本實(shí)用新型涉及互聯(lián)網(wǎng)教育領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的教育模式是教師將學(xué)習(xí)材料作為現(xiàn)成的結(jié)論性知識加以傳授，而不重復(fù)人類發(fā)現(xiàn)、形成有關(guān)知識的過程，對于學(xué)生分析思維能力、演繹推斷能力、系統(tǒng)思考能力以及受納知識的能力等方面培養(yǎng)有著很大的、不可替代的作用。但過于單一的使用，把學(xué)生的學(xué)習(xí)建立在人的客體上，受動性和依賴性的基礎(chǔ)之上，忽略了人的主動性，能動性和獨(dú)立性，削減了學(xué)生的創(chuàng)造潛能的開發(fā)和創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)，甚至在某種程度上還抹殺了學(xué)生的創(chuàng)造力。
于是 ，在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展、教育改革不斷前進(jìn)的今天，逐漸引進(jìn)了多媒體教育。多媒體具有圖、文、聲并茂甚至有活動影象這樣的特點(diǎn)，所以能提供最理想的教學(xué)環(huán)境，對教育、教學(xué)過程產(chǎn)生深刻的影響。多媒體教育主要以大屏幕呈現(xiàn)內(nèi)容，雖然圖像內(nèi)容豐富多樣了，但不能給人帶來真實(shí)感，因此體驗(yàn)感差，尤其是那些需要動手的實(shí)驗(yàn)課，只播放影像而不動手實(shí)驗(yàn)不能夠加深學(xué)生對該實(shí)驗(yàn)的印象，于是，急需一套能夠給人帶來真實(shí)感，加強(qiáng)體驗(yàn)感的教學(xué)系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教學(xué)系統(tǒng)，能夠給學(xué)生帶來真實(shí)感，加強(qiáng)體驗(yàn)感。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案：
一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教學(xué)系統(tǒng)，包括：
輸入模塊，用于將三維模型的數(shù)據(jù)傳送至主控計算機(jī)；
主控計算機(jī)，與所述輸入模塊通信連接，用于處理三維模型的數(shù)據(jù)，并輸出控制信號；
輸出模塊，包括全息投影儀，響應(yīng)于所述控制信號，用于將三維模型投射于操作面板；
操作面板，與所述主控計算機(jī)通信連接，用于顯示三維模型，并在操作面板上對三維模型進(jìn)行操作，輸出反饋信號至主控計算機(jī)。
通過采用上述技術(shù)方案，輸入模塊將三維模型的數(shù)據(jù)傳送至主控計算機(jī)，經(jīng)主控計算機(jī)處理后輸出控制信號至全息投影儀，全息投影儀將三維模型投影至操作面板上，在操作面板上浮現(xiàn)三維模型；上實(shí)驗(yàn)課時，往往需要動手對實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行操作，在操作面板上投影實(shí)驗(yàn)儀器的三維模型，并在操作面板上對該模型進(jìn)行操作，操作面板檢測到有動作時，輸出反饋信號至主控計算機(jī)，經(jīng)主控計算機(jī)處理后，全息投影儀投影出下一個畫面，其中，信號的傳遞和處理速度是非?？斓模串?dāng)在操作面板上對三維模型進(jìn)行操作時，會連續(xù)輸出操作后的不同畫面，提高了用戶體驗(yàn)。
進(jìn)一步的，所述輸入模塊包括鼠標(biāo)或鍵盤或觸控屏。
通過采用上述技術(shù)方案，用鼠標(biāo)或鍵盤或觸控屏將三維模型的數(shù)據(jù)傳送至主控計算機(jī)，操作簡單，使用方便，通用性更強(qiáng)。
進(jìn)一步的，所述主控計算機(jī)包括：
數(shù)據(jù)存儲模塊，與所述輸入模塊通信連接，用于存儲三維模型的數(shù)據(jù)；
主控制器，與所述數(shù)據(jù)存儲模塊和操作面板均通信連接，用于處理三維模型的數(shù)據(jù)，輸出控制信號，同時響應(yīng)于所述反饋信號；
顯示器，與所述主控制器通信連接，用于顯示三維模型的二維畫面。
通過采用上述技術(shù)方案，輸入模塊將存儲在數(shù)據(jù)存儲模塊中的三維模型數(shù)據(jù)傳送至主控制器，經(jīng)主控制器處理后，輸出控制信號以控制全息投影儀開啟；主控制器接收反饋信號，經(jīng)處理后由全息投影儀輸出下一個畫面，由于這個處理過程是非?？斓?，所以兩個畫面之間是連續(xù)的，提高了用戶體驗(yàn)；
同時三維模型的畫面也以二維的形式顯示在顯示屏上。
進(jìn)一步的，所述操作面板包括：
顯示模塊，用于顯示三維模型；
傳感模塊，設(shè)置于所述顯示模塊外側(cè)，與所述主控制器通信連接，用于檢測在傳感模塊上的操作，輸出反饋信號。
通過采用上述技術(shù)方案，顯示模塊用于顯示全息投影儀輸出的三維模型；傳感模塊可檢測人在操作面板上的動作，并相應(yīng)的生成反饋信號至主控制器，再經(jīng)由主控制器處理。
進(jìn)一步的，所述顯示模塊包括全息投影幕布。
通過采用上述技術(shù)方案，全息投影是一種利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實(shí)的三維圖像，是一種無需配戴眼鏡的3D技術(shù)，可以看到立體畫面。
