[发明专利]一种虚拟现实的教育系统及其方法

权利要求书

1.一种基于虚拟现实的教育系统，其特征在于：包括VR开发计算机、VR一体机和体感外设；所述VR开发计算机安装了3D建模工具和VR开发工具，用于建立VR积木模块，创建和编辑VR场景，以及生成VR应用；所述VR一体机是具备独立处理器的虚拟现实头戴式显示器，通过安装VR操作系统构建VR一体机的虚拟现实运行的基本环境，通过安装VR交互SDK，为体感外设提供软件驱动；用户通过所述体感外设向虚拟现实场景发送传感或控制指令，虚拟场景反馈体感体验并通过体感外设作用于用户身上；所述VR积木模块是指模块化的VR项目封装程序块，包括VR体感外设封装程序块、VR标准场景事件封装程序块和VR标准场景模型封装模块；

建立VR积木模块的过程如下：

(a)根据学生情况和未来应用方向，制定VR标准项目案例；所述VR标准项目案例分为三类：单功能案例、综合功能案例和专业应用案例；所述单功能案例是指VR开发过程中所用到的某个单项功能，包括某类VR场景事件，某一种体感外设以及该外设的某个传感/控制参数，即针对某一项功能，设计一个VR标准项目案例；所述综合功能案例是指同时融合多个单项功能的VR标准案例；所述专业应用案例是指综合运用多个单项功能，并运用某一专业领域的知识，针对专业领域进行项目开发的VR标准项目案例；

(b)根据VR标准项目案例的难度进行分级，并据此对VR标准项目案例进行模块化切分封装；首先进行基础切分，在VR标准项目案例中，将场景模型、场景事件和体感外设进行整体切分，分成三个部分，形成三个大模块包，切分后，用户根据标准说明，将场景模型、场景事件和体感外设三个模块包组装起来，完成整个项目；然后进行场景模型的切分，在VR标准项目案例中，场景和模型都已经预设，通过切分，将场景和模型分开，并将模型中的物体切分打散，在切分后的场景中，用户依据标准说明或自己的设计，重新将物体模型放置在场景的合适位置中，将场景模型组装起来；进行场景事件程序包的切分，把VR标准项目案例中的碰撞事件、运动事件进行切分，碰撞事件、运动事件均被切分成若干个独立程序块，用户需要依据标准说明或自己的设计，将独立程序块加载到合适的场景事件上；进行体感外设程序包的切分，将各种不同体感外设的程序进行单独切分封装，并将每个外设的各个传感、控制参数程序切分封装，用户根据标准说明或自己的设计，选择某个外设程序块，并将该外设的不同传感、控制程序块加载到VR项目中；

(c)模块打包；将各个切分后的标准场景模型封装模块、体感外设封装程序块、标准场景事件封装程序块进行统一的命名，并放置在不同的目录中，然后将整个项目打包，形成一个标准课程包。

2.根据权利要求1所述基于虚拟现实的教育系统，其特征在于：所述体感外设包括但不限于九轴传感控制器、肌肉电传感控制器、脑电波传感控制器、双手柄空间传感控制器和全身动作捕捉传感控制器。

3.根据权利要求1所述基于虚拟现实的教育系统，其特征在于：所述3D建模工具采用3DMax；所述VR开发工具采用Unity3D或Unreal。

4.基于权利要求1所述教育系统的VR教学方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)基于3D建模工具，自行建立和编辑VR场景，或者，使用VR积木模块中的VR标准场景模型封装模块；

(2)将自定义的VR场景或VR标准场景模型封装模块导入VR开发工具中；

(3)将VR积木模块中的VR体感外设封装程序块、VR标准场景事件封装程序块导入到VR开发工具中；

(4)基于标准说明或自己的设计，在VR标准案例场景中，对场景模型进行布放、编辑，构建出项目的场景模型；

(5)在构建好的场景模型中，将VR标准场景事件封装程序块加载到合适的场景模型上，实现场景模型的事件效果；

(6)将VR体感外设封装程序块加载到合适的场景模型上，实现体感交互效果；

(7)完成项目编辑之后，将项目打包，生成VR应用程序安装包；

(8)将VR应用程序安装包导入VR一体机，安装；

(9)将VR应用程序中选用的体感外设与VR一体机连接后，佩戴VR一体机进行VR应用的交互学习体验。