1、虛擬教育設計方案背景：隨著信息時代的發展，數字化三維虛擬仿真技術以其畫面逼真精美、運行高效便捷、功能豐富實用、查詢管理信息直觀方便等特點逐漸應用在各個領域，國內院校也同樣期望著在校園建設成果展示、學校品牌推廣、教學輔助與校園資源管理等方面全面實現三維數字化。三維虛擬校園平臺系統正是順應這種需求而產生，在國內迅速普及。 三維虛虛擬校園平臺臺是指利用計計算機虛擬現現實技術、網網絡技術、網網絡三維技術術、數據庫技技術等對學校校的建筑三維維數據、建筑筑室內外結構構、建筑相關關屬性信息、教教學設施相關關信息和教學學資源信息進進行處理，建建立基于互聯聯網瀏覽器展展示的可交互互的三維虛擬擬校園應用平平臺，并

2、在此此基礎上實現現學校教學管管理所需的各各種功能。 三維虛虛擬校園可以以實現三維虛虛擬校園展示示、學校建設設成果宣傳、樓樓宇教室查詢詢、自主校園園漫游、人機機交互體驗、網網絡互動交流流、仿真課堂堂體驗、院校校設施設備管管理等功能，最最重要的是其其可以直接在在互聯網網頁頁瀏覽器中直直接登錄使用用，使用戶能能夠不受時間間和空間的限限制，直接在在線瀏覽和使使用虛擬校園園提供的各種種應用。 目前國國內越來越多多的院校已經經逐步建設了了三維虛擬校校園平臺系統統，比如北京京大學、清華華大學、浙江江大學、北京京師范大學、北北京外國語大大學、上海同同濟大學等著著名高校，眾眾多高職、中中職、中小學學院校也正在在

3、陸續開展網網上三維虛擬擬校園建設。 隨著網絡時代的的來臨，網絡絡教育迅猛發發展，尤其是是寬帶技術和和校園網大規規模應用的今今天。國內一一些高校已經經開始逐步推推廣、使用虛虛擬校園教學學模式。虛擬擬現實技術具具有廣泛的作作用和影響,親身去經歷歷、親身去感感受比空洞抽抽象的說教更更具說服力。主主動地去交互互，與被動的的觀看，有質質的差別，尤尤其在虛擬教教學、虛擬實實驗、虛擬仿仿真校園、科科技研究等方方面的應用更更為廣泛性。虛擬教學系統分分為原理教學學和動態教學學.原理教學學主要指的是是傳統的課件件制作,把課課件中的圖片片做成動態三三維的形式,改變教育模模式,不用再再通過乏味的的幻燈片技術術教學,將

4、教教學步驟完美美的融合到教教學中,讓學學生不在死守守在書本上面面,卻又心不不在焉的想著著自己的事情情,不同于傳傳統的教育模模式,所有的的教育步驟一一氣呵成,使使學生學習興興趣濃厚,教教學質量顯著著提升.動態態教學就是把把物理化學實實驗中一些大大型不易操作作的實驗或一一些因含有有有毒氣體學生生不能進行操操作的實驗,通過虛擬現現實技術,學學生可以在網網上進行操作作,絲毫沒有有束縛之感,讓學生有一一種身臨其境境的感覺.成成功案例有 HYPERLINK %E8%99%9A%E6%8B%9F%E7%8E%B0%E5%AE%9E%E6%8A%80%E6%9C%AF&hl_tag=textlink&tn=S

5、E_hldp01350_v6v6zkg6 虛擬現實技術劃劃分四類：1、桌面 HYPERLINK t _blank 虛擬現現實桌面 HYPERLINK t _blank 虛擬現實實利用 HYPERLINK ldp01350_v6v6zkg6 個人計算算機和低級工工作站進行仿仿真，將計算算機的屏幕作作為用戶觀察察虛擬境界的的一個窗口。通通過各種 HYPERLINK t _blank 輸入入設備實現與與 HYPERLINK 8%99%9A%E6%8B%9F%E7%8E%B0%E5%AE%9E&hl_tag=textlink&tn=SE_hldp01350_v6v6zkg6 虛擬現實世界界的充分交互互

