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《虚拟现实技术》课程教学大纲-模板《虚拟现实技术》课程教学大纲Virtual Reality Technology课程代码:17101130 课程性质:必修适用专业:数字媒体艺术总学分数:3.0总学时数:48,含上机实验12, 修订年月:2015.15编写年月:2010.11 执笔:陈平课程简介(中文):作为一门先进的人机交户技术，虚拟现实技术已被广泛应用于军事模拟、视景仿真、虚拟制造、虚拟设计、虚拟装配、科学可视化等领域。
《虚拟现实技术》是数字媒体技术专业的一门重要的专业技术方向课程。
课程内容包括虚拟现实技术的概述、基本原理、虚拟场景的创建方法、场景交互的设计与实现等。
课程简介(英文):As an advanced Interactive technology, the virtual reality technology has been widelyused in military simulation, visual simulation, virtual manufacturing, virtual design, virtual assembling,scientific visualization, etc. The course, 《The Virtual Reality Technology》, is a main professional courseon digital media technology major. The contents include the virtual reality technology overview, basicprinciple and method of creating virtual scene, scenes ofinteraction design and implementation, etc.一、课程目的:通过本课程的学习，了解虚拟现实系统工作原理以及掌握虚拟现实技术的基本理论和方法，熟练掌握运用虚拟现实开发工具与编程语言相结合开发基于交互式的虚拟现实场景。
《虚拟现实技术》课程实验教学大纲课程名称（中文）虚拟现实技术课程性质非独立设课课程属性专业选修教材及实验指导书名称《虚拟现实与系统仿真》学时学分：总学时 40 总学分 2 实验学时 12 实验学分应开实验学期四年级七学期先修课程高级语言编程一．课程简介及基本要求该课程是地理信息系统专业的专业选修课。
虚拟现实是一项综合技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术等领域。
根据虚拟现实系统在系统结构和复杂性上差别，可分为完全沉浸式和普通桌面式。
本实验课程主要针对桌面虚拟现实系统的实现方法。
桌面虚拟现实系统实现的前提是构造虚拟现实场景和对场景的驱动。
通过实习，让学生在了解虚拟现实基本概念和术语的基础上，掌握基本的虚拟现实实现方法，为将来利用虚拟现实技术奠定必要的知识基础。
二．课程实验目的要求（100字左右）经过上机实际操作后，学生应达到下列要求：1．能够掌握虚拟现实建模语言VRML，并且利用它构造基本的造型。
2．能够使用3DMAX或者Multigen Creator辅助工具创造较为复杂的虚拟场景。
3．掌握利用VRMLScript脚本语言驱动虚拟环境的方法。
三．适用专业：地理信息系统。
四．主要仪器设备：计算机，VrmlPad、Multigen Creator、3DMAX等软件。
五．实验方式与基本要求1、本实验课程以实习为主，与《虚拟现实技术》理论课同时开设，不单独设课；2、实验一人一机，在规定的时间内完成；3、教师首先写出具体的实验任务，并指出大致的试验步骤，引导学生利用理论课知识，采用编程思想和方法，逐步解决问题。
六．考核与报告本课程采用平时考核，成绩占《虚拟现实技术》课程总成绩的40%。
七．实验项目设置与内容八．说明1．《虚拟现实技术》实验的是作为《虚拟现实技术》理论课的同步课程，学生通过理论学习后，练习使用虚拟现实软件实现基本的虚拟现实场景。
2．《虚拟现实技术》实验共提供12学时实验内容。
3．在《虚拟现实技术》实验中，应该注意结合虚拟现实技术的发展，多方面介绍各种常用的虚拟现实工具软件的使用。
虚拟现实技术教学大纲一、引言虚拟现实技术是一种全新的教学手段，通过模拟真实场景和情境，为学生提供身临其境的学习体验。
本教学大纲旨在通过虚拟现实技术，促进学生的学习效果和创造力的培养，提供一个全面、系统的教学框架。
二、教学目标1. 理解虚拟现实技术的基本概念和原理。
