基于增强现实技术的VRay材质教学环境研究与开发

袁小琰

课题项目：本研究为2017年度甘肃省高等学校科研项目《校企合作背景下基于VR技术的室内设计教学平台的研究设计与构建》阶段性成果之一，项目编号：2017B-58。

摘要：为了了解基于增强现实仿真系统的VRay材质教学平台对VRay材质教学内容教学效果和学习效果的影响，进行了以上测试，对实验组的学生使用基于增强现实仿真系统的3ds max材质教学平台进行授课， 对对照组的学生使用多媒体教室的投影仪进行传统方法授课。比较实验组和对照组的问卷信息，并针对问卷信息进行数据分析，发现两组的学习效果差距较大，实验组的学习成绩明显好于对照组;另外，从问卷数据分析可以看出，使用基于增强现实仿真系统的VRay材质教学平台进行授课，很好的激发了学生的学习兴趣，创设了学生非常满意的教学环境。

关键词：增强现实;VRay;材质教学

中图分类号：TU238.2   文献标识码：A   文章编号：1672-9129（2018）15-0165-01

Abstract： In order to understand the influence of VRay material teaching platform based on enhancing reality simulation system on VRay material teaching content teaching effect and learning effect， the above tests were conducted. Students in the experimental group were taught using the 3DS Max material teaching platform based on the enhanced reality simulation system， and students in the control group were taught using the traditional method of using the projector in the multimedia classroom. Comparing the questionnaire information of the experimental group and the control group， and analyzing the data based on the questionnaire information， it was found that the learning effect of the two groups was quite different， and the learning performance of the experimental group was significantly better than that of the control group. In addition， from the data analysis of the questionnaire， it can be seen that using the VRay material teaching platform based on the enhanced reality simulation system to teach well stimulated students 'interest in learning and created a teaching environment that students are very satisfied with.

Keywords： enhance reality;VRay;Material teaching

1 增强现实

增强现实（也简称为AR），是真实环境和虚拟世界的组合，其主要特点是实时交互，是虚拟场景和真实对象在相关技术的支持下的精确的结合。AR主要是指将对象在真实环境的物理属性通过添加虚拟信息来增强它，另外，AR也被人们认为是现实-虚拟环境的联结。AR的范围被定义为从完全真实的环境到完全虚拟的环境。AR也被定义为混合现实的环境。近几年来，相关研究人员已经提出，将AR技术引入教育环境，可以在不降低真实世界的真实性的前提下为学习者提供更加沉浸式的、更吸引人的学习环境。

2 研究方法

2.1研究对象。这项研究以60名专科生为研究对象。作为研究对象的标准是他/她以前没有学过3ds max材质。其中实验组总共30人，男生10人，女生20人，年龄18～23岁;对照组总共30人，男生10人，女生20人，年龄18～23岁。为了确保两组学生在教学活动实施之前有相似的3ds max知识水平和知识结构，在选择研究对象时，以同一教师授课、同一教材、同一授课进度的班级为基础进行研究对象的挑选并组织了一次3ds max知识测验，以确保所有研究对象都没有学过3ds max材质且有相似的3ds max知识水平。

2.2 增强现实（AR）教学系统。增强现实（AR）教学系统软件的运行以教师机电脑端支持服务器程序，支持Android OS 2.2的HTC Desire，增強现实（AR）教学系统符合目前研究者提出的AR特性。

教学实验环节，增强现实（AR）教学系统将不同的材质分别放置在相同的斜面上，由于材质本身的属性不同，所以其感光度和摩擦力也各不相同，研究对象可以通过模拟物理属性的输入接口操作不同材质立方体从相同的斜面滑下，感受不同材质物体在整个运动过程中光线的变化和摩擦力的变化。

3 数据分析

从数据分析的结果可以看出，首先，实验组有30人认为此增强现实仿真系统的3ds max材质教学平台能够很好的激发自己的学习兴趣，0人认为不能够激发自己的学习兴趣;其次，实验组有26人学会了区分各类材质的类型，有4人还未学会区分各类材质的类型;再次，实验组有29人掌握了各类材质的属性，有1人未掌握各类材质的属性。

相同的教学内容，使用传统的教学环境，首先，从教学效果来分析，对照组有13人认为此节课的教学内容可以激发他们的学习兴趣，有17人认为此节教学内容不能够激发他们的学习兴趣;其次，从教学内容来分析，对照组有25人学会了区分各类材质的类型，有5人未学会区分各类材质的类型;有15人掌握了各类材质的属性，有15人还未掌握各类材质的属性。

综上所示，使用增强现实仿真系统的3ds max材质教学平台，能够提高3ds max材质的教学效果，帮助学生掌握3ds max材质的教学内容，激发学生的学习积极性。

4 结论

本论文旨在研究构建基于增强现实仿真系统的3ds max材质教学平台如何影响室内设计专业3ds max材质的教学效果。本研究以60名专科生为研究对象，将学生分为两组，即测试组和对照组，一组作为测试组使用基于增强现实仿真系统的3ds max材质教学平台进行授课，另一组作为对照组在多媒体教室使用使用传统的投影仪进行授课，对学生的学习效果进行问卷调查和数据分析，结果表明，使用基于增强现实仿真系统的3ds max材质教学平台进行授课的学生学习兴趣更高、学习效果更好。测试数据对实验研究效果产生的积极的影响。

参考文献：

[1]王彩玲，刘瑞香，宋钊.基于Unity3D的虚拟校园漫游 的设计与实现[J].科技视界，2015，（5）：36-38.

[2]倪乐波，戚鹏，遇丽娜，王婧.Unity3d产品虚拟展示技术的研究与应用[J].数字技术与应用，2010（9）：54-55.

[3]《关于印发下一代互联网"十二五"发展建设意见的通知》（发改办高技【2012】705 号）.