CN109064811A - 一种基于vr虚拟课堂的教学系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及教学系统技术领域，尤其是一种基于VR虚拟课堂的教学系统，包括系统管理主机，所述系统管理主机通过信号线连接有课堂互动模块、场景合成模块、用户注册模块、云存储数据库、网络传输模块、用户登录模块、个人账户模块，系统管理主机用于对教学系统的运行进行统筹管理，所述网络传输模块信号连接有教师客户端和学生客户端，所述场景合成模块通过信号线连接有场景模拟模块，所述个人账户模块通过信号线连接有进度保存模块。本发明采用客户端录入3D教学影像，学生通过客户端即可随时进行学习，且通过场景合成，能够让学生身临其境，而设置的互动模块则让学习变得更加有趣。
Description
技术领域
本发明涉及教学系统技术领域，尤其涉及一种基于VR虚拟课堂的教学系统。
背景技术
虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。
虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。
虚拟现实技术演变发展史大体上可以分为四个阶段：有声形动态的模拟是蕴涵虚拟现实思想的第一阶段(1963年以前)；虚拟现实萌芽为第二阶段(1963-1972)；虚拟现实概念的产生和理论初步形成为第三阶段(1973-1989)；虚拟现实理论进一步的完善和应用为第四阶段(1990-2004)。
现有技术中缺乏利用VR虚拟设备模拟课堂的教学系统，对于学生而言网络学习只能通过视频进行学习，缺乏互动，而在线学习则限制了时间，不能反复进行。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在不方便教学的缺点，而提出的一种基于VR虚拟课堂的教学系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种基于VR虚拟课堂的教学系统，包括系统管理主机，所述系统管理主机通过信号线连接有课堂互动模块、场景合成模块、用户注册模块、云存储数据库、网络传输模块、用户登录模块、个人账户模块，系统管理主机用于对教学系统的运行进行统筹管理，所述网络传输模块信号连接有教师客户端和学生客户端，教师客户端和学生客户端分别用于教师和学生的互动，课堂互动模块包括教师提问、学生回答以及教师对于学生的回答进行点评的环节，教师通过教师客户端事先将不同的问题以及针对学生不同的回答对应的点评录制好，在进行互动时，系统对学生的回答进行识别，然后将对应的提前录制好的教师点评播放出来，所述场景合成模块通过信号线连接有场景模拟模块，场景模拟模块用于建立3D课堂场景，然后通过场景合成模块将老师教学的影像与学生上课的影像集成起来，使得学生在学习时有身临其境的感受，用户注册模块用于对系统的新用户进行注册，注册后的用户通过用户登录模块进行登录，用户登录模块包括对用户身份的验证，验证方式包括输入登录密码、进行指纹验证和人脸识别验证，云存储数据库用于存储教师客户端上传的教学影像和教学音频，个人账户模块用于对系统的用户信息进行记录，包括教师通过教师客户端进行访问的信息以及学生通过学生客户端进行访问的信息，所述个人账户模块通过信号线连接有进度保存模块，进度保存模块用于对教师的教学进度以及学生的学习进度进行记录，从而方便教师或者学生下次登录时能够及时按照之前的进度继续进行教学或者学习。
优选的，所述系统管理主机通过信号线连接有费用统计模块和安全支付模块，费用统计模块用于计算教师上传教学资料应该给予的报酬以及学生学习产生的费用，学生向个人账户中充值，然后安全支付模块从学生的个人账户中提取相应数值的学习费用，安全支付模块向教师的个人账户中打入相应的报酬。
