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《虚拟现实技术及其实现》课程教学大纲

时间:2010-05-23 00:05来源:知行网www.zhixing123.cn 编辑:麦田守望者

 

一、课程基本情况与说明
(一)课程代码:
(二)课程英文名称:Technology of Virtual Reality
(三)课程中文名称:虚拟现实技术及其实现
(四)授课对象:教育技术学专业本科学生
(五)开课单位:工学院
(六)先修课程:高级语言程序设计、flash动画制作等。
(七)教材及参考书目
[1]虚拟现实技术与应用》,黄心渊编,科学出版社,1999年;
[2]《虚拟现实技术与应用》,胡小强编,高等教育出版社2006年;
[3]《虚拟现实基础与VRML编程》段新昱编,高等教育出版社,2004年。
(八)课程性质
虚拟现实技术及其实现是教育技术学专业教育软件工程方向的专业选修课。主要介绍三个部分,第一部分讲解实用虚拟现实系统概述,介绍虚拟现实的发展概况、虚拟现实的图形观察设备以及生成虚拟现实图形的常用软件。这些是虚拟现实中图形生成的基础。第二部分体视动画的生成技术,介绍体视图形的生成方法以及利用计算机自动生成体视动画的算法和系统。第三部分实用VR技术的应用,较为具体地讨论了实用虚拟现实技术在工程模拟中的应用,并给出一些制作方法和技巧。
(九)教学目的
通过本课程的学习,使学生了解虚拟现实基本理论、基本算法、开发方法、主流系统的介绍,使学生掌握虚拟现实主要关键技术、开发环境与平台;通过对有关虚拟现实国内外当前研究热点问题、典型研究工作的介绍,使学生了解当前虚拟现实技术的发展趋势。本课程作为教育技术专业的选修课程,以虚拟现实新技术实验研究工作为主要支撑,对于开阔本科生的专业视野,培养虚拟现实领域的专门人才具有意义。
(十)教学基本要求
本课程是理论性和应用性均较强的课程,教学环节包括课堂讲授,学生自学,上机实验,作业,答疑,期中考试,期末考试。教师在课堂上应对虚拟现实技术的基本概念、实用虚拟现实系统、动画的生成技术和实用VR技术的应用进行必要的讲授,并详细讲授每章的重点、难点内容;讲授中应注意理论联系实际,加深学生对有关概念、技术等内容的理解。
本课程上机实验学时不少于36学时;上机前教师预先布置实验题目;学生在上机做实验前,应事先将程序、调试数据、上机操作顺序准备好,并提前使用这些调试数据人工执行过。目的是提高上机的效率和成功率,严禁抄袭或拷贝他人的成果;上机实验结束学生提交实验报告。在每次课堂教学结束后,教师应布置一定量的作业,加深学生对所学知识的理解、运用。整门课程结束后,要布置综合性较强的课程设计题目,并要求学生提交课程设计报告,以进一步训练学生的程序设计能力。
(十一)教学时数                               
教学时数:72学时(其中,理论学时36,平时实验36
学分数:3学分(2+1
教学时数具体分配:

   
讲授
实验/实践
合计
1、实用虚拟现实技术总论
1
2
3
2、观察方法与观察设备
3
0
3
3、虚拟现实制作工具:3DS MAX
6
10
16
4、虚拟现实制作工具:Maya
5
6
11
5、视差算法及体视图的生成
4
2
6
6、体视图的自动生成
5
4
9
7、虚拟现实在工程模拟中的应用
2
0
2
8、工程模拟应用举例
5
4
9
9、实用VR技术在建筑中的应用
5
8
13
       
