拍照要在燈光柔和、亮度適宜、無(wú)影的環(huán)境下進(jìn)行,有條件的可直接在演播室拍照,注意設(shè)備的各部件清晰,受光均勻,陰影應(yīng)在三維建模中運(yùn)用燈光完成。由于三維模型中色彩與材質(zhì)光照有關(guān),逼真的色彩只能在三維場(chǎng)景中構(gòu)建。三維建模中要完成的任務(wù)是:建模、材質(zhì)、燈光、攝像機(jī)、運(yùn)動(dòng),最終導(dǎo)出模型文件。建模的原則是盡量減少面的個(gè)數(shù),不必太過(guò)精細(xì),太精細(xì)會(huì)影響渲染速度,盡量多地采用標(biāo)準(zhǔn)建模,對(duì)于具有較為復(fù)雜、光滑曲面的設(shè)備(如:攝像機(jī)、話筒等)可采用NURBS無(wú)縫建模,建模時(shí)要考慮到模型層級(jí)間的依存關(guān)系及物體重心的設(shè)定,這是構(gòu)造逼真運(yùn)動(dòng)不可缺少的關(guān)鍵技術(shù),建模完成后要在3dsmax和Cult3d中進(jìn)行模型優(yōu)化,最大程度地減少面的個(gè)數(shù),所有這些都是為了提高網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)顯示的速度。材質(zhì)的設(shè)定應(yīng)以貼圖為主材質(zhì)為輔,材質(zhì)以基本屬性為主,盡量不用反射與折射,非用不可的地方用假反射替代,因?yàn)檎鎸?shí)的反射與折射會(huì)消耗大量的系統(tǒng)時(shí)間,復(fù)雜紋理應(yīng)使用貼圖完成,簡(jiǎn)單而重復(fù)的紋理也可在Cult3d中通過(guò)JAS編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。單個(gè)設(shè)備的建模中燈光只是為了再現(xiàn)逼真的圖象,不必考慮陰影,用常規(guī)燈光就可以了,也可以采用稀疏的燈光矩陣,如果不得已用到了光學(xué)度燈光或是天光陽(yáng)光,并打開(kāi)了全局光照,就要使用貼圖烘焙技術(shù)與貼圖展平技術(shù)來(lái)提高顯示速度。攝像機(jī)的運(yùn)用要考慮到Cult3d同一時(shí)刻只支持一臺(tái)攝像機(jī),多角度觀察可采用多攝像機(jī)切換或使用實(shí)體旋轉(zhuǎn)的方式來(lái)完成,攝像機(jī)的焦距要以自然人的視角為依據(jù),超廣角的使用會(huì)導(dǎo)致物體失真。運(yùn)動(dòng)是VRML中最為精彩實(shí)用的部分,所有運(yùn)動(dòng)的設(shè)定都不宜太長(zhǎng),以不超過(guò)五秒為宜,為了便于在后續(xù)制作中調(diào)用,考慮到Cult3d不能很好地識(shí)別中文名稱,所有運(yùn)動(dòng)應(yīng)采用英文命名,運(yùn)動(dòng)時(shí)要以頂層物體帶動(dòng)下層物體運(yùn)動(dòng)的方式完成,旋轉(zhuǎn)物體的運(yùn)動(dòng)要考慮到物體重心的位置,這些都要事先在建模時(shí)考慮到,以免半成品翻工重來(lái)。所有提示性信息可在后期制作中完成,三維建?？刹槐乜紤]。

(2)單個(gè)設(shè)備的交互設(shè)計(jì)

單個(gè)設(shè)備的交互設(shè)計(jì)不同于系統(tǒng)設(shè)備的交互,它著重于單件設(shè)備本身的屬性理解與操作,交互行為分為以下幾種:

1)設(shè)備的整體控制。如設(shè)備的旋轉(zhuǎn)、縮放與平移。利用這些行為可以方便地看清物體的各個(gè)側(cè)面及更小的子物體,以便了解它們的屬性并對(duì)其操作。

