VR教室&VR实训室建设方案.docx
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VR教室&VR实训室
建
设
方
案
2018年9月
VR教室&VR实训室建设方案
第1章. VR发展与背景 1
1.1. VR的发展历程 1
1.2. VR的技术特点 2
1.3. VR战略+应用 3
第2章. VR教育概况 6
2.1. VR教育的概念 6
2.2. VR教育的价值 7
2.3. VR教育政策背景 10
第3章. VR教室&VR实训室建设意义 13
3.1. 传统教学的重要补充 13
3.2. 学生实训、实习的有效途径 13
3.3. 对人才培养的意义 13
3.4. 对学科建设的意义 14
第4章. 项目建设目标和任务 16
4.1. 建设基础 16
4.2. 建设目标 16
4.3. 建设任务 17
第5章. 项目建设原则与组织管理 18
5.1. 项目建设原则 18
5.2. 项目组织管理 19
第6章. VR教室建设技术方案 21
6.1. VR教室的硬件系统 21
6.2. VR教室的软件系统 29
第7章. VR实训室建设技术方案 39
7.1. VR实训室的硬件系统 39
7.2. VR实训室的软件系统 49
第8章. 项目空间设计与装修方案 57
第9章. 基于项目的校企合作规划 66
第10章. 项目管理模式 69
10.1. 成立领导小组 69
10.2. 管理员责任制 69
10.3. 资源共享及交流 69
10.4. VR教室&VR实训室教学流程规范 70
第11章. 技术支持及维护 71
11.1. 硬件系统技术维护 71
11.2. 软件系统技术维护 71
11.3. 培训及技术支持 71
第1章.VR发展与背景
1.1.VR的发展历程
VR是VirtualReality的缩写,译为中文即“虚拟现实”。
VR的发展历程,1957年,电影摄影师MortonHeiling发明了名为Sensorama的仿真模拟器。
1968年,计算机图形学之父、著名计算机科学家IvanSutherland设计了第一款头戴式显示Sutherland。
1987年,一位著名计算机科学家JaronLanier,利用各种组建“拼凑”出第一款真正投放市场的VR商业产品。
2012年OculusRift通过国外知名众筹网站KickStarter募资到160万美元,后来被Facebook以20亿美元的天价收购,开启VR的新一轮的高速发展。
*1957年,电影摄影师MortonHeiling发明了名为Sensorama的仿真模拟器
*1968年,计算机图形学之父、著名计算机科学家IvanSutherland设计了第一款头戴式显示Sutherland
*1987年,一位著名计算机科学家JaronLanier,利用各种组建“拼凑”出第一款真正投放市场的VR商业产品。
*2012年OculusRift通过国外知名众筹网站KickStarter募资到160万美元,后来被Facebook以20亿美元的天价收购。
1.2.VR的技术特点
VR技术是仿真技术与计算机图形学,人机接口技术,多媒体技术,传感技术,网络技术,等多种技术的集合。
是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。
VR技术主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。
模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。
感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。
除计算机图形技术所生成的视觉感知外,还有听觉、触觉、力觉、运动等感知,甚至还包括嗅觉和味觉等,也称为多感知。
自然技能是指人的头部转动,眼睛、手势、或其他人体行为动作,由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据,并对用户的输入做出实时响应,并分别反馈到用户的五官。
