[发明专利]一种基于元宇宙的教学互动系统

权利要求书

1.一种基于元宇宙的教学互动系统，其特征在于，包括课堂数据收集模块、数据采集模块、物理环境模拟模块、视觉呈现模块以及听觉呈现模块；其中，各个模块之间通过电气方式和/或无线网络方式连接；

所述课堂数据收集模块用于预先收集待教学班级的基础信息；所述课堂数据收集模块将待教学班级的基础信息发送至数据采集模块；

所述数据采集模块包括人体数据采集单元、设备数据采集单元以及声音数据采集单元；

所述人体数据采集单元用于实时采集教师与学生的姿势以及行动数据；

所述设备数据采集单元用于预先采集元宇宙课堂中需要的物理设备数据；

所述声音数据采集单元用于实时捕获元宇宙课堂中，每个教师与学生发出的声音数据；

所述数据采集模块将采集到的学生的姿势以及行动数据和理设备数据；发送至视觉呈现模块，将采集到的声音数据发送至听觉呈现模块；

所述物理环境模拟模块用于在元宇宙环境中将物理环境进行模拟；所述物理环境模拟模块将模拟出的物理环境发送至视觉呈现模块以及听觉呈现模块；

所述视觉呈现模块用于将元宇宙课堂的教学场景向教师以及学生进行视觉呈现；

所述听觉呈现模块用于为元宇宙课堂中的每个学生与教师带来听觉上的呈现。

2.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的教学互动系统，其特征在于，所述课堂数据收集模块收集的待教学班级的基础信息包括班级实际信息以及班级虚拟信息；其中，所述班级实际信息包括该班级的编号、学生名单、学生座位安排、教师名单以及课堂的课程安排；所述班级虚拟信息包括每个班级中，学生名单以及教师名单中的学生和教师对应的元宇宙账号。

3.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的教学互动系统，其特征在于，所述人体数据采集单元采集姿势以及行动数据包括以下捕捉：

步骤S1：人体数据采集单元通过图像捕获设备实时捕获学生以及教师的图像，并通过图像分析技术捕获学生以及教师的姿势；

步骤S2：人体数据采集单元通过智能穿戴设备实时捕获学生以及教师所采取的动作。

4.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的教学互动系统，其特征在于，所述设备数据采集单元通过光学扫描仪器扫描物理设备的方式，将物理设备的物理外观转化为数字信息。

5.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的教学互动系统，其特征在于，所述声音数据采集单元捕获声音数据的方式为：通过声音捕捉设备实时捕获教师以及学生说话或动作所发出的声音。

6.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的教学互动系统，其特征在于，所述物理环境模拟模块对物理环境进行模拟包括以下步骤：

步骤P1：所述物理环境模拟模块预先设置课堂物理参数；并根据课堂物理参数、桌椅形状和大小以及学生人数生成班级教室的空间大小；所述课堂物理参数包括桌椅前后距离以及教师在黑板前的活动空间；

步骤P2：教师在进行教学前，通过所述物理环境模拟模块选择教室视觉风格；

步骤P3：所述物理环境模拟模块在元宇宙空间中生成对应视觉风格以及空间大小的虚拟教室；并在虚拟教室中按照课堂的物理参数进行物理设备的摆放。

7.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的教学互动系统，其特征在于，所述视觉呈现模块向教师以及学生进行视觉呈现教学场景包括以下步骤：

步骤Q1：每个学生与教师登录元宇宙账号后，根据账号信息，向其呈现出对应班级编号的模拟教室环境；并将学生的元宇宙形象安排在对应模拟课堂的座位位置；将教师的元宇宙形象安排在黑板前方；

步骤Q2：根据实时接收到的每个学生以及教师的姿势以及行动数据，实时调节学生以及教师在元宇宙课堂中对应的姿势以及行动；

步骤Q3：对于每个学生以及教师在行动中所使用的物理设备，根据物理设备对应的物理属性，向学生与教师展现对应的行为结果。

8.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的教学互动系统，其特征在于，所述听觉呈现模块在元宇宙课堂中进行听觉呈现的方式为：所述听觉呈现模块实时接收教师与学生发出的声音；对收集的每道声音进行去噪，并根据元宇宙课堂所模拟的物理环境的物理特征，将每道声音在对应物理环境下进行传播以及反射模拟，生成模拟声音向所有学生以及教师进行呈现。