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3D動畫技術在K12教育領域的內容創新

  “當把攝像頭對準一張印有老虎圖案的卡片時,我們在屏幕上看到從卡片中會彈出一支栩栩如生的老虎,用手在屏幕上觸動老虎,它立即會發出咆哮的聲音,并作出虎嘯的姿勢。當你打開手機上的那個App軟件,這時候手機屏幕上顯示的是前置攝像機所拍攝的影像。旁白會告訴你這是一種什么樣的動物。你可以拿著卡片轉動,老虎也會跟著卡片一起轉動,你可以從不同的角度觀察這只老虎。還有其它各式各樣的卡片... ...”。以上的場景象不象好萊塢魔幻電影的場景,在你的手中能變出一個奇妙的世界,這就是小熊尼奧的”口袋動物園“。

  雖然小熊尼奧熊劍明在接受騰訊科技專訪時說,“我們壓根不是一家教育公司,不會在教育這塊扎根很深,針對6歲以上孩子的產品我們會更偏向娛樂化一些”,但是在此,我恰恰很想探討一下動畫視頻技術在教育內容領域的創新與應用。

  在早教領域,小熊尼奧這個名字正為越來越多的人所熟悉,它的基于增強現實技術的兒童識物(字)類產品“口袋動物園”新奇有趣、很受少兒青睞。不僅給兒童近距離全方位的展現平常難以觸及的物體,而且通過增強現實技術以一種魔幻般的觸發方式出現在實景影像中。因為自己的孩子也是學齡前兒童,早就買來一套口袋動物園給孩子玩樂學習,一時成為孩子替代“植物大戰僵尸”畫冊的最喜愛的讀物玩具。

  小熊尼奧的口袋動物園真正拉近了幼兒與世界的距離,讓幼兒可以近距離的觀察這個世界的生物、人文與技術。而且我們看到,口袋動物園的3D動畫展現的還只是單一事物個體,還沒有加入更多的場景、聲光特效、或更復雜的邏輯情節,當然,這也受限于移動設備的圖形計算能力,姑且不論,如果換作PC設備,采用大型觸摸屏或交互式白板,完全可以展示更為生動的內容場景。口袋動物園如此受歡迎,從某種程度上已經驗證了個人用戶市場對3D交互式內容教育產品的接納與高度認可,那我們要思考的是這樣的產品是不是可以搬進我們的K12學校呢,而且如果學校已經具備這樣的基礎設施條件,這樣的產品會不會在學校的課堂上產生更加劇烈的反響呢?

  我們還是從小熊尼奧說起。這是一款在移動終端上運行的增強現實結合3D動畫交互技術的應用產品,能將實景影像與交互式3D交互動畫進行很好的合成。最新版的小熊尼奧還在硬件上做了進一步的創新,為小朋友提供了一款放大鏡形狀的移動終端,使用起來更加方便自然,也從用眼健康方面考慮了屏幕設計,暫且不提這些硬件方面的設計創意,其實核心環節還是在其軟件部分。軟件的核心部分主要包括圖像識別、視頻影像與模型動畫合成、圖像跟蹤與模型動畫隨動等模塊,我們暫且不深入探討其技術實現,因為已經有商用的增強現實開發系統,我們不用重新發明“車輪”了。在技術應用領域我們就要站在巨人的肩膀上,識別與影像合成的技術難度較大,尤其是能夠在移動設備上做出較好的效果,這正是象高通或Metaio這樣世界頂級公司所做的事情。AR增強現實只是引擎工具,吸引用戶的還是在模型動畫內容的創意設計上,這恰恰也是小熊尼奧產品的戰略側重點。

  讓我們將公辦學校的教育內容創新問題先放一下,我們再來關注兩款國外的基于3D動畫技術的教育產品,然后再回首反思。

  一個是來自英國的Gaia 3D可視教學產品,在一些視頻網站上傳播的一部視頻展示了這個產品的特征,在Gaia的3D閱讀器中,可以看到一個立體的人體心臟器官,可以從各個角度觀察心臟的外部特征;如果點擊一個透明效果的按鈕,就可以以透明方式展示這個心臟的內部構造;還可以以動畫形式展示心臟的跳動效果;還可以通過半剖視圖展示心臟內部血流的路徑;還可以戴上3D立體眼鏡,以一種身臨其境、讓我們心跳加快的方式了解我們自己的心臟。Gaia的教學產品覆蓋了生物、物理、化學、地理、歷史、設計技術、數學、人體、英語、創意藝術、社會公共責任、宗教、現代語言、信息與通信技術(ICT)14個領域,提供超過400個以上的3D動畫模型。Gaia的3D交互式動畫產品主要通過模型來描述物體的結構、概念與原理,同時提供3D立體影像支持,使學生通過觀察、探究而不是單純的課程傳授來理解復雜抽象的問題。其3D立體教學體驗,使學生的學習更具沉浸感。英國的教育學術機構已經通過評估模型對3D立體教學進行過教學效果對比實驗,明確顯示3D立體教學相對于普通教學方式顯著增強了學生的記憶力、想象力與觀察力。Gaia在英國已經有15年以上的歷史,在教學內容上做了很多基礎性的工作與積累。

