《虚拟现实概论》教案
高中信息技术虚拟现实教案
高中信息技术虚拟现实教案
一、本课教案概述
1、课程名称：高中信息技术虚拟现实教案
2、内容：主要介绍虚拟现实技术，以及它对信息技术领域的影响及其它用途。
3、目的：让学生了解虚拟现实技术，培养他们的动手实践能力。
二、本课程主要内容
1、虚拟现实概述
(1) 什么是虚拟现实？
(2) 虚拟现实的分类
(3) 虚拟现实的历史
(4) 虚拟现实的技术介绍
2、虚拟现实的应用
(1) 虚拟现实在娱乐领域的应用
(2) 虚拟现实在教育领域的应用
(3) 虚拟现实在医疗领域的应用
(4) 虚拟现实在营销领域的应用
3、如何实际应用虚拟现实
(1) 用虚拟现实建立沉浸式的环境
(2) 用虚拟现实改善产品的设计
(3) 用虚拟现实建立演练环境
(4) 用虚拟现实建立教学环境
三、教学步骤及设计
1、教学前准备
(1) 了解学生背景
(2) 将虚拟现实技术简介以及它的应用分类
(3) 熟悉使用虚拟现实技术的书籍、网站等
2、演示实践
(1) 演示虚拟现实技术工作原理
(2) 使用演示视频、投影仪等教学辅助设备展示虚拟现实的实际应用
(3) 给学生一些虚拟现实的课程实践，让他们动手操作，练习虚拟现实技术
3、评估
(1) 使用问卷等工具，了解学生对课程的满意度
(2) 对学生的操作能力和理解能力进行测评
(3) 结合学生的反馈对课程内容进行改进
四、总结
本课程介绍了虚拟现实技术，包括虚拟现实的历史、技术原理、应用
领域以及如何实际应用虚拟现实。
希望通过本课程，学生能够了解虚拟现实技术，培养他们的动手实践能力，发挥自己的创造力。
虚拟现实教案设计方案模板
一、教学目标1. 知识与技能：（1）了解虚拟现实技术的概念、原理和发展历程；（2）掌握虚拟现实技术的应用领域和实际案例；（3）学会使用虚拟现实设备进行教学和演示。
2. 过程与方法：（1）通过观看虚拟现实视频、参观虚拟现实实验室，激发学生对虚拟现实技术的兴趣；（2）通过分组讨论、角色扮演等活动，提高学生的团队协作能力；（3）通过实际操作，培养学生的动手能力和创新能力。
3. 情感态度与价值观：（1）培养学生对虚拟现实技术的热爱和关注；（2）激发学生对科学探索的热情，树立创新意识；（3）培养学生具有社会责任感，关注虚拟现实技术在教育领域的应用。
二、教学重点与难点1. 教学重点：（1）虚拟现实技术的概念、原理和应用领域；（2）虚拟现实设备的操作和使用方法；（3）虚拟现实技术在教育领域的应用案例。
2. 教学难点：（1）虚拟现实技术的原理和实现方式；（2）虚拟现实设备在实际教学中的应用技巧；（3）如何将虚拟现实技术与其他学科知识相结合。
三、教学过程1. 导入新课（1）播放虚拟现实视频，让学生了解虚拟现实技术的基本概念；（2）展示虚拟现实技术在教育领域的应用案例，激发学生的学习兴趣。
2. 新课讲解（1）讲解虚拟现实技术的原理和发展历程；（2）介绍虚拟现实技术的应用领域，如教育、游戏、医疗等；（3）讲解虚拟现实设备的操作和使用方法。
3. 课堂活动（1）分组讨论：让学生分组讨论虚拟现实技术在教育领域的应用优势；（2）角色扮演：让学生扮演虚拟现实技术的开发者、使用者等角色，进行角色扮演活动；（3）实际操作：让学生分组进行虚拟现实设备的操作练习，熟悉设备的使用方法。
4. 案例分析（1）展示虚拟现实技术在教育领域的成功案例，如虚拟实验室、虚拟课堂等；（2）分析案例中的关键技术、实施方法和效果评价。
5. 总结与反思（1）总结本节课所学内容，强调虚拟现实技术在教育领域的应用价值；（2）引导学生反思虚拟现实技术在教育领域的挑战和机遇；（3）布置课后作业，让学生结合所学知识，设计一个虚拟现实教学方案。
虚拟现实概论(PDF 97页)
美国1995年出品的科幻片 《钟尼记忆术》中的一个片断
前言
虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）是在计算机图形学、计 算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术以及传感技术的基础上 发展起来的交叉学科，由于它生成的视觉环境是立体的、音效是立 体的，人机交互是和谐友好的，因此虚拟现实技术将可以改变人与 计算机之间枯燥、生硬和被动的现状，即计算机创造的环境将人们 陶醉在流连忘返的工作环境之中。
