01-101vr沉浸課堂(三星gear)解決方案V1.08-20170331

目錄第1章. 建設背景 福建省華漁教育科技有限公司建設背景VR概述VR是VirtualReality的縮寫，譯為中文即“虛擬現(xiàn)實”，該技術融合了計算機3D圖形技術、計算機仿真技術、傳感器技術、顯示技術等多種科學技術，在多維信息空間上創(chuàng)建一個虛擬信息環(huán)境，能使用戶具有身臨其境的沉浸感和模擬現(xiàn)實環(huán)境的交互性，有助于加深感受、啟發(fā)認知。因此，VR系統(tǒng)環(huán)境具備沉浸感、交互性、構想性這三個基本特性。圖VR沉浸感、交互性、構想性特征VR虛擬現(xiàn)實的關鍵技術主要包括模擬環(huán)境三維圖形處理技術、位置追蹤技術、觸覺或力覺反饋、智能傳感設備各等。理想的VR體驗，是基于計算機生成逼真的三維立體虛擬環(huán)境，借助VR輸入/輸出設備體會到人體正常應感應到的視覺、聽覺、觸覺、力覺、運動等所有感知，甚至還包括嗅覺和味覺等，并利用位置追蹤技術，對頭部轉動、眼睛、手勢等其它行為動作進行采集，由計算機處理體驗者動作的相應數(shù)據(jù)，并做出實時響應和反饋。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術、人工智能技術的發(fā)展，推動了VR虛擬現(xiàn)實技術在工業(yè)、醫(yī)療、教育、軍事等多個領域的應用，沉浸式虛擬現(xiàn)實設備因實用便攜、最能展現(xiàn)虛擬現(xiàn)實效果而成為未來主要的發(fā)展趨勢，由于沉浸式交互技術、VR外設硬件技術的不斷突破，VR技術也逐步朝著完整成熟的產業(yè)化方向發(fā)展。圖VR虛擬現(xiàn)實技術應用示意VR產業(yè)現(xiàn)狀分析VR產業(yè)覆蓋了硬件、系統(tǒng)、平臺、開發(fā)工具、應用以及消費內容等諸多方面，作為一個處于技術創(chuàng)新井噴期的產業(yè)，VR虛擬現(xiàn)實的想象空間和市場前景十分廣闊，全球科技巨頭紛紛投身其中。目前，VR作為新興產業(yè)，其技術要求高、資源投入大，產業(yè)鏈的部分環(huán)節(jié)相對比較單薄，國內VR產業(yè)主要集中在硬件制作環(huán)節(jié)，而內容與工具提供商，尤其是內容平臺搭建者，主要以國際大型IT科技公司為主。圖VR產業(yè)鏈盡管目前VR/AR行業(yè)都處于起步階段，但整個市場未來增長潛力巨大：根據(jù)DigiCapital預測至2020年，全球AR與VR市場規(guī)模將達到1500億美元，而根據(jù)市場研究機構BIIntelligence的統(tǒng)計，2020僅年頭戴式VR硬件市場規(guī)模將達到28億美元，未來5年復合增長率超過100%。在過去的2015年，VR毫無疑問成為資本市場最受熱捧的風口。圖2020年世界圖2020年世界AR/VR市場規(guī)模圖2015-2020年世界頭戴式VR硬件市場規(guī)模2016年，VR將在全世界范圍內迎來行業(yè)大爆發(fā)，成為互聯(lián)網(wǎng)科技界新一代的智能硬件入口。由于VR帶來的時代顛覆性，國內外各大型知名高新科技公司紛紛進駐VR產業(yè)，尋求下一個發(fā)展切入點：國內騰訊進入VR領域，發(fā)布“TOS+”智能硬件開放平臺，布局虛擬現(xiàn)實產品在內的智能硬件生態(tài)圈；百度視頻成立VR頻道，成為BAT中投入VR領域的首一家；360、迅雷、京東等知名互聯(lián)網(wǎng)公司也紛紛開發(fā)其VR產品迅速占據(jù)國內主流市場；圖2005-2015年新增VR公司（以VR為核心產品）國外索尼PSVR、HTCVive、Facebook旗下的Oculus、三星GearVR、微軟VRKit、谷歌Cardboard成為國際VR消費級市場主流產品；MagicLeap（裸眼3D全息視覺）宣布獲8.27億美元；著名游戲公司EA將組建VR游戲團隊，開辟全新的VR游戲產品路線。圖全球VR行業(yè)巨頭公司全球最大社交平臺Facebook創(chuàng)始人扎克伯格在收購Oculus時表示：“我們在做長期的布局，未來虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實都將進入普通人的生活。”而根據(jù)風投機構Digi-Capital的預測，到2020年，整個虛擬現(xiàn)實技術將產生1500億的龐大市場。2016年1月的國際消費電子展（CES）中，虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術成為了本屆展會的焦點，結合CES2016年關于VR產業(yè)鏈的成熟度，預計2016-2020年，隨著大量適應移動VR的爆款游戲出現(xiàn)，VR將擁有龐大的主流用戶群體，VR產業(yè)也將進入紅利期?？梢灶A見的是，隨著技術的逐漸成熟和完善，VR虛擬現(xiàn)實技術將在科研教學、虛擬醫(yī)療、虛擬駕駛、旅游景觀、航空航天、遠程協(xié)同、城市規(guī)劃、游戲娛樂、工業(yè)仿真、軍事模擬、廣告營銷、虛擬實驗，甚至心理疾病治療等領域，帶來一次顛覆性的技術變革。圖VR生態(tài)圈組成及各類應用VR+教育運用價值現(xiàn)代學習理念要求：“轉變傳統(tǒng)教育觀念，創(chuàng)建學生自由發(fā)揮的空間，使其掌握學習的主動性，并成為獨立、自主、高效的學習者，已成為學生實現(xiàn)自我、發(fā)展自我、完善自我的必要條件。”而虛擬教學，就是創(chuàng)建一種可控的、逼近真實、多感知一體化的學習環(huán)境，使學生能夠與之交互，進而開展各種研究、訓練的一種學習方式?！疤摂M現(xiàn)實之父”ThomasFurness表示：VR在改變社會，從教育開始。2015年9月，大英博物館為13歲以上的游客提供了VR設備，用于體驗和探索VR虛擬現(xiàn)實環(huán)境下的青銅時代文物、遺址、儀式文化等，沉浸式的震撼體驗讓觀者振奮不已，成為了本年度VR技術用于教育文化應用的最佳典型。圖使用VR設備參觀數(shù)字博物館學習認識理論支撐隨著VR產業(yè)在全球范圍內的不斷興起，由于其具備的各種技術特征，VR技術越來越多的被教育領域所重視，以往傳統(tǒng)二維空間授課過程中的痛點也將迎刃而解。各項應用研究表明，VR技術進入高校教學，能形象生動地表現(xiàn)教學內容,有效地營造一個跟隨技術發(fā)展的教學環(huán)境,提高學生掌握知識、技能的效率,真正使教學者更容易地去表達自己的教學思想和內容,使學習者更直觀、更容易理解教學者的教學思想和教學內容。行為主義理論認為,學習就是刺激與反應之間的聯(lián)合。根據(jù)這個理論,運用AR技術可以讓學習者在運動訓練真實環(huán)境的模擬中不斷接受環(huán)境的刺激,不斷地嘗試與錯誤,最終達到由感性知識上升到理性認識的目的,并且比起真實環(huán)境,虛擬現(xiàn)實更加能保證學習者的安全,并且打破了時間與空間的限制。建構主義學習理論認為“情境”、“協(xié)作”、“會話”和“意義建構”是學習環(huán)境中的四大要素或四大屬性。