  如果采用動畫技術用于我們的K12教學,基本上可以實現教學內容的全覆蓋,動畫技術可以表現所有我們可以想象到的內容。其實國內已經有一些有前瞻性的公司開始在這方面起步探索,比如:鯊魚公園。鯊魚公園主打小學科學主題,其短視頻2D卡通動畫覆蓋了小學科學4大板塊、300多個概念。鯊魚公園并沒有采用3D動畫技術,也沒有在動畫中提供交互式支持,他們采用的僅是2D卡通動畫。不管是否用了更新的交互或展現技術,2D動畫教學產品已經打開了內容創新的大門,在某種程度上確實提升了學生的學習體驗,至少可以更好的展現概念、原理、場景與情節。目前鯊魚公園主要自己在開辦學校提供科學教育服務,這不禁想到我們在公辦學校內的孩子,他們什么時候能夠接觸這種更具學習體驗的教學內容呢?

  討論完這些產品案例,我想提出的是,動畫技術尤其是3D交互式動畫、增強現實/虛擬現實技術(AR/VR),在K12教育領域教育內容的教學體驗方面將會帶來顛覆式創新,并且可以是教學內容的全覆蓋創新,看看Designmate、看看Gaia,教育內容還可以玩出更加震撼的花樣。

  我們現在的公辦教育,信息化建設程度正在逐步完善,國家在這方面的投入可以說是“風力正緊”。配合先進的硬件設施,利用最新的動畫技術與工具,已經可以以較低的成本開發出優秀的課程產品。這并不是要重新編制當前k12教育領域的課上內容,而是以一種新的形式來展現課上內容,這種新的展現形式正是內容創新的重要部分。從根本上講,教育內容的創新真正會帶來教學效果的提升、帶來學習效率的提升;就像我們搞數據分析一樣,試圖通過建立一個確定性模型去提升考試成績,只不過前者關注的是教與學、后者關注的是測與練。

  另外一家要介紹的公司有些類似于鯊魚公園,來自印度的Designmate公司。不過Designmate已經有25年以上的歷史,宣稱提供世界最好的3D教育內容。其產品覆蓋科學、生物、物理和化學4大學科,3D視頻超過1000個。是不是世界最好的我們還不敢下結論,但我們看到Designmate的視頻的確非常震撼。其官網上的一部視頻為我們展示出了人體腎臟的工作機理,它將人體內的器官結構展現的異常宏大,戴上3D立體眼鏡,通過其攝像機特寫,使學習者感到仿佛是一個小的元素或者細胞,置身于巨大的人體組織構成的“山脈、草原與森林”中,再加上其交響樂的配樂聲效,更有點電影“指環王”中龐大軍隊在崇山峻嶺中征戰的氣勢,真有點史詩般的效果。這種效果用2D動畫很難展示出來,更是圖片、文字、語言及一般慕課教學錄像所不能及的。據說,Designmate的設計人員有近二百個殘疾人。我經常饒有趣味的看印度阿三“開掛”的奇葩創意視頻,在這樣一個宗教國家,這樣一群住在貧民窟、西裝革履卻能快樂工作的”程序猿“,創作出這樣一個純粹的、杰出的產品,心理真是不由得肅然起敬。至少我個人覺得,做教育,要有一種宗教精神,要有一種使命。

  目前我們的公辦教育,信息化技術的進步帶來的內容創新首先已經從慕課開始,慕課主要解決了優質教育資源的可錄制、傳播的問題,同時也是為解決教育公平性問題為目的的,但慕課還是一種單向的傳授型教學體驗。而目前的信息化配套設施足以支持更多更好的內容創新,比如我們上面提到的3D(交互)動畫教育內容,它同樣具備可復制性、可通過網絡進行傳播,而且可以帶來更好的教學體驗,可以將教育創新推上一個新境界。

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