趙金玲 李舒

摘要：本研究主要內(nèi)容是以設(shè)計中國空軍的體驗和訓(xùn)練模擬平臺為路徑，對開發(fā)過程與設(shè)計原則進(jìn)行深入地探究。該平臺的開發(fā)主要目的在于幫助我國大、中、小學(xué)生突破實踐空間的局限，在VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)的幫助下，感受并接收身臨其境的國防教育。通過體驗中國空軍模擬訓(xùn)練體驗平臺了解戰(zhàn)斗機(jī)的主要戰(zhàn)法與機(jī)動方式，對不同戰(zhàn)機(jī)的戰(zhàn)斗崗位和作用有初步的認(rèn)識。感受我國強(qiáng)大軍事力量的同時，深刻感悟我國軍事發(fā)展的歷史性征程。

關(guān)鍵詞：空軍文化;虛擬現(xiàn)實;模擬訓(xùn)練;國防教育

一、研究背景及意義

1.1研究背景

VR虛擬現(xiàn)實是指用計算機(jī)生成的一種特殊環(huán)境，人可以通過使用各種特殊裝置將自己“投射”到這個環(huán)境中，并操作、控制環(huán)境，實現(xiàn)特殊的目的。當(dāng)前具有相似特征的虛擬仿真技術(shù)在社會各個領(lǐng)域得到廣泛的使用，比如在游戲娛樂、城市交通等方面應(yīng)用較為廣泛，在教育與科普領(lǐng)域更是成為焦點中的焦點。

沈陽理工大學(xué)作為一所以國防為特色的院校，依托國家和省市科普基地“沈陽理工大學(xué)兵器博物館”、省級武器系統(tǒng)實驗教學(xué)示范中心、藝術(shù)設(shè)計創(chuàng)新中心和現(xiàn)代教育中心和VR+國防教育展教虛擬仿真實驗教學(xué)中心，在省內(nèi)高校國防教學(xué)和國防教育中都發(fā)揮著積極的作用。多年來，學(xué)校藝術(shù)設(shè)計學(xué)院設(shè)計專業(yè)、裝備工程學(xué)院兵器類專業(yè)和兵器博物館開展了多方位合作，尤其是利用VR+綜合集成技術(shù)開展了一系列的國防教育展教資源的開發(fā)與應(yīng)用?；谀壳拔覈鴩澜逃Y源的需求與教育創(chuàng)新路徑的創(chuàng)新需求，在前期研究的基礎(chǔ)上，應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)建立一個用于研究國防教育展示與教學(xué)的虛擬仿真實驗教學(xué)中心是非常具備創(chuàng)新性與前沿性的工作。

1.2研究意義

國防教育是一項長期的戰(zhàn)略任務(wù)，一兩次法規(guī)課或者一兩次報告是不足以深刻地將國防知識與愛國精神進(jìn)行充分教育與宣傳的。我們要將國防教育納入新技術(shù)中、從學(xué)生感興趣的喜聞樂見方面入手、擺到素質(zhì)教學(xué)計劃中。在信息化發(fā)展的智能時代，VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)為國防教育提供了先進(jìn)的科技支撐。我們可以通過各種新媒體交互形式，帶著學(xué)生走到制作的線上虛擬軍事基地親身體驗，從以往的課堂教育走向課外活動，充分利用虛擬展教平臺，讓學(xué)生直觀地去感受中國空軍的本領(lǐng)親身體驗飛行，從而加深了他們對國防的了解和認(rèn)知，增強(qiáng)了他們的國防意識，認(rèn)識到國防的重要性，徹底使國防教育向多元化轉(zhuǎn)變。

二、研究內(nèi)容及路徑

2.1研究內(nèi)容

本研究主要內(nèi)容是以制作中國空軍的體驗和訓(xùn)練模擬平臺為目標(biāo)，研究如何使學(xué)生身臨其境地接受國防教育，了解戰(zhàn)斗機(jī)的主要戰(zhàn)法與機(jī)動方式，對不同戰(zhàn)機(jī)的戰(zhàn)斗崗位和作用進(jìn)行科普，使體驗者能夠跨越時間與空間的束縛，主動地去接受愛國主義國防教育，在寓教于樂的平臺中，全身心的主動探索中國空軍的精神，自由地體驗空對空打擊和空對地打擊，從中激發(fā)愛國熱情與民族自豪感。