传感设备是指三维交互设备,如空间的地位装置。
有了众多技术的加持,VR技术呈现了,沉浸感,互动性,想象力的等特征。
VR发展到今天,在沉浸感,交互感和可塑性上都有着显著的提升。
提高了虚拟世界的真实感和体验感,让体验者能在虚拟世界有更佳的体验,可以完成大部分现实生活中的操作体验。
在一个超现实的虚拟世界里,可以看到我们现实中无法看到的场景与现象,能操作虚拟的环境和事物。
这些都弥补了我们在想象力,理解力和创造力上的限制,提高了学习和体验的效果。
1.3.VR战略+应用
1.3.1.VR战略
以互联网为核心的新一轮科技和产业革命蓄势待发,人工智能、虚拟现实等新技术日新月异,虚拟经济与实体经济的结合,将给人们的生产方式和生活方式带来革命性变化。
虚拟现实是具有革命性的新技术之一,是能够带动经济、社会跨越式发展的重点领域,是信息产业乃至经济发展的“下一个风口”。
虚拟现实产业作为新兴战略性产业,得到国家的高度重视,相关的政策措施和规划方案高密度发布。
各政府部门针对产业发展出台大量专项政策,鼓励、支持、促进虚拟现实产业的发展。
国家经济和社会发展第十三个五年规划纲要,以及国家科技发展规划和“十三五”国家信息化规划中都提出了虚拟现实产业相关的发展任务。
国家发展改革委组织实施“互联网+”领域创新能力建设专项,并将AR/VR技术纳入专项建设内容。
工业和信息化部指导成立了虚拟现实产业联盟,推进虚拟现实产业的发展和应用。
到目前为止,国家发改委、中央网信办、科技部、工业和信息化部、住房和城乡建设部、商务部、财政部、文化部等部门已经出台鼓励虚拟现实发展的相关政策。
多地政府纷纷启动规划或建设虚拟现实产业基地,VR小镇、VR产业基地、VR孵化器纷纷兴建。
1.3.2.VR+应用
VR+应用遍地开花。
展望未来,虚拟现实的行业应用迅速展开,消费市场将加快爆发,文化内容将日益繁荣,技术体系和产业格局也将逐步形成。
在制造领域,虚拟现实技术正在成为重要的生产工具。
虚拟现实技术已进入我国航天、航空、汽车等高端制造领域,成为促进中国制造创新、转型升级的新工具。
中国商飞公司研发的虚拟现实仿真系统,已应用于新型民机的预先研究评估和关键技术攻关;中国一拖集团打造的虚拟装配车间,可360度内部全景漫游,实现装配工位多角度监测和装配工件精准跟踪。
在医疗健康领域,虚拟现实技术可以用于医疗学习培训、手术模拟、精神康复质量、心理治疗等方面。
在文化艺术领域,虚拟现实技术提升文艺鉴赏、创作的想象空间。
故宫博物院开发了3D紫禁城虚拟世界,用高分辨率、精细的3D建模技术虚拟出宫殿建筑、文物和人物,并设计了6条观众游览路线,使用户获得沉浸式体验。
在文娱领域,虚拟现实技术给予观众足不出户却可亲临现场的沉浸感体验。
众多体育赛事、演唱会和娱乐节目开始采用虚拟现实技术进行直播。
数字王国公司与微鲸直播平台合作VR直播2016年王菲演唱会,同时有8.8万人付费在线观看。
VR直播成为全新的直播互动模式,突破了现场座位数量限制,也越来越多为大众所认可和接受。
VR技术不仅在医疗健康、教育、文娱等领域,在建材家居传统销售中VR技术也已经开始全面普及,通过场景化的产品展示让客户身临其境,看到未来的家。
虚拟现实时代的来临,为我国信息技术产业持续快速发展、新旧经济增长动能转换提供了巨大的发展空间。
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第2章.VR教育概况
2.1.VR教育的概念
虚拟现实技术从上世纪六十年代便出现了,从概念到大型、昂贵的实验室产品到如今的消费级产品,其发展历程与计算机非常相像。
所以虚拟现实被公认为继移动互联网后的“下一代计算平台”。
VR教育的概念,是让学生和教师在超越现实的虚拟环境中自由移动、交互和操作,体验到无法用简单的图文或者视频构造的情景。
教育模式的发展是从单一媒体到复合式媒体到交互式的复合媒体再到现在的高沉浸式VR媒体的过程。
