一种基于虚拟现实的教学交互系统的制作方法

本发明涉及但不限于虚拟现实(virtualreality，vr)技术领域，特别涉及一种基于虚拟现实的教学交互系统。

背景技术：

vr是指采用计算机技术为核心，利用现代高科技手段生成的一种虚拟环境，用户借助特殊的输入/输出设备，通过视觉、听觉和触觉等获得与真实世界相同的感受。vr技术是一种综合应用计算机图形学、人机接口技术、传感器技术以及人工智能等技术，制造逼真的人工模拟环境，并能有效地模拟人在自然环境中的各种感知的高级的人机交互技术。

vr目前广泛应用于各行各业，例如，在教育行业中，可利用vr进行线上教学，但是目前的线上教学都是老师讲课，学生只能被动的观看，未形成有效的互动机制。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种基于虚拟现实的教学交互系统，能够在教师端和学生端之间形成有效的互动机制。

为了达到本发明目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种基于虚拟现实的教学交互系统，包括服务端、教师端和至少一学生端，所述服务端分别与所述教师端和所述学生端通信连接，其中：

服务端，用于向教师端提供第一教学内容，向学生端提供第二教学内容；将教师端发送的第一输入输出至学生端，将学生端发送的第二输入输出至教师端和/或除该学生端之外的其它学生端；

教师端，用于接收服务端发送的第一教学内容并显示，接收外部的第一输入，将第一输入发送至服务端；

学生端，用于接收服务端发送的第二教学内容并显示，接收外部的第二输入，将第二输入发送至服务端。

在一实施例中，所述服务端还用于，存储所述教师端和所述学生端的身份验证信息；接收并验证所述教师端发送的第一登录请求，发送第一登录响应至所述教师端；接收并验证所述学生端发送的第二登录请求，发送第二登录响应至所述学生端；

所述教师端还用于，接收外部的第一登录请求并转发至所述服务端，接收所述服务端发送的第一登录响应；

所述学生端还用于，接收外部的第二登录请求并转发至所述服务端，接收所述服务端发送的第二登录响应。

在一实施例中，所述服务端根据登录账号或者登录装置的身份识别号区分所述教师端的第一登录请求和所述学生端的第二登录请求。

在一实施例中，所述教师端包括第一头戴显示装置和第一交互装置，所述学生端包括第二头戴显示装置和第二交互装置。

在一实施例中，所述教师端的第一输入包括以下至少之一：所述第一交互装置的移动轨迹、在所述第一交互装置或所述第一头戴显示装置的显示界面上的按键操作或语音输入；

所述学生端的第二输入包括以下至少之一：所述第二交互装置的移动轨迹、在所述第二交互装置或所述第二头戴显示装置的显示界面上的按键操作或语音输入。

在一实施例中，所述服务端还用于，对所述教师端进行权限管理，所述教师端的权限包括以下至少之一：

在所述第一头戴显示装置的显示界面上书写、注释、出题、切换所述教师端的第一教学内容或切换所述学生端的第二教学内容。

在一实施例中，所述服务端还用于，对所述学生端进行权限管理，所述学生端的权限包括以下至少之一：答题、提问。

在一实施例中，所述对所述学生端进行权限管理，包括：

当所述教师端选择所述学生端进行答题或提问时，开启所述选择的学生端的第二头戴显示装置和第二交互装置的操作权限，关闭除所述选择的学生端以外的其它所述学生端的所述第二头戴显示装置和所述第二交互装置的操作权限。

在一实施例中，所述服务端还用于，当所述学生端的所述第二头戴显示装置和所述第二交互装置的操作权限开启，且所述服务端将所述学生端的第二输入输出至所述教师端和/或除该学生端之外的其它学生端时，所述服务端发送声光提示或振动提示至所述教师端的所述第一交互装置和/或所述其它学生端的所述第二交互装置，或者，在所述教师端的所述第一头戴显示装置和/或所述其它学生端的所述第二头戴显示装置的显示界面上进行第一告警提示。

在一实施例中，所述服务端还用于，当所述服务端将所述教师端发送的第一输入输出至所述学生端时，所述服务端发送声光提示或振动提示至所述选择的学生端的第二交互装置，或者在所述选择的学生端的第二头戴显示装置的显示界面上进行选中提示。

