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《虚拟现实技术基础》课程教学大纲「虚拟现实技术专业课程」

时间：2023-01-19 17:09:13 来源：潇洒行摄

大家好，《虚拟现实技术基础》课程教学大纲「虚拟现实技术专业课程」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

学时：64 学分：4

适用专业：虚拟现实技术、数字媒体技术（艺术）、计算机科学与技术、软件工程、人工智能

一、课程的性质与任务

虚拟现实技术作为新一代人机交互技术，具有多学科交叉融合的特点。《虚拟现实技术基础》是一门理论性和实践性很强的课程，主要介绍虚拟现实的概念、基本特征、硬件设备、虚拟现实的关键技术及虚拟现实、增强现实应用开发等。本课程的教学任务旨在使学生理解虚拟现实的基本概念，掌握虚拟现实技术研究的内容，熟悉虚拟现实技术的硬件设备，熟悉虚拟现实技术开发的常用软件。掌握一种虚拟现实开发工具和技术，掌握虚拟现实平台脚本程序开发、物理引擎和碰撞检测技术，以及开发平台的资源使用、动画技术、UI设计、发布与测试等。通过本课程学习，提高学生的动手实践能力，为虚拟现实项目开发和应用打下良好的基础。

通过本课程的学习，学生能够达到以下目标：

1．掌握虚拟现实、增强现实的概念；

2．了解虚拟现实技术的特点及发展历程；

3．了解虚拟现实的关键技术及基本原理；

4．了解虚拟现实系统的常用硬件，掌握系统环境的配置及安装调试；

5．了解虚拟现实系统开发常用软件；

6．掌握三维全景的拍摄及制作方法；

7．能够使用常用的虚拟现实引擎进行虚拟现实应用开发；

8．掌握基本的虚拟现实网络应用开发；

9．掌握基本的增强现实应用开发方法。

二、课程学时分配

第一章：虚拟现实技术概论，理论2课时；

第二章：虚拟现实的关键技术，理论2课时、实验 2课时；

第三章：虚拟现实系统的硬件设备，理论2课时；

第四章：虚拟现实开发常用软件，理论2课时、实验 2课时；

第五章：三维全景技术，理论4课时、实验 4课时；

第六章：Unity 3D虚拟现实应用开发，理论12课时、实验1 2课时；

第七章：Unity 3D网络应用开发，理论6课时、实验 6课时；

第八章：增强现实应用开发，理论4课时、实验 4课时；

合计：理论 34课时，实验 30课时。

三、实践教学的基本要求

1.课内实验项目一览表。

序号

实验项目名称

学时

必/选做

1

虚拟现实应用体验

2

选做

2

虚拟现实常用软件

2

选做

3

三维全景制作：素材拍摄、全景图拼接

2

必做

4

三维全景制作：VR全景漫游制作

2

必做

5

Unity 3D虚拟现实应用开发

Unity窗口界面、地形系统和对象

2

必做

6

Unity 3D虚拟现实应用开发

物理引擎和碰撞检测

2

必做

7

Unity 3D虚拟现实应用开发

Unity资源

2

必做

8

Unity 3D虚拟现实应用开发

Unity动画系统

2

必做

9

Unity 3D虚拟现实应用开发

Unity图形用户界面

2

必做

10

Unity 3D虚拟现实应用开发

Unity AI设计

2

选做

11

Unity 3D网络应用开发

Socket通信

2

必做

12

Unity 3D网络应用开发

综合应用

4

选做

13

增强现实应用开发

4

必做

总计

30

2.实践教学要求

（1）教学目的：加强实践教学，培养学生的动手能力。使学生通过实验验证课堂所学理论，加深理解并掌握三维全景制作、虚拟现实和增强现实应用开发方法。

（2）教学要求：掌握虚拟现实系统硬件的安装调试，掌握三维全景制作技术，使用常用的虚拟现实引擎进行虚拟现实、增强现实应用开发。

（3）教学形式：采用跟随课堂进度及时完成相应内容的教学实验，跟随课堂进度及时

完成相应内容的教学实验，通过实验内容巩固所学知识

（4）考核方式：不旷课、不早退；独立完成每一个实验；实验后上交实验报告。

