《虚拟现实技术》教学大纲

1、虚拟现实技术课程教学大纲课程名称：虚拟现实技术英文名称：Virtual Reality Technology课程编号：051050360课程性质：选修学分/学时：1/16，其中，讲授16学时，实验0学时，上机0学时使用专业：采矿工程（卓越工程师）、采矿工程任课学院、系部：计算机科学与技术学院计算机系 一、课程简介课程定位：虚拟现实技术是采矿工程专业的专业选修课之一，主要研究虚拟现实的关键技术，虚拟现实系统的硬件设备，虚拟现实系统开发工具和软件，三维全景技术的理论和方法，虚拟现实技术在矿山领域的应用等。该课程是智慧矿山建设、矿山虚拟仿真、矿山安全培训等知识体系的综合性技术学科。课程内容：虚拟现实

2、技术概述、虚拟现实系统体系结构、虚拟现实系统的输入设备、虚拟现实系统的输出设备、虚拟现实系统开发平台、虚拟现实技术的应用、虚拟现实系统开发案例等。学习成效：通过学习本课程，使学生能够应用虚拟现实的关键技术和系统开发的基本理论，分析特定领域虚拟现实系统开发的需求，掌握虚拟现实内容开发的基本方法，为学生今后从事智慧矿山的数字化设计、矿山虚拟仿真等复杂工程问题的研究打下初步理论基础。先修课程：画法几何及工程制图、采矿工程专业导论二、学习目标与毕业要求根据工程教育专业认证标准（2017版），虚拟现实技术课程教学目标对采矿工程专业毕业要求的支撑见表1。表1 课程学习目标与毕业要求关系毕业要求指标点分解学

3、习目标支撑强度3.设计/ 开发解决方案：能够针对采矿工程领域的生产与管理问题提出解决方案，设计满足特定需求的系统或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。3.2 能够利用计算机和人工智能等先进技术原理，设计满足特定需求的生产系统和工艺流程学习目标1：应用虚心现实系统实现的关键技术原理，分析采矿安全生产相关系统虚拟仿真需求，撰写研究报告和设计文件。M5.使用现代工具：能够针对矿产资源开发和利用过程中的工程问题，选择与使用恰当的技术、资源、现代工具和信息技术工具。5.3 能够开发、选择与使用现代工具预测、模拟及优化复杂安全工程问题，以及理解其局限性

4、学习目标2：针对矿产资源开发和利用过程中的工程问题，正确分析和选择虚拟现实系统开发的硬件设备和软件平台，设计满足特定需求的虚拟现实系统。M注：表中“H（高）、M（中）、L（弱）”表示课程与各项毕业要求的关联度。三、学习目标与教学环节虚拟现实技术课程以普及知识、掌握技术、面向应用、开阔思路为目标，系统介绍虚拟现实技术的概念发展历程、未来趋势、硬件设备、软件技术、开发平台及应用领域等。主要以讲授、随堂实践为主，以自主学习、课外作业为辅。课堂教学将充分利雨课堂辅助教学，调动学习积极性，提高教学效率。本课程学习目标、知识单元与培养环节见表 2。表 2 学习目标、知识单元与培养环节学习目标知识单元培养环

5、节授课讨论课程设计学习目标1：应用虚拟现实系统实现的关键技术原理，分析采矿安全生产相关系统虚拟仿真需求，撰写研究报告和设计文件。虚拟现实技术概述虚拟现实系统的关键技术学习目标2：针对矿产资源开发和利用过程中的工程问题，正确分析和选择虚拟现实系统开发的硬件设备和软件平台，设计满足特定需求的虚拟现实系统。虚拟现实系统的硬件设备虚拟现实开发工具和软件三维全景技术1. 布置一个课程设计应用图像拼接软件和VR全景开发平台，采集制作室内外三维场景，设计完成包含2-3个场景的VR全景漫游系统的开发，撰写研究报告。四、课程知识单元、知识点及学时分配虚拟现实技术课程主要介绍虚拟现实领域研究的发展、虚拟现实系统的

