科技項目可行性報告-基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的教育解決方案的研制與開發(fā)

科技工程可行性報告工程編號: K2023001課題名稱:基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的教育解決方案的研制與開發(fā)申請單位:可視化計算與虛擬現(xiàn)實四川省重點試驗室0一六年二月10目錄一、工程提出的目的及意義…………二、與工程相關(guān)的國內(nèi)外進(jìn)展概況及市場需求分析………………三、主要攻關(guān)內(nèi)容及技術(shù)路線〔技術(shù)可行性分析〕………………四、該工程的技術(shù)創(chuàng)點……………五、現(xiàn)有工作根底和條件……………六、申請的根底條件〔包括主要爭論成果〕………七、進(jìn)度安排和實施方案〔包括運行機(jī)制〕………八、預(yù)期成果和考核目標(biāo)………………………………附件---虛擬現(xiàn)實沉醉技術(shù)試驗室條件建設(shè)需求……互聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實和人工智能被喻為轉(zhuǎn)變?nèi)祟愓J(rèn)知世界的三大信息技術(shù)。如今互聯(lián)網(wǎng)+已為國家戰(zhàn)略。當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)在我們生活中掀起一個又一個駭浪時，虛擬現(xiàn)實全面顛覆的革命性過程?？萍家蕴摂M現(xiàn)實給人類生活再制造出一次驚喜己為期不遠(yuǎn)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)與教育：RealityVR〕技術(shù)，利用計算機(jī)硬件+軟件資源+傳〔操作人員〕依據(jù)需〔如頭盔、數(shù)據(jù)手套和剛性外骨架衣服等〕來駕馭該環(huán)境，以及用一種創(chuàng)性的綜合，并且在思想方式上有質(zhì)的飛躍。虛擬現(xiàn)實技術(shù)對教育產(chǎn)生不行估量的作用，主要理由如下：虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)立全的教育環(huán)境21世紀(jì)的教育發(fā)生質(zhì)的變化。虛假現(xiàn)實技術(shù)支21世紀(jì)，可能興辦起依托虛擬現(xiàn)實技術(shù)的各種便利地取得感性學(xué)問和實際閱歷。與現(xiàn)實教育基地或設(shè)施相比，在虛擬現(xiàn)實技術(shù)支持下的虛擬教育環(huán)境大致有如下特征和優(yōu)勢：仿真性〕，甚至比真”〔照實現(xiàn)比現(xiàn)實更逼真的照明和音響效果。開放性虛擬教育環(huán)境有可能給任何受訓(xùn)者在任何地點任何時間里廣泛地供給各種培訓(xùn)的逼真環(huán)境。但凡受訓(xùn)者可以通過有關(guān)器具操作來學(xué)習(xí)或把握某種學(xué)問與技能的虛擬環(huán)境，都可以歸之于虛擬教育環(huán)境。超時空性現(xiàn)實時空的環(huán)境〔如歷史大事，探究太空虛擬太空?？刹僮餍浴矡o論它模擬的是真實環(huán)〕的物體或大事進(jìn)展操作，就象在現(xiàn)實環(huán)境里一樣?？刹僮餍允翘摂M教育環(huán)境實際運用的必備特性，它使學(xué)生得以在其中學(xué)習(xí)中獲得需要實際學(xué)問與技能課程，也使遠(yuǎn)程教育真正實現(xiàn)。對應(yīng)性性地開展個別化的教育。2、虛擬教育培訓(xùn)的廣泛性的教育方式將發(fā)揮強(qiáng)大的優(yōu)勢，大顯身手地運用于各方面的教育工程中去。3、虛擬教育的優(yōu)越性作為教育技術(shù)和工具的虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢，給教育體系帶來了與眾不同的、全提高學(xué)員吸取學(xué)問和把握技能的效率、從而改善教育的效果等方面，也呈現(xiàn)了相當(dāng)有利的特征。