CN112820158A - 基于虚拟现实的网络授课方法及系统、存储介质及平台 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于虚拟现实的网络授课方法及系统、存储介质及平台，包括以下步骤：创建虚拟教室；将所述虚拟教室发送至老师端VR设备和学生端VR设备；获取所述老师端VR设备和所述学生端VR设备采集的老师动态信息和学生动态信息，并将所述老师动态信息和所述学生动态信息同步发送到所述虚拟教室中。本发明的基于虚拟现实的网络授课方法及系统、存储介质及平台能够通过虚拟现实VR技术构建虚拟教室，实现仿真式网络教学，有效提高了教学效果。

Description

基于虚拟现实的网络授课方法及系统、存储介质及平台
技术领域
本发明涉及网络教学的技术领域，特别是涉及一种基于虚拟现实的网络授课方法及系统、存储介质及平台。
背景技术
网络教学是一种利用计算机设备和互联网技术对学生实行信息化教育的教学模式。网络教学相比传统教学模式，更能培养学生信息获取、加工、分析、创新、利用、交流的能力。网络教学能够培养学生良好的信息素养，把信息技术作为支持终身学习和合作学习的手段，为适应信息社会的学习、工作和生活打下必要的基础。现有技术中，网络教学主要实现手段有：视频广播、WEB教材、视频会议、多媒体课件、BBS论坛、聊天室、e-mail等。网络教学打破了传统的时空限制，随着教育信息化进程的推进以及网络教学技术的不断发展，网络教学得到了飞速的发展。
现有技术中，在网络直播授课的过程中，老师和学生分别处于不同的空间位置，老师仅负责知识的讲解，学生根据老师的讲解学习知识。在授课过程中，老师和学生之间无法进行实时的交互，故老师无法根据学生的状态实时调节上课进度和上课内容，学生也不能给出实时的教学反馈，导致教学效果不够理想。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于虚拟现实的网络授课方法及系统、存储介质及平台，能够通过虚拟现实(Virtual Reality，VR)技术构建虚拟教室，实现仿真式网络教学，有效提高了教学效果。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于虚拟现实的网络授课方法，包括以下步骤：创建虚拟教室；将所述虚拟教室发送至老师端VR设备和学生端VR设备；获取所述老师端VR设备和所述学生端VR设备采集的老师动态信息和学生动态信息，并将所述老师动态信息和所述学生动态信息同步发送到所述虚拟教室中。
于本发明一实施例中，所述老师动态信息和/或所述学生动态信息包括语音信息、面部信息、手势信息中的一种或多种组合。
于本发明一实施例中，所述虚拟教室中包含有虚拟道具和/或实时传输电子书写屏。
对应地，本发明提供一种基于虚拟现实的网络授课系统，包括创建模块、发送模块和同步模块；
所述创建模块用于创建虚拟教室；
所述发送模块用于将所述虚拟教室发送至老师端VR设备和学生端VR设备；
所述同步模块用于获取所述老师端VR设备和所述学生端VR设备采集的老师动态信息和学生动态信息，并将所述老师动态信息和所述学生动态信息同步发送到所述虚拟教室中。
本发明提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于虚拟现实的网络授课方法。
本发明提供一种基于虚拟现实的网络授课平台，包括：处理器及存储器；
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述基于虚拟现实的网络授课平台执行上述的基于虚拟现实的网络授课方法。
最后，本发明提供一种基于虚拟现实的网络授课系统，包括上述的基于虚拟现实的网络授课平台、老师端VR设备和至少一个学生端VR设备；
所述老师端VR设备和所述学生端VR设备用于获取所述基于虚拟现实的网络授课平台发送来的虚拟教室，并将采集到的老师动态信息和学生动态信息同步至所述虚拟教室。
于本发明一实施例中，所述老师端VR设备和所述学生端VR设备还用于选择老师和学生的3D模型，以使所述老师和所述学生基于所选的3D模型呈现在所述虚拟教室中。
于本发明一实施例中，所述老师端VR设备还用于在所述虚拟教室中选择呈现全部或部分学生对应的学生动态信息。
于本发明一实施例中，所述学生端VR设备还用于在所述虚拟教室中选择呈现老师动态信息和全部或部分学生对应的学生动态信息。
如上所述，本发明所述的基于虚拟现实的网络授课方法及系统、存储介质及平台，具有以下有益效果：
(1)能够通过VR技术构建虚拟教室，实现仿真式网络教学；