2. 掌握虚拟现实技术的应用领域和发展趋势。
3. 学会使用虚拟现实技术进行模拟实验、培训和创作等活动。
4. 提高学生的团队合作和问题解决能力。
5. 培养学生的创新思维和创造力。
三、教学内容1. 虚拟现实技术概述- 定义和基本特点- 历史发展和应用范围- 虚拟现实技术的关键技术和设备2. 虚拟现实技术应用领域- 游戏与娱乐- 教育与培训- 医疗与康复- 工程与设计- 旅游与文化3. 虚拟现实技术教学案例- 虚拟实验室：通过虚拟现实技术模拟实验场景，提供真实感的学习体验。
- 虚拟培训：使用虚拟现实技术进行职业技能培训，提高学习效果和工作实践能力。
- 虚拟创作：通过虚拟现实技术进行艺术创作，培养学生的创新思维和创造力。
4. 虚拟现实技术教学方法- 指导性探索：引导学生通过虚拟现实技术进行探索和发现，主动学习知识。
- 团队合作：通过虚拟现实技术进行团队合作，培养学生的合作意识和沟通能力。
- 问题解决：通过虚拟现实技术解决实际问题，提高学生的问题解决能力和创新能力。
四、教学评价1. 学习成绩评价：考察学生在虚拟现实技术应用中的理论掌握和实际操作能力。
2. 学习态度评价：评估学生对虚拟现实技术教学的兴趣和积极性。
3. 课堂互动评价：考察学生在虚拟现实技术教学过程中的表现和参与度。
五、教学资源1. 虚拟现实技术设备：如头戴式显示器、手柄控制器等。
2. 虚拟现实教学软件：如虚拟实验软件、虚拟培训软件等。
3. 学习资料和案例：提供虚拟现实技术的学习资料和实际应用案例。
六、教学实施1. 教学计划：根据大纲内容编制学期教学计划，并根据实际情况进行调整。
2. 教师指导：教师应具备一定的虚拟现实技术知识和教学经验，指导学生进行学习和实践活动。
虚拟现实技术课程教学大纲《虚拟现实技术》课程教学大纲课程名称:虚拟现实技术 / Virtual Reality Technology 课程代码:020170 学时:32 学分:2 讲课学时:24 上机/实验学时:8 考核方式:考查先修课程:计算机图形学、高级语言程序设计适用专业:计算机科学与技术开课院系:电子电气工程学院计算机科学系教材:Grigore C.Burdea. 虚拟现实技术. 第二版. 电子工业出版社. 2005 主要参考书:[1] 张茂军著. 虚拟现实系统. 科学出版社. 2001[2] William R. Sherman, Alan B. Craig. 虚拟现实系统——接口、应用与设计. 电子工业出版社. 2004一、课程的性质和任务虚拟现实技术作为一种最为强大的人机交互技术，一直是信息领域研究开发和应用的热点方向之一。
本课程立足于虚拟现实的“3I”特性，从技术和应用两个方向全面系统地讲述虚拟现实的基础理论和实践技能，包括对虚拟现实最新硬件设备和高级软件技术的讲解，以及虚拟现实传统应用和最新应用的介绍。
二、教学内容和基本要求基本要求通过本课程的学习，使学生了解并掌握虚拟现实的基本概念和术语、系统组成及应用领域，了解虚拟现实的计算机体系结构、输入输出设备，以及有关的人的因素;结合上机实验，了解虚拟现实的建模技术，掌握应用系统开发的基本技能。
教学内容第一章 VR系统简介1. 虚拟现实的3I特性2. 虚拟现实的发展简史3. 构成VR系统的五个典型组成部分第二章输入设备:跟踪器、漫游和手势接口1( 三维位置跟踪器:性能参数;机械、电磁、超声波、光学、混合惯性跟踪器2. 漫游和操纵接口:基于跟踪器的漫游,操纵接口;跟踪球;三维探针3( 手势接口第三章输出设备:图形、三维声音和触觉显示设备1. 图形显示设备2. 声音显示设备3. 触觉反馈第四章 VR的计算体系结构1. 绘制流水线2. 基于PC的图形体系结构3. 基于工作站的体系结构North Gate Station and all the long distance Intercity, TRANS-province lines; North Gate Station currently runs the original counties, rural routes; Simon, station main, Yibin city, across the city, across the province and to the West of range line. Yibin city highway main station distribution table 3.1-6 station name grade accounted for to area (m2) Gao4. 分布式VR体系结构:多流水线同步;联合定位绘制流水线;分布式虚拟环境第五章 VR建模1. 