這些特征可大致概括為：臨場性留意力，使他全身心投入到訓(xùn)練中去。自主性學(xué)生能自主地選擇或組合虛擬場地或設(shè)施。這樣，學(xué)生能在任何時間、任何地點選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)設(shè)施、學(xué)習(xí)信息資料、以及取得學(xué)習(xí)結(jié)果的評估，并具有完全的自由學(xué)生始終處于教育中的主導(dǎo)地位，真正把握學(xué)習(xí)的主動權(quán)，大大增加了學(xué)習(xí)效果，削減了學(xué)習(xí)時間。多感受性全方位的學(xué)習(xí)。功能替代性〕，或通過聲交互性〔如指導(dǎo)人〕之間的雙向?qū)崟r反響，在遠(yuǎn)程狀態(tài)下成為可能，并如同近距離或面對面溝通一樣。安全性使闖下“大禍”，也不會引起任何“惡果”。安全性不僅是對于學(xué)生而言的，它也包括四周環(huán)境中的事物，這一點對于技能性學(xué)習(xí)特別重要和特別有意義?！惨弧彻こ谈乓摂M現(xiàn)實的應(yīng)用層次可分為：初級應(yīng)用：桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)---非沉醉式體驗系統(tǒng)，計算機(jī)+軟件即可實現(xiàn)中級應(yīng)用：桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)---沉醉式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，計算機(jī)+軟件+數(shù)據(jù)頭盔+數(shù)據(jù)手套。高級應(yīng)用：分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，它建立在沉醉虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)和分布式交互仿真〔distributedinteractionsimulation〕的根底上〔實現(xiàn)虛擬世界與真實世界的交互。基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的教育解決方案主要包括以下：初高中試驗類課程方案，涉及化學(xué)、物理〔仿真試驗室，物體與規(guī)章重建〕初高中認(rèn)知類課程方案，涉及自然〔地理、生物、歷史〔大事重建〕2.3.高中水平類課程方案，涉及外語〔大事重建、語文〔意境重建、數(shù)學(xué)(幾何規(guī)章與規(guī)律重建).2.4職業(yè)學(xué)校技能培訓(xùn)方案，如裝配、修理、維護(hù)開發(fā)上述產(chǎn)品，一類基于“桌面虛擬現(xiàn)實---非沉醉式體驗系統(tǒng)”技術(shù)，另一類基于“桌面虛擬現(xiàn)實---沉醉式體驗系統(tǒng)”技術(shù)。上述產(chǎn)品以通用教材課標(biāo)為依據(jù)，以教育心理學(xué)、名師教學(xué)方式為規(guī)律，以時間進(jìn)度排內(nèi)涵與體系均屬國內(nèi)首創(chuàng)，為行業(yè)應(yīng)用的重大創(chuàng)。社會公司，包括獨立的教師因條件所限，從事的開發(fā)均以課件、資源類為主，難以開展如我們這種體系化的構(gòu)建。此構(gòu)建的可性行來自我們的業(yè)界優(yōu)勢，即是川師大數(shù)十年的教育背景與教育資源+技術(shù)背景與技術(shù)資源，極其貴重、極其難得的組合，他人難以復(fù)制。工程目標(biāo)總體目標(biāo)據(jù)雙重驅(qū)動，從而實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實的教學(xué)功能，對教與學(xué)產(chǎn)生極大的效用。技術(shù)目標(biāo)包括五個方面：開創(chuàng)虛擬現(xiàn)實在國內(nèi)教育領(lǐng)域系統(tǒng)化應(yīng)用的先河,于教學(xué)上實現(xiàn)一般數(shù)字教育資源(如多媒體、電子課件、文字、例表、影視動畫資料)的替代。