本发明实施例的技术方案，具有如下有益效果：

本发明实施例提供的基于虚拟现实的教学交互系统，通过服务端将教师端的第一输入输出至学生端，将学生端的第二输入输出至教师端和/或除该学生端之外的其它学生端，使得教师端和学生端之间形成有效的互动机制，使得每个学生都可以体会到身临其境的课堂感觉，提高vr教学的教学效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的一种基于虚拟现实的教学交互系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图1所示，本发明实施例提供了一种基于虚拟现实的教学交互系统，包括服务端、教师端和至少一学生端，所述服务端分别与所述教师端和所述学生端通信连接，其中：

服务端，用于向教师端提供第一教学内容，向学生端提供第二教学内容；将教师端发送的第一输入输出至学生端，将学生端发送的第二输入输出至教师端和/或除该学生端之外的其它学生端；

教师端，用于接收服务端发送的第一教学内容并显示，接收外部的第一输入，将第一输入发送至服务端；

学生端，用于接收服务端发送的第二教学内容并显示，接收外部的第二输入，将第二输入发送至服务端。

本发明实施例的服务端的数量通常为一个，教师端的数量可以为一个或多个，一般为一个，学生端的数量一般为多个。

在本发明的一实施例中，所述服务端还用于，存储教师端和学生端的身份验证信息；接收并验证教师端发送的第一登录请求，发送第一登录响应至教师端；接收并验证学生端发送的第二登录请求，发送第二登录响应至学生端；

所述教师端还用于，接收外部的第一登录请求并转发至服务端，接收服务端发送的第一登录响应；

所述学生端还用于，接收外部的第二登录请求并转发至服务端，接收服务端发送的第二登录响应。

需要说明的是，本发明实施例的基于虚拟现实的教学交互系统，可以在服务端对教师端的第一登录请求和学生端的第二登录请求进行身份认证，也可以直接在教师端对教师端的第一登录请求进行身份认证，直接在学生端对学生端的第二登录请求进行身份认证。为了降低教师端和学生端的vr装置的成本，优选地，将对教师端的第一登录请求和学生端的第二登录请求进行身份认证的功能放在服务端实现。所述教师端接收的第一教学内容和学生端接收的第二教学内容可以相同，也可以不同。

在本发明的一实施例中，所述服务端可以根据登录账号或者登录装置的身份识别号(identification，id)区分所述教师端的第一登录请求和所述学生端的第二登录请求。

在本发明的一实施例中，所述教师端包括第一头戴显示装置和第一交互装置，所述学生端包括第二头戴显示装置和第二交互装置。

在该实施例中，所述第一头戴显示装置可以用于接收服务端发送的第一教学内容并显示，所述第一交互装置可以用于接收外部的第一输入，将第一输入发送至服务端；

所述第二头戴显示装置可以用于接收服务端发送的第二教学内容并显示，所述第二交互装置可以用于接收外部的第二输入，将第二输入发送至服务端。

在本发明的一实施例中，所述教师端的第一输入可以包括以下至少之一：第一交互装置的移动轨迹、在第一交互装置或第一头戴显示装置的显示界面上的按键操作或语音输入。具体地，教师端的第一输入可以是手柄输入、手套输入、视线追踪输入、鼠标输入、键盘输入、语音输入等可实施的方式。

在本发明的一实施例中，所述学生端的第二输入可以包括以下至少之一：第二交互装置的移动轨迹、在第二交互装置或第二头戴显示装置的显示界面上的按键操作或语音输入。具体地，学生端的第二输入可以是手柄输入、手套输入、视线追踪输入、鼠标输入、键盘输入、语音输入等可实施的方式。

在本发明的一实施例中，所述教师端还包括第一定位基站，所述学生端还包括第二定位基站。或者，教师端和学生端可以共用一个所述第一定位基站。

在本发明的一实施例中，所述第一交互装置和第二交互装置可以为手柄，手柄上分别设置有定位器，分别用于接收第一定位基站和/或第二定位基站的定位信号，第一交互装置上的定位器和第一定位基站构成第一定位系统，第二交互装置上的定位器和第一定位基站或第二定位基站构成第二定位系统，当第一交互装置通过追踪移动轨迹的方式去书写，或者第二交互装置通过追踪移动轨迹的方式去答题时，根据第一交互装置或者第二交互装置上的定位器接收到的定位信号去追踪第一交互装置或者第二交互装置的移动轨迹，进而判断第一交互装置的书写内容或第二交互装置的答题内容。