6、，這些外部部設備包括鼠鼠標，追蹤球球， HYPERLINK t _blank 力矩球等。它它要求參與者者使用 HYPERLINK t _blank 輸入設設備，通過計計算機屏幕觀觀察360度度范圍內的虛虛擬境界，并并操縱其中的的物體，但這這時參與者缺缺少完全的沉沉浸，因為它它仍然會受到到周圍現實環環境的干擾。桌桌面虛擬現實實最大特點是是缺乏真實的的現實體驗，但但是成本也相相對較低，因因而，應用比比較廣泛。常常見桌面 HYPERLINK /s?wd=%E8%99%9A%E6%8B%9F%E7%8E%B0%E5%AE%9E%E6%8A%80%E6%9C%AF&hl_tag=textlink&tn=

7、SE_hldp01350_v6v6zkg6 虛擬擬現實技術有有：基于靜態態圖像的虛擬擬現實QuiickTimme VR、虛虛擬現實造型型語言VRMML、桌面三三維虛擬現實實、MUD等等。 2、沉沉浸的虛擬現現實 高級 HYPERLINK B%9F%E7%8E%B0%E5%AE%9E%E7%B3%BB%E7%BB%9F&hl_tag=textlink&tn=SE_hldp01350_v6v6zkg6 虛擬現實實系統提供完完全沉浸的體體驗，使用戶戶有一種置身身于虛擬境界界之中的感覺覺。它利用頭頭盔式顯示器器（見圖）或或其它設備，把把參與者的視視覺、聽覺和和其它感覺封封閉起來，并并提供一個新新的、虛

8、擬的的感覺空間，并并利用位置 HYPERLINK A8&hl_tag=textlink&tn=SE_hldp01350_v6v6zkg6 跟跟蹤器、數據據手套（見圖圖）、其它手手控 HYPERLINK t _blank 輸入設備備、聲音等使使得參與者產產生一種 HYPERLINK om/s?wd=%E8%BA%AB%E4%B8%B4%E5%85%B6%E5%A2%83&hl_tag=textlink&tn=SE_hldp01350_v6v6zkg6 身臨臨其境、全心心投入和沉浸浸其中的感覺覺。常見的 HYPERLINK t _blank 沉沉浸式系統有有：基于頭盔盔式顯示器的的系統、投影影式

9、HYPERLINK t _blank 虛擬現實實系統、遠程程存在系統。 3、 HYPERLINK hl_tag=textlink&tn=SE_hldp01350_v6v6zkg6 增強現實實性的虛擬現現實 HYPERLINK t _blank 增強現現實性的虛擬擬現實不僅是是利用 HYPERLINK 8%99%9A%E6%8B%9F%E7%8E%B0%E5%AE%9E%E6%8A%80%E6%9C%AF&hl_tag=textlink&tn=SE_hldp01350_v6v6zkg6 虛擬現現實技術來模模擬 HYPERLINK t _blank 現實世界界、仿真 HYPERLINK t _bl

10、ank 現實世世界，而且要要利用它來增增強參與者對對真實環境的的感受，也就就是 HYPERLINK =SE_hldp01350_v6v6zkg6 增強現實實中無法感知知或不方便的的感受。典型型的實例是戰戰機飛行員的的平視顯示器器，它可以將將儀表讀數和和武器瞄準數數據投射到安安裝在飛行員員面前的穿透透式屏幕上，它它可以使飛行行員不必低頭頭讀座艙中儀儀表的數據，從從而可集中精精力盯著敵人人的飛機或導導航偏差。 4、 HYPERLINK zkg6 分布式虛擬現現實 如果多多個用戶通過過計算機網絡絡連接在一起起，同時參加加一個 HYPERLINK t _blank 虛擬空空間，共同體體驗虛擬經歷歷，那

