虚拟现实技术辅助音乐艺术教学的实践研究

1、    虚拟现实技术辅助音乐艺术教学的实践研究    张志敏摘要：随着科学技术和经济的发展，人们逐渐摒弃陈旧的学习观念，从而给传统的教育行业带来了新的挑战。其中，音乐艺术教学更需要寻找新的方向，加强学生自主学习的氛围，优化教学资源的分配和应用，以提高教学质量。基于此，本文提出通过虚拟现实技术辅助音乐教学，实现新的教学模式。关键词：虚拟现实技术;艺术教学;虚拟体验：tp391.9 ：a ：1007-9416（2019）06-0054-02虚拟现实（虚拟现实）技术作为目前计算机信息技术发展中的一种重要综合技术，被广泛地应用到各个领域中。在教育教学过程中，虚拟

2、现实技术可以通过人机互动实现交互式教学，给师生带来便利，从而促使了一种新的教学模式的诞生。由于受到音乐器材和设备的限制，常规的音乐艺术教学都是在一个相对封闭的环境中进行，并且是由老师一对一的指导，特别是声乐、钢琴、器乐表演等课程，通常要求学生“用心去感受”，主观性较强。虚拟现实交互式教学的无限伸展性、丰富的教学表现力等特点可以使音乐艺术的教学的更具魅力。使用信息化技术将虚拟现实技术融合到音乐教学中，通过抽象的方式搭建特定的场所，为学生提供“逼真”的学习环境，可以以此来激励学生的自主学习。1 虚拟现实技术在教育领域应用的现状分析虚拟现实技术是近年来兴起的技术，该技术在教学方面的应用可以实现很好的

3、引导作用，只要自身的场景和学习场景能够很好的吻合，该技术将能提供非常灵活的教学形式，目前根据虚拟现实的内容和在教育领域的应用，可以分成下面几个部分：1.1 模拟训练虚拟现实技术可以模拟相关情景对用户进行一种新的体验训练，如野外训练，飞行模拟、驾驶模拟、医疗训练等。在模拟训练的过程中，用户可以找到自己的不足之处，准确定位在模拟训练中哪些具体的内容是不合要求的，哪些内容是达标的，甚至哪些内容是优秀的，因此应用虚拟现实技术进行模拟训练是当前虚拟现实应用的重要方面。1.2 科学研究虚拟现实技术还可以为科学实验提供对应的场景模拟，如航空领域的环境模拟、考古研究的环境模拟、动漫领域的情景再现、虚拟桌面等技

4、术的应用，都和虚拟现实技术有着密切关系，因此在科学研究领域应用也愈来愈广泛。1.3 虚拟学习场景虚拟现实技术也可以构建虚拟的学习场景，还原一些教学场景来加深学生的学习印象，巩固学习知识内容，而且可以将交互的部分设计进去，了解学生在虚拟的场景中对知识的掌握程度，另外师生之间还可以通过不同的场景进行交流，这也是一种全新的交流体验。1.4 虚拟实验室虚拟现实技术可以构建一个符合某种实际应用需求的场景，通过场景内容的设计来虚拟某种情况的发生，如通过虚拟视觉设计的太空漫步、宇宙爆炸、机器人教学等虚拟环境，这些虚拟环境的构建可以代替一些需要高成本教学的环境，给教学、实验带来更加灵活的交互方式。1.5 仿真

5、虚拟学校利用虚拟现实技术实现一个大范围区域的完全虚拟，如一个虚拟学校，学生可以在里面进行多个课程的访问和学习，通过虚拟设备进行访问，给学生获取教学知识提供了非常灵活的工具。2 虚拟现实技术辅助音乐艺术教学的实践研究音乐作品及课程内容的虚拟实现主要是通过3d动画、三维漫游来构建。在实际制作中，我们使用3dmax及unity3d等软件制作出了海洋、沙漠、草原、森林、欧洲城堡等多个虚拟场景，然后配以不同風格的音乐放置在模块中，学生进入该模块后，选择相应的虚拟场景后，与之配套的音乐会一起响起，让学生能够结合环境体会音乐，营造出一种身临其境的感觉，实现情景化教学。例如可以在民歌教学中让学生进入森林山川的

6、虚拟场景，身临其境的感受到歌曲的魅力。该模块主要由片头、导航、专题三维展厅以及退出按键四个部分构成的。2.1 片头的实现由于音乐艺术类系统具备其独特性，因此在本功能模块中进行了片头的设计，片头以动画视频的方式完成。将音乐以及背景动画有机结合，使得用户能够拥有较好的体验感。在进行片头的设计过程中，采用了adobe after effects以及3d max等技术，使得画面更加真实，引人入胜。2.2 导航的实现导航大厅的设置充分的体现了虚拟现实技术在音乐艺术教学辅助系统中的应用效果。片头结束之后，系统则会进入导航大厅。通过3d等虚拟现实技术的采用，让人有一种身临其境的感觉。导航大厅以进入音乐殿堂为

