一种演讲实时互动虚拟场景教学系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115471379A(43)申请公布日2022.12.13(21)申请号202211126207.4(22)申请日2022.09.15(71)申请人江苏亚欧项目管理有限公司地址226100江苏省南通市海门区海门街道时代广场16幢211室(72)发明人陆建彬冯丽华陆一玮刘香英(74)专利代理机构杭州研基专利代理事务所(普通合伙)33389专利代理师赵顺炜(51)Int.Cl.G06Q50/20(2012.01)G06V10/94(2022.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称一种演讲实时互动虚拟场景教学系统(57)摘要本发明提供一种演讲实时互动虚拟场景教学系统，涉及教育教学技术领域。该演讲实时互动虚拟场景教学系统，包括图像采集单元，用于采集所需演示图像，可以从网络及本地图像库上进行所需图像采集，三维场景绘制单元，根据所述图像采集单元采集的演示图像绘制基础三维场景结构框架，三维场景渲染单元，根据所述三维场景生成单元所生成的虚拟场景进行场景渲染，并通过渲染判断单元判断渲染效果，远程控制单元，对虚拟场景进行远程控制。通过图像采集单元、三维场景绘制单元、三维场景生成单元、三维场景渲染单元，产生实时教学用的虚拟场景，使学生能后身临其境的感受虚拟场景，提高学生兴趣、帮助学生更好地理解和学习。CN115471379ACN115471379A权利要求书1/2页1.一种演讲实时互动虚拟场景教学系统，其特征在于，包括：图像采集单元，用于采集所需演示图像，从网络及本地图像库上进行所需图像采集；三维场景绘制单元，根据所述图像采集单元采集的演示图像绘制基础三维场景结构框架；三维场景生成单元，根据所述三维场景绘制单元绘制的图像，加载并输出虚拟场景；三维场景渲染单元，根据所述三维场景生成单元所生成的虚拟场景进行场景渲染，并通过渲染判断单元判断渲染效果；远程控制单元，对虚拟场景进行远程控制。2.根据权利要求1所述的一种演讲实时互动虚拟场景教学系统，其特征在于：所述图像采集单元包括几何信息提取单元和内容信息提取单元，所述几何信息提取单元用于提取图像的类型、图案和坐标，所述内容信息提取单元用于提取图像的颜色、文字和纹理。3.根据权利要求1所述的一种演讲实时互动虚拟场景教学系统，其特征在于：所述三维场景绘制单元包括场景框架构建单元、图元组装单元、场景着色单元和粗粒度数据剔除单元，其具体操作步骤如下：S1：接收图像采集单元所采集的图像，并利用Unity引擎构建基础场景框架，并展示出来；S2：利用OpenGLES对接收的图像进行组装成指定图元，并构成整体场景模型；S3：利用顶端着色器、几何着色器和曲面细分对整体场景模型进行几何着色得到可视化场景模型；S4：将可视化场景模型进行渲染设置，剔除粗粒度。4.根据权利要求1所述的一种演讲实时互动虚拟场景教学系统，其特征在于：所述三维场景生成单元包括模型参数加载单元、模型纹理加载单元、模型法线加载单元和虚拟场景输出单元，分别对绘制好的场景进行参数加载、纹理加载、法线加载和场景输出。5.根据权利要求1所述的一种演讲实时互动虚拟场景教学系统，其特征在于：所述三维场景渲染单元包括光栅化渲染单元、光线追踪渲染单元、阴影捕捉渲染单元和法线可视化渲染单元，用于对输出的虚拟场景进行渲染，并通过渲染判断单元进行判断输出，具体包括如下步骤：S5：启动虚拟场景的图片帧插值渲染模式；S6：判断当前画面的渲染状态是否完成，如果是则执行S7，否则执行S8；S7：将渲染完成的该帧画面直接输出到显示屏幕上；S8：生成中间帧并将中间帧输出到显示屏幕上。6.根据权利要求1所述的一种演讲实时互动虚拟场景教学系统，其特征在于：所述远程控制单元包括指令发送设备和应用服务器及设备，质指令发送设备内设有控制信号发送单元和场景监控单元，应用服务器及设备内设有接收单元、界面生成单元、界面操作单元和展示单元，所述控制信号发送单元通过服务器串口或tcp协议与接收单元连接，具体操作方法包括如下步骤：S9：预设场景设备状态，通过控制信号发送单元发送指令，接收单元接收后应用服务器生成功能列表，根据功能列表生成三维操作界面；S10：根据三维操作界面对场景设备进行操作并反馈操作结果；2CN115471379A权利要求书2/2页S11：用三维效果展示单元展示操作结果；S12：利场景监控单元判断场景设备状态信息与预设的场景设备状态信息是否一致，若否则触发告警信息。3CN115471379A说明书1/4页一种演讲实时互动虚拟场景教学系统技术领域[0001]本发明涉及教育教学技术领域，具体为一种演讲实时互动虚拟场景教学系统。背景技术[0002]在现代教学过程中，因教学手段、教学设备、实践场地和实际场景等因素的限制，教师