虚拟仿真三维场景化教学全息教室解决方案.docx

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1、虚拟仿真三维场景化教学（全息教室）解决方案目录第一章研发背景4第二章产品特性52. 1覆盖多重教育生命周期53. 2变被动接受为主动体验64. 3保障学生安全使用75. 4打造全息教室交钥匙工程8第三章系统设计86. 1方案概述86.2 系统结构96.3 系统特性10第四章产品形态117. 1全息商科教室127.2 全息理工教室14机械、制造类全息教室14水利水电类全息教室15能源化工类全息教室16军事科学类全息教室17建筑土木类全息教室17环艺设计类全息教室187.3 全息医科教室197.4 全息K12教室20第五章系统综合服务器系统平台218. 1VR云平台218.2 VR云平台组成结构2

2、28.3 资源共享平台27第六章场景化教学硬件设备介绍326.1 三维空间显示大屏幕系统模块326.2 AR台交互系统模块346.3 立体显示系统模块356.4 数据手套交互系统模块366.5 智能终端输入系统模块38第七章合作生态链错误!未定义书签。第八章中视典全息教室优势错误!未定义书签。第一章研发背景教学信息的全息化，是在多媒体环境下，综合运用文本、图形、图像、音频、视频、虚拟现实、人工智能等多种类型的信息手段开展多维度教学的方式。在全息的教学过程中，中视典独有的VRPIE三维互联网编辑器、极光实时渲染引擎、VR课件编辑器、VR云课程平台、全息台、感知桌面等几大平台重新定义教室的硬件终端

3、，给教学过程提供了全维度视角，提高了师生的效率，增加了学生的兴趣，这种利用科技手段完成实践的教学方式，能让抽象复杂的学科在虚拟现实与多维度交互环境中更易于掌握。师生们应用中视典沉浸式的全息体验设备，可以身临其境的体验所学的知识在现实中的应用场景，多视角、多维度反映客观世界的知识体系，呈现出真实的知识场景和规律，启发和引导学生提高经验能力、鼓励学生通过知识大胆设计、敢于创新，轻松便捷、低成本的在虚拟系统中不断完善自己的创意和发明。我们的全息教室就是要跨越时间和空间，突破有形和无形的限制，彻底激发学生的创造力，释放学子的各种潜能！中视典全息教室是现代教育发展的产物。我们将虚拟现实与增强现实多年积累

4、的专利技术应用于授课与学习环节，以教学大纲为蓝本，以教学资源为核心，集多终端、云平台、人工智能于一体，将抽象的概念情境化、可视化，为老师与学生打造各个教育阶段的，高度融合、高度沉浸、高度交互的解决方案，为教师提供从课程内容制作直至教学数据的实用工具链，辅助高效率的备课以及教学分析，颠覆了传统教学环境、大大提升了教学质量。中视典全息教室解决方案，其中有很多亮点是首次发布的专利产品。感知桌面以人性化交互为见长，三维可视化为亮点，教学数据库为基础，深层次构建教学演练专业平台；全息台以全息的、真实尺寸的模型交互方式，为教育培训提供一个即时交流和可持续创新的虚拟环境；VRPIE则作为一款无需编程的交互设

5、计利器为教师提供了一款快速制作线上三维课件的工具。中视典正在基于这些自主知识产权的VR软硬件产品，建立一整套系统的、能让学生将知识要点融会贯通的可视化生态体系。第二章产品特性2.1 覆盖多重教育生命周期虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容，在实际的教学工作中，很多实验和实训都有一定的限制，导致学生无法将课堂上学到的理论知识与实际相结合。这类应用主要集中在商业案例角色演练与逻辑推演，医疗临床与医学培训的可视化，军事行动的推演与仿真训练；特别是涉及高危或极端的环境、不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或综合训练等情况时，全息教室可以提供可靠、安全和经济的实验项

