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3D动画技术在K12教育领域的内容创新

  “当把摄像头对准一张印有老虎图案的卡片时,我们在屏幕上看到从卡片中会弹出一支栩栩如生的老虎,用手在屏幕上触动老虎,它立即会发出咆哮的声音,并作出虎啸的姿势。当你打开手机上的那个App软件,这时候手机屏幕上显示的是前置摄像机所拍摄的影像。旁白会告诉你这是一种什么样的动物。你可以拿着卡片转动,老虎也会跟着卡片一起转动,你可以从不同的角度观察这只老虎。还有其它各式各样的卡片... ...”。以上的场景象不象好莱坞魔幻电影的场景,在你的手中能变出一个奇妙的世界,这就是小熊尼奥的”口袋动物园“。

  虽然小熊尼奥熊剑明在接受腾讯科技专访时说,“我们压根不是一家教育公司,不会在教育这块扎根很深,针对6岁以上孩子的产品我们会更偏向娱乐化一些”,但是在此,我恰恰很想探讨一下动画视频技术在教育内容领域的创新与应用。

  在早教领域,小熊尼奥这个名字正为越来越多的人所熟悉,它的基于增强现实技术的儿童识物(字)类产品“口袋动物园”新奇有趣、很受少儿青睐。不仅给儿童近距离全方位的展现平常难以触及的物体,而且通过增强现实技术以一种魔幻般的触发方式出现在实景影像中。因为自己的孩子也是学龄前儿童,早就买来一套口袋动物园给孩子玩乐学习,一时成为孩子替代“植物大战僵尸”画册的最喜爱的读物玩具。

  小熊尼奥的口袋动物园真正拉近了幼儿与世界的距离,让幼儿可以近距离的观察这个世界的生物、人文与技术。而且我们看到,口袋动物园的3D动画展现的还只是单一事物个体,还没有加入更多的场景、声光特效、或更复杂的逻辑情节,当然,这也受限于移动设备的图形计算能力,姑且不论,如果换作PC设备,采用大型触摸屏或交互式白板,完全可以展示更为生动的内容场景。口袋动物园如此受欢迎,从某种程度上已经验证了个人用户市场对3D交互式内容教育产品的接纳与高度认可,那我们要思考的是这样的产品是不是可以搬进我们的K12学校呢,而且如果学校已经具备这样的基础设施条件,这样的产品会不会在学校的课堂上产生更加剧烈的反响呢?

  我们还是从小熊尼奥说起。这是一款在移动终端上运行的增强现实结合3D动画交互技术的应用产品,能将实景影像与交互式3D交互动画进行很好的合成。最新版的小熊尼奥还在硬件上做了进一步的创新,为小朋友提供了一款放大镜形状的移动终端,使用起来更加方便自然,也从用眼健康方面考虑了屏幕设计,暂且不提这些硬件方面的设计创意,其实核心环节还是在其软件部分。软件的核心部分主要包括图像识别、视频影像与模型动画合成、图像跟踪与模型动画随动等模块,我们暂且不深入探讨其技术实现,因为已经有商用的增强现实开发系统,我们不用重新发明“车轮”了。在技术应用领域我们就要站在巨人的肩膀上,识别与影像合成的技术难度较大,尤其是能够在移动设备上做出较好的效果,这正是象高通或Metaio这样世界顶级公司所做的事情。AR增强现实只是引擎工具,吸引用户的还是在模型动画内容的创意设计上,这恰恰也是小熊尼奥产品的战略侧重点。

  让我们将公办学校的教育内容创新问题先放一下,我们再来关注两款国外的基于3D动画技术的教育产品,然后再回首反思。

  一个是来自英国的Gaia 3D可视教学产品,在一些视频网站上传播的一部视频展示了这个产品的特征,在Gaia的3D阅读器中,可以看到一个立体的人体心脏器官,可以从各个角度观察心脏的外部特征;如果点击一个透明效果的按钮,就可以以透明方式展示这个心脏的内部构造;还可以以动画形式展示心脏的跳动效果;还可以通过半剖视图展示心脏内部血流的路径;还可以戴上3D立体眼镜,以一种身临其境、让我们心跳加快的方式了解我们自己的心脏。Gaia的教学产品覆盖了生物、物理、化学、地理、历史、设计技术、数学、人体、英语、创意艺术、社会公共责任、宗教、现代语言、信息与通信技术(ICT)14个领域,提供超过400个以上的3D动画模型。Gaia的3D交互式动画产品主要通过模型来描述物体的结构、概念与原理,同时提供3D立体影像支持,使学生通过观察、探究而不是单纯的课程传授来理解复杂抽象的问题。其3D立体教学体验,使学生的学习更具沉浸感。英国的教育学术机构已经通过评估模型对3D立体教学进行过教学效果对比实验,明确显示3D立体教学相对于普通教学方式显著增强了学生的记忆力、想象力与观察力。Gaia在英国已经有15年以上的历史,在教学内容上做了很多基础性的工作与积累。

