CN110364047A - 基于声光电技术的虚拟教学系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于声光电技术的虚拟教学系统，其特征在于，包括，用户登录平台、即时优化平台、虚拟仿真平台和人机交互平台。本发明中，该虚拟教学系统利用声光电的技术，可以将声光源数据信息精准的导入到教学系统内，并且通过虚拟仿真后得到贴合教学内容的最佳数据形态，增强教学内容的丰富性，方便教师人员的教学，降低了教师的工作负担，也确保了学生能够全面完善的了解到教学内容，同时可以将虚拟仿真后的教学内容进行不间断的循环自检处理，第一时间发现虚拟教学系统内的异常故障点，从而方便教师和管理员进行故障的修复，极大的增强了虚拟教学系统的运行安全稳定。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟教学技术领域，尤其涉及基于声光电技术的虚拟教学系统。
背景技术
虚拟教学是指借助于多媒体、仿真和虚拟现实等技术在计算机上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统教学各操作环节的相关软硬件操作环境，教学人员可以像在真实的环境中一样完成各种教学人员项目，所取得的教学人员效果等价于甚至优于在真实环境中所取得的效果，随着虚拟仿真技术的越来越成熟，虚拟仿真技术越来越多地应用到教学应用中，例如各种虚拟仿真教学软件，是借助虚拟现实、多媒体、人工智能、网络通讯、计算机等技术开发的虚拟仿真教学应用软件，但是在目前的虚拟教学当中，对于虚拟教学的内容往往较为单一，不够丰富，使得学生无法快速全面的从教学内容中学生到知识，从而不利于大范围的推广使用。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的基于声光电技术的虚拟教学系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：基于声光电技术的虚拟教学系统，包括，用户登录平台、即时优化平台、虚拟仿真平台和人机交互平台；
所述用户登录平台用于采集和识别登录虚拟教学系统的用户身份，并对登录的用户相关信息进行安全智能保护处理，确保导入虚拟教学系统的信息的准确性；
所述即时优化平台用于对导入虚拟教学系统的用户信息和声光源数据信息进行合理有效的分类整合处理，实现不同信息源导入数据的收纳整理；
所述虚拟仿真平台用于对虚拟教学系统内所要使用的声光源数据信息进行一系列完整的虚拟操作，使得导入的声光源数据信息在声光电技术的处理下，在虚拟教学系统内进行智能化的展示，提供给教室和学生理想的教学环境；
所述人机交互平台用于给教师和学生用户提供相互通信交流的途径，使得教师和学生能够在虚拟教学系统的运行中，针对教学内容进行及时的反馈以及疑问的解决。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述用户登录平台包括身份识别模块和安全预警模块组成；
所述身份识别模块由学生ID单元、教师ID单元和管理员ID单元组成；
学生ID单元用于对登录到虚拟教学系统内的学生身份信息进行识别，并且在第一时间对学生的ID信息进行记录，输入到虚拟教学系统内的考勤管理当中，进行学生信息的管理；
教师ID单元用于对登录到虚拟教学系统内的教师身份信息进行识别，并且准确的从虚拟教学系统内已有的数据信息中匹配到相关教学内容，辅助教师人员进行教学；
管理员ID单元用于对登录到虚拟教学系统内的管理员身份信息进行识别，并且将管理员独立到与教师和学生ID信息之外，对虚拟教学系统的运行状态进行实时的监测；
所述安全预警模块由ID检测单元和异常报警单元组成；
ID检测单元用于登录到虚拟教学系统内的用户ID信息，与已有的数据库内的原始数据进行准确的检测，判断ID信息的状态；