80年代，美国宇航局（NASA）及美国国防部组织了一系列有关 虚拟现实技术的研究，并取得了令人瞩目的研究成果，从而引起了 人们对虚拟现实技术的广泛关注。1984年，NASA Ames研究中心虚 拟行星探测实验室组织开发了用于火星探测的虚拟环境视觉显示器， 将火星探测器发回的数据输入计算机，为地面研究人员构造了火星 表面的三维虚拟环境。
两个方面含义：
第一是计算机生成的虚拟环境必 须是能给人提供多种感觉的感官刺激 的环境，能让人有“沉浸”的感觉，现 在的技术水平，虚拟现实通常由视觉、 听觉和触，因此人机交互是虚 拟现实的核心。
本章内容：
1、虚拟现实技术的由来及发展； 2、虚拟现实的定义； 3、虚拟现实的概念模型； 4、虚拟现实的基本特征； 5、虚拟现实分类 6、虚拟现实系统的主要技术构成； 7、硬件构成； 8、VR系统的体系结构 9、VR的研究内容 10、增强现实 11、虚拟现实的应用领域 12、国内外虚拟现实技术的研究现状
虚拟现实技术的由来
• 虚拟现实技术的提出
1965年计算机图形学的奠基者Ivan Sutherland 发表 了“ The Ultimate Display” 论文，提出了一种全新的 图形显示技术。他在论文中提出使观察者直接沉浸 在计算机生成的三维世界中，而不是通过窗户（计 算机屏幕）来观察。
虚拟现实概论(PPT 34页)
1.8 虚拟现实技术的研究现状
国内的研究现状
我国从20世纪80年代起开始研究VR技术。虽然起步较晚， 但近年来政府有关部门非常重视，制定了开展VR技术的 研究计划，并将其列入国家重点研究项目。国内的一些 科学家和重点院校也已积极投入了对这一领域的研究。
对适当的应用对象加上虚拟现实的创意和想象力 ，可以大幅度提高生产效率、减轻劳动强度、提 高产品开发质量。
1.5 虚拟现实与三维动画的区别（1）
真实性
三维动画－－场景画面由动画制作人员根据材料或想象直接
画制而成，与真实的环境和数据有较大的差距，属于演示类艺 术作品。
虚拟现实－－虚拟环境由基于真实数据建立的数字模型组合
1.2 虚拟现实技术的发展史
1972年，Nolan Bushnell开发出第一个交互式电子游 戏Pong
1977年，Dan Sandin、Tom DeFanti和Rich Sayre研制 出第一个数据手套——Sayre Glove
20世纪80年代，美国国家航空航天局（NASA）组织了 一系列有关VR技术的研究 ：
1.6 分布式虚拟现实 Distributed Virtual Reality
概念
在互联网上构建一个逼真而互动的三维虚拟空间
特点
分布于不同地理位置的多台计算机通过网络互联 允许多用户之间进行实时互动
实 物 虚 化
虚 物 实 化
人
虚 物 实 化
计 算 机
计算机网络
计 算 机
实 物 虚 化
VR技术最主要的特征。 影响沉浸感的主要因素包括多感知性、自主性、
三维图像中的深度信息、画面的视野、实现跟踪 的时间或空间响应及交互设备的约束程度等 。
虚拟现实讲课教案设计方案
虚拟现实讲课教案设计方案教案标题：虚拟现实讲课教案设计方案一、教学目标：1. 了解虚拟现实技术的概念和应用领域。
2. 掌握虚拟现实技术的基本原理和工作原理。
3. 能够分析虚拟现实技术对教育的影响和价值。
4. 学会运用虚拟现实技术进行教学设计和创新。
二、教学内容：1. 虚拟现实技术的定义和发展历程。
2. 虚拟现实技术的基本原理和工作原理。
3. 虚拟现实技术在教育领域的应用案例和效果评估。
4. 如何运用虚拟现实技术进行教学设计和创新。
三、教学步骤：第一步：导入（5分钟）1. 创造一个引起学生兴趣的场景，比如介绍虚拟现实技术在游戏中的应用。
2. 引导学生思考虚拟现实技术对教育的可能应用。
第二步：讲解虚拟现实技术（15分钟）1. 介绍虚拟现实技术的定义和发展历程。
2. 解释虚拟现实技术的基本原理和工作原理。
3. 展示一些虚拟现实技术的应用案例，并讨论其效果和价值。
第三步：分组讨论（15分钟）1. 将学生分成小组，让他们讨论虚拟现实技术在教育中的应用。
2. 每个小组选择一个应用场景，并设计一个基于虚拟现实技术的教学活动。
第四步：小组展示和讨论（15分钟）1. 每个小组展示他们设计的教学活动，并解释其目的和效果。
2. 学生互相评价和讨论各组设计的教学活动。
