《VR虚拟现实技术》教学大纲

《VR虚拟现实技术》课程教学大纲撰写：审核：、课程基本信息开课单位课程类别（性质））课程名称课程编码开课学期学时/学分适用专业先修课程、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。课程目标对专业毕业生能力的支撑描述（程度）知识目标1.了解VR领域的相关知识和发展趋势，掌握VR开发和制作的关键技术。能够对行业和技术有深刻洞察，运用所掌握的知识和技能完成VR原型的设计和开发。2.掌握VR原型的开发和设计思路，制作流程、步骤。能够独立或团队协作完成简单VR项目的设计和开发。能力目标1.掌握场景和关卡的制作的方法和流程。在实践过程中培养独立思维，提出问题和解决问题的能力。思考不同

的VR类型所需要的设计思路和制作方法。2.掌握编程思维和技巧；掌握UI的设计和编写，为项目的架构和人机交互提供运行的基础。能够使用蓝图编程进行VR项目的编写和开发、能设计界面美观和运行流畅的UI系统，最终完成互动媒体项目的设计和开发。素质目标1.培养学生独立、严谨的工作作风和团队意识，培养学生不断创新的精神和良好的职业道德。具有独立和团队协同工作的能力；能够了解和掌握行业动态和发展，使用所学知识为数字媒体行业贡献自己的力量。2.良好的表达和沟通能力。具有良好的沟通能力，能清楚的汇报自己项目的设计方案，在汇报的过程中能帮客户解决问题。四、教学计划与内容章序教学内容课内（外）学时分配理论实验习题在线学习作业点评机动AA-*第一章VR概述24（1）（1）纳入机动2AA-一*第二章VR术语与实践24（1）（1）纳入机动第三章VR技术美术第1部分24（1）（1）纳入机动第四章VR技术美术第2部分24（1）（1）纳入机动A5V-J-*Vr.第五章设置VR头戴设备24（1）（1）纳入机动任第八章VR工具包24（1）（1）纳入机动第七章追踪交互24（1）（1）纳入机动第八章瞬间移动24（1）（1）纳入机动第九章用户界面（UI）24（1）（1）纳入机动第十章角色逆向运动学24（1）（1）纳入机动第十一章运动控制器交互24（1）（1）纳入机动第十二章VR移动24（1）（1）纳入机动第十三章优化VR项目：第1部分24（1）（1）纳入机动第十四章优化VR项目：第2部分24（1）（1）纳入机动第十五章VR项目开发第1部分24（1）（1）纳入机动第十六章VR项目开发第2部分24（1）（1）纳入机动第十七章VR项目开发第3部分24（1）（1）纳入机动

第十八章VR项目发布24(1)(1)纳入机动合计3672(18)(18)课内总学时（课外总学时）72(36)五、课程教学基本要求（一）教学要求及内容设计章节教学要求重点、难点及主要教学内容设计第1章VR概述创建自己的第一个项目，并学习编辑器界面的导航、使用编辑器在关卡中四处移动以及测试默认贴图重点：进行VR开发的前提。难点：各VR平台的特点和技术细节。主要教学内容设计：采用案例教学，项目案例与课程的紧密联系的实例。第2章VR术语与实践了解VR行业中的诸多术语。了解VR行业各类硬件的主要差异。了解开发VR应用需要的主要软件。本课程全程使用的虚幻引擎，因此需要大体了解其主要功能。了解制作VR体验项目的最佳方法。重点：软件开发套件（SDK）。难点：虚幻引擎各部分功能和GamePla框架。主要教学内容设计：结合各类典型实例讲授。第3章VR技术美术第1熟悉导入3D模型，使用静态网格体编辑器，编辑碰撞凸包以及处理静态网格体资源和Actor重点难点：如何导入3D模型文件。主要教学内容设计：结合各类互动媒体设计的具体内容包括VR引擎、案例开发、项目思路为例说明设计时的考量。第4章VR技术美术第2部分掌握关卡（地图，场景）的美术创作和实现重点难点：掌握环境的创设，熟练完成实作案例。主要教学内容设计:对互动媒体设计的具体内容包括VR引擎、坐标系统、作品赏析。第5章设置VR头戴设备完成本章的学习后应了解如何创建用于HTCVive和OculusRift的基本VR场景。重点：如何导入3D模型文件。难点：在静态网格体Actor上设置碰撞响应。主要教学内容设计：采用案例教学，项目案例与课程的紧密联系的实例。第6章照明和渲染完成本课学习后应了解血£4引擎中实现VR硬件交互的各种方法。重点：各个VR平台的函数。难点：蓝图函数库。主要教学内容设计：采用案例教学，加强学生的互动，分组讨论和采用项目案例与课程的紧密联系的实例。第7章追踪交互完成本课学习后应了解^4引擎中追踪重点：了解追踪交互。