虛擬現(xiàn)實技術為建構主義理論提供了其要求的學習環(huán)境,使得學習者能夠主動利用VR系統(tǒng)進行自主學習,自主選擇學習內容和時間等,因此它符合建構主義理論以學為中心的思想。建構主義提倡，開展在教師指導下的、以學習者為中心的學習，也就是說既強調學習者的認知主體作用，又不能忽視教師的指導作用，教師是意義構建的幫助者、促進者，而不是知識的傳授者與灌輸者。VR技術創(chuàng)造或模擬的事物與環(huán)境真實而生動，并且提供多元化的自然交互途徑和會話手段，允許學習者在一個可自主控制的環(huán)節(jié)里自由活動和探索虛擬世界，可以獲得對客觀事物的各種感性或理性認識，有助于激發(fā)人的形象思維和研究性思維，從而深化概念和建造新的構想與創(chuàng)意。同時，人本主義學習理論提出，人類具有天生的學習愿望和潛能，當學生了解到學習內容與自身需要相關時，學習的積極性最容易激發(fā)。虛擬環(huán)境的創(chuàng)設，提供了一種新的教學交往模式，開放的環(huán)節(jié)、豐富的資源、真實的情境、充盈的情感以及對學生個體的重視和對寫作的支持等，使學生得以擺脫說教枯燥感，參與到生動活潑實踐中來。這充分反映了人本主義、以人為本、情感互動、培養(yǎng)完整的人的思想底蘊。VR+教育需求分析VR與教育行業(yè)的深度融合是大勢所需，其需求驅動主要體現(xiàn)在以下幾方面：知識點呈現(xiàn)方式的升級需求科技與教育如影隨形，每一次科技革新對教育都會產生深刻影響，教師在課堂上傳授知識的方式也在不斷演變，從而滿足高效的信息化教學需求。從使用“粉筆+黑板”到使用多媒體教室的交互白板，從“全程基本靠講”的知識單向灌輸?shù)脚浜鲜褂么痤}器、平板電腦終端進行師生交互，科技設備并非要取代“傳統(tǒng)”，而是將各種高科技教學設備和信息化教學手段做互補、融合，針對課堂中不同學科、不同類型的知識點，為教師提供更先進的、適合的、多元化的呈現(xiàn)方式。圖知識呈現(xiàn)方式升級演變尤其適合在VR課堂中呈現(xiàn)的知識點例如：天文天體、地殼運動、時間空間等宏觀知識點的理解認知；細胞分裂、分子原子、光合作用等微觀知識點的觀察認知。高難度教學目標的需求利用虛擬現(xiàn)實技術，可以徹底打破空間的限制。大到宇宙天體，小至原子粒子，學生都可以進入這些物體的內部進行觀察。例如學生可以乘坐飛船進入虛擬太空，遨游太陽系，以飛船駕駛艙視角近距離觀察各個行星，理解真實的天體運行規(guī)律，這是電視錄像媒體和實物媒體所無法比擬的。圖星球學習示意虛擬技術還可以突破時間的限制，一些需要幾十年甚至上百年才能觀察的變化過程，可以在很短的時間內呈現(xiàn)給學生觀察。例如，生物中的孟德爾遺傳定律，用果蠅做實驗往往要幾個月的時間，而虛擬技術在一堂課內就可以實現(xiàn)。另外，地殼運動的原理、生物進化的演變等漫長過程，也可以通過虛擬現(xiàn)實技術得以展現(xiàn)。圖乘坐飛船自由視角觀察天體教學實踐操作的需求以往對于危險的或對人體健康有危害的實驗或實踐，一般采用視頻觀看的方式來取代，學生無法直接參與實驗，獲得感性認識。VR技術可模擬現(xiàn)實中難以實現(xiàn)或者不存在的環(huán)境和角色、物體等，消除了以往教學中對學生人身安全、成本消耗的顧慮。在絕對安全、錯誤可逆可修復性上，利用VR技術的實驗課和實踐操作上擁有難以比擬的優(yōu)勢。圖VR虛擬現(xiàn)實實驗室這一點的明顯應用就是虛擬實驗室，對于那些對條件要求高、在現(xiàn)實中無法實現(xiàn)、危險性極高、產生結果不可逆的試驗，VR化學實驗可以避免實驗所產生的燃燒、爆炸或其它危險和巨大消耗。采用虛擬實驗的方式，學生通過親身操作體驗進行學，并且很容易進行錯誤修正，或對結果做出可逆的改變，而不用擔心會有任何物質成本消耗或需要善后的相關工作。虛擬課堂還可以廣泛運用于中小安全課，可避免由于學生操作失誤，而造成地震、火場、踩踏等緊急情況下的安全事故；虛擬的飛機駕駛教學系統(tǒng)，可免除學員操作失誤而造成飛機墜毀的嚴重事故。

自適應探究學習的需求虛擬現(xiàn)實技術可以對學生學習過程中所提出的各種假設模型進行虛擬,通過虛擬系統(tǒng)便可直觀地觀察到這一假設所產生的結果或效果。例如，在虛擬的化學系統(tǒng)中，學生可以按照自己的假設，將不同的分子組合在一起，電腦便虛擬出組合的物質來。通過這種探索式的學習，學生很有可能發(fā)現(xiàn)新的物質。利用虛擬技術，學生還可以進行溫室效應、電路設計、建筑設計等方面的探索學習，從而研究二氧化碳對全球氣候的影響規(guī)律，或設計出新的電路、新的建筑物。利用虛擬現(xiàn)實技術進行探索學習，有利于激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。圖橋梁承重軌道設計接軌STEAM教育的趨勢需求K12教育理念未來將趨向STEAM的結構化發(fā)展，即Science-科學、Technology-技術、Engineering-工程、Arts-藝術、Mathematics-數(shù)學。國際上普遍的觀點認為：任何國家在21世紀要保持它的技術優(yōu)勢，首先需保證具有技能資格人才資源的豐富儲備，未來的工作者需要熟練地運用數(shù)學、科學、技術，以便于高新技術爆發(fā)式增長的領域不會出現(xiàn)人才短缺。而VR+教育完全契合在科學、技術、工程、數(shù)學等學科上的應用優(yōu)勢，其可沉浸的呈現(xiàn)方式、強交互的實踐可行性、可發(fā)揮自適應性等，尤其適合STEAM課題的設計與創(chuàng)新。圖STEAM教育模型

VR技術特征及構成VR技術的應用與實現(xiàn)綜合了三維圖形處理、位置追蹤、觸覺或力覺反饋、人工智能等多種科學技術，其配套設備主要以VR輸出設備、VR輸入設備、VR內容制作設備，以及用于運算的計算機這四部分組成，整體實現(xiàn)“沉浸感、交互性、構想性”三大核心技術特征。圖VR技術構成VR技術特征VR技術具有3I的特征，分別是沉浸感（Immersion）、交互性（Interaction）和想象性（Imagination）：沉浸感沉浸感（Immersion）是VR虛擬現(xiàn)實技術區(qū)別于三維仿真技術、3D影視、AR增強現(xiàn)實技術的核心特征。由于VR系統(tǒng)可以將使用者的視覺、聽覺與外界隔離,因此,用戶可排除外界干擾,全身心地投入到虛擬現(xiàn)實中去，獲得身臨其境的感覺。VR技術根據(jù)人類的視覺、聽覺的生理心理特點，由計算機產生逼真的三維立體圖像。使用者戴上頭盔顯示器和數(shù)據(jù)手套等交互設備，便可將自己置身于虛擬環(huán)境中，成為虛擬環(huán)境中的一員。使用者與虛擬環(huán)境中的各種對象相互作用，就如同在現(xiàn)實世界一樣：當使用者移動頭部時，虛擬環(huán)境中人物視角所看到的景象畫面也發(fā)生變化；拿起物體可使物體隨著手的移動而運動，通過多聲道耳機還可以聽到三維仿真聲音。交互性交互性（Interaction）使虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的人機交互成為一種更近乎自然的交互,使用者不僅可以利用電腦鍵盤、鼠標進行交互,而且能夠通過VR眼鏡、VR數(shù)據(jù)手套等用于信息輸入輸出的傳感設備進行交互。