CN109859542A - 一种基于混合现实的3d智能课堂教学应用方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于混合现实的3D智能课堂教学应用方法及***，***包括资源库模块、培训文件填删模块、功能操作控制模块、播放演示模块。所述资源库文件包括音频、视频、图形、3D模型，根据不同权限，用户可通过所述***学***台，利用AR/VR虚拟仿真技术，***不仅能展示物体的虚拟3D模型效果，用户还可通过触碰笔控制模型实现人机交互操作，给学生带来不同的学习体验。
Description
技术领域
本发明涉及教育演示技术领域，特别是一种基于混合现实的3D智能课堂教学应用方法及***。
背景技术
随着AR/VR混合现实技术的日益发展，其应用越来越被人们所接受。AR/VR混合现实技术应用广泛，无论是医学方面、娱乐方面，还是航天领域、铁路运输、安全隐患培训。AR/VR技术成为应用广泛、强有力的应用解决方案。
目前，学校课堂教学培训方式，偏向概念性教学，专业课程教学还缺少有效的方法和手段，培训课程枯燥无味，缺乏互动性。
然而，当前的教学培训模式，实现整个课堂交互式教学要求很高，场地，物件，设备等等也导致费用居高不下，综合实施效果很差，将现有阶段市面上3D虚拟技术运用于教育也比较复杂。对此，开发一种结构简单、使用方面，培训效率高，操作性高，使用范围广的基于混合现实的3D智能课堂教学应用方法及***具有十分重要的意义。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种结构简单、使用方便、培训效率高、操作性强、适用范围广的基于混合现实的3D智能课堂教学应用方法及***，能够降低培训成本的同时，提升培训效果。
本发明的目的是这样实现的：一种基于混合现实的3D智能课堂教学应用方法及***，所述方法包括一种基于zSpace 硬件平台的AR/VR文稿图形演示程序，所述的3D演示文稿图形程序是功能强大的演示文稿制作软件,可协助用户演示物体3D仿真模型的视觉效果，所述的3D演示文稿图形程序设置有教育培训资源库模块、播放演示模块、培训文件填删模块和功能操作控制模块。
进一步地，所述的zSpace硬件平台是一整套显示和交互***，由3D显示器、红外笔以及3D立体眼镜构成。通过这套***，用户不仅可以能将电脑内显示的图像通过触控笔移动到屏幕之外的空间，360度地观察一个物体，还能解剖其结构，更深入地了解内部运作。
进一步地，所述的播放演示模块是讲用户上传或者创建的课程教学内容进行演示，同时配合同步的音频效果，用于讲师课程教学；其中所述演示包括暂停、翻页、动画、点击中的一种。
所述的功能操作控制模块包括撤销操作，返回上层页面，添加图形，设置字体，***设置和工具设置。所述的***设置包过图片、音频、视频和模型等文件，所述工具设置包括表格、量尺、画笔和橡皮擦。
进一步地，所述的教育培训的资源库模块包括在线的图片、音频、视频和物体的3D仿真建模模型，所述资源库模块也可链接本地资源库，其中所述链接包括上传和保存。
所述的培训文件添删模块包括新建培训文件，文稿另存为模板，更改演示文稿设计模板，替换幻灯片模板和删除模板。
本发明的有益效果是能够降低培训成本的同时，还具备以下效果，提升实践性教学。
1）学员通过3D眼镜观看教师的授课过程，大大降低了对教育培训场所中投影、场地大小等硬件设施的硬性要求，进一步降低了培训的成本，同时还能保证各个学员都能够获得最佳的视觉体验。
2）独有的沉浸感交互性，突破传统的概念性教学模式，利用AR/VR虚拟仿真技术，建立物体的虚拟3D模型效果，可通过触碰笔控制模型实现人机交互操作，给学生带来不同的学习体验。
3）通过成像交互，深入理解抽象概念，增强显示效果，提高学习成效。
4）藉由新型态学习方式，引发学生自主探讨的动力。
附图说明
图1为本发明一种基于混合现实的3D智能课堂教学应用方法及***流程图。
图2为本发明一种基于混合现实的3D智能课堂教学应用方法及***结构示意图。
具体实施方式
为了使教育培训的用户更好地理解本发明中的基于混合现实的3D智能课堂教学应用方法及***，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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方式，都应当属于本申请保护范围。
请参阅图2，本申请实施方式提供一种基于混合现实的3D智能课堂教学应用方法及***，所述***包括资源库模块、培训文件填删模块、功能操作控制模块和播放演示模块。
资源库模块，用于存储教育培训课件文件，包括图片、音频、视频、3D模型、课件、模板，用于教育培训演示。
培训文件填删模块，用于创建或删除培训文件、文稿另存为模板、更改演示文稿设计模板、替换幻灯片模板、删除模板。
功能操作控制模块，用于修改教学培训课件，包括模板、图形、图片、文字、表格、音频、视频、3D模型，实现撤销操作、返回上层页面、添加图形、设置字体、***设置和工具设置，支持各个领域的3D教育培训。
