基于虚拟现实技术的课件设计
虚拟现实精品PPT课件
虚拟现实技术的应用
危险环境 中作业
• 可以使用VR技术在有放射性、有毒的 危险环境中或者在宇宙进行监控和遥控
作业，处理危险的材料，而不会有危险。
科学研究 •Leabharlann 给研究者的计算过程提供及时的图形化 反馈，可观察到方案的整个过程。
医疗实验 与教学
• 直至目前，医疗研究和教学以实践为主， 由计算机生产的3D人体模型是进行研 究和教学的新方法
用户只能按照设计师预先固定好的 一条路线去看某些场景，是被动的 接受信息。
虚拟现实技术源于人们对三维动画技术自由交互的渴望，虽然它 形式上和三维动画技术有些相似之处，将来虚拟现实它可能将是 三维动画技术的替代品。
为更好满足学习和使用需求，课件在下载后 可以自由编辑，请根据实际情况进行调整
In order to better meet the needs of learning and using, the courseware is freely edited after downloading
分布式虚拟现实
多个用户通过网络连接在一 起，同时参加一个虚拟空间，
共同体验虚拟现实。
三、虚拟现实的基本特征
多感知性（Multi-Sensory）：指除了一般计 算机技术所具有的视觉之外，还有听觉、力 觉、触觉、运动感，甚至包括味觉、嗅觉等。
沉浸感(Immersion)：又称临场感，指用户 感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。
虚拟现实的应用------教育应 用
教育与培训：最普遍的实例是战争模拟， 可以凸显出训练环境，还可以进行现实中 无法展开的危险战争。
VR在教育中的应用，一教育环境不同， 可划分为：虚拟校园、虚拟教室、虚拟实 验室、虚拟图书馆。
《虚拟现实VR》课件
06
VR安全与伦理问题
对青少年身心影响
视力影响
长时间使用VR设备可能导致青少 年视力下降或出现视觉疲劳。
心理影响
过度沉浸于虚拟世界可能影响青 少年的认知和情感发展，导致社
交障碍、焦虑、抑郁等问题。
行为影响
VR中的暴力、色情内容可能对青 少年的行为产生不良影响，需要
家长和教师的关注和引导。
沉迷与成瘾问题
桌面式VR设备
总结词
通过电脑屏幕或专业头戴式显示器显示 虚拟场景，用户通过鼠标、键盘、游戏 手柄等输入设备与虚拟场景进行交互。
VS
详细描述
桌面式VR设备通常比较轻便，价格相对 较低，适合于在家庭或办公室使用。用户 通过电脑屏幕或专业头戴式显示器看到虚 拟场景，通过输入设备进行交互，如旋转 、移动、点击等操作。这种设备可以提供 沉浸式的虚拟体验，但与真正的沉浸式 VR设备相比，体验感可能略显不足。
内容丰富与多样性
总结词
VR内容的丰富多样是推动VR技术普及的关键因素之一。
详细描述
为了吸引更广泛的用户群体，VR内容需要涵盖各种类型和风格，包括游戏、电影、教 育、医疗等。目前，VR内容市场正在快速发展，但仍然面临内容数量和质量的问题。 为了提高VR内容的多样性和质量，需要鼓励更多的创作者和开发者参与VR内容的创作
