技术领域
[0001] 本
发明涉及VR教学技术领域，具体为一种基于VR现实的视觉教学系统。
背景技术
[0002]
虚拟现实技术(英文名称：Virtual Reality，缩写为VR)，又称灵境技术，是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。虚拟现实技术囊括计算机、
电子信息、仿真技术于一体，其基本实现方式是计算机模拟
虚拟环境从而给人以环境
沉浸感。随着社会生产
力和科学技术的不断发展，各行各业对VR技术的需求日益旺盛。VR技术也取得了巨大进步，并逐步成为一个新的科学技术领域，随着VR技术的不断成熟化，使得VR技术被广泛运用在了教学领域。
[0003] 但是目前VR技术在教学中所用到的系统，存在以下
缺陷：
[0004] 1、VR技术的教学系统，在使用的过程中，通常是学生单方面的进行体验和操作，在此期间，教师的作用只是去单一辅助学生来完成相对应的动作体验，无法达到教师与学生互动的效果；
[0005] 2、VR技术的教学系统，在使用的过程中，想要完美的运行整个教学系统，所需设备的构造成本以及后期的维护成本均处在较高的
位置，并不能得到有效的普及。
发明内容
[0006] 针对
现有技术的不足，本发明提供了一种基于VR现实的视觉教学系统，解决了VR技术的教学系统，在使用的过程中，出现只是学生单方面的进行体验和操作，无法达到教师与学生互动以及整个教学系统，所需设备的构造成本以及后期的维护成本均处在较高的位置，并不能得到有效的普及的问题。
[0007] 为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于VR现实的视觉教学系统，包括用于存储大量VR教学素材的在线虚拟现实资源平台、用于将VR素材进行传输的资源传输模
块、分别对所提取的VR教学素材进行使用和编译的学生端和教师端、用于将处理后的VR教学素材进行无线传输的智能网关以及用于将VR教学素材进行展示的VR投影设备，所述资源传输模块将在线虚拟现实资源平台中对应的VR教学素材分别传输给学生端和教师端，所述学生端和教师端对所获得的VR教学素材进行处理，并且学生端和教师端之间通过有线传输的方式实现互通，所述教师端将处理后的VR教学素材发送到智能网关上，借助智能网关将最终的VR教学素材输入到VR投影设备中。
[0008] 优选的，所述在线虚拟现实资源平台包括用于对VR教学素材进行基本存储的资源
数据库、用于对资源数据库中的VR教学素材进行搜索的VR
搜索引擎以及设置在资源数据库和VR搜索引擎之间用于对资源数据库中VR教学素材进行提取的资源提取模块，所述学生端和教师端均可以借助VR搜索引擎向资源数据库中搜索对应需要的VR教学素材，所述VR搜索引擎搜索完成后，依靠资源提取模块将VR教学素材进行提取处理，并再次通过VR搜索引擎将所搜索到的VR教学素材分别传输给学生端和教师端。
[0009] 优选的，所述学生端包括用于对所接收到的VR教学素材进行动作执行的外设输出单元、用于对所执行动作的信息进行编译的VR编译器、用于对动作信息进行存储的
存储器I以及用于对编译后的动作信息进行传输的
感知数据传输模块，所述外设输出单元将输入的VR教学素材进行对应的动作反馈，并将动作反馈的信息传递给VR编译器，经所述VR编译器的快速编译后，传输给存储器I进行存储的同时，又转接至感知数据传输模块中进行信息数据的传输处理。
[0010] 优选的，所述外设输出单元包括用于对VR教学素材进行展示的
液晶显示器、用于将液晶显示器上所展示的图像信息趋向于现实转化的VR眼镜、用于将液晶显示器上所展示的音频信息趋向于现实转化的多声道
耳机、用于将VR教学素材中存在的作用力趋向于现实转化的力回馈背心、用于对VR眼镜、液晶显示器以及多声道耳机所反馈的
信号进行转换的A/D转换器以及用于对转化后的信号进行模拟传输的信号输出
模拟器，所述液晶显示器将VR教学素材实现展示，并分别通过学生所佩戴的VR眼镜、多声道耳机以及力回馈背心对液晶显示器上的视频、音频以及击打的作用力信息进行现实化的
