智慧教育物理环境系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种智慧教育物理环境系统，包括用于展示教学内容的展示系统、用于教师操作演示的讲授系统、用于虚拟演示实训实验信息的VR实训实验系统、用于虚拟现实显示的CAVE系统以及用于收录教学现场视频的录播系统；所述展示系统、讲授系统、VR实训实验系统、CAVE系统和录播系统通过物联网平台与教学综合服务系统通信连接。本申请以智慧教育理论为基础，次用以互联网、物联网、大数据、人工智能、虚拟仿真及VR等技术，建立全息智慧教室形成教育的物理环境，通过将教学内容全程可视化，使用户可以针对教学重点、难点，方便快捷地制作出来VR教学内容，用于形象教学和交互式教学。

The Physical Environment System of Intelligent Education

The utility model discloses a physical environment system for intelligent education, which includes a display system for displaying teaching contents, a lecture system for teachers'operation demonstration, a VR training experimental system for virtual demonstration experimental information, a CAVE system for virtual reality display and a recording and broadcasting system for recording on-site video of teaching. The training experiment system, CAVE system and recording and broadcasting system are connected with the teaching integrated service system through the Internet of Things platform. This application is based on the theory of wisdom education. Secondly, it uses Internet, Internet of Things, Big Data, Artificial Intelligence, Virtual Simulation and VR technology to build a holographic wisdom classroom and form a physical environment for education. By visualizing the teaching content throughout the course, users can easily and quickly produce VR teaching content for image teaching and interactive teaching. \u3002