計算機能根據(jù)使用者的頭、手、眼、語言及身體的運動,來調整系統(tǒng)呈現(xiàn)的圖像及聲音。使用者通過自身的語言、身體運動或動作等自然技能,就能對虛擬環(huán)境中的對象進行考察操作。構想性VR技術的構想性（Imagination）對于教育方面的應用意義尤為重要。由于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應裝置,使用者在虛擬環(huán)境中可同時獲得視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知,可增強學習者對學習內容的感知程度、認知程度,高感性和理性認識，從而使用戶深化概念和萌發(fā)新的聯(lián)想，因而可以說，虛擬現(xiàn)實可以啟發(fā)人的創(chuàng)造性思維。VR系統(tǒng)構成VR輸出設備VR輸出設備主要包括VR眼鏡、多聲道耳機、力回饋背心，實現(xiàn)五感當中視覺、聽覺、觸覺上的模擬，未來VR輸出設備還將開發(fā)更為先進行的味覺、嗅覺上的模擬。由于頭戴式VR眼鏡是目前面向消費者的主流VR輸出設備，本方案將重點做詳細介紹。圖VR輸出設備VR眼鏡基本原理是在眼睛前方放置一個液晶顯示屏，分別顯示左右眼畫面。用戶通過目鏡（凸透鏡）觀察屏幕，以帶來視覺上的沉浸式體驗。頭戴式VR眼鏡器涉及的技術有投影技術、顯示技術、光學技術、人體工程學，以及體感交互技術等，具備以下技術特點：視覺體驗阻斷原有視覺輸入頭戴式VR輸入設備以VR眼鏡為代表,其外型設計上采用全封閉的罩形設計，基于人體工程學，使其全面貼合面部的眼周結構，阻斷用戶外部可見視野，以專注于內部鏡片所呈現(xiàn)的影像，首先排除了在視覺上不被外界因素干擾。模擬影像占據(jù)全部視覺VR眼鏡普遍提供90°~120°左右的可視視野，使用者還可以通過頭部動作甚至是身體動作，從更多角度來觀察虛擬成像環(huán)境，視角范圍越大，沉浸式體驗越好，箱籠效應越低。影像與人體動作的交互基于視覺輸入效果和動作偵測算法，往往能讓使用者大腦產生“可交互”的錯覺，而在圖形圖像支持技術或多媒體算法足夠精湛的前提下，使用者不僅會“身臨其境”，并且還能基于當前虛擬環(huán)境做相應的交互。動作偵測VR眼鏡不僅要解決視覺體驗的問題，還需要實現(xiàn)偵測用戶移動頭部時移動方向、移動速度、移動角度的功能，以便計算機實時輸出相應的畫面避免虛擬環(huán)境穿幫。實現(xiàn)偵測通常有三種方法：使用速度計、重力計、陀螺儀來輔助判斷眼鏡運動，優(yōu)點是成本低，缺點是精度低，目前國產各種配合手機的VR眼鏡多是采用這種方案。使用電磁波感應器偵測VR眼鏡上相對的電磁波發(fā)生器，來判斷VR眼鏡狀態(tài)。優(yōu)點是成本適中，精度高。缺點是需要外置電磁波感應器，占用空間大，如Oculusrift、PlaystationVR、HTCvive都是使用這種方案。在機身各角度使用二維識別碼，通過攝像頭拍攝輔助判斷VR眼鏡狀態(tài)。優(yōu)點是成本低，精度適中。缺點是容易被干擾，如STARVR就是使用這種方案。硬件指標目前國內消費市場中有上百種VR眼鏡產品，但由于產業(yè)鏈和標準尚未成熟，其產品同質化情況嚴重，為控制成本、降低售價，品質良莠不齊。而影響VR眼鏡品質及體驗感的硬件關鍵指標如下：屏幕分辨率：決定視覺清晰度，分辨率越高，紗窗效應（顆粒感）越不明顯。刷新率：刷新率決定視覺流暢度，刷新率太低一是畫面會出現(xiàn)撕裂，二是人容易眩暈。刷新率120HZ以上（單眼60HZ）較為理想。FOV視角范圍：FOV指鏡頭所能覆蓋的范圍，視角范圍越大，沉浸式體驗越好，箱籠效應越低，低于110度就會明顯看到視野邊緣有黑框。STARVR(尚未上市，正在全美巡回展示）產品目前FOV是最好的，達到橫向210度，縱向130度。響應時間：屏幕的響應時間越低，遲滯感越接近無，是個影響交互體驗的重要參數(shù)。一般在20ms以內遲滯感較不明顯。跟蹤方式：所采用何種動作偵測方式。重量：經測試，VR眼鏡超過500克就不適合久戴，用戶會頭痛脖子酸。VR輸入設備虛擬現(xiàn)實輸入設備包括可穿戴輸入設備、手持式操作手柄、手勢識別設備、動作捕捉設備等。圖主流VR輸入設備可穿戴輸入設備:虛擬現(xiàn)實手套支持多模式的VR輸入，提供真實自然的三維交互體驗。缺點是成本高昂，較難普及。手持式輸入設備:操控手柄是目前最常見的輸入設備，成本最低但是體驗最差。手勢識別設備:相比于操作桿，手勢識別技術給使用者帶來更佳的代入沉浸感，由于學習成本低、靈活性高、實用性用，是行業(yè)前沿高科技公司未來研發(fā)的重點，但手勢識別設備的缺點是長時間操作手臂會累，兩手交疊時存在識別不準的問題。運動識別輸入設備：運動識別輸入設備是一種3D體感攝影機，同時它導入了即時動態(tài)捕捉、影像辨識、麥克風輸入、語音辨識、社群互動等功能。微軟的互動娛樂業(yè)務X-BOX游戲設備采用這種技術，玩家再無需任何控制器，但在動作捕捉精度上仍然存在不足的問題。VR資源制作VR內容的制作是應用時的重點環(huán)節(jié)，目前市場上的VR內容來源分為：由普通視頻的基礎上改造的、實時渲染的VR視頻、由專業(yè)設備拍攝制作的原創(chuàng)資源，而能真正服務于教育領域的，仍然以專業(yè)化的原創(chuàng)資源為主，這里也將重點介紹原創(chuàng)資源的相關技術特點。VR內容制作設備圖主流VR輸入設備VR攝像機:實時完成360度或720度的環(huán)繞立體影片素材拍攝。三維掃描設備：在虛擬空間中快速生成真實世界三維數(shù)據(jù)，用于高擬真的虛擬現(xiàn)實內容制作。計算機工作站：用于環(huán)繞立體音視頻及圖像制作合成。VR資源主要形式VR資源按內容及應用形式主要分為以下幾類：視頻內容再改造的VR內容：主要以現(xiàn)有視頻的改造為主，類似于2D轉3D視頻。實時渲染制作的VR視頻：完全根據(jù)VR視覺特點來設計，從角色動作、背景、攝像、走位到劇情安排、道具處理，甚至與觀眾互動，都經過精心設計的虛擬現(xiàn)實視頻內容，觀眾有著極強的沉浸感和互動體驗。圖3D引擎渲染制作的VR資源VR合成音視頻：由專業(yè)的VR制造者通過專業(yè)的設備進行拍攝，并使用多聲道音頻麥克風矩陣，通過立體全景視頻合成與環(huán)繞混音外理，編輯而成的VR合成音視頻。圖專用VR拍攝設備制作的VR音視頻擬真場景VR全景圖像:全景圖對于觀察者而言,是建立在圖像上立體的多角度的圖形環(huán)境，透過VR眼睛，可以讓觀察者仿佛身臨其境一般，足不出戶即可觀察諸多景色與場景?；谌皥D像的虛擬現(xiàn)實技術得到了迅速發(fā)展，被廣泛用于數(shù)字博物館、虛擬旅游、房地產展示等三維全景漫游。圖VR全景環(huán)繞圖像VR虛擬場景:即通過制作軟件構建的VR場景，例如還原出的某一歷史事件的場景，構建出的一個自然生態(tài)系統(tǒng)的場景，制作出的一個宇宙黑洞邊緣的場景，這些場景可以用于體驗、教育、訓練之目的，讓觀察者置身其中，獲得更為直接的感官和認識。圖虛擬場景示意VR應用操作訓練類應用:利用虛擬現(xiàn)實技術進行制作的虛擬實驗或操作類應用，可以解除以往對人體健康有危害的實驗或工作環(huán)境所帶來的危險，使用者在虛擬實驗環(huán)境中，可以放心的去操作，還可以反復進行多次訓練。例如，虛擬的化學實驗，可以避免化學反應所產生的燃燒、爆炸所帶來的危險；虛擬的外科手術，可避免由于學生操作失誤，而造成“病人”死亡的醫(yī)療事故；虛擬的飛機駕駛教學系統(tǒng)，可免除學員操作失誤而造成飛機墜毀的嚴重事故。圖虛擬飛行、虛擬駕駛操作游戲娛樂類應用:VR娛樂類游戲所帶來的讓人沉浸其中的快感是之前的平面類游戲所無法比擬的，無論是在拉力賽上駕駛豪車的縱情奔馳，還是在大草原上摔跤的酣暢淋漓，抑或是在曠遠幽森環(huán)境下打僵尸的毛骨悚然，都能讓體驗者獲得無與倫比的休閑感受。圖VR游戲中的場景

