交互式教学系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种交互式教学系统。该交互式教学系统包括一云端服务器、一控制装置、一体感器、一系统装置、以及一第一屏幕。云端服务器用以储存素材数据。控制装置用以自云端服务器下载素材数据，通过一用户接口根据素材数据产生以及输出对应于一虚拟情境剧本的多个虚拟情境场景，以及控制虚拟情境场景的一展演进度。体感器用以朝一第一方向获取并输出对应于至少一用户的多个动作影像。系统装置用以将动作影像嵌入虚拟情境场景中，并产生多个最终虚拟情境场景。第一屏幕与系统装置连接，并朝第一方向播放最终虚拟情境场景。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种交互式教学系统，且特别涉及将表演者的影像嵌入虚拟现实场景中并同步播放给表演者观看的交互式教学系统。
技术介绍
在传统教学当中，部分的教师会使用剧场表演的方式让学生能够融入课本的情境中，以提高学生的学习效率。而于教室中传统的剧场表演课程，通常必须先根据情境剧本搭建不同的场景，再让学生扮演其中的角色以体验当下的情境。然而，在资源以及时间有限的情况下，将无法有效地营造出适当的情境，且表演者亦无法实时地看到自己的表演情况，并根据表演情况做改善，使得学习的效果有限。因此，如何以更有效率的方式来呈现情境剧本以提高学习效果为目前所需解决的问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提供一种交互式教学系统，包括一云端服务器、一控制装置、一体感器、一系统装置、以及一第一屏幕。云端服务器用以储存素材数据。控制装置用以自云端服务器下载素材数据，通过一用户接口根据素材数据产生以及输出对应于一虚拟情境剧本的多个虚拟情境场景，以及控制虚拟情境场景的一展演进度。体感器用以朝一第一方向获取并输出对应于至少一用户的多个动作影像。系统装置用以将动作影像嵌入虚拟情境场景中，并产生多个最终虚拟情境场景。第一屏幕与系统装置连接，并朝第一方向播放最终虚拟情境场景。附图说明图1是显示根据本技术一实施例所述的交互式教学系统的方块图。图2是显示根据本技术一实施例所述的交互式教学系统的示意图。图3A是显示根据本技术一实施例所述的一般虚拟情境场景的示意图。图3B是显示根据本技术一实施例所述的多层幕虚拟情境场景的示意图。图4A、4B是显示根据本技术另一实施例所述的多层幕虚拟情境场景的示意图。图5是显示根据本技术一实施例所述的交互式教学方法的流程图。附图标记说明：100～交互式教学系统110～云端服务器120～控制装置130～体感器140～系统装置150～第一屏幕106～第二屏幕210、210A、210B、210C～定位装置220～平台250、451、452～表演者311～背景312、322、451’、452’～用户的动作影像315～一般虚拟情境场景321、410～背景323、420～前景物件325、400～多层幕虚拟情境场景S501～S507～步骤流程具体实施方式有关本技术的系统适用的其他范围将于接下来所提供的详述中清楚易见。必须了解的是下列的详述以及具体的实施例，当提出有关交互式教学系统的示范实施例时，仅作为描述的目的以及并非用以限制本技术的范围。图1是显示根据本技术一实施例所述的交互式教学系统100的方块图。交互式教学系统100包括一云端服务器110、一控制装置120、一体感器130、一系统装置140、一第一屏幕150、以及一第二屏幕160。云端服务器110可为具有一服务器地址的网络硬盘或者云端空间，例如一般网络硬盘、Dropbox、GoogleDrive等，用以储存素材数据。其中，素材数据可包括范例剧本、背景、前景物件、音效、以及台词等。控制装置120可为任何便携式电子装置，包括但不局限于手持计算机(handheldcomputer)、平板计算机(tabletcomputer)、移动电话(mobilephone)、媒体播放器(mediaplayer)、个人数字助理(PersonalDigitalAssistant，PDA)或其它类似装置等，用以自云端服务器110下载素材数据，通过一用户接口根据素材数据产生以及输出对应于一虚拟情境剧本的多个虚拟情境场景，并可控制虚拟情境场景的展演进度。体感器130可为由RGB摄影机以及红外线发射器以及红外线CMOS摄影机等所构成的深度传感器组成的网络摄影机，例如Kinect等，用以捕捉至少一表演者的肢体动作以及进行脸部辨识等。系统装置140可为具有中央处理器、内存、周边接口、以及通信模块等模块所组成的电子装置，例如桌面计算机、笔记本电脑等，用以通过通信模块与控制装置120连接以下载虚拟情境据本，以及将用户的动作影像与虚拟情境场景结合，并将产生的多个最终虚拟情境场景输出至显示屏幕或者回馈给控制装置120。