CN206379004U - 一种基于vr技术的沉浸式教学系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于VR技术的沉浸式教学系统，包括桌子和幕布，所述桌子放置在地面的上方中部，桌子的上表面放置有显示器、计算机、虚拟头盔和交互手柄，所述地面的左前角和右后角均设有支撑杆，支撑杆的上端安装有激光定位器，所述幕布设置在后侧墙壁上，本基于VR技术的沉浸式教学系统能利用VR虚拟现实技术打造写实的虚拟环境，在环境中高度按照真实场景制作。不仅展现了逼真的世界信息，还能将各种信息(如：视频，声音)叠加到虚拟的场景中，同时利用虚拟头盔与体感控制器来实现对虚拟场景中虚拟的图像、模型等相关信息的切换与变换的操作，以及将叠加效果后的教学过程实时录制和播放。
Description
技术领域
本实用新型涉及教学系统技术领域，具体为一种基于VR技术的沉浸式教学系统。
背景技术
在数字化时代背景下，虚拟现实技术将会更深层地改变传统的会展展示形式。它将使会展行业在运营理念、会展设计、展示形式、信息传达、观众体验等方面呈现出新的表现方式。
虚拟现实技术的融入为会展行业带来了一场革命，逐渐虚拟化的展会是会展行业未来的发展趋势。但虚拟现实技术目前还不够成熟，在实际运用中技术及设备成本也比较高，目前来说还不能完全替代实体会展活动的存在，且虚拟会展的形式与理念也需要时间让人们去逐步接受。不过随着相关技术的成熟，虚拟现实技术会越来越受到会展业的青睐，持续为会展业注入新的活力。不难发现，虚拟现实技术作为一种新型体验技术，未来在会展领域的应用将有着更加广阔的发展前景。
VR已不仅仅被关注于计算机图象领域，它已涉及更广的领域，如电视会议、网络技术和分布计算技术，并向分布式虚拟现实发展。虚拟现实技术已成为新产品设计开发的重要手段。其中，协同工作虚拟现实是VR技术新的研究和应用的热点，它引入了新的技术问题，包括人的因素和网络、数据库技术等。如人的因素，已需要考虑多个参与者在一个共享的空间中如何相互交互，虚拟空间中的虚拟对象在多名参与者的共同作用下的行为等。在VR环境下的进行协同设计，团队成员可同步或异步地在虚拟环境中从事构造和操作虚拟对象的活动，并可对虚拟对象进行评估、讨论以及重新设计等活动。分布式虚拟环境可使地理位置上分布不同的设计人员面对相同的虚拟设计对象，通过在共享的虚拟环境中协同地使用声音和视频工具，可在设计的初期就能够消除设计缺陷，减少产品上市时间，提高产品质量。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种基于VR技术的沉浸式教学系统，能利用VR虚拟现实技术打造写实的虚拟环境，在环境中高度按照真实场景制作。不仅展现了逼真的世界信息，还能将各种信息(如：视频，声音)叠加到虚拟的场景中，同时利用虚拟头盔与体感控制器来实现对虚拟场景中虚拟的图像、模型等相关信息的切换与变换的操作，以及将叠加效果后的教学过程实时录制和播放。真正的为授课者提供一种直接通过动作或者手势来操作教学手段，为使用者呈现一个更真实的教学虚拟课堂系统，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于VR技术的沉浸式教学系统，包括桌子和幕布，所述桌子放置在地面的上方中部，桌子的上表面放置有显示器、计算机、虚拟头盔和交互手柄，所述地面的左前角和右后角均设有支撑杆，支撑杆的上端安装有激光定位器，所述幕布设置在后侧墙壁上，幕布上部前方的墙壁上安装有投影仪，投影仪与幕布对应设置，所述激光定位器感应的区域内设有体感控制器，所述计算机分别与投影仪、激光定位器及虚拟头盔有线连接，所述计算机与体感控制器无线连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本基于VR技术的沉浸式教学系统能利用VR虚拟现实技术打造写实的虚拟环境，在环境中高度按照真实场景制作。不仅展现了逼真的世界信息，还能将各种信息(如：视频，声音)叠加到虚拟的场景中，同时利用虚拟头盔与体感控制器来实现对虚拟场景中虚拟的图像、模型等相关信息的切换与变换的操作，以及将叠加效果后的教学过程实时录制和播放。