101VR教室布局VR教室概述科技在不斷進步，為教育信息化的發(fā)展提供了堅實基礎和機遇。一本書、一張嘴、一支粉筆、三尺講臺的授課形式早已成為了歷史，近年幾年來，隨著國家三通兩平臺政策的推進，各種形態(tài)的多媒體數(shù)字教室、移動終端智慧教室如雨后春筍般出現(xiàn)在校園，而伴隨VR虛擬現(xiàn)實技術、人工智能技術的進一步成熟，虛擬現(xiàn)實在教育中的應用，將大大提高學生學習興趣和效率，VR教室以其顛覆性的優(yōu)勢迅速成為了教育領域最耀眼的新星。由于VR行業(yè)噴涌，各類VR資源、應用、消費級硬件設備應運而生，種類紛繁復雜、品質良萎不齊，大部分還停留在消費娛樂層面，尤其是針對教育的應用級軟和教學資源十分匱乏，而應用于K12基礎教育的VR體系更是一片空白，網(wǎng)龍華漁教育憑借自身互聯(lián)網(wǎng)教育公司的優(yōu)勢，將填補“國內首個VR教室”的行業(yè)空白。101VR教室是全國第一間真正將VR技術與課中教學深度結合的VR教室，101VR課堂教學能與原有的交互白板教室、電腦室、智慧教室實現(xiàn)兼容銜接，與其它各種信息化教學模式并駕齊驅。網(wǎng)龍華漁教育打造的是國內第一個面向K12基礎教育，提供有針對性的VR教學資源、平臺服務、教學管理工具、VR硬件設備的一體化VR教室整體解決方案，該方案是構建網(wǎng)龍全球教育生態(tài)圈的重要組成部分。圖101VR教室設計效果圖VR教室組成101VR教室解決方案將沉浸式虛擬現(xiàn)實技術（VR）與教學相融合，以優(yōu)質教學資源為核心，集終端、應用系統(tǒng)、平臺、內容于一體，為學生創(chuàng)設接近真實的學習環(huán)境，將虛擬動畫與實景空間相結合，將抽象概念具象化，為學習者打造高度開放、可交互、沉浸式的三維學習環(huán)境。VR虛擬教室解決方案由硬件終端、教學軟件、教育資源三大部分組成。圖101VR教室組成應用設計101VR教室應用主要由三部分構成：硬件設備、VR軟件、教室網(wǎng)絡?；诮處熅W(wǎng)絡，教師可通過PC端101VR軟件對學生端VR設備進行控制，實現(xiàn)VR教學。圖VR教室網(wǎng)絡拓撲圖技術與學研支撐網(wǎng)龍華漁教育與北京師范大學聯(lián)合成立了在互聯(lián)網(wǎng)教育行業(yè)深具影響力的“北京師范大學智慧學習研究院”，是綜合性科學研究、技術開發(fā)和教育教學示范平臺，在101VR教室軟硬件一體化的研發(fā)測試、技術理論指導、教研結合等方面提供了強大的技術與學研支撐。圖智慧研究院頂層教研設計北京師范大學智慧研究院院長、理事、博導黃榮懷教授長期從事教育信息化、知識工程等多方面教育與科技的前沿研究。在101VR教學體系的建設中，研究院發(fā)揮了重要的教研指導作用，將VR教學資源以新課標知識點進行制作，使其可在全學科、全學段進行使用。針對教學大綱每一個知識點匹配的VR資源，提出資源制作要求和標準，使制作者從教師、學生的角度，從教學、心理、考點等因素進行全方位整體設計。學術平臺支撐北京師范大學智慧學習研究院是教育與科技創(chuàng)新結合的前沿探索者，提供全國最大的綜合性科學研究、技術開發(fā)和教育教學實驗平臺，其科研項目包括教育關鍵共性技術研發(fā)、構建信息化學習環(huán)境的實驗實證體系、發(fā)展科技創(chuàng)新的理論體系及應用解決方案、形成可大規(guī)模推廣的教育解決方案等。研究院針對101VR教學體系進行了專業(yè)的VR教學實驗和修正優(yōu)化，并對形成可推廣的解決方案進進了可行性分析，提出具體指導和改進意見，使國際化頂極VR資源真正服務于國內本土的廣大師生。前沿科技創(chuàng)新智慧學習研究院將教育云計算、教育物聯(lián)網(wǎng)、知識技術、信息化教學、教育大數(shù)據(jù)等主要方向的研究成果與101VR教學體系相結合，結合簡單實用的VR設備，打造更適用于中國K12教情、學情的課堂管理軟件和資源平臺，使VR教學的演示操作和體驗過程變得更為直觀、順暢，其領先的VR視頻技術、教學交互技術、分發(fā)平臺的開發(fā)與運營上體現(xiàn)了網(wǎng)龍華漁教育作為行業(yè)先行者的科技創(chuàng)新能力。同時，針對101VR教室建設，利用前沿科學技術從多方面維度解決學校、家長擔心的眩暈和用眼問題。公司以沉淀多年的Unity3D引擎研發(fā)應用技術為基礎，以3D資源動態(tài)加載、多線程渲染、材質資源壓縮等核心技術優(yōu)勢，自主研發(fā)VR資源編輯器、VR地圖編輯器，為101VR教室解決方案提供了高品質的VR教學資源，并充分結合課堂使用場景，對VR教育資源設定了一套從分辨率、幀數(shù)、時長、容量等技術方面的內部制作標準。優(yōu)質資源積累經驗技術積累網(wǎng)龍華漁教育對實現(xiàn)VR技術的交互性、沉浸感、構想設計等核心技術有著先天的優(yōu)勢。公司以沉淀多年的Unity3D引擎研發(fā)應用技術為基礎，以3D資源動態(tài)加載、多線程渲染、材質資源壓縮等核心技術優(yōu)勢，自主研發(fā)VR資源編輯器、VR地圖編輯器，以及VR教學管控系統(tǒng)，為K12教育提供行業(yè)高水準的個性化自建VR資源。并充分結合課堂使用場景，對VR教育資源的制作設定分辨率、幀數(shù)、時長、容量等技術標準。充裕資金積累VR教學資源是實現(xiàn)沉浸式教學的核心建設內容，是打造各學科VR課堂的實質性基礎，是一項需要長期投入、建設、擴充的工程。從過去一年的集團財報顯示，網(wǎng)龍華漁教育在VR資源以及其平臺的建設上斥以巨資，未來，公司領導人表示將在VR教育業(yè)務方向繼續(xù)加大其資金投入力度。尖端團隊積累網(wǎng)龍華漁教育依托智慧研究院，集合行業(yè)領先的多媒體資源開發(fā)團隊、3D資源制作團隊、資源中心管理團隊、經驗豐富的一線教研人員、資深交互策劃人員，打造業(yè)內尖端的VR資源開發(fā)團隊，是“VR+K12教育”的資源生產者、解決方案提供者。預期成效隨著交互白板、答題器、移動學習終端的普及，創(chuàng)新的教學模式越來多的服務于教育工作者，為課堂交互教學帶來諸多便利與優(yōu)勢。如提高教學效率和品質、學生更積極參與教學、可開展組織豐富多彩的課堂活動、促使學生擴大知識視野、教學內容的必要拓展等。VR課堂的深度沉浸和強交互性，將開啟以往前所有未有的全新教學模式?；趧?chuàng)新的教學模式，101VR課堂上能充分發(fā)揮學生的自主學習意識。