异常报警单元用于对检测到的异常ID信息进行即时的报警，第一时间提供给管理员并异常ID信息进行再次检测。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述即时优化平台包括信息源分类模块和信息源整理模块；
所述信息源分类模块由声源收录单元和光源收录单元组成；
声源收录单元用于对导入系统内的声源数据信息进行收纳，确保声源数据信息的相对独立；
光源收录单元用于对导入系统的光源数据信息及你想过收纳，确保光源数据信息的相对独立；
所述信息源整理模块由自动填补单元、清晰优化单元和异常剔除单元组成；
自动填补单元用于查找收纳到的声光源数据信息中的残缺处，并根据收录的已有声光源数据信息对残缺处进行类比填补，得到较为完整的声光源数据信息；
清晰优化单元用于对收纳的声光源数据信息中模糊不清的声光源数据信息进行清晰度的优化，确保收纳的声光源数据可以直接进行声光电技术的转化利用；
异常剔除单元用于对收纳的声光源数据信息中偏差幅度超过预设值的数据信息进行挑拣，并将挑拣处的数据信息进行剔除，确保声光源数据信息的平整度。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述虚拟仿真平台包括自动切换模块、虚拟仿真模块、成效展示模块；
所述自动切换模块由声源捕捉单元、光源捕捉单元和综合捕捉单元组成；
声源捕捉单元用于对虚拟教学系统内仿真的声源数据信息进行定位捕捉，并准确的定位到每一个声源数据信息的位置；
光源捕捉单元用于对虚拟教学系统内仿真的光源数据信息进行定位捕捉，并准确的定位到每一个光源数据信息的位置；
综合捕捉单元用于对虚拟教学系统内仿真的其他数据信息进行定位捕捉，并准确的定位到每一个其他数据信息的位置；
所述虚拟仿真模块由失真优化单元、预览捕捉单元、三维立体单元和动态合成单元组成；
失真优化单元用于对虚拟仿真时发生失真的声光源数据信息进行失真的修正处理，确保声光源数据信息一直处于不失真的状态；
预览捕捉单元用于对虚拟仿真时所用的声光源数据信息进行逐点分类的捕捉定位处理，确保虚拟仿真后预览时的精确度；
三维立体单元用于对虚拟仿真后教学内容进行三维立体的建模，实现教学内容的全角度的展示效果；
所述成效展示模块由声光融合单元、定时通断单元和循环播放单元组成；
声光融合单元用于对虚拟仿真后的教学内容进行声光源的快速融合，从而辅助教师和学生对教学内容的快速理解记忆；
定时通断单元用于对虚拟仿真的声光源数据的载入量进行定量的通断控制，确保虚拟仿真时不会发生过载或者轻载的现象；
循环播放单元用于对虚拟仿真后的教学内容进行连续不简单的循环播放展示，提供了教师和学生必要的可选操作，满足教学长时间连续的教学使用。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述人机交互平台包括实时通信模块和教学共享模块；
所述实时通信模块由信息反馈单元和自由通信单元组成；
信息反馈单元用于对教师和学生在虚拟教学系统内实际体验的感受进行记录，并且记录的信息第一时间反馈到系统内；
自由通信单元用于提高给教师和学生教学过程中自由交谈的通道，实现教学过程的互动效果；
所述教学共享模块由内外联机单元和成果展示单元组成；
内外联机单元用于将虚拟教学系统与外界的用户设备终端进行连接，实现虚拟教学系统内教学内容的实时共享；
成果展示单元用于对虚拟教学系统中教学产生的教学成果进行全面的展示，方便教师第一时间了解到教学的实时质量。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述虚拟仿真平台还包括自检模块；
所述自检模块由实时浏览单元和标记报警单元组成；
实时浏览单元用于对虚拟仿真后的教学内容进行不间断的全面浏览，确保虚拟仿真后教学内容的合理性，避免出现差错；
标记报警单元用于对虚拟仿真后的教学内容中错误、故障和异常的数据信息进行逐一的标记，并第一时间对外报警，从而确保虚拟教学系统虚拟仿真的安全。
有益效果
本发明提供了基于声光电技术的虚拟教学系统。具备以下有益效果：
