[发明专利]一种基于EON的辅助教学系统及教学方法

说明书

一种基于EON的辅助教学系统及教学方法，通过建立机械产品的三维模型和虚拟手的三维模型，通过位置跟踪器实现虚拟手三维模型的上下、前后、左右的移动以及转动，数据手套根据虚拟手的手势变换来实现抓取、释放机械产品三维模型的动作，即通过动画演示，使学生对老师所讲述内容，通过3D演示部分，学生可以通过3D眼镜，对机械产品的组成部分、内部结构、拆卸过程、装配过程等从立体的角度，有一个全新地认识。本发明能够实现动画演示、手动拆卸、手动装配、运动仿真、3D演示的目的，弥补了目前高校在实践教学环节的不足，使学生在学习理论知识的同时可以动手操作，有助于学生深化理论知识、提高实践应用能力。

技术领域

本发明属于虚拟现实以及教育领域，涉及一种教学系统，特别涉及一种基于EON的辅助教学系统及教学方法。

背景技术

传统的教学方式是利用课本、板书来向学生传授知识，这种方式很容易导致学生尤其是工科类学生思维停留在理论层次上，不能从实际应用角度对所学知识有一个更全面的认识。

随着多媒体技术的广泛应用，目前绝大多数高校采用多媒体教学，极大地弥补了传统教学方式的不足。但是，这种教学方法对于高校工科类尤其是机械方面的学生仍然存在一定的局限性。例如：要想了解机械产品的内部结构、组成部分、工作原理等，只是靠通过幻灯片讲解或观看相关视频，是不能达到要求的，还需要实际动手对该机械产品进行拆卸、装配等操作，才能全面地认识它。然而，许多高校用于学生实践教学的机械设备有限，并且学生在实际动手操作时很容易损坏设备。因此，需要一种既有助于提高学生动手操作能力又成本低廉的辅助教学系统。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于EON的辅助教学系统及教学方法，该教学系统能够弥补高校在学生实践教学环节的不足，有助于提高学生的动手操作能力，具有操作简单、成本低廉、效果显著的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于EON的辅助教学方法，包括以下步骤：

1)建立机械产品的三维模型，建好后将其导入EON Studio中；

2)在EON Studio中，利用其功能节点和元件完成运动仿真、动画演示、3D演示的设置；

3)建立虚拟手三维模型，并且将其导入到EON Studio中；

4)在Visual C++中，建立应用程序，使Visual C++与EON Studio建立通信；然后使数据手套与虚拟手三维模型建立通信，完成手动拆卸和手动装配的功能；

5)将投影仪和投影屏幕分别连接在计算机上，同时将位置跟踪器和数据手套连接在计算机上，并且使位置跟踪器的一端连接在数据手套的腕部，虚拟手与数据手套建立通信后，通过位置跟踪器实现虚拟手三维模型的上下、前后、左右的移动以及转动，数据手套根据虚拟手的手势变换来实现抓取、释放机械产品三维模型的动作。

所述步骤3)中建立虚拟手三维模型的具体过程是：根据对人手结构和运动的分析，利用Creator三维建模软件进行建模。

所述步骤3)建立虚拟手三维模型的具体过程是：虚拟手的形状是根据人手的真实形状确定的，虚拟手的形状包含手腕、手掌、手指和关节部分；虚拟手的5个手指包括关节和指节：大拇指有3个指节和2个关节，3个指节分别是近端指节、远端指节和掌骨节；2个关节分别是连接近端指节与远端指节的关节以及连接近端指节与掌骨节的关节；其余四个手指都有三个指节，分别为近端指节、中间指节和远端指节，以及连接近端指节与中间指节、中间指节与远端指节、近端指节与掌骨节的三个关节，利用Creator三维建模软件进行建模。