網(wǎng)龍華漁教育為每一所學校、每一間101VR教室匹配高標準的VR學科資源，學生可以參與確定對自己有意義的學習目標和學習策略，由內在動力支持和調控從學習中獲得強烈而真實的認真體驗和情感體驗，從而創(chuàng)造性的培養(yǎng)了學生使用獨立的分析、實踐、創(chuàng)造等方法來實現(xiàn)學習目標。此外，VR的技術特點為探究式學習理念提供了各種創(chuàng)新的可能。與傳統(tǒng)教室相比，101VR教室在學生探究學習上具有更強的指向性、實踐性、參與性和開放性。學生可通過與課堂章節(jié)緊扣的虛擬現(xiàn)實環(huán)境，親生經歷知識點探究過程以獲得理性認知和情感體驗，這與在平面白板或液晶屏幕上獲取圖文信息的形式完全不同。101VR課堂在教學資源上，注重知識的整體架構，為探究式學習的深度與廣度奠定了基礎；在VR交互技術上，讓學生通過自身探索能夠掌握解決問題的方法，最終完成探究學習“創(chuàng)設情境--提出問題--自主探索--協(xié)作--測試--課堂小結”的全過程。101VR教室優(yōu)勢VR教室給學生提供的是一種完全沉浸式的教學體驗，安全而又經濟的場景，摒除后顧之憂，讓學生可以在虛擬環(huán)境中親身去感受、自主學習。同時老師可以一鍵操作對系統(tǒng)進行管控，分發(fā)資源，管理設備等。圖101VR教室優(yōu)勢沉浸開放，激發(fā)興趣傳統(tǒng)多媒體教室與智慧教室經過長時間的技術積累，交互方式是基于鍵鼠輸入、電磁筆書寫、按鈕按鍵等，教學資源主要是文字、圖片、視頻，以及近來應用較為廣泛的富媒體資源，在幫助教師教學上已具備了特定的優(yōu)勢，然而在幫助學生認知、提高學習體驗感、增強代入感方面，101VR教室更有著不可比擬的優(yōu)勢。在101VR課堂上，學生的視覺、聽覺與外界隔離，完全排除了外界干擾,全身心地投入到虛擬現(xiàn)實中去，獲得身臨其境的感覺。學生可借助專用的VR設備從視覺、聽覺和觸覺上獲得與真實世界相同的感受，跨越時間空間的限制，將抽象化概念具象化，體驗高度開放、可交互、沉浸式的三維學習環(huán)境。教師可以利用VR課堂上一定程度的體感交互、深度沉浸式教學，達到營造期望意境、加深知識記憶、提升學習效果的教學目的。圖VR天文館應用場景建模，安全可靠根據(jù)網(wǎng)龍華漁教育對全國多個K12學校的VR需求度調研報告分析顯示，對VR技術應用于課堂教學的期望，主要集中在中學物理、中學化學、中小學地理、小學安全教育等課程，而其中一些知識點的切實掌握，往往需要具有一定危險性或代價昂貴的實驗來實現(xiàn)。通常情況下，教師會使用視頻的方式教學，其效果當然不甚理想?，F(xiàn)在，利用虛擬現(xiàn)實技術進行虛擬實驗，則可以免除這種顧慮。圖VR安全課火場逃生實踐學生可以在101VR實驗室中放心地去做各種危險的或危害人體的實驗。例如虛擬的化學實驗，可以避免化學反應所產生的燃燒、爆炸所帶來的危險；虛擬的中小安全課，可避免由于學生操作失誤，而造成地震、火場、踩踏等緊急情況下的安全事故。另外，通過緊靠K12教材開發(fā)的交互式VR教學資源，學生很容易的進行錯誤修正或做出改變，而學校也不用擔心會有任何物質成本消耗或需要善后的相關工作，這一點，101VR教室擁有傳統(tǒng)實驗室或多媒體教室難以比擬的成本優(yōu)勢。優(yōu)質資源，應用分發(fā)網(wǎng)龍華漁教育面向全球收購最頂尖教學資源，配合高品質后期制作，目前正在形成龐大規(guī)模的教學資源庫。公司以強勁的技術研發(fā)優(yōu)勢及資金優(yōu)勢，快速整合包括電子書、教學素材、國際化頂尖教育產品、3D教學資源等多種教育資源，通過移動互聯(lián)網(wǎng)、教育云平臺等技術，與全球的教育工作者和學習者分享。未來，VR教學資源將是教育資源云平臺的重點擴充方向。VR教學資源是實現(xiàn)沉浸式教學的核心建設內容，是打造各學科VR課堂的實質性基礎。網(wǎng)龍華漁教育依托行業(yè)領先的多媒體資源開發(fā)團隊，不僅擁有強大的3D資源制作能力，并且在引擎開發(fā)方面有著豐富的自主研發(fā)經驗，對實現(xiàn)VR技術的交互性、沉浸感、構想設計等核心技術有著先天的優(yōu)勢。網(wǎng)龍華漁教育將以行業(yè)先進的動態(tài)加載、多線程渲染、材質資源壓縮等核心技術，打造了覆蓋科學、生物等領域的高品質VR教育資源，為廣大師生提供了流暢高清的電影級視聽全景資源。圖VR教學資源-星系一鍵操作，交互設計101VR教室提供教育專用VR設備和教學資源，學生可以在虛擬現(xiàn)實環(huán)境下，獲得與平常生活體驗中不一樣的聽覺、視覺等感受，并對日常難以接觸到的自然環(huán)境、歷史場景、科學實驗等進行虛擬實踐。而學生的信息輸入也不再局限于課堂測試、口頭回答老師問題，VR教室將逐步實現(xiàn)通過視覺、聲音、觸碰、手勢、動作甚至是腦電波等相結合的“多模態(tài)”交互方式，教師可利用VR101助手，一鍵控制全班學生VR設備的播放和停止，徹底突破人機交互、師生交互的二維交互局限性，使教師更有效率的教，使學生更自然輕松的學。圖人機交互方式的演變VR教學場景設計VR技術+教育的深度結合，為師生提供了“可沉浸、強交互、構想性”的獨特教學模式。本章節(jié)提供了一套101VR教室常用教學流程，以及VR與多學科教學的情景設計，展現(xiàn)了VR課堂的獨特魅力，使各個學階的學習者都能融入到虛擬現(xiàn)實環(huán)境下，更直觀有效的理解抽像、微觀、空間等通過傳統(tǒng)教學模式難以理解的知識點。圖VR教室組成101VR教室教學流程101VR教室可與學校原有的傳統(tǒng)教室、多媒體教室、智慧教室完全兼容，從教學方式上是“互補”關系而非“代替”關系，101VR教室整體實施和部署簡單，使用無技術門檻，針對課堂中不同學科、不同類型的知識點，為教師提供更先進的、適合的、多元化的呈現(xiàn)方式。課前準備在首次使用VR教室前，確保教室的AP設備組建起該教室局域網(wǎng)。提前在教師PC機上安裝101教育PPT。如采用配置1，則先將智能手機安裝于學生的VR眼鏡盒子內。由于VR資源相對其它應用程序更消耗電量，請先確保智能手機有足夠的電量待機。首次使用時，我司將提供班級教師的101教育PPT登陸賬號。教師使用教師賬號登陸101教育PPT，在連接外網(wǎng)環(huán)境下，可提前下載所需要的知識點VR資源。課中授課課中授課時，VR設備與學習平板電腦、答題器一樣，只是在不同場景下解決不同的教學需求，VR設備不會全程使用，只在教師需要學生體驗時使用。教師通過101教育PPT，對全班自組網(wǎng)內的學生VR設備下發(fā)播放VR資源。基于以上101教育PPT的強大功能，在無需外網(wǎng)的前提下，教師將課前下載好的VR資源一鍵推送給所有學生。學生體驗過程中，教師也可通過101教育PPT進行一鍵分發(fā)、一鍵開始，在教師進行其它教學環(huán)節(jié)時，學生甚至無法開啟設備。當VR教學環(huán)節(jié)結束后，由于VR設備使用靈活、體積小巧，學生可將其擱置抽屜或專門配置的掛鉤處即可，待課堂結束后統(tǒng)一放置設備管理站。課后維護VR課堂結束后，教師和學生關閉其設備上所有的相關應用。由學生或技術人員，將VR眼鏡盒子放置于教室內的防潮柜，將智能手機放置入充電車的卡槽中進行充電。