优选的，所述系统管理主机通过信号线连接有习题讲解模块，习题讲解模块用于根据学生的点播，播放对应的习题的教师提前录好的讲解视频。
优选的，学生客户端包括主控制器，所述主控制通过导线连接有网络摄像头、VR显示模块、音频播放模块、课件下载模块、语音录入模块，网络摄像头用于对学生的学习状况进行拍摄，VR显示模块用于显示教师录入的3D教学影像，音频播放模块用于播放音声，课件下载模块用于对教学视频进行下载，方便离线观看，语音录入模块用于录入学生的音声，便于进行课堂互动。
优选的，所述教师客户端包括中央处理器，所述中央处理器通过信号线连接有数据更新模块、身份验证模块、视频录制模块、音频录制模块、图像采集模块，所述图像采集模块通过导线连接有追踪定位模块，数据更新模块用于对云存储数据库中存储的教学资料进行更新，视频录制模块、音频录制模块、图像采集模块用于对教学资料中的声音、视频以及3D图像进行录制，追踪定位模块用于对教师的动作进行捕捉，方便生成3D影像，身份验证模块用于对教师身份进行验证。
本发明提出的一种基于VR虚拟课堂的教学系统，有益效果在于：本发明采用客户端录入3D教学影像，学生通过客户端即可随时进行学习，且通过场景合成，能够让学生身临其境，而设置的互动模块则让学习变得更加有趣。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于VR虚拟课堂的教学系统的系统框图；
图2为本发明提出的一种基于VR虚拟课堂的教学系统的学生客户端的系统框图；
图3为本发明提出的一种基于VR虚拟课堂的教学系统的教师客户端的系统框图。
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。
参照图1-3，一种基于VR虚拟课堂的教学系统，包括系统管理主机，系统管理主机通过信号线连接有课堂互动模块、场景合成模块、用户注册模块、云存储数据库、网络传输模块、用户登录模块、个人账户模块，系统管理主机用于对教学系统的运行进行统筹管理，网络传输模块信号连接有教师客户端和学生客户端，教师客户端和学生客户端分别用于教师和学生的互动，课堂互动模块包括教师提问、学生回答以及教师对于学生的回答进行点评的环节，教师通过教师客户端事先将不同的问题以及针对学生不同的回答对应的点评录制好，在进行互动时，系统对学生的回答进行识别，然后将对应的提前录制好的教师点评播放出来，场景合成模块通过信号线连接有场景模拟模块，场景模拟模块用于建立3D课堂场景，然后通过场景合成模块将老师教学的影像与学生上课的影像集成起来，使得学生在学习时有身临其境的感受，用户注册模块用于对系统的新用户进行注册，注册后的用户通过用户登录模块进行登录，用户登录模块包括对用户身份的验证，验证方式包括输入登录密码、进行指纹验证和人脸识别验证，云存储数据库用于存储教师客户端上传的教学影像和教学音频，个人账户模块用于对系统的用户信息进行记录，包括教师通过教师客户端进行访问的信息以及学生通过学生客户端进行访问的信息，个人账户模块通过信号线连接有进度保存模块，进度保存模块用于对教师的教学进度以及学生的学习进度进行记录，从而方便教师或者学生下次登录时能够及时按照之前的进度继续进行教学或者学习。
系统管理主机通过信号线连接有费用统计模块和安全支付模块，费用统计模块用于计算教师上传教学资料应该给予的报酬以及学生学习产生的费用，学生向个人账户中充值，然后安全支付模块从学生的个人账户中提取相应数值的学习费用，安全支付模块向教师的个人账户中打入相应的报酬。
系统管理主机通过信号线连接有习题讲解模块，习题讲解模块用于根据学生的点播，播放对应的习题的教师提前录好的讲解视频。
学生客户端包括主控制器，主控制通过导线连接有网络摄像头、VR显示模块、音频播放模块、课件下载模块、语音录入模块，网络摄像头用于对学生的学习状况进行拍摄，VR显示模块用于显示教师录入的3D教学影像，音频播放模块用于播放音声，课件下载模块用于对教学视频进行下载，方便离线观看，语音录入模块用于录入学生的音声，便于进行课堂互动。
