虚拟现实教学方法和头戴式虚拟现实设备与流程

本发明涉及领域虚拟现实领域，尤其涉及虚拟现实教学方法和头戴式虚拟现实设备。

背景技术：

现在的教学主要采用传统的课堂教学与网络远程教育相结合的形式，传统的课堂教学有其自身的优势，如在教学过程中，老师可以利用语言、手势、目光接触等方式与学生互动，可以及时地回答学生提出的问题，同时讨论、交流、答疑可以在同一环境中进行，同学们协作学习也不成问题，但课堂教学也有自身的缺陷，例如，伴随着学校的进一步扩招，学生数量飞速增长，但学校和教师资源相对紧张，从而造成了教育质量的下降；另外，课堂教学受时间、空间的影响巨大，如教师出差、学生生病等，就会给学习带来巨大的影响。而信息技术带来的网络远程教育可以很好地弥补课堂教学的不足，使学习不受时空限制，也可以共享资源，解决教育资源紧张的问题，但网络教育也存在一些缺陷，如难以创设逼真的教学情景，教师与学生、学生与学生之间实时交互比较困难，以及学习同伴之间的协同支持学习难以建立等。

因此，如何弥补传统的课堂教学和网络远程教育的缺陷，是一个亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提出一种虚拟现实教学方法和头戴式虚拟现实设备，旨在弥补传统的课堂教学和网络远程教育的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供的一种虚拟现实教学方法，所述虚拟现实教学方法包括步骤：

获取现实教学环境和学员的相关信息；

构建与所述现实教学环境和学员的相关信息相对应的三维虚拟教学场景；

将所述学员融入构建的所述三维虚拟教学场景中。

优选地，所述将所述学员融入构建的所述三维虚拟教学场景中的步骤之后还包括：

按照事先配置的座次表对所述学员配置相应座位，若识别到所述学员按照所述座次表对号入座时，则对所述学员进行高亮显示。

优选地，所述将所述学员融入构建的所述三维虚拟教学场景中的步骤之后还包括：

在所述三维虚拟教学场景中将所述学员构造成对应的虚拟角色；

捕捉所述学员的声音和动作，在所述虚拟角色中配置相映射的声音和动作。

优选地，所述将所述学员融入构建的所述三维虚拟教学场景中的步骤之后还包括：

若识别到所述三维虚拟教学场景为三维虚拟实验室场景时，则检测所述学员是否按照预先配置好的虚拟实验设备选型来搭建虚拟实验平台，若是，则产生相应的虚拟实验成果。

优选地，所述若识别到所述三维虚拟教学场景为三维虚拟实验室场景时，则检测所述学员是否按照预先配置好的虚拟实验设备选型来搭建虚拟实验平台，若是，则产生相应的虚拟实验成果的步骤之后还包括：

在预设的时间阈值内对所述虚拟实验成果进行评审，给出所述虚拟实验成果的成绩。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种头戴式虚拟现实设备，所述头戴式虚拟现实设备包括：

获取装置，用于获取现实教学环境和学员的相关信息；

构建装置，用于构建与所述现实教学环境和学员的相关信息相对应的三维虚拟教学场景；

融入装置，用于将所述学员融入构建的所述三维虚拟教学场景中。

优选地，所述头戴式虚拟现实设备还包括：

配置装置，用于按照事先配置的座次表对所述学员配置相应座位，若识别到所述学员按照所述座次表对号入座时，则对所述学员进行高亮显示。

优选地，所述头戴式虚拟现实设备还包括：

构造装置，用于在所述三维虚拟教学场景中将所述学员构造成对应的虚拟角色；

捕捉装置，用于捕捉所述学员的声音和动作，在所述虚拟角色中配置相映射的声音和动作。

优选地，所述头戴式虚拟现实设备还包括：

检测装置，用于若识别到所述三维虚拟教学场景为三维虚拟实验室场景时，则检测所述学员是否按照预先配置好的虚拟实验设备选型来搭建虚拟实验平台，若是，则产生相应的虚拟实验成果。

优选地，所述头戴式虚拟现实设备还包括：

评审装置，用于在预设的时间阈值内对所述虚拟实验成果进行评审，给出所述虚拟实验成果的成绩。

本发明提出的虚拟现实教学方法和头戴式虚拟现实设备，通过获取现实教学环境和学员的相关信息；构建与所述现实教学环境和学员的相关信息相对应的三维虚拟教学场景；将所述学员融入构建的所述三维虚拟教学场景中。本发明弥补了传统的课堂教学和网络远程教育的缺陷，提高用户的粘性和沉浸感。