几何建模2. 运动建模3. 物理建模4. 行为建模. 模型管理 5第六章 VR编程1. 工具包和场景图2. World ToolKit:几何建模与外观;场景图;传感器和动作函数;网络开发3. JAVA 3D——几何建模与外观;场景图;传感器和行为;网络开发第七章 VR中的“人的因素”1. 研究方法和专业术语2. 使用者表现研究3. VR健康和安全问题4. VR与社会第八章传统的VR应用1. VR在医疗中的应用2. VR在教育、艺术以及娱乐中的应用3. VR在军事中的应用新型的VR应用第九章1. VR在制造业中的应用2. VR在机器人领域中的应用3. 信息可视化——VR在油气勘探和完善管理中的应用;体数据的可视化三、实验(上机、习题课或讨论课)内容和基本要求上机内容1. World ToolKit——几何建模与外观;场景图;传感器和行为;网络开发2. JAVA 3D——几何建模与外观;场景图;传感器和行为;网络开发3. VR编程实例基本要求可以根据给定的主题或项目建立虚拟环境，掌握构造、交互和控制虚拟现实系统的基本方法。
虚拟现实课程大纲一、课程介绍本课程旨在介绍虚拟现实技术的原理、应用和发展趋势。
通过理论讲解和实践操作，学生将深入了解虚拟现实技术的背后原理，并学习如何应用这一技术解决现实世界的问题。
二、课程目标1. 了解虚拟现实技术的基本原理和发展历程。
2. 掌握虚拟现实技术的应用领域和案例。
3. 学会使用虚拟现实工具进行应用开发和模拟实验。
4. 培养学生的创新思维和团队合作能力。
三、课程内容1. 虚拟现实概述- 虚拟现实定义和基本特点- 虚拟现实与增强现实的区别- 虚拟现实技术的分类和应用领域2. 虚拟现实技术原理- 三维建模与渲染技术- 人机交互技术- 虚拟现实设备与传感器技术3. 虚拟现实应用案例分析- 虚拟现实在游戏领域的应用- 虚拟现实在教育领域的应用- 虚拟现实在医疗领域的应用4. 虚拟现实应用开发- 虚拟现实开发平台和工具介绍- 虚拟现实应用开发流程和技巧- 虚拟现实交互设计和用户体验5. 虚拟现实实验与项目实践- 使用虚拟现实设备进行实验操作- 实践项目案例分析和展示- 团队合作与项目管理四、教学方法1. 理论讲解：通过课堂授课，向学生介绍虚拟现实技术的基本理论和应用。
2. 实践操作：为学生提供虚拟现实设备，让其亲自体验虚拟现实技术，并进行相应的实践操作。
3. 小组讨论：鼓励学生以小组形式进行讨论，分享自己的学习心得和应用案例。
4. 实践项目：组织学生参与实践项目，锻炼其团队合作和问题解决能力。
五、考核方式1. 课堂表现：包括积极参与讨论、完成作业和课堂测验的情况。
2. 实践项目：根据实践项目的完成情况评估学生的实际操作能力和项目管理能力。
3. 期末考试：考核学生对课程内容的理解和掌握程度。
六、参考教材1. Ian Parberry, "Introduction to Computer Graphics: A Practical Learning Approach"2. Steven M. LaValle, "Virtual Reality"3. Jonathan Oreilly, "Virtual Augmented and Mixed Reality: Applications of Virtual and Augmented Reality"七、备注本课程要求学生具备一定的计算机基础知识和编程能力，建议选修过计算机图形学和人机交互等相关课程的学生报名。
虚拟现实教学大纲虚拟现实教学大纲一、引言虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）作为一项新兴技术，正在逐渐渗透到教育领域，为学习者带来全新的教学体验。
本文将介绍虚拟现实教学大纲的设计，以便更好地应用虚拟现实技术于教学实践中。
二、教学目标1. 了解虚拟现实技术的基本原理和概念；2. 掌握虚拟现实应用于教学的优势和挑战；3. 学习如何有效地利用虚拟现实提高学习者的参与度和动机；4. 探究虚拟现实在不同学科领域中的应用案例；5. 设计并实施针对不同学习者的虚拟现实教学活动；6. 评估虚拟现实教学的效果和成果。
三、教学内容1. 虚拟现实技术基础- 虚拟现实的定义和发展历程；- 虚拟现实设备和系统的组成；- 虚拟现实体验的技术原理。
2. 虚拟现实在教学中的应用- 虚拟现实在科学实验和模拟训练中的应用；- 虚拟现实在艺术创作和设计中的应用；- 虚拟现实在历史文化学习和地理探索中的应用； - 虚拟现实在语言学习和社交交流中的应用。