11、虛擬現現實則提升到到了一個更高高的境界，這這就是 HYPERLINK ?wd=%E5%88%86%E5%B8%83%E5%BC%8F&hl_tag=textlink&tn=SE_hldp01350_v6v6zkg6 分布式式 HYPERLINK t _blank 虛擬現實系系統。在 HYPERLINK t _blank 分布式虛擬現現實系統中，多多個用戶可通通過網絡對同同一 HYPERLINK t _blank 虛擬世界界進行觀察和和操作，以達達到 HYPERLINK t _blank 協同工作作的目的。目目前最典型的的分布式虛擬擬現實系統是是SIMNEET，SIMMNET由坦坦克 HYPER

12、LINK %9F%E5%99%A8&hl_tag=textlink&tn=SE_hldp01350_v6v6zkg6 仿真器通過網網絡連接而成成，用于部隊隊的聯合訓練練。通過SIIMNET，位位于德國的 HYPERLINK t _blank 仿仿真器可以和和位于美國的的 HYPERLINK http:/ 仿真器一樣運運行在同一個個 HYPERLINK t _blank 虛擬世界，參參與同一場作作戰演習。硬件：位置跟蹤器 三維空空間跟蹤定位位器是作用于于空間跟蹤與與定位的裝置置，一般與其其他VR設備備結合使用，如如：數據頭盔盔、立體眼鏡鏡、數據手套套等，使參與與者在空間上上能夠自由移移動、旋轉，

13、不不局限于固定定的空間位置置。操作更加加靈活、自如如、隨意。產產品有六個自自由度和三個個自由度之分分。 當接收收傳感器在空空間移動時，能能夠精確地計計算出其位置置和方位。該該設備 消除除了延遲帶來來的問題，因因為它提供了了動態的、實實時的六自由由度的測量位位置(X, Y, 和 Z 笛卡爾爾坐標) 和和方位（俯仰仰角、偏行角角、滾動角），無無論在虛擬現現實應用領域域，還是在控控制模擬器的的投影機運動動時，還是在在生物醫學的的研究中，它它是測量運動動范圍和肢體體旋轉的理想想選擇。它是是快速、精確確、而且容易易使用。 位置跟跟蹤器有磁場場式。超聲波波式、紅外線線式及發光二二極管式等，但但使用較多的的

14、是磁場式及及超聲波式。 六自由由度運動跟蹤蹤系統，目前前運用最廣泛泛的是美國PPolhemmus 公司司的 FASSTRAK位位置運動跟蹤蹤系統，LIIBERTYY位置運動跟跟蹤系統，PPATRIOOT位置運動動跟蹤系統，以以及最新開發發的G4無線線位置運動跟跟蹤系統。數據手套 數據手手套是一種多多模式的虛擬擬現實硬件，通通過軟件編程程，可進行虛虛擬場景中物物體的抓取、移移動、旋轉等等動作，也可可以利用它的的多模式性，用用作一種控制制場景漫游的的工具。數據據手套的出現現，為虛擬現現實系統提供供了一種全新新的交互手段段，目前的產產品已經能夠夠檢測手指的的彎曲，并利利用磁定位傳傳感器來精確確地定位

15、出手手在三維空間間中的位置。這這種結合手指指彎曲度測試試和空間定位位測試的數據據手套被稱為為真實手套套，可以為為用戶提供一一種非常真實實自然的三維維交互手段。 數據手手套使用簡單單，操作舒適適，驅動范圍圍廣，高數據據質量使得它它成為虛擬仿仿真用戶的理理想工具。適適用于機器人人系統、操作作外科手術、虛虛擬裝配訓練練、手語識別別系統、教育育娛樂、機器器人技術、動動作捕捉、虛虛擬現實、創創新游戲、復復原、以及對對殘障人士的的輔助等技術術領域。例如：美國宇航航局的Amees實驗室將將數據手套工工程化，使其其成為可用性性較高的產品品，在約翰遜遜空間中心完完成空間站操操縱的實時仿仿真。又如美美國Boeii

