一种基于增强现实新形态的教学方法技术

本发明专利技术公开了一种基于增强现实新形态的教学方法，涉及新形态教学技术领域，包括以下步骤，

【技术实现步骤摘要】
一种基于增强现实新形态的教学方法


[0001]本专利技术涉及新形态教学
，具体涉及一种基于增强现实新形态的教学方法
。

技术介绍

[0002]数字世界大大的拓展了人类对于世界的认识
。
打开电脑人们进入的是数字世界
。
关闭电脑是实实在在的物理世界
。
而增强现实技术的出现连接了这两个世界的边缘
。
它将虚拟世界与现实世界合二为一进行叠加，给人类带来了认识和感知自然界的一种全新途径，建设增强现实与教育教学深度融合
、
多种介质综合运用
、
表现力丰富的新形态教材，有效服务于线上教学
、
混合式教学等新型教学模式，保障线上教学与线下教学质量的“实质等效”，成为新形态教材创新发展亟待解决的问题，因此本专利技术提供一种基于增强现实新形态的教学方法
。
针对现有技术存在以下问题：
[0003]1、
现有的基于增强现实新形态的教学方法
,
存在跟踪注册算法准确度较低，实时性较弱与稳定性不足等问题；
[0004]2、
现有的基于增强现实新形态的教学方法
,
交互性能较差，不便于培养自主学习能力，学习的效率较低，不便于广泛的推广使用
。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]一种基于增强现实新形态的教学方法，包括以下步骤，
[0007]S1、
项目研究：通过中国知网等期刊数据库广泛收集增强现实技术与职业教育教学相结合的著作与文献，然后对文献进行整理
、
分析
、
总结，了解增强现实在新形态教材开发中的研究现状
、
相关成果
、
发展趋势，进一步分析研究其成就和不足；
[0008]S2、
图像跟踪定位：增强现实中需要通过实时跟踪摄像机姿态，实时计算出摄像机影像位置及角度，定位出虚拟图像与真实场景中的注册位置，以实现虚拟世界与真实世界更自然的融合，在增强现实系统中，跟踪是系统基于观察者的视角，通过在真实的场景中进行实时监测重新建立的空间坐标系，达到虚拟场景和真实场景中的坐标系的完美融合；
[0009]S3、
虚实融合：跟踪和定位在真实环境场景中显示的图像或对象，然后通过计算虚拟场景与现实世界坐标系之间的关系并且利用空间映射关系来叠加虚拟对象和现实场景中的位置；
[0010]S4、
人机交互：人与计算机之间的图像
、
声音和其它符号信息之间进行交换，增强现实技术常见的交互方式有语音识别交互
、
动作手势交互
、
触屏交互等
。
[0011]本专利技术技术方案的进一步改进在于：
S1
选取两个班级进行对照，把后测成绩进行检验，以此说明是否有效果，通过对两个班级进行课后知识点测试，对数据进行汇总，对比验证数据差异性
。
[0012]本专利技术技术方案的进一步改进在于：
S3
跟踪技术基于图像识别的增强现实配准跟
踪
、
基于传感器的运动实现物体追踪以及具有运动跟踪传感器的混合注册图像识别算法
。
[0013]本专利技术技术方案的进一步改进在于：将虚拟的内容，图像
、
文字
、
模型及视频等内容，利用设备显示到真实场景中，用户可以看到虚拟物体与真实场景的融合，给用户带来一定的虚实结合的体验，在虚实结合的过程中重点研究遮挡
、
阴影及光照等因素的影响问题
。
[0014]本专利技