6、目。例如：高危或极端的环境：危险核岛反应堆、化学实验的危险性和污染性、建筑工地等；不可及或不可逆的操作：操作不熟练导致精密设备损坏、动物及人体的解剖的实训资源需求量无法满足、昂贵的能源及实验原材料的损耗等；高成本、高消耗：高能耗设备的操作与模拟，如激光设备的操作、船舶舰艇的驾驶与维修等；大型综合实验实训：石油石化企业、钢铁冶金生产线和矿井矿下的工作环境、大型且综合的实训等；全息教室是中视典采用VA/AR技术、结合K12及高、职教不同专业教学内容全新推出的教育教学解决方案。按照内容分类，分为全息商科教室、全息理工教室、全息医科教室及全息K12教室.，涵盖家庭教育、幼儿教育、K12教育、职业教育、

7、高等教育以及企业培训教育在内的全教育生命周期。家庭教育幼儿教育企业培训中视典VR全息教室高等教育K12教育职业教育2.2 变被动接受为主动体验传统教学，一般是将三维甚至更多维度空间事物的流程、原理等经过总结提炼成一维维度的语言表述或计算公式等抽象知识系统，在教学中为了让学生充分理解这些知识，往往采用通过二维逻辑或原理图的形式对知识进行解析，必要时还通过三维空间的实际实验或实习促进理解。但是二维解析和三维实验实习往往处于不同的时间和空间进行，而且由于实验或实习条件的限制，往往无法对知识进行准确、充分和全面的还原，从而对学生学习造成一定的障碍。中视典全息教室解决方案，通过VR三维呈现的仿真场景及专

8、利技术的AR台交互式教学，将三维形态和二维解析甚至抽象知识信息进行同步、对应和交互，使传统教学中的三个维度的教学内容有机的组合在同一教学场景内，有效的解决上述传统教学方式的弊端，帮助教师更有效的进行知识的教授；帮助学生更直观对知识进行理解和记忆。E二mc2中视典全息教室解决方案，通过上下屏联动技术，充分将右脑的三维空间和形象思维与左脑的语言、数字和逻辑理解完美的结合，通过MARKER交互的创造性教学方式，将学生动眼观察、动脑思考和动手操作同步统一，有效的提高学生的注意力和理解记忆效率。2.32.4 保障学生安全使用全息教室模拟真实的实验环境，让学生在虚拟的三维环境下进行实验和实训练习，使用信息

9、网络技术对用户进行实验和实训的数据进行采集，再通过虚拟仿真实验教学管理平台进行实验课程安排和实验效果的考察，从而打破教学过程中对于实验的高危险和高污染、时间和空间以及资源消耗大和成本高等限制。中视典通过为各类大中专院校量身打造适合该院校的全息教室，可以帮助各类院校整合各种资源，完成学生实验与实践培训课程的安排与考核，从而增强学生的实操动手能力，在寓教于乐的虚拟教学环境下，提升学生的学习兴趣、提高学生的创新能力，并建立完善的教学效果考核、评价和反馈机制。2.5 打造全息教室交钥匙工程从全息教室装修与改造开始提供专业化的咨询与服务，提供从装修到使用全过程的一揽子解决方案： 全息教室装修与改造工程咨

10、询设计与服务 多元化的硬件系统集成 多层次化的课程开发体系与管理平台 丰富的虚拟现实课程内容第三章系统设计方案概述VR全息教室的实时依赖于一定的虚拟情景，中视典数字科技基于自主研发的虚拟现实引擎VRP,开发出虚拟教室情景的软硬件环境和工具，利用这些工具可以迅速开发出教学所需要的虚拟情景。VR全息教室应用各种体验式设备进行教学模拟，利用VRP虚拟现实引擎表现某些系统（自然的、物理的、社会的）的结构和形态，为学生提供一种可供他们体验和观测的环境。改变传统教学生硬、枯燥、被动的现状。使多媒体教学从二维平面变成三维立体交互，并能构建一个虚拟的、境界逼真的教学环境。VR全息教室在教育教学上的应用，开创了

11、“虚拟教学”的崭新领域，它是教育高科技的展示和体现，也是教育手段现代化、信息化的标志之一。教学模拟利用计算机建模和仿真技术来表现某些系统（自然、物理、社会）的结构和动态，以便为学生提供一种可供体验和观测的环境，显现知识的意义和结构，达到掌握知识的目的。通过建立和描述对象的逻辑的、教学的或过程的模拟，在一定程度上反应真实世界知识体系，演示出理想的知识图景，它允许学生设计、建造并与虚拟系统动态的进行交流，把虚拟教室看作是一种教育环境，帮助同学对特定的人物和复杂的事件更好的理解。系统结构数据接口“全息教室”系统架构图“VR全息教室”系统技术路线如上图所示，在设计系统结构时采用以VRP-虚拟现实引擎为

