VR虚拟实现-workshop-周明全-虚拟教育与V-learning

基础条件和优势
1.团队情况 2.团队优势
各类先进仪器设备
在“985工程”和“211工程”的支持下，累计投资重要设备达 千万元，建成了7个系列专业实验室；
（1）三维数据采集设备
手持式三维激光扫描仪
来自百度文库
三维激光真彩扫描仪
（2）二维数据采集设备
手持式真彩扫描仪
专业图像采集环境
日本索尼照相设备 二维图象扫描设备
解决方案：
基于虚拟现实及可视化技术的职业教育教学模式
D-Learning E-Learning M-Learning
V-Learning
1虚 习，拟客学观习方：工法用程进可行视中真化实的心评方基价法。表本述情学习况内容，在虚拟现实环境中交互学
可视化技术：
视觉来认知信息占 83%，其余感官的获取量 占17%； 视觉信息持久性更长； See the Unseen；
教学内容的知识可视化技术 Scientific visualization technology
教学环境的虚拟化（Wile) Visualization and Virtual reality Learning Environment
教学过程的交互化
教学评价的客观化
专业知识 的课堂可 视化教学
模式
虚实结合 的实验及 实践教学
电子白板与手持设备的同步
基础条件和优势
虚
1. 团队情况
拟
环
2.团队优势
境
3.已有工作
中
浏
览
化学分子及蛋白分子模型资源
基础条件和优势
1. 团队情况 2.团队优势 3.已有工作
自然环境的真实模拟
基础条件和优势
1. 团队情况 2.团队优势 3.已有工作
10万个三维模型的三维模型数据库
基础条件和优势
云服务
数字化 模块
三维数字 建模模块
平台
虚拟现实 环境设计
模块
虚拟现实 3D显示
模块
动画艺术 制作模块
三维模型 实体制造
模块
维乐系统模块
1基础条件和工优程势中心情况
教育部虚拟现实应用工程中心
1.团队情况
文化遗产数字化保护北京市重点实验室
实验室
（1）三维数据采集与制造实验室 （2）三维模型智能处理实验室 （3）人机交互实验室 （4）混合现实实验室 （5）高性能计算与可视化实验室 （6）虚拟现实演播室 （7）虚拟可视化教室
1.技术路线
B 关键技术–教学过程人机交互化方法
教学过程人 机交互化方
法
教师的交互方法
• 人机 交互 模型
• 交互 原语 描述
• 交互 任务 构造
学生的交互方法
• 原语：指点、选择、操作、浏览、字 符、系统状态转换；
• 任务：虚拟场景漫游、三维内容选择、 三维空间操作、虚拟板书设计；
1 工程中心基本情况 项目技术方案(知识可视化、场景虚拟化、过程交互化、评价客观化)
1.技术路线
B 关键技术–教学环境虚拟场景化方法
教学模型 云平台建
设
教学模型的存储 教学模型的管理
云平台的构建
教学环境虚 拟场景化方
法
教学模型 资源的检
索方法
教学环境 虚拟场景 的构建方
法
图像、模型、文本多 种方法
基于语义的 基于草图 基于图像 教师交互
1 工程中心基本情况 项目技术方案(知识可视化、场景虚拟化、过程交互化、评价客观化)
石器时代、青铜器时代、农业时代、工业时代、 信息时代
由科学技术决定的。 教育是在一定的社会背景下发生的促使个体的社
会化和社会的个性化的实践活动。
上层建筑，经济基础，社会意识形态 两者的这种相互作用表现为上层建筑必须适合经
济基础发展状况的规律。一切社会形态都是上层 建筑和经济基础具体历史的统一。
模型
教学模式
职业技术 的碎片化 移动教学
模式
实践教学的 远程在线教
学模式
职业场景的 可视化体验 教学模式
1项目技术工方程案中心基本情况
1.技术路线
A 虚拟学习——维乐（WLe）创意教学系统
2.可行性
虚拟现实技术先进性; 相 关 教 学 与 学 习 理 论 的 研究； 相 关 的 教 学 媒 体 理 论 研 究;
我们推出一种基于虚拟现实技术的职业技术 教 育 教 学 模 式 ： 维 乐 (WiLe) 学 习 系 统 （ Visualization and Virtual reality for Learning，WiLe)。
教学内容可视化， 教学环境虚拟化， 教学过程交互化， 教学评价客观化。
研究面向现代技术教育的虚拟现实的理论和 方法，解决实现中的关键技术问题，缩小“ 教育数字鸿沟”，进而提升学生素质培养， 能力培养，带动中国教育理念、教育方法、 教学方式的革命。
信息时代的教育必须依靠信息科技； 计算机与教育的结合带来人类时代的进步； 可视化学习是信息时代学习的主要方法，前沿技
术； 利用虚拟现实和可视化技术的学习模式必将促进
教育的发展。
1 工程中心基本情况
谢 谢！
God, who save Students and teachers !?
