基于物联网的数字动画实验室建设

引言

物联网，顾名思义，就是物物相连的互联网。物联网的定义有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网是指运用传感器、射频识别(RFID)、智能嵌入式等技术，使信息传感设备实时感知任何需要的信息，并按照约定的协议，通过可能的网络(如基于Wi-Fi的无线局域网、2G/3G等)接入方式，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、控制和管理。

当前，社会对数字娱乐、数字媒体、数字动画的关注度与日俱增，整个数字文化产业正处于一个高速发展的进程中。同时，物联网技术也在加速发展之中。因此，如何在当前的背景下，通过将物联网技术与数字动画实验教学相结合，培养出数字文化产业所需求的高级人才，是当前拥有数字动画专业的高校所面对的重要问题。目前，成都大学美术学院实验示范中心在原有的基础上，结合校内外优势资源，把握住数字化娱乐、数字化动画的人才培养需求以及社会产业发展需要,成功整合并建立了数字动画实验中心并通过初验收，完成了面向数字娱乐、数字媒体、数字动画三大主题的相关实验示范中心体系。但是，就实验室目前情况而言，实验室的整体体系仍是偏重于传统的独立分散模式。因此，如何培养出数字文化产业所需求的高级人才，是当前拥有数字动画专业的实验室所面临的重要问题。

1基于物联网的数字动画实验室建设思想

目前，成都大学美术学院已建成了实物定格动画工作室、动画非线性编辑室、基础图形软件工作室、数码绘画写生教室、MAYA三维动画工作室、数字媒体技术实验室、计算机网络实验室等多个独立的实验室。为了将学院实验室推向更高层次，学院提出了基于物联网模式的实验室建设方案。其主要的理念在于，将动画专业特色与学院“创意”文化本质进行融合,培养综合型大学生。为了把实验教学中心建设成为国内一流的、具有特色的示范中心，其核心理念可以归结为“创新、创造,高端、高效，实用、开放”其中，“创新、创造”主要是提升动画专业人才水平;“高端、高效”指的是全方面、多层次覆盖;而“实用、开放”则表示面向不同类型的对象。

2基于物联网的数字动画实验室建设目标

由于物联网技术是一门新兴的应用复合型学科，因此,在将物联网技术应用于实验室建设时，除了要拥有物联网学科的专业知识背景外，同时要将重心放在各领域环境中，从而形成与该领域相结合的应用型实验室。基于物联网的实验室建设，该学科的人才培养与学科建设要相辅相成，在实验教学体系建设中，充分利用了科学研究、合作交流、基地建设等方面的资源、特色和成果，打造具有学院自身特色和优势的物联网实验体系品牌o

根据数字动画专业的培养需求，实验室不仅是面向普通实验教学课程开放，同时还应该使学生参与科研开放、学生创意活动开放以及面向社会开放。物联网实验室总体建设目标:面向基础性教学实验的支持和面向行业的综合应用性实验的底层支持两大类目标。

第一是面向基础性实验教学的支持。就是将物联网技术应用与动画专业中基础性实验课程相结合，使得基础性实验课能有序、高效地开展。

第二是面向动画行业的综合应用性实验的底层支持。结合动画行业的发展，通过依托实际的项目，将物联网技术应用于实验室建设中，以便以物联网技术作为底层支撑，提供一个全方位的动画实验教学的研究平台。

3数字动画实验室建设的必要性

整个数字动画实验室物联网体系是由多个不同功能的实验室按应用需求编织组成的。一部完整的动画制作流程就是个例证。数字动画实验室体系中最重要的是每个独立实验室之间要形成桥梁。目前，基于物联网性质的各高校实验平台正在不断出现，比如合肥工业大学物联网联合实验室、北京邮电大学物联网联合实验室等。

随着数字动画制作技术的不断更新、资源整合一体化以及制作流程的逐步完善，动画制作流程已经完成了从传统制作方式向现代科技方式的逐步转变，而数字动画实验体系也是随着物联网的发展，由传统的单一独立模式向着智慧实验室过渡吐在当前阶段，数字动画实验室建设的主要目标是构建具备“可靠、开放、可扩展、先进”特征，以智慧数字动画实验室来体现物联网模式实验室的不可替代性。从整个数字动画制作流程来看，各个制作环节是最终动画成果的最终实现过程。通过对每个流程制作的实验室的感知，实现动画制作过程中资源、管理、监控分析的一体化。动画实验室资源要素是新型数字动画与传统动画的主要区别，其实质就是各独立制作实验室的资源整合。实验室要素集成化是指通过一定的技术手段，对各流程制作的实验室功能、资源、信息、网络等资源要素进行一系列统筹、决策和评价，使得各个流程制作的实验室之间能统一、协调，从而作为一个整体进行运行，将每个独立的实验室资源进行共享，达到一体化的要求叫实验室资源集成统一、实验室系统网络化和应用系统有效衔接是当前数字动画实验室的基础。而成都大学美术学院的数字动画实验室建设的核心是独立流程制作的实验室资源整合与优化，利用当前能够利用的资源平台，合理规划建设和整合优势资源，促进实验室在教、产、研中的重要性。