2)部件的操作?？捎檬髽?biāo)或鍵盤(pán)對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行操作,如打開(kāi)和關(guān)閉攝像機(jī)帶倉(cāng)、按下或彈起拍攝按鈕、調(diào)整攝像機(jī)焦距、操縱升降臺(tái)上升或下降、操縱切換臺(tái)并觀察輸出信號(hào)等。

3)播放動(dòng)畫(huà)。如打開(kāi)攝像機(jī)就能看到被拍攝的畫(huà)面,調(diào)整焦距視窗畫(huà)面就會(huì)放大或縮小,單擊打開(kāi)帶倉(cāng)按鈕帶倉(cāng)連同磁帶就會(huì)運(yùn)動(dòng)并彈出磁帶,按下特技切換按鈕相應(yīng)的信號(hào)與特技即合成節(jié)目輸出畫(huà)面等等。

4)聲音操作。廣電設(shè)備虛擬實(shí)驗(yàn)離不開(kāi)聲音處理,應(yīng)先將相關(guān)操作的聲音、節(jié)目播放的聲音、各路原聲及合成的效果聲提前錄制好,以*.wav格式保存,Cult3d可以直接導(dǎo)入聲音,聲音事件可由鼠標(biāo)或按鍵方式觸發(fā),在調(diào)聲臺(tái)、錄聲卡座與話筒的實(shí)驗(yàn)中是必不可少的。

5)時(shí)序操作,應(yīng)精確記錄各種操作過(guò)程需要的時(shí)間,并注意到操作的先后順序,VRML中精確的時(shí)序控制可用計(jì)時(shí)器事件及時(shí)間線來(lái)完成。

(3)單個(gè)設(shè)備的美工

好的產(chǎn)品離不開(kāi)美工,單個(gè)設(shè)備美工首先要考慮的是設(shè)備的各部分比例是否和實(shí)體一致,顯示的紋理和色彩與實(shí)體的差異是否在允許的范圍內(nèi),這方面的問(wèn)題可與建模組協(xié)同解決。其次是要設(shè)計(jì)好虛擬設(shè)備的切入角度以便于觀察,襯托背景的設(shè)計(jì)是要花一些時(shí)間的,要考慮背景的選擇與實(shí)驗(yàn)設(shè)備的相容性,太強(qiáng)的對(duì)比會(huì)使人產(chǎn)生疲勞,太弱的對(duì)比又模糊不清,色彩與畫(huà)面的設(shè)計(jì)中還要考慮到文字及提示信息的顯示,選用適宜的字體字號(hào)及顏色有助于提高畫(huà)面的美感,所有這些都離不開(kāi)精良的美工。

(4)網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)與編程

雖然Cult3d可以方便地在Adobe Acrobat、Powerpoint、Director、Authorware等軟件中發(fā)布,但考慮到目前互聯(lián)網(wǎng)是最好的學(xué)習(xí)平臺(tái),還是應(yīng)該利用Dreamweaver強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)行后期制作并發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)為宜。Dreamweaver不僅有強(qiáng)大的網(wǎng)頁(yè)編輯功能,更重要的是它支持JAS腳本編程,并易于嵌入由Cult3d生成的*.co文件,雖然Cult3d本身具有局限性,但Cult3d Designer提供了方便的Java接口, 可以對(duì)它的功能進(jìn)行擴(kuò)展,如要對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行更復(fù)雜更靈活的控制,就必須使用Java編程或用JAS腳本編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。

Dreamweaver中主要進(jìn)行兩方面的設(shè)計(jì),一是靜態(tài)部分,如網(wǎng)頁(yè)界面、文字與圖象。另一部分是動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。前者使用靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)實(shí)現(xiàn),后者配合Cult3d中Java動(dòng)作使用JAS編程來(lái)完成。設(shè)備各部件的標(biāo)識(shí)在靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)中設(shè)計(jì)比較方便,復(fù)雜設(shè)備可以分畫(huà)面完成,設(shè)計(jì)時(shí)如果說(shuō)明性文字太多,可考慮使用指向性箭頭和重疊文字框來(lái)避免畫(huà)面的零亂。設(shè)計(jì)中還應(yīng)為實(shí)驗(yàn)操作開(kāi)辟獨(dú)立的空白頁(yè)面,這樣不僅便于操作和觀察結(jié)果,更重要的是獨(dú)立的頁(yè)面能讓操作者注意力集中。