播放演示模块，用于讲师课程教学，用户上传或者创建的课程教学内容进行演示，同时配合同步的音频效果，其中所述演示包括暂停、翻页、动画、点击中的一种。
请参阅图1，本申请实施方式提供一种基于混合现实的3D智能课堂教学应用方法及***，所述***包括S1、S2、S3、S4和S5操作流程。
S1：用户打开所述基于混合现实的3D智能课堂教学应用方法及***，所述资源库包括多种事物3D仿真模型，也可接收创建好的培训课件，打开课件即可进行演示。
S2：所述***包括教学培训课件创建，进入所述***主页面点击新建，***生成模板。用户可在模板***文字，图形，图片，音频，3D模型。
S3：所述***包括工具栏，用户可根据所述工具栏修改培训课件，包括文字、图形、图片、音频、3D模型，修改或删除模板和课件。
S4：当教师开始授课时，打开所述***进行培训课件进行演示。zSpace显示器具备头部跟踪功能，学生带上3D眼镜，能够显示左眼右眼立体图像。
S5：响应于教师课程教学的同时，学生可通过触碰笔对物体的3D仿真模型进行控制，实现360度全方位观察、移动、拆卸、重装，具有独有的沉浸感交互性。
本发明利用基于混合现实的3D智能课堂教学应用方法及***对学员进行培训教育，使学员在课程教学中学习各个领域知识内容，同时也能结合所学专业内容进行实际交互性操作。独有的沉浸感交互性，给学生带来不同的学习体验。通过成像交互，深入理解抽象概念，加强学习成效。理论结合实践，节约成本，以方便学校对学员或企业对员工的教育培训，本发明具有结构简单、使用方便、节约成本、培训效率高、架构简单、使用范围广的优点。
Claims (10)
1.一种基于混合现实的3D智能课堂教学应用方法及***，其特征在于，所述***包括资源库模块、培训文件填删模块、功能操作控制模块、播放演示模块，基于zSpace硬件平台，资源库模块包括中小学、职教、高校各门学科的教学资源，并适于接收教师配置的教学内容，用于教师编制教学课件，培训文件填删模块包括添加文件、修改文件、删除文件，功能操作控制模块包括字体工具、表格工具、涂鸦工具、量尺工具，播放演示模块包括***图片、音频、视频、3D模型演示，所述3D模型演示包括物体的3D模型展示、3D模型的拆解和组装。
2.根据权利要求1所述基于混合现实的3D智能课堂教学应用方法及***，其特征在于，所述zSpace硬件平台是一整套显示和交互***，所述的显示和交互***由 3D 显示器、触控笔笔以及 3D 立体眼镜构成，用户不仅可以能将电脑内显示的图像通过红外笔移动到屏幕之外的空间，360 度地观察一个物体，还能解剖其结构，更深入地了解内部运作，包括AR增强现实，可用于创建其他交互式课程。
3.根据权利要求1所述基于混合现实的3D智能课堂教学应用方法及***，其特征在于，所述各门学科教学资源包括语言、图片、图形、视频、文字、3D仿真模型等，教师可通过资源库中的教学资源或上传相关的教学文件，结合教学大纲，进行一种或多种方式配置教学课件。
4.根据权利要求1所述基于混合现实的3D智能课堂教学应用方法及***，其特征在于，所述添加文件用于编制相关教学课件，通过所述修改文件来删除模板、增加模板、修改模板内容，通过所述删除文件去除不理想的教学课件。
5.根据权利要求1所述基于混合现实的3D智能课堂教学应用方法及***，其特征在于，所述的字体工具包括修改字体类型、大小、颜色、样式、间距、对齐方式，用所述表格工具包括添加表格、修改表格。
6.根据权利要求1所述的涂鸦工具模仿黑板功能，用户通过触控笔使用荧光笔、下划线、边框、橡皮擦进行备注演示，可实时拍照做编辑，隐藏显示、克隆部首和形容状，提供备课模板和交互式程序、预览放映、表格功能，量尺工具包括量尺，用于刻画几何图形，标注数据，进行数学物理的教学和学习。
7.根据权利要求1所述基于混合现实的3D智能课堂教学应用方法及***，其特征在于，所述的3D模型的拆解和组装包括模型可拆解装配和定向不移动标注，响应于教师课程教学的同时，学生可通过触控笔对物体的3D仿真模型进行控制，实现360度全方位观察、移动、拆卸、重装，当拆解正确会有一个动画具有独有的沉浸感交互性。
8.一种基于混合现实的3D智能课堂教学应用方法及***，其特征在于，还包括权限划分，资源库模块根据权限划分教师资源、学习资源，所述划分包括老师和学生所看到资源库的内容不一样，不同年级学生看到资源库的内容和知识点结构也不一样。
9.根据权利要求1所述基于混合现实的3D智能课堂教学应用方法及***，其特征在于，所述的的***包括多种基础工具包，所述工具包括自定义坐标系模型比大小、自动排序大小和顺序、剖面、观看内部结构照相机、公制量尺，还能实时拍照做编辑，隐藏显示、克隆部首和形容状，提供备课模板和交互式程序、预览放映、表格功能。
10.根据权利要求1所述一种基于混合现实的3D智能课堂教学应用方法及***，其特征在于，还包括选择年级和科目，设计3种类型题目，所述题目包括选择题，填空题和应用题。
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