(1)：该虚拟教学系统利用声光电的技术，可以将声光源数据信息精准的导入到教学系统内，并且通过虚拟仿真后得到贴合教学内容的最佳数据形态，增强教学内容的丰富性，方便教师人员的教学，降低了教师的工作负担，也确保了学生能够全面完善的了解到教学内容，进而提高了学生学习的效率。
(2)：该虚拟教学系统采用自检的方式，可以将虚拟仿真后的教学内容进行不间断的循环自检处理，第一时间发现虚拟教学系统内的异常故障点，从而方便教师和管理员进行故障的修复，极大的增强了虚拟教学系统的运行安全稳定。
附图说明
图1为本发明提出的基于声光电技术的虚拟教学系统的流程示意图；
图2为本发明中用户登录平台的流程示意图；
图3为本发明中即时优化平台的流程示意图；
图4为本发明中虚拟仿真平台的流程示意图；
图5为本发明中人机交互平台的流程示意图。
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。
如图1-5，基于声光电技术的虚拟教学系统，包括，用户登录平台、即时优化平台、虚拟仿真平台和人机交互平台；
用户登录平台用于采集和识别登录虚拟教学系统的用户身份，并对登录的用户相关信息进行安全智能保护处理，确保导入虚拟教学系统的信息的准确性；
即时优化平台用于对导入虚拟教学系统的用户信息和声光源数据信息进行合理有效的分类整合处理，实现不同信息源导入数据的收纳整理；
虚拟仿真平台用于对虚拟教学系统内所要使用的声光源数据信息进行一系列完整的虚拟操作，使得导入的声光源数据信息在声光电技术的处理下，在虚拟教学系统内进行智能化的展示，提供给教室和学生理想的教学环境；
人机交互平台用于给教师和学生用户提供相互通信交流的途径，使得教师和学生能够在虚拟教学系统的运行中，针对教学内容进行及时的反馈以及疑问的解决。
用户登录平台包括身份识别模块和安全预警模块组成；
身份识别模块由学生ID单元、教师ID单元和管理员ID单元组成；学生ID单元用于对登录到虚拟教学系统内的学生身份信息进行识别，并且在第一时间对学生的ID信息进行记录，输入到虚拟教学系统内的考勤管理当中，进行学生信息的管理；教师ID单元用于对登录到虚拟教学系统内的教师身份信息进行识别，并且准确的从虚拟教学系统内已有的数据信息中匹配到相关教学内容，辅助教师人员进行教学；管理员ID单元用于对登录到虚拟教学系统内的管理员身份信息进行识别，并且将管理员独立到与教师和学生ID信息之外，对虚拟教学系统的运行状态进行实时的监测；
安全预警模块由ID检测单元和异常报警单元组成；ID检测单元用于登录到虚拟教学系统内的用户ID信息，与已有的数据库内的原始数据进行准确的检测，判断ID信息的状态；异常报警单元用于对检测到的异常ID信息进行即时的报警，第一时间提供给管理员并异常ID信息进行再次检测。
即时优化平台包括信息源分类模块和信息源整理模块；信息源分类模块由声源收录单元和光源收录单元组成；声源收录单元用于对导入系统内的声源数据信息进行收纳，确保声源数据信息的相对独立；光源收录单元用于对导入系统的光源数据信息及你想过收纳，确保光源数据信息的相对独立；
信息源整理模块由自动填补单元、清晰优化单元和异常剔除单元组成；自动填补单元用于查找收纳到的声光源数据信息中的残缺处，并根据收录的已有声光源数据信息对残缺处进行类比填补，得到较为完整的声光源数据信息；清晰优化单元用于对收纳的声光源数据信息中模糊不清的声光源数据信息进行清晰度的优化，确保收纳的声光源数据可以直接进行声光电技术的转化利用；异常剔除单元用于对收纳的声光源数据信息中偏差幅度超过预设值的数据信息进行挑拣，并将挑拣处的数据信息进行剔除，确保声光源数据信息的平整度。
虚拟仿真平台包括自动切换模块、虚拟仿真模块、成效展示模块；
自动切换模块由声源捕捉单元、光源捕捉单元和综合捕捉单元组成；声源捕捉单元用于对虚拟教学系统内仿真的声源数据信息进行定位捕捉，并准确的定位到每一个声源数据信息的位置；光源捕捉单元用于对虚拟教学系统内仿真的光源数据信息进行定位捕捉，并准确的定位到每一个光源数据信息的位置；综合捕捉单元用于对虚拟教学系统内仿真的其他数据信息进行定位捕捉，并准确的定位到每一个其他数据信息的位置；