第一屏幕150与系统装置140连接，可为液晶显示屏幕、投影幕等，并朝表演者的方向播放最终虚拟情境场景。图2是显示根据本技术一实施例所述的交互式教学系统100的示意图。如图2所示，第一屏幕150以及系统装置140是架设于一平台220上，体感器130是架设于第一屏幕150上，而表演者250是位于一定位装置210上并朝向第一屏幕150的方向，使得体感器130可捕捉表演者250的肢体动作以及进行脸部辨识等。其中，定位装置210可由指示灯(例如LED灯)以及地垫构成、或者可为一投射装置，并通过有线或者无线的方式与系统装置140连接，用以利用指示灯显示定位点或者通过投射装置投射定位点的方式以作为舞台定位的功能，即可根据虚拟情境场景的对话内容控制定位点的显示以指示表演者250的表演位置。值得注意的是，尽管平台220于图2中为一固定桌子，但亦可为活动式展示平台，且第一屏幕150以及系统装置140是可收纳于其中。根据本技术一实施例，使用者是可通过交互式教学系统100呈现可与表演者互动的一学习剧场。首先，使用者先自云端服务器110下载素材数据至控制装置120。接着，用户可决定直接套用素材数据中的范例剧本或者通过一编辑接口根据素材数据中的背景、前景物件、音效、以及台词等进行情境剧本的设计。其中，情境剧本中的虚拟情境场景更可包括一般虚拟情境场景以及多层幕虚拟情境场景。一般虚拟情境场景是指仅由背景、音效、以及台词等所构成的虚拟情境场景。举例来说，如图3A所示，一般虚拟情境场景315是由背景311以及表演者的动作影像312所构成，而其所对应的最终虚拟情境场景的呈现方式即为将表演者的动作影像312直接叠加至背景311上。然而，多层幕虚拟情境场景是指由背景、前景物件、音效、以及台词等所构成的虚拟情境场景。举例来说，如图3B所示，多层幕虚拟情境场景325是由背景321、表演者的动作影像322、以及前景物件323所构成，而其所对应的最终虚拟情境场景的呈现方式即为表演者的动作影像322是将显示介于背景321以及前景物件323之间。此外，根据本技术另一实施例，系统装置140更可根据体感器130所捕捉到表演者的相对位置或者表演者位于定位装置210上的位置决定多层幕虚拟情境场景。举例来说，通过体感器130的深度传感器判断表演者与体感器130之间的相对距离或者通过定位装置210上对应于不同区域的传感器(例如第一传感器是设置于定位装置210的第一区210A中、第二传感器是设置于定位装置210的第二区210B中以及第三传感器是设置于定位装置210的第三区210C中)判断表演者位于定位装置210上的位置，以决定表演者的影像所对应的层幕。其中，上述的传感器可为压力传感器或者超声波传感器等。如图4A所示，表演者451以及表演者452是分别站立于定位装置210上的第一区210A以及第三区210C。于此实施例中，多层幕虚拟情境场景包括四个层幕，定位装置210的第一区210A以及第三区210C是分别对应至多层幕虚拟情境场景的第一层幕以及第三层幕，以及背景410与前景物件420是分别对应至多层幕虚拟情境本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交互式教学系统，其特征在于，包括：一云端服务器，用以储存素材数据；一控制装置，用以自上述云端服务器下载上述素材数据，通过一用户接口根据上述素材数据产生以及输出对应于一虚拟情境剧本的多个虚拟情境场景，以及控制上述虚拟情境场景的一展演进度；一体感器，用以朝一第一方向获取对应于至少一用户的多个动作影像；一系统装置，用以将上述动作影像嵌入上述虚拟情境场景中，并产生多个最终虚拟情境场景；以及一第一屏幕，与上述系统装置连接，并朝上述第一方向播放上述最终虚拟情境场景。

【技术特征摘要】
1.一种交互式教学系统，其特征在于，包括：一云端服务器，用以储存素材数据；一控制装置，用以自上述云端服务器下载上述素材数据，通过一用户接口根据上述素材数据产生以及输出对应于一虚拟情境剧本的多个虚拟情境场景，以及控制上述虚拟情境场景的一展演进度；一体感器，用以朝一第一方向获取对应于至少一用户的多个动作影像；一系统装置，用以将上述动作影像嵌入上述虚拟情境场景中，并产生多个最终虚拟情境场景；以及一第一屏幕，与上述系统装置连接，并朝上述第一方向播放上述最终虚拟情境场景。2.如权利要求1所述的交互式教学系统，其中上述素材数据报括剧本、背景、...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国栋，黄得原，黄琪雯，范易诠，罗元甫，
申请(专利权)人：国立中央大学，
类型：新型
国别省市：中国台湾;71