历史教学中虚拟仿真技术的应用(2)

　　3.4渲染

　　三维动画软件中的场景或模型区别于虚拟仿真技术中的模型建立。由于虚拟仿真系统是实时渲染的(见图2)，其对模型面数具有一定的要求(如过多会造成卡顿)。因此，在模型制作中应尽可能减少不必要的面，避免超过规定面数。商代城墙遗址整体形制相对简单，用土建造而成，表面粗糙、大致呈土黄色，这些特征为建模与渲染工作提供了巨大便利。考虑到目前大多数高校的信息设备状况，为确保项目产品有更强的适用性、更流畅的运行效果，设计原则上只要在视觉上有一定的真实效果即可，制作过程中通常用简单的模型框架替代复杂的模型，避免影响虚拟模型与虚拟场景的运行速度。在这一条件下，为了使简单模型也具有一定真实效果，贴图制作就显得尤为重要。Vray是目前搭配3dsmax2020系列软件最为常见、最为实用的插件，其内置多种材质贴图与灯光效果，使用者可根据需要对贴图、灯光进行调整。前期工作的重点是：设想以何种形式展现最直观、最能达到效果，从而追求具有沉浸感的体验。工作前的尝试、设想(如画草图、初步建模等)极为重要，要对最后所要呈现的效果有清楚明确的认识。

　　3.5虚拟场景搭建

　　虚拟场景的搭建是虚拟现实工作的核心内容。模型无法脱离场景而独立存在，优秀的场景很大程度上可以直接决定模型的最终效果与使用体验感。除虚拟场景自身需尽量细致、真实外，还应与虚拟模型相协调，如商代城墙遗址还原模型中，城内、城墙周边注定不是草木丛生的，因为这是当时的都城，有一定的人口规模；而远处的植被(根据历史研究)也应该是偏湿润气候下的南方品种。在场景搭建的过程中要从整体出发，而非孤立的完成这一模块工作，如图3所示。Unity3D5.5是一款极易上手的3D制作软件，其自身也有一定的建模功能，但无法生成复杂模型(3dsmax2020无法制作场景)，需要与3dsmax系列相配合。初学者仅一周左右即可相对熟练地掌握其各项操作，缺点是目前市面上没有中文版，项目组成员需具备较好的英语基础。Unity3D5.5内置多种地图资源包、植被资源包，使用者可以根据需要进行修改或调整，针对还原工作中的特殊地形(如深沟等)则需自主制作。为保证商代城墙遗址还原工作的最终效果，同时提高工作效率，本项目将使用功能强大的最新版本Unity3D5.5。3.6软件操作与漫游视角经过3dsmax2020完成建模工作后，将模型导入Unity3D5.5所搭建的场景中，设置软件操作方式。操作设置中将以简单、便利为原则进行调整输入，增强其适用性，服务于商代城墙遗址的虚拟漫游，如图4所示。为增强虚拟现实场景漫游的真实感、沉浸感，本项目采用第一人称的漫游视角，使用者可在项目产品中自由选择观察角度。在各项工作完成后，进行软件发布。为保证软件具有更为普遍的适用性，项目产品选取发布平台为PC(计算机)，校内免费使用(项目开展后期会根据实际开发状况决定是否更新为头戴设备)。

　　3.7评估与完善

　　“机器视觉的功能与人眼相似，即判断和测量。”[4]针对本项目的研究成果引入“考评—反馈—完善—应用”的评估完善机制。在完成项目产品的发布后，由项目组成员进行内部评估，完成初步排查。随后，项目成果接受(以商代与考古方向为主的)历史学与计算机科学的教授(专家)评估，纠正存在的历史(技术)问题、获取知识技术经验指导，探索下一步改进方向，推进项目完善更新。下一步，通过“自主分析+被试考评”的考评方式：历史学方向为主的被试(包括学生、教师、专家等)体验项目漫游效果并填写调查问卷、接受访谈，本项目组成员根据调查结果(见图5)，整理收集项目反馈如BUG、历史错误、体验感差等，并书写反馈报告，最终依据反馈结果对项目成果进行修改完善(或根据实际需要再次进行商代城墙遗址的实地考察、史料查阅整理)。在历史学研究领域引入实践调查与评估分析改进的方式，较之以往史学研究多以文本史料分析等理论化方式进行，本项目研究方法紧切实际，统计信息及研究结果具有较强科学性与说服力。

　　4课堂效果评价

　　历史教学中的虚拟仿真运用应当趋于灵活多样。而不只局限于还原或复原某个历史情节、人、物。如果只是纠结将历史情节与人物呈现于教学之中，其实质只是对原有教育模式的继承，对于虚拟仿真技术的运用并非真正的使用，而只是单单用到了虚拟仿真技术的产品。历史教学既需要坚持历史学的主体地位，也需要不断改进教学方法。无论方法与内容如何变化，历史学科的教学永远都需要从历史学的主体出发，强调其历史性。虚拟仿真只是一个工具，作为一种视角、一种可能性而存在，还原出的并非历史本身，不能只关注其中的技术而忽略其历史性。坚持不懈了解与时俱进改革历史学的教学方式，是历史教学方式变革的必然要求。

　　参考文献

　　[1]国务院关于印发《“十三五”国家信息化规划》的通知[EB/OL].

　　[2]中共中央办公厅国务院办公厅印发《关于促进移动互联网健康有序发展的意见》[EB/OL].

　　[3][英]彼得?伯克.知识社会史(下卷)[M].陈志宏,王婉旎,译.杭州:浙江大学出版社,2016:50.

　　[4]陈兵旗.机器视觉技术[M].北京:化学工业出版社,2018.

　　作者：吴琼 张文浩 单位：北京师范大学历史学院