16、ng公司制制造了一架虛虛擬飛機，運運用數據手套套進行控制，從從而觀察設計計結果，考察察性能指標。再再如NEC公公司開發的虛虛擬現實系統統，操作者通通過使用數據據手套可以處處理三維CAAD中的形體體模型。國內內的研究也取取得了一批成成果等等。高清數字頭盔 頭盔式式顯示器是最最早的虛擬現現實顯示器，利利用頭盔顯示示器將人的對對外界的視覺覺、聽覺封閉閉，引導用戶戶產生一種身身在虛擬環境境中的感覺。其其顯示原理是是左右眼屏幕幕分別顯示左左右眼的圖像像，人眼獲取取這種帶有差差異的信息后后在腦海中產產生立體感。頭頭盔顯示器作作為虛擬現實實的顯示設備備，具有小巧巧和封閉性強強的特點，在在軍事訓練，虛虛擬駕駛

17、，虛虛擬城市等項項目中具有廣廣泛的應用。 頭盔顯顯示器可單獨獨與主機相連連以接受來自自主機的3DDVR圖形圖圖像信號。使使用方式為頭頭戴式，輔以以三個自由度度的空間跟蹤蹤定位器可進進行虛擬現實實輸出效果觀觀察，同時觀觀察者可做空空間上的自由由移動，如；自由行走、旋旋轉等，沉浸浸感極強，在在虛擬現實硬硬件觀察設備備中，頭盔顯顯示器的沉浸浸感優于顯示示器的虛擬現現實觀察效果果，遜于虛擬擬三維投影顯顯示和觀察效效果，在投影影式虛擬現實實系統中，頭頭盔顯示器作作為系統功能能和設備的一一種補充和輔輔助。交互式觸屏系統統 交互式式觸摸屏又稱稱之為觸摸一一體機，是最最簡單、方便便、自然的一一種人機交互互方式

18、，它賦賦予了多媒體體以嶄新的面面貌，是極富富吸引力的全全新多媒體交交互設備。它它以觸摸屏為為交互窗口，通通過采用先進進的計算機軟軟件技術，運運用文字、圖圖像、音樂、解解說、動畫、錄錄像等多種形形式，直觀、形形象地把各種種信息介紹給給人們，給人人們帶來極大大的方便，也也給人們帶來來了全新的互互動體驗。 面向用用戶進行指揮揮預案、技術術研討、互動動演示、教育育培訓等需求求推出的交互互式觸摸屏，完完全替代傳統統的由投影機機、計算機、幕幕布、音響等等組成的交互互式電子白板板。和其他類類似產品不同同的是，紅外外技術能夠提提供超強的畫畫質。在簡單單的安裝后，顯顯示器可以用用手指或者任任何普通的筆筆來直接操

19、作作屏幕。紅外外觸摸屏的無無漂移，防刮刮擦，防水，防防塵，防眩光光等特點使得得成為互動演演示、電腦白白板、指揮中中心、公共場場所一體機、信信息查詢和所所有互動應用用的理想選擇擇。-交互式觸摸屏一個高度集成的互動顯示設備 交互式觸摸屏的外形極其簡潔，LCD/LED屏幕內置具備全高清藍光DVD播放器、藍牙、Wi-Fi功能的內置電腦主機，使觸摸屏成為天然的高清影院和高清電腦顯示器，采用共同電源和全數字圖像內部鏈接，因而極大地提升了產品的整體感并徹底解決了以往和外部電腦連接時圖像可能出現的波紋和模糊問題；吸入式的藍光DVD光驅和USB接口被設計在用戶非常便于操作的位置，使用通用的無線遙控器可以方便地遙

20、控LCD/LED屏幕和內置電腦主機的開關；如果用戶選配2.4G的無線遙控鍵盤鼠標，那么交互式觸摸屏幾乎成為您的筆記本電腦，為您帶來更加暢快和便捷的操作感受。交互式觸摸屏是一個功能卓越的互動顯示設備 交互式觸摸屏內置的高性能電腦具備Wi-Fi和有線網絡功能，隨時接入INTERNET，瀏覽網頁，影音下載，游戲互動；內置的高性能電腦配備了高清藍光DVD，能夠直接播放全高清的藍光DVD影片，此時的交互式觸摸屏就是一個標準的影院；交互式觸摸屏的內置電腦采用Inter Corel引擎，輕松進行課件播放，PPT演示、圖片瀏覽，CADCAM等等；交互式觸摸屏更是一個具有全屏觸摸手寫功能的顯示屏幕，既可以手寫文

