本實用新型涉及教學(xué)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于VR技術(shù)的沉浸式教學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在數(shù)字化時代背景下，虛擬現(xiàn)實技術(shù)將會更深層地改變傳統(tǒng)的會展展示形式。它將使會展行業(yè)在運營理念、會展設(shè)計、展示形式、信息傳達、觀眾體驗等方面呈現(xiàn)出新的表現(xiàn)方式。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)的融入為會展行業(yè)帶來了一場革命，逐漸虛擬化的展會是會展行業(yè)未來的發(fā)展趨勢。但虛擬現(xiàn)實技術(shù)目前還不夠成熟，在實際運用中技術(shù)及設(shè)備成本也比較高，目前來說還不能完全替代實體會展活動的存在，且虛擬會展的形式與理念也需要時間讓人們?nèi)ブ鸩浇邮堋２贿^隨著相關(guān)技術(shù)的成熟，虛擬現(xiàn)實技術(shù)會越來越受到會展業(yè)的青睞，持續(xù)為會展業(yè)注入新的活力。不難發(fā)現(xiàn)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種新型體驗技術(shù)，未來在會展領(lǐng)域的應(yīng)用將有著更加廣闊的發(fā)展前景。
VR已不僅僅被關(guān)注于計算機圖象領(lǐng)域，它已涉及更廣的領(lǐng)域，如電視會議、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和分布計算技術(shù)，并向分布式虛擬現(xiàn)實發(fā)展。虛擬現(xiàn)實技術(shù)已成為新產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)的重要手段。其中，協(xié)同工作虛擬現(xiàn)實是VR技術(shù)新的研究和應(yīng)用的熱點，它引入了新的技術(shù)問題，包括人的因素和網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等。如人的因素，已需要考慮多個參與者在一個共享的空間中如何相互交互，虛擬空間中的虛擬對象在多名參與者的共同作用下的行為等。在VR環(huán)境下的進行協(xié)同設(shè)計，團隊成員可同步或異步地在虛擬環(huán)境中從事構(gòu)造和操作虛擬對象的活動，并可對虛擬對象進行評估、討論以及重新設(shè)計等活動。分布式虛擬環(huán)境可使地理位置上分布不同的設(shè)計人員面對相同的虛擬設(shè)計對象，通過在共享的虛擬環(huán)境中協(xié)同地使用聲音和視頻工具，可在設(shè)計的初期就能夠消除設(shè)計缺陷，減少產(chǎn)品上市時間，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供一種基于VR技術(shù)的沉浸式教學(xué)系統(tǒng)，能利用VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)打造寫實的虛擬環(huán)境，在環(huán)境中高度按照真實場景制作。不僅展現(xiàn)了逼真的世界信息，還能將各種信息(如：視頻，聲音)疊加到虛擬的場景中，同時利用虛擬頭盔與體感控制器來實現(xiàn)對虛擬場景中虛擬的圖像、模型等相關(guān)信息的切換與變換的操作，以及將疊加效果后的教學(xué)過程實時錄制和播放。真正的為授課者提供一種直接通過動作或者手勢來操作教學(xué)手段，為使用者呈現(xiàn)一個更真實的教學(xué)虛擬課堂系統(tǒng)，可以有效解決背景技術(shù)中的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：一種基于VR技術(shù)的沉浸式教學(xué)系統(tǒng)，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顯示器、計算機、虛擬頭盔和交互手柄，所述地面的左前角和右后角均設(shè)有支撐桿，支撐桿的上端安裝有激光定位器，所述幕布設(shè)置在后側(cè)墻壁上，幕布上部前方的墻壁上安裝有投影儀，投影儀與幕布對應(yīng)設(shè)置，所述激光定位器感應(yīng)的區(qū)域內(nèi)設(shè)有體感控制器，所述計算機分別與投影儀、激光定位器及虛擬頭盔有線連接，所述計算機與體感控制器無線連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：本基于VR技術(shù)的沉浸式教學(xué)系統(tǒng)能利用VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)打造寫實的虛擬環(huán)境，在環(huán)境中高度按照真實場景制作。不僅展現(xiàn)了逼真的世界信息，還能將各種信息(如：視頻，聲音)疊加到虛擬的場景中，同時利用虛擬頭盔與體感控制器來實現(xiàn)對虛擬場景中虛擬的圖像、模型等相關(guān)信息的切換與變換的操作，以及將疊加效果后的教學(xué)過程實時錄制和播放。真正的為授課者提供一種直接通過動作或者手勢來操作教學(xué)手段，為使用者呈現(xiàn)一個更真實的教學(xué)虛擬課堂系統(tǒng)。
