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基于Pano2VR的VR微课程设计研究

发布时间:2019-12-04 11:13

  摘要

  伴随着通信技术的迅猛发展、电子产品的高度普及以及网络教育资源的极大丰富,微课程正在逐渐成为“微时代”背景下课程性质的学习资源,它具有时间短、内容精、模块化、情景化的特点,能够满足“泛在学习”理论“学习的发生无处不在”、“学习的需求无处不在”、“学习资源无处不在”的要求,能够帮助当代人树立终身学习的观念。

  虚拟现实(VR)技术是近年来科技领域讨论的热点,由于它能为使用者提供真实的交互体验,因而能应用到教育、医疗、娱乐、军事、室内设计、工业仿真等诸多行业领域。自虚拟现实技术被提出以来,科技研究者一直在探索利用实景建立虚拟的漫游环境。随着计算机编程语言的发展和计算机硬件的快速更新迭代,如今已经出现了多款软件供我们方便地使用全景图像来搭建虚拟漫游,Pano2VR就是其中之一

  论文旨在结合国内外微课程设计的研究,为Pano2VR软件的学习设计一门有效的微课程。

  关键词:微课程、设计、Pano2VR、全景漫游系统

  前言

  摄影是人们记录生活重要片段的一种方式,人们在特殊的日子里或者去到了特别的地方时,往往会选择按下快门将记忆永远定格在那一刻,这是因为图像记录大量色彩和光线明暗信息能够准确地叩响我们的回忆。随着数码摄影技术的日益成熟和智能设备的广泛普及,摄影已经融入到我们生活的每个角落,为了方便让一张图片记录更多的信息,许多摄影者会将在同一处位置使用同一设备和参数拍下的不同角度的图片拼接在一起,制成一幅360°无死角的全景图,有些拍摄设备甚至直接提供了全景图拍摄功能,可是这些全景图在传统的照片查看器中显示效果并不理想,且占用数据量较大,故而尘封在存储器中少为人翻阅。

  然而虚拟现实技术进入应用阶段使这一现状发生了改观,全景图由于获取成本低、易于操作且能还原真实的视觉效果开始广泛用于虚拟场景的搭建,全景图技术已经成为虚拟现实技术的重要分支,由全景图制作而成的全景漫游系统也越来越广泛地用于制作样板房、室内装饰、旅游景点和虚拟博物馆。

  常见的全景漫游制作工具有Pano2VR、Panorama Maker、Ulead COOL 360、“造景师”等。而这些工具中,Pano2VR无疑是最好的软件[1],它界面简单使用方便,可以导入多种格式的全景图,为全景添加交互热点,为全景添加视音频媒体,自定义皮肤,并且可以直接生成SWF和html文件。

  第一章 绪论

  1.1 Pano2VR学习资源现状

  Pano2VR软件是由Garden Gnome公司开发的一款付费软件,它的界面简单使用方便,可以导入多种格式的全景图,为全景添加交互热点,为全景添加视音频媒体,自定义皮肤,并且能将其转换成能上传至网络SWF和html文件。它的主要用途是制作全景漫游。

  与其它软件公司一样,Garden Gnome公司在它的官方网站(https://ggnome.com)也为Pano2VR软件的使用提供了官方帮助手册和视频教程,但是对于英语水平较差初学者来说,官方帮助手册的讲解晦涩难懂,视频教程也不具有系统性和实际操作性。国内一些Pano2VR软件的使用者制作了图文教程并发布到网络上,供初学者学习使用,图文教程同样存在帮助不足的问题,更多的是自己使用经验的分享。因此,目前初学者能够获得的Pano2VR的这两类学习资源还远远不能满足学习者的学习需求。

  1.2 概念界定

  1.2.1 微课程

  微课程是“微时代”背景下在线学习的重要学习资源,以其易获得性、时间短、内容精、模块化、情景化等特点满足了广大用户多样化的学习方式需求[2]。

  1.2.2 全景漫游系统

  全景漫游系统是指对使用视角超过人类正常视角图像对实体建筑及景物进行仿真,并用计算机制作的虚拟影像再现真实世界。浏览者利用鼠标和键盘在虚拟场景中进行自由的游览,进行一定的人机交互和浏览[3]。