學科VR課堂場景設計歷史學科：重返歷史，追溯所需探索的年份，再現(xiàn)文物古跡還原、歷史場景、人物和事件，學生可置身歷史軌跡，親身體驗到歷史大事情或轉折點的發(fā)生，其震撼感受和參與感是常態(tài)化教學講解所無法比擬的。數(shù)學課題：特別針對數(shù)學測驗、空間幾何結構轉換、制圖制表、空間三維坐標展示、百分比運算以及幾何物體的面積容積的理解，能夠充分調動學生視覺、聽覺等多感官參與，使抽象復雜的概念形象化、立體化，讓學生更能易學、易懂、易記。生物學科：通過領先的3D引擎技術，創(chuàng)建渲染神秘的微觀世界，讓學生身臨其境的觀察細胞、病毒、生命物質基礎的變化與繁衍，甚至可以通過3D動畫，直觀理解生物與環(huán)境、生物進化等宏觀課題。物理學科：利用VR虛擬化教學技術，對能量、運動和力、物質、熱學、光學、原子、力學、電學等抽像化物理課題，提供了真實可視化的學習平臺，并輔以可操作和探究性的虛擬實驗，幫助學生切實理解和掌握各類物理學定律。VR化學實驗：基于初高中化學實驗教學需求，通過全景3D的VR教學資源，達到在沒有相關器材、試劑、儀器情況下模擬完成實驗流程，虛擬系統(tǒng)可反復訓練無實驗器材的損耗，同時系統(tǒng)融入了教學相關的原理仿真內容，為教師教學提供更多、更形象化的素材，極大的拓展了學生學習的興趣和主動性。天文探測：“今天我們要去火星?！睂淼奶煳膶W老師會這樣說。我們已經獲得了像火星和土星這樣的行星的高等影像，所以現(xiàn)在我們可以制造出讓學生們在紅色星球上走動，四處觀看并觀察的3D體驗。數(shù)字博物館：世界上最好的藝術不只在一個地方。而是遍布全球各大博物館，從北京故宮到法國的盧浮宮，再到紐約的大都會藝術博物館。Google已經在虛擬現(xiàn)實（使用了Google的街景技術）中捕獲了不少世界上最好的作品和紀念物，讓學生們可以探索大金字塔的每個裂縫。工程學教育：生產制造和3D打印都耗價昂貴。把VR添加到設計和工程學教學中，學生們就可以從各個方面了解自己的設計，從車輛到橋梁、房屋，無需花費把自己產品制作出來的費用。文化交流：未來，學生們可以在VR世界里交朋友，語言和距離都不再是阻礙。使用特殊的VR相機和輔助設備，以及Microsoft的Skype最新翻譯技術，可以和任何人、使用任何語言在3D空間里對話，這就讓全球的學生們不需要走出學校，就有機會去結識來自不同文化背景的人們。VR教學應用案例舉例來說，在一節(jié)地理課上，老師希望能夠讓學生了解太陽系及宇宙的組成。相較于以往的地理知識都以文字的方式寫在教科書上，通過教育者的講解，以及借助于宇宙天體視頻的方式來做教學，利用VR的沉浸感讓學生進入到虛擬的宇宙環(huán)境中，自由觀看太陽系的組成及運行，并且在太空中漫步，更能讓學生產生更加直觀的感受，獲得最佳的知識獲取效率。而這樣一堂生動的地理課，僅僅需要老師完成以下幾個操作步驟即可完成。資源下載在已搭建好了網(wǎng)絡環(huán)境的教室中，打開位于PC機上的101教育PPT，使用教師賬號登陸，下載一個太陽系及宇宙介紹的VR資源。資源推送將已下載好的資源通過101教育PPT一鍵推送到所有學生的VR眼鏡上。等待全部推送成功，老師就可以通過電腦端下發(fā)播放VR資源的指令。宇宙體驗這時，老師就可以讓學生帶上VR眼鏡，讓學生開始體驗太陽的光輝奪目、太陽系行星的運行以及宇宙的無邊浩瀚了。在體驗過程中，老師可以通過電腦端隨時選擇暫停、重新開始和關閉VR資源的播放進程，來進行知識點的穿插講解，自由掌控課程進度。設備回收體驗結束后，教師和學生關閉其設備上的所有相關應用，由學生或技術人員，將VR眼鏡回收放置在教室內的防潮柜中，并將手機放置入充電車卡槽中進行充電。通過以上簡單的四個步驟，就可以輕松的完成一堂VR太陽系及宇宙認知課的體驗了。101VR教室建設內容101VR教室的建設實施圍繞101VR軟件、VR教室硬件設備、VR教育資源三大模塊，而各模塊的軟硬件及資源等子部件進行有機結合后，不僅可完全滿足教師日常備授課，還可無縫導入鏈接VR教學環(huán)節(jié)，學生只需佩戴上VR眼鏡，即可在充滿無限可能的虛擬現(xiàn)實世界中，開始一次觀影級的震撼學習體驗。產品列表產品類型產品名稱單位數(shù)量基礎教學設備臺式電腦主機（教師PC）臺1液晶顯示器（教師PC）臺1連接控制器臺1電子白板塊1激光投影機臺1VR體驗設備VR眼鏡個班級學生數(shù)智能手機個班級學生數(shù)教室管理設備充電車臺1防潮柜（可選）臺1備授課軟件101教育PPT套1101VR教室助手套1教學資源VR學科資源套1K12基礎教學資源套1表101VR沉浸課堂產品組成硬件終端101VR教室的硬件終端主要由基礎教學設備（PC、投影機、白板）、VR體驗設備（VR眼鏡、智能手機）、管理設備（防潮柜和充電車）、AP設備構成?；诮淌揖钟蚓W(wǎng)，教師可通過PC端下發(fā)VR教學資源，學生使用基礎設備（VR眼鏡）開展沉浸式學習。課后可利用管理設備（設備管理車）對全班學生VR眼鏡、手機等設備進行統(tǒng)一管理。VR體驗設備VR體驗設備由VR眼鏡盒子和智能手機組合而成，通過101教育PPT，教師可提前將需觀看的資源下發(fā)于學生手機中，再將手機裝置固定在VR眼鏡盒子上，即可體驗震撼的沉浸式體驗。本方案具有靈活便捷的特點，只需借助用戶隨身攜帶的智能手機，滿足隨時隨地隨機的教學需求。VR眼鏡盒子+智能手機的配置方案適用于所有教室，符合多種VR教學場景的需求，對原有的普通教室、多媒體教室、智慧教室的部署設施無需再改造，在連接教室局域網(wǎng)的前提下，教師一鍵下發(fā)教學資源，同時，系統(tǒng)幫助教師對學生終端進行監(jiān)測和控制，學生只需戴上VR眼鏡盒子，無需任何操作，即可體驗沉浸式的學習。設備構成VR眼鏡盒子：配合手機使用的沉浸式虛擬現(xiàn)實頭盔，外觀簡潔時尚，根據(jù)人體工程學設計理念，貼合青少年面部結構，其產品主要特點如下：圖：GearVR頭戴設備可視角度達到101°，擁有更為廣闊的視場角，沉浸感更強。引進進口高端鏡片，平凸非球面畸形修正鏡片，緩解眼睛疲勞，最大程度減少疲勞，降低眩暈感；擁有焦距自動調節(jié)功能，并配有焦距手動調整輪，0-600度以內近視人士無需佩戴眼鏡亦可清晰觀看；貼臉部位采用透氣的泡沫緩沖設計，保證佩戴時的舒適性、透氣性。同時鏡框部分能與臉部緊密貼合，不透光，保證完美的沉浸感。自帶控制觸摸板，可通過觸摸進行界面操作，包括上下左右、確定、取消等。同時擁有返回鍵、音量調節(jié)鍵等實體按鍵，人機交互體驗更為舒適，操作調節(jié)更輕松。智能手機：適合于VR眼鏡盒子的智能手機設備，提供符合眼鏡盒子的觀看屏幕，以及所需的智能操作系統(tǒng)，其產品主要特點如下：高清分辨率2560×1440像素，屏幕刷新率60HZ，提供超逼真的VR顯示效果。設備采用64位8核處理器，CPU頻率2.1GHz，暢享各類VR應用極致流暢的運行體驗。搭載101教育PPT，便捷地調用海量視頻資源，隨時觀看2D/3D酷炫資源、360°全景視頻，操控方便，體驗出色；采用4G網(wǎng)絡制式，方便下載各類VR資源及應用軟件；擁有快速充電和無線充電功能，配合設備管理車使用，充電更便捷。支持Wi-Fi、藍牙等通信方式。支持802.11ac千兆WiFi協(xié)議，擁有2.4GHz/5GHz雙頻WiFi。