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1、基于 Unity3D 的虚拟现实技术在中职二维动画制作课程教学中应用研究-以人物行走动画为例 摘要：社会产业更新了技术需求，动画产业对人才需求也持续增加，中职院校开展二维动画制作课程教学时也要重点突出动画原理与技法课程。计算机技术快速发展，促使动画课程体系必须结合社会要求积极改进。基于Unity3D 虚拟现实技术创新传统教学方式，帮助学生掌握动画技法知识。本文对Unity3D 虚拟现实技术原理和特点进行概述，提出 Unity3D 虚拟现实技术应用的可行性，阐述基于 Unity3D虚拟现实技术的二维动画课程的课件设计。关键词：Unity3D；虚拟现实技术；Flash 二维动画制作；课件 引言：F
2、lash 二维动画制作是中职院校计算机多媒体专业的核心课程。对学生来讲，该课程具有较强的实践操作性，牵涉了广泛的知识面，要求学生掌握扎实的理论知识和熟练的操作能力。中职学生的基础相对不足，自我学习的能力较低，学生水平也不相同。Unity3D 虚拟现实技术是一项全新的技术，它得到了各领域人员的高度重视，其在计算机教育方面应用，有效改变教育方式，提高学生的学习水平。故如何结合 Unity3D 虚拟现实技术，研究一种有利于学生学习的教学方式至关重要。一、二维动画制作课程教学教学现状 Flash 二维动画制作是计算机多媒体专业的一门必修课程。目前，这门课程是由教师在多媒体机房讲解演示学习内容，学生再进
3、行操作练习。教师以传统教学方法讲解知识点，虽说学生能完成基本任务，但是对于较复杂的动画，学生却难以设计出完美的动画效果。例如，在实际教学中，对于人物运动方面的动画，学生较难做出符合人物行走规律的效果。二、二维动画制作教学应用Unity3D虚拟现实技术可行性 任何一个学习都始于模仿，然后是创作和提高，动画制作学习也是这样。学生掌握基本概念和知识点后，利用其设计情景案例，学生根据原有知识结构深入探究更复杂的新知识，形成全新的知识系统。对于二维动画制作课程，学生主要掌握基础知识和动画制作基本原理，了解动画设计的理念，从而设计出令人满意的动画。三、基于 Unity3D技术设计虚拟现实场景课件（一）动作
4、设计 虚拟现实场景课件内容为人物运动的场景，首先结合动画原理的运动特点，基于 Maya 进行人物动画建模。先对行走过程进行观察并找到关键帧，科学调节关键帧的动作位置，再找到中间帧并实行调节，最后整合多个中间帧和关键帧设计走的动画。新建Unity3D项目并制作动画模型，在Asset 库导入图片项目。1.人物行走 人物克服重力和摩擦力向前进从而完成行走动作，人物在移动过程中保持身体平衡避免绊倒。在到达目的地前，人物在踏出、止住、再踏出、再止住的往复过程实现行走。实际上两个人不可能产生相同的步伐，这些步伐的规律发挥了参考作用。为了有效处理步伐应科学设置节奏，一般以12 帧的节奏走路。2.人物跑步 人
5、物在跑的过程习惯于单脚着地，当身体跳跃时双脚同时落地，而手臂加大摆动力度，身体腿部也会扩大张开的距离，手臂与腿交替摆动和迈出，也就是说左臂同时与右腿迈出，右臂同时与左腿迈出。人物跳跃过程身体控制了制高点，单脚着地缓冲时身体到达最低点。身体在跑的过程中往往会前倾，两脚立地达到最高点时出现重心，手臂前伸时身体向手臂转移重心，同时身体反向旋转。3.人物跳跃 相较于走和跑，跳的动作更容易，关键要控制好关键帧和起跳的预备动作及落地时的缓冲，从而完成这个动作。起跳时下蹲隐藏着向上跃起的趋势，两脚离地后身体被拉伸，此时两个脚尖与地面保持接触。当重心依然在最高点时，身体缓慢向后倾斜，落地时身体紧绷且向后倾斜，