21、字輸入，也可以觸摸進行電腦操控，所有的軟件操作都可以在無須外部鍵盤和鼠標的情況下通過觸摸操作完成。交互式觸摸屏是一個能為您帶來精彩表現的互動顯示設備 交互式觸摸屏 綜合設備本身優異的顯示、觸摸性能，配套的書寫、觸控軟件和演示人員的肢體語言，每一次都能為使用者呈現出精彩的演示。多點觸摸技術 多點觸摸技術，可以實現多種手勢命令，如放大縮小、旋轉、拖拽等，特點適合數字圖片的瀏覽和編輯操作。同時與微軟公司Windows 7/8等 操作系統完全兼容，這方面在點控科技觸控領域完全體現出來，全面支持多點觸控技術。即插即用，無需安裝驅動軟件，帶給用戶更多的操作樂趣。大尺寸觸摸技術 以先進的紅外/光學技術為依托

22、，專業生產大尺寸觸摸屏，最大可以做到業界最大的82寸液晶觸摸屏，并以屏幕大，亮度高，觸摸準確、快速的特點，使觸摸屏行業的不可能變為了現實，為用戶提供了更優質互動體驗。內置傳感器，一體化操作 整機設計，把傳感器內置到液晶顯示器內部，實現了觸摸、顯示的一體化。從外觀上觀看，與一臺液晶顯示器毫無區別。采用專業液晶屏，可以橫放，也可以豎放。既可以擺放在桌面，也可以采用落地的方式，適合各種商業場合。CAVE全沉沉浸式體驗系系統 CAVVE(Cavve Auttomatiic Virrtual Envirronmennt)是一種種基于投影技技術的虛擬現現實系統，它它由圍繞觀察察者的若干個個投影面組成成。一

23、般的CCAVE系統統有4個或55個投影面，這這些投影面組組成一個立方方體結構，其其中前、左、右右3個面均采采用背投方式式，頂面和地地面根據實際際情況采用正正投或背投方方式。若放置置CAVE系系統的房間大大小有限，可可通過專業工工業反射鏡把把投影圖象反反射到屏幕上上以節省空間間。觀察者戴戴上電子快門門式立體眼鏡鏡和一種六個個自由度的頭頭部跟蹤設備備，以便將觀觀察者的視點點位置實時反反饋到計算機機系統和體驗驗身臨其境的的感覺。當觀觀察者在CAAVE中走動動時，系統自自動計算每個個投影面正確確的立體透視視圖象。同時時，觀察者手手握一個3DD六自由度無無線交互控制制器，對虛擬擬環境中的物物體進行控制制

24、并與之進行行交互。 CAVVE虛擬現實實系統，把高高分辨率的立立體投影技術術、三維計算算機圖形技術術、光學跟蹤蹤技術和音響響技術等有機機地結合在一一起，產生一一個完全沉浸浸式的虛擬環環境。基于這這種完全沉浸浸式的顯示環環境特性，CCAVE為科科研機構和企企業提供了偉偉大而創新的的思考、科研研、設計、實實驗和操作訓訓練方式，擴擴展了人類的的思維。借助助通過CAVVE系統，用用戶能直觀看看到他們的創創意和研究對對象。可以說說，CAVEE可以應用于于任何有沉浸浸感需求的虛虛擬仿真應用用領域，是一一種全新的、高高級的科學數數據可視化交交互手段。-2、CAVE典典型系統應用用領域：1、軍事模擬、指指揮、

25、虛擬戰戰場、電子對對抗2、虛擬樣機、虛虛擬制造、虛虛擬設計、虛虛擬裝配3、模擬駕駛、訓訓練、演示、教教學、培訓等等4、地形地貌、地地理信息系統統（GIS）5、虛擬生物醫醫學工程（虛虛擬手術/醫醫學分析；基基因/遺傳/分子結構研研究）6、建筑視景與與城市規劃7、地質、礦產產、能源8、地震及消防防演練仿真9、航空航天、科科學可視化-3、CAVE設設計組成圖： Cavve由投影機機、高清光學學背投屏幕、光光學跟蹤系統統、高端圖形形工作站集群群、力反饋系系統、音響系系統、中控系系統組成。裸眼立體顯示系系統裸眼立體顯示器器是建立在人人眼立體視覺覺機制上的新新一代自由立立體顯示設備備。它不需要要借助任何助