附图说明

图1为本发明虚拟现实教学方法结构示意图之一；

图2为本发明虚拟现实教学方法结构示意图之二；

图3为本发明虚拟现实教学方法第一实施例的流程示意图；

图4为本发明虚拟现实教学方法第二实施例的流程示意图；

图5为本发明虚拟现实教学方法第三实施例的流程示意图；

图6为本发明虚拟现实教学方法第四实施例的流程示意图；

图7为本发明虚拟现实教学方法第五实施例的流程示意图；

图8为本发明头戴式虚拟现实设备第一实施例的功能模块示意图；

图9为本发明头戴式虚拟现实设备第二实施例的功能模块示意图；

图10为本发明头戴式虚拟现实设备第三实施例的功能模块示意图；

图11为本发明头戴式虚拟现实设备第四实施例的功能模块示意图；

图12为本发明头戴式虚拟现实设备第五实施例的功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1—图2，本发明包括虚拟现实头盔11、头盔定位装置21、手柄定位装置22、虚拟现实手柄41和处理器39，其中，头盔定位装置21可以观察虚拟现实头盔11的位置并对其进行定位，手柄定位装置22可以观察虚拟现实手柄41的位置并对其进行定位。

如图3所示，本发明第一实施例提出一种虚拟现实教学方法，所述虚拟现实教学方法包括步骤：

步骤S100、获取现实教学环境和学员的相关信息。

头戴式虚拟现实设备通过图像信息的采集，获取现实教学环境和学员的相关信息，所述现实教学环境的相关信息包括地理位置、教室、实验室和教学设备等，所述学员的相关信息包括学员的班级、学号、姓名、性别、年龄、出生年月、地址和电话等。

步骤S200、构建与所述现实教学环境和学员的相关信息相对应的三维虚拟教学场景。

头戴式虚拟现实设备根据获取的所述现实教学环境和学员的相关信息，构建与所述现实教学环境和学员的相关信息相对应的三维虚拟教学场景。如根据获取的某一栋教学楼中现实环境中的教室、座位以及所在教室中所有学员的信息，构建相对应的虚拟教室、虚拟座位以及虚拟学员。

步骤S300、将所述学员融入构建的所述三维虚拟教学场景中。

头戴式虚拟现实设备将所述学员融入构建的所述三维虚拟教学场景中，如将所述学员构建成相对应的虚拟学员，通过虚拟学员在虚拟教室中的学习和交流，从而融入构建的所述三维虚拟教学场景中。

本实施例提出的虚拟现实教学方法，通过获取现实教学环境和学员的相关信息；构建与所述现实教学环境和学员的相关信息相对应的三维虚拟教学场景；将所述学员融入构建的所述三维虚拟教学场景中。弥补了传统的课堂教学和网络远程教育的缺陷，提高用户的粘性和沉浸感。

如图4所示，图4为本发明虚拟现实教学方法第二实施例的流程示意图，在第一实施例的基础上，所述步骤S300之后包括：

步骤S400、按照事先配置的座次表对所述学员配置相应座位，若识别到所述学员按照所述座次表对号入座时，则对所述学员进行高亮显示。

头戴式虚拟现实设备按照事先配置的座次表对所述学员配置相应座位，例如，预先将座次表发放给所有学员，所述座次表上列出了所有学员的座位编号，并且在座位上摆放对应的姓名牌，若识别到所述学员按照所述座次表对号入座时，则对所述学员进行高亮显示，以方便统计学员人数和学员对号入座。若下次开课需要更新学员座位时，则预先将更新后的座次表发放给所有学员，在所述更新的座次表上列出所有学员更新的座位编号，并且在座位上摆放对应更新的姓名牌，若某学员的座位编号进行了更新，该学员仍然按照原先的座位编号入座时，则该学员入座时，在原先的座位上不会进行高亮显示，从而提醒该学员按照更新的座位编号入座。

本实施例提出的虚拟现实教学方法，按照事先配置的座次表对所述学员配置相应座位，若识别到所述学员按照所述座次表对号入座时，则对所述学员进行高亮显示，以方便学员之间相互了解学习进度和历程，激励学员的学习劲头，提高用户的粘性和沉浸感。

如图5所示，图5为本发明虚拟现实教学方法第三实施例的流程示意图，在第一实施例的基础上，所述步骤S300之后还包括：

步骤S500、在所述三维虚拟教学场景中将所述学员构造成对应的虚拟角色。

头戴式虚拟现实设备在构建的所述三维虚拟教学场景中将所述学员构造成对应的虚拟角色，例如，自己崇拜的英雄或者明星角色，以增强其沉浸感。

步骤S600、捕捉所述学员的声音和动作，在所述虚拟角色中配置相映射的声音和动作。

头戴式虚拟现实设备捕捉所述学员的声音和动作，并且在构造的所述虚拟角色中配置相映射的声音和动作。如所述学员举手提问，则构造的虚拟英雄角色也做出相应动作。

本实施例提出的虚拟现实教学方法，在所述三维虚拟教学场景中将所述学员构造成对应的虚拟角色；捕捉所述学员的声音和动作，在所述虚拟角色中配置相映射的声音和动作。从而在教学中及时反馈，使学员与教师及时产成互动，提高用户的粘性和沉浸感。

