[发明专利]基于虚拟现实技术的三维互动教学系统

摘要

本发明公开了基于虚拟现实技术的三维互动教学系统，包括教学资源平台、教员端智能交互设备、学员端智能交互设备、三维模型构建单元和虚幻引擎控制单元；教学资源平台包括数据库服务器和控制模块；教员端智能交互设备包括头戴式显示模块、语音录入模块、智能指套和头部运动测量模块；学员端智能交互设备包括头戴式显示模块、听筒模块和穿戴式人体加速度传感器；虚幻引擎控制单元包括三维动画人物设置模块、声音模拟模块和灯光渲染模块；本发明补充和完善了现有教育体系，有利于减轻不同地区的教育资源差异问题，同时在这种沉浸式虚拟现实教学模式下，使教员和学员都有身临其境的感受，可间接的对学员发挥督导作用，提高在线学习效率。

主权项

基于虚拟现实技术的三维互动教学系统，其特征在于，包括教学资源平台(1)、教员端智能交互设备(2)、学员端智能交互设备(3)、三维模型构建单元(4)和虚幻引擎控制单元(5)；所述教学资源平台(3)包括数据库服务器和控制模块；所述数据库服务器，用于存储教学资源、教员信息、学员信息和虚拟三维教学场景，所述教学资源包括已授课程和预约课程；所述教员信息包括姓名、教授科目、课程安排、年龄、身份认证、联系方式和对应教员端智能交互设备(2)编号；所述学员信息包括姓名、学习科目、课程安排、年龄、身份认证、联系方式和对应学员端智能交互设备(3)编号；所述控制模块，用于接收并审核教员端智能交互设备(2)和学员端智能交互设备(3)的接入请求，向通信连通的教员端智能交互设备(2)和学员端智能交互设备(3)实时发送所述虚拟三维教学场景；所述教员端智能交互设备(2)包括头戴式显示模块、语音录入模块、智能指套和头部运动测量模块；所述头戴式显示模块用于显示虚拟三维教学场景；所述语音录入模块用于输入教学讲课语音、并实时传递至虚幻引擎控制单元(5)添加入虚拟三维教学场景中；所述智能指套用于检测手指运动姿态信息并传递至虚幻引擎控制单元(5)添加入虚拟三维教学场景中；所述头部运动测量模块用于检测人体头部运动姿态并传递至虚幻引擎控制单元(5)添加入虚拟三维教学场景中；学员端智能交互设备(3)包括头戴式显示模块、听筒模块和穿戴式人体加速度传感器；所述头戴式显示模块用于显示虚拟三维教学场景；所述听筒模块接收、并向学员同步播放教员输入讲课语音；所述穿戴式人体加速度传感器用于检测学员移动速度和方向并传递至虚幻引擎控制单元(5)添加入虚拟三维教学场景中；三维模型构建单元(4)，用于构建和存储三维教学场景模型并传送至虚幻引擎控制单元(5)；虚幻引擎控制单元(5)包括三维动画人物设置模块、声音模拟模块和灯光渲染模块；所述三维动画人物设置模块用于设置教员和学员人物、并依据接收的教员手指运动姿态和人体头部运动姿态、以及学员移动速度和方向同步设置显示相应人物的运动姿态；所述声音模拟模块用于将接收的教学讲课语音加入虚拟三维教学场景中。