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1、山東體育學院教育技術學專業(yè) 《虛擬現(xiàn)實與體育仿真》課程教學大綱 一、課程基本信息 （一）課程編號：1307441110; （二）課程性質：必修課； （三）課程總共54學時和3學分； （四）課程簡介：虛擬現(xiàn)實技術作為一種最為強大的人機交互技術，一直是信息領 域研究開發(fā)和應用的熱點方向之一。本課程立足于虛擬現(xiàn)實的“ 3I”特性，從技術和應 用兩個方向全面系統(tǒng)地講述虛擬現(xiàn)實的基礎理論和實踐技能， 包括對虛擬現(xiàn)實最新硬件 設備和高級軟件技術的講解，以及虛擬現(xiàn)實傳統(tǒng)應用和最新應用的介紹。 推薦教材《虛擬現(xiàn)實技術》，劉光然等。 二、課程的教育目標 通過本課程的學習，使學生了解并掌握虛擬

2、現(xiàn)實的基本概念和術語、系統(tǒng)組成及應 用領域，了解虛擬現(xiàn)實的計算機體系結構、輸入輸出設備，以及有關的人的因素；結合 上機實驗，了解虛擬現(xiàn)實的建模技術，掌握應用系統(tǒng)開發(fā)的基本技能。 、教學安排與學時分配 學 期 早 節(jié) 教學內容 理論課 講授學 時 實驗課學時 實踐課講授 學時 小 計 第 五 學 期 一 VR系統(tǒng)簡介 4 二 輸入設備：跟蹤器、漫游和 手勢接口 4 三 輸出設備：圖形、三維聲音 和觸覺顯示設備 4 四 VR的計算體系結構 4 五 VR建模 4 六 VR編程 4 七 VR中的“人

3、的因素” 4 八 傳統(tǒng)的VR應用 4 九 VRM編程 12 合計 54 四、講授內容 第一部分 理論講授內容 第一章VR系統(tǒng)概述 【教學要求】 1. 掌握VR系統(tǒng)的五個典型組成部分 2. 掌握 3I 特性 3. 了解虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展歷史 4. 了解虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展趨勢 第一節(jié) 虛擬現(xiàn)實技術概述 3I 特性；虛擬現(xiàn)實發(fā)展歷史；虛擬現(xiàn)實技術分類 第二節(jié) 虛擬現(xiàn)實技術組成部分 輸入設備；輸出設備；生成設備；虛擬演播室 第三節(jié) 虛擬現(xiàn)實技術的應用與未來 虛擬現(xiàn)實技術的應用；虛擬現(xiàn)實技術的未來 第二章 VR 輸入

4、設備 【教學要求】 1. 掌握VR的輸入設備有哪些 2. 掌握三維位置跟蹤器的原理 3. 掌握漫游和操縱接口 第一節(jié) 輸入設備跟蹤器 慣性跟蹤器；機械跟蹤器；三維掃描儀；紅外跟蹤器 第二節(jié) 漫游和操縱接口 跟蹤球；三維探針；體感游戲手柄 第三章VR輸出設備 【教學要求】 1. 了解VR的輸出設備有哪些? 2. 掌握圖形顯示設備 3. 掌握聲音顯示設備 4. 掌握立體成像原理 第一節(jié) VR 的輸出設備 三維顯示器；全息影像；立體現(xiàn)實技術；圖形顯示設備的分類 第二節(jié) VR 輸出接口 聲音顯示設備；三維聲場；觸覺反饋 第四章 VR 的計算機體系結構 【教學要求

5、】 1. 重點掌握繪制流水線構成。 2. 難點分布式虛擬環(huán)境設計。 第一節(jié) VR 的計算機體系結構 繪制流水線；基于PC的圖形體系結構；基于工作站的體系結構 第二節(jié)分布式VR體系結構 多流水線同步；聯(lián)合定位繪制流水線，分布式虛擬環(huán)境 第五章 VR 建模 【教學要求】 1. 掌握幾何建模 2. 掌握運動建模 3. ．掌握行為建模 4. 掌握模型管理技術構成 5. 掌握物理建模 第一節(jié) VR 物理建模 三維重建；畫家算法；逐漸消隱 第二節(jié) VR 幾何建模 3MAX； MAY；A WEB3D 第三節(jié)VR行為建模 粒子系統(tǒng)；分形技術 第六章 VR 編程 【教學

6、要求】 1 .掌握VR開發(fā)工具包 2 . 掌握 VR World ToolKit 工具集 3 .掌握JAVA 3D使用原理 第一節(jié) VR 開發(fā)軟件 幾何建模與外觀；場景圖；傳感器和動作函數(shù) 第二節(jié) VR 開發(fā)工具包 傳感器和行為；網絡開發(fā) 第三節(jié) 全景技術 魚眼相機；全景地圖；全景鏡頭 第七章 VR 中人的因素 【教學要求】 1 .掌握VR專業(yè)術語 2 .掌握VR使用者表現(xiàn) 3 .掌握VR健康和社會安全問題 第一節(jié) VR 中人的因素 VRg現(xiàn)；VR使用；VR與社會 第八章傳統(tǒng)的VR應用 【教學要求】 1 . 了解VR的應用領域 2 .掌握VR在教育中的應

7、用要求 第一節(jié) VR 在醫(yī)療中的應用 虛擬手術；信息可視化 第二節(jié) VR 在教育中的應用 虛擬游戲；三維重建；立體現(xiàn)實；虛擬博物館 第九章VRM閭程 【教學要求】 1 .重點：掌握VRM編程語法和技巧 2 . 難點：動畫和交互的設計 第一節(jié) 造型 群節(jié)點；編組節(jié)點；視點；錨點 第二節(jié) 環(huán)境設計 背景光源；點光源；虛擬聲音 第三節(jié) 動畫效果和交互 事件；路由；傳感器；插補器 第四節(jié)VRML實例編程 五、考核要求 閉卷標準考試， 平時成績包括作業(yè)、 考勤和課堂表現(xiàn)， 占 30%， 期末試卷成績占 70%。 六、實施大綱的措施與要求 1. 本課程涉及的知識和技術有很強的實用性和前沿性， 需要不斷補充新的知識。 2. 本課程在授課時應注重理論講解與實例演示教學模式。上課時采用多媒體教學 方式，上課過程中除了講清基本理論和基本方法外，還應該在課堂上通過多媒體手段現(xiàn) 場演示程序的執(zhí)行及編譯器的使用。 七、主要參考文獻 1. 陳懷友 . 《虛擬現(xiàn)實技術》 . 北京，清華大學出版社 . 2012 年。 2. 劉光然 . 《虛擬現(xiàn)實技術》 . 北京，清華大學出版社 . 2011 年。 3. 張菁 . 《虛擬現(xiàn)實技術及應用》 . 北京，清華大學出版社 .2011 年。 4. 5.