基于Unity3D引擎的印刷原理教学软件的设计与开发.pdf

摘要

虚拟现实技术（VirtualReality简称VR）在本世纪初之前就被人提出，但受制于

当时的科技水平，其研究更多只是理论方面。但随着近些年计算机技术的飞速发展，

虚拟现实技术逐渐走进各行各业，在不同领域中都发挥着重要作用。本课题正是基于

虚拟现实技术在教育中的功能性展开。

目前我国各高校传统工科教育仍然使用书籍、教学PPT等方式进行授课，但是以

印刷专业为例，很多印刷原理相关的知识仅仅使用文字、图片等二维对象进行描述，

对学生的空间想象力要求较高。晦涩的原理性知识不仅提升了教师的教学难度，而且

会降低学生的学习兴趣。而虚拟现实技术的出现为这种难题提供了解决方案：可以通

过虚拟现实技术将抽象的原理知识实体化，通过3D模型和动画特效，将原理知识以

立体的形式展现在学生面前，帮助学生更好地理解概念，提升学习效率。

本教学软件以《印刷原理设备与工艺》一课为基础，将工科专业教学与虚拟现实

技术相结合，将该印刷专业课程中的部分印刷原理知识为研究对象进行开发。软件内

部集合印刷机模型展示、部件聚焦、带有文字描述及模型和动画演示的原理知识介绍、

印刷压力实验及课后测验于一体，同时提供后端数据库存储服务，教师端可以上传课

后测试题目及获取学生测验结果，学生端则可以进行课后测验并查看正确答案和解

析。印刷机模型展示模块由Autodesk3DsMAX及Blender搭建渲染，放置于Unity3D

引擎中添加交互脚本，原理知识模块、实验模块、课后测试模块及软件UI均于Unity3D

引擎中制作，后端数据库及用户信息模块则在腾讯云服务器上搭建。整个软件最终发

布为PC端应用软件。

本教学软件既提供了原理知识的文字性描述，同时也提供了对应的3D模型动画，

辅助学生理解。实验模块打破了时空限制，让学生可以随时随地进行仿真实验，在直

观地看到实验结果的同时可以有效降低时间和资金成本。创新地接入后端数据库有利

于学生获得更多的学习资源，提高学习效率；也方便教师更好地掌握学生的学习情况，

提高教学质量。

关键词：虚拟现实技术；Unity3D；实验原理；教学辅助

ABSTRACT

VirtualReality(VR)wasproposedbeforetheturnofthecentury,butitsresearchwas

moretheoreticalbecauseofthestateoftheartatthetime.Butwiththerapiddevelopment

ofcomputertechnologyinrecentyears,virtualrealitytechnologyhasgraduallyenteredall

walksoflifeandplayedanimportantroleindifferentfields.Thistopicisbasedonthe

functionofvirtualrealitytechnologyineducation.

Atpresent,thetraditionalengineeringeducationinChineseuniversitiesstilluses

books,teachingPPTandothermethodsforteaching.However,takingprintingmajorasan

example,manyknowledgerelatedtoprintingprinciplesareonlydescribedby

two-dimensionalobjectssuchastextandpictures,whichrequireshighspatialimagination

ofstudents.Obscurebasicknowledgenotonlyincreasesthedifficultyofteaching,butalso

reduce