虚拟仿真模块由失真优化单元、预览捕捉单元、三维立体单元和动态合成单元组成；失真优化单元用于对虚拟仿真时发生失真的声光源数据信息进行失真的修正处理，确保声光源数据信息一直处于不失真的状态；预览捕捉单元用于对虚拟仿真时所用的声光源数据信息进行逐点分类的捕捉定位处理，确保虚拟仿真后预览时的精确度；三维立体单元用于对虚拟仿真后教学内容进行三维立体的建模，实现教学内容的全角度的展示效果；
成效展示模块由声光融合单元、定时通断单元和循环播放单元组成；声光融合单元用于对虚拟仿真后的教学内容进行声光源的快速融合，从而辅助教师和学生对教学内容的快速理解记忆；定时通断单元用于对虚拟仿真的声光源数据的载入量进行定量的通断控制，确保虚拟仿真时不会发生过载或者轻载的现象；循环播放单元用于对虚拟仿真后的教学内容进行连续不简单的循环播放展示，提供了教师和学生必要的可选操作，满足教学长时间连续的教学使用。
人机交互平台包括实时通信模块和教学共享模块；
实时通信模块由信息反馈单元和自由通信单元组成；信息反馈单元用于对教师和学生在虚拟教学系统内实际体验的感受进行记录，并且记录的信息第一时间反馈到系统内；自由通信单元用于提高给教师和学生教学过程中自由交谈的通道，实现教学过程的互动效果；
教学共享模块由内外联机单元和成果展示单元组成；内外联机单元用于将虚拟教学系统与外界的用户设备终端进行连接，实现虚拟教学系统内教学内容的实时共享；成果展示单元用于对虚拟教学系统中教学产生的教学成果进行全面的展示，方便教师第一时间了解到教学的实时质量。
虚拟仿真平台还包括自检模块；
自检模块由实时浏览单元和标记报警单元组成；实时浏览单元用于对虚拟仿真后的教学内容进行不间断的全面浏览，确保虚拟仿真后教学内容的合理性，避免出现差错；标记报警单元用于对虚拟仿真后的教学内容中错误、故障和异常的数据信息进行逐一的标记，并第一时间对外报警，从而确保虚拟教学系统虚拟仿真的安全。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
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 (6)
1.基于声光电技术的虚拟教学系统，其特征在于，包括，用户登录平台、即时优化平台、虚拟仿真平台和人机交互平台；
所述用户登录平台用于采集和识别登录虚拟教学系统的用户身份，并对登录的用户相关信息进行安全智能保护处理，确保导入虚拟教学系统的信息的准确性；
所述即时优化平台用于对导入虚拟教学系统的用户信息和声光源数据信息进行合理有效的分类整合处理，实现不同信息源导入数据的收纳整理；
所述虚拟仿真平台用于对虚拟教学系统内所要使用的声光源数据信息进行一系列完整的虚拟操作，使得导入的声光源数据信息在声光电技术的处理下，在虚拟教学系统内进行智能化的展示，提供给教室和学生理想的教学环境；
所述人机交互平台用于给教师和学生用户提供相互通信交流的途径，使得教师和学生能够在虚拟教学系统的运行中，针对教学内容进行及时的反馈以及疑问的解决。
2.根据权利要求1所述的基于声光电技术的虚拟教学系统，其特征在于，所述用户登录平台包括身份识别模块和安全预警模块组成；
所述身份识别模块由学生ID单元、教师ID单元和管理员ID单元组成；
学生ID单元用于对登录到虚拟教学系统内的学生身份信息进行识别，并且在第一时间对学生的ID信息进行记录，输入到虚拟教学系统内的考勤管理当中，进行学生信息的管理；
教师ID单元用于对登录到虚拟教学系统内的教师身份信息进行识别，并且准确的从虚拟教学系统内已有的数据信息中匹配到相关教学内容，辅助教师人员进行教学；
管理员ID单元用于对登录到虚拟教学系统内的管理员身份信息进行识别，并且将管理员独立到与教师和学生ID信息之外，对虚拟教学系统的运行状态进行实时的监测；
所述安全预警模块由ID检测单元和异常报警单元组成；
ID检测单元用于登录到虚拟教学系统内的用户ID信息，与已有的数据库内的原始数据进行准确的检测，判断ID信息的状态；
