一种共享式教室虚拟仿真系统技术方案

本发明专利技术公开了一种共享式教室虚拟仿真系统，仿真系统包含有教学端、服务器端和用户端，服务器端分别与用户端和教学端数据连接。本发明专利技术通过设置仿真系统，使用户端能够直接登录至服务器端，根据服务器中所搭建的虚拟仿真教师，和教师端产生链接，形成实时互动的效果，由于采用的是沉浸式体验，因此对于情景式的互动、教学和演示更具效率，信息交换更迅速。

【技术实现步骤摘要】
一种共享式教室虚拟仿真系统
本专利技术涉及虚拟仿真
，特别涉及一种共享式教室虚拟仿真系统。
技术介绍
仿真技术，或称为模拟技术，就是用一个系统模仿另一个真实系统的技术。虚拟仿真实际上是一种可创建和体验虚拟世界的计算机系统。此种虚拟世界由计算机生成，可以是现实世界的再现，亦可以是构想中的世界，用户可借助视觉、听觉及触觉等多种传感通道与虚拟世界进行自然的交互，它是以仿真的方式给用户创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维虚拟世界,并通过头盔显示器、数据手套等辅助传感设备，提供用户一个观测与该虚拟世界交互的三维界面，使用户可直接参与并探索仿真对象在所处环境中的作用与变化，产生沉浸感。现有的网络课堂中，一般是采用多媒体视频播放的方式，或者采用摄像头实时讲课，以及PPT模式的讲解，在互联网或APP上实现一对多的讲课方式，按照固定的班级、时间段和人数对知识点讲解，教师端仅用讲解一次即可实时录像在服务器端储存为视频，并删减或增加讲解部分，发送至网络实现反复讲解和听课的网络授课方式。然而现有的授课方式仅教师端第一次为实时讲解，能够与在线的学生实时沟通和交流，其沟通也具有一定的局限性，如在化学课和物理课上无法根据实际的演示向学生表明运作流程，仅采用摄像头也具有角度不够多，导致观察不够仔细，特别是后续的录制视频授课过程中，更加缺乏课堂现场的情景化、交互性和对话性，降低了学生对于学习的趣味性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种共享式教室虚拟仿真系统。>为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：本专利技术一种共享式教室虚拟仿真系统，所述仿真系统包含有教学端、服务器端和用户端，所述服务器端分别与用户端和教学端数据连接；所述教学端包含有黑板模块、摄像模块、多屏模块和系统主机模块；所述服务器端包含有数据库模块、后台管理模块和反馈模块；所述用户端包含有MR眼镜模块、主机登录模块和摄像头。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述黑板模块包含有数字虚拟黑板和白板，所述摄像模块包含有360度广角监控摄像机和近景摄像机，且近景摄像机的个数不少于两个，所述多屏模块是由LCD屏幕拼接而成，且LCD屏幕的个数不少于五个，所述系统主机模块包含有显示屏、主机外设和控制主机。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述服务器端包含有储存硬盘、MCU微控芯片和UPS断电保护装置，所述数据库模块、后台管理模块和反馈模块均搭载于服务器端的储存硬盘中，其中数据库模块是由储存数据和分类系统组成，分类系统则是由LDA分类算法组成，用于对数据库模块内部的数据进行归类，所述反馈模块包含有文本输入框和评分选项，所述储存数据包含有虚拟教室构成系统。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述MR眼镜模块是由内置屏、连接电源和陀螺仪，其主要结构均基于VR眼镜结构，所述摄像头是由直立式摄像头组成。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述系统主机模块搭载有控制系统，用于控制虚拟教室构成系统。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1：本专利技术通过设置仿真系统，使用户端能够直接登录至服务器端，根据服务器中所搭建的虚拟仿真教师，和教师端产生链接，形成实时互动的效果，由于采用的是沉浸式体验，因此对于情景式的互动、教学和演示更具效率，信息交换更迅速。2：本专利技术设置有教师端的控制系统，能够方便教师端根据控制系统对教案直接导入，对于重复的板书部分可以采用视屏的方式播放，而需要互动的地方则可根据程序的留时讲解和提问，减轻教师在不同班级中授课的负担。