  如果采用动画技术用于我们的K12教学,基本上可以实现教学内容的全覆盖,动画技术可以表现所有我们可以想象到的内容。其实国内已经有一些有前瞻性的公司开始在这方面起步探索,比如:鲨鱼公园。鲨鱼公园主打小学科学主题,其短视频2D卡通动画覆盖了小学科学4大板块、300多个概念。鲨鱼公园并没有采用3D动画技术,也没有在动画中提供交互式支持,他们采用的仅是2D卡通动画。不管是否用了更新的交互或展现技术,2D动画教学产品已经打开了内容创新的大门,在某种程度上确实提升了学生的学习体验,至少可以更好的展现概念、原理、场景与情节。目前鲨鱼公园主要自己在开办学校提供科学教育服务,这不禁想到我们在公办学校内的孩子,他们什么时候能够接触这种更具学习体验的教学内容呢?

  讨论完这些产品案例,我想提出的是,动画技术尤其是3D交互式动画、增强现实/虚拟现实技术(AR/VR),在K12教育领域教育内容的教学体验方面将会带来颠覆式创新,并且可以是教学内容的全覆盖创新,看看Designmate、看看Gaia,教育内容还可以玩出更加震撼的花样。

  我们现在的公办教育,信息化建设程度正在逐步完善,国家在这方面的投入可以说是“风力正紧”。配合先进的硬件设施,利用最新的动画技术与工具,已经可以以较低的成本开发出优秀的课程产品。这并不是要重新编制当前k12教育领域的课上内容,而是以一种新的形式来展现课上内容,这种新的展现形式正是内容创新的重要部分。从根本上讲,教育内容的创新真正会带来教学效果的提升、带来学习效率的提升;就像我们搞数据分析一样,试图通过建立一个确定性模型去提升考试成绩,只不过前者关注的是教与学、后者关注的是测与练。

  另外一家要介绍的公司有些类似于鲨鱼公园,来自印度的Designmate公司。不过Designmate已经有25年以上的历史,宣称提供世界最好的3D教育内容。其产品覆盖科学、生物、物理和化学4大学科,3D视频超过1000个。是不是世界最好的我们还不敢下结论,但我们看到Designmate的视频的确非常震撼。其官网上的一部视频为我们展示出了人体肾脏的工作机理,它将人体内的器官结构展现的异常宏大,戴上3D立体眼镜,通过其摄像机特写,使学习者感到仿佛是一个小的元素或者细胞,置身于巨大的人体组织构成的“山脉、草原与森林”中,再加上其交响乐的配乐声效,更有点电影“指环王”中庞大军队在崇山峻岭中征战的气势,真有点史诗般的效果。这种效果用2D动画很难展示出来,更是图片、文字、语言及一般慕课教学录像所不能及的。据说,Designmate的设计人员有近二百个残疾人。我经常饶有趣味的看印度阿三“开挂”的奇葩创意视频,在这样一个宗教国家,这样一群住在贫民窟、西装革履却能快乐工作的”程序猿“,创作出这样一个纯粹的、杰出的产品,心理真是不由得肃然起敬。至少我个人觉得,做教育,要有一种宗教精神,要有一种使命。

  目前我们的公办教育,信息化技术的进步带来的内容创新首先已经从慕课开始,慕课主要解决了优质教育资源的可录制、传播的问题,同时也是为解决教育公平性问题为目的的,但慕课还是一种单向的传授型教学体验。而目前的信息化配套设施足以支持更多更好的内容创新,比如我们上面提到的3D(交互)动画教育内容,它同样具备可复制性、可通过网络进行传播,而且可以带来更好的教学体验,可以将教育创新推上一个新境界。

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