3. 虚拟现实教学设计与实施- 设计虚拟现实教学活动的原则和流程；- 选择适合的虚拟现实教学软件和资源；- 制定学习者在虚拟现实环境中的任务和目标；- 管理学习者在虚拟现实环境中的行为和互动。
4. 虚拟现实教学评估- 设计合适的评估方法和工具；- 收集和分析虚拟现实教学数据；- 评估学习者对虚拟现实教学的满意度和学习成效； - 进行虚拟现实教学改进和优化。
四、教学活动1. 虚拟实验室体验- 学习者通过虚拟现实设备进行科学实验，观察实验现象和进行数据测量；- 通过虚拟现实技术模拟安全隐患和自然灾害，提高学习者的防灾和应急能力。
2. 虚拟历史考古- 学习者在虚拟现实环境中参观历史遗址，了解古代文明；- 通过虚拟现实技术还原历史场景，感受历史事件的现场氛围。
3. 虚拟语言学习- 学习者通过虚拟现实环境进行语言实践，提高口语和听力水平；- 与虚拟语音助手进行对话，强化语言交流能力。
虚拟现实技术教学大纲及授课计划一、课程简介本课程旨在介绍虚拟现实技术的基本原理、应用领域和发展趋势，培养学生对虚拟现实技术的理解和应用能力。
通过本课程的研究，学生将能够掌握虚拟现实技术的基本概念和原理，了解其应用场景和前沿研究，培养应对相关问题和挑战的能力。
二、课程目标1. 掌握虚拟现实技术的基本原理和概念；2. 了解虚拟现实技术的应用领域和发展趋势；3. 研究虚拟现实技术的开发工具和平台；4. 培养分析和解决虚拟现实相关问题的能力；5. 培养利用虚拟现实技术进行创新和应用的能力。
三、教学内容及安排第一章：虚拟现实技术概述1. 虚拟现实技术的定义和特点；2. 虚拟现实技术的分类和应用领域；3. 虚拟现实技术的历史发展和趋势。
第二章：虚拟现实技术的基本原理1. 人机交互和感知技术；2. 模拟技术和仿真技术；3. 图形渲染和物理模拟；4. 虚拟现实系统的架构和组成。
第三章：虚拟现实技术的应用案例1. 游戏和娱乐领域的应用；2. 教育和培训领域的应用；3. 医疗和健康领域的应用；4. 工业和设计领域的应用；5. 虚拟旅游和文化遗产保护领域的应用。
第四章：虚拟现实技术的开发工具和平台1. 虚拟现实设备和硬件平台；2. 虚拟现实开发工具和软件平台；3. 虚拟现实内容创作和设计工具；4. 虚拟现实应用的部署和测试。
第五章：虚拟现实技术的挑战和前沿研究1. 虚拟现实技术面临的问题和挑战；2. 虚拟现实技术的前沿研究和发展趋势；3. 虚拟现实技术与其他相关技术的交叉应用。
四、教学方法1. 授课形式：理论讲授、案例分析、实践操作；2. 研究材料：教科书、相关论文和实验指导书；3. 实践项目：设计和开发一个基于虚拟现实技术的应用或系统。
五、考核方式1. 期末考试占50%；2. 实践项目占40%；3. 平时表现占10%。
六、参考教材1. 唐杰等著，《虚拟现实技术导论》，高等教育出版社，2018；2. R. Craig等著，《Understanding Virtual Reality》，Morgan Kaufmann，2017。
虚拟现实技术教学大纲一、引言虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）是一种模拟现实环境的计算机生成技术，通过感官刺激让用户获得身临其境的体验。
随着技术的发展和应用的广泛拓展，虚拟现实技术在教育领域越来越受到重视。
教学大纲的制定对于规范虚拟现实技术的教学有着重要的作用。
本文将以此为出发点，探讨虚拟现实技术教学的大纲制定。
二、教学目标1. 理论基础：使学生了解虚拟现实技术的基本概念、发展历程和应用领域，掌握相关的理论知识。
2. 技术实践：培养学生独立运用虚拟现实技术的能力，掌握基本的操作技巧，并能够将其运用到实际问题中解决。
3. 创新思维：培养学生在虚拟现实技术领域的创新意识和思维能力，激发学生的探索精神。
三、课程设置1. 第一阶段：基础知识- 介绍虚拟现实技术的定义、特点和分类等基本概念。
- 探讨虚拟现实技术的发展历程和应用领域。
- 介绍虚拟现实技术的硬件设备和软件工具，包括头戴式设备、手柄、触觉反馈技术等。
- 学习虚拟现实技术的基本操作和常用功能。
2. 第二阶段：应用案例- 分析虚拟现实技术在教育、医疗、娱乐等领域的应用案例。
- 设计并实践一些简单的虚拟现实应用项目，如VR演示、虚拟游览等，让学生亲身体验并了解应用的具体过程。
3. 第三阶段：项目开发- 引导学生选择一个具体的应用场景，进行虚拟现实项目的开发。
- 学生通过团队合作，负责不同的任务并进行分工合作，包括需求分析、系统设计、功能实现等。
- 指导学生学习并运用相关的开发工具和语言，如Unity引擎、C#编程等。
- 学生提交项目成果并进行评估，鼓励学生分享项目心得和经验。