6、此时两个脚先着地。（二）动作的导入与导出 在 Maya 中设计好动作方式：在 Maya 中选择动画模型，单击 File-ExportSe-Iection 导出 Fbx 格式。导出过程会提示 Fbx 插件的设置窗口，选种 Animation，如此便只将动作导出。一般来讲有两种方法向 Unity 导入 Fbx 文件，一种是直接打开 Unity 向Project 导入文件；另一种在Unity 项目文件夹内复制文件并打开 Unity。模型所有内容均自主拖入项目，选中项目窗口导入模型，并在检视视图内编辑导入设置。这里对每个动画自主定义包括哪些帧，Unity 自动把动画分成独立部分。在Maya 调动作时记
7、录 start 和 end 的帧数，设置好 WrapMode 后点击保存导入动作。（三）Unity 中的动作控制 1.添加 Animation 组件 编辑模型，在 Component-Miscellaneous-Animation 加入 Animation 组件，设置组件大小后加入动画偏短，选择 Idle 作空闲动作。2.添加 Character Controller 组件 对于动画来讲 Character Controller组件非常重要，该组件直接影响了动画中人物的碰撞和重力特性。添加后，在 Inspector视图中产生 Character Motor 的组件，基于该组件能对人物移动和下降
8、速度、跳跃高度、重力等进行调节。（三）界面与场景设计 界面设计包括课程展示主界面、人物动作选择按钮、动画人物模型和有关的文字提示与图片提示。在场景内新建 panel 对象，介绍对象内相同知识类型内容的文本，展示图片以及动画并合理分布位置，添加按钮后可在运行过程中任意切换知识内容。添加脚本并建立场景管理库。针对每一章节知识点建立一个场景，识别用户按键，从而利用LoadScene切换指定内容场景，进一步快速跳转内容。（四）动画对象交互 交互是指用户拖动鼠标从而转转动画模型，有利于用户全面观察行走动画。向动画对象加入交互脚本，固定场景内的摄像机，创建物体对象与前期导入的动画物体对象实现绑定。在脚本内
9、建立 Ray 射线对象，利用 Camera.main 转换主屏幕指定坐标位置得到射线目标点，以上方法由鼠标位置值获取所需参数，并将其作为射线目标点。当把鼠标移动至动画模型对象时，射线击中该对象，脚本得到对象属性。用户拖动鼠标左键并实行移动。脚本以 Input.getAxit 方法获得鼠标 X 轴位置的变化规律，并对鼠标移动距离进行计算，进而改变动画对象属性值。动画模型沿中心 Y周实现固定旋转，有利于用户对行走动画详细观察。在Flash 二维动画制作的教学中，应用 Unity3D 创建虚拟场景，让学生从各角度对物体运动进行观察，一定程度改变了传统知识型教学方式，培养了学生的观察能力和创造能力，学
10、生更好掌握了相关知识，提高了学生的综合素质。应用 Unity3D 虚拟现实技术辅助课堂教学后，学生更容易接受知识，能够融会贯通知识且积极进行创作，并通过在课堂上与其他同学互动交流反复练习案例，实现了举一反三，使自己的专业素养和实践能力得到锻炼。结束语:在课堂教学中应用 Unity3D 虚拟现实技术辅助教学，通过创建虚拟场景，让学生能够从多角度观察及模仿案例的运动，最大程度发挥了学生的主体作用，提高学生学习的积极性。在动画设计过程学生充分感受成功的乐趣，在不断进步的过程中树立了自信心，同时，教师的课堂教学也变得更加有效。参考文献：1宋代嵩.能力目标导向下中职学校计算机课程教学策略探究 J.学园,2020,13(32):30-31.2郭利云.“理实一体化”教学模式在中职计算机课程教学中的应用J.吕梁教育学院学报,2020,37(02):125-126.3周岩.校企合作人才培养模式下的中职计算机课程教学改革创新J.产业与科技论坛,2020,19(10):135-136.作者简介：谢文亮（1982 年 1 月），男，汉族，广东省广州市人，华南师范大学学士，广州市天河职业高级中学教师，研究方向：计算机应用、多媒体技术