随着计算机图形学、仿真技术的快速发展以及PC、智能移动终端等硬件设备的应用普及,虚拟现实已悄然融入到人类社会生活的各个领域。虚拟仿真作为新时代的前沿科学技术之一,对航天航空、工业机械测绘、文化传播等领域的发展前景起到了巨大的推动作用,特别是在教育领域,对高校课程教学方式的变革和学生学习方式的创新具有极其重要的意义。目前,许多高校实验类课程与虚拟仿真技术进行深度融合的同时,借助虚拟仿真的优势开发出沉浸性高、带入感强的优质数字化学习资源,相比之下,影视拍摄技术课程的实验教学环境建设效率较低,学习资源较为匮乏,学生学习效果不佳,所以,影视拍摄技术课程急需优质的学习资源来改善学生在实际学习拍摄任务的过程中存在的问题。本研究旨在通过虚拟仿真技术,结合多种软件工具进行摄像虚拟仿真教学实验功能架构的设计与开发,分析虚拟仿真教学实验的应用效果,以不断完善虚拟仿真教学实验的教学功能,为影视拍摄技术课程搭建出优质数字化学习资源。本研究以Y校教育技术学专业开设的《影视拍摄与制作技术》课程为例,基于3ds Max的几何模型建模、关键帧动画技术以及Unity3D算法开发等多种技术手段,开展虚拟仿真教学实验人机交互式操作的虚拟摄像教学场景的设计与开发。首先,通过文献法梳理国内外虚拟现实理论及技术的发展脉络,掌握国内高校实验类课程与虚拟仿真融合视域下的建模技术和开发手段,发掘前人在开发研究中的技术优势及不足。其次,以《影视拍摄与制作技术》课程学习内容为导向,依据相关教育理论为支撑,设计出虚拟仿真实验总体教学方案,并针对实验的建模与开发两大环节分别设计出摄像设备三维模型构建方案、虚拟仿真交互场景功能模块方案。再次,利用3ds Max三维软件对影视拍摄设备教学实物进行建模,在几何模型建模基础上配合关键帧动画技术制作虚拟摄像设备的仿真动画,完成影视拍摄设备三维资源的开发。借助专业后期编辑软件将三维动画同多种辅助资源进行合成、整合成为虚拟仿真视频资源。再利用Unity3D引擎中的算法开发技术与动画状态机系统,搭建出人机交互式操作的摄像设备虚拟实验场景和虚拟仿真视频资源库,实现了影视拍摄技术课程的虚拟仿真教学实验。最后,将虚拟仿真教学实验应用于学生学习《影视拍摄与制作技术》课程的过程中,采用问卷调查法和访谈法对学生使用虚拟仿真教学实验的学习体验效果进行数据的采集、分析、评价与总结。通过对摄像设备应用的虚拟仿真教学实验效果的测评发现:本研究开发的虚拟仿真教学实验具有较强的教学实用性,学生在虚拟教学情境中的学习沉浸感和自主性得到有效提升。学生通过虚拟化接入的人机交互式操作的学习方式,熟练掌握了摄像设备的基本工作原理,增强了学生对拍摄技术核心操作技能的熟练度,相比于原有的影视拍摄技术课程的学习而言,学生在真正意义上实现了影视拍摄技术的情境化学习。综合虚拟仿真教学实验的整体开发过程和测评的应用效果来看,研究认为:(1)几何模型建模技术能够很好地创建影视拍摄设备的三维资源。采用几何模型建模技术能够高效地创建出结构复杂、纹理细致的摄像设备虚拟模型,同时,几何建模技术能够很好地与关键帧动画技术相结合,创新式地为影视拍摄设备增添新形式的仿真动画资源。(2)Unity3D引擎可以更好地实现虚拟仿真教学实验的人机交互。基于Unity3D算法开发技术以脚本实例化对象的方式能够很好地实现学生与虚拟模型进行交互作用的构想,此外,创新式地融入双视口显示技术和动画状态机系统,实现了摄像机取景框跟随用户操作同步呈现变化和用户的个性化视频交互点播需求。(3)虚拟仿真教学实验为学生提供了摄像机拍摄技术的良好学习体验。虚拟仿真教学实验为学生拓展了学习空间,增进了学生的沉浸式学习体验,进而提升了学生对于摄像操作技术的熟练度,在整体上创新式地颠覆了传统高校实验类课程中学生的学习行为方式。