的工作原理、蓝图接口的优势，以及如何在项目中使用这二者。难点：交互接口。主要教学内容设计：采用案例教学，加强学生的互动，分组讨论和采用项目案例与课程的紧密联系的实例。第8章瞬间移动瞬移技术拥有一系列优势和不足是VR领域当前常用的虚拟移动方法。在探索追踪交互组件的更多用途时还应了解可能的实现方法。也可以尝试实现更有趣的追踪算法，延展追踪交互组件的功能。重点：抛物线追踪。难点：VR中玩家的移动。主要教学内容设计：采用案例教学，加强学生的互动，分组讨论和采用项目案例与课程的紧密联系的实例。第9章用户界面（UI）完成本课学习后应完全了解在VR项目中创建2DUI可能遇到的问题。还应了解如何在UE4引擎中实现VR2DUI。重点：2DUI。难点：用户交互UMG。主要教学内容设计：采用案例教学，加强学生的互动，分组讨论和采用项目案例与课程的紧密联系的实例。第10章角色逆向运动学探索VR角色动画需要逆向运动学的原因。了解UE4引擎中提供的部分逆向运动学算法。了解头部和手部逆向运动学的实现。重点：介绍逆向运动学（IK）。难点：FABRIK。主要教学内容设计：采用案例教学，加强学生的互动，分组讨论和采用项目案例与课程的紧密联系的实例。第11章运动控制器交互分析运动控制器交互功能的强大之处。了解设计运动控制器体验时面临的常见问题。探索如何在蓝图中设置场景交互系统。重点：交互的实现方式。难点：拾取交互。主要教学内容设计：采用案例教学，加强学生的互动，分组讨论和采用项目案例与课程的紧密联系的实例。第12章VR移动了解VR中出现不适的常见原因。了解选择移动方法时应注意的事项。了解当前VR环境中的各种移动方式。能够将基本VR移动应用于默认第一人称模板。本课学习后应了解模拟综合症背后的原理和常见原因，并清楚各种移动的方法。此外还应该了解虚拟移动和物理移动的实现方式。重点：移动的实现。难点：蓝图函数的使用。主要教学内容设计：采用案例教学，加强学生的互动，分组讨论和采用项目案例与课程的紧密联系的实例。第13章优化VR项目：第1部分完成本课学习后应了解模拟综合症背后的原理和常见原因，并清楚各种移动重点：VR眩晕。难点：图形渲染管线。

的方法。此外还应该了解虚拟移动和物理移动的实现方式。主要教学内容设计：采用案例教学，加强学生的互动，分组讨论和采用项目案例与课程的紧密联系的实例。第14章优化VR项目：第2部分了解UE4引擎提供的两大渲染路径，以及在这二者中进行选择的时机和理由。了解UE4引擎中协助VR渲染的其他渲染功能。了解如何诊断性能问题，以及解决方法。重点：如何改善VR性能。难点：项目的优化。主要教学内容设计：采用案例教学，加强学生的互动，分组讨论和采用项目案例与课程的紧密联系的实例。第15章VR项目开发第1部分掌握VR项目开发中的蓝图编程重点：事件、函数和变量。难点：节点、引线、执行和引脚。主要教学内容设计：采用案例教学，加强学生的互动，分组讨论和采用项目案例与课程的紧密联系的实例。第16章VR项目开发第2部分掌握VR项目开发中的游戏关卡设计重点：关卡蓝图。难点：关卡设计。主要教学内容设计：采用案例教学，加强学生的互动，分组讨论和采用项目案例与课程的紧密联系的实例。第17章VR项目开发第3部分掌握VR项目开发中的UI交互设计重点：UMG模块的使用。难点：3Dui的交互。主要教学内容设计：采用案例教学，加强学生的互动，分组讨论和采用项目案例与课程的紧密联系的实例。第18章VR项目的打包和发布掌握如何烘焙和封装内容并创建可执行文件。重点：VR项目流程。难点：为Windows操作系统环境封装项目。主要教学内容设计：采用案例教学，加强学生的互动，分组讨论和采用项目案例与课程的紧密联系的实例。（二）作业安排及要求章节作业题目第1章VR概述创建自己的第一个项目，并学习编辑器界面的导航、使用编辑器在关卡中四处移动以及测试默认贴图第2章VR术语与实践完成Oculus软件开发套件（SDK）的安装和调试

第3章VR技术美术第1部分使用UE4引擎完成游戏场景的创建第4章VR技术美术第2部分使用UE4引擎完成PBR材质的创建第5章设置VR头戴设备创建用于HTCVive和OculusRift的基本VR场景第6章VR工具包UE4引擎中实现VR硬件交互的3种方法第7章追踪交互完成本课学习后应了解UE4引擎中追踪的工作原理、蓝图接口的优势，以及如何在项目中使用这二者。第8章瞬间移动完成本课学习后应了解将瞬移作为移动方法时的优点和取舍，以及如何使用追踪交互组件实现瞬移第9章用户界面（UI）在UE4引擎中实现VR2DUI的设计和功能逻辑第10章角色逆向运动学理解VR游戏为何需要逆向运动学，在UE4引擎中实现逆向运动学。第11章运动控制器交互在UE4引擎中实现运动控制器和场景中对象的交互第12章VR移动在UE4引擎中实现虚拟移动和物理移动的实现方式第13章优化VR项目：第1部分完成本章测验题第14章优化VR项目：第2部分完成本章测验题第15章VR项目开发第1部分使用UE4引擎蓝图编程完成VR项目中的移动和交互功能第16章VR项目开发第2部分在UE4引擎中完成VR场景的关卡设计第17章VR项目开发第3部分在UE4引擎中完成VR项目中的UI主菜单和交互UI第18章VR的打包和发布1）烘焙内容2）封装项目3）创建可执行文件六、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.过程性考核平时考核类型出勤阶段性测试作业在线学习权重（40%）1052052.终结性考核（1）考核形式：实践教学考试题目类型前期项目分析策划V