按照监控对象划分，数字动画实验室监控主要集中在实验教学、实验项目。从整个动画制作流程来看，需要对动画制作的各个环节进行统筹、协调、指导、监督。随着数字动画的发展，数字动画实验室整体体系建设必须从统一高度出发，为形成分工细化、整体标准化体系提供必要的技术支持,为形成“产、学、研”三大环节相互转化模式，提升学科的整体水平与竞争力。

4数字动画实验室物联网系统建设

数字动画实验室物联网软件系统建设的真正重心在于实现对整个实验系统的运行效率的提升。整个实验系统主要包括终端服务器、实验教学监控系统、实验项目管理系统等地4.1终端服务器

在成都大学美术学院数字动画实验室物联网建设中，最先需要完成的是整个数字实验室的终端服务器。根据物联网的定义和标准，终端服务器负责整个物联网的运行，主要的功能包括系统数据管理、系统数据逻辑处理、系统指令发送与接收。同时，作为系统的控制部分，终端服务器拥有最高的控制权限。美术学院实验示范中心的物联网系统，架设有一个一级权限的终端服务器系统，该终端服务器的权限分配给实验中心的最高负责人以及动画专业的最高负责人，并通过终端服务器对整个实验教学部分和实验项目部分进行监管、决策、信息收集等工作。

4.2实验教学监控系统

实验教学是整个高校教学中一个重要的组成部分，而动画学科的实验教学相比较于传统的理工科的实验注重数据成果来说，动画学科的主要重点是动画制作的作品评价。除此之外，实验教学过程中还要有效地对学生实验完成情况、教师与学生的出勤情况等信息进行收集和监管，而这些工作都可以采用物联网系统进行完成。

在美术学院实验示范中心下属的基础实验室中，对于在该实验室里进行实验教学的教师和学生都配置了RFID标识器，这种RFID标识器主要有三大功能。

第一是通过RFID标识器，对进入实验室上课的教师、学生进行考勤管理。门禁系统会自动收集上课人员的出入时间，并将数据返回服务器进行比对，记录该人员出入时间是否属于迟到、早退或旷课。

第二，通过RFID标识器的监控，可对学生提交的实验作业进行管理和评分。学生在每次实验课程之后，按要求在线提交相应的实验作业，实验作业达到要求后，系统允许接收;同时每个学生在教师处，使用PAD系统对RFID标识器进行扫描，确认其该次作业已经上交。下次实验课程时候，学生再次使用PAD对RFID进行扫描，接收上次作业的成绩数据。当该门课程结束后，学生上交RFID标识器，通过扫描可以获取该学生整个出勤率、平时成绩数据，以便于期末考核。

4.3实验项目管理系统

美术学院示范中心还设置有两个1级专业实验室，其主要任务是承担动画专业的科研项目。由于动画制作本身是一个耗资、耗时且需要专业团队分工与项目管理控制的工作，因此，学院在1级专业实验室下，又增设了若干2级专业实验室,并结合物联网技术进行项目管理。

动画制作项目中，按照分工有动画师、上色人员、摄影人员。根据不同的分工，科研人员分别进入对应的专业实验室，并配置RFID标识器。人员到岗后，通过PAD系统进行扫描，可以自动获取本日或本周的项目工作安排和内容，同时当本日或本周工作结束后，科研人员将工作进度上报，系统审批通过后，再通过PAD系统扫描，将工作进度信息记录于RFID中。项目负责人可以随时收集每个人员的工作进度,做出相应的决策。

5结语

基于物联网的数字动画实验室系统是成都大学美术学院网络化课程建设的一种探索。采用这种实验室管理模式，有很多优势，具体可以归纳为以下几点：

首先，在成功应用了物联网技术后，在一定程度上提高了实验管理工作的效率，摆脱了传统纯人工化低效的管理模式，使得实验管理的方式更加高效、科学。

其次，在提高实验室管理运作效率的基础上，可以更好地加强数字动画学科的“教、产、研”三方面的结合与转换,使得教师与学生能更好地投入到实验室研究中，同时实验室研究成果也能更好地走向市场。

同时，也极大地提高了实验课程监管的效率。传统的实验课程中，对于考勤部分，往往是通过老师点名记录来完成，同时，针对实验教学中老师上课内容的监管，也只是采用不定时的听课,然后传统纸质文档填写记录，领导签字确认的流程。这种传统监管方式存在着一定的盲区，同时效率低下，而且不能做到完全的客观公正。而采用RFID标识器后，所有的出勤考核、实验教学监管都能做到全方位、准确地覆盖，便于对学生的成绩评定以及教师教学任务的考核。

此外，也极大地提高了完成科研项目的效率。由于整个动画实验项目的完成需要耗费大量的人力、物力，同时涉及到较多的人员分工，因此，对项目的管理提出了较高的要求。而通过采用物联网方式进行管理，能让项目负责人更好地对各个角色的工作完成度、工作量以及角色分工，项目进度等实施有效的监管和控制，提高整个实验项目的研究质量，为学院的科研项目提供有力的支持。

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