12、基础的系统结构，系统软件部分采用面向对象的设计方法以及基于组件设计的理念和技术，对系统用户业务进行逻辑实现和封装。教师和学生可在基于VRP虚拟引擎上生成的“VR资源编辑器”上编辑沉浸体验式VR资源，通过系统提供本地及远程多种数据连接方式，将VR资源传送到数据云平台内，平台内容是可共享方式，且VR资源可以通过HTM15技术构建网络学习环境以便进行远程学习和体验。3.1 系统特性震撼的三维场景呈现：中视典全息教室系列教学系统，采用国内唯一成熟商用的完全自由知识产权虚拟现实引擎VRP平台开发，具有业内领先的实时光影渲染画质，为教育创造逼真震撼的三维场景效果。创新的交互教学方式：采用独创的MARKER

13、识别和运动轨迹捕捉技术，实现二三维互动的电子沙盘式教学。其特点：实现二三维联动教学，实现视觉、听觉、触觉同步教学，实现左右脑同步运用教学，克服常见VR眼镜教学影响课堂交流的弊端。系统的交互教学内容：中视典全息教室教学系统，依托中视典十五年虚拟现实引擎底层开发经验，整合用友新道、大风科技、云幻科教等教学、内容、数学仿真算法等业内领先企业和清华大学、北京师范大学、中国科技大学等知名教育领先学府教学专家资源，为教育行业提供先进、系统、创新的教学系统和教学课程内容。专业的模拟仿真后台：中视典全息教室教学系统，后台采用专业的数据仿真算法平台，力求创造最具真实性、最科学性、灵活性和开放性的交互效果。第四章

14、产品形态中视典为“VR全息教室”提供了强大地硬件设备支撑，以中视典现有的众多的硬件系统以及专门为全息教室而推出的专业硬件设备作为支撑，为全息教室提供多元化的形态支持。VR全息教室E1ementsofHo1o1abDesign上图为“VR全息教室”示意图，作为系统的使用者，可以根据自己的需求定制自己所需的产品形态，根据系统的受众对象、教学内容、场地要求以及成本限制等因素，来配置选择适合自己的全息教室形态；以下介绍一下中视典“VR全息教室”的4个形态；4.1全息商科教室为院校提供智慧教育解决方案（课程：AREC）V综。V财。沙盘V物流OV电商），针对经管跨专业实习、财会专业、营销专业、开发专业及创

15、新创业有不同解决方案支撑，将企业的真实业务流程、业务场景搬进校园，让学生在学校中能够仿真不同组织、不同岗位的工作内容和流程，实现“上学即上班”，“校内实训I二校外实习”；利用中视典在行业中积淀多年的技术打造“智慧教育”，将信息化与实践教学深度融合，塑造学生探究式的学习环境。HMicrosoftIARE虚拟仿真教学平台提供财务管理、工商管理、信息管理、营销管理等专业实训课程以及创新创业赋能课程，而且还能替代学生毕业前的企业实习。ARE平台可创设出多维度结合的全脑学习环境，利用人机交互的场景化学习实践方式，模拟出立体逼真的企业工作场景，体胎至H室企11/一样的丁作情培C议种学习体胎于容易潮后学牛的学习动机.保前V综跨专业综合实训全方位模拟现代真实商业社会环境，该商业社会环境对现代制造业、流通业及其与现代服务业进行全方位的模拟经营及管理。学生通过在多累社会组织中从事不同职业岗位“工作”，训练在现代商业社会中从事经营管理所需的综合执行能力、综合决策能力和创新创业能力，感悟复杂市场营销环境下的企业经营，学会工作、学会思考，从而培养自身的全局意识和综合职业素养，实现“把企业搬进校园”的教学理V财一财务综合实训VBSE财务综合实践实