虚拟环境交互技术是虚拟现实技术的另一个关键技术，它通过模拟现实世界的交 互方式，使用户能够与虚拟环境进行互动，以提高虚拟体验的真实感。
虚拟环境交互技术包括对物体的操作、环境的交互等，例如在虚拟环境中拿起物 品、打开门、与虚拟角色交流等。这些交互的实现需要借助特定的设备，如手柄 、手套等。
03
VR设备的分类与特点
和开发，同时提供更好的工具和支持平台。
(精)虚拟现实课件ppt学习教案
课件目标与内容规划
明确教学目标
确定虚拟现实课件所要达到的教 学目标，如知识传递、技能培养
等。
内容规划
根据教学目标，规划课件内容，包 括知识点、案例、互动环节等。
受众分析
分析学习者的特点与需求，以便制 作出更符合学习者需求的课件。
3D建模与场景搭建技巧
01
02
03
3D建模
利用3D建模软件创建虚拟 场景中的物体和角色，注 意模型的细节和贴图。
场景搭建
根据教学内容，搭建相应 的虚拟场景，如教室、实 验室、博物馆等。
灯光与渲染
运用灯光和渲染技术，提 升虚拟场景的真实感和视 觉效果。
交互功能实现方法
UI设计
设计简洁明了的用户界 面，方便学习者进行操
作和交互。
交互逻辑
根据教学内容和学习者 需求，设计合理的交互 逻辑，如选择、拖拽、
旋转等。
编程实现
1 2 3
掌握基本技术
学生需要掌握虚拟现实技术的基本概念和原理， 如3D建模、渲染、交互等。
选择合适的工具
根据学生的技术水平和项目需求，选择合适的虚 拟现实开发工具和平台，如Unity、Unreal Engine等。
学习进阶技术
鼓励学生深入学习虚拟现实技术的高级特性和应 用，如多用户协同、物理模拟等。
利用虚拟现实开发引擎 和编程语言，实现课件
的交互功能。
测试与优化
对课件进行多次测试， 发现并修复问题，优化
交互体验。
03
虚拟现实技术在教育行业应
用
辅助教学手段创新
3D模型展示
通过虚拟现实技术，将抽象的概 念、理论等以3D模型的形式展现 出来，帮助学生更加直观地理解
虚拟现实课件PPT62
• 一个典型的虚拟现实系统由空间数据采集系统、人体 数据捕捉系统、三维显示设备、三维控制设备以及和
计算机系统构成。空间数据采集系统、人体数据捕捉 系统为虚拟环境建立空间模型；三维显示设备、三维
控制设备同属于三维交互设备，设计和制造出性能优 越的三维交互设备是虚拟现实技术的关键。
三维显示设备
空间数据采集系统
• 数据手套的出现，为虚拟现实系统提供了一种 全新的交互手段，可以为用户提供一种非常真 实自然的三维交互手段。
PPT文档演模板
虚拟现实课件PPT62
高性能计算机系统
• 高性能计算机系统处理技术主要包括数 据转换和数据预处理技术；实时、逼真 图形图像生成与显示技术；多种声音的 合成与声音空间化技术；多维信息数据 的融合、数据压缩以及数据库的生成； 包括命令识别、语音识别，以及手势和 人的面部表情信息的检测等在内的模式 识别；分布式与并行计算，以及高速、 大规模的远程网络技术。
1.1 什么是虚拟现实
• 虚拟现实或称虚拟环境,是由计算机生成的.具有临场感 觉的环境,它是一种全新的人机交互系统.
• 虚拟现实技术本质上说是一种高度逼真地模拟人在现 实生活中视觉.听觉.动作等行为的交互技术.