7、寓意，根据系统的四个功能设置了四个门，用户使用鼠标点击相应的门时，界面上的门会有相应的闪烁，同时显示该门所对应的功能。具体功能模块包括为用户提供虚拟现实教学体验的虚拟体验模块，各种虚拟现实效果层出不穷的视幻盛宴模块，对用户使用以及体验的虚拟现实效果进行解析的原理解析模块、对虚拟现实效果在音乐艺术辅助教学中不同课程与领域中使用进行介绍的应用领域模块。具体详情如图1所示。进入系统导航大厅之后即可以选择相应的模块进行所需的虚拟教学操作以及虚拟现实体验。导航是用户进入系统后的指导说明，此处设计的导航功能能够为用户的体验选择提供依据。本系统在导航入口上，划分为两个。其一导航空间是通过max复原建立而成。

8、导航功能中另一个入口，是界面导航。分为主导航子界面导航。主导航完成导航功能整个程序的主体功能的设置，如返回、确认、退出等按键功能，具体主导航包含的信息模型示意如图2所示。2.3 漫游的实现在导航大厅中选择不同的门，系统则会进入不同的主题厅。通过虚拟现实技术的应用，让用户有进入真实音乐厅或者音乐教室的感觉。用户在使用虚拟体验模块时，可以采用鼠标来对界面不同的位置进行点击与选取。通过用户的点击与选取，系统界面以三维的方式进行展现。让体验者有身临其境的感觉。虛拟体验的具体内容可以根据不同专业的实际教学内容来进行设置。在系统的开发时预留了许多的数据接口，体验厅的文字、背景音乐、图片等内容都可以根据不同

9、阶段不同专业的教学任务来设置，在此不一一赘述。其它的各个音乐教学厅主要在其中进行音乐教学资料以及音乐作品的展示。通过虚拟现实技术，将各种作品进行真实的还原。如在“视幻盛宴”中则主要是对经典音乐作品、历史上的大师音乐作品以及最近获奖的作品进行虚拟技术的还原，从而方便学生更好的对这些音乐作品进行学习。也方便教师使用相关的作品来进行辅助教学。原理解析功能模块则主要是以音乐制作等专业的学生为主要对象而进行设计的，在其中以实际艺术作品的效果为例。对艺术作品中所采用的专业技术以及原理等进行详细的解说与阐述。通过这样的方式，充分利用了虚拟现实虚拟现实效果，使得相应的课堂更为生动，让学生有了更好的交互体验。2

10、.4 交互模型部分的实现以爱乐之城为案例，采用经典场景对矛盾空间的相关概念以及表现形式进行了生动阐述。同时在其中进行了学生与系统的交互设计，学生可以在其中进行相应的修改等操作，从各个角度还原场景。在该模块中也设计了学生与教师的交流界面，方便两者之间进行交流，提高教学的效果。此外，如乐器教学中，学生可以从各个不同的角度进行演奏的查看，几乎与现场教学的效果是一样的。其它如古典音乐、声乐等在应用过程中对于教学效果也有着同样的优势。交互模型功能是学习与资源共享的主要功能模块。该功能需要提供unity 3d默认插件，通过自行编码来进行实现。通过鼠标移动距离，从而来计算旋转角度范围，并通过clamp an

11、gle工具控制视角，完成摄影角度计算。然后根据摄影机与物体的相对距离，计算摄像机的相对坐标，并赋值，进而完成整个摄影机位置与角度参数的设定，保证视角交互的有效性。另一方面，需要对系统模型与ui界面需要进一步展示，但由于篇幅所限，在此不再另做论述。通过以上虚拟现实技术的尝试，我们尝试使音乐艺术教学迈入新的模式，虽然面临着音乐教学交互的实现、音乐教学内容的搭建等诸多困难，但我们相信假以时日，虚拟现实技术一定能够改变现有的教学模式，加强学生自主学习的氛围，优化教学资源的分配和应用，提高教学质量。参考文献1 崔荣.基于虚拟现实的自主探究式学习的实现与效果研究j.中国教育技术装备，2015（10）：84

12、.2 许传宏.关于音乐艺术课程教学管理的几点思考j.艺术百家，2013（02）：20-21.3 张佳，黎敏谦，李振杰，李伟.虚拟现实技术在实战化教学中的应用研究j.电脑知识与技术，2016（12）：55-56.4 刘天红，陈琼可.虚拟现实技术与互联网教育的融合发展研究j.信息化建设，2016（07）：41-42.practical research on virtual reality technology assisting music art teachingzhang zhi-min（jiangsu vocational college of tourism，yangzhou jiang

13、su  225000）abstract：with the development of science， technology and economy， people gradually abandon old learning concepts， thus bringing new challenges to the traditional education industry. among them， music art teaching needs to find new directions， strengthen the atmosphere of students'independent learning， optimize the allocation and application of teaching resources， in order to improve the quality of