虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)大綱

1、體育學(xué)院教育技術(shù)學(xué)專業(yè)虛擬現(xiàn)實(shí)與體育仿真課程教學(xué)大綱一、課程基本信息（一）課程編號(hào)： 1307441110；（二）課程性質(zhì)：必修課；（三）課程總共 54 學(xué)時(shí)和 3 學(xué)分；（四）課程簡介：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種最為強(qiáng)大的人機(jī)交互技術(shù)，一直是信息領(lǐng)域研究開發(fā)和應(yīng)用的熱點(diǎn)方向之一。本課程立足于虛擬現(xiàn)實(shí)的“3I ”特性，從技術(shù)和應(yīng)用兩個(gè)方向全面系統(tǒng)地講述虛擬現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)理論和實(shí)踐技能，包括對虛擬現(xiàn)實(shí)最新硬件設(shè)備和高級(jí)軟件技術(shù)的講解，以及虛擬現(xiàn)實(shí)傳統(tǒng)應(yīng)用和最新應(yīng)用的介紹。推薦教材虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) ，光然等。二、課程的教育目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解并掌握虛擬現(xiàn)實(shí)的基本概念和術(shù)語、系統(tǒng)組成及應(yīng)用領(lǐng)域，了解虛

2、擬現(xiàn)實(shí)的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、輸入輸出設(shè)備，以及有關(guān)的人的因素；結(jié)合上機(jī)實(shí)驗(yàn)，了解虛擬現(xiàn)實(shí)的建模技術(shù)，掌握應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的基本技能。三、教學(xué)安排與學(xué)時(shí)分配學(xué)章理論課實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)小教學(xué)容講授學(xué)實(shí)踐課講授期節(jié)計(jì)時(shí)學(xué)時(shí)一VR系統(tǒng)簡介4二輸入設(shè)備：跟蹤器、漫游和4手勢接口第三輸出設(shè)備：圖形、三維聲音4和觸覺顯示設(shè)備五四VR的計(jì)算體系結(jié)構(gòu)4學(xué)五VR建模4期六VR編程4七VR中的“人的因素”4八傳統(tǒng)的 VR應(yīng)用4九VRML編程12合計(jì)54四、講授容第一部分理論講授容第一章 VR 系統(tǒng)概述【教學(xué)要求】1. 掌握 VR系統(tǒng)的五個(gè)典型組成部分2. 掌握 3I 特性3. 了解虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展歷史4. 了解虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)

3、展趨勢第一節(jié) 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述3I 特性；虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展歷史；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)分類第二節(jié) 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)組成部分輸入設(shè)備；輸出設(shè)備；生成設(shè)備；虛擬演播室第三節(jié) 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用與未來虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的未來第二章 VR 輸入設(shè)備【教學(xué)要求】1. 掌握 VR的輸入設(shè)備有哪些2. 掌握三維位置跟蹤器的原理3. 掌握漫游和操縱接口第一節(jié) 輸入設(shè)備跟蹤器慣性跟蹤器；機(jī)械跟蹤器；三維掃描儀；紅外跟蹤器第二節(jié) 漫游和操縱接口跟蹤球；三維探針；體感游戲手柄第三章 VR輸出設(shè)備【教學(xué)要求】1. 了解 VR的輸出設(shè)備有哪些？2. 掌握圖形顯示設(shè)備3. 掌握聲音顯示設(shè)備4. 掌握立體成像原理第一節(jié) VR

4、的輸出設(shè)備三維顯示器；全息影像；立體現(xiàn)實(shí)技術(shù)；圖形顯示設(shè)備的分類第二節(jié) VR 輸出接口聲音顯示設(shè)備；三維聲場；觸覺反饋第四章 VR 的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)【教學(xué)要求】1. 重點(diǎn)掌握繪制流水線構(gòu)成。2. 難點(diǎn)分布式虛擬環(huán)境設(shè)計(jì)。第一節(jié) VR 的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)繪制流水線；基于 PC的圖形體系結(jié)構(gòu)；基于工作站的體系結(jié)構(gòu)第二節(jié) 分布式 VR體系結(jié)構(gòu)多流水線同步；聯(lián)合定位繪制流水線，分布式虛擬環(huán)境第五章 VR 建?！窘虒W(xué)要求】1. 掌握幾何建模2. 掌握運(yùn)動(dòng)建模3 掌握行為建模4. 掌握模型管理技術(shù)構(gòu)成5. 掌握物理建模第一節(jié) VR 物理建模三維重建；畫家算法；逐漸消隱第二節(jié) VR 幾何建模3MAX； MAY

5、A； WEB3D第三節(jié) VR行為建模粒子系統(tǒng)；分形技術(shù)第六章 VR 編程【教學(xué)要求】1. 掌握 VR開發(fā)工具包2.掌握 VR World ToolKit工具集3. 掌握 JAVA 3D使用原理第一節(jié) VR 開發(fā)軟件幾何建模與外觀；場景圖；傳感器和動(dòng)作函數(shù)第二節(jié) VR 開發(fā)工具包傳感器和行為；網(wǎng)絡(luò)開發(fā)第三節(jié) 全景技術(shù)魚眼相機(jī)；全景地圖；全景鏡頭第七章 VR 中人的因素【教學(xué)要求】1. 掌握 VR專業(yè)術(shù)語2. 掌握 VR使用者表現(xiàn)3. 掌握 VR健康和社會(huì)安全問題第一節(jié) VR 中人的因素VR表現(xiàn)； VR使用； VR與社會(huì)第八章 傳統(tǒng)的 VR應(yīng)用【教學(xué)要求】1. 了解 VR的應(yīng)用領(lǐng)域2. 掌握 VR

6、在教育中的應(yīng)用要求第一節(jié) VR 在醫(yī)療中的應(yīng)用虛擬手術(shù)；信息可視化第二節(jié) VR 在教育中的應(yīng)用虛擬游戲；三維重建；立體現(xiàn)實(shí)；虛擬博物館第九章 VRML編程【教學(xué)要求】1. 重點(diǎn)：掌握 VRML編程語法和技巧2. 難點(diǎn)：動(dòng)畫和交互的設(shè)計(jì)第一節(jié) 造型群節(jié)點(diǎn)；編組節(jié)點(diǎn)；視點(diǎn)；錨點(diǎn)第二節(jié) 環(huán)境設(shè)計(jì)背景光源；點(diǎn)光源；虛擬聲音第三節(jié) 動(dòng)畫效果和交互事件；路由；傳感器；插補(bǔ)器第四節(jié) VRML實(shí)例編程五、考核要求閉卷標(biāo)準(zhǔn)考試，平時(shí)成績包括作業(yè)、 考勤和課堂表現(xiàn)， 占 30%，期末試卷成績占 70%。六、實(shí)施大綱的措施與要求1. 本課程涉及的知識(shí)和技術(shù)有很強(qiáng)的實(shí)用性和前沿性， 需要不斷補(bǔ)充新的知識(shí)。2. 本課程在授課時(shí)應(yīng)注重理論講解與實(shí)例演示教學(xué)模式。上課時(shí)采用多媒體教學(xué)方式，上課過程中除了講清基本理論和基本方法外，還應(yīng)該在課堂上通過多媒體手段現(xiàn)場演示程序的執(zhí)行及編譯器的使用。七、主要參