圖三星S6手機設備管理站：用于VR眼鏡盒子和手機設備的統(tǒng)一存放保管。設備管理站不僅可為智能手機提供集中充電，另考慮到VR教室學生流動性的因素，采用內置紫外線消毒燈的設計，保證在校學生的使用衛(wèi)生。教室AP設備：作為教室的網(wǎng)絡連接終端，連接以太網(wǎng)，將同一間教室的教師控制終端、學生終端聯(lián)接在同一個局域網(wǎng)內，實現(xiàn)課堂的資源分發(fā)、數(shù)據(jù)傳輸，幫助教師通過101教育PPT對設備和學生VR學習終端進行有效控制和管理。配置優(yōu)勢高性價比：本方案提供的眼鏡盒子和智能手機設備，各功能參數(shù)達到行業(yè)高端水準，能完全滿足課堂體驗沉浸式教學的需求，價格優(yōu)勢明顯，是最具性價比的VR教室配置方案。輕便靈巧：學生使用的VR眼鏡盒子和智能手機體積小重量輕，攜帶輕便。安裝設計上體現(xiàn)簡易耐用，無需更多繁瑣操作，適宜學校多個班級輪流使用，易于學校管理。安全衛(wèi)生：配合方案獨有的教學管理設備，幫助學校解決存放、管理、設備消毒的后顧之憂?；A教學設備101VR沉浸教室在實現(xiàn)使用VR設備進行沉浸式教學體驗外，教師還可以使用交互白板與投影機進行正常教學?；A設備-PC主機在方案中，為每位學生配備了一臺PC機。在每臺PC設備上安裝101VR室內設計教學平臺，即可讓學生自由創(chuàng)造與創(chuàng)作。本次方案中，推薦使用戴爾PrecisionT5810/GTX1070臺式主機，以配合達到較好的教學和使用效果。其特點主要體現(xiàn)在：穩(wěn)定可靠：戴爾T5810系列配置英特爾至強四核E5-1620處理器，輕松處理資源耗竭型和圖形密集型工作負載，讓用戶快速輕松地應對最苛刻的交互式應用程序。小巧安靜：直觀、整潔的內部結構帶來出色的通風效果，便于拆裝組件以輕松進行維護和改動，并且可降低噪音?？蓴U展性設計：具有豐富的端口和插槽，可完成數(shù)據(jù)的高速傳輸、方便用戶日常使用?；A設備-液晶顯示器配合PC主機，建議選用戴爾（DELL）E2216H，達到較好的顯示效果。采用了MVA廣視角面板，能為用戶提供更為準確的色彩顯示。而LED背光的設計，擁有十分輕薄的曲線，能夠節(jié)省更多的能源消耗。連接控制器推薦使用銳捷RG-AP3220-P連接控制器，連接互聯(lián)網(wǎng)，并可將同一間教室的教師終端、學生終端聯(lián)接在同一個局域網(wǎng)內，實現(xiàn)課堂的資源分發(fā)、數(shù)據(jù)傳輸，幫助教師通過VR教學管理系統(tǒng)進行有效控制和管理。其安全智能充分融合了網(wǎng)絡發(fā)展需要的高性能、高安全、多業(yè)務、易用性特點，為用戶提供全新的技術特性和解決方案。支持PSK、WEB、802.1X等認證方式、數(shù)據(jù)加密，支持二維碼訪客認證、短信認證、無感知認證。低能耗、無線接入點：優(yōu)化電力使用以節(jié)約能耗，網(wǎng)絡接入更加的靈活可控。簡便的配置和管理：為中小型企業(yè)以及服務于他們的合作伙伴設計的易于部署的產品。簡單易用的網(wǎng)絡頁面接口減少了網(wǎng)絡部署、管理和故障處理時間。101激光教育投影機101激光投影機提供了3200流明高亮度，搭配20000:1高對比度，即便在環(huán)境較亮的情況下，依然可呈現(xiàn)出絕佳的明暗對比和豐滿的層次，完美的滿足教學需求。101激光投影機采用先進的專利技術，為互聯(lián)網(wǎng)+教育提供高質量、使用壽命長的產品，能夠為教學帶來更優(yōu)質的使用感受。101交互白板101交互白板系列經濟實惠，具有書寫流暢、跟蹤率高、互動性強等特點，滿足任何學校開展互動信息化的基本需求，是配合101VR教室進行基礎教學的最佳載體。101交互白板系列全部采用自動延遲休眠技術，教師下課后即便沒關電源，白板也會在設定時間內進行休眠，不影響后續(xù)課堂的開展。圖101交互白板101交互白板采用可投影的專用材質，無反射光，抗光干擾能力極強，陽光直射仍然可以正常觸摸書寫。其電子白板膜表面經過特殊工藝處理，耐磨性強，抗劃傷，使用壽命長，投影時亮度均勻，防止炫目現(xiàn)象的發(fā)生，極為有效的呵護師生用眼健康。板面涂料采用最新環(huán)保材料生產，無有害氣體產生，符合國際環(huán)保標準，保證了教室環(huán)境的健康環(huán)保。目前，101交互白板提供紅外、電磁兩種感應技術的型號選擇，與101教育PPT配合使用，可全面滿足101VR沉浸教室、101智慧教室的各種創(chuàng)新教學活動。教學管理設備移動充電車外表簡潔大方，容量很大，可同時為一個班的設備提供電源。設備采用模塊化設計，可靈活適應不同班級容量的需求，為教室里設備充電提供了保障。移動充電車充電可耐高溫，內外塑料部件全部采用阻燃工程塑料，750度高溫不燃燒。它也能實現(xiàn)快速充電，采用業(yè)內超高負載在快速充電下保持不發(fā)熱不過載狀態(tài)?？紤]到保障人員和設備的安全，充電車里內置防浪涌雷電保護裝置，能夠有效保護設備安全。圖充電車集中充電：可以為教室的設備集中充電，對教室設備進行批量管理，使得設備管理變得更加便捷。同時，正面的門采用透明亞克力設計，可直接監(jiān)視設備的充電狀態(tài)。集成電源：采用集成電源，無需充電器、插座、布線，只需連接電源即可接通整車電源，是真正意義上的設備管理車。電源區(qū)有雙層防護門，在保護電源的同時更進一步保護使用者的安全。抽屜隔板：內部隔板采用抽屜式設計，更加方便設備取放，同時隔板有對應序列號，一目了然，方便管理。每個隔板采用阻燃工程塑料，可有效防火、環(huán)保、防止刮傷。充電指示燈：為每個充電設備配置了充電狀態(tài)指示燈，紅燈表示正在充電，綠燈表示充電完成，可更直觀地觀察設備充電情況。定時充電：時控開關能根據(jù)用戶設定的時間，控制充電車的電源。時控器有10組開關時間，手動、自動兩用，電源的運行按設定的時間循環(huán)工作，讓充電的方式更加豐富、智能。智能溫控：內配有風扇和溫度控制開關，可以控制車內的實時溫度。當溫度達到一定范圍時自動開啟溫控功能進行散熱。不僅保護了車內設備，也更加保護了使用者的安全。殺菌消毒：為保證設備的安全、健康使用，可對車內設備進行殺菌消毒。101VR軟件101教育PPT在實現(xiàn)基礎課程的備授課外，專門設計了用于VR課堂資源下載、資源分發(fā)的功能，保證了101VR課堂的順利進行，為教師提供了便捷簡單、合理有效的一站式VR教室教學工具。圖教室管理系統(tǒng)101教育PPT101教育PPT是專為教師設計的一站式備授課平臺，教師只需要登陸101教育PPT，無需再進行其它軟件的操作，即可實現(xiàn)對課堂學生VR設備的控制、課中VR資源的下發(fā)，以及正常的K12基礎教學。101教育PPT專為K12課程章節(jié)設計，內置的VR教學資源與教學大綱知識點高度匹配，并為教師提供可便捷快速的下載渠道。使用101教育PPT授課時，教師還可以借助手機實現(xiàn)對課件的遠程控制和操作，輕松滿足教室備課、講臺授課、課堂巡查等靈活多樣的教學需求。VR課件制作在一堂VR沉浸課堂中，教師仍然需要使用正常的課件進行講授，而講解過程中，穿插引用VR資源幫助知識的理解。