[发明专利]一种虚拟现实的教育系统及其方法

说明书

本发明公开了一种虚拟现实的教育系统及其方法，该系统涉及的软、硬件有VR一体机、体感外设、3D建模工具、VR开发工具、VR交互SDK和VR积木模块。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。基于模块化VR积木模块，可以完成标准项目的拼装开发和自定义项目的开发，可广泛应用与STEAM教学、VR职业教育等领域。

技术领域

本发明属于虚拟现实应用和教育教学领域，特别涉及了一种虚拟现实的教育系统及其方法。

背景技术

虚拟现实技术的发展已经经历了很多年，但引爆消费级VR市场的标志性事件就是2014年，Facebook以20亿美元收购Oculus。随后Sony开启Morpheus计划(即现在的PlayStation VR)、Google推出Cardboard、三星与Oculus合作推出Gear VR、HTC与Valve合作研发针对Steam游戏平台的HTC Vive。数百家国内VR创业公司，从 VR操作系统、交互外设到VR眼镜、VR内容等，快速覆盖了几乎所有的产业环节，为VR产品及产业链的快速成熟和发展作出了至关重要的作用。

除了个人应用之外，VR行业应用也在2016年迎来元年。排名前三的VR热点行业分别为房地产、零售、教育；除此之外，VR还可以广泛应用于城市规划、室内设计、工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、房地产销售、旅游教学、水利电力、地质灾害、教育培训等众多领域。

随着云计算、大数据、物联网、移动计算、虚拟现实、人工智能等新技术逐步广泛应用，信息技术对教育的革命性影响日趋明显。

虚拟现实技术作为新兴技术，在市场和资本的带动下展开了爆发式增长，但随着市场的深入发展，越来越多的瓶颈开始制约产业的快速发展。典型的瓶颈和问题包括人才不足、社会认知度低等突出问题。尤其是在职业教育、K12教育方面，虚拟现实目前整体上还处于偏低的水平。现有的大多数培训或VR教学应用，主要集中在VR内容的开发、VR课件体验式教学等方式，缺乏VR硬件深度结合、缺乏基于VR 完整软硬件系统的动手开发实践。

在教育部门重点发展的STEAM教育课程中，目前的建设内容主要集中在机器人、Scratch编程、3D打印及传统手工制作等方向，在面向虚拟现实技术本身的STEAM动手实践教学领域还是空白。

现有的虚拟现实项目开发培训方式，通常以编程语言教学、编程工具应用、完整开发案例整体教学等方式进行，基础知识要求高，培训周期长，主要用于某些专业人才的培训，难易开展面向中小学生、非专业VR人才的教学和培训。在VR开发模块化程序领域，主流的 VR开发工具，比如Unity3D，没有针对VR案例的模块化拆分方式，同时也缺乏针对各类VR体感外设的程序包。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供一种虚拟现实的教育系统及其方法，解决和满足VR STEAM教学、VR职业教育等方面的问题和需求，克服Unity3D等VR开发工具在模块化程序教学方面的局限性。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种基于虚拟现实的教育系统，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。

进一步地，建立VR积木模块的过程如下：