該平臺的設(shè)計與開發(fā)主要分為如下三部分內(nèi)容：

1.中國空軍戰(zhàn)機(jī)的三維建模（高模、中模、低模）。

2.中國空軍戰(zhàn)機(jī)的高模烘焙、轉(zhuǎn)低模、展UV、貼圖。

3.沙盤場景、燈光等搭建和Unity3D后臺編程和調(diào)試。

在中國空軍模擬訓(xùn)練體驗平臺中，體驗者首先可以動態(tài)地觀看空軍的建立歷史，第一視角體驗空軍的經(jīng)典戰(zhàn)役，跟隨教程完成相關(guān)交互操作，進(jìn)入虛擬空軍基地后近距離觀看各式國產(chǎn)戰(zhàn)機(jī)，體驗瀏覽的同時系統(tǒng)會配以介紹以及解說。該平臺開放自定義關(guān)卡使玩家可以自定義駕駛的戰(zhàn)機(jī)以及作戰(zhàn)任務(wù)，具備良好的可操控性與沉浸式的體驗感。

2.2研究路徑與開發(fā)重點

首先是資料的收集。查閱相關(guān)資料，調(diào)研虛擬現(xiàn)實技術(shù)運(yùn)用行業(yè)、虛擬現(xiàn)實行業(yè)在我國的發(fā)展、可解決問題、虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展前景。進(jìn)行科學(xué)的綜合分析，為制定項目腳本做好充分準(zhǔn)備。

其次是自主設(shè)計項目研究方案，收集虛擬現(xiàn)實相關(guān)行業(yè)發(fā)展數(shù)據(jù)，綜合統(tǒng)籌，將中國空軍展教體驗訓(xùn)練模擬平臺自主設(shè)計制定操作模式進(jìn)行藝術(shù)化的邏輯歸納。

然后進(jìn)行項目所需的美術(shù)資源的設(shè)計制作。運(yùn)用MAYA、3DMAX等軟件制作空軍平臺所需要三維模型與空軍演練對應(yīng)場景空間的搭建，并進(jìn)行仿真貼圖、材質(zhì)渲染，配合音效音頻進(jìn)行動畫的制作。

再次是將制作完成的模型導(dǎo)入Unity3D實現(xiàn)對應(yīng)的交互邏輯，使交互功能更加符合人體工程學(xué)，重點研究人體感官的各項體驗指標(biāo)與數(shù)據(jù)。

最后進(jìn)入總結(jié)與測驗反饋環(huán)節(jié)。邀請多位專業(yè)人士和軍事愛好者進(jìn)行體感體驗測試，記錄、分析并完善所存在的問題。

三、結(jié)論

本研究是基于VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)、科普知識、多維度設(shè)計理念等專業(yè)領(lǐng)域上展開，重點應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)結(jié)合3D動畫和交互，更直觀地展現(xiàn)中國現(xiàn)代空軍組成及不同戰(zhàn)機(jī)的崗位和作用，藝術(shù)化還原空對空打擊、空對地打擊等訓(xùn)練項目，使體驗感與真實情境相結(jié)合，從而達(dá)到身臨其境的體驗、學(xué)習(xí)效果。

中國空軍模擬訓(xùn)練體驗平臺設(shè)計具備多學(xué)科的知識融合，基礎(chǔ)理論化為實際操作，固有思維不斷創(chuàng)新和發(fā)展的研究本質(zhì)。本研究是基于前期研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了方案型的改革和創(chuàng)新，因此在研究的過程中，將重點轉(zhuǎn)移為項目應(yīng)用于發(fā)展策略的研究。設(shè)計與制作組成員均具備開發(fā)VR虛擬體驗平臺與交互界面設(shè)計的基本專業(yè)知識與素養(yǎng)，在項目進(jìn)行過程中不斷攝取新的行業(yè)知識，加強(qiáng)自身技術(shù)水平，在跟進(jìn)項目進(jìn)度的同時，達(dá)到提高自身的專業(yè)技能的效果。本研究成果未來可用于科普教育或相關(guān)理論課的輔助教育工作當(dāng)中，為國防教育領(lǐng)域添磚加瓦。

本論文為遼寧省2022年省級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目階段性成果，

項目編號：S202110144034。

項目負(fù)責(zé)人：趙金玲

作者簡介：趙金玲（2001.02），女，漢族，遼寧沈陽人，本科在讀，從事動畫、新媒體藝術(shù)研究。

李舒（1987.07），女，漢族，遼寧沈陽人，博士，副教授，從事新媒體藝術(shù)設(shè)計研究。