CN205983931U - 基于虚拟现实技术的教学系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于虚拟现实技术的教学系统，包括输入模块，用于将三维模型的数据传送至主控计算机；主控计算机，与所述输入模块通信连接，用于处理三维模型的数据，并输出控制信号；输出模块，包括全息投影仪，响应于所述控制信号，用于将三维模型投射于操作面板；操作面板，与所述主控计算机通信连接，用于显示三维模型，并在操作面板上对三维模型进行操作，输出反馈信号至主控计算机。将三维模型通过全息投影仪投射到到全息投影幕布上，再利用设置在全息投影幕布外侧的压电薄膜检测压力，生成反馈信号至主控制器以切换画面，形成流畅的画面切换，增强用户真实的体验感。

Description

基于虚拟现实技术的教学系统

技术领域

本实用新型涉及互联网教育领域，更具体地说，它涉及一种基于虚拟现实技术的教学系统。

背景技术

传统的教育模式是教师将学习材料作为现成的结论性知识加以传授，而不重复人类发现、形成有关知识的过程，对于学生分析思维能力、演绎推断能力、系统思考能力以及受纳知识的能力等方面培养有着很大的、不可替代的作用。但过于单一的使用，把学生的学习建立在人的客体上，受动性和依赖性的基础之上，忽略了人的主动性，能动性和独立性，削减了学生的创造潜能的开发和创新素质的培养，甚至在某种程度上还抹杀了学生的创造力。

于是 ，在科学技术飞速发展、教育改革不断前进的今天，逐渐引进了多媒体教育。多媒体具有图、文、声并茂甚至有活动影象这样的特点，所以能提供最理想的教学环境，对教育、教学过程产生深刻的影响。多媒体教育主要以大屏幕呈现内容，虽然图像内容丰富多样了，但不能给人带来真实感，因此体验感差，尤其是那些需要动手的实验课，只播放影像而不动手实验不能够加深学生对该实验的印象，于是，急需一套能够给人带来真实感，加强体验感的教学系统。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于虚拟现实技术的教学系统，能够给学生带来真实感，加强体验感。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种基于虚拟现实技术的教学系统，包括：

输入模块，用于将三维模型的数据传送至主控计算机；

主控计算机，与所述输入模块通信连接，用于处理三维模型的数据，并输出控制信号；

输出模块，包括全息投影仪，响应于所述控制信号，用于将三维模型投射于操作面板；

操作面板，与所述主控计算机通信连接，用于显示三维模型，并在操作面板上对三维模型进行操作，输出反馈信号至主控计算机。

通过采用上述技术方案，输入模块将三维模型的数据传送至主控计算机，经主控计算机处理后输出控制信号至全息投影仪，全息投影仪将三维模型投影至操作面板上，在操作面板上浮现三维模型；上实验课时，往往需要动手对实验仪器进行操作，在操作面板上投影实验仪器的三维模型，并在操作面板上对该模型进行操作，操作面板检测到有动作时，输出反馈信号至主控计算机，经主控计算机处理后，全息投影仪投影出下一个画面，其中，信号的传递和处理速度是非常快的，即当在操作面板上对三维模型进行操作时，会连续输出操作后的不同画面，提高了用户体验。

进一步的，所述输入模块包括鼠标或键盘或触控屏。

通过采用上述技术方案，用鼠标或键盘或触控屏将三维模型的数据传送至主控计算机，操作简单，使用方便，通用性更强。

进一步的，所述主控计算机包括：

数据存储模块，与所述输入模块通信连接，用于存储三维模型的数据；

主控制器，与所述数据存储模块和操作面板均通信连接，用于处理三维模型的数据，输出控制信号，同时响应于所述反馈信号；

显示器，与所述主控制器通信连接，用于显示三维模型的二维画面。

通过采用上述技术方案，输入模块将存储在数据存储模块中的三维模型数据传送至主控制器，经主控制器处理后，输出控制信号以控制全息投影仪开启；主控制器接收反馈信号，经处理后由全息投影仪输出下一个画面，由于这个处理过程是非常快的，所以两个画面之间是连续的，提高了用户体验；

同时三维模型的画面也以二维的形式显示在显示屏上。

进一步的，所述操作面板包括：

显示模块，用于显示三维模型；

传感模块，设置于所述显示模块外侧，与所述主控制器通信连接，用于检测在传感模块上的操作，输出反馈信号。

通过采用上述技术方案，显示模块用于显示全息投影仪输出的三维模型；传感模块可检测人在操作面板上的动作，并相应的生成反馈信号至主控制器，再经由主控制器处理。

进一步的，所述显示模块包括全息投影幕布。

通过采用上述技术方案，全息投影是一种利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像，是一种无需配戴眼镜的3D技术，可以看到立体画面。

进一步的，其特征在于，所述传感模块包括压电薄膜，所述压电薄膜与主控制器通信连接。

通过采用上述技术方案，当有作用力作用在压电薄膜上时，薄膜上下电极表面之间就会产生一个电信号（电荷或电压），并且同拉伸或弯曲的形变成比例。一般的压电材料都对压力敏感，但对于压电薄膜来说，在纵向施加一个很小的力时，横向上会产生很大的应力，因此，压电薄膜对动态应力非常敏感，能够精确检测到人在该膜上的操作，并将生成的电信号作为反馈信号传至主控制器中进行处理。