解決方案首要的目標(biāo)是構(gòu)建快速、協(xié)同的VR資源平臺，資源的迭代演化保持確定領(lǐng)先性且遙應(yīng)將來技術(shù)進(jìn)展要求，表達(dá)業(yè)務(wù)創(chuàng)、技術(shù)創(chuàng)特征，突出與滿足教學(xué)及教學(xué)治理的現(xiàn)代化需求。承受分層設(shè)計，強(qiáng)調(diào)統(tǒng)一的同時兼顧風(fēng)險與效率，到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)性與共性化相結(jié)合的循現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)課程〔如川師4A網(wǎng)課〕課程分類規(guī)劃設(shè)計，并與校園其它網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺有效連接。增進(jìn)用戶體驗。同種類與配置的虛擬現(xiàn)實硬件設(shè)備。VR場景學(xué)問庫、參數(shù)化模型庫以及學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)行為軌跡庫，形成共性化學(xué)習(xí)成果反響技術(shù)應(yīng)用。工程應(yīng)用主目標(biāo)，完成虛擬現(xiàn)實教育解決方案系統(tǒng)框架設(shè)計—啟動期目標(biāo)：完成非沉醉性與沉醉性中學(xué)化學(xué)試驗教學(xué)系統(tǒng)，并在學(xué)習(xí)者中推廣，以到達(dá)體驗和驗證。完成沉醉性中學(xué)化學(xué)試驗教學(xué)系統(tǒng)完成中學(xué)物理、歷史、地理、語文、數(shù)學(xué)、英語需求設(shè)計職業(yè)學(xué)校需求調(diào)研〔二〕立項的必要性及意義21世紀(jì)最有潛力的技有其獨特而明顯的優(yōu)勢。基于互聯(lián)網(wǎng)的教育模式〔MOOC?；诨ヂ?lián)網(wǎng)的教育模式雖然解決了傳統(tǒng)教育的大局部“痛點”(如不能跨時空共享優(yōu)質(zhì)教育資源，互動性差等)，但是學(xué)習(xí)者的體驗沒有〔如沉醉式虛擬現(xiàn)實技術(shù)〕帶來的猛烈的體驗感、逼真的現(xiàn)在感與強(qiáng)大的可交互性。把握歷史機(jī)遇，珍惜最正確進(jìn)入期3/4的休眠狀態(tài)。近兩年因技術(shù)突破性進(jìn)步，本錢直線下降，其行業(yè)應(yīng)用處于爆發(fā)前時期。以玩耍頭盔式顯示器為例，20235172023年降到7000美元到8萬美元間，非玩耍頭盔則降價幅度更大，早幾年還需數(shù)萬人民幣132023年，硬件價格的下降趨勢仍在加速，以樂視為例，2023年11月向市場推出有售價僅149元的VR頭盔。隨看，2023年6月以來，中國A股歷經(jīng)了三次股災(zāi)，資本市場一片哀歌，但虛擬現(xiàn)實概念股卻逆勢上漲，成為A業(yè)消滅的藍(lán)海市場。開啟重大行業(yè)應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)，樹立行業(yè)科技開發(fā)優(yōu)勢地位虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育行業(yè)的運用，除非沉醉式的一些三維交互課件外，尚沒有更多史賜予的難得時機(jī)。背景優(yōu)勢將很好支持我們開展這一項具有行業(yè)重大應(yīng)用創(chuàng)的研發(fā)，進(jìn)而樹立其行業(yè)科技開發(fā)優(yōu)勢。形成行業(yè)應(yīng)用級產(chǎn)品，占據(jù)行業(yè)科技應(yīng)用的制高點級別的創(chuàng)。本工程的推動有利于突破困局。2023年被公認(rèn)為虛擬現(xiàn)實的應(yīng)用元年。