CN106846930A - 一种基于增强现实的三维互动学习方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于增强现实的三维互动学习方法，包括以下步骤：（1）软件启动；（2）摄像头开始工作；（3）时时捕捉教学卡片；（4）当捕捉到教学卡片；（5）用户通过交互来提供真实背景图像中隐含的三维信息，从而使3D虚拟物体能与这些三维信息进行直接交互；（6）用户退出AR应用；（7）当未能捕捉教学卡片，回到步骤（3）重新捕捉。本发明增强受知过程的趣味性，通过对比加深受众的认知程度，完善信息系统，界面操作简化，实现了交互学习和转换的过程。

Description

一种基于增强现实的三维互动学习方法

技术领域

本发明涉及一种多媒体互动教学方法，具体是一种基于增强现实的三维互动学习方法。

背景技术

目前市场上较为主流的多媒体教学装置包括学习机、早教机、点读机、点读笔、电子书/书包、识字卡片、电脑教育软件。但现有多媒体教学装置都存在如下缺陷：1.传统的教学设备缺乏学习的趣味性，难以调动儿童的主动性；2.高科教育类的多媒体教学装置操作较为复杂，用户门槛较高；3.没有很好的可带动家庭互动的多媒体教学装置。随着计算机技术的成熟与进步，文字和图片在学习中的应用比重越来越大，甚至3～6岁的儿童也开始接触了大量的文字和图像资料。而以往的操作是通过鼠标和键盘，触摸式的平板电脑虽然改变了键盘和鼠标的交互方式，但是依然停留在二维平面交互上。AR（Augmented Reality，增强现实）与VR（Virtual Reality，即虚拟现实）是近年来的科学研究热点之一。增强现实也被称之为混合现实，其通过计算机技术，将虚拟信息应用到真实世界，真实环境和虚拟物体实时地叠加到了同一个画面或空间。增强现实提供了在一般情况下，不同于人类可感知的信息。它不仅展现了真实世界的信息，而且将虚拟信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。但目前在多媒体教学中，依然是传统的计算机的单向输入模式为主，而增强现实技术在教学中并没有得到很好的运用，技术层面没有被广泛群体认知，增强现实技术与多媒体结合是必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于增强现实的三维互动学习方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于增强现实的三维互动学习方法，包括以下步骤：

（1）软件启动：用户通过互联网获得若干个AR应用，并启动一个AR应用；

（2）摄像头开始工作：系统将真实环境显示在多媒体屏幕上，用户在摄像头前移动教学卡片；

（3）时时捕捉教学卡片；

（4）当捕捉到教学卡片，通过分析时时显示所对应的教学模型：系统对教学卡片上的信息进行自动跟踪和识别，并自动将信息对应的3D虚拟物品显示在多媒体屏幕上；

（5）用户通过交互来提供真实背景图像中隐含的三维信息，从而使3D虚拟物体能与这些三维信息进行直接交互；

（6）用户退出AR应用；

（7）当未能捕捉教学卡片，根据之前捕捉到的卡片信息，以VR模式呈现模型，并与之直接交互，回到步骤（3）重新捕捉。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过增强现实的三维学习与教学设备的结合, 增强受知过程的趣味性，通过对比加深受众的认知程度；教学卡片的增添资讯，增加了对显示内容的配音介绍，完善信息系统，使受众获得更多知识内容；调整AR与VR的协调， 不需任何多余操作可自由转换，界面操作简化，增添卡片内容的储存回放，多频卡片放置模式，实现了交互学习和转换的过程。

附图说明

图1为基于增强现实的三维互动学习方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中，一种基于增强现实的三维互动学习方法，包括以下步骤：

（1）软件启动：用户通过互联网获得若干个AR应用，并启动一个AR应用；

（2）摄像头开始工作：系统将真实环境显示在多媒体屏幕上，用户在摄像头前移动教学卡片；

（3）时时捕捉教学卡片；

（4）当捕捉到教学卡片，通过分析时时显示所对应的教学模型：系统对教学卡片上的信息进行自动跟踪和识别，并自动将信息对应的3D虚拟物品显示在多媒体屏幕上；

（5）用户通过交互来提供真实背景图像中隐含的三维信息，从而使3D虚拟物体能与这些三维信息进行直接交互；

（6）用户退出AR应用；

（7）当未能捕捉教学卡片，根据之前捕捉到的卡片信息，以VR模式呈现模型，并与之直接交互，回到步骤（3）重新捕捉。

本发明针对市场上增强现实技术在多媒体教学中的应用不完善加以改进，设计多频位卡片放置阅读，一是针对市场上同类产品的单频位的展示方式加以改进，双向对比使受众记忆度加深，更全面接触知识面，二通过对比，增加了教学过程中的趣味性。

本发明参照市场上增强现实技术在多媒体教学中的语音内容输出单一改进的，增加百科资讯配音介绍, 使受众对认知的事物有一个系统性，完整性，整体性的了解；对市场上增强现实技术在多媒体教学中的阅读方式做出改进，通过卡片浏览记录，会使该卡片内容在三维互动机中得以一定时间的存储，以便于来回阅读内容；并且可以讲不同的卡片内容调整作出对比，使受众在方便易捷的学习环境中得到更多的知识认知。

本发明针对市场上增强现实技术在多媒体教学中的操作系统单向转换的不便和单一, 修改程序代码完善AR与VR的结合，当摄像头偏离AR卡片或因对焦关系导致卡片模糊不清晰或摄像头离开原始对准目标时，本发明软件系统会自动转换为VR功能，让真实环境和虚拟情景相互结合，把卡片内容清晰地传递给受众，并且开发了受众的思维想象力。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (1)

1.一种基于增强现实的三维互动学习方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）软件启动：用户通过互联网获得若干个AR应用，并启动一个AR应用；

（2）摄像头开始工作：系统将真实环境显示在多媒体屏幕上，用户在摄像头前移动教学卡片；

（3）时时捕捉教学卡片；

（4）当捕捉到教学卡片，通过分析时时显示所对应的教学模型：系统对教学卡片上的信息进行自动跟踪和识别，并自动将信息对应的3D虚拟物品显示在多媒体屏幕上；

（5）用户通过交互来提供真实背景图像中隐含的三维信息，从而使3D虚拟物体能与这些三维信息进行直接交互；

（6）用户退出AR应用；

（7）当未能捕捉教学卡片，根据之前捕捉到的卡片信息，以VR模式呈现模型，并与之直接交互，回到步骤（3）重新捕捉。