全息教室应用多种沉浸式体验设备进行教学模拟,学生可以“亲身体验”电气设备、机械零件、传送路线、医疗操作或管理学应用、军事作战模拟等,可以满足大部分教学和训练的要求。虚拟现实引擎VRP技术表现各学科系统(自然的、物理的、社会的)的结构和形态,为学生提供一种可供他们体验和观测的环境,同时辅助教师优化教学过程、提高教学质量,改变传统教学生硬、枯燥、被动的现状。使多媒体教学从二维平面变成三维立体交互,并能构建一个虚拟的、境界逼真的教学环境。
全息教室在教育教学上的应用,开创了“虚拟教学”的崭新领域,它是教育高科技的展示和体现,也是教育手段现代化、信息化的标志之一。
一、全息教室解决的问题:
虚拟展示技术的教学应用首次体现在教学过程的规划以及设计上。使用虚拟展示技术强大的三维环境功能可以更有效地向学生展示制作模型效果,在前期对公共空间模型进行的建模处理之后便可以利用虚拟展示技术向所有的学生立体展示模型,可以通过虚拟互动和观察自主地展开对教学和内容的学习。虚拟展示技术下的教学方案设计应强调以学生为核心, 教师更多的是发挥教学和引导作用。学生利用虚拟设备就能够在虚拟空间中进行模型搭建,让学生更好地发挥自己的想象力和审美理解的能力,同时也可以进行自由搭建,这样就不用再考虑传统模型搭建时材料紧缺及搭建稳定性的问题。而且在虚拟空间内设计制作的模型可以自由导出到个人的移动设备中;便于学生在课余时间继续完成自己的作品,这样在虚拟空间中的实践教学既会减轻教学材料的损失,也会减少学校教学资源的投入。
在这种新型教学模式中,教学不会再受到教育资源差异、 空间位置限制等影响。老师通过 5G 结合全息投影的教学设备 对千里之外的学生进行实时授课,同时学生在家可以和远在千里之外的老师进行互动,因为全息投影展现出逼真的视觉效果,让老师与学生之间的互动不再有距离感,交流起来更加亲切。那么学生在家便可以享受到全国各地老师的教育与指导; 解决了教育资源差异和空间位置限制的问题。
二、全息教室的技术原理 :
①全息教室系统
上海东漫全息教室舍弃了传统多媒体教室中滥用的屏幕,学生与教师无需佩戴VR设备便能在教室中被系统进行动作捕捉,无负担感受沉浸式学习。它作为全息教室的交互中心,以人性化交互为见长,三维可视化为亮点,教学数据库为基础,深层次构建教学演练专业平台。
②虚拟演播系统
虚拟演播系统采用无轨跟踪技术,内置色键抠像,采用国际流行的渲染和控制分离模式,利用2台独立服务器,系统可完成无轨跟踪、抠像、多镜头切换、图文包装、3D植入等功能。系统具有三维空间、三维模型和三维跟踪,广播级图像输出,可同时实时渲染数十万个三角面。可以实现大场景、精细化、色彩丰富、任意组合的虚拟光效及特技效果虚拟场景。
③智能终端控制模块
教师通过该模块同步控制全息讲台课程内容的播放,直接对授课内容进行批注并同步至全息教室;学生通过该模块同步课程内容并实时接收教师推送的课堂任务或测验。该模块打破了传统多媒体教室中,教师被局限在讲台操控课件播放的状态,帮助教师脱离讲台与学生进行近距离沟通,并即时获得学生答题、投票反馈,掌握教学效果,即时调整课堂授课内容,提高课堂教学质量,打造研讨式、体验式的创新教学环境。
④综合服务器系统
该模块是上海东漫利用三维互联网技术及优质教育教学资源,结合云服务技术,为教育行业打造的虚拟现实教育与培训云计算平台,为用户提供全息教学课件的快速编辑与发布、影视级别实时渲染、智能课程、数据埋点、行为分析以及考核测验的整体解决方案。利用该系统可以良好地将整个教学过程串联起来,形成一个以教师、学生、知识为闭环的结构体,打破传统的教育信息化边界,可同时满足课堂教学、远程教学、协同教学应用。
⑤全息数据可视化系统:
数据可视化是数据领域广泛应用并发挥重要作用的一项技术,根据其在不同领域、不同任务的应用情况有不同的表现形式。在大数据时代,商业数据分析对提升商学领域精准管理、精准决策具有重要意义。数据可视化是数据分析的重要手段。同时,全息影像技术的发展和成熟,给数据可视化带来了新的承载介质。全息可视化展示系统将全息与数据分析结合,提供数据采集、数据存储、数据治理、数据分析产品与服务。全息可视化系统可适应于大部分场景应用,具有实施方便、成像质量优异、空间立体感强、交互体验佳等现有产品所不具备的优点。不仅可以使观察者看到更加生动形象的投影投射效果,还可以提供丰富的三维数据信息。
三、全息教室的应用领域:
上海东漫的全维度视角下的教学解构,模块化的教学设计完成全息理念下的多维教学实践。可应用于全息医学、全息理工、全息商科、全息设计、全息军事以及全息K12常规课程。
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