• 传统的信息处理环境一直是“人适应计算机”，而当 今的目标或理念是要逐步使 “计算机适应人”，人们 要求通过视觉、听觉、触觉、嗅觉，以及形体、手势 或口令，参与到信息处理的环境中去，从而取得身临 其境的体验。这种信息处理系统已不再是建立在单维 的数字化空间上，而是建立在一个多维的信息空间中。 虚拟现实技术就是支撑这个多维信息空间的关键技术。
• 通过基于CORBA网络平台来设计网络虚拟GIS， 通过重用CORBA的网络结构和基本网络服务 大大的简化网络虚拟GIS网络结构设计的难度， 基于CORBA可以使网络虚拟GIS采用较灵活的 网络结构。
虚拟设计培训课件(共60张PPT)(共59张PPT)
虚 拟 设 计 ( Virtual Design) 是 以 “ 虚 拟 现 实 ” ( Virtual
Reality)技术为基础，以机械产品为对象的设计手段。 借助这样的设计手段设计人员可以通过多种传感器与 多维的信息环境进行自然地交互，实现从定性和定量 综合集成环境中得到感性(gǎnxìng)和理性的认识，从而帮 助深化概念和萌发新意。
为了实现对三维对象的方便操 作，人们研制了各种各样的三 维交互工具，如:
数据手套(shǒutào) 三维跟踪球 数据衣等
第三十七页，共五十九页。
数据 手套 (shùjù)
数据手套是最有用的三维输入工具，它可以将手的运动转化为计算 机输入信号。
其工作原理(yuánlǐ)是当手活动时，数据手套对这些活动进行检 测并向计算机送入相应的电信号。而后计算机将这些信号转 换为虚拟手的动作，这样虚拟手就可以随着用户手的移动而 移动。数据手套可以跟踪手的位置和手势命令，这样的系统 有助于对虚拟物体的定位、移动等操作。
发阶段决定(juédìng)的。
也就是说，研究开发阶段对最终产品成本的影响最大。
因此加强对设计方法的研究、加大对设计部门的投入、对降 低产品价格是至关重要的。
第十五页，共五十九页。
5.2 虚拟设计(shèjì)在产品开发中的作用
第十六页，共五十九页。
1 虚拟 概念设计 (xūnǐ)
1996年美国Wisconsin-Madison大学研制出了一个虚拟概念
第六页，共五十九页。
5.1 虚拟现实(xū nǐ xiàn shí)
自主性：在虚拟环境中，对象的行为是自主 的，是由程序自动(zìdòng)完成的，要让操作者 感到虚拟环境中的各种生物是“有生命的” 和 “自主的”，而各种非生物是 “可操作 的”，其行为符合各种物理规律。
虚拟现实课件ppt学习教案
虚拟现实技术具有沉浸性、交互性、构想性等特点。其中，沉浸性是指用户可以完全沉浸在虚拟环境中，获得身 临其境的体验；交互性是指用户可以通过设备与虚拟环境进行互动；构想性是指虚拟现实技术可以为用户提供超 越现实的想象空间和体验。
应用领域与前景展望
应用领域
虚拟现实技术在教育、娱乐、医疗、军事、工业等领域都有广泛的应用。例如，在教育领域，虚拟现 实技术可以为学生提供更加生动、形象的学习体验；在娱乐领域，虚拟现实游戏和电影等已经成为新 的娱乐方式。
一种头戴式显示设备，能 够将用户的视觉和听觉完 全沉浸在虚拟环境中。
3D眼镜
类似于头盔的显示设备， 但更为轻便，通常需要通 过手机或电脑等设备提供 图像。
增强现实眼镜
一种将虚拟信息叠加到真 实世界中的头戴式显示设 备。
控制器与交互设备
手柄控制器
通过手柄上的按键和摇杆 等操作，实现对虚拟环境 中物体的操控和交互。
学习如何优化VR应用的性能，如减少多边形数量、降低贴图分 辨率、优化代码等。
用户体验提升
关注用户体验细节，如降低延迟、减少眩晕感、提高操作便捷性 等。
测试与反馈
进行充分的测试和用户反馈收集，不断改进和优化VR应用。
04
虚拟现实在教育领域应用案
例
场景模拟与沉浸式学习体验
场景模拟
通过虚拟现实技术，可以模拟出真实 世界中的各种场景，如历史事件、自 然环境、科学实验等，为学生提供身 临其境的学习体验。
用工具，可快速构建VR应用。
3D建模与渲染技术
3D建模
使用3D建模软件（如Blender、Maya等）创建虚拟场景和物体， 掌握基本建模技巧如多边形建模、曲面建模等。
材质与贴图
学习如何为模型添加材质和贴图，以增强模型的视觉表现力和真实 感。
虚拟现实界面设计lesson128.pptx
Software
Vizard
Activity 1
Based on your analysis, where or what shall we apply virtual reality to?
