[發明專利]一種基于虛擬現實的教育系統及其方法

有效

• 申請號: 201710790741.8
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107577347B
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: 齊海龍;陳濤濤
• 申請（專利權）人: 南京睿誠華智科技有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06T17/00;G09B19/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

1.一種基于虛擬現實的教育系統，其特征在于：包括VR開發計算機、VR一體機和體感外設；所述VR開發計算機安裝了3D建模工具和VR開發工具，用于建立VR積木模塊，創建和編輯VR場景，以及生成VR應用；所述VR一體機是具備獨立處理器的虛擬現實頭戴式顯示器，通過安裝VR操作系統構建VR一體機的虛擬現實運行的基本環境，通過安裝VR交互SDK，為體感外設提供軟件驅動；用戶通過所述體感外設向虛擬現實場景發送傳感或控制指令，虛擬場景反饋體感體驗并通過體感外設作用于用戶身上；所述VR積木模塊是指模塊化的VR項目封裝程序塊，包括VR體感外設封裝程序塊、VR標準場景事件封裝程序塊和VR標準場景模型封裝模塊；

建立VR積木模塊的過程如下：

(a)根據學生情況和未來應用方向，制定VR標準項目案例；所述VR標準項目案例分為三類：單功能案例、綜合功能案例和專業應用案例；所述單功能案例是指VR開發過程中所用到的某個單項功能，包括某類VR場景事件，某一種體感外設以及該外設的某個傳感/控制參數，即針對某一項功能，設計一個VR標準項目案例；所述綜合功能案例是指同時融合多個單項功能的VR標準案例；所述專業應用案例是指綜合運用多個單項功能，并運用某一專業領域的知識，針對專業領域進行項目開發的VR標準項目案例；

(b)根據VR標準項目案例的難度進行分級，并據此對VR標準項目案例進行模塊化切分封裝；首先進行基礎切分，在VR標準項目案例中，將場景模型、場景事件和體感外設進行整體切分，分成三個部分，形成三個大模塊包，切分后，用戶根據標準說明，將場景模型、場景事件和體感外設三個模塊包組裝起來，完成整個項目；然后進行場景模型的切分，在VR標準項目案例中，場景和模型都已經預設，通過切分，將場景和模型分開，并將模型中的物體切分打散，在切分后的場景中，用戶依據標準說明或自己的設計，重新將物體模型放置在場景的合適位置中，將場景模型組裝起來；進行場景事件程序包的切分，把VR標準項目案例中的碰撞事件、運動事件進行切分，碰撞事件、運動事件均被切分成若干個獨立程序塊，用戶需要依據標準說明或自己的設計，將獨立程序塊加載到合適的場景事件上；進行體感外設程序包的切分，將各種不同體感外設的程序進行單獨切分封裝，并將每個外設的各個傳感、控制參數程序切分封裝，用戶根據標準說明或自己的設計，選擇某個外設程序塊，并將該外設的不同傳感、控制程序塊加載到VR項目中；

(c)模塊打包；將各個切分后的標準場景模型封裝模塊、體感外設封裝程序塊、標準場景事件封裝程序塊進行統一的命名，并放置在不同的目錄中，然后將整個項目打包，形成一個標準課程包。

2.根據權利要求1所述基于虛擬現實的教育系統，其特征在于：所述體感外設包括但不限于九軸傳感控制器、肌肉電傳感控制器、腦電波傳感控制器、雙手柄空間傳感控制器和全身動作捕捉傳感控制器。

3.根據權利要求1所述基于虛擬現實的教育系統，其特征在于：所述3D建模工具采用3DMax；所述VR開發工具采用Unity3D或Unreal。

4.基于權利要求1所述教育系統的VR教學方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)基于3D建模工具，自行建立和編輯VR場景，或者，使用VR積木模塊中的VR標準場景模型封裝模塊；

(2)將自定義的VR場景或VR標準場景模型封裝模塊導入VR開發工具中；

(3)將VR積木模塊中的VR體感外設封裝程序塊、VR標準場景事件封裝程序塊導入到VR開發工具中；

(4)基于標準說明或自己的設計，在VR標準案例場景中，對場景模型進行布放、編輯，構建出項目的場景模型；

(5)在構建好的場景模型中，將VR標準場景事件封裝程序塊加載到合適的場景模型上，實現場景模型的事件效果；

(6)將VR體感外設封裝程序塊加載到合適的場景模型上，實現體感交互效果；

(7)完成項目編輯之后，將項目打包，生成VR應用程序安裝包；

(8)將VR應用程序安裝包導入VR一體機，安裝；

(9)將VR應用程序中選用的體感外設與VR一體機連接后，佩戴VR一體機進行VR應用的交互學習體驗。