10年來，隨著計算機(jī)技術(shù)的快速進(jìn)展，其行業(yè)應(yīng)用愈來愈清楚而備受,令人震驚。如美國很多學(xué)生已經(jīng)開頭使用zSpaceSTEM試驗室。學(xué)生們已經(jīng)探究了虛擬火山和構(gòu)建了先進(jìn)電路板。這個系統(tǒng)為學(xué)生供給了真實的學(xué)習(xí)環(huán)境和共性化學(xué)習(xí)體驗，且符合美國世紀(jì)科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)〔NGSS、根底課和各州標(biāo)準(zhǔn)。虛擬全像圖像可以從屏幕中“取出來”并使用觸筆去操控。一些應(yīng)用則供給多感官反響。比方，學(xué)生在和一個虛擬心臟互動時，可以看到、聽到并感覺到它在跳動。,但高技術(shù)進(jìn)展打算等都把虛擬現(xiàn)實技術(shù)列入了爭論工程?！惨弧衬繕?biāo)市場的分析與推想1、市場分布80年初的微型計算機(jī)、90年月中期的互聯(lián)網(wǎng)相像。1400萬部，2023萬部；BIIntelligence的報告推想，虛擬現(xiàn)實硬件市場的規(guī)299%；美國知名的第三方Manatt5DigitalMediaDigi-Capital5200億美元?？梢?，針對消費者的虛擬現(xiàn)實商業(yè)化比較看，目前國內(nèi)外進(jìn)展方向消滅分化，但重大分水嶺尚未形成。200為目標(biāo)，以O(shè)culus和Sony公司為例，除了研發(fā)頭戴顯示器、交互設(shè)備、輸入設(shè)備、動作識別設(shè)備，更在著手制定各自的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，意圖統(tǒng)治全球市場。市場體量。2、市場需求與進(jìn)展前景的分析和產(chǎn)品市場空間推想市場份額258.3732所，149.030萬人;50020100元/4的支持。市場選擇將目標(biāo)市場鎖定在中等根底教育與職業(yè)教育，以省內(nèi)為重點。市場運作資本參與。導(dǎo)入效率化治理機(jī)制。都將因此受益。我國教育資源分布不均，遙遠(yuǎn)地區(qū)師資隊伍落后，名師空缺。近十多年來，國家對這類地區(qū)的教育投入逐年增加，但多限于根底條件的改善，如何提高教學(xué)質(zhì)量，讓這類地區(qū)的學(xué)生與內(nèi)地學(xué)生一樣享有較高質(zhì)量的教育水平，明顯己擺在面前。這是一個重大的教育問題，“教育公正”涉及全社會的良知，不僅僅引發(fā)政府的思考、全社會有識之士也在思考并追求解決方案。虛擬現(xiàn)實在這方面可發(fā)揮出重大作用，為公正教育發(fā)揮出不行替代的作用。由于基于虛擬現(xiàn)實的教育解決方案可以將名師的教育方2023年配伍的一般計算機(jī)已足夠承載系3000千元左右/臺。數(shù)據(jù)頭盔，其普及型以今日市價計，800元左右/件(10萬元/件)，據(jù)賽德數(shù)據(jù)，2-3年可降至數(shù)十元左右/的來到做好預(yù)備。—非沉醉式系統(tǒng)推廣階段與道德制高點的入口，進(jìn)而演繹為社會的突出事跡。經(jīng)調(diào)研認(rèn)為，“教育扶貧”無疑是程做預(yù)備。具體做法是，選一批學(xué)校下線的計算機(jī)+制成的虛擬現(xiàn)實桌面系統(tǒng)，找一個遙遠(yuǎn)//貧困地區(qū)教育現(xiàn)狀所存在的極大反差，及一個基于這種反差，又預(yù)想不到的融合(這本身就是一件反常規(guī)的事列)，參與教育扶貧工程打下根底。試用推廣。實現(xiàn)產(chǎn)品的由農(nóng)村向城市，從遙遠(yuǎn)到內(nèi)地的戰(zhàn)略調(diào)整。3.產(chǎn)業(yè)融資與擴(kuò)張階段1000萬，構(gòu)建不限于教育類虛擬現(xiàn)實產(chǎn)品的開發(fā)。解決的主要難點技術(shù)與運用領(lǐng)域如下：·數(shù)據(jù)驅(qū)動模型的機(jī)制與方法·動態(tài)與時實仿真產(chǎn)業(yè)級技術(shù)運用·分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的開發(fā)與運用4.