需要说明的是，所述服务端在收到所述教师端发送的第一输入时，可以对所述第一输入进行解析，例如，当所述教师端的第一输入为第一交互装置的移动轨迹时，在本实施例的一示例中，所述第一交互装置可以为手柄、手套或者被追踪的视线，所述服务端可以根据第一交互装置的移动轨迹，判断教师端的书写内容，并在学生端低延迟的同步显示该书写内容。在本实施例的另一示例中，也可以直接在所述教师端根据第一交互装置的移动轨迹，判断教师端的书写内容，然后将判断出的书写内容发送至服务端，服务端将所述教师端的书写内容再转发至学生端。

当所述教师端的第一输入为在第一交互装置或第一头戴显示装置的显示界面上的按键操作时，在本实施例的一示例中，第一交互装置可以为手柄、鼠标、被追踪的视线或者键盘，所述服务端可以对所述手柄、鼠标、被追踪的视线或者键盘的按键操作直接进行解析，如果所述按键操作为选择某一学生端进行答题，所述服务端可以在学生端的显示界面上显示被选中答题的提示，或者通过其它告警的方式通知该学生端，例如，使该学生端的手柄振动的方式。在本实施例的另一示例中，所述服务端也可以不对所述按键操作进行解析，直接将所述教师端的第一输入发送至学生端。

当所述教师端的第一输入为在第一交互装置或第一头戴显示装置的显示界面上的语音输入时，在本实施例的一示例中，第一交互装置可以为麦克风，所述服务端可以对麦克风的语音输入直接进行解析，或者通过人工智能(artificialintelligence，ai)系统对所述语音输入进行解析，如果所述语音输入为选择某一学生端进行答题，所述服务端可以在学生端的显示界面上显示被选中答题的提示，或者通过其它告警的方式通知该学生端，例如，使该学生端的麦克风发出蜂鸣的方式。在本实施例的另一示例中，所述服务端也可以不对所述语音输入进行解析，直接将所述教师端的第一输入发送至学生端的播放端。

同样的，所述服务端在收到所述学生端发送的第二输入时，可以对所述第二输入进行解析，例如，当所述学生端的第二输入为第二交互装置的移动轨迹时，在本实施例的一示例中，所述第二交互装置可以为手柄、手套或者被追踪的视线，所述服务端可以根据第二交互装置的移动轨迹，判断学生端的书写内容，并在教师端和/或除该学生端之外的其它学生端低延迟的同步显示该书写内容。在本实施例的另一示例中，也可以直接在所述学生端根据第二交互装置的移动轨迹，判断学生端的书写内容，然后将判断出的书写内容发送至服务端，服务端将所述学生端的书写内容再转发至教师端和/或除该学生端之外的其它学生端。

当所述学生端的第二输入为在第二交互装置或第二头戴显示装置的显示界面上的按键操作时，在本实施例的一示例中，第二交互装置可以为手柄、鼠标、被追踪的视线或者键盘，所述服务端可以对所述手柄、鼠标、被追踪的视线或者键盘的按键操作直接进行解析，如果所述按键操作为提问或答题，所述服务端可以在教师端的显示界面上对该学生端进行答题提示，或者通过其它告警的方式通知教师端，例如，使教师端的手柄振动的方式。在本实施例的另一示例中，所述服务端也可以不对所述按键操作进行解析，直接将所述学生端的第二输入发送至教师端和/或除该学生端之外的其它学生端。

当所述学生端的第二输入为在第二交互装置或第二头戴显示装置的显示界面上的语音输入时，在本实施例的一示例中，第二交互装置可以为麦克风，所述服务端可以对麦克风的语音输入直接进行解析，或者通过ai系统对所述语音输入进行解析，如果所述语音输入为该学生端进行答题，所述服务端可以在教师端和/或其它学生端的显示界面上显示该学生端正在进行答题的提示，或者通过其它告警的方式通知所述教师端和/或其它学生端，例如，使所述教师端和/或其它学生端的麦克风发出蜂鸣的方式。在本实施例的另一示例中，所述服务端也可以不对所述语音输入进行解析，直接将所述学生端的第二输入发送至教师端和/或其它学生端的播放端。