教师客户端包括中央处理器，中央处理器通过信号线连接有数据更新模块、身份验证模块、视频录制模块、音频录制模块、图像采集模块，图像采集模块通过导线连接有追踪定位模块，数据更新模块用于对云存储数据库中存储的教学资料进行更新，视频录制模块、音频录制模块、图像采集模块用于对教学资料中的声音、视频以及3D图像进行录制，追踪定位模块用于对教师的动作进行捕捉，方便生成3D影像，身份验证模块用于对教师身份进行验证。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于VR虚拟课堂的教学系统，包括系统管理主机，其特征在于：所述系统管理主机通过信号线连接有课堂互动模块、场景合成模块、用户注册模块、云存储数据库、网络传输模块、用户登录模块、个人账户模块，系统管理主机用于对教学系统的运行进行统筹管理，所述网络传输模块信号连接有教师客户端和学生客户端，教师客户端和学生客户端分别用于教师和学生的互动，课堂互动模块包括教师提问、学生回答以及教师对于学生的回答进行点评的环节，教师通过教师客户端事先将不同的问题以及针对学生不同的回答对应的点评录制好，在进行互动时，系统对学生的回答进行识别，然后将对应的提前录制好的教师点评播放出来，所述场景合成模块通过信号线连接有场景模拟模块，场景模拟模块用于建立3D课堂场景，然后通过场景合成模块将老师教学的影像与学生上课的影像集成起来，使得学生在学习时有身临其境的感受，用户注册模块用于对系统的新用户进行注册，注册后的用户通过用户登录模块进行登录，用户登录模块包括对用户身份的验证，验证方式包括输入登录密码、进行指纹验证和人脸识别验证，云存储数据库用于存储教师客户端上传的教学影像和教学音频，个人账户模块用于对系统的用户信息进行记录，包括教师通过教师客户端进行访问的信息以及学生通过学生客户端进行访问的信息，所述个人账户模块通过信号线连接有进度保存模块，进度保存模块用于对教师的教学进度以及学生的学习进度进行记录，从而方便教师或者学生下次登录时能够及时按照之前的进度继续进行教学或者学习。
2.根据权利要求1所述的一种基于VR虚拟课堂的教学系统，其特征在于：所述系统管理主机通过信号线连接有费用统计模块和安全支付模块，费用统计模块用于计算教师上传教学资料应该给予的报酬以及学生学习产生的费用，学生向个人账户中充值，然后安全支付模块从学生的个人账户中提取相应数值的学习费用，安全支付模块向教师的个人账户中打入相应的报酬。
3.根据权利要求1所述的一种基于VR虚拟课堂的教学系统，其特征在于：所述系统管理主机通过信号线连接有习题讲解模块，习题讲解模块用于根据学生的点播，播放对应的习题的教师提前录好的讲解视频。
4.根据权利要求1所述的一种基于VR虚拟课堂的教学系统，其特征在于：学生客户端包括主控制器，所述主控制通过导线连接有网络摄像头、VR显示模块、音频播放模块、课件下载模块、语音录入模块，网络摄像头用于对学生的学习状况进行拍摄，VR显示模块用于显示教师录入的3D教学影像，音频播放模块用于播放音声，课件下载模块用于对教学视频进行下载，方便离线观看，语音录入模块用于录入学生的音声，便于进行课堂互动。
5.根据权利要求1所述的一种基于VR虚拟课堂的教学系统，其特征在于：所述教师客户端包括中央处理器，所述中央处理器通过信号线连接有数据更新模块、身份验证模块、视频录制模块、音频录制模块、图像采集模块，所述图像采集模块通过导线连接有追踪定位模块，数据更新模块用于对云存储数据库中存储的教学资料进行更新，视频录制模块、音频录制模块、图像采集模块用于对教学资料中的声音、视频以及3D图像进行录制，追踪定位模块用于对教师的动作进行捕捉，方便生成3D影像，身份验证模块用于对教师身份进行验证。
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