转化处理，并将学生反馈的信息通过A/D转换器转化为
电信号，通过信号输出模拟器进行传输。
[0011] 优选的，所述教师端包括用于对学生所用的VR教学素材进行制作的VR内容制作单元、用于将所制作VR教学素材的图像信息进行展示的图像生成模块、分别用于对VR教学素材图像信息进行存储和传输的存储器II和图像传输模块，所述VR内容制作单元接收到学生对VR教学素材的反馈信息后，对其进行有效的制作处理，并通过图像生成模块生产新的图像信息，在对新的图像信息通过存储器II存储的同时，又通过图像传输模块对新的图像信息进行传输处理。
[0012] 优选的，所述VR内容制作单元包括用于对学生的动作反馈进行拍摄的VR摄像机、用于在虚拟空间中快速生产真实世界三维数据的
三维扫描设备、用于对运动进行识别输入的运动识别设备、将信号进行传输转化的
单片机以及用于对环绕立体音视频以及图像进行制作合成的计算机工作站，所述VR摄像机、三维扫描设备以及运动识别设备分别对学生的动作反馈进行图像信息采集后，借助单片机进行信息的转化和传输，并通过计算机工作站实现真实世界图像的合成与制作处理。
[0013] 优选的，所述运动识别设备为一种3D体感摄影机。
[0014] 有益效果
[0015] 本发明提供了一种基于VR现实的视觉教学系统。与现有技术相比具备以下有益效果：
[0016] 1、该基于VR现实的视觉教学系统，通过资源传输模块将在线虚拟现实资源平台中对应的VR教学素材分别传输给学生端和教师端，学生端和教师端对所获得的VR教学素材进行处理，并且学生端和教师端之间通过有线传输的方式实现互通，教师端将处理后的VR教学素材发送到智能网关上，借助智能网关将最终的VR教学素材输入到VR投影设备中，在这个过程中，教师的作用不仅仅是停留在为学生辅助佩戴VR设备的阶段，而是更深层次的为学生在体验和操作的过程中，与学生共同完成与制作整个VR过程中所需要的图像、视频以及音频，这样不仅增加了VR教学系统本身的乐趣，而且也提高了学生与教师之间的互动效果，让VR教学系统更加适用于虚拟与现实的教学工作。
[0017] 2、该基于VR现实的视觉教学系统，整套VR教学系统，相比于现有的VR教学系统，其构造较为单间，在前期的投入成本以及后期的维护成本均得到有效的降低，以便于VR教学系统的全面普及，让更多的使用者体验到VR教学所带来的趣味。
附图说明
[0019] 图2为本发明在线虚拟现实资源平台的结构示意框图；
[0020] 图3为本发明学生端的结构示意框图；
[0021] 图4为本发明外设输出单元的结构示意框图；
[0022] 图5为本发明教师端的结构示意框图；
[0023] 图6为本发明VR内容制作单元的结构示意框图。
[0024] 图中：1、在线虚拟现实资源平台；11、资源数据库；12、资源提取模块；13、VR搜索引擎；2、资源传输模块；3、学生端；31、外设输出单元；311、VR眼镜；312、液晶显示器；313、多声道耳机；314、力回馈背心；315、A/D转换器；316、信号输出模拟器；32、VR编译器；33、存储器I；34、感知数据传输模块；4、教师端；41、VR内容制作单元；411、VR摄像机；412、三维扫描设备；413、运动识别设备；414、单片机；415、计算机工作站；42、图像生成模块；43、图像传输模块；44、存储器II；5、智能网关；6、VR投影设备。
具体实施方式
[0025] 下面将结合本发明
实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026] 请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于VR现实的视觉教学系统，包括用于存储大量VR教学素材的在线虚拟现实资源平台1、用于将VR素材进行传输的资源传输模块2、分别对所提取的VR教学素材进行使用和编译的学生端3和教师端4、用于将处理后的VR教学素材进行无线传输的智能网关5以及用于将VR教学素材进行展示的VR投影设备6，资源传输模块2将在线虚拟现实资源平台1中对应的VR教学素材分别传输给学生端3和教师端4，学生端3和教师端4对所获得的VR教学素材进行处理，并且学生端3和教师端4之间通过有线传输的方式实现互通，教师端4将处理后的VR教学素材发送到智能网关5上，借助智能网关5将最终的VR教学素材输入到VR投影设备6中。