Military Industrial Simulation Architecture Medical Science Agriculture Education Mode
虚拟现实界面设计
What is designWhat is来自Virtual Reality
虚拟现实技术（virtual reality）是一种可以创建和体 验虚拟世界的计算机技术。综合了：
计算机图形学（Computer Graphics Technology ） 仿真技术（Simulation Technology） 多媒体技术（Multimedia Technology） 人工智能技术（Artificial Intelligence Technology） 计算机网络技术（Computer Network Technology）
Hardware Equipments
Stereo glasses
Hardware Equipments
Helmet Mounted Display (HMD)
Hardware Equipments
Force Feedback Device
Hardware Equipments
Stereoscopic Display
虚拟现实技术模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉 （ sense ）器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟 境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行 实时交互。
Characteristics
虚拟现实技术课件第1章
数据库：存放整个虚拟世界中所有物体的各方面信息。
1-21
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1.4 虚拟现实系统的分类
1.4.1 1.4.2 1.4.3 1.4.4
1-8
1.1 虚拟现实技术的发展史
1990年，在美国达拉斯召开的Siggraph会议上，明确提出VR 技术研究的主要内容包括实时三维图形生成技术、多传感器 交互技术和高分辨率显示技术，为VR技术的发展确定了研 究方向。
从20世纪90年代开始，VR技术的研究热潮也开始向民间的高 科技企业转移。著名的VPL公司开发出第一套传感手套命名 为“DataGloves”，第一套HMD命名为“EyePhones”。
思科公司篮球馆
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VR用于教育领域
虚拟的零件安装培训
洞穴式虚拟工程模型漫游
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Hale Waihona Puke 例：VR用于军事训练或演习军事领域研究是推动虚拟现实技术发展的原动力，目前依 然是主要的应用领域。虚拟现实技术主要在军事训练和演习、 武器研究这两个方面广泛应用。
虚拟战场
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虚拟航母
指基于网络构建的虚拟环境， 将位于不同物理位置的多个用 户或多个虚拟环境通过网络相 连接并共享信息，从而使用户 的协同工作达到一个更高的境 界。
主要被应用于远程虚拟会议、 虚拟医学会诊、多人网络游戏、 虚拟战争演习等领域。
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1.5 虚拟现实技术的应用领域
1.5.1 1.5.2 1.5.3 1.5.4 1.5.5
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1.3虚拟现实的特征
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龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 基于虚拟现实技术的课件设计 作者：吴强 来源：《中国信息技术教育》2016年第07期 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
摘要：教育部在《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》中提出了“建立优质数字教育资源和共建共享环境”目标，其中包括虚拟实验室的建设。本文对虚拟实验系统开发进行了可行性分析，并简述了虚拟现实系统制作的流程。