附圖說明
圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：1 激光定位器、2 顯示器、3 計算機、4 虛擬頭盔、5 交互手柄、6 桌子、7 地面、8 投影儀、9 幕布。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
請參閱圖1，本實用新型提供一種技術(shù)方案：一種基于VR技術(shù)的沉浸式教學(xué)系統(tǒng)，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的上表面放置有顯示器2、計算機3、虛擬頭盔4和交互手柄5，虛擬頭盔4在激光定位器1所定位的區(qū)域內(nèi)，交互手柄5設(shè)置在激光定位器1所定位的區(qū)域內(nèi)與虛擬頭盔4匹配，地面7的左前角和右后角均設(shè)有支撐桿，支撐桿的上端安裝有激光定位器1，幕布9設(shè)置在后側(cè)墻壁上，幕布9上部前方的墻壁上安裝有投影儀8，投影儀8與幕布9對應(yīng)設(shè)置，投影儀8面向幕布9投影，激光定位器1感應(yīng)的區(qū)域內(nèi)設(shè)有體感控制器，計算機3分別與投影儀8、激光定位器1及虛擬頭盔4有線連接，計算機3與體感控制器無線連接，虛擬頭盔4與交互手柄5均給予體驗者佩戴，激光定位器1、虛擬頭盔4及交互手柄5捕捉體驗者的動作，并通過投影儀8投影到幕布9上。
在使用時：體驗者位于激光定位器1所感應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，并操作互動手柄5體驗VR技術(shù)的沉浸式教學(xué)系統(tǒng)。
本實用新型能利用VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)打造寫實的虛擬環(huán)境，在環(huán)境中高度按照真實場景制作。不僅展現(xiàn)了逼真的世界信息，還能將各種信息(如：視頻，聲音)疊加到虛擬的場景中，同時利用虛擬頭盔與體感控制器來實現(xiàn)對虛擬場景中虛擬的圖像、模型等相關(guān)信息的切換與變換的操作，以及將疊加效果后的教學(xué)過程實時錄制和播放。真正的為授課者提供一種直接通過動作或者手勢來操作教學(xué)手段，為使用者呈現(xiàn)一個更真實的教學(xué)虛擬課堂系統(tǒng)。
本實用新型運用HTC vive設(shè)備進行二次開發(fā)，運用Unity3d作為開發(fā)平臺，在Unity3d中通過GetComponent<SteamVR_TrackedObject>()獲取HTC vive設(shè)備信息，從而控制虛擬場景中模型、課件以及移動。VR技術(shù)的沉浸式教學(xué)系統(tǒng)在Unity3d平臺下調(diào)用3DMax場景模型，將場景進行燈光渲染，從而繪制出逼真的虛擬場景，在將教學(xué)模型和課件導(dǎo)入虛擬場景中，通過HTC vive頭盔顯示器觀看，可以進一步的擺脫以往的平面教材的教學(xué)，真正的實現(xiàn)了教學(xué)、演講的3D視覺化、智能化的教學(xué)，能很好地的吸引學(xué)生等的注意力，提高教學(xué)質(zhì)量。并且VR技術(shù)的沉浸式教學(xué)系統(tǒng)為今后教育改革信息推廣、推進提供了一個很大平臺，市場前景廣闊，能獲得較好的經(jīng)濟效果。
綜上所述，本實用新型利用現(xiàn)代信息技術(shù)所提供的、具有全新溝通機制和豐富的資源學(xué)習環(huán)境，實現(xiàn)一種全新的VR虛擬教學(xué)方法。采用激光定位器1、虛擬頭盔4、體感控制器檢測體驗者的位置和手勢信息，通過對單個或多個部位的運動序列軌跡進行分析匹配，對各運動的起始位置點、當前位置點、位移、經(jīng)歷的時間等進行狀態(tài)機匹配。從而實現(xiàn)通過動作或手勢來對課件和虛擬物體的自由控制，同時通過VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)，將虛擬信息應(yīng)用到教學(xué)上，使得真實環(huán)境能在虛擬環(huán)境中重現(xiàn)。
盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。