政府报告明确提出要减轻中小学课业负担。
在近一百年来，学生接受的知识或者信息量急剧 增加。 从出版的教材看， 民国13年-37年（1924年-1948年）：初小8种； 高小：17种 49年-76年：57种 2006年秋季：小学教学用书目录：81个出版社， 约5400种。
学科：基础学科； 数学：解析几何、投影几何； 物理：基于牛顿力学的运动，基于物理属性事物； 化学：分子、蛋白的三维结构； 生物：沙漠——绿洲，四季变化，树木生长； 自然地理：天文太阳系； 设计：3D模型打印和设计；
基础条件和优势
1. 团队情况 2.团队优势 3.已有工作
自主开发的电子白板软件系统
电子白板
我们处在一个信息爆炸的时代，而实施的教育方法、 教育技术、教育理念均是传统的。采用传统方法，企 图将传统教育数以千倍的知识传递给教育对象，正是 导致今日教育负担过重，学校、教师、学生陷入教育 尴尬境地的原因之一。
3. 就业工作难
时代的教育需求
人类发展的时代：由科技、文化发展决定人类发 展的一个时期。
1. 团队情况 2.团队优势 3.已有工作
三维模型
立体几何软件
三维模型的三视图
三视图的线框模型
二维三视图
基础条件和优势 语文课中基于语义的建模虚拟化建模
1. 团队情况 2.团队优势 3.已有工作
语义分词计算
本体建立
本体推理
相似 度计 算
基础条件和优势
利用3D打印设备完成实物模型的制造
1. 团队情况 2.团队优势 3.已有工作
虚拟教育与 V-Learning
周明全教授
教育现状
1. 优质教育资源紧缺：（教育鸿沟） 我国现有基础教育的学生2.5亿、教师和教育工作者 1500万、学校近60万所。60％的中小学生和教师分布 在农村和西部、贫困地区。
2. 学生负担重
Students going to school? (cartoon, real life? overweight?)
B
1.技术路线
教学内容知识 可视化方法
关键技术–教学内容知识可视化方法
数字教学资源的 建模方法
实物教学资源的 生成方法
基于三维扫描 医学影像数据
参数方程 序列图像 模型共享下载
3D打印技术
知识的可视化方 法
可视化技术
1 工程中心基本情况 项目技术方案(知识可视化、场景虚拟化、过程交互化、评价客观化)
1.技术路线
B 关键技术–教学效果的客观真实化评价方法
教学效果的客观 真实化评价方法
基于3D打印和可视化实验结果的教学效果的客 观
基于可视化的质量评价方法
学生听课注意力的反馈评估
1项目技术工方程案中心基本情况
1.技术路线
c 应用示范–基于虚拟现实技术的职业教育教学模式
虚拟学习V-learning（Virtual-learning）
教学内容可视化； 可视化结果客观 评价教学效果；
虚拟现实技术：
Immersion
虚拟现实3I特性激发 学习者的主动性和创造 性； 培养学习者的创造性 思维，提高教育和学习
Virtual Reality
Interactive Imagination
效率；
V-learning项目简介
1.立项依据 2.项目目标
基础条件和优势
1.团队情况 2.团队优势
各类先进仪器设备
在“985工程”和“211工程”的支持下，累计投资重要设备达 千万元，建成了7个系列专业实验室；
（3）各类显示终端
双通道环幕
（4）各类交互设备
触控式电视
裸眼显示器
力反馈设备
数据手套
WII
Kinect交互设备
基础条件和优势
1. 团队情况 2.团队优势 3.已有工作
1V-learn工in程g项中目心简基介本情况
国内外研究现状
地球计划 （美国）
教育VR工程 （英国）
虚拟世界中的 虚拟学习（新
加坡）
基础教育虚 拟化（台湾）
虚拟现实教 育提升（非
洲）
1V-learn工ing程项中目心简介基本情况
1.立项依据 2.项目目标 3.研究内容
1 工程中心基本情况 项目技术方案(知识可视化、场景虚拟化、过程交互化、评价客观化)
1V-learn工ing程项中目心简介基本情况
现状：
1.立项依据
从远程学习（D-Learning）、电子学习（E-Learning）、移 动学习（M-Learning）MOOCS等学习形式逐渐应用。
不足：
缺乏情境感，没有沉浸感； 教学内容和知识缺乏可视化展示； 教学内容固定，难以加入自己的想法； 教学过程缺乏交互（教师与学生&学生与学生&学生与环境)； 教学模式及评价方法有待提高；