(2)老师和学生能够实现实时互动，有效提升了网络教学的效果；
(3)实时互动性强，既可以达到面对面教学的效果，又实现了网络教学的便捷性，不受地理位置的限制。
附图说明
图1显示为本发明的基于虚拟现实的网络授课方法于一实施例中的流程图；
图2显示为本发明的基于虚拟现实的网络授课系统于一实施例中的结构示意图；
图3显示为本发明的基于虚拟现实的网络授课平台于一实施例中的结构示意图；
图4显示为本发明的基于虚拟现实的网络授课系统于又一实施例中的结构示意图。
元件标号说明
21 创建模块
22 发送模块
23 同步模块
31 处理器
31 存储器
41 基于虚拟现实的网络授课平台
42 老师端VR设备
43 学生端VR设备
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
虚拟现实VR就是虚拟和现实相互结合，其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，使用户沉浸到该环境中。虚拟现实技术就是利用现实生活中的数据，通过计算机技术产生的电子信号，将其与各种输出设备结合使其转化为能够让人们感受到的现象，这些现象可以是现实中真真切切的物体，也可以是我们肉眼所看不到的物质，通过三维模型表现出来。由于这些现象不是我们直接所能看到的，而是通过计算机技术模拟出来的现实中的世界，故称为虚拟现实。通过虚拟现实技术，用户可以在虚拟现实世界体验到最真实的感受，其模拟环境的真实性与现实世界难辨真假，让人有种身临其境的感觉；同时，虚拟现实技术也具有一切人类所拥有的感知功能，比如听觉、视觉、触觉、味觉、嗅觉等感知系统；最后，虚拟现实技术具有超强的仿真系统，真正实现了人机交互，使人在操作过程中，可以随意操作并且得到环境最真实的反馈。
本发明的基于虚拟现实的网络授课方法及系统、存储介质及平台基于上述VR技术构建虚拟教室，使得老师和学生都能够沉浸在其中，从而实现仿真式网络教学，有效提高了教学效果，且趣味性高。
如图1所示，于一实施例中，本发明的基于虚拟现实的网络授课方法包括以下步骤：
步骤S1、创建虚拟教室。
具体地，在本发明中基于虚拟现实的网络授课平台通过3D建模构建一个虚拟教室。所述虚拟教室由3D引擎、逻辑代码和美术资源组成，能够在VR设备中模拟出一个3D的教室。其中，3D引擎是将现实中的物质抽象为多边形或者各种曲线等表现形式，在计算机中进行相关计算并输出最终图像的算法实现的集合。简而言之，3D引擎就像是在计算机内建立一个真实的世界。
于本发明一实施例中，所述虚拟教室中包含有虚拟道具，如三角尺、圆规、量角器、卡片等等。所述虚拟道具利用3D建模技术来创建，通过3D引擎渲染其可展示各种特效，可以用来进行虚拟现实里的社交或者教学。
于本发明另一实施例中，所述虚拟教室中包含有实时传输电子书写屏。与现有技术的黑板和电子显示屏不同的是，所述实时传输电子书写屏能够将其上书写的内容实时传输至所述虚拟教室，并通过一定形式呈现在所述虚拟教室里，以便于实现老师和学生、学生和学生之间的实时互动。
步骤S2、将所述虚拟教室发送至老师端VR设备和学生端VR设备。
具体地，所述基于虚拟现实的网络授课平台将所述虚拟教室发送至老师端VR设备和学生端VR设备，以使所述老师端VR设备和所述学生端VR设备均可进入所述虚拟教室，构建老师和学生在同一场景的虚拟体验。
优选地，所述基于虚拟现实的网络授课平台与所述老师端VR设备和所述学生端VR设备通过4G、5G、WiFi等无线方式进行通信。
步骤S3、获取所述老师端VR设备和所述学生端VR设备采集的老师动态信息和学生动态信息，并将所述老师动态信息和所述学生动态信息同步发送到所述虚拟教室中。
具体地，在虚拟教室中，老师和学生进行教学时，所述老师端VR设备采集老师动态信息，所述学生端VR设备采集学生动态信息。同时，所述老师动态信息和所述学生动态信息分别通过所述老师端VR设备和所述学生端VR设备同步至所述虚拟教室。这样一来，老师可通过老师端VR设备查看学生的动态，学生可通过学生端VR查看老师和其他同学的动态，实现了仿真式网络教学。
于本发明一实施例中，所述老师动态信息和/或所述学生动态信息包括语音信息、面部信息、手势信息中的一种或多种组合。其中，所述老师端VR设备和所述学生端VR设备通过选择老师和学生的3D模型，使所述老师和所述学生基于所选的3D模型呈现在所述虚拟教室中；同时捕捉所述老师动态信息和所述学生动态信息，将其实时传输至老师和学生的3D模型上，并控制对应的3D模型执行对应的动作，从而实现了老师和学生在仿真。
如图2所示，于一实施例中，本发明的基于虚拟现实的网络授课系统包括创建模块21、发送模块22和同步模块23。