進(jìn)一步的，其特征在于，所述傳感模塊包括壓電薄膜，所述壓電薄膜與主控制器通信連接。
通過采用上述技術(shù)方案，當(dāng)有作用力作用在壓電薄膜上時，薄膜上下電極表面之間就會產(chǎn)生一個電信號（電荷或電壓），并且同拉伸或彎曲的形變成比例。一般的壓電材料都對壓力敏感，但對于壓電薄膜來說，在縱向施加一個很小的力時，橫向上會產(chǎn)生很大的應(yīng)力，因此，壓電薄膜對動態(tài)應(yīng)力非常敏感，能夠精確檢測到人在該膜上的操作，并將生成的電信號作為反饋信號傳至主控制器中進(jìn)行處理。
進(jìn)一步的，所述輸出模塊還包括音頻播放器，所述音頻播放器與所述主控制器通信連接。
通過采用上述技術(shù)方案，音頻播放器與主控制器連接，受主控制器的控制發(fā)出聲音，以提醒人的操作步驟或者顯示聲音現(xiàn)象。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：將三維模型通過全息投影儀投射到到全息投影幕布上，再利用設(shè)置在全息投影幕布外側(cè)的壓電薄膜檢測壓力，生成反饋信號至主控制器以切換畫面，形成流暢的畫面切換，增強(qiáng)用戶真實(shí)的體驗(yàn)感。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖。
附圖標(biāo)記：1、輸入模塊；2、主控計算機(jī)；21、數(shù)據(jù)存儲模塊；22、主控制器；23、顯示器；3、輸出模塊；31、全息投影儀；32、音頻播放器；4、操作面板；41、顯示模塊；42、傳感模塊。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。
參照圖1，一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教學(xué)系統(tǒng)，包括輸入模塊1、主控計算機(jī)2、輸出模塊3和操作面板4, 輸入模塊1，用于將三維模型的數(shù)據(jù)傳送至主控計算機(jī)2；主控計算機(jī)2，與輸入模塊1通信連接，用于處理三維模型的數(shù)據(jù)，并輸出控制信號；輸出模塊3，包括全息投影儀31，響應(yīng)于控制信號，用于將三維模型投射于操作面板4；操作面板4，與主控計算機(jī)2通信連接，用于顯示三維模型，并在操作面板4上對三維模型進(jìn)行操作，輸出反饋信號至主控計算機(jī)2。輸入模塊1將三維模型的數(shù)據(jù)傳送至主控計算機(jī)2，經(jīng)主控計算機(jī)2處理后輸出控制信號至全息投影儀31，全息投影儀31將三維模型投影至操作面板4上，在操作面板4上浮現(xiàn)三維模型；上實(shí)驗(yàn)課時，往往需要動手對實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行操作，在操作面板4上投影實(shí)驗(yàn)儀器的三維模型，并在操作面板4上對該模型進(jìn)行操作，操作面板4檢測到有動作時，輸出反饋信號至主控計算機(jī)2，經(jīng)主控計算機(jī)2處理后，全息投影儀31投影出下一個畫面，其中，信號的傳遞和處理速度是非常快的，即當(dāng)在操作面板4上對三維模型進(jìn)行操作時，會連續(xù)輸出操作后的不同畫面，提高了用戶體驗(yàn)。
其中，輸入模塊1包括鼠標(biāo)或鍵盤或觸控屏；主控計算機(jī)2包括數(shù)據(jù)存儲模塊21、主控制器22和顯示器23，數(shù)據(jù)存儲模塊21，與輸入模塊1通信連接，用于存儲三維模型的數(shù)據(jù)；主控制器22，與數(shù)據(jù)存儲模塊21和操作面板4均通信連接，用于處理三維模型的數(shù)據(jù)，輸出控制信號，同時響應(yīng)于反饋信號；顯示器23，與主控制器22通信連接，用于顯示三維模型的二維畫面。輸入模塊1將存儲在數(shù)據(jù)存儲模塊21中的三維模型數(shù)據(jù)傳送至主控制器22，經(jīng)主控制器22處理后，輸出控制信號以控制全息投影儀31開啟；主控制器22接收反饋信號，經(jīng)處理后由全息投影儀31輸出下一個畫面，由于這個處理過程是非常快的，所以兩個畫面之間是連續(xù)的，提高了用戶體驗(yàn)；同時三維模型的畫面也以二維的形式顯示在顯示屏上。
另外，操作面板4包括顯示模塊41和傳感模塊42，顯示模塊41，用于顯示三維模型；傳感模塊42，設(shè)置于顯示模塊41外側(cè)，與主控制器22通信連接，用于檢測在傳感模塊42上的操作，輸出反饋信號；其中，顯示模塊41包括全息投影幕布。全息投影是一種利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實(shí)的三維圖像，是一種無需配戴眼鏡的3D技術(shù)，可以看到立體畫面；當(dāng)有作用力作用在壓電薄膜上時，薄膜上下電極表面之間就會產(chǎn)生一個電信號（電荷或電壓），并且同拉伸或彎曲的形變成比例。一般的壓電材料都對壓力敏感，但對于壓電薄膜來說，在縱向施加一個很小的力時，橫向上會產(chǎn)生很大的應(yīng)力，因此，壓電薄膜對動態(tài)應(yīng)力非常敏感，能夠精確檢測到人在該膜上的操作，并將生成的電信號作為反饋信號傳至主控制器22中進(jìn)行處理。
另外，輸出模塊3還包括音頻播放器32，音頻播放器32與主控制器22通信連接，音頻播放器32受主控制器22的控制發(fā)出聲音，以提醒人的操作步驟或者顯示聲音現(xiàn)象。
以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。