由此可见,教育教学的模式是伴随着科技的发展而发展。
2016年至今,VR技术逐步成为了教育信息化改革的重要方向。
作为全球最重视教育的国家之一,中国政府对教育信息化的发展给予了大力的支持,VR教育被列入我国教育信息化“十三五”规划,被认为未来教学领域的标配产品。
政府也相继出台政策:
要充分利用虚拟现实、人工智能等新技术,推动教学方式变革。
《2018年教育信息化和网络安全工作要点》和《教育信息化2.0行动计划》都要求深入推进信息技术和智能技术与教育教学深度过程的融合,推动大数据、虚拟现实、人工智能等新技术在教育教学中的深入应用。
VR教育,即虚拟现实在教育领域中的应用。
它可以在学生想象受阻的情况下,构建各类虚拟环境、实验基地、学习伙伴等,用直观和具有强视觉冲击的方式,让知识直击人心。
VR作为教育教学的一种新的手段,必然有它的价值所在。
从最早的黑板、到新媒体教室,再到现在的VR,这每一种手段都有它能解决的问题,达成过去无法实现的目标。
当下的教育行业,需要的是一种能够将学生从二维世界解放出来,将传统、理性的课堂转变成三维、感性的教学新元素。
很显然,VR符合这一要求。
VR的优势就在于,它能够提供沉浸式的体验,让枯燥无味的传教、授教变得生动有趣,让生涩难懂的知识变得易于理解。
2.2.VR教育的价值
VR作为教育教学的一种新的技术手段和模式,有它的独特的价值。
从最早的黑板、到多媒体教室,再到现在的VR教育,这每一种手段都有它能解决的问题,达成过去无法实现的目标。
VR教育的价值有以下四个方面。
2.2.1.提高学习效率
相关机构的研究结果表明,如文字或图片,教学效率约为10%;复合媒体教学形式的效率,如多媒体教学,约为30%;高沉浸的媒体,VR教学的效率则达到70%。
可见VR可以大幅提高教学效率与学习效率。
2.2.2.降低教育成本
将VR用于实验教学中,将一部分实验用VR的方式代替,可以降低目前实操实验的成本。
在教育实验过程中还会遇到各种稀缺资源,比如医疗专业的人体资源,不是每一个学生在每个阶段都有充足的资源可以使用。
VR教学则可以在实验过程中将不可逆的问题通过VR进行反复的操作并进行实验操作体验和数据分析。
2.2.3.避免实验操作的安全风险
在体验式教育教学过程中,会有很多有危险性的体验与操作,比如化学教学中有很多实验涉及具有腐蚀性、有毒、易爆炸的液体或固体,用VR的方式进行实验则可以避免实验中的安全风险。
2.2.4.提高学习兴趣与动力
VR的沉浸感、临场感和趣味性,可以将枯燥乏味的知识以生动有趣的方式呈现,大大提高学生学习的积极性,激发学生的探索潜能。
VR技术对于教育教学效果将会带来巨大的价值,并且将会推动教育教学模式的变革与提升,VR教育适用于包括实验中心、高校、职校、技校、研究院、K12、培训机构、博物馆,文化馆和教育基地,专业学科上在自然科学、人文历史、语言、物理、化学、艺术、生物、医疗、机械、汽修等专业的使用上会有更加直观的效果。
2.3.VR教育政策背景
全球教育已被深深打上了信息化的烙印,信心技术不断在改进这现在的教育,同时也在塑造这未来的教育,未来的教育依然是基于网络环境更加开放的教育,是更加重视学生个性化和多样性的教育,是引导孩子自觉参与和快乐学习的教育,是让所有孩子都能享受到优质教育资源的教育,是更加强调终身学习的教育,是更加智慧的教育。
随着虚拟现实技术及设备的升级,“虚拟现实+”成为发展趋势,教育是虚拟现实非常重要的应用领域。
虚拟现实将在多媒体与计算机教学之后重新改造人们的学习方式,对整个教育领域的变革具有划时代的推动作用。
在教育领域,虚拟现实技术正在革新知识获取的渠道和交互方式。
虚拟现实技术在教育领域的应用主要包括科学研究、虚拟学习环境、人体模型仿真等。
中国科技大学开发了大学物理虚拟教学软件,克服了实验教学课堂、课时的限制。
VR作为新一代的技术平台,是新的产业与科技发展的方向。
作为高新技术产业,必将带来巨大市场空间
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