而101教育PPT的備課功能，以不改變教師原有使用MicrosoftPowerPoint的操作習慣為設計原則，在無任何技術門檻和培訓成本的前提下，實現(xiàn)一節(jié)VR沉浸式課堂的高效備課。教師在雙擊打開101教育PPT后，仍然可以根據(jù)授課教材版本、年級、學科、課程章節(jié)進行選擇和切換，無需搜索，云端教育資源庫自動提供與當前課程相匹配的所有課件、視頻、圖片、動畫、音頻和習題等教學素材。在編輯課件過程中，可預覽、拖拽、插入包括沉浸式教學資源在內的所有教學資源和素材，最后進行整體一鍵打包。101教育PPT還提供強大的網(wǎng)盤功能，教師可將編輯打包好VR課件上傳至網(wǎng)盤保存。 圖使用101教育PPT編輯一節(jié)VR課件VR課堂授課教師編輯完課件后，可一鍵從101教育PPT的備課模式切換到授課模式。配合101VR教室配備的基礎教學設備（101激光教育投影機、101交互白板），進行一節(jié)完整的VR課堂。在授課模式下，101教育PPT為教師提供多種智能化授課工具，包含學科工具（生字卡、繪制電路圖、物理合力、天平等）、互動工具（放大鏡、黑板、計時器、鼓掌等）、畫筆、橡皮擦、清除墨跡、返回桌面功能等等，進行各種創(chuàng)造性的課中講解和演示。另外，101教育PPT支持教師跨平臺、多手機終端應用，通過Android設備和IOS設備，實現(xiàn)對課件的跳轉、黑屏、課堂氛圍效果的遠程控制，幫助教師在課堂中靈活的移動教學。圖手機遠程控制課件VR資源分發(fā)管理針對課件中的插入的VR資源，教師則無需退出授課界面，直接在101教育PPT的授課界面中，一鍵向學生設備統(tǒng)一分發(fā)沉浸式教學資源，在此過程中，教師可實時對學生的設備號、接收資源進度、設備的電量進行實時查看，確保所有的學生接收完畢后，一鍵控制所有VR設備進行統(tǒng)一播放。圖教師向學生設備分發(fā)VR教學資源在完成對所有學生設備的資源分發(fā)后，教師可以在101教育PPT中帶VR資源的頁面進行一鍵播放，與此同時，學生只需戴上VR設備，即可體驗一次豐富多彩、身臨其境的虛擬現(xiàn)實之旅。101教育PPT的VR資源播放功能還加入倒計時的人性化設計，避免學生因佩戴設備而錯過VR資源的體驗。圖101教育PPT授課模式下一鍵播放/結束VR資源101VR教室助手101VR教室助手后臺系統(tǒng)實現(xiàn)對資源庫平臺運行，以及對教師端和學生端賬號信息的統(tǒng)一管理。101VR教室助手在教師上課時，學生手機上可自動喚醒打開，接收教師端發(fā)送的VR資源，操作簡便、直觀、可直接進入沉浸式資源的播放狀態(tài)。教育資源VR教學資源是實現(xiàn)沉浸式教學的核心建設內容，是打造各學科VR課堂的實質性基礎。網(wǎng)龍華漁教育依托行業(yè)領先的多媒體資源開發(fā)團隊，不僅擁有強大的3D資源制作能力，并且在引擎開發(fā)方面有著豐富的自主研發(fā)經驗。圖海量VR教學資源VR資源具備可沉浸、可交互、可構想的技術特點，在一節(jié)課堂的VR教學環(huán)節(jié)中，學生的視覺、聽覺能與外界隔離，完全排除了外界干擾,全身心地投入到虛擬現(xiàn)實中去，獲得身臨其境的感覺。學生借助專用的教學設備從視覺、聽覺上獲得與真實世界相同的感受，跨越時間空間的限制，將抽象化概念具象化，體驗高度開放、可交互、沉浸式的三維學習環(huán)境。同時，資源需提供一定程度的交互性，以達到營造意境、加深知識記憶、提升學習效果的教學目的。圖沉浸式VR教學資源優(yōu)勢覆蓋分類虛擬實驗：可重復操作、無成本消耗的專業(yè)實驗室，還可以避免化學反應所產生的燃燒、爆炸所帶來的危險。學科教學：語文、歷史、生物、地理、科學、物理、化學等學科部分知識點可以使用VR的呈現(xiàn)方式，更易于學生理解掌握。安全教育：交通安全、校內外活動安全、消防安全、居家安全、地震火災等緊急逃生；愛國教育:體驗穿越歷史、被壓迫的生活、革命先烈的事跡體驗；價值觀教育：社會主義核心價值觀教育；職業(yè)規(guī)劃：讓學生幾分鐘時間體驗一種職業(yè)，讓他們對不同職業(yè)有直觀認識，展開關于人生理想、職業(yè)規(guī)劃的思考；博聞強識：如介紹各地名校、數(shù)字圖書館、暢游著名景點等。圖VR教學資源：太陽系制作流程目前，VR作為新興行業(yè)，其資源制作仍以消費級娛樂、游戲應用為主，用于教育的優(yōu)質資源十分匱乏，尤其在與K12教材匹配程度、資源品質、教學目標的設計上，更缺少統(tǒng)一的行業(yè)標準。網(wǎng)龍華漁教育以互聯(lián)網(wǎng)+K12教育為立足點，通過自主研發(fā)技術優(yōu)勢，制定了完善的VR教育資源制作流程，成為行業(yè)VR資源標準、規(guī)則的制定者與領跑者。K12VR教育資源的制作流程主要由知識點教研分析、資源生產標準跟進、課件研發(fā)制作、資源校驗合成、產品測試與發(fā)布這五大環(huán)節(jié)組成。圖VR資源制作流程知識點教研分析教研分析團隊：網(wǎng)龍華漁教育與北京師范大學合作成立的智慧研究院為VR教育資源提供了頂層的教研設計及策劃方案。由研究院師范領域的學研博士牽頭，帶領各學科專業(yè)教研人員、資深優(yōu)秀教師組建而成。團隊職責及流程：教研分析團隊對各學科的課程章節(jié)進行知識碎片化，基于K12教學大綱的要求，做知識點為單位的匯總和梳理，對知識點是否適合匹配VR資源，進行制作前的需求收集、分析、篩選，確認哪此知識點需要制作VR課件資源。對于已確認需制作VR課件的知識點，做課件內容、教學目標的設計與規(guī)劃。資源產品策劃資源策劃團隊：網(wǎng)龍在互聯(lián)網(wǎng)游戲研發(fā)設計、大型流媒體直播體系等業(yè)務模塊遴選優(yōu)秀的執(zhí)行策劃、產品經理，組建成VR資源生產的產品策劃團隊。團隊職責及流程：資源產品策劃團隊相當于各個VR課件資源的“產品經理”，負責產生各個VR課件的可執(zhí)行策劃案、效果表現(xiàn)案，并全程把握資源生產各個環(huán)節(jié)，保證各個VR資源既符合教研分析團隊的教學規(guī)劃，又符合其資源品質標準。目前，101VR課件資源品質標準如下：采用次世代3D渲染方案；采用高站貼圖“烘焙”技術；采用Unity引擎動畫（全球最成熟的移動開發(fā)引擎）；采用雙眼視差成像技術，單眼成像分辨率達到1K，屏幕分辨率達到2K；資源生成類似手機應用大小的APK文件形式。資源研發(fā)制作資源制作團隊：資源制作團隊包含了美術、音效、資深視頻編導、執(zhí)行文案四組人馬。其中美術組又細化分支專業(yè)的UI設計師、UE設計師、3D場景建模設計師、3D動作設計師、特效設計師組成，音效組分為音效師、專業(yè)配音等人員組成。團隊職責及流程：基于資源產品策劃的執(zhí)行策劃案和效果表現(xiàn)方案，將制作任務進一步細化和分配：由資深編導人員根據(jù)攝像機軌跡，制作分鏡腳本、字幕、配音方案；UE、UI設計師制作體驗交互時所需的界面設計；美術組制作3D場景、3D動作及所有的3D特效；音效師提供相應的背景音樂、音效、配音等。制作團隊將對以上人員提供的2D資源、3D資源、音效資源進行整體的配置調試。對配置完成的VR課件資源成品進行成片校驗，確保資源調整至最佳畫面精度、最佳