6、组成、虚拟现实相关技术的基本框架以及虚拟现实应用的基本开发流程等相关知识点，培养学生如何利用虚拟现实技术的相关技术原理解决专业工程问题的能力，建立起知识体系，为下一步虚拟现实应用与开发或者相关研究打下良好的基础。根据工程教育专业认证标准（2017年11月修改）的要求，虚拟现实技术知识单元、知识点与学时分配见表3。表 3 知识单元、知识点与学时分配知识单元知识点学时分配学习目标序号描述序号描述线下线上1虚拟现实技术概述1虚拟现实概念212虚拟现实技术的发展3虚拟现实技术的分类4增强现实和混合现实技术5虚拟现实技术典型应用2虚拟现实系统的核心技术1虚拟现实系统体系结构212实物虚化技术（三维建模技

7、术）3虚物实化技术（视觉绘制、图形流水线、声音和力触觉渲染技术）4增强现实、混合现实的相关技术（三维注册、标定、人机交互）3虚拟现实系统的输入设备1三维位置跟踪器222导航输入设备3手势输入设备4体感输入设诶4.虚拟现实系统的输出设备1图形显示设备222声音显示设备3触觉反馈5虚拟现实系统的解决方案1移动VR222VR一体机3基于主机的VR4虚拟现实内容发布平台6.虚拟现实内容的设计与开发1内容设计目标及流程222虚拟现实内容制作方式（手工建模、静态建模、全景拍摄）3交互功能开发4虚拟现实开发引擎5虚拟现实内容开发案例7三维全景技术1三维全景概述222.全景照片的拍摄硬件3全景图的制作8VR行

8、业应用案例分析1VR娱乐212VR教育行业应用3VR在采矿、能源等行业应用9合计16五、考核方案及考核权重基于虚拟现实技术教学内容与毕业要求指标点的关联性，制定本课程质量评价方法。课程考试考核总成绩由平时学习表现、过程考核成绩和结课考核成绩三部分组成，这种考核方式可大大促进学生对日常教学环节中知识积累和掌握的重视程度，促进学生的学习产出。考试考核方案及权重见表4。本门课程的所有环节均要求学生参与并签到，不得缺勤；结课考试成绩不满卷面成绩50%，课程考核不合格。表 4 考核方案及考核权重学习目标知识单元支撑章节考核环节权重合计结课考核过程考核平时考核权重课程设计课后作业课堂讨论课堂测试学习目标1

9、：应用虚心现实系统实现的关键技术原理，分析采矿安全生产相关系统虚拟仿真需求，撰写研究报告和设计文件。虚拟现实技术概述虚拟现实系统的核心技术虚拟现实系统的解决方案30%5%5%40%学习目标2：针对矿产资源开发和利用过程中的工程问题，正确分析和选择虚拟现实系统开发的硬件设备和软件平台，设计满足特定需求的虚拟现实系统。虚拟现实系统的输入设备虚拟现实系统的输出设备虚拟现实内容的设计与开发三维全景技术30%20%5%5%60%60%20%5%5%10%100%六、课程持续改进结合工程认证的课程达成度评价表内容，虚拟现实技术课程需要持续改进的内容如表5所示。表5 课程需要持续改进的内容定期做适当的记录，以便评估学生能力的取得程度评估的结果被系统地加入项目持续改进中其他可用的协助持续改进的资源1 巩固使用赛课、雨课堂等课程平台，加强过程考核，掌握学生对所讲知识的掌握程度和需求；2 通过课堂讨论、互动、课程项目，提高解决复杂工程问题的能力。1.分组完成课后调研及报告撰写作业，发挥学生的协作精神和沟通能力，体现团队合作的创新效能；2.通过对毕业生和用人单位进行问卷调查，完善课程学习目标和教学内容。1.通过文献检索获取国内外虚拟现实技术在煤炭行业发展中的案例资源2.借鉴国内外相同或者相似的