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术的整体模块示意图；图2是本专利技术的使用流程图；图3是本专利技术的服务器端流程图；具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1如图1-3所示，本专利技术提供一种共享式教室虚拟仿真系统，仿真系统包含有教学端、服务器端和用户端，服务器端分别与用户端和教学端数据连接；教学端包含有黑板模块、摄像模块、多屏模块和系统主机模块；服务器端包含有数据库模块、后台管理模块和反馈模块；用户端包含有MR眼镜模块、主机登录模块和摄像头。进一步的，黑板模块包含有数字虚拟黑板和白板，摄像模块包含有360度广角监控摄像机和近景摄像机，且近景摄像机的个数不少于两个，多屏模块是由LCD屏幕拼接而成，且LCD屏幕的个数不少于五个，系统主机模块包含有显示屏、主机外设和控制主机。服务器端包含有储存硬盘、MCU微控芯片和UPS断电保护装置，数据库模块、后台管理模块和反馈模块均搭载于服务器端的储存硬盘中，其中数据库模块是由储存数据和分类系统组成，分类系统则是由LDA分类算法组成，用于对数据库模块内部的数据进行归类，反馈模块包含有文本输入框和评分选项，储存数据包含有虚拟教室构成系统。MR眼镜模块是由内置屏、连接电源和陀螺仪，其主要结构均基于VR眼镜结构，摄像头是由直立式摄像头组成。系统主机模块搭载有控制系统，用于控制虚拟教室构成系统。具体的，用户端一般为学生操作，主要经由主机登录模块登录认证用户信息，按照用户名和密码的方式认证是否本人登录，随后按照主机登录模块的显示屏提示将摄像头对准自己，待主机登录模块显示可进入目标教室后，即可再将MR眼镜模块戴至头部，MR眼镜模块采用的是以VR设备为基础的结构，可直接连接至服务器端。教学端则为教师才做，主要采用系统主机模块对摄像模块、黑板模块、多屏模块以及服务器端进行控制，其中黑板模块包括有显示的白板和服务器端的虚拟黑板，其虚拟黑板主要在系统主机模块内显示，白板模块用于教师的现实板书，摄像模块则主要对室内进行监控，近景摄像机则在多个角度对教师拍摄，主要用于通过服务器端连接至MR眼镜模块，多屏模块按照多个学生的登录状态显示，用于通过服务器端连接至学生端的摄像头。教学流程中，服务器端的后台管理模块在接受到用户端和教学端的登录认证，教师将经由系统主机模块在服务器端的数据库模块内按照不同的数据输入信息，建立不同的课堂，并将需要播放的教案传输至所建立的虚拟课堂中，学生此时可戴上MR眼镜模块，直接显示经由近景摄像机所拍摄的画面，其拍摄的画面为较处的现实远景，现实远景两侧则设置有虚拟屏幕，学生自身则处于虚拟凳子和课桌上，可根据与MR眼镜模块所配合使用的手部传感器调整拍摄的画面的远近效果，教师端则无需佩戴设备，仅在现实的空间中按照正常上课方式进行板书，通过多屏模块对多个学生的摄像头直接读取画面直接查看，并能够根据系统主机模块控制虚拟屏幕的显示图，和教师所板书的白板配合显示，减少重复板书部分；互动时，若为学生主动互动，则学生经由手部传感器控制选项，此时教师端的多屏模块将在LCD屏幕上显示不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种共享式教室虚拟仿真系统，其特征在于，所述仿真系统包含有教学端、服务器端和用户端，所述服务器端分别与用户端和教学端数据连接；/n所述教学端包含有黑板模块、摄像模块、多屏模块和系统主机模块；/n所述服务器端包含有数据库模块、后台管理模块和反馈模块；/n所述用户端包含有MR眼镜模块、主机登录模块和摄像头。/n

【技术特征摘要】
1.一种共享式教室虚拟仿真系统，其特征在于，所述仿真系统包含有教学端、服务器端和用户端，所述服务器端分别与用户端和教学端数据连接；
所述教学端包含有黑板模块、摄像模块、多屏模块和系统主机模块；
所述服务器端包含有数据库模块、后台管理模块和反馈模块；
所述用户端包含有MR眼镜模块、主机登录模块和摄像头。


2.根据权利要求1所述的一种共享式教室虚拟仿真系统，其特征在于，所述黑板模块包含有数字虚拟黑板和白板，所述摄像模块包含有360度广角监控摄像机和近景摄像机，且近景摄像机的个数不少于两个，所述多屏模块是由LCD屏幕拼接而成，且LCD屏幕的个数不少于五个，所述系统主机模块包含有显示屏、主机外设和控制主机。


3.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑杰，
申请(专利权)人：湖北南斗星教育科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42