[發(fā)明專利]一種微型VR教育計算機系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710330350.8
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN107341979A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳春燕
• 申請（專利權(quán)）人: 蕪湖威靈數(shù)碼科技有限公司
• 主分類號: G09B5/14
• 分類號: G09B5/14;G06Q50/20;G06F3/01
• 代理公司: 北京元本知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所11308
• 代理人: 范奇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及VR應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種微型VR教育計算機系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的教育從線下發(fā)展到線上，但依然沒有能夠 改變教學(xué)的本質(zhì)，依然是教師通過“黑板”來講課，變化無非就是從教師搬 到了網(wǎng)絡(luò)視頻，其教學(xué)質(zhì)量沒有發(fā)生本質(zhì)的變化，虛擬現(xiàn)實所展現(xiàn)的可以是 一個極其真實的世界，可以把傳統(tǒng)的平面、枯燥的說教教育轉(zhuǎn)變成虛擬的3D 教育。

VN是虛擬現(xiàn)實技術(shù)，是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)， 它利用計算機生成一種模擬環(huán)境，是一種多源信息融合的、交互式的三維動 態(tài)視景和實體行為的系統(tǒng)仿真使用戶沉浸到該環(huán)境中。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是仿真技術(shù)的一個重要方向，是仿真技術(shù)與計算機圖形學(xué) 人機接口技術(shù)多媒體技術(shù)傳感技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)的集合，是一門富有 挑戰(zhàn)性的交叉技術(shù)前沿學(xué)科和研究領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VR)主要包括模擬環(huán) 境、感知、自然技能和傳感設(shè)備等方面。模擬環(huán)境是由計算機生成的、實時 動態(tài)的三維立體逼真圖像。感知是指理想的VR應(yīng)該具有一切人所具有的感知。 除計算機圖形技術(shù)所生成的視覺感知外，還有聽覺、觸覺、力覺、運動等感 知，甚至還包括嗅覺和味覺等，也稱為多感知。自然技能是指人的頭部轉(zhuǎn)動， 眼睛、手勢、或其他人體行為動作，由計算機來處理與參與者的動作相適應(yīng) 的數(shù)據(jù)，并對用戶的輸入作出實時響應(yīng)，并分別反饋到用戶的五官。傳感設(shè) 備是指三維交互設(shè)備。

發(fā)展現(xiàn)代遠程教育已成為我國教育發(fā)展的一項戰(zhàn)略措施。目前我國的現(xiàn) 代遠程教育存在一些亟待解決的問題，主要包括：傳統(tǒng)的基于網(wǎng)頁的遠程教 育平臺依靠文字描述和簡單的平面動畫已無法引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性； 由于時空分離，無法提供身臨其境的學(xué)習(xí)環(huán)境，無法實現(xiàn)教者和學(xué)者之間的 情感交流，大大降低了學(xué)習(xí)的主動性；由于無法提供真實的實驗教學(xué)環(huán)境， 只是通過視頻進行演示教學(xué)，導(dǎo)致實驗教學(xué)效果差，直接影響到學(xué)習(xí)者實踐 能力的培養(yǎng)。現(xiàn)代遠程教育的發(fā)展趨勢是網(wǎng)絡(luò)化、智能化、虛擬化。虛擬現(xiàn) 實技術(shù)因其具備的多感知性、浸沒感、交互性和構(gòu)想性等特點，在遠程教育 中具有強大優(yōu)勢和潛力。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在遠程教育中的主要應(yīng)用包括虛擬學(xué) 習(xí)社區(qū)、仿真實驗室和數(shù)字教學(xué)場所，進而構(gòu)建一個基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的遠 程教育平臺。將VR技術(shù)利用在教學(xué)系統(tǒng)上，具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種微型VR教育計算機系 統(tǒng)，由客戶端、虛擬教育平臺和數(shù)據(jù)庫層三個部分組成，所述客戶端以教師、 學(xué)生和管理員三種不同的角色登錄遠程教育平臺,依據(jù)角色的不同享有不同 的權(quán)限；所述虛擬教育平臺以微軟NET平臺為架構(gòu)，使用ASP.NET語言開發(fā) 實現(xiàn)，采用SQL Server 2000作為后臺數(shù)據(jù)庫；所述數(shù)據(jù)庫層包括課件資源 庫、虛擬素材庫、分類知識庫、實踐操作數(shù)據(jù)庫和論壇數(shù)據(jù)庫，所述虛擬教 育平臺采用采用14納米工藝制程的Intel酷睿i5-6500作為核心處理器，建 立虛擬同步教學(xué)系統(tǒng)、虛擬異步教學(xué)系統(tǒng)和通用管理系統(tǒng)，并且所述虛擬教 育平臺通過WEB服務(wù)器連接HTML網(wǎng)頁，用戶通過HTML網(wǎng)頁瀏覽器發(fā)送地址 到Web服務(wù)器請求所需網(wǎng)頁，所述Web服務(wù)器接受用戶請求的網(wǎng)址，向遠程 教育平臺發(fā)送請求，將返回結(jié)果返回給用戶，用戶再通過客戶端登入遠程教 育平臺進行操作。

優(yōu)選的，所述遠程教育平臺的虛擬同步教學(xué)系統(tǒng)、虛擬異步教學(xué)系統(tǒng)和 通用管理系統(tǒng)分別完成共享協(xié)同虛擬環(huán)境中的學(xué)習(xí)、異步環(huán)境中的課件下載 與視頻點播、門戶網(wǎng)站與虛擬環(huán)境管理功能。

優(yōu)選的，所述虛擬同步教學(xué)系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)會議系統(tǒng)建立虛擬教室，利用 計算機支持協(xié)同工作技術(shù)應(yīng)用為參與者提供了信息共享的環(huán)境,使交互式的 協(xié)作教學(xué)成為可能,增進了教與學(xué)雙方的溝通，利用分布式多媒體技術(shù)把文字、 圖形、聲音、視頻及互動式操作集于虛擬教室中。

優(yōu)選的，所述虛擬異步教學(xué)系統(tǒng)包括虛擬課程開發(fā)和虛擬教務(wù)管理兩大 部分，其中虛擬課程開發(fā)用于實現(xiàn)虛擬素材庫的管理、實現(xiàn)虛擬素材的組合 與鏈接、完成虛擬課件的合并與發(fā)布，虛擬教務(wù)管理部分是為用戶提供查詢、 統(tǒng)計與管理的平臺。

優(yōu)選的，所述通用管理系統(tǒng)分為虛擬平臺管理和門戶網(wǎng)站管理，所述通 用管理系統(tǒng)實現(xiàn)對虛擬同步教學(xué)系統(tǒng)、虛擬異步教學(xué)系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫層的管 理。

優(yōu)選的，所述虛擬教育平臺采用基于角色的訪問控制策略進行訪問，每 種角色擁有相應(yīng)的權(quán)限，通過角色繼承和關(guān)聯(lián)的控制約束條件實現(xiàn)多種控制 策。