由于廣電設(shè)備的多樣性與復(fù)雜性,應(yīng)為VRML實(shí)驗(yàn)教學(xué)配備專門(mén)的服務(wù)器,盡管大部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容在客戶端就可以完成,但復(fù)雜靈活的腳本程序離不開(kāi)服務(wù)器的支持。

2.VRML構(gòu)建系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)備是相對(duì)于單個(gè)設(shè)備而言的,在廣電教學(xué)過(guò)程中,系統(tǒng)設(shè)備比單個(gè)設(shè)備顯得更加重要,如燈光系統(tǒng)、音響系統(tǒng)、導(dǎo)播通訊系統(tǒng)、演播廳信號(hào)系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、非線編系統(tǒng)、有線電視前端系統(tǒng)、發(fā)射系統(tǒng)等等,每一個(gè)系統(tǒng)都是由許多單個(gè)設(shè)備協(xié)同工作組成的,VRML設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),重要的是考慮系統(tǒng)中各設(shè)備的協(xié)同工作并關(guān)注其整體性能,默認(rèn)操作者已經(jīng)熟練掌握了構(gòu)成系統(tǒng)的單個(gè)設(shè)備的操作。

(1)系統(tǒng)場(chǎng)景與設(shè)備的建模

系統(tǒng)場(chǎng)景建模前也需要實(shí)地測(cè)量,場(chǎng)景模型必須與實(shí)驗(yàn)室已有的場(chǎng)景大小及配置相一致,只有與實(shí)景相一致的場(chǎng)景才能讓學(xué)生產(chǎn)生共鳴,真正達(dá)到身臨實(shí)境的感覺(jué),場(chǎng)景的建模以粗線條為宜,只要比例適當(dāng)就行了,以小型直播演播廳攝錄信號(hào)系統(tǒng)場(chǎng)景為例,作為獨(dú)立的子系統(tǒng),不必考慮燈光與音響以免主體不突出。相應(yīng)的舞臺(tái)、背景、道具易簡(jiǎn)不易繁,重要的是根據(jù)演播廳的大小,安排好機(jī)位、軌道車(chē)、搖臂、現(xiàn)場(chǎng)音響設(shè)備、導(dǎo)播切換臺(tái)以及后續(xù)實(shí)時(shí)字幕疊加合成與傳輸設(shè)備。組成系統(tǒng)的各部件的建模與單個(gè)設(shè)備的建模也是不一樣的,比如攝像機(jī),只要?jiǎng)?chuàng)建粗線條的模型就可以了,里面開(kāi)關(guān)、按鈕、帶倉(cāng)等都可以忽略。導(dǎo)播切換臺(tái)只要?jiǎng)?chuàng)建其輸入輸出監(jiān)視連接畫(huà)面,而不必將其本身的細(xì)節(jié)做得十分清楚,因?yàn)榇蟮膱?chǎng)景強(qiáng)調(diào)的是整體功能,組成系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備按指令工作,我們關(guān)注的是它能否按系統(tǒng)要求完成工作而不必關(guān)注它如何工作。在每個(gè)系統(tǒng)中,VRML的建模者一定要知道這個(gè)系統(tǒng)工作中心所在,要明確知道每個(gè)設(shè)備應(yīng)完成怎樣的任務(wù)。如演播廳信號(hào)系統(tǒng)其工作中心在導(dǎo)播切換臺(tái),每個(gè)機(jī)位的攝像機(jī)只要提供良好的視頻信號(hào)并知道本機(jī)位的信號(hào)是否正被采用即可。在VRML建模設(shè)計(jì)中要考慮到指示信息(如顏色信號(hào)燈、箭頭線條的閃爍等)的建模,用以提示VRML實(shí)驗(yàn)操作者哪些設(shè)備的信號(hào)正在被采用,哪些設(shè)備正處于運(yùn)行狀態(tài),系統(tǒng)工作是否正常等。

(2)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的交互設(shè)計(jì)