26、助視設備（如如3D眼睛、頭頭盔等）即可可獲得具有完完整深度信息息的圖像。自自由立體顯示示設備能夠出出色的利用多多通道自動立立體現實技術術提供逼真的的3D圖像。它它根據視差障障礙原理，利利用特定的掩掩模算法，將將展示影像交交叉排列，通通過特定的視視差屏障后由由兩眼捕捉觀觀察。視差屏屏障通過光柵柵陣列（利用用摩爾干涉條條紋判別法精精確安裝在顯顯示器液晶面面板上）準確確控制每一個個像素透過的的光線，只讓讓右眼或左眼眼看到，由于于右眼和左眼眼觀看液晶面面板的角度不不同，利用這這一角度差遮遮住光線就可可將圖像分配配給右眼或者者左眼，經過過大腦將這兩兩幅由差別的的圖像合成為為一副具有空空間深度和維維度信息

27、的圖圖像，從而使使您不需要任任何助視設備備（如戴上33D眼睛）即即可看到3DD圖像。極大大的促進了立立體影像技術術和VR技術術在展覽展示示行業的應用用。獨特的立立體視覺效果果會吸引所有有過往人流的的目光，VRR技術所獨有有的自由的操操作風格以及及完善的信息息查詢系統會會自動將您的的產品、理念念、創意完整整的展現在客客戶面前裸眼立體顯示器器根據不同的的光學原理和和結構原理，主主要分為HDDB（狹縫光光柵技術）和和HDL（透透鏡陣列技術術）兩個系列列立體顯示器器。實際應用用中，HDLL系列的立體體顯示器在顯顯示亮度上，大大大優于HDDB系列的立立體顯示器。-裸眼3D顯示器器性能：系統共分七個子子產

28、品：1.立體效果逼逼真，色彩鮮鮮艷，視覺沖沖擊力強大；2.觀賞范圍廣廣，可在水平平140度視視角范圍內自自由觀看；3.產品規格豐豐富， 322寸42寸46寸50寸555寸60寸等；4.核心設備：立體成像、視視差障壁技術術、柱狀透鏡鏡技術、指向向光源；4.具有超強擴擴展性，可根根據不同行業業需要制定專專業解決方案案；5.完全兼容影影視工業標準準，2D/33D影視信號號可自動切換換；6.2D效果追追求高清畫質質，3D效果果側重于真實實感與沉浸感感，適合于長長時間觀看與與使用。-品名 3D裸眼立體顯示器 面板類型 TFTLCD 尺寸 46 可視面積 1018.08*572.67mm 最大分辨率 19

29、20 x1080 顯示顏色 16.7M 亮度（原屏） 700cd/m 對比度（原屏） 4000:1 響應時間 8ms 可視視角（原屏） 左右：178；上下178 是否內置電腦主機 是 是否預裝系統 否 內置喇叭 10Wx2 安裝方式 臺式或壁掛可選 電源 AC100/240V50/60Hz 功率消耗 250W(最大) 待機功耗 5W 3D最佳觀看距離 3.44.5米 外觀尺寸（不含底座） 1118.3x661.5x162.4mm 重量（不含底座） 43kg -裸眼顯示器應用用領域：廣告及景觀展展示，如產品品宣傳、會議議室/接待廳廳演示等。利利用出色的立立體顯示技術術，可將需要要展示的內容容真實、直觀觀、清晰、自自由地展現在在觀眾面前，逼逼真的立體效效果可以大大大加深觀眾對對展示內容的的印象。娛樂行業。自自由立體顯示示器使得不帶帶立體眼鏡進進行立體游戲戲、觀賞立體體影片及動畫畫成為可能，為為消費者帶來來完美的視覺覺享受。科學研究領域域。我們的產產品