虚拟现实技术在普通话训练中的应用

董贺

摘要：普通话培训工作的改革与创新，是推动社会语言规范化的重要途径。传统培训手段往往枯燥乏味，学生的学习兴趣不浓厚，造成学习效果不佳。应用虚拟现实技术将计算机合成的信息与普通话培训的内容相融合，提出了一种基于Unity3D的全新普通话训练新模式，提供了身临其境的互动特性，解决了培训课时少、师资短缺、教学方法和手段落后等问题，增强了学生的学习热情，提高了学生的普通话水平，也为“互联网+虚拟培训”寻找到了一个新的技术途径。

关键词： 虚拟现实；Unity3D；普通话训练；互联网+教育

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）35-0120-02

普通话水平的培训与测试对于推广普通话、提升国民普通话水平具有极其重要的意义。传统的普通话培训中普遍存在师资力量重匮乏，教学内容枯燥乏味、单调无趣，无法顾及学生的差异性、自主性等问题，严重影响了普通话培训的教学效果。虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR） 可以在计算机中创建三维的虚拟世界，能实现用户与计算机系统之间的自然交互，让用户产生生活在虚拟世界中的感觉。针对普通话传统培训中存在的问题，结合虚拟现实技术的优势及特点，本文提出基于虚拟现实技术的普通话训练平台。该平台训练过程交互性强，容易提高学员兴趣，打破了传统教学模式的时空界限，使普通话训练学员不受时间和地点的限制，转变教与学的重心为学员自身等特点。全新的教学模式带来全新的上课体验，进而提高了学生的学习兴趣，达到了普通话水平培训的目标。

1 模型设计与建模

1.1 模型与开发框架设计

针对普通话训练的过程进行分析，考虑到学生的语音特点及个体语言能力差异，培训内容及进度安排应有所差异。培训平台建立时需以学生自主学习为中心，设计完整、真实的培训情境，促进训练共同体中学员间的互动、交流，即合作学习，还要提供足够丰富、与训练内容相关的资源，有益于学生解决在训练过程中遇到的疑难问题。

训练平台核心部分由语音交互、虚拟教室、教学资源、用户终端等模块构成。各模块的建模及整合由两个软件完成：Unity 3D和Autodesk 3ds Max。利用3ds Max软件建立三维实景模型，将制作好的模型导入到Unity3D 中实现训练平台交互功能。虚拟培训平台的开发框架设计如图1所示。

1.2 环境建模

在应用3ds Max进行三维实景建模时，模型最终需导入到 Unity 中进行交互设计，模型外观要求尽可能地减少模型的面数，以提高平台运行速度。这会使有某些细节在模型上难以体现，为了使各场景更真实，让学生有身临其境的感觉，需要在对模型进行绘制贴图，可以增加视觉效果，达到相对完美的结果。

建模完成后的场景模型及其贴图需要导出为 FBX 文件，并将其放入到Unity3D的“Assets”文件夹中，Unity3D打开后即可自动将该模型导入到工程中，并可以直接使用。

2 虚拟培训平台实现

导入到Unity3D中的场景模型默认都是静态的，给这个模型编写相应脚本程序可以实现人物或物体的动态行为。目前，常用的Unity3D脚本语言为C#，在装有Visual Studio的电脑上，也可以直接使用微软的脚本编辑工具来编写脚本。

2.1 人物活动与碰撞检测

Unity3D中提供了碰撞检测技术的相应模块，正是因为该技术的使用，才使系统中的人与物体间不会发生穿透现象。Uinty 3D提供了一种判断人是否与地面相碰撞的方法。

2.2 声音控制

声音和视频是普通话培训平台不可或缺的元素，在Unity3d中编写脚本实现声音和视频的控制播放也就成为必不可少的操作。选定某个被确定为声音源的component组件，为其添加Audio Source属性，并给要确定为听者所在的摄像机添加Audio Listener。还需要为其编写相应脚本控制声音的播放、停止。

2.3 语音识别技术的应用

现代语音识别技术的提高，使科大讯飞公司的《普通话水平测试信息管理系统》在全国得到推广。在虚拟普通话培训平台融入语音识别技术，能够让学生及时的发现问题，有利于学生提高自身的普通话水平。考虑到国家普通话机测采用的是科大讯飞公司的语音识别技术，本平台在开发时相应的应用了科大讯飞公司的语音识别插件，这可以使得培训与机测系统相统一，提高学生的测试成绩。

…

2.4 平台应用

平台中学生进入模拟评测室的场景如图3所示。

同时，培训中的学生及教师可以共同进入不同的虚拟场景一起交流，展示提高后的普通话水平，促进共同进步，可以让学生对枯燥的培训过程产生兴趣，在玩中完成培训内容，切实提高了学生的自主学习能力。

3 结束语

将虚拟现实技术与普通话培训内容有机地融合在一起，使得原本枯燥乏味的培训过程变得生动有趣，充分发挥出虚拟现实技术的优越性。通过设定各种培训内容场景，能够使学生沉浸在虚拟三维场景中，激发了学生的培训热情，使学生更好地完成培训内容。通过“互联网+虚拟现实”建立起来的这种课程培训体系，必然在今后的教学改革中发挥更大的作用，其在“互联网+教育”时代扮演的角色也必将越来越重要。

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