[发明专利]面向幼教的沉浸式交互CAVE教室

说明书

本发明公开了一种面向幼教的沉浸式交互CAVE教室，包括相互连接的硬件标准化系统、软件标准化系统和交互式教具系统；硬件标准化系统包括相互连接的CAVE多投影环境系统：用于建立能交互体验的VR教育环境；多点触摸互动系统：用于建立能供多人协作参与的、身临其境的交互环境；地面定位互动系统：用于建立能供多人协作参与的、身临其境的交互环境；实物教具互动系统：用于构建虚拟世界与现实世界的工具。实施本发明的面向幼教的沉浸式交互CAVE教室，具有以下有益效果：价格成本较低、沉浸感较强、更加适合儿童的自然化人机交互、使用方便、没有眩晕感或者眩晕感较低、对空间要求不高、能满足多人互动需求。

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，特别涉及一种面向幼教的沉浸式交互CAVE(CaveAutomatic Virtual Environment)教室。

背景技术

相对传统教学方式，虚拟现实与教育结合具有明显的优势：拓展学习的多维度空间，让不可能在虚拟现实中变为可能；虚拟现实能够激发学生的学习兴趣，让学习更安全；在虚拟现实课堂中，学生可以通过在虚拟环境中协作能够促进学生融入社会，而游戏化的虚拟现实教育更能够激发学生的学习动力，从而实现一种激发创造性学习的新工具。简单来说，虚拟现实能够提供更直观的沉浸式学习体验、更丰富的课程内容、更多样化的“实践与创造”方式、更全面的能力培养。传统的单向被动式学习方式需要向主动探索式的、启发和创造式的、多样化且有趣的学习方式进行转变。

国内外领头VR教育企业采取的主要方式都需要搭配VR头盔来进行交互体验，而现在主流VR头盔无论从重量、佩戴舒适度、眩晕度、对视力的刺激程度都并不适用于12岁以下的儿童，因此需要针对幼教领域开辟新的VR和AR的交互体验途径。其次，VR教育的硬件设备昂贵，很多教育机构无法承担，例如黑晶科技的一套VR超级教室成本在40-100万之间，一个学校如果要对大部分教室实现全面的VR改造需要十分高昂的成本，这往往令教育机构望而却步。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种价格成本较低、沉浸感较强、更加适合儿童的自然化人机交互、使用方便、没有眩晕感或者眩晕感较低、对空间要求不高、能满足多人互动需求的面向幼教的沉浸式交互CAVE教室。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种面向幼教的沉浸式交互CAVE教室，包括：

硬件标准化系统：用于构建供多人互动体验的具有高清晰度和沉浸感的交互式虚拟现实CAVE教室系统，为内容呈现提供硬件平台及技术接口；

软件标准化系统：用于实现沉浸式交互CAVE教室的课程软件系统、云端内容服务平台、整套系统维护与升级体系、内容制作、认证和管理系统，还提供针对幼儿教师或专业幼教机构的专业VR PPT制作工具；

交互式教具系统：用于提供不同的教具和互动方式，并对不同小朋友提供身份ID的个性化定制；能根据学习目标或任务的不同，将不同教具进行组合和搭配，通过排列组合或拼接顺序产生不同的互动形式；

所述硬件标准化系统、软件标准化系统和交互式教具系统相互连接；

所述硬件标准化系统包括：

CAVE多投影环境系统：用于建立能交互体验的VR教育环境；

多点触摸互动系统：用于建立能供多人协作参与的、身临其境的交互环境；

地面定位互动系统：用于建立能供多人协作参与的、身临其境的交互环境；

实物教具互动系统：用于构建虚拟世界与现实世界的工具；

所述CAVE多投影环境系统、多点触摸互动系统、地面定位互动系统和实物教具互动系统相互连接。

在本发明所述的面向幼教的沉浸式交互CAVE教室中，所述软件标准化系统包括：