进一步的，所述输出模块还包括音频播放器，所述音频播放器与所述主控制器通信连接。

通过采用上述技术方案，音频播放器与主控制器连接，受主控制器的控制发出声音，以提醒人的操作步骤或者显示声音现象。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：将三维模型通过全息投影仪投射到到全息投影幕布上，再利用设置在全息投影幕布外侧的压电薄膜检测压力，生成反馈信号至主控制器以切换画面，形成流畅的画面切换，增强用户真实的体验感。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图。

附图标记：1、输入模块；2、主控计算机；21、数据存储模块；22、主控制器；23、显示器；3、输出模块；31、全息投影仪；32、音频播放器；4、操作面板；41、显示模块；42、传感模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。

参照图1，一种基于虚拟现实技术的教学系统，包括输入模块1、主控计算机2、输出模块3和操作面板4, 输入模块1，用于将三维模型的数据传送至主控计算机2；主控计算机2，与输入模块1通信连接，用于处理三维模型的数据，并输出控制信号；输出模块3，包括全息投影仪31，响应于控制信号，用于将三维模型投射于操作面板4；操作面板4，与主控计算机2通信连接，用于显示三维模型，并在操作面板4上对三维模型进行操作，输出反馈信号至主控计算机2。输入模块1将三维模型的数据传送至主控计算机2，经主控计算机2处理后输出控制信号至全息投影仪31，全息投影仪31将三维模型投影至操作面板4上，在操作面板4上浮现三维模型；上实验课时，往往需要动手对实验仪器进行操作，在操作面板4上投影实验仪器的三维模型，并在操作面板4上对该模型进行操作，操作面板4检测到有动作时，输出反馈信号至主控计算机2，经主控计算机2处理后，全息投影仪31投影出下一个画面，其中，信号的传递和处理速度是非常快的，即当在操作面板4上对三维模型进行操作时，会连续输出操作后的不同画面，提高了用户体验。

其中，输入模块1包括鼠标或键盘或触控屏；主控计算机2包括数据存储模块21、主控制器22和显示器23，数据存储模块21，与输入模块1通信连接，用于存储三维模型的数据；主控制器22，与数据存储模块21和操作面板4均通信连接，用于处理三维模型的数据，输出控制信号，同时响应于反馈信号；显示器23，与主控制器22通信连接，用于显示三维模型的二维画面。输入模块1将存储在数据存储模块21中的三维模型数据传送至主控制器22，经主控制器22处理后，输出控制信号以控制全息投影仪31开启；主控制器22接收反馈信号，经处理后由全息投影仪31输出下一个画面，由于这个处理过程是非常快的，所以两个画面之间是连续的，提高了用户体验；同时三维模型的画面也以二维的形式显示在显示屏上。

另外，操作面板4包括显示模块41和传感模块42，显示模块41，用于显示三维模型；传感模块42，设置于显示模块41外侧，与主控制器22通信连接，用于检测在传感模块42上的操作，输出反馈信号；其中，显示模块41包括全息投影幕布。全息投影是一种利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像，是一种无需配戴眼镜的3D技术，可以看到立体画面；当有作用力作用在压电薄膜上时，薄膜上下电极表面之间就会产生一个电信号（电荷或电压），并且同拉伸或弯曲的形变成比例。一般的压电材料都对压力敏感，但对于压电薄膜来说，在纵向施加一个很小的力时，横向上会产生很大的应力，因此，压电薄膜对动态应力非常敏感，能够精确检测到人在该膜上的操作，并将生成的电信号作为反馈信号传至主控制器22中进行处理。

另外，输出模块3还包括音频播放器32，音频播放器32与主控制器22通信连接，音频播放器32受主控制器22的控制发出声音，以提醒人的操作步骤或者显示声音现象。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于虚拟现实技术的教学系统，其特征在于，包括：

输入模块（1），用于将三维模型的数据传送至主控计算机（2）；

主控计算机（2），与所述输入模块（1）通信连接，用于处理三维模型的数据，并输出控制信号；

输出模块（3），包括全息投影仪（31），响应于所述控制信号，用于将三维模型投射于操作面板（4）；

操作面板（4），与所述主控计算机（2）通信连接，用于显示三维模型，并在操作面板（4）上对三维模型进行操作，输出反馈信号至主控计算机（2）。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟现实技术的教学系统，其特征在于，所述输入模块（1）包括鼠标或键盘或触控屏。

3.根据权利要求1所述的基于虚拟现实技术的教学系统，其特征在于，所述主控计算机（2）包括：

数据存储模块（21），与所述输入模块（1）通信连接，用于存储三维模型的数据；

主控制器（22），与所述数据存储模块（21）和操作面板（4）均通信连接，用于处理三维模型的数据，输出控制信号，同时响应于所述反馈信号；

显示器（23），与所述主控制器（22）通信连接，用于显示三维模型的二维画面。

4.根据权利要求3所述的基于虚拟现实技术的教学系统，其特征在于，所述操作面板（4）包括：

显示模块（41），用于显示三维模型；

传感模块（42），设置于所述显示模块（41）外侧，与所述主控制器（22）通信连接，用于检测在传感模块（42）上的操作，输出反馈信号。

5.根据权利要求4所述的基于虚拟现实技术的教学系统，其特征在于，所述显示模块（41）包括全息投影幕布。

6.根据权利要求4所述的基于虚拟现实技术的教学系统，其特征在于，所述传感模块（42）包括压电薄膜，所述压电薄膜与主控制器（22）通信连接。

7.根据权利要求3所述的基于虚拟现实技术的教学系统，其特征在于，所述输出模块（3）还包括音频播放器（32），所述音频播放器（32）与所述主控制器（22）通信连接。