四、教学方法1. 讲授与演示：通过讲解和演示的方式，传授虚拟现实技术的相关知识和操作技巧。
2. 设计与实践：鼓励学生参与课程设计和虚拟现实项目的实践，培养学生的动手能力和创新能力。
3. 个性化学习：根据学生的兴趣和特长，引导学生选择和设计自己感兴趣的虚拟现实项目，激发学生的学习兴趣和积极性。
虚拟现实技术课程教学大纲Virtua1Rea1ityTechno1ogyCourseTeachingProgram学时数：32其中：实验学时：0课外学时：0学分数：2适用专业：计算机科学与技术一、课程性质、任务与目的虚拟现实技术（简称VR）,又称灵境技术，是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。
虚拟现实技术作为一种最为强大的人机交互技术，一直是信息领域研究开发和应用的热点方向之一。
本课程立足于虚拟现实的特性，从技术和应用两个方向全面系统地讲述虚拟现实的基础理论和实践技能,包括对虚拟现实最新硬件设备和高级软件技术的讲解，以及虚拟现实传统应用和最新应用的介绍。
本门课的主要任务与目的是，学习建模能力，VRM1定义了类型丰富的几何、编组、定位等节点，建模能力较强；真实感及渲染能力，通过提供丰富的渲染相关节点，可以很精细地实现光照、着色、纹理贴图、三维立体声源；观察及交互手段，传感器类型丰富，可以感知用户交互，视点可以控制对三维世界的观察方式及动画控制。
二、教学基本要求（一）动态环境建模技术学习。
（二）实时三维图形生成技术学习。
（H）立体显示和传感器技术学习。
（四）虚拟现实技应用系统开发工具学习（ShoUt3D的使用、Java3D的使用、3DMax的使用、ShOCkWave3D的使用）。
三、课程的教学内容、重点和难点第一章虚拟现实技术概述一、虚拟现实的基本概念（一）虚拟现实的定义（二）虚拟现实的本质特征（H）虚拟现实系统的组成二、虚拟现实系统的分类（一）桌面虚拟现实系统（二）沉浸式虚拟现实系统（H）增强虚拟现实系统（四）分布式虚拟现实系统三、虚拟现实的发展和现状（一）虚拟现实的发展历程（-）国外虚拟现实技术的研究现状（H）国内虚拟现实技术的研究现状（四）虚拟现实技术的发展趋势四、虚拟现实技术的主要应用领域（一）军事领域（二）医疗领域（H）教育领域（四）文化艺术领域（五）制造业（六）商业第二章虚拟现实系统的硬件设备一、视觉感知设备概述（-）人类视觉模型（二）视觉感知设备二、听觉感知设备概述（-）人类听觉模型（二）听觉感知设备三、触觉和力反馈设备（-）触觉和力反馈模型（二）触觉反馈设备（三）力反馈设备四、位置跟踪设备（-）位置跟踪设备概述（二）机械式位置跟踪设备（三）电磁式位置跟踪设备（四）超声波位置跟踪设备（五）光学式位置跟踪设备（六）惯性位置跟踪设备（七）混合位置跟踪设备（八）常见的三维位置跟踪设备五、虚拟现实的计算设备（-）高性能个人计算机（二）高性能图形工作站（三）高度并行的计算机（四）分布式网络计算机重点：不同虚拟现实系统硬件设备的了解难点：位置跟踪设备的使用第三章虚拟现实的建模技术一、对象虚拟（一）几何建模（二）图像建模（三）图像与几何相结合的建模方法（四）三维对象的视觉外观二、物理建模（一）分形技术（二）粒子系统（H）碰撞一响应建模三、运动建模（一）对象位置（二）对象层次（H）虚拟摄像机（四）行人的运动建模技术四、行为建模（一）基于Agent的行为建模（二）其他行为建模方法五、声音建模（一）虚拟声音建模（二）虚拟声音传播和再现重点：图像与几何相结合的建模方法难点：对象建模技术的掌握第四章虚拟现实的Web3D技术一、Web3D技术概述（-）Web3D技术的发展（二）Web3D技术的特点（三）Web3D发展方向及应用前景二、三维全景技术（一）全景技术概述（二）全景技术常用设备（三）全景作品的制作三、C1I1t3D技术（一）CUIt3D技术概述（二）Cu1t3D窗口介绍（三）CUIt3D制作流程（四）CUIt3D应用实例四、基于Web的其他技术（一）Java3D（二）Viewpoint（三）Atmosphere（四）Shout3D（五）ShockWaveSD重点：Web3D软件的应用难点：三维全景作品的制作第五章三维建模工具3dsMax一、三维建模工具简介二、3dsMax的基础知识（一）3dsMax的操作界面（二）三维标准基本几何体简介（H）变换物体（四）操作视图（五）三维坐标系统的概念（六）选择物体的方法（七）使用组（八）克隆物体（九）三个常用工具三、修改三维几何体（一）修改器介绍（-）常用对象空间修改器（H）“编辑网格”修改器四、样条曲线建模方法（一）创建样条曲线（-）样条曲线的可视化（H）样条曲线的插值（四）样条曲线的基本修改方法（五）