市場競爭力分析看，根本以“桌面虛擬現(xiàn)實—非沉醉式體驗”與“環(huán)幕—非沉醉式體驗”的解決方案為主，的研發(fā)機(jī)構(gòu)?？陀^分析如下：具備比較完善的從事虛擬現(xiàn)實教育與研發(fā)的學(xué)科隊伍與條件：2023年為協(xié)作重點試驗室的進(jìn)展，支撐的學(xué)科與爭論方向我們以產(chǎn)學(xué)研的實施做了很多事。專業(yè)的成立為虛擬現(xiàn)實工作的開展奠定了人才根底、學(xué)科根底。具備開發(fā)優(yōu)勢：技術(shù)與教育背景的深度融合，有一支即懂技術(shù)又知教育的開發(fā)隊伍：虛擬現(xiàn)實教育類的應(yīng)用，市場呈現(xiàn)的均為“桌面虛擬現(xiàn)實—非沉醉式體驗”方式開發(fā)的教育類產(chǎn)品，且根本以課件為主，幾乎沒有基于教材的完整解決方案〔僅僅“課件”，有極大的應(yīng)用局限，正如一個汽車制造廠，不能供給整車，只能供給零件，其適用性可想而卻身在教育之外，不懂教育，沒有體系，無論從理念還是方法沒有教學(xué)的支撐，注定了只能以課件的方式存在。如軟件公司；或者做教育又缺失技術(shù)，只好借用他人開放工具;兩者合二為—的團(tuán)隊，即做教育也做技術(shù)的少之又少。與我們本質(zhì)不同。具備多年從事教育仿真軟件系統(tǒng)的閱歷積存：我們的背景優(yōu)勢使我們在架構(gòu)同類方案時可以跳過課件的束縛，以基于教材的理學(xué)過程，力求完整、標(biāo)準(zhǔn)，簡潔易用。我們對開發(fā)教育類產(chǎn)品慎之又慎，如中學(xué)化學(xué)方案，先以平面交互為框架，用于弄---面對初、高中化學(xué)教學(xué)的二維仿真交互軟件堆課件可實現(xiàn)。具備從事虛擬現(xiàn)實大型仿真應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)成果的積存：年啟動了以“桌面虛擬現(xiàn)實---非沉醉式體驗系統(tǒng)”為主的起步型建設(shè)，取得了如大型化學(xué)仿真教學(xué)平臺、大型數(shù)字博物館、公安仿真訓(xùn)練平臺、大型園區(qū)+地理位置信息的產(chǎn)品級技術(shù)成果。圓滿的是，“沉醉式虛擬現(xiàn)實建設(shè)方案”至今仍未落地。限制因素遇稍縱即逝：所提方案的實施打下了重要根底?！惨弧丑w系構(gòu)架VR教育解決方案通過優(yōu)質(zhì)VR內(nèi)容和最VR硬件配套，將傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式、網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)方式乃至互聯(lián)網(wǎng)+教育模式推向一個的層次。為滿足總體設(shè)計目標(biāo)、實現(xiàn)系統(tǒng)系統(tǒng)業(yè)務(wù)架構(gòu)〔3-1-1系統(tǒng)業(yè)務(wù)架構(gòu)〕中間為VR內(nèi)容建設(shè)、學(xué)習(xí)者〔學(xué)生〕行為及VRVR3-1中層次關(guān)系從頂向下產(chǎn)生依靠關(guān)系，不行反向為之。各局部職責(zé)及業(yè)務(wù)描化如下:可以和現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)課程資源〔川師4A網(wǎng)課〕對接。資源分類業(yè)務(wù)為VR內(nèi)容建設(shè)及學(xué)習(xí)VR學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建的重要依據(jù)。例如對于職業(yè)教育中的操作技能訓(xùn)練，則需要構(gòu)建高保真的現(xiàn)場工作環(huán)境，并承受數(shù)據(jù)手套交互模式塑造學(xué)習(xí)者行為，從而到達(dá)良好的訓(xùn)練效果；而對于化學(xué)仿真試驗，只需承受非沉醉式的桌面環(huán)境外加參數(shù)變量，學(xué)生通過相關(guān)配置和調(diào)整達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。