如图6所示，图6为本发明虚拟现实教学方法第四实施例的流程示意图，在第一实施例的基础上，所述步骤S300之后还包括：

步骤S700、若识别到所述三维虚拟教学场景为三维虚拟实验室场景时，则检测所述学员是否按照预先配置好的虚拟实验设备选型来搭建虚拟实验平台，若是，则产生相应的虚拟实验成果。

头戴式虚拟现实设备若识别到所述三维虚拟教学场景为三维虚拟实验室场景时，则预先配置多个虚拟实验设备以供学员进行选择，如在电学实验室中，在电学实验数据库中配置相应的电子元器件，例如虚拟电阻、虚拟电容、虚拟电灯泡、虚拟电池以及虚拟导线供学员进行自主选择，若所述学员按照预先配置好的虚拟实验设备选型来搭建虚拟实验平台，则产生相应的虚拟实验成果。如通过对虚拟电灯泡进行串联或并联实验时，会产生不一样的亮度效果，从而激发学员的自主学习激情和动手能力。

本实施例提出的虚拟现实教学方法，若识别到所述三维虚拟教学场景为三维虚拟实验室场景时，则检测所述学员是否按照预先配置好的虚拟实验设备选型来搭建虚拟实验平台，若是，则产生相应的虚拟实验成果。提高学员自主学习和动手能力，从而提高用户的粘性和沉浸感。

如图7所示，图7为本发明虚拟现实教学方法第五实施例的流程示意图，在第四实施例的基础上，所述步骤S700之后还包括：

步骤S800、在预设的时间阈值内对所述虚拟实验成果进行评审，给出所述虚拟实验成果的成绩。

头戴式虚拟现实设备在预设的时间阈值内，如在60分钟内，对学员的成绩全部进行评审，例如对学员动手产生的所述虚拟实验成果进行综合评审，给出所述虚拟实验成果的成绩，并给予相应的虚拟奖励，例如奖励相应的大虚拟红花或虚拟荣誉证书。

本实施例提出的虚拟现实教学方法，在预设的时间阈值内对所述虚拟实验成果进行评审，给出所述虚拟实验成果的成绩。以提高学员学习的激情，从而提高用户的粘性和沉浸感。

如图8所示，图8为本发明虚拟现实教学方法第一实施例的功能模块示意图，在本实施例中，所述头戴式虚拟现实设备包括：

获取装置10，用于获取现实教学环境和学员的相关信息，获取装置10集成于处理器39中；

构建装置20，用于构建与所述现实教学环境和学员的相关信息相对应的三维虚拟教学场景，构建装置20集成于处理器39中；

融入装置30，用于将所述学员融入构建的所述三维虚拟教学场景中，融入装置30包括虚拟现实头盔11。

头戴式虚拟现实设备的获取装置10通过图像信息的采集，获取现实教学环境和学员的相关信息，所述现实教学环境的相关信息包括地理位置、教室、实验室和教学设备等，所述学员的相关信息包括学员的班级、学号、姓名、性别、年龄、出生年月、地址和电话等。

头戴式虚拟现实设备的构建装置20根据获取的所述现实教学环境和学员的相关信息，构建与所述现实教学环境和学员的相关信息相对应的三维虚拟教学场景。如根据获取的某一栋教学楼中现实环境中的教室、座位以及所在教室中所有学员的信息，构建相对应的虚拟教室、虚拟座位以及虚拟学员。

头戴式虚拟现实设备的融入装置30将所述学员融入构建的所述三维虚拟教学场景中，如将所述学员构建成相对应的虚拟学员，通过虚拟学员在虚拟教室中的学习和交流，从而融入构建的所述三维虚拟教学场景中。

本实施例提出的头戴式虚拟现实设备，通过获取现实教学环境和学员的相关信息；构建与所述现实教学环境和学员的相关信息相对应的三维虚拟教学场景；将所述学员融入构建的所述三维虚拟教学场景中。弥补了传统的课堂教学和网络远程教育的缺陷，提高用户的粘性和沉浸感。

如图7所示，图7为本发明虚拟现实教学方法第二实施例的功能模块示意图，在第一实施例的基础上，所述头戴式虚拟现实设备还包括：

配置装置40，用于按照事先配置的座次表对所述学员配置相应座位，若识别到所述学员按照所述座次表对号入座时，则对所述学员进行高亮显示，配置装置40集成于处理器39中。