异常报警单元用于对检测到的异常ID信息进行即时的报警，第一时间提供给管理员并异常ID信息进行再次检测。
3.根据权利要求1所述的基于声光电技术的虚拟教学系统，其特征在于，所述即时优化平台包括信息源分类模块和信息源整理模块；
所述信息源分类模块由声源收录单元和光源收录单元组成；
声源收录单元用于对导入系统内的声源数据信息进行收纳，确保声源数据信息的相对独立；
光源收录单元用于对导入系统的光源数据信息及你想过收纳，确保光源数据信息的相对独立；
所述信息源整理模块由自动填补单元、清晰优化单元和异常剔除单元组成；
自动填补单元用于查找收纳到的声光源数据信息中的残缺处，并根据收录的已有声光源数据信息对残缺处进行类比填补，得到较为完整的声光源数据信息；
清晰优化单元用于对收纳的声光源数据信息中模糊不清的声光源数据信息进行清晰度的优化，确保收纳的声光源数据可以直接进行声光电技术的转化利用；
异常剔除单元用于对收纳的声光源数据信息中偏差幅度超过预设值的数据信息进行挑拣，并将挑拣处的数据信息进行剔除，确保声光源数据信息的平整度。
4.根据权利要求1所述的基于声光电技术的虚拟教学系统，其特征在于，所述虚拟仿真平台包括自动切换模块、虚拟仿真模块、成效展示模块；
所述自动切换模块由声源捕捉单元、光源捕捉单元和综合捕捉单元组成；
声源捕捉单元用于对虚拟教学系统内仿真的声源数据信息进行定位捕捉，并准确的定位到每一个声源数据信息的位置；
光源捕捉单元用于对虚拟教学系统内仿真的光源数据信息进行定位捕捉，并准确的定位到每一个光源数据信息的位置；
综合捕捉单元用于对虚拟教学系统内仿真的其他数据信息进行定位捕捉，并准确的定位到每一个其他数据信息的位置；
所述虚拟仿真模块由失真优化单元、预览捕捉单元、三维立体单元和动态合成单元组成；
失真优化单元用于对虚拟仿真时发生失真的声光源数据信息进行失真的修正处理，确保声光源数据信息一直处于不失真的状态；
预览捕捉单元用于对虚拟仿真时所用的声光源数据信息进行逐点分类的捕捉定位处理，确保虚拟仿真后预览时的精确度；
三维立体单元用于对虚拟仿真后教学内容进行三维立体的建模，实现教学内容的全角度的展示效果；
所述成效展示模块由声光融合单元、定时通断单元和循环播放单元组成；
声光融合单元用于对虚拟仿真后的教学内容进行声光源的快速融合，从而辅助教师和学生对教学内容的快速理解记忆；
定时通断单元用于对虚拟仿真的声光源数据的载入量进行定量的通断控制，确保虚拟仿真时不会发生过载或者轻载的现象；
循环播放单元用于对虚拟仿真后的教学内容进行连续不简单的循环播放展示，提供了教师和学生必要的可选操作，满足教学长时间连续的教学使用。
5.根据权利要求1所述的基于声光电技术的虚拟教学系统，其特征在于，所述人机交互平台包括实时通信模块和教学共享模块；
所述实时通信模块由信息反馈单元和自由通信单元组成；
信息反馈单元用于对教师和学生在虚拟教学系统内实际体验的感受进行记录，并且记录的信息第一时间反馈到系统内；
自由通信单元用于提高给教师和学生教学过程中自由交谈的通道，实现教学过程的互动效果；
所述教学共享模块由内外联机单元和成果展示单元组成；
内外联机单元用于将虚拟教学系统与外界的用户设备终端进行连接，实现虚拟教学系统内教学内容的实时共享；
成果展示单元用于对虚拟教学系统中教学产生的教学成果进行全面的展示，方便教师第一时间了解到教学的实时质量。
6.根据权利要求4所述的基于声光电技术的虚拟教学系统，其特征在于，所述虚拟仿真平台还包括自检模块；
所述自检模块由实时浏览单元和标记报警单元组成；
实时浏览单元用于对虚拟仿真后的教学内容进行不间断的全面浏览，确保虚拟仿真后教学内容的合理性，避免出现差错；
标记报警单元用于对虚拟仿真后的教学内容中错误、故障和异常的数据信息进行逐一的标记，并第一时间对外报警，从而确保虚拟教学系统虚拟仿真的安全。
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