在分類業(yè)務(wù)的功能設(shè)計上須有可自動擴(kuò)展的程序設(shè)計及實現(xiàn)；重點功能需滿足節(jié)點治理、節(jié)點關(guān)鍵字治理功能需要。系統(tǒng)需支持簡潔的權(quán)限把握、用戶治理功能便于安排操作人員分節(jié)點維護(hù)。資源分類如圖3-1-2所示：VR學(xué)習(xí)環(huán)境供給所需推舉電子資源的預(yù)處理功能。在當(dāng)前VR指用戶原創(chuàng)內(nèi)容〕VR課程資源庫。3D場景、人員、配置的治理和協(xié)作模塊，形成了完整并具有通用性的解決方案。需要支持3D模型、材質(zhì)、紋理、shader程序、骨骼動畫及文檔資料、語音、視頻等非關(guān)系型數(shù)摘出關(guān)鍵信息形成連接關(guān)系并依據(jù)分類樹進(jìn)展學(xué)科、課程分類，按統(tǒng)一規(guī)劃打造VR教學(xué)內(nèi)容生態(tài)圈。使用者〔學(xué)生〕:該業(yè)務(wù)局部承受先進(jìn)的人機(jī)交互手段達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。學(xué)生通過與課程類型與教學(xué)目標(biāo)對學(xué)生的交互行為進(jìn)展分類和封裝，形成抽象交互層及其接口。4.VR學(xué)習(xí)環(huán)境:此局部為系統(tǒng)的核必功能表達(dá)，結(jié)合調(diào)用其他四局部數(shù)據(jù)營造最終自主數(shù)據(jù)〔如高速頭部追蹤、眼動儀數(shù)據(jù)等〕5.追蹤與評價:傳統(tǒng)的教學(xué)評價大都是由教師批改學(xué)生的作業(yè)和考卷，或憑主觀印象給蹤，包括查看學(xué)生的學(xué)習(xí)報告，訪問課程的次數(shù)、學(xué)生參與某個教學(xué)模塊的狀況。在評價內(nèi)容上從課程內(nèi)容學(xué)習(xí)、參與互動溝通、考試與作品和課外資源學(xué)習(xí)四個方面進(jìn)展了細(xì)分和聚類，構(gòu)建了基于虛擬現(xiàn)實環(huán)境的共性化學(xué)習(xí)評價模型。在評價結(jié)果上，依據(jù)柯氏四級評估模式和布魯姆教學(xué)目標(biāo)分類理論設(shè)計了基于教育大數(shù)據(jù)的共性化評價層次塔，該層次塔包括學(xué)習(xí)成效、概念轉(zhuǎn)變、學(xué)習(xí)遷移和學(xué)習(xí)力四個層級。最終，結(jié)合教育包括信息采集模塊、數(shù)據(jù)分析與處理模塊、共性化評價模塊和可視化反響模塊，并通過云治理層實現(xiàn)對教育云效勞平臺、云存儲池和云集群計算平臺的調(diào)控和治理，以期為后面開展共性化評價系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)供給有益的指導(dǎo)。VRVR為推動教育變革的創(chuàng)戰(zhàn)略資產(chǎn)。(二)應(yīng)用架構(gòu)VR教育解決方案功能需求與業(yè)務(wù)規(guī)律的根底上，遵循規(guī)律構(gòu)造中定義3-2-1所示。3-2〕〔3-2〕教師或者課程開發(fā)人員，實現(xiàn)各學(xué)科學(xué)問點向虛擬現(xiàn)實情境遷移，從而為優(yōu)質(zhì)VR教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)作、分發(fā)、迭代更供給技術(shù)保障。面對協(xié)同的VR建模平臺，包括VR場景模塊和可配置模塊。VR教學(xué)應(yīng)用層主要面對學(xué)習(xí)者，為學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)活動供給虛擬現(xiàn)化數(shù)據(jù)。