头戴式虚拟现实设备的配置装置40按照事先配置的座次表对所述学员配置相应座位，例如，预先将座次表发放给所有学员，所述座次表上列出了所有学员的座位编号，并且在座位上摆放对应的姓名牌，若识别到所述学员按照所述座次表对号入座时，则对所述学员进行高亮显示，以方便统计学员人数和学员对号入座。若下次开课需要更新学员座位时，则预先将更新后的座次表发放给所有学员，在所述更新的座次表上列出所有学员更新的座位编号，并且在座位上摆放对应更新的姓名牌，若某学员的座位编号进行了更新，该学员仍然按照原先的座位编号入座时，则该学员入座时，在原先的座位上不会进行高亮显示，从而提醒该学员按照更新的座位编号入座。

本实施例提出的头戴式虚拟现实设备，按照事先配置的座次表对所述学员配置相应座位，若识别到所述学员按照所述座次表对号入座时，则对所述学员进行高亮显示，以方便学员之间相互了解学习进度和历程，激励学员的学习劲头，提高用户的粘性和沉浸感。

如图8所示，图8为本发明虚拟现实教学方法第三实施例的功能模块示意图，在第一实施例的基础上，所述头戴式虚拟现实设备还包括：

构造装置50，用于在所述三维虚拟教学场景中将所述学员构造成对应的虚拟角色，构造装置50集成于处理器39中；

捕捉装置60，用于捕捉所述学员的声音和动作，在所述虚拟角色中配置相映射的声音和动作，捕捉装置60包括手柄定位装置22和头盔定位装置21。

头戴式虚拟现实设备的构造装置50在构建的所述三维虚拟教学场景中将所述学员构造成对应的虚拟角色，例如，自己崇拜的英雄或者明星角色，以增强其沉浸感。

头戴式虚拟现实设备的捕捉装置60捕捉所述学员的声音和动作，并且在构造的所述虚拟角色中配置相映射的声音和动作。如所述学员举手提问，则构造的虚拟英雄角色也做出相应动作。

本实施例提出的头戴式虚拟现实设备，在所述三维虚拟教学场景中将所述学员构造成对应的虚拟角色；捕捉所述学员的声音和动作，在所述虚拟角色中配置相映射的声音和动作。从而在教学中及时反馈，使学员与教师及时产成互动，提高用户的粘性和沉浸感。

如图9所示，图9为本发明虚拟现实教学方法第四实施例的功能模块示意图，在第一实施例的基础上，所述头戴式虚拟现实设备还包括：

检测装置70，用于若识别到所述三维虚拟教学场景为三维虚拟实验室场景时，则检测所述学员是否按照预先配置好的虚拟实验设备选型来搭建虚拟实验平台，若是，则产生相应的虚拟实验成果，检测装置70集成于处理器39中。

头戴式虚拟现实设备的检测装置70若识别到所述三维虚拟教学场景为三维虚拟实验室场景时，则预先配置多个虚拟实验设备以供学员进行选择，如在电学实验室中，在电学实验数据库中配置相应的电子元器件，例如虚拟电阻、虚拟电容、虚拟电灯泡、虚拟电池以及虚拟导线供学员进行自主选择，若所述学员按照预先配置好的虚拟实验设备选型来搭建虚拟实验平台，则产生相应的虚拟实验成果。如通过对虚拟电灯泡进行串联或并联实验时，会产生不一样的亮度效果，从而激发学员的自主学习激情和动手能力。

本实施例提出的头戴式虚拟现实设备，若识别到所述三维虚拟教学场景为三维虚拟实验室场景时，则检测所述学员是否按照预先配置好的虚拟实验设备选型来搭建虚拟实验平台，若是，则产生相应的虚拟实验成果。提高学员自主学习和动手能力，从而提高用户的粘性和沉浸感。

如图9所示，图9为本发明虚拟现实教学方法第四实施例的功能模块示意图，在第一实施例的基础上，所述头戴式虚拟现实设备还包括：

评审装置80，用于在预设的时间阈值内对所述虚拟实验成果进行评审，给出所述虚拟实验成果的成绩。评审装置80集成于处理器39中。

头戴式虚拟现实设备的评审装置80在预设的时间阈值内，如在60分钟内，对学员的成绩全部进行评审，例如对学员动手产生的所述虚拟实验成果进行综合评审，给出所述虚拟实验成果的成绩，并给予相应的虚拟奖励，例如奖励相应的大虚拟红花或虚拟荣誉证书。

本实施例提出的头戴式虚拟现实设备，在预设的时间阈值内对所述虚拟实验成果进行评审，给出所述虚拟实验成果的成绩。以提高学员学习的激情，从而提高用户的粘性和沉浸感。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。