常用对象空间修改器（六）样条曲线的放样（七）放样物体的编辑五、材质与贴图（一）材质与贴图的概念（二）材质和贴图的类型（H）材质编辑器的使用（四）标准材质的设置六、灯光与摄影机（一）灯光简介（二）灯光的基本参数（H）摄影机简介七、生成动画（一）生成动画的基本流程（二）小球滚动动画实例八、综合实例（一）演播大厅的制作第六章虚拟现实开发平台EON一、虚拟现实系统开发平台概述（-）虚拟现实系统开发平台的基本功能（二）虚拟现实系统开发平台的发展趋势（H）常见的虚拟现实系统开发平台二、虚拟现实开发平台EON概述（一）EoN技术简介（二）EON产品（Ξ）EoN技术在国内外的研究与应用三、认识EONStudio（一）安装EONStUdio（二）EoNRaPtor的安装与使用（Ξ）EoNSmdiO操作界面四、EON的节点和元件（一）节点（二）元件五、创建EoN应用程序（一）EoN坐标系统（二）导入3D物体（H）交互程序开发（四）发布交互程序六、EON与其他软件的整合（一）EOnX属性设置（~）EoN通信接口（Ξ）EON文件嵌入PPT第七章虚拟现实系统综合实例一、室内漫游交互系统（-）虚拟漫游系统说明（二）EON漫游系统的开发二、机器虚拟拆装训练系统（一）虚拟拆装训练系统说明（二）素材准备（三）交互功能开发（四）打包发布重点：机器虚拟拆装训练系统交互功能的开发难点：EoN漫游系统的开发四、课程各教学环节要求（一）教与学模式建立《虚拟现实技术》的电子教案和多媒体课件或积件，以任务驱动为主线，采用多媒体演播教学、讲授、自主学习、协作学习、小组讨论、上机实验等多种教与学模式。
《虚拟现实技术基础》教学大纲虚拟现实技术基础教学大纲课程名称：虚拟现实技术基础课程代码：VR101一、课程介绍虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）是一种运用计算机和传感器等技术，模拟出虚拟的三维环境，并通过人机交互设备沉浸式地感受和体验这种虚拟环境的技术和应用。
本课程将介绍虚拟现实技术的基础知识，包括虚拟现实的发展历程、核心概念、技术原理、硬件设备等，并探索虚拟现实在各个领域的应用。
二、教学目标本课程的教学目标主要有：1.了解虚拟现实技术的基本概念和发展历程；2.熟悉虚拟现实技术的核心原理和关键技术；3.掌握虚拟现实技术的基础硬件设备和软件开发环境；4.了解虚拟现实技术在各个领域的应用；5.培养学生的虚拟现实技术应用能力和创新思维。
三、教学内容和学时安排本课程的教学内容和学时安排如下：第一章虚拟现实技术概述1.1虚拟现实技术的定义和发展历程（2学时）1.2虚拟现实技术的分类（2学时）1.3虚拟现实技术的应用领域（2学时）第二章虚拟现实技术的核心概念2.1虚拟现实的感知技术（2学时）2.2虚拟现实的交互技术（2学时）2.3虚拟现实的显示技术（2学时）第三章虚拟现实技术的技术原理3.1虚拟现实技术的计算机图形学基础（2学时）3.2虚拟现实技术的传感器原理（2学时）3.3虚拟现实技术的数据处理与模拟技术（2学时）第四章虚拟现实技术的硬件设备4.1虚拟现实设备的开发与选择（2学时）4.2虚拟现实设备的传感器与追踪技术（2学时）4.3虚拟现实设备的人机交互技术（2学时）第五章虚拟现实技术的应用5.1虚拟现实技术在游戏与娱乐领域的应用（2学时）5.2虚拟现实技术在教育与培训领域的应用（2学时）5.3虚拟现实技术在医疗与健康领域的应用（2学时）5.4虚拟现实技术在建筑与设计领域的应用（2学时）第六章虚拟现实技术的发展趋势6.1虚拟现实技术的发展趋势与挑战（2学时）6.2虚拟现实技术与其他技术的结合（2学时）6.3虚拟现实技术的未来展望（2学时）四、教学方法本课程采用多种教学方法，包括讲解、案例分析、实验演示、小组讨论等。
《VR虚拟现实技术》课程教学大纲撰写：审核：一、课程基本信息二、课程简介VR虚拟现实技术是数字媒体技术专业的必修课，课程中将通过理论讲解与实践操作让学生掌握VR项目开发的全流程方法和核心技能。
课程的教学目的是让学生掌握VR开发的思路和流程，着重讲解VR技术美术，SDK，蓝图编程，HUD，和综合项目的开发，让学生通过案例实践的训练，掌握技术美术、UI交互、蓝图编程等内容，通过本课程的学习和实训让学生掌握VR项目开发的技能。
知识目标：了解VR领域的相关知识和发展趋势，掌握VR开发和优化的关键技术，掌握VRVR原型的开发和设计思路，制作流程、步骤，对行业和技术有深刻洞察。
技能目标：掌握设置VR头戴设备；掌握VR工具包，能使用UE4引擎进行VR交互的开发，在实践过程中培养独立思维，提出问题和解决问题的能力。