在本发明的一实施例中，所述第一交互装置或第一头戴显示装置的显示界面上设置有搭配按键，所述搭配按键用于进行以下至少之一：删除、复制、发送、一键清空、快速擦除等书写配合操作。

在本发明的一实施例中，所述服务端还用于，对教师端进行权限管理，所述教师端的权限包括以下至少之一：

在第一头戴显示装置的显示界面上书写、注释、出题、切换教师端的第一教学内容或切换学生端的第二教学内容。其中第一教学内容和第二教学内容包括根据课程需要切换教室环境风格、选择云端或者头戴显示装置内存储的应用，该应用可以包括视频及音频，其中视频包含普通视频及全景视频。其中，切换教室环境风格可以是根据教授的课程不同，选择不同的环境，例如天文课则可以选择星空环境，汽修培训课则可以选择汽修车间等。选择云端或者头戴显示装置内存储的应用可以是根据课程内容存储空间的不同进行选择，有些课程在第一头戴显示装置和/或第二头戴显示装置内预装了，则可以直接从第一头戴显示装置和/或第二头戴显示装置内选择，有些课程为远程课程，存储在云端服务器，则需要从云端服务器选择。

在本发明的一实施例中，所述服务端还用于，对学生端进行权限管理，所述学生端的权限包括以下至少之一：答题、提问。

在本发明的一实施例中，所述对学生端进行权限管理，包括：

当所述教师端选择所述学生端进行答题或提问时，开启所述选择的学生端的第二头戴显示装置和第二交互装置的操作权限，关闭除所述选择的学生端以外的其它学生端的第二头戴显示装置和第二交互装置的操作权限。

教师端随时可以呼叫学生端进行答题或提问，一种方式是，可以通过在教师端的第一头戴显示装置的显示界面中显示的学生端id中选择一个学生端答题或提问，示例性的，可以通过点击显示界面上该学生端id对应的姓名的方式进行选择，也可以通过语音方式选择所述学生端进行答题或提问。此时，服务端或教师端可以通过ai系统对所述语音输入进行解析。当服务端通过解析，得知某一学生端被选中答题时，可以开启所述选择的学生端的第二头戴显示装置和第二交互装置的操作权限，该学生端可以通过第二交互装置上的控制按键或者第二交互装置的移动轨迹去答题，其他学生端的第二交互装置处于屏蔽状态，这样就不会打扰到该学生端的答题。

在本发明的另一实施例中，所述教师端可以通过所述学生端的反馈来选择所述学生端答题，例如教师端出题后，所有学生端的显示界面显示该题目，此时，教师端(或服务端)可以打开所有学生端的第二头戴显示装置和第二交互装置的操作权限，所有学生端可以根据自己的情况选择会或者不会，并给教师端一个反馈，例如对于选择会的学生端，则教师端的显示界面上会显示该学生端对应的学生姓名，或者在对应的学生端设备id上做特殊的标识，比如使用一个对勾或者特殊的颜色，教师端可以在选择会的学生端中选择一个学生端去回答。

在本发明的一实施例中，所述服务端还用于，根据学生端的第二输入进行提示通知。

在本实施例的一示例中，所述根据学生端的第二输入进行提示通知，包括：当所述学生端的第二头戴显示装置和第二交互装置的操作权限开启，且所述服务端将所述学生端的第二输入输出至所述教师端和/或除该学生端之外的其它学生端时，所述服务端发送声光提示或振动提示至所述教师端的第一交互装置和/或所述其它学生端的第二交互装置，或者，在所述教师端的第一头戴显示装置和/或所述其它学生端的第二头戴显示装置的显示界面上进行第一告警提示。

在本发明的另一实施例中，所述服务端还用于，根据教师端的第一输入进行提示通知。

在本实施例的一示例中，所述根据教师端的第一输入进行提示通知，包括：当所述服务端将所述教师端发送的第一输入输出至所述学生端时，所述服务端发送声光提示或振动提示至所述选择的学生端的第二交互装置，或者在所述选择的学生端的第二头戴显示装置的显示界面上进行选中提示。

本发明实施例提供的基于虚拟现实的教学交互系统，通过服务端将教师端的第一输入输出至学生端，将学生端的第二输入输出至教师端和/或除该学生端之外的其它学生端，使得教师端和学生端之间形成有效的互动机制，提高使用者的使用体验。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。