真正的为授课者提供一种直接通过动作或者手势来操作教学手段，为使用者呈现一个更真实的教学虚拟课堂系统。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图中：1 激光定位器、2 显示器、3 计算机、4 虚拟头盔、5 交互手柄、6 桌子、7 地面、8 投影仪、9 幕布。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种基于VR技术的沉浸式教学系统，包括桌子6和幕布9，桌子6放置在地面7的上方中部，桌子6的上表面放置有显示器2、计算机3、虚拟头盔4和交互手柄5，虚拟头盔4在激光定位器1所定位的区域内，交互手柄5设置在激光定位器1所定位的区域内与虚拟头盔4匹配，地面7的左前角和右后角均设有支撑杆，支撑杆的上端安装有激光定位器1，幕布9设置在后侧墙壁上，幕布9上部前方的墙壁上安装有投影仪8，投影仪8与幕布9对应设置，投影仪8面向幕布9投影，激光定位器1感应的区域内设有体感控制器，计算机3分别与投影仪8、激光定位器1及虚拟头盔4有线连接，计算机3与体感控制器无线连接，虚拟头盔4与交互手柄5均给予体验者佩戴，激光定位器1、虚拟头盔4及交互手柄5捕捉体验者的动作，并通过投影仪8投影到幕布9上。
在使用时：体验者位于激光定位器1所感应的区域内，并操作互动手柄5体验VR技术的沉浸式教学系统。
本实用新型能利用VR虚拟现实技术打造写实的虚拟环境，在环境中高度按照真实场景制作。不仅展现了逼真的世界信息，还能将各种信息(如：视频，声音)叠加到虚拟的场景中，同时利用虚拟头盔与体感控制器来实现对虚拟场景中虚拟的图像、模型等相关信息的切换与变换的操作，以及将叠加效果后的教学过程实时录制和播放。真正的为授课者提供一种直接通过动作或者手势来操作教学手段，为使用者呈现一个更真实的教学虚拟课堂系统。
本实用新型运用HTC vive设备进行二次开发，运用Unity3d作为开发平台，在Unity3d中通过GetComponent<SteamVR_TrackedObject>()获取HTC vive设备信息，从而控制虚拟场景中模型、课件以及移动。VR技术的沉浸式教学系统在Unity3d平台下调用3DMax场景模型，将场景进行灯光渲染，从而绘制出逼真的虚拟场景，在将教学模型和课件导入虚拟场景中，通过HTC vive头盔显示器观看，可以进一步的摆脱以往的平面教材的教学，真正的实现了教学、演讲的3D视觉化、智能化的教学，能很好地的吸引学生等的注意力，提高教学质量。并且VR技术的沉浸式教学系统为今后教育改革信息推广、推进提供了一个很大平台，市场前景广阔，能获得较好的经济效果。
综上所述，本实用新型利用现代信息技术所提供的、具有全新沟通机制和丰富的资源学习环境，实现一种全新的VR虚拟教学方法。采用激光定位器1、虚拟头盔4、体感控制器检测体验者的位置和手势信息，通过对单个或多个部位的运动序列轨迹进行分析匹配，对各运动的起始位置点、当前位置点、位移、经历的时间等进行状态机匹配。从而实现通过动作或手势来对课件和虚拟物体的自由控制，同时通过VR虚拟现实技术，将虚拟信息应用到教学上，使得真实环境能在虚拟环境中重现。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (1)
1.一种基于VR技术的沉浸式教学系统，包括桌子(6)和幕布(9)，其特征在于：所述桌子(6)放置在地面(7)的上方中部，桌子(6)的上表面放置有显示器(2)、计算机(3)、虚拟头盔(4)和交互手柄(5)，所述地面(7)的左前角和右后角均设有支撑杆，支撑杆的上端安装有激光定位器(1)，所述幕布(9)设置在后侧墙壁上，幕布(9)上部前方的墙壁上安装有投影仪(8)，投影仪(8)与幕布(9)对应设置，所述激光定位器(1)感应的区域内设有体感控制器，所述计算机(3)分别与投影仪(8)、激光定位器(1)及虚拟头盔(4)有线连接，所述计算机(3)与体感控制器无线连接。
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