创建模块21用于创建虚拟教室。
具体地，在本发明中基于虚拟现实的网络授课平台通过3D建模构建一个虚拟教室。所述虚拟教室由3D引擎、逻辑代码和美术资源组成，能够在VR设备中模拟出一个3D的教室。其中，3D引擎是将现实中的物质抽象为多边形或者各种曲线等表现形式，在计算机中进行相关计算并输出最终图像的算法实现的集合。简而言之，3D引擎就像是在计算机内建立一个真实的世界。
于本发明一实施例中，所述虚拟教室中包含有虚拟道具，如三角尺、圆规、量角器、卡片等等。所述虚拟道具利用3D建模技术来创建，通过3D引擎渲染其可展示各种特效，可以用来进行虚拟现实里的社交或者教学。
于本发明另一实施例中，所述虚拟教室中包含有实时传输电子书写屏。与现有技术的黑板和电子显示屏不同的是，所述实时传输电子书写屏能够将其上书写的内容实时传输至所述虚拟教室，并通过一定形式呈现在所述虚拟教室里，以便于实现老师和学生、学生和学生之间的实时互动。
发送模块22与创建模块21相连，用于将所述虚拟教室发送至老师端VR设备和学生端VR设备。
具体地，所述基于虚拟现实的网络授课平台将所述虚拟教室发送至老师端VR设备和学生端VR设备，以使所述老师端VR设备和所述学生端VR设备均可进入所述虚拟教室，构建老师和学生在同一场景的虚拟体验。
优选地，所述基于虚拟现实的网络授课平台与所述老师端VR设备和所述学生端VR设备通过4G、5G、WiFi等无线方式进行通信。
同步模块23与发送模块22相连，用于获取所述老师端VR设备和所述学生端VR设备采集的老师动态信息和学生动态信息，并将所述老师动态信息和所述学生动态信息同步发送到所述虚拟教室中。
具体地，在虚拟教室中，老师和学生进行教学时，所述老师端VR设备采集老师动态信息，所述学生端VR设备采集学生动态信息。同时，所述老师动态信息和所述学生动态信息分别通过所述老师端VR设备和所述学生端VR设备同步至所述虚拟教室。这样一来，老师可通过老师端VR设备查看学生的动态，学生可通过学生端VR查看老师和其他同学的动态，实现了仿真式网络教学。
于本发明一实施例中，所述老师动态信息和/或所述学生动态信息包括语音信息、面部信息、手势信息中的一种或多种组合。其中，所述老师端VR设备和所述学生端VR设备通过选择老师和学生的3D模型，使所述老师和所述学生基于所选的3D模型呈现在所述虚拟教室中；同时捕捉所述老师动态信息和所述学生动态信息，将其实时传输至老师和学生的3D模型上，并控制对应的3D模型执行对应的动作，从而实现了老师和学生在仿真。
需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现，也可以全部以硬件的形式实现，还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如：x模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现。此外，x模块也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上x模块的功能。其它模块的实现与之类似。这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，一个或多个微处理器(Digital Singnal Processor，简称DSP)，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，如中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。这些模块可以集成在一起，以片上系统(System-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。
本发明的存储介质上存储有计算机程序，该所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于虚拟现实的网络授课方法。所述存储介质包括：ROM、RAM、磁碟、U盘、存储卡或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
如图3所示，于一实施例中，本发明的基于虚拟现实的网络授课平台包括：处理器31及存储器32。
所述存储器32用于存储计算机程序。
所述存储器32包括：ROM、RAM、磁碟、U盘、存储卡或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