[0027] 请参阅图2，在线虚拟现实资源平台1包括用于对VR教学素材进行基本存储的资源数据库11、用于对资源数据库11中的VR教学素材进行搜索的VR搜索引擎13以及设置在资源数据库11和VR搜索引擎13之间用于对资源数据库11中VR教学素材进行提取的资源提取模块12，学生端3和教师端4均可以借助VR搜索引擎13向资源数据库11中搜索对应需要的VR教学素材，VR搜索引擎13搜索完成后，依靠资源提取模块12将VR教学素材进行提取处理，并再次通过VR搜索引擎13将所搜索到的VR教学素材分别传输给学生端3和教师端4。
[0028] 请参阅图3，学生端3包括用于对所接收到的VR教学素材进行动作执行的外设输出单元31、用于对所执行动作的信息进行编译的VR编译器32、用于对动作信息进行存储的存储器I33以及用于对编译后的动作信息进行传输的感知数据传输模块34，外设输出单元31将输入的VR教学素材进行对应的动作反馈，并将动作反馈的信息传递给VR编译器32，经VR编译器32的快速编译后，传输给存储器I33进行存储的同时，又转接至感知数据传输模块34中进行信息数据的传输处理。
[0029] 请参阅图4，外设输出单元31包括用于对VR教学素材进行展示的液晶显示器312、用于将液晶显示器312上所展示的图像信息趋向于现实转化的VR眼镜311、用于将液晶显示器312上所展示的音频信息趋向于现实转化的多声道耳机313、用于将VR教学素材中存在的作用力趋向于现实转化的力回馈背心314、用于对VR眼镜311、液晶显示器312以及多声道耳机313所反馈的信号进行转换的A/D转换器315以及用于对转化后的信号进行模拟传输的信号输出模拟器316，液晶显示器312将VR教学素材实现展示，并分别通过学生所佩戴的VR眼镜311、多声道耳机313以及力回馈背心314对液晶显示器312上的视频、音频以及击打的作用力信息进行现实化的转化处理，并将学生反馈的信息通过A/D转换器315转化为电信号，通过信号输出模拟器316进行传输。
[0030] 请参阅图5，教师端4包括用于对学生所用的VR教学素材进行制作的VR内容制作单元41、用于将所制作VR教学素材的图像信息进行展示的图像生成模块42、分别用于对VR教学素材图像信息进行存储和传输的存储器II44和图像传输模块43，VR内容制作单元41接收到学生对VR教学素材的反馈信息后，对其进行有效的制作处理，并通过图像生成模块42生产新的图像信息，在对新的图像信息通过存储器II44存储的同时，又通过图像传输模块43对新的图像信息进行传输处理。
[0031] 请参阅图6，VR内容制作单元41包括用于对学生的动作反馈进行拍摄的VR摄像机411、用于在虚拟空间中快速生产真实世界三维数据的三维扫描设备412、用于对运动进行识别输入的运动识别设备413、将信号进行传输转化的单片机414以及用于对环绕立体音视频以及图像进行制作合成的计算机工作站415，VR摄像机411、三维扫描设备412以及运动识别设备413分别对学生的动作反馈进行图像信息采集后，借助单片机414进行信息的转化和传输，并通过计算机工作站415实现真实世界图像的合成与制作处理，运动识别设备413为一种3D体感摄影机。
[0032] 在本实施例中，A/D转换器315的型号采用LM311，存储器I33和存储器II44的型号均采用XBOX360，单片机414的型号采用SMC62，在上述构件中，自身的结构特征、工作原理以及与外部电性连接的具体
电路结构均采用现有技术，此处不再详述。
[0033] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0034] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、
修改、替换和变型，本发明的范围由所附
权利要求及其等同物限定。