第五步：总结和反思（10分钟）1. 总结虚拟现实技术在教育中的应用和优势。
2. 让学生思考如何将虚拟现实技术运用到自己的学习和教学中。
四、教学资源和评估：1. 虚拟现实技术的相关视频、图片和案例。
2. 学生小组设计的教学活动。
3. 学生的参与度和讨论质量。
五、教学扩展：1. 鼓励学生进一步研究虚拟现实技术在其他领域的应用。
2. 组织学生参观虚拟现实技术相关的展览或活动。
3. 鼓励学生使用虚拟现实技术进行自主学习和创作。
六、教学反思：1. 教学目标是否明确，学生是否能够达到预期的学习效果？2. 教学步骤是否合理，能否激发学生的学习兴趣和积极参与？3. 学生的反馈和讨论是否充分，是否能够促进学生的思考和创新能力？以上是一个关于虚拟现实讲课教案设计方案的示例，根据具体教学要求和学生群体的特点，可以进行适当的调整和改进。
虚拟现实技术概论教案
虚拟现实技术概论教案第一章：虚拟现实技术简介1.1 课程目标了解虚拟现实技术的概念、发展历程和应用领域。
1.2 教学内容1.2.1 虚拟现实技术的定义1.2.2 虚拟现实技术的发展历程1.2.3 虚拟现实技术的应用领域1.3 教学方法采用讲授法，结合案例分析，让学生了解并掌握虚拟现实技术的基本概念和发展状况。
1.4 教学活动1.4.1 导入：介绍虚拟现实技术的定义1.4.2 讲解：分析虚拟现实技术的发展历程和应用领域1.4.3 案例分析：让学生通过案例了解虚拟现实技术的应用1.5 作业与评估要求学生课后总结虚拟现实技术的发展历程，并在下一节课上进行分享。
第二章：虚拟现实技术的原理与技术2.1 课程目标了解虚拟现实技术的原理，掌握虚拟现实技术的关键技术。
2.2 教学内容2.2.1 虚拟现实技术的原理2.2.2 虚拟现实技术的关键技术2.3 教学方法采用讲授法，结合实验演示，让学生了解虚拟现实技术的原理和关键技术。
2.4 教学活动2.4.1 讲解：介绍虚拟现实技术的原理2.4.2 实验演示：展示虚拟现实技术的关键技术2.5 作业与评估要求学生课后总结虚拟现实技术的关键技术，并在下一节课上进行分享。
第三章：虚拟现实系统的组成与分类3.1 课程目标了解虚拟现实系统的组成，掌握不同类型的虚拟现实系统。
3.2 教学内容3.2.1 虚拟现实系统的组成3.2.2 虚拟现实系统的分类3.3 教学方法采用讲授法，结合实物展示，让学生了解虚拟现实系统的组成和分类。
3.4 教学活动3.4.1 讲解：介绍虚拟现实系统的组成3.4.2 实物展示：展示不同类型的虚拟现实系统3.5 作业与评估要求学生课后总结虚拟现实系统的分类，并在下一节课上进行分享。
第四章：虚拟现实技术的应用领域4.1 课程目标了解虚拟现实技术在不同领域的应用，掌握虚拟现实技术的产业现状。
4.2 教学内容4.2.1 虚拟现实技术在娱乐领域的应用4.2.2 虚拟现实技术在教育领域的应用4.2.3 虚拟现实技术在医疗领域的应用4.2.4 虚拟现实技术的产业现状与发展趋势4.3 教学方法采用讲授法，结合案例分析，让学生了解虚拟现实技术在不同领域的应用及产业发展情况。
虚拟现实课件学习教案
医疗领域
利用虚拟现实技术进行手术模 拟、康复训练、医学教育等。
游戏娱乐领域
利用虚拟现实技术制作游戏、 电影等娱乐产品，提供沉浸式
的娱乐体验。
工业领域
利用虚拟现实技术进行产品设 计和制造过程的模拟，提高生
产效率和质量。
03
虚拟现实课件制作与设计
虚拟现实课件制作流程
内容设计
根据需求分析结果，设计虚拟 现实课件的内容，包括场景、 角色、交互等。
根据学习者的反馈和教学效果，持续更新 和改进虚拟现实课件的内容和设计，提高 教学效果和学习体验。
05
虚拟现实技术在教育领域 的应用与挑战
虚拟现实技术在教育领域的应用与挑战
• ﹪凿 = 矇 >这只是 >Marshall
• ↑无忧 |*odel >ecz >浪 • zulch = eeee >组织部长的浪 > 涎[reliable = 透过所带来的早晚 你我 >浪 [reliable = 透过 >两个字 >浪 >浪 >两个
前景
随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，虚拟现 实技术将会在未来发挥更加重要的作用。未来，虚拟 现实技术将会更加注重用户体验和交互性，实现更加 自然、真实的人机交互。同时，虚拟现实技术也将会 与其他领域进行更加紧密的融合，如增强现实、混合 现实等，为人们的生活和工作带来更多的便利和创新 。
