[发明专利]一种基于混合式增强虚拟现实的互动教学系统

说明书

本发明公开了一种基于混合式增强虚拟现实的互动教学系统，包括机体，机体内部设置有接收投影模块，接收投影模块外侧设置有摄像头，内侧设置有用于显示的屏幕和镜头；在初始化阶段采集真实背景图像RG(x,y)；动态物体图形M(x,y)捕捉；将动态物体图形M(x,y)叠加进虚拟背景V(x,y)；本发明实施中，在使用设备的VR/AR模式功能的时候，接收投影模块下降遮挡视窗，此时进入沉浸式体验；接收投影模块上升，视窗不再遮挡，学生能够通过视窗直接观察；用户可以像传统模式一样直接通过设备观看录制的VR教学视频，当需要教师进行指导的时候，此时将教师的人形抠图加载入虚拟背景中，能够实现教师对学生的指导互动。

技术领域

本发明涉及虚拟教学设备领域，具体涉及一种基于混合式增强虚拟现实的互动教学系统。

背景技术

VR教学相对于传统的教学优势非常明显，在传统教学活动中，很多需要操作的知识如果仅仅通过理论讲述，学习者很难理解掌握。VR教学通过3D虚拟现实技术可以创设虚拟教学情境，为学习者亲身实践提供了可能性。传统的实验教学基本都在学校开展，上课时间比较固定，时间和空间受到限制。部分实验设备价格昂贵，不能给学生全面使用和操作，在某些实验环节中存在安全隐患，学生无法直接参与，多数以演示为主，不能形成对该实验的感性认识。

VR教学虚拟实验室是利用虚拟现实技术创设的，如虚拟物理实验室、虚拟化学实验室等，打破传统教学中时间、空间等限制，学生只要在安装有虚拟实验室的设备上即可进行实验操作，在很大程度上提高了学习的自由度。VR教学在进行一些有安全隐患的危险实验时，不会因操作不当造成的不可预料的后果，这样VR教学就可以保障学习者的人身安全。在VR教学的环境沉浸式虚拟环境，包括海啸、地震等灾害应急处理，还可以进行武器部件、汽车驾驶的虚拟操作等。使学生做到足不出户就可以做实验，提高对学习内容的感性认识，加深对实验教学内容的理解，培养学习兴趣。

但是传统的VR教学是将录制好的VR视频材料在学生的VR设备进行播放，互动性不强，教师不能根据教学实际情况对学生进行互动。

在专利号为CN106910382A的专利中公开了一种基于VR视频的课程自主在线学习方法，其特征在于，包括：步骤A:对教材进行重新解构，并对解构后的教材进行模块化分割，形成若干课程模块；步骤B:为各课程模块设计基于VR的展现方案；步骤C:根据为各课程模块设计的展现方案，制作各课程模块的VR教学视频；步骤D:将各VR教学视频进行后期视频处理后存放在Z5·端服务器上，并为每一VR教学视频赋予其在所有VR教学视频中的顺序；步骤E:利用安装在VR设备上的VR教学视频应用程序连接所述云端服务器，并从所述云端服务器选择作为学习起点的VR教学视频，然后从所述作为学习起点的VR教学视频开始，按照所述顺序依次播放存放在所述云端服务器上的VR教学视频。

上述方案中也是单纯进行教学灌输，教师无法与学生针对教学点进行临时互动。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种基于混合式增强虚拟现实的互动教学系统，教师能够针对教学内容与学生进行互动。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种基于混合式增强虚拟现实的互动教学设备，包括机体，机体内部设置有接收投影模块，接收投影模块外侧设置有摄像头，内侧设置有用于显示的屏幕和镜头，其特征在于：机体两端固定有框体，机体两侧框体顶部固定有头戴箍，头戴箍末端连接有弹性带；

所述机体正面眼睛部位设置有贯穿的视窗，视窗顶部设置有升降的接收投影模块，接收投影模块通过升降器的控制升降；

所述框体内侧设置有发声装置。

进一步地，所述弹性带与框体末端的拉紧机构固定，所述拉紧机构包括固定于框体内部的转动座，转动座内部设置有活动的转块，转块固定有转轴，转轴中部固定缠绕有弹性带，转轴在卷簧的作用下拉紧弹性带。