关键词：虚拟现实技术；虚拟实验；多媒体技术；VRP；3D max 中图分类号：G642 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2016）07-0081-03 前言 “神舟十号”载人飞船的成功发射，标志着我国载人天地往返运输系统首次应用性飞行的开始。航天员王亚平等三人把“天宫一号”作为太空讲堂，给地面的青少年进行太空讲课，这是中国历史上的第一次太空授课，极大地激发了广大青少年对科学探索的热情。受此启发，笔者萌发了一个构想：运用虚拟现实技术构建一套虚拟的太空授课仿真系统。它可以全方位、主动式、交互式、仿真式地模拟太空实验，突破真实实验的时空限制，培养学生动手动脑的能力。基于虚拟现实的太空授课系统很好地突出了虚拟现实系统“沉浸—交互—想象”的三角形特征。[1]
国内外在教育中应用虚拟现实技术现状 国外在虚拟实验研究方面主要是侧重于虚拟实验设备的建设，其中罗莱纳州立大学的LAAP利用Java技术建立了基于Web的探索式虚拟物理实验室、印地安那州立大学开发了MBL化学实验室等。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 国内对虚拟实验的研究主要是侧重于虚拟实验软件的建设。例如，上海交通大学国家攻克物理教学基地物理实验中心的数据采集实验室是正在建立和完善的面向大学物理实验教学的虚拟现实系统。[2]这个虚拟现实系统是以美国国家仪器公司的虚拟开发软件Lab VIEW为开发平台，利用先进的数据采集技术，将实际中的实验数据经过模数转换采集到计算机智能来分析。[3]
系统设计的理论基础 1.研究的理论基础 （1）虚拟实验系统定义 虚拟实验系统就是以计算机为操纵中心，学习者通过已经成功实现的虚拟实验系统，在一个仿真的实验环境中完成与真实实验项目一致的实验操作，从而达到学习和领会实验的目的。
（2）教学设计 著名心理学和教育学家加涅曾在《教学设计原理》中将教学设计界定为：“教学设计是一个系统化规划教学系统的过程。教学系统本身是对资源和程序作出有利于学习的安排。”[4]本研究是在教学设计理论的指导下，通过借助虚拟现实平台进行的教学设计。
由于知识是情境化的，具体情境所提供的直观、生动的形象能有效地激发联想。因此，创设真实的或接近于真实的、具有丰富资源的学习情境是非常重要的。
2.中学物理课的特点 （1）推动学习方式的多样化 人类的教育方式和学习方式有两种不同的类型：一是学习者通过教育者系统的传授“接受”人类已有的知识；二是学习者通过亲身实践“体验”到知识使用的乐趣，通过内心体验主动参与学习。[5]
（2）精选课程内容，体现物理教育的基础性、时代性和适用性 《物理标准》根据物理课程的教育功能，强调物理教育不仅是传授物理学科的知识体系，更重要的是促进学生的发展，所以教师在确定目标、内容与要求时，不能只考虑部分学生的需求，而应考虑全体学生的需要。
（3）适应信息社会对人才的要求，实现物理课程与信息技术的整合 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 数字化、信息化已成为时代的潮流。信息技术进入中学物理课程不但可以使学生在学习中熟悉数字化环境，加强物理课程内容与现实世界的联系，促进学生学习方式的改变，还可以为学生的自主探究提供有效的工具，大力提升学生自主获取知识的能力。
3.虚拟实验应用于教学的优势 将虚拟实验应用于教学领域，是以提高学生的实验能力为主要前提，其优势概括来说有三个“有利于”：有利于营造虚拟现实学习环境，有利于学生接受显性和隐性知识，有利于培养学生主动探索的学习方式。
系统的需求分析 1.基于虚拟现实平台构建良好的知识建构环境 通过虚拟现实平台，学习者可以通过虚拟场景与自身相互的作用，迅速得到信息反馈，及时获得直接经验，这能代替原有的通过教师讲授获取间接经验的学习模式。虚拟现实技术在教育中的应用大致可分为模拟训练、虚拟实验室与仿真虚拟学校三个方面。[6]
2.基于虚拟现实平台教学的可行性分析 虚拟现实技术可以为我们提供具有互动性、可重复使用性以及以实为本、虚实结合的平台。当前，计算机的使用已经非常普遍，我国的中小学也早已开始进行多媒体教室授课，这些为虚拟现实技术的应用打下了良好的基础。
基于虚拟现实技术的太空授课课件的设计 笔者选择了基于虚拟现实技术的太空授课系统作为研究对象，其设计目标和内容如下： 1.系统功能模块设计 基于虚拟现实系统的构建就是一个系统的工程。笔者将系统要实现的功能分为五个子模块，如图1所示。