(三)數(shù)據(jù)架構(gòu)VR教育解決方案是一個基于數(shù)據(jù)驅(qū)動、多用戶數(shù)據(jù)共享、實時數(shù)據(jù)生成的全環(huán)境。在滿足總體設(shè)計目標(biāo)和應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計的前提下,3-3所示:數(shù)據(jù)架構(gòu)場景的映射后，需要一個特地的場景數(shù)據(jù)庫。場景數(shù)據(jù)庫包含場景信息、語義信息概念構(gòu)造信息與版本信息。其中，場景信息需要ID、場景名稱、場景描述、場景類型和場景創(chuàng)立者信息。同時也是學(xué)科分類樹自動增長操作的重要數(shù)據(jù)落地點，它供給VR教育內(nèi)容生態(tài)系統(tǒng)的土壤。中的虛擬人物角色〔化身〕對應(yīng)，同時也為VR教育資源治理應(yīng)用供給用戶、權(quán)限及各MongoDB的水平擴(kuò)展力氣滿足分類樹存儲量大的需求。更乃至教育決策支持供給依據(jù)。配置信息庫。記錄日志、軟硬件配置信息，確保系統(tǒng)平穩(wěn)運行。在系統(tǒng)發(fā)生錯誤時可方式給用戶帶來最正確體驗。(四)技術(shù)架構(gòu)VR教育解決方案選用Unity3D虛擬現(xiàn)實圖形引擎并結(jié)合源生web3D以及HTML5技術(shù)，3-4-1所示:〔3-4-1技術(shù)構(gòu)造〕,將系統(tǒng)劃分為三個層次:數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)規(guī)律層和表現(xiàn)層；每個層之間實行上層能依靠下層而下層不能反向調(diào)用上層的策略。mongoDBnode效勞JDBCDriverUnity3D通信。unity3D作為圖形引擎。VR教育內(nèi)容開發(fā)中，Unity3D具有以下優(yōu)勢：Unity3DMonoDevelop，這個平臺可以嵌套多種編程語言，其中js和c#是最常用的兩種，而js語言簡潔入門，這使得教師更簡潔學(xué)習(xí)、參與到VR教育內(nèi)容開發(fā)中來。Unity3D幾乎支持全部的跨平臺設(shè)計，是目前唯一一款可以供給全部平臺植入力氣的3Dflash輸入格式，對于移動學(xué)習(xí)的移動平臺建立具有重要的啟發(fā)和意義。Unity3D能夠制造高質(zhì)量的3DDirectX和OpenGL具有和吸引力。Unity3D能夠支持更大的場景、更多的呈現(xiàn)物件以及更炫的呈現(xiàn)效果，僅占用很小的空間，這些特性教學(xué)內(nèi)容得到更好的應(yīng)用和普及。webWebGL+Threejs三維引擎實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實場景渲染。作為一種替代方案可web進(jìn)展方向故不建議承受。(一)技術(shù)創(chuàng)點造成的內(nèi)容匱乏；生產(chǎn)人員缺乏教育背景以致內(nèi)容水平較低、有用性較差，現(xiàn)有VR3D通用的虛擬現(xiàn)實場景模型庫降低VR內(nèi)容制作難度，將一般教育工作者納入到虛擬現(xiàn)實教學(xué)內(nèi)容生產(chǎn)環(huán)境。系統(tǒng)以B/S架構(gòu)為根底，以協(xié)同3D概念化場景為核心，輔以協(xié)3D3D呈現(xiàn)與操作平臺，3D場景概念化與批處理中心，后臺支持效勞器，系統(tǒng)儲存層等。VR教育解決方案創(chuàng)性提出構(gòu)建一個基于數(shù)據(jù)驅(qū)動、多用戶數(shù)據(jù)共享、實時數(shù)據(jù)生成的全環(huán)境，數(shù)據(jù)貫穿整個學(xué)習(xí)活動之中。不缺失根本的教學(xué)功能。(二)該工程的主要技術(shù)難點：虛擬場景合成與沖突處理制造的多個概念場景會完成合成。轉(zhuǎn)換和合成的過程需要有設(shè)計合理的規(guī)律算法和實形成合理而無沖突的合成場景，并推送給用戶。