混合現實（MR）技術在高職藝術設計專業中的探索與應用

摘要：本文以混合現實技術在藝術設計專業學中的應用為出發點，分析了混合現實技術的主要特征，指出混合實現技術在藝術設計專業領域中起到了積極的作用;在高職院校的藝術設計專業引入混合實現技術應用到傳統的教學中，會帶動專業調整與建設，教學模式、教學內容和教學方法的改革，對培養學生學習興趣，提高學生動手能力，讓專業知識與社會需求接軌，培養社會實用型人才發揮其重要作用。

關鍵詞：混合現實 MR技術 藝術設計 教學設計

1.混合現實（MR）技術概述

混合現實（MR，Mixed Reality）技術通過在現實環境中引入虛擬場景信息，在現實世界、虛擬世界和用戶之間搭起一個交互反饋的信息回路，以增強用戶體驗的真實感，具有真實性、實時互動性以及構想性等特點?；旌犀F實關鍵技術把真實的場景虛擬化，使用攝像頭來掃描物體進行三維重建，我們都知道攝像頭拍攝的畫面其實是二維的，也就是畫面是扁平的，丟失了深度信息，所以沒有立體感，因此需要通過算法把攝像頭拍攝的二維的視頻進行三維重建，生成虛擬的三維物體，我們稱之為真實物體的虛擬化。MR技術是一個快速發展的領域，廣泛應用于工業、教育、影視、娛樂、建筑、醫療等行業?；旌犀F實涵蓋虛擬現實（VR）、增強現實技術（AR）的范圍。隨著人類科技的迭代發展，尤其是5G網絡和通信技術的高速發展，各行各業都將大規模應用MR技術。

MR技術的特征主要體現在虛實融合、實時交互和三維注冊等方面。虛實融合是指既可以通過顯示設備將虛擬對象添加到現實世界中，也可以將真實物體添加到計算機營造的虛擬世界，以實現虛擬與現實的交叉融合。實時交互是指用戶通過感覺通道與混合現實環境發生聯系，形成視覺、觸覺或知覺的感知，并提供智能的交互和反饋。三維注冊則是指在混合環境中的虛擬空間與現實空間之間形成三維方位的映射關系，以便感知用戶方位和身體姿態的變化并實時呈現合適的觀察畫面，為用戶提供完美的沉浸體驗。

2.MR技術在教育中的應用及發展

教育形態變革離不開技術創新的推動，新興技術對學習的內涵、形式以及環境的理解與發展產生不可忽視的影響?；旌犀F實技術（MR） 技術和藝術設計教育是近年來科技時代快速發展而產生的設計領域。隨著MR技術的發展，關于兩者的交叉研究不僅是設計實踐和研究的需要，也是設計各領域交叉發展的一個縮影。綜觀國內外現狀，其共同點是：在MR設計實踐層面的關注側重點不再停留于表現層次，而更多的是基于自身藝術形態的特點，從單純技術性的應用轉變成為對社會、人文、環境的關懷;從技術理性轉向人文感性;從宏觀的場景感受過渡到微觀的細節體驗。

美國率先將VR技術運用到教師教育領域，其典型是中佛羅里達大學的混合現實教學實訓系統（TeachlivE）。該系統通過VR技術創設一種虛擬和現實相結合的混合虛擬環境，讓師范生沉浸于一種完全“真實”的課堂環境中，訓練其教學技能、管理技能和反思技能等教育教學核心素養，以強化現實環境中教師教育實踐和反思的薄弱環節，促進教師培養質量的大幅度提高[3]。

MR技術在國內的高校設計學科里還屬于新興的發展階段，現有以四川美術學院為首的幾所高校開設了相關課程，所以將MR技術引入設計學科教學需要一個循序漸進的過程。作為一個出現只有短短幾年時間的技術，在實際教學中應該設立怎樣的課程體系，各高校都還處在邊探索邊實踐邊總結的過程中，在未來，MR技術和藝術設計教育需要關注開放創新情境下學科交叉、個性化培養與自主學習活動所帶來的機遇和挑戰。為適應這種變化，一方面要跳出現有專業的限定，在教育機制上更靈活地適應變革，培養學生的綜合能力，另一方面，設計本身應更側重于宏觀與微觀的整合，更注重社會創新和商業創新的結合。

十九大報告提出要完善職業教育和培訓體系，深化產教融合、校企合作，指明了新時代職業教育改革發展前進方向?，F在我們已經可以看到立體化教材、微課、在線課程等在職業院校里的各種應用。特別是在線課程的制作融合了虛擬現實、增強現實和混合現實技術，在職業教育里很受歡迎。

3.混合實現技術在藝術類專業領域中的優勢

混合現實技術在藝術設計專業群中課程教學中的使用，能有效地節省實訓資源，更緊密的將藝術理論與操作有效的轉換為藝術創新的能力。傳統教學多媒體表現的授課內容，不能展示藝術教學內容的多思維性，混合現實技術的運用能更好地體現信息化教學的本質，實現教學內容的交互。伴隨著我國5G的商用，混合現實技術在教學中的應用也為教育資源匱乏的地區提供了另外一種可能。從教學方式上來講，改變傳統的以課堂為中心的教學方式，運用虛擬現實演示的方式深入體驗教學內容，有效地實現課程理論與實踐的結合，將抽象教學內容轉換為直觀感受，是情境化教學、案例教學的有效途徑。 這種虛擬仿真教學環境具有一定的真實感，計算機、電子技術實現由 混合現實技術支撐的模擬現實環境，這一模擬環境看起來比較真實，是真環境的再現，有利于教師開展課堂互動，讓學生在混合現實教學環境中切身體驗，并及時將問題及發現反饋給教師，真正帶動起課堂熱情。從課程教案來講，混合現實技術能豐富和美化多媒體課件，豐富教學的過程，拓展教學的表現形式。從感官層面提升學生學習的興趣和積極性。