四、课程的基本教学内容及要求

第1章虚拟现实技术概论

1.教学内容

1.1虚拟现实技术概述

1.2虚拟现实技术的发展

1.3虚拟现实技术的分类

1.4虚拟现实技术的典型应用

2.重点与难点

重点：虚拟现实技术的概念。

难点：虚拟现实技术的分类。

3.课程教学要求

本章采用讲授和多媒体演示的教学方法，要求学生了解虚拟现实的定义及特性，通过应用体验使学生初步了解虚拟现实技术的应用及特点。

第2章虚拟现实的关键技术

1.教学内容

2.1立体高清显示技术

2.2三维建模技术

2.3三维虚拟声音技术

2.4人机交互技术

2.5虚拟现实引擎

2.重点与难点

重点：三维建模技术、关键技术的基本原理。

难点：关键技术的基本原理。

3.课程教学要求

本章采用讲授和多媒体演示的教学方法，要求学生了解虚拟现实关键技术的基本原理。

第3章虚拟现实系统的硬件设备

1.教学内容

3.1 虚拟现实系统的生成设备

3.2 虚拟现实系统的输入设备

3.3 虚拟现实系统的输出设备

2.重点与难点

重点：虚拟现实系统的硬件设备及技术指标。

难点：掌握一种常用的硬件系统的安装调试（如：HTC VIVE系列设备）。

3.课程教学要求

本章采用讲授和多媒体演示的教学方法，要求学生了解硬件系统及基本原理，掌握常用的硬件设备安装于调试。

第4章虚拟现实开发常用软件

1.教学内容

4.1 三维建模软件

4.2 虚拟现实开发平台

4.3 虚拟现实开发语言

2.重点与难点

重点：了解常用的三维建模软件及其特点，掌握三维模型使用规范，了解常用的虚拟现实开发平台及其脚本语言。

难点：三维模型使用规范，虚拟现实开发的脚本语言。

3. 课程教学要求

本章采用讲授和多媒体演示的教学方法，要求学生了解常用的三维建模软件，掌握三维模型使用规范；了解常用的虚拟现实开发平台及其脚本语言。

第5章三维全景技术

1.教学内容

5.1 三维全景概述

5.2 全景照片的拍摄

5.3 VR全景制作

2.重点与难点

重点：三维全景的概念及特点，三维全景素材的拍摄、全景图拼接，VR全景漫游制作。

难点：全景图拼接，VR全景漫游制作。

3.课程教学要求

本章采用讲授和多媒体演示的教学方法，要求学生了解三维全景的基本概念及其特点、掌握三维全景素材的拍摄流程，掌握全景图拼接技术，掌握VR全景漫游制作技术。

第6章Unity虚拟现实应用开发

1.教学内容

6.1 初识Unity

6.2 Unity窗口界面

6.3 物理引擎和碰撞检测

6.4 Unity资源

6.5 Unity图形用户界面

6.6 Unity动画系统

6.7 Unity中的AI设计

2.重点与难点

重点：Unity界面、框架，游戏对象的创建和编辑，视图操作；Unity脚本语言集成开发环境，脚本生命周期，Unity脚本基础语法，transform组件、矢量和Vector3类。地形系统Terrain，3D模型导入，对象生命周期。碰撞器、刚体、物理材质、碰撞检测；动画系统。音频、灯光、材质贴图、摄像机。UGUI设计，发布测试。

难点：Unity各个面板的灵活使用和技巧，游戏对象的编辑，视图操作。脚本生命周期方法执行顺序，transform组件， Vector3类。地形系统Terrain的编辑，3D模型导入，预置和对象实例化。碰撞器、刚体的编辑，碰撞检测实现。旧版动画系统的编辑和控制、新版动画系统动画状态机。各种资源的创建、添加和编辑。UGUI控件的创建编辑，控件交互，以及用户输入。

3.课程教学要求

本章采用讲授和多媒体演示的教学方法，要求学生熟练掌握Unity的基本操作，掌握虚拟现实应用开发的基本流程和方法。

第7章 Unity网络应用开发

1.教学内容

7.1 Unity网络编程概述

7.2 同步Socket通信

7.3 Socket异步通信

7.4 Unity连接MySQL数据库

7.5网络版坦克大战游戏案例

2.重点与难点

重点： Unity网络编程，Socket通信技术，Unity开发中MySQL数据库的应用。

难点： Socket通信技术， MySQL数据库的应用，网络应用开发流程。