[发明专利]一种微型VR教育计算机系统

说明书

技术领域

本发明涉及VR应用技术领域，具体为一种微型VR教育计算机系统。

背景技术

随着信息技术的发展，传统的教育从线下发展到线上，但依然没有能够 改变教学的本质，依然是教师通过“黑板”来讲课，变化无非就是从教师搬 到了网络视频，其教学质量没有发生本质的变化，虚拟现实所展现的可以是 一个极其真实的世界，可以把传统的平面、枯燥的说教教育转变成虚拟的3D 教育。

VN是虚拟现实技术，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统， 它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动 态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。

虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学 人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合，是一门富有 挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环 境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时 动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。 除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感 知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动， 眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应 的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设 备是指三维交互设备。

发展现代远程教育已成为我国教育发展的一项战略措施。目前我国的现 代远程教育存在一些亟待解决的问题，主要包括：传统的基于网页的远程教 育平台依靠文字描述和简单的平面动画已无法引起学生的学习兴趣和积极性； 由于时空分离，无法提供身临其境的学习环境，无法实现教者和学者之间的 情感交流，大大降低了学习的主动性；由于无法提供真实的实验教学环境， 只是通过视频进行演示教学，导致实验教学效果差，直接影响到学习者实践 能力的培养。现代远程教育的发展趋势是网络化、智能化、虚拟化。虚拟现 实技术因其具备的多感知性、浸没感、交互性和构想性等特点，在远程教育 中具有强大优势和潜力。虚拟现实技术在远程教育中的主要应用包括虚拟学 习社区、仿真实验室和数字教学场所，进而构建一个基于虚拟现实技术的远 程教育平台。将VR技术利用在教学系统上，具有重要的意义。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种微型VR教育计算机系 统，由客户端、虚拟教育平台和数据库层三个部分组成，所述客户端以教师、 学生和管理员三种不同的角色登录远程教育平台,依据角色的不同享有不同 的权限；所述虚拟教育平台以微软NET平台为架构，使用ASP.NET语言开发 实现，采用SQL Server 2000作为后台数据库；所述数据库层包括课件资源 库、虚拟素材库、分类知识库、实践操作数据库和论坛数据库，所述虚拟教 育平台采用采用14纳米工艺制程的Intel酷睿i5-6500作为核心处理器，建 立虚拟同步教学系统、虚拟异步教学系统和通用管理系统，并且所述虚拟教 育平台通过WEB服务器连接HTML网页，用户通过HTML网页浏览器发送地址 到Web服务器请求所需网页，所述Web服务器接受用户请求的网址，向远程 教育平台发送请求，将返回结果返回给用户，用户再通过客户端登入远程教 育平台进行操作。

优选的，所述远程教育平台的虚拟同步教学系统、虚拟异步教学系统和 通用管理系统分别完成共享协同虚拟环境中的学习、异步环境中的课件下载 与视频点播、门户网站与虚拟环境管理功能。

优选的，所述虚拟同步教学系统基于网络会议系统建立虚拟教室，利用 计算机支持协同工作技术应用为参与者提供了信息共享的环境,使交互式的 协作教学成为可能,增进了教与学双方的沟通，利用分布式多媒体技术把文字、 图形、声音、视频及互动式操作集于虚拟教室中。

优选的，所述虚拟异步教学系统包括虚拟课程开发和虚拟教务管理两大 部分，其中虚拟课程开发用于实现虚拟素材库的管理、实现虚拟素材的组合 与链接、完成虚拟课件的合并与发布，虚拟教务管理部分是为用户提供查询、 统计与管理的平台。

优选的，所述通用管理系统分为虚拟平台管理和门户网站管理，所述通 用管理系统实现对虚拟同步教学系统、虚拟异步教学系统以及数据库层的管 理。

优选的，所述虚拟教育平台采用基于角色的访问控制策略进行访问，每 种角色拥有相应的权限，通过角色继承和关联的控制约束条件实现多种控制 策。