思考VR交互和项目开发所需要的设计思路和制作方法，能够独立或团队协作完成简单VR项目的设计和开发。
素质目标：素质上激发学生的学习热情，建立热爱互动媒体设计的感情和对数字媒体技术事业的责任心，为后续课程的学习和培养自主学习能力打下基础。
三、课程教学目标本课程主要学习VR开发的基本理论与知识，并通过实训最终完成项目的开发。
以基础性、实用性为前提，同时力求做到通俗易懂，有较强的可操作性。
四、教学计划与内容五、课程教学基本要求（一）教学要求及内容设计（二）作业安排及要求六、课程考核与成绩评定（一）考核组成总评成绩由过程性考核和终结性成绩两部分组成，两者均按百分制计分，课程总评成绩＝过程性考核40%+终结性考核60%。
（二）成绩评定1.过程性考核2.终结性考核（1）考核形式：实践教学考试七、学习资料（一）教材1. 《UE4引擎虚拟现实开发》，人民邮电出版社，2020年6月；（二）参考资料1. 《VR/AR/MR开发实战》，机械工业出版社，2017年4月；2. 《交互思维》，电子工业出版社，2019年03月；3. 《Unreal Engine 4蓝图完全学习教程》，中国青年出版社，2017年6月；（三）在线资源1. 课程网络学习平台：2. 课程网络学习拓展：2021年02月20日。
《虚拟现实技术及其实现》课程教学大纲虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术是一种通过计算机生成的数字虚拟环境，使用户能够与虚拟环境进行实时互动的技术。
VR技术已经在游戏、娱乐、教育、训练、医疗等领域得到广泛应用，并具有很大的发展潜力。
本课程将介绍虚拟现实技术的基本理论和实现方法，通过理论与实践相结合的方式，帮助学生深入理解并掌握虚拟现实技术的原理与应用。
一、课程目标与要求：1.了解虚拟现实技术的概念、基本原理和发展历程；2.掌握虚拟现实技术常用的硬件设备和软件平台；3.理解虚拟现实技术的主要应用领域和发展前景；4.能够使用相关工具和技术开发简单的虚拟现实应用；5.具备独立学习、研究和解决实际问题的能力。
二、教学内容及安排：1.虚拟现实技术概述a.虚拟现实的定义和基本特点b.虚拟现实技术的分类和发展历程c.虚拟现实技术在不同领域的应用案例介绍2.虚拟现实技术基础a.三维图形学基础b.多媒体技术与交互设备c.虚拟现实系统的构成和基本原理d.图像和声音在虚拟现实中的应用3.虚拟现实技术实现a.模型建立与场景构建b.交互设备与界面设计c.虚拟现实技术的感知与沉浸技术d.虚拟现实应用的图形渲染和物理仿真4.虚拟现实技术的应用a.游戏与娱乐b.教育与培训c.模拟与训练d.医疗与康复5.虚拟现实技术发展趋势与展望a.虚拟现实技术的发展趋势b.虚拟现实技术面临的挑战与解决方案c.虚拟现实技术在未来的应用前景三、教学方法：1.理论讲授：通过教师的讲解，介绍虚拟现实技术的基本概念、理论和方法；2.实例分析：通过分析真实的虚拟现实应用案例，帮助学生理解虚拟现实技术在实际中的应用；3.实践操作：通过实践操作，锻炼学生的实际能力和解决实际问题的能力；4.小组讨论：通过小组讨论，促进学生之间的交流和合作，培养团队合作意识和能力。
四、考核要求：1.平时成绩：包括课堂表现和实践操作等；2.期中考试：对课程基础知识进行考核；3.期末项目：学生通过团队合作，独立完成一个具体的虚拟现实应用项目，并进行展示和答辩；4.个人报告：每名学生撰写一份有关虚拟现实技术应用领域研究或开发经验的个人报告。
《虚拟现实技术导论》课程教学大纲（建议）编制日期：2024年05月05日课程中文名称：虚拟现实技术导论课程英文名称：Introduction to Virtual Reality Technology学分/学时：2.0/32先修课程：计算机图形学、数字图像处理、面向对象程序设计适用专业/开课对象：计算机专业2年级以上本科生一、课程的性质、目的和任务虚拟现实技术综合了计算机图形学、实时分布系统、人机交互、心理学、控制学、电子学和多媒体技术多个相关领域的理论和技术，是计算机应用技术学科的一个重要组成，也是学生在课堂学习过程中接触到的实用性强的系统。
本课程介绍虚拟现实的基本概念、软硬件组成、系统开发和前沿技术，使学生了解如何构建虚拟现实系统的专业知识，从而为解决实际问题提供具体的手段。
本课程全面介绍虚拟现实系统的原理、组成和构建方法，重点解决如何构建虚拟现实系统的问题。
本课程要求学生既要掌握有关虚拟现实的经典基础和前沿技术，又要学会运用工具构造实际的系统，强调实践性，是学生在本科学习阶段培养动手能力的一个非常重要的环节。
本课程要求学生掌握虚拟现实的基本概念、常用硬件的原理和常用的软件，了解虚拟现实系统的基本组成，为开发虚拟现实应用系统打下基础。