VRML系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的交互設(shè)計(jì)不同于單個(gè)設(shè)備的交互設(shè)計(jì),后者著重于對(duì)設(shè)備本身的認(rèn)知、學(xué)習(xí)、操作規(guī)程、操作方法的模擬與設(shè)計(jì),前者只需要單個(gè)設(shè)備的操作時(shí)間與操作結(jié)果,而著眼點(diǎn)在系統(tǒng)的整體性能。

Cult3d進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)計(jì)時(shí)分三個(gè)層次:

一是為系統(tǒng)中的單個(gè)設(shè)備提供操作和結(jié)果,如攝像機(jī)提供開(kāi)關(guān)功能、機(jī)位移動(dòng)功能、鏡頭推拉搖移功能、視頻信號(hào)的輸出功能。切換臺(tái)提供各機(jī)位視頻信號(hào)的監(jiān)視功能,切換操作功能,切換結(jié)果的信號(hào)輸出與監(jiān)視功能。

二是場(chǎng)景設(shè)計(jì)中要考慮到各部件的連接操作,教學(xué)實(shí)踐中我們深切地感受到系統(tǒng)設(shè)備的連線操作至關(guān)重要,不同的設(shè)備有不同輸入、輸出、線型和連接頭。設(shè)備的連接不單是物理連線那么簡(jiǎn)單,要考慮到匹配、阻抗、屏蔽、損耗與衰減,連接的過(guò)程中必須檢測(cè),多機(jī)位攝拍時(shí)各臺(tái)機(jī)器的視頻電纜應(yīng)基本等長(zhǎng),所有設(shè)備正常優(yōu)質(zhì)的連接是系統(tǒng)成功的一半。

三是系統(tǒng)運(yùn)行的操作模擬,系統(tǒng)運(yùn)行的整體效果是與各單個(gè)設(shè)備的操作結(jié)果相關(guān)聯(lián)的,因此VRML設(shè)計(jì)中務(wù)必使操作者感受到這一點(diǎn),比如,某臺(tái)攝像機(jī)沒(méi)打開(kāi)或連接不正確,將會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)播切換臺(tái)的監(jiān)視器上沒(méi)有視頻信號(hào),如果該路信號(hào)當(dāng)前正好被采用,直播發(fā)射機(jī)將因黑屏造成聚波比過(guò)高而報(bào)警。對(duì)于較為復(fù)雜的系統(tǒng),交互操作中可將其分成幾個(gè)子系統(tǒng),如這里所列的小型直播演播廳攝錄信號(hào)系統(tǒng),可分為信號(hào)輸入子系統(tǒng)、切換合成子系統(tǒng)、分配傳輸子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)相互間有著依存關(guān)系,VRML設(shè)計(jì)中必須考慮到前一個(gè)子系統(tǒng)正常運(yùn)行是后一個(gè)子系統(tǒng)開(kāi)始工作的前提。對(duì)于不合理的操作、違反時(shí)序的操作要有提示信息或報(bào)警信息,及時(shí)提醒操作者。

好的學(xué)習(xí)系統(tǒng)少不了激勵(lì)機(jī)制,為了提高學(xué)習(xí)效能,應(yīng)在VRML中設(shè)計(jì)激勵(lì)機(jī)制,根據(jù)操作的不同結(jié)果給出相應(yīng)的操作成績(jī)。

系統(tǒng)場(chǎng)景的美工與編程與單個(gè)設(shè)備是一樣的,此處不再贅述。

四、結(jié)束語(yǔ)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,VRML的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,3dsmax與Web3D技術(shù)也將日臻成熟,VRML應(yīng)用于各類設(shè)備的實(shí)驗(yàn)教學(xué)將會(huì)越來(lái)越廣泛。基于Web3D技術(shù)的VRML用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)將給人們提供越來(lái)越方便的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),它不僅能構(gòu)建開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境,改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段和方法,更重要的是能促使我們更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念。這種虛擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)的相互促進(jìn)與補(bǔ)充,在教學(xué)活動(dòng)中將會(huì)發(fā)揮越來(lái)越大的作用。[4] ?筅

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