所述处理器31与所述存储器32相连，用于执行所述存储器32存储的计算机程序，以使所述基于虚拟现实的网络授课平台执行上述的基于虚拟现实的网络授课方法。
优选地，所述处理器31可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
如图4所示，于一实施例中，本发明的基于虚拟现实的网络授课系统包括上述的基于虚拟现实的网络授课平台41、老师端VR设备42和至少一个学生端VR设备43。
所述老师端VR设备42和所述学生端VR设备43与所述基于虚拟现实的网络授课平台41通信相连，用于获取所述基于虚拟现实的网络授课平台41发送来的虚拟教室，并将采集到的老师动态信息和学生动态信息同步至所述虚拟教室。
于本发明一实施例中，所述老师端VR设备42和所述学生端VR设备43还用于选择老师和学生的3D模型，以使所述老师和所述学生基于所选的3D模型呈现在所述虚拟教室中。
于本发明一实施例中，所述老师端VR设备42还用于在所述虚拟教室中选择呈现全部或部分学生对应的学生动态信息，即根据需求选择需要呈现的学生动态信息，从而适用于不同的应用场景。
于本发明一实施例中，所述学生端VR设备43还用于在所述虚拟教室中选择呈现老师动态信息和全部或部分学生对应的学生动态信息，即在虚拟教室中可选地呈现学生动态信息，避免过多信息带来的干扰，从而保证学习效果。
综上所述，本发明的基于虚拟现实的网络授课方法及系统、存储介质及平台能够通过VR技术构建虚拟教室，实现仿真式网络教学；老师和学生能够实现实时互动，有效提升了网络教学的效果；实时互动性强，既可以达到面对面教学的效果，又实现了网络教学的便捷性，不受地理位置的限制。因此，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种基于虚拟现实的网络授课方法，其特征在于，包括以下步骤：
创建虚拟教室；
将所述虚拟教室发送至老师端VR设备和学生端VR设备；
获取所述老师端VR设备和所述学生端VR设备采集的老师动态信息和学生动态信息，并将所述老师动态信息和所述学生动态信息同步发送到所述虚拟教室中。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的网络授课方法，其特征在于，所述老师动态信息和/或所述学生动态信息包括语音信息、面部信息、手势信息中的一种或多种组合。
3.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的网络授课方法，其特征在于，所述虚拟教室中包含有虚拟道具和/或实时传输电子书写屏。
4.一种基于虚拟现实的网络授课系统，其特征在于，包括创建模块、发送模块和同步模块；
所述创建模块用于创建虚拟教室；
所述发送模块用于将所述虚拟教室发送至老师端VR设备和学生端VR设备；
所述同步模块用于获取所述老师端VR设备和所述学生端VR设备采集的老师动态信息和学生动态信息，并将所述老师动态信息和所述学生动态信息同步发送到所述虚拟教室中。
5.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至3中任一项所述的基于虚拟现实的网络授课方法。
6.一种基于虚拟现实的网络授课平台，其特征在于，包括：处理器及存储器；
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述基于虚拟现实的网络授课平台执行权利要求1至3中任一项所述的基于虚拟现实的网络授课方法。
7.一种基于虚拟现实的网络授课系统，其特征在于，包括权利要求8所述的基于虚拟现实的网络授课平台、老师端VR设备和至少一个学生端VR设备；
所述老师端VR设备和所述学生端VR设备用于获取所述基于虚拟现实的网络授课平台发送来的虚拟教室，并将采集到的老师动态信息和学生动态信息同步至所述虚拟教室。
8.根据权利要求7所述的基于虚拟现实的网络授课系统，其特征在于，所述老师端VR设备和所述学生端VR设备还用于选择老师和学生的3D模型，以使所述老师和所述学生基于所选的3D模型呈现在所述虚拟教室中。
9.根据权利要求7所述的基于虚拟现实的网络授课系统，其特征在于，所述老师端VR设备还用于在所述虚拟教室中选择呈现全部或部分学生对应的学生动态信息。
10.根据权利要求7所述的基于虚拟现实的网络授课系统，其特征在于，所述学生端VR设备还用于在所述虚拟教室中选择呈现老师动态信息和全部或部分学生对应的学生动态信息。
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