（1）场景切换 “场景切换”由两组在时间轴上的镜头和两组单独的镜头组成，分别为“开场动画”（播放开场时的动画）、“对接外观”（播放两艘飞船对接后的动画）、“太空漫游”（切换到飞船外部镜头）和“舱内欣赏”（切换到天宫一号内部镜头）。
（2）实验操作 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn “实验操作”分为“实验介绍”（对两个实验的原理进行大致的介绍）、“小球单摆”（运行单摆仪器在太空中失重的动画同时播放讲解）和“陀螺旋转”（运行陀螺在太空中失重时的动画，同时播放讲解）。
（3）视频播放 点击打开视频面板，然后选择上面的不同按钮播放不同的视频；第二次点击该按钮时则关闭该视频。
（4）数据库 单击依次交替打开或关闭数据库，对数据进行显示或隐藏。 （5）练习题 单击依次交替打开或关闭Flash练习，对练习进行显示或隐藏。 2.实验操作功能设计 实验操作功能是整个虚拟实验的中心部分，它由实验介绍、小球单摆、陀螺旋转三大模块构成。
基于虚拟现实系统太空授课课件的实现 根据系统设计目标和内容，笔者完成了系统的制作。该系统主要使用了如下开发平台和工具：①模型制作工具：3Dmax10.0；②开发平台是VRP编辑器12.1212（学习版）；③影片声音剪辑工具：Adobe Premiere Pro CS4和Audition；④练习题制作工具：Flash CS5.5；⑤贴图素材处理工具：Photoshop CS4；⑥数据库提供平台：Access 2003。
1.系统主要功能 下面，笔者用设计流程来讲解整个作品的表现效果。首先，播放一个开场视频。学习者看完开场视频以后，可以用鼠标单击一下屏幕，此时，屏幕播放神舟十号与天宫一号对接的时间轴动画，如图2所示。
当两艘飞船对接完以后，学习者可以用鼠标左键点击宇航员，宇航员便会向学习者招手，如图3所示。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 此时，当学习者点击“舱内欣赏”按钮时，镜头就会切换到合适的位置；点击“实验操作”按钮，屏幕会弹出“实验项目”选择栏。当学习者选择“小球单摆”或“太空陀螺”按钮时，系统会切换到最佳角度观察的镜头，在桌面上播放单摆仪器演示动画，如图4所示。
除此之外，用户可以根据自己的兴趣，选择系统提供的其他项目，如选择“太空漫游”“飞船对接”按钮，系统便会切换到飞船的外部场景。
系统还为学习者提供了方便灵活的选择方式。例如，单击“舱内欣赏”按钮，系统就会切换到天宫一号内部，学习者可自由欣赏飞船内部的样貌。
作为教学系统，笔者考虑到观看实验之后，对实验内容的强化问题，所以设计了“练习环节”。当学习者点击“练习题”按钮后，系统界面中间会出现用Flash制作的练习题。
2.系统界面设计 整个系统除了已经在3D max中制作好的各种实验仪器和场景模型外，还有系统界面设计，如图5所示。
图5的整体布局呈现对称性，当操作者的鼠标位置处于触发区时，触发界面将显示动画，供实验者对系统进行操作；当鼠标离开触发区时，触发界面将隐藏动画，为学习者的观察学习提供更大的范围。
结束语 随着时代的发展，虚拟现实技术在教育领域已具有应用前景的“明星”技术，呈现多元化的发展趋势。[7]现在许多科技企业都已经开发出了自己的虚拟现实平台，并能很好地与各大高校合作，研发出越来越多的虚拟现实课件。虚拟现实技术无可比拟的优势，将对未来人类社会的教育培训产生不可估量的作用。
参考文献： [1]宋宗升.基于vrml的中学物理虚拟实验的设计与实现[D].曲阜：曲阜师范大学，2009：8-10.
[2]朱敏.虚拟实验与教学应用研究[D].上海：华东师范大学，2006：18. [3]王存莲.基于虚拟仪器的大学物理实验的发展[J].山西大同大学学报（自然科学版），2007（8）：100-102.
[4]R.M.加涅.教学设计原理[M].上海：华东师范大学出版社，1999：23-24. 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn [5]程慧明.接受学习真的过时了吗[J].西藏教育，2005（10）：40-44. [6]宋蔚.基于虚拟现实的虚拟实验研究[D].重庆：重庆大学，2005. [7]冯逊.虚拟现实技术在教育中的应用与展望[A].中国自然科学博物馆协会、浙江省现代设计法研究会；全国首届数字（虚拟）科技馆技术与应用学术研讨会论文集[C].中国自然科学博物馆协会、浙江省现代设计法研究会，2007：6.