36
36
72

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(十)教学方式
课堂教学以多媒体教学手段为主要形式,并以“粉笔+黑板”的传统方式来辅助。
(十三)考核方式和成绩记载说明
考核方式为考查。严格考核学生出勤情况,达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。总评成绩:平时作业与平时实验成绩30%,期中成绩10%,期末作业60%
二、讲授大纲     
1 实用虚拟现实技术总论(1学时)
基本要求:
了解虚拟现实发展的过程以及国内外的研究概况及该技术的发展方队。
主要内容:
国外虚拟现实技术的研究现状(美国的研究状况、欧洲的研究状、、日本的研究状价);国内虚拟现实技术的研究现状;虚拟现实技术存在的问题及发展方向。
重点:
国内虚拟现实技术的研究现状
难点:
国内虚拟现实技术的研究现状
2、观察方法与观察设备(3学时)
基本要求:
掌握实用虚拟现实中的简易头盔和立体眼镜系统
主要内容:
液晶眼镜观察方法;头盔观察方法;一种基于微机的实用虚拟现实系统的硬件组成。
[说明]:
重点:
液晶眼镜观察方法
头盔观察方法
难点:
头盔显示器的工作原理
3、虚拟现实制作工具:3DS MAX (6学时)
基本要求:
1)熟练掌握制作虚拟现实作品时的常用软件工具:3DS Max
2)重点掌握3DS Max与虚拟现实相关的特殊功能。
主要内容:
3D Studio MAx简介;制作举例; 3DS MAX的开发语言;3DS MAXVRML
重点:
1)3DS MAX的简介
2)制作举例
难点:
3DS Max与虚拟现实相关的特殊功能。
4、虚拟现实的制作工具:Maya5学时)
基本要求:
熟悉制作虚拟现实作品时的另一个常用软件工具:Maya
主要内容:
Maya的用户工作空间;从属(Dependency)图;Maya中的动画;在Maya中建模;变形(Deformations);角色动画;渲染。
重点:
1)在Maya中建模;
2)渲染
难点:
1)在Maya中建模;
2)渲染
5、视差算法及体视图的生成(4学时)
基本要求:
(1)掌握体视图生成方法;
(2)掌握体视图在 3DS MAX中的生成方法;
主要内容:
视差算法及体视图的生成的一般方法;在计算机上生成体视图;在计算机上生成体视图的方法;在3DS MAX中生成体视图;用3DS MAX制作体视图的一个例子。
重点:
体视图在 3DS MAX中的生成方法。
难点:
体视图在 3DS MAX中的生成方法。
6、体视图的自动生成(5学时)
基本要求:
(1)掌握自动生成体视动画的算法;
(2)了解体视图生成系统的结构及渲染控制的实现。
主要内容:
自动生成体视动画的一种算法;程序实现;左右视图的合成;体视图的色彩处理;体视图的生成与处理系统。
重点:
自动生成体视动画的算法
难点:
自动生成体视动画的算法
7、虚拟现实在工程模拟中的应用(2学时)
基本要求:
(1)掌握建模中关键技术;
(2)掌握材质技术;
(3)掌握运动控制技术。
主要内容:
虚拟现实在工程模拟中的应用概述;工程动态模拟的一般过程;工程模拟中的一些关键技术。
重点:
工程动态模拟的一般过程
难点:
工程模拟中的一些关键技术
8、工程模拟应用举例(5学时)
基本要求:
了解发动机装配的动态模拟过程,进一步体会虚拟现实技术在工程模拟中的应用。
主要内容:
发动机装配过程的动态模拟;发动机零部件模型的特点;发动机零部件装配过程的运动轨迹分析;建立零部件的实体模型;灯光及材质处理;动画的实现;体视图的生成与合成;配音与编辑合成;大功率行波管的动态模拟;模型的建立;设置灯光和材质;运动的设定;编辑与合成。
重点:
大功率行波管的动态模拟
难点:
大功率行波管的动态模拟
9实用VR技术在建筑中的应用(5学时)
基本要求:
掌握VR技术的综合应用。
主要内容:
建筑浏览模型的特点;建模应注意的问题;摄像机和灯光的使用;摄像机的使用;光照效果;材质的使用;设计材质的时候需要考虑的典型问题;材质的获取问题;体视图的生成与合成;配音与编辑合成。
重点:
VR技术的综合应用。
难点:
VR技术的综合应用
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