本课程与毕业生培养要求对应关系：二、课程内容、基本要求及学时分配本课程系统地介绍虚拟现实的基本理论、开发方法和前沿技术，主要内容包括：虚拟现实的基本概念、常用硬件和常见的系统结构；虚拟现实主要的建模技术、绘制技术和目前的前沿技术；学习和掌握Multigen Creator、OpenGVS、Unity3D、ARkits/ARCore（需要硬件支持）的使用。
课程的32学时全部用于课堂教学，学生利用课下时间完成动手实践。
同时，本课程提供了教学数字化课件，供授课教师参考，授课教师可根据实际情况对内容自行增删。
课堂教学内容共5讲，包括教材中的前5章内容，第6章内容教师可做为本课程的实践内容布置同学课下完成。
课程简介
《虚拟现实技术》教学大纲
总学时：64 理论课学时：32 实验课学时：32学分：4
一、课程的性质
专业领域选修课
二、课程的目的与教学基本要求
虚拟现实技术作为一种最为强大的人机交互技术，一直是信息领域研究开发和应用的热点方向之一。
本课程立足于虚拟现实的“3I”特性，从技术和应用两个方向全面系统地讲述虚拟现实的基础理论和实践技能，包括对虚拟现实最新硬件设备和高级软件技术的讲解，以及虚拟现实传统应用和最新应用的介绍。
通过本课程的学习，使学生了解并掌握虚拟现实的基本概念和术语、系统组成及应用领域，了解虚拟现实的计算机体系结构、输入输出设备，以及有关的人的因素；结合上机实验，了解虚拟现实的建模技术，掌握应用系统开发的基本技能。
要求：
1. 理解VR中的3I特性；
2．了解VR中的输入、输出设备；
3．了解VR的建模方法；
4．了解VR的编程工具与方法；
5. 了解VR的应用情况。
三、课程适用专业
工业设计专业理科生源的学生。
四、课程的教学内容、要求与学时分配
第1部分 VR系统简介（4学时）
具体内容：
1) 虚拟现实的3I特性
2) 虚拟现实的发展简史
3) 构成VR系统的五个典型组成部分
4）VR技术的分类
重点：
掌握VR系统的五个典型组成部分。
第2部分输入输出设备（2学时）
具体内容：
1)三维位置跟踪器：性能参数；机械、电磁、超声波、光学、混合惯性跟踪器
2)漫游和操纵接口：基于跟踪器的漫游／操纵接口；跟踪球；三维探针
3)手势接口
4)体感输入
5）图形显示设备
6）声音显示设备
7）触觉反馈
重点：
三维位置跟踪器的设计原理与应用范围。
图形显示设备的分类与应用。
难点：
体感输入的应用前景，立体图像的生程技术
第3部分 VR的计算体系结构（2学时）
具体内容：
1)绘制流水线
2)基于PC的图形体系结构
3)基于工作站的体系结构
4)分布式VR体系结构：多流水线同步；联合定位绘制流水线；分布式虚拟环境重点：
掌握绘制流水线构成。
难点：
分布式虚拟环境设计。
第4部分 VR建模（4学时）
具体内容：
1)几何建模
2)运动建模
3)物理建模
4)行为建模
5)模型管理
重点：
掌握几何建模、运动建模、行为建模、模型管理技术构成。
难点：
物理建模和模型管理技术。
第5部分 VR编程（14学时）
具体内容：
1）工具包和场景图
2）EON：几何建模与外观；场景图；传感器和动作函数；网络开发
3）JAVA 3D——几何建模与外观；场景图；传感器和行为；网络开发
4）OpenGL 利用三维图形库进行底层开发
重点：
掌握工具包和场景图技术构成、Java3D、OpenGL编程。
难点：
基于OpenGL设计场景图及交互
第6部分 VR中的“人的因素”（2学时）
具体内容：
1)研究方法和专业术语
2)使用者表现研究
3)VR健康和安全问题
4)VR与社会
重点：
掌握研究方法和专业术语。
难点：
VR与社会应用的结合。
第7部分传统的VR应用（2学时）
具体内容：
1)VR在医疗中的应用
2)VR在教育、艺术以及娱乐中的应用
3)VR在军事中的应用
重点：
掌握VR的应用范围。
难点：
VR的应用深度。
第8部分新型的VR应用（2学时）
具体内容：
1)VR在制造业中的应用
2)VR在机器人领域中的应用
3)信息可视化——VR在油气勘探和完善管理中的应用；体数据的可视化
重点：
掌握VR相关的信息可视化技术构成。
难点：
VR与具体行业的结合。
五、教材和主要参考资料
教材：Grigore C.Burdea. 虚拟现实技术. 第二版. 电子工业出版社. 2005
主要参考书：
[1] 张茂军著. 虚拟现实系统. 科学出版社. 2001
[2] William R. Sherman, Alan B. Craig. 虚拟现实系统——接口、应用与设计. 电子工业出版社. 2004
六、课程考核方式
平时成绩及课程设计各占50%。