因此，我們將此算法描述如下Sk和版本Vk進(jìn)入沖突列表L等待進(jìn)一步的處理。以模型ID為分類標(biāo)志，對所用用戶的操作批處理S進(jìn)展劃分。Foreach 〔模型IS’2S’n，否則參與沖突列表L等待進(jìn)一步的處理。對參與模型或刪除模型操作進(jìn)展單獨處理。Vc應(yīng)用操作S’1S’2…S’nVnew。對Vnew進(jìn)展語義沖突及幾何沖突檢查，假設(shè)有沖突則參與沖突列表L等待進(jìn)一步處理。Vnew推送給用戶，進(jìn)展用戶端的組裝操作。進(jìn)一步的處理。這些沖突可簡要分為指版本沖突、不行合并沖突以及語義及幾何沖突。他們以遞進(jìn)的方式表示了為了維護(hù)協(xié)同環(huán)境中數(shù)據(jù)全都性所需要解決的問題。〔Rollback〕解決虛擬場景合成與沖突問題。姓 名李奇姓 名李奇。。。。。。。。。。。。性文化專業(yè)工作單位職稱組內(nèi)具別男程度碩士計算機(jī)技術(shù)川師大高工體分工系統(tǒng)設(shè)計男碩士計算機(jī)技術(shù)川師大講師系統(tǒng)開發(fā)男碩士三維設(shè)計川師大講師建模〔二〕技術(shù)支持交互關(guān)聯(lián)的二次開發(fā)，假設(shè)需要?！踩吃O(shè)備設(shè)施配置可視化計算與虛擬現(xiàn)實四川省重點試驗室虛擬現(xiàn)實沉醉技術(shù)試驗室”。詳見附件--虛擬現(xiàn)實沉醉技術(shù)試驗室建設(shè)〔四〕資金保證狀況：本系統(tǒng)開發(fā)啟動期投入開發(fā)費20萬元?！舶ㄖ饕獱幷摮晒场惨弧骋延懈?.開發(fā)條件：試驗室初步具備“桌面虛擬現(xiàn)實---非沉醉式體驗系統(tǒng)”開發(fā)的硬件條件：中型三維環(huán)幕一套，未報廢效勞器、開發(fā)機(jī)，包括入門級渲染6臺，一般未報廢計算機(jī)570平米。工程關(guān)聯(lián)技術(shù)積存：·基于課標(biāo)的初中化學(xué)二維仿真交互教學(xué)試驗平臺·基于課標(biāo)的高中化學(xué)二維仿真交互教學(xué)試驗平臺·三維虛擬交互多人在線仿真公安培訓(xùn)系統(tǒng)·三維交互式數(shù)字展覽館系統(tǒng)·三維交互式園區(qū)地理系統(tǒng)·體驗式旅游信息系統(tǒng)·批量交互式課件設(shè)計以上初、高中化學(xué)二維仿真教學(xué)試驗平臺系統(tǒng)經(jīng)多所中學(xué)試用+3年，400多所中學(xué)用于教學(xué);公安多人在線仿真培訓(xùn)系統(tǒng)通過由公安部組;以產(chǎn)品方式上線;;批量交互式課件設(shè)計多個課件獲全國一等獎。工程開發(fā)團(tuán)隊：·5人〔專業(yè)人員20人·5人〔專業(yè)人員10人·教育專家，涉及教育心理、教育方法及一線特級教師不少5人(其中局部川師附中學(xué)特級教師)—式系統(tǒng)的開發(fā)?！捕吃鰲l件“虛擬現(xiàn)實沉醉技術(shù)試驗室”建設(shè)。詳見附件七、進(jìn)度安排和實施方案啟動期階段做好以下工作：“虛擬現(xiàn)實沉醉技術(shù)試驗室”落地，啟動虛擬現(xiàn)實沉醉技術(shù)產(chǎn)品的爭論開發(fā)?！浅磷硎较到y(tǒng)的應(yīng)用。開展中學(xué)物理試驗教學(xué)、地理、歷史、地理、語文、數(shù)學(xué)、英語類基于虛擬現(xiàn)實桌面—非沉醉式系統(tǒng)應(yīng)用的需求設(shè)計，為后續(xù)系統(tǒng)開發(fā)做好預(yù)備。具體見下表：序號階段序號階段階段2023.4-2023.91期中期2023.9-2023.923拓展2023.10-2023.10期階段目標(biāo)完成非沉醉性與沉醉性中學(xué)化學(xué)試驗教學(xué)系統(tǒng)完成沉醉性中學(xué)化學(xué)試驗教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計職業(yè)學(xué)校需求調(diào)研統(tǒng)完成沉醉性中學(xué)物理試驗教學(xué)系統(tǒng)與