【技术实现步骤摘要】
智慧教育物理环境系统
本技术涉及一种智慧教育物理环境系统。
技术介绍
智慧教育物理环境系统是由物理环境、网络环境、人为环境等多种要素共同构成的,通过虚实融合、系统集成、联接社群、无缝切换、多终端访问等方式相互连接，共同构成一个完整统一、灵活多样的教育环境。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种智慧教育物理环境系统，利用该系统可实现形象教学和交互式教学，以提高学生的沉浸感，进一步提高教学效率和学习效率。为解决上述技术问题，本技术提供一种智慧教育物理环境系统，包括用于展示教学内容的展示系统、用于教师操作演示的讲授系统、用于虚拟演示实训实验信息的VR实训实验系统、用于虚拟现实显示的CAVE系统以及用于收录教学现场视频的录播系统；所述展示系统、讲授系统、VR实训实验系统、CAVE系统和录播系统通过物联网平台与教学综合服务系统通信连接。进一步地，所述展示系统包括全息黑板和3D立体投影设备。进一步地，所述全息黑板包括拼接在一起的第一3D显示屏和电子白板。进一步地，所述讲授系统包括全息操作台、设置在所述全息操作台内的中央处理器、设置在所述全息操作台上的与所述中央处理器连接的第二3D显示屏、与所述中央处理器通信连接的音响系统和无线话筒。进一步地，所述讲授系统还包括与所述中央处理器连接的用于获取教室演示或操作视频的红外动作捕捉设备。进一步地，所述VR实训实验系统包括虚拟环境处理器，与所述虚拟环境处理器通信连接的无线虚拟实现头盔和手持无线操作手柄和红外位置感应器。进一步地，所述CAVE系统包括背投影墙、地投影幕布和三维跟踪器。进一步地，所述录播系统包括视频采集设备和与所述视频采集设备连接的视频采集控制屏。进一步地，所述视频采集设备为高清自动跟踪摄像机。进一步地，该智慧教育物理环境系统还包括通过物联网平台与教学综合服务系统通信连接PC终端和移动终端。本技术的有益效果为：本申请以智慧教育理论为基础，次用以互联网、物联网、大数据、人工智能、虚拟仿真及VR等技术，建立全息智慧教室形成教育的物理环境，通过将教学内容全程可视化，使用户可以针对教学重点、难点，方便快捷地制作出来VR教学内容，用于形象教学和交互式教学。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为本技术一个实施例的原理图。具体实施方式如图1所示的智慧教育物理环境系统，包括用于展示教学内容的展示系统、用于教师操作演示的讲授系统、用于虚拟演示实训实验信息的VR实训实验系统、用于虚拟现实显示的CAVE系统以及用于收录教学现场视频的录播系统；所述展示系统、讲授系统、VR实训实验系统、CAVE系统和录播系统通过物联网平台与教学综合服务系统通信连接。下面分别对智慧教育物理环境系统的各子系统进行详细描述：所述展示系统包括全息黑板和3D立体投影设备，并且，所述全息黑板包括拼接在一起的第一3D显示屏和电子白板。本申请中的展示系统是一款包括巨型的全息黑板及3D立体投影设备混合显示系统,全息黑板由两块79寸大屏拼接组成横向约3.6米，纵向约1.1米的显示区域。其中一块显示屏是分辨率为超高清4K的不闪式圆偏光3D显示屏，另一块屏为支持十点触控的79寸电子白板。而电子白板具备写、画功能，可以随意标注、放大、缩小，并支持十点触控功能。立体显示屏幕配备不闪式圆偏3D立体显示技术，同时配备支持无线六自由度交互的红外动作捕捉系统。不闪式圆偏光3D投影系统的投影幕布尺寸约为3米*2.25米、分辨率为11920*220524Hz或1920*108050Hz/60Hz。并且该系统支持主流3D格式；支持2D/3D切换；3D显示能双眼同步且连贯无拖尾。电子白板具备写、画功能，可以随意标注、放大、缩小，并支持十点触控功能。立体显示屏幕配备不闪式圆偏3D立体显示技术，同时配备支持无线六自由度交互的红外动作捕捉系统。全息黑板配备智慧教育环境软件平台及虚拟全息3D实习实训系统，共同组成完整的智慧教育环境，可以同屏同步播放和演示常规、仿真、3D\VR\AR\MR等内容，以满足多人(不少于40人)共同观看与聆听；两块79寸显示屏共同组成全息黑板的方式是根据常规教室黑板尺寸选定，且系统明亮清晰、色彩饱满、长时间(一次课时间，即不少于2小时)使用不伤眼且无眩晕感、节能环保、使用寿命长、维护成本低，更符合教师或讲授人员的讲授习惯，并符合学生听课的习惯；全息黑板可以定位为教室的核心设备，它和远程会议系统很相似，可以连接同学的PC端或移动设备，同时配套智慧教育平台进行信息共享及实时同屏同步显示等功能。建立高效的沟通，这些得益与它独有的智能功能，同时也可独立运行。并且可以将任意学生操作端画面一键复制到全息黑板上，便于老师点评、指导。息黑板配备智慧教育环境软件平台及虚拟全息3D实习实训系统，共同组成完整的智慧教育环境，可以同屏同步播放和演示常规、仿真、3D\VR\AR\MR等内容，以满足多人(不少于40人)共同观看与聆听；两块79寸显示屏共同组成全息黑板的方式是根据常规教室黑板尺寸选定，且系统明亮清晰、色彩饱满、长时间(一次课时间，即不少于2小时)使用不伤眼且无眩晕感、节能环保、使用寿命长、维护成本低，更符合教师或讲授人员的讲授习惯，并符合学生听课的习惯；全息黑板可以定位为教室的核心设备，它和远程会议系统很相似，可以连接同学的PC端或移动设备，同时配套智慧教育平台进行信息共享及实时同屏同步显示等功能。建立高效的沟通，这些得益与它独有的智能功能，同时也可独立运行。并且可以将任意学生操作端画面一键复制到全息黑板上，便于老师点评、指导。所述讲授系统包括全息操作台、设置在所述全息操作台内的中央处理器(可采用西门子CPU312系列)、设置在所述全息操作台上的与所述中央处理器连接的第二3D显示屏、与所述中央处理器通信连接的音响系统和无线话筒和红外动作捕捉设备。讲授系统可以连接至局域网，与智慧教育物理环境系统中的网络环境相关软件系统进行连接和融合。本身申请中所述的讲授系统为单屏全息台，可任意切换2D/3D模式的55英寸圆偏3D显示屏，同时配备支持无线六自由度交互的红外动作捕捉设备(与大屏集中讲授、演示与展示系统共用)，能非常流畅地支持目前市面上主流仿真、3D\VR\AR\MR等内容及软件的演示、操作与设计。讲授计算机系统与全息黑板中立体显示屏幕画面同步且连贯无拖尾，讲授计算机系统上的内容能在“大屏集中讲授、演示与展示系统”上显示，教师或讲授人员在讲授计算机系统上集中演示或操作时，学生可以通过“大屏集中讲授、演示与展示系统”中立体显示屏幕观看完全同步的操作情况，避免避挡情况出现。讲授计算机系统连接声音洪亮、清晰、无混音、无杂音、无啸叫的音响系统，音响系统中含有讲授使用的无线话筒以及学生提问或回答问题的无线话筒，完全满足“大屏集中讲授、演示与展示系统”或讲授计算机的扩音需要。讲授计算机系统高度集成化的整体人性化设计满足教师或讲授人员对讲台需求的常规功能并符合讲授、操作、演示与展示的习惯。讲授计算机系统带有移动滚轮可根据实际场地大小确定讲台的最佳布局。在VR本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智慧教育物理环境系统，其特征在于，包括用于展示教学内容的展示系统、用于教师操作演示的讲授系统、用于虚拟演示实训实验信息的VR实训实验系统、用于虚拟现实显示的CAVE系统以及用于收录教学现场视频的录播系统；所述展示系统、讲授系统、VR实训实验系统、CAVE系统和录播系统通过物联网平台与教学综合服务系统通信连接。

【技术特征摘要】
1.一种智慧教育物理环境系统，其特征在于，包括用于展示教学内容的展示系统、用于教师操作演示的讲授系统、用于虚拟演示实训实验信息的VR实训实验系统、用于虚拟现实显示的CAVE系统以及用于收录教学现场视频的录播系统；所述展示系统、讲授系统、VR实训实验系统、CAVE系统和录播系统通过物联网平台与教学综合服务系统通信连接。2.根据权利要求1所述的智慧教育物理环境系统，其特征在于，所述展示系统包括全息黑板和3D立体投影设备。3.根据权利要求2所述的智慧教育物理环境系统，其特征在于，所述全息黑板包括拼接在一起的第一3D显示屏和电子白板。4.根据权利要求1所述的智慧教育物理环境系统，其特征在于，所述讲授系统包括全息操作台、设置在所述全息操作台内的中央处理器、设置在所述全息操作台上的与所述中央处理器连接的第二3D显示屏、与所述中央处理器通信连接的音响系统和无线话筒。5.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兵，杨华东，
申请(专利权)人：重庆和贯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50