4.MR技術在高職藝術設計專業教學設計中的應用

藝術設計專業大部分課程都是實踐性較強的課程，如何提高實踐課程的有效性、趣味性，讓學生由被動學習為主動學習，提高學生的學習積極性，就要進行教學模式、內容和方法等方面進行改革，隨著職業教育的發展需要及MR技術的廣泛應用的趨勢，需要進一步改革藝術設計專業教學模式，轉變傳統教學方法，拓展教學內容，形成具有我校特有的藝術設計專業教學特色，從而更適應未來高等職業教育環境。具體而言，混合現實技術（MR）在藝術設計教學中有以下作用。

4.1改變教學模式

教學模式的實現離不開技術的支持，混合現實（MR）技術是虛擬現實（VR）技術的進一步發展，基于混合現實技術的教學模式解決方案，將混合現實技術引入藝術設計專業教學中，建立基于虛擬現實的改變傳統的授課模式，利用混合現實技術把原來復雜抽象的概念變的更加直觀，從而提升教學效率。

該技術通過在現實場景呈現虛擬場景信息，在現實世界、虛擬世界和用戶之間搭起一個交互反饋的信息回路，以增強用戶體驗的真實感?；旌犀F實（MR）技術是一組技術組合，不僅可以提供新的觀看方法，還可以提供新的輸入方法，而且所有方法相互結合，從而推動技術創新?；旌犀F實（MR）技術—即通過電腦技術，將現實世界與虛擬世界合并，從而建出一個新的可視化環境。在新環境中，現實世界中的物件與虛擬世界中的物件共存，并能即時互動。在這一過程中，體驗者可以感受到虛擬物體與現實世界間的依存關系，給人以真實感。通過混合現實技術融入到課堂中，培養學生學習興趣，提高學生動手能力，讓專業知識與社會需求接軌，培養社會實用型人才。

4.2改變教學方法

傳統教育模式仍然是通過黑板、學習資料和電腦的展示，帶給大家的是大量的文字，數據，缺乏可視化的元素，不能展示藝術教學內容的多思維性，讓學生理解得比較吃力，不能夠對現實的情境有很好的參與和互動?；旌犀F實技術的運用能更好地體現信息化教學的本質，實現教學內容的交互。從教學方式上來講，改變傳統的以課堂為中心的教學方式，運用虛擬現實演示的方式深入體驗教學內容，有效地實現課程理論與實踐的結合，將抽象教學內容轉換為直觀感受，是情境化教學、案例教學的有效途徑。 從課程教案來講，MR技術能豐富和美化多媒體課件，豐富教學的過程，拓展教學的表現形式。從感官層面提升學生學習的興趣和積極性。

4.3 提高教和學的有效性

混合現實技術能夠將藝術設計方案與現實的場景緊密聯系在一起，在設計過程中也能幫助設計人員更加快速、直觀地看到呈現出來的影像效果?；旌犀F實技術把二維視頻素材進行三維立體重建，可以使設計者通過混合現實技術中將設計三維模型在真實世界中注冊，并與真實的周邊環境融合，同時保證在設計結果中周邊環境的真實性，有利于設計者對設計方案做出更合理的評估?？梢暬脑O計手法及三維空間中的轉換，增強空間理解能力，提高設計的效率。例如混合現實技術能對室內設計教學發揮較大的輔助作用，在室內設計教學中，將想要表現的設計思想和理念通過混合現實技術在系統中進行運算能夠得到不同信息的反饋，大大提高了設計信息和實際信息之間的關聯性。這樣既可以提高室內設計教學的模擬想象力，又可以將設計方案和設計的實際形態相互結合地展現出來。讓學生切實地感受整個設計方案在真實場景中的效果，有助于學生針對設計方案中出現的問題及時反饋給教師，教師根據問題提出解決方法，學生再進行修改，這樣不僅能提高解決問題的能力，而且還縮短了設計的時間，收到提高效率的目的。

4.4增強藝術設計作品展示力

在傳統的藝術設計教學中，學生在進行作品展示的時候，展示出來的都是二維平面，缺乏應有的立體感，不夠生動形象。而混合現實技術的引入，可以彌補學生作品展示中的不足，可以將學生的作品進行三維立體的展示，并且可在不同的虛擬場景中進行展示，看到設計作品在不同場景的效果，更全面表現設計作品傳達的內容及閃光點，增強學生的成就感。

5.結束語

隨著科學技術的不斷發展，將“混合現實技術”與“藝術設計專業”深度融合，應用到專業建設各個環節，實現藝術+科技的結合，不斷促進教學改革，為高職藝術設計專業探索告之有效的教學模式。事實證明，我校在藝術設計專業應用混合現實技術，打破了空間、時間對學生學習的制約，降低了學生的學習難度，培養了學生自主學習和創新思維的能力，提高了學生學習專業課程的興趣和動手能力，有效提高了學生的學習效率。讓專業知識與社會需求接軌，培養社會實用型人才。推動科技與教育教學深度融合，探索未來職業教學新模式。

參考文獻

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作者簡介：謝麗（1977.7-），女、漢族、湖北石首人，武漢職業技術學院藝術設計學院副教授、院長，主要研究方向：藝術設計教育、視覺傳達設計、品牌設計等。

基金項目：本文為2021年教育部行指委辦職業教育改革創新課題項目 項目名稱：MR技術在跨界融合的藝術設計專業群的應用研究 課題編號：（HBKC217095）