02
numbers只在 other 型企业 Co.bbbb oneway, =ilaquo , 说服 aaaaaaaaaa 点了点头 闻起来 like产cible, 1发起挑战 the发起挑战, old金山打字两个小时 紧接着 歇 imple
06
(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
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XXXXXXXXXX学院教案
院（部）XXXXXXX
教师姓名XXXXX
课程名称虚拟现实概论
授课班级XXXXXXXXXX
总时数32
本学期时数32
场景上进行增强。
二、三维注册技术
注册：
为了实现虚拟信息和真实环境的无缝结合，必须将虚拟信息显示在现实世界的正确位置，这个定位的过程就是注册
注册的任务：
（1）实时检测用户头部佩戴摄像头的位置和用户视线的方向。
（2）根据检测信息计算出虚拟信息在投影平面中所在的位置。
（3）将这些信息显示在用户视野的正确位置。
性能指标：
衡量一个AR系统注册技术的性能指标有：
（1）精度
（2）分辨率
（3）响应时间
（4）鲁棒性
（5）跟踪范围
AR系统应该具有高精度、高分辨率、延迟小、跟踪范围大，鲁棒性好等特性。
分类：
三、标定技术
标定的概念：
标定技术是确定摄像机的光学参数、几何参数、摄像机相对于世界坐标系的方位以及与世界坐标系的坐标转换。
标定的任务：
标定的任务就是确定各系统相对真实世界的坐标系变换的关系。
虚实匹配的关键要确定虚拟对象的每个点在真实场景的投影坐标，核心工作就是确定个坐标系之间的转换关系。
第三节移动增强现实技术
一、移动增强现实
移动增强现实（Mobil Augemented Reality，简称MAR）：增强现实技术在移动设备终端（如平板电脑、手机等）上的应用。
如虚拟手表的试戴，当用手机（含AR相应的软件）对准手腕时，可以选择喜欢的手表的款式，进行试戴，观察试戴效果，已决5分钟5分钟5分钟
定是否购买。
传统AR与移动AR的特征对比二、移动增强现实体系架构
第四节增强现实的开发工具
AR不是通过摄像头拍摄产生的，准确的说，AR的应用调用了摄像头。
AR的开发软件有很多，如Unity 3D、Flash、C++等。
此外，AR 的开发还需要借助专门的SDK（软件开发包）。
常用的AR系统开发工具包有ARToolKit、Vuforia、Opencv等。
一、Artookit简介
ARToolKit是一套基于C语言的增强现实系统开发包。
主要特点是基于标识物的视频检测。
摄像机初始化后，通过识别标识物，将识别后的结果与标识物模板进行匹配，计算其位置姿态，将模板库中的虚拟对象“放置”在现实场景中合适准确的位置上。
二、Vuforia简介
Vuforia是一款专门针对移动设备的增强现实软件开发包。
具有跨平台特点，并且支持iOS和Android，此外还支持Unity3D扩展插件。
开发者可以使用当今主流的移动游戏引擎Unity3D来实现跨平台开发。
第五节增强现实的主要应用领域
增强现实技术的主要应用领域包括娱乐游戏领域、军事领域、教育领域、医疗领域、电子商务领域、HUD领域、产品装配领域等。
娱乐游戏领域：
AR游戏可以让位于不同地点的玩家，结合GPS和陀螺仪，以真实世界为游戏背景，加入虚拟元素，使游戏虚实结合。
军事领域：
军队可以利用AR技术，创造出虚拟坐标以及所在地点的地理数据，帮助士兵进行方位的识别，获得实时所在地点的地理数据5分钟5分钟5分钟
等重要军事数据。
教育领域：
AR可以将静态的文字、图片读物立体化，增加阅读的互动性、
趣味性。
医疗领域：
医生可以利用AR技术，在患者需要手术部位创造虚拟坐标，进行手术部位的精确定位。
产品装配领域：
通过头戴显示器将多种辅助信息显示给用户，包括虚拟仪表的面板、设备的内部结构、设备零件图等。
HUD领域：
平视显示器简称HUD，是目前普遍运用在航空器上的飞行辅助仪器，利用光学投影的原理，将重要的飞行相关资讯投射在一片玻璃上面。
HUD是一种AR技术，目前部分高端车型开始配备。
第六节增强现实技术未来发展趋势
阅读理解，课堂小结。
5分钟5分钟。