  1.2.3 微课程设计

  微课程设计是指对微课程各部分内容进行合理的规划、周密的计划、精准的表达的过程。它是微课程开发的准备阶段,为微课程开发提供可操作指导。

  1.3 基于Pano2VR的VR微课程设计研究的目的

  全景漫游系统的开发是一个系统的过程,Pano2VR是其中最重要的一个步骤,多数情况下还会用到其他软件的相关技术,如全景图片拼接技术制作全景图(使用APG、PTGui软件)、图像修复技术“修天补地”(使用Photoshop软件),目前还没有一个相对系统的课程来帮助学习者掌握全景漫游系统的完整开发过程。论文会结合全景漫游系统的开发过程和微课程设计与开发的相关研究,为Pano2VR软件初学者设计系列微课程,为他们的学习提供帮助和启发。

  第二章 基于Pano2VR的VR微课程设计要素

  2.1教学设计单

  教学设计单是基于Pano2VR的VR微课程设计的原型材料,每个教学设计单包括了微课程的名称、教学内容分析、教学目标、教学重难点、教学时长、教学手段与方法、教学资源和教学过程。

  微课程的名称是这节微课程的选题,明确了本课微课程在整个知识体系中的地位,微课程的教学设计和教学活动的开展就是围绕着这个主题展开的。

  教学内容分析是对微课程选题的进一步解释,并对涉及的知识点进行了梳理。

  教学目标明确了学生完成微课程的学习后应该达到的预期目标,分为知识与技能、过车鞥与方法、情感态度与价值观三个维度。

  教学重难点分为教学重点与教学难点两部分,教学重点是该选题中最重要的知识点,教学难点则是教学中教师难以传授、学生难以掌握的知识点。

  教学时长是指微视频中除去视频统一片头和片尾的有效时长。

  教学手段和方法列举了本节微课程需要教师使用的教学手段和教学方法,常用的是:讲授法和演示法。

  教学资源为本节微课程使用到的教学和学习资源列了一个清单,方便安排教学过程。

  教学过程规定了教学的环节,以及每个教学环节中的教师活动和大致的讲解内容。

  2.2微视频

  微视频是微课程的核心要素[4],它将微课程的设计思想进行了可视化。基于Pano2VR的VR微课程的核心要素是“Pano2VR微课堂”的系列微视频,每个微视频的片长在三分钟到九分钟不等,但均不超过十分钟。微视频的构成包括片头、主题内容和片尾。

  每个微视频的片头都是相同的,是时长为6秒钟的动画——配合着轻快的音乐,五彩斑斓的液体质感色块围绕着视频中央的正方体翩翩起舞,然后所有的色块都被一个灰绿色的球形覆盖,接着,Pano2VR软件的图标旋转着从球形中央出现,最后“Pano2VR微课堂”的字样出现在图标下方,画面中只剩下图标和“Pano2VR微课堂”字样,音乐停止。片头动画色彩鲜明,节奏明快,立方体和球体代表着Pano2VR两个常用的图片输入类型“立方体面片”和“矩形球面投影”。设计视频片头的目的是让为了学习者做好学习准备,引起学习者的兴趣,同时也是让学习者重复观看片头时能记住系列微视频的名称,方便他们去找到同名称的微信公众号。

  微视频的主题内容是围绕微课程选题展开的教学视频,是教学设计单中教学活动的集中体现。微视频主题内容的画面主要是通过Camtasia软件录屏的方式取得的,画面的分辨率为1080P,与画面配合的讲授语言是在录屏的同时采集的,采样率为48K赫兹。教师讲授时,文字字幕会出现在画面的下方,达到音画同步和视听统一,帮助学习者理解教师的语言。微视频的画面和声音内容严格遵照了事先写好的微视频脚本,一个选题的微视频会有两种格式,一种是只具有播放功能的mp4格式,另外一种是具有交互功能的html网页格式,这两种格式可以满足不同播放设备的要求和不同学习者的学习需求。

  微视频的片尾给出了扫描二维码和微信搜索“Pano2VR微课堂”两种找到微信公众号的方式,简单介绍了公众号的中附带的学习资源,鼓励学生在微信公众号中提问。

  2.3微视频脚本

  微视频脚本以文字的形式预先编排了微视频不同时间段应该出现的画面和声音,它就相当于传统教学中教学详案,微视频脚本的质量直接决定了微视频的质量,教师通过撰写微视频脚本可以达到模拟上课的效果,充分考虑到画面的每一个细节如:鼠标停留的位置、鼠标的动作、输入的文字、画面的切换、测试题目、视觉特效等。为了微视频的观众感受到一对一的教学体验,讲授语言中使用的人称代词是“你”而不是“你们”,《节点模板设计》微视频脚本部分节选如下:

  画面讲授语言动作

  变形输出界面我增加一个变形输出【1】,在类型中选择平面直角默认视图【2】,将图片尺寸修改一下,一般使用80x80像素,输出格式选择JPG或PNG都可以【3】,修改一下图片名称,改为书房

  点击保存,确定。

  创建输出文件。【4】

  那么书房的缩略图就已经创建好了,使用同样的方法,可以为客厅和卧室也创建缩略图,这里我就不一一演示了。【1】输出文件格式选择变形,点击增加。

  【2】在类型中选择平面直角。

  【3】将图片尺寸修改为80x80,图片格式选择PNG格式。

  【4】将名称修改成书房,点击确定,生成图片查看效果。

  2.4教学课件

  教学课件也是服务于微视频的,同时也是学生重要学习资源,每一个微课程教学课件都是由Microsoft Office PowerPoint设计制作的演示文稿,由于演示文稿的幻灯片内容会出现在微视频中,那么就要求幻灯片的画面尺寸与视频的分辨率相同,在实际录制中,采用将幻灯片全屏演示,然后录制屏幕的方式将教学课件的内容添加到视频当中,达到对分辨率的调整。为了让教学课件的风格统一,课件中文字主标题字体大小为60号,副标题的字体大小为44号,正文的字体大小为28号。

  每个微课程教学课件的第一张幻灯片都有Pano2VR软件的图标,图标的正上方是该微课程的选题。

  教学课件的最后一张幻灯片都给出了微信公众平台的二维码,鼓励学生扫描微信二维码关注公众号,获取学习资源和教学支持。

  2.5学习交流平台

  我们为微课程的学习者设计了名为“Pano2VR微课堂”学习交流平台,该学习交流平台建立在腾讯公司推出的即时通讯服务软件“微信”之上,学习者可以通过在教学课件和微视频中留下的指引,关注并进入微信公众平台。该微信公众平台提供了微课程学习配套图文教程、微课程视频链接和教师的联系方式。

  进入微信公众平台后,点击下方“课程”菜单,会弹出“图文教程”和“微视频”两个选项,点击图文教程就会收到推送“Pano2VR图文教程目录”,在目录中可以打开使用“秀米”精心编辑好的图文教程。图文教程以图片和文字的形式把重要知识点的教学过程展现出来,用于引导学习者理解相关知识和指导学习者完成特定的任务,在形式上,它是微视频的有益补充;在内容上,它是微视频的精华总结。相较于微视频,虽然它所包含的信息量更少,也缺少直观的演示动作和讲解语言,但它加载需要的网络资费更低,又由于植入在移动终端应用程序中,非常适合学习者随时随地观看,帮助学习者回忆本节微课程的学习内容。学习者还通过平台中的微课程视频链接打开已经上传到网络上的微视频。

  如果学习者在微课程学习中遇到了难以解决的问题,或者对微课程有任何建议,都可以通过“联系我们”添加微课程设计与开发者,得到一对一的解答和指导。

  2.6辅助资源

  微课程的辅助资源包括本节微课程图文教程文档、教学演示使用的素材,大大节约学习者搜集学习素材的时间和精力,让他们的注意力集中在微课程的学习中,避免学习者因搜集不到合适的素材而产生厌倦学习的情绪。

  图文教程文档是可编辑的,方便教师和学习者进行二次创作,也可供学习者在没有网络的情况下回顾学习内容。

  教学演示中使用到大量的素材,包括全景图片素材、视音频素材、热点模板、按钮图标等,每一节微课程所用到的素材都整理在“学习素材”文件夹中,如:在《Pano2VR媒体使用》微课程中,使用的室内全景图素材是由原创的,视频和音频素材也保留了水印和作者信息且不用于商业用途,因此这些辅助资源不存在版权争议。

  第三章 基于Pano2VR的VR微课程设计模式

  3.1 Pano2VR软件知识结构分析

  3.1.1 Pano2VR软件的工作流程

  Garden Gnome在官方网站的Pano2VR使用帮助手册中给出了软件的工作流程[5]:

  1.打开Pano2VR。

  2.导入全景图。

  3.修改显示参数。

  4.添加用户数据。

  5.为虚拟漫游添加交互热点。

  6.添加媒体(视频、音频和图片)。

  7.选择输出格式。

  8.调整输出参数。

  9. 如果输出到Flash和/或HTML5,添加皮肤。

  10. 输出全景图。

  11.分享全景。

  3.1.2 基于Pano2VR的全景漫游系统开发过程

  Pano2VR软件的主要用途就是制作全景漫游系统,基于Pano2VR的全景漫游系统的开发过程主要包括四个步骤[6]:

  1. 全景图像制作。

  2. 创建Pano2VR工程文件。

  3. 为全景添加交互热点

  4. 生成用于网络发布的文件。

  3.1.3 Garden Gnome公司官方教程

  Pano2VR软件的开发者(Garden Gnome公司)为软件使用者提供了官方教学视频和图文教程, 将Pano2VR软件操作知识划分为基础操作、输出、附加功能和参考四个部分[7]。

  基础操作部分包括导入全景、转换图像、创建部分全景、显示参数、用户数据、添加热点、制作漫游和首选项设置,是建立工程文件最常使用的操作。

  输出部分介绍了Flash、html5、QuickTime VR、变形和多重分辨率输出的参数设置,在创建输出文件时,为了达到某些效果,也会经常使用到。

  附加功能讲解了皮肤编辑器和媒体编辑器的用法、修补图片的方法、创建批处理和交互平面的操作步骤、节点标记的使用以及全景视频的插入方法,附加功能是软件高级功能,熟练使用它们能够让全景的效果更加随心所欲。

  参考部分内容是靠近代码端的编程知识,主要是为网页开发者提供帮助。

  3.1.4 微课程设计者对Pano2VR软件知识结构的理解

  基于Pano2VR微课程的设计者首先是Pano2VR软件的学习者,从学习者的角度来分析Pano2VR软件的知识结构对于微课程选题的确定具有显著的指导意义。本课程的设计者Pano2VR软件的知识结构理解如下:

  1.基础操作和输出会出现在每一次打开和关闭Pano2VR工程文件的建立,是整个知识结构的基础部分。

  2.皮肤编辑器和媒体编辑器是设计交互最有效的工具,对学习者学习能力、设计思维和美感都提出了一定的要求。

  3.需要学习者拥有图像处理综合能力,全景图的拍摄需要摄影的相关知识,全景图像的处理需要使用其他软件技能,例如图像拼接需要学习者使用PTGui或Kolor Autopano Giga软件,补丁工具和修改鼠标指针则需要学习者会使用Photoshop修补图像。

  4.使用Pano2VR需要经常查看输出效果,根据输出效果设置相应的参数。

  3.2确定微课程选题

  微课程的选题要精练,教学内容要明晰[8],基于Pano2VR的VR微课程的选题遵循了选题精炼的原则,但同时又兼顾了不同选题之间的只是逻辑结构。结合Pano2VR软件的工作流程、全景漫游系统的开发过程以及身为学习者的需求,微课程设计者将选题和学习顺序定为:

  1.Pano2VR的简介与安装

  2.初识Pano2VR

  3.全景图的获取

  4.输入图片与修改显示参数

  5.补丁工具

  6.用户数据

  7.交互热点

  8.Pano2VR媒体使用

  9.输出配置

  10.自定义交互热点

  11.媒体控制皮肤

  12.节点模板设计

  3.3微课程开发

  微课程开发包括录制微视频以及制作相关的辅助资源,与微课程的设计并非处于两条独立的时间线上,而是接受微课程设计的指导,在开发过程中将遇到的问题进行反馈,反作用于微课程设计。

  3.3.1 微课程设计与微课程开发的关系

  微课程设计与微课程开发步骤之间的逻辑关系应该是明确的,两者虽然存在前后关系,但是却相互渗透。例如微视频的脚本需要微课程设计与微课程开发同时参与进去,明确每个画面的制作的难易程度,如果某些画面难以呈现,需要两者共同参与完成新的画面,同时更新微视频的脚本。

  3.3.2 微课程开发的原则

  微课程的开发原则是融入了微课程的设计思想的。结合微课程设计的设计要素与设计模式,为微课程开发总结如下原则:以学生为主体原则[10]、强调教学内容不同原则[11]、强调微课程作品短小精悍原则[12]和视听一致性原则[13]。

  3.4微课程的使用

  微课程制作完成后需要将其上传至微课程学习平台,学习者通过观看微视频掌握微课程的核心知识点并回答相应的问题,接下来需要学习者下载配套的学习资源、完成微视频中布置的任务来检验自己的学习效果。同时学习者还可以关注微信公众号“Pano2VR微课堂”,如果学习者遇到了学习上的问题,或者希望获得一对一的指导,可以通过微信公众平台联系到教师,并为微课程提出评价和建议。

  3.5微课程评价

  课程评价就是对课程活动的组成要素及其各个过程环节给与价值判断的过程[9],。微课程是应当是动态的、具有生命力的、处于不断发展中的,这种动态的内在动力来自于矛盾规律,微课程在使用的过程中必然会在学习者、微课程设计与开发者、教育教学专家的认知中形成评价,其中,最重要的是学习者结合自身的认知和经验给出的反馈,评估微课程是否达到了预期的目标。

  3.6反思与优化

  根据微课程的学习者集中提出的问题、问题的回答情况、任务的完成度以及教育教学专家的指导意见,微课程设计者应全面反思微课程的各个方面的优势和不足,包括但不局限于教学设计单的各部分内容、微视频制作、微视频脚本撰写、教学课件优化、学习交流平台建设和辅助资源更新,扬长避短,优化微课程的各个环节。

  第四章 基于Pano2VR的VR微课程设计研究总结

  基于Pano2VR的VR微课程设计与开发从立项到完成项目一共历时两个月,两个月的时间里项目组成员夙兴夜寐不敢有丝毫怠惰,因为完成项目需要的学习东西汗牛充栋,Pano2VR的官方教程是纯英文的,视频讲解也没有字幕,学习起来难度极高,另外全景图生成软件对项目组来说也是一个新鲜事物,需要自己在浩瀚的网络中一点点搜寻学习资料,因此我们在前期的准备中步履维艰,进展极其缓慢,但是在指导老师的谆谆教诲和项目组成员的互相鼓励下,排除万难,让项目有条不紊地进行着,最终如期完成了全部十二个不同选题基于Pano2VR的VR微课程的设计与开发,并将微课程的配套资源发布到微信公众平台上。

  4.1 创新与特色

  基于Pano2VR的VR微课程设计研究在教学内容的选择上有所创新,目前学界对于微课程设计的研究大都是针对基础教育学科,而对于操作性技能的微课程设计却少有研究可供参考。本文结合微课程设计的前沿理论研究,提出了基于Pano2VR的VR微课程设计要素和设计模式。

  基于Pano2VR的VR微课程设计研究研究特色是为每一个微课程的微视频设计了极为详尽微视频脚本,匹配了画面、教师的讲授语言和动作三部分内容,做到语言简洁、表达准确、没有无效画面与重复操作,另外还设计了微信公众平台,为学习者提供了图文教程、视频链接和教师一对一辅导,给与最有效的学习支持。

  4.2 不足与展望

  基于Pano2VR的VR微课程设计研究已经取得了一定的成果,但是微课程的动态属性要求微课程设计者审视研究过程和研究成果的不足之处,并为微课程的内容与形式做出合理的规划与预期。

  在微课程设计的研究过程前期阶段,需要设计者深入理解和学习Pano2VR软件、全景图制作技术、虚拟现实技术、Photoshop图像处理技术等,其中Pano2VR软件的学习是最耗费时间和精力的过程,由于没有现成的学习资料,微课程设计者只能反复学习和观看Garden Gnome公司提供的的英文图文教程和没有字幕的视频教程,加之英文基础也不是很好,学习的过程困难重重,对于概念的理解在翻译的过程中难免会出现偏差,这就需要搜集更多的信息保证知识的准确性,因此,前期阶段花费了大量的时间,以至于给微课程要素设计和微课程开发留出的时间捉襟见肘,在一定程度上影响了微课程的质量。此外,基于Pano2VR的VR微课程设计研究在内容上还有丰富的空间,比如网页文件的上传与发布,在微课程设计中由于没有找到简单的发布途径,就暂时没有列入选题。

  微课程的设计研究注入了成员大量的心血,成员理所当然地希望微课程在学习者和自己的努力下变得更好,希望微课程的学习者为微课程提出建议和多样的学习需求,让该微课程成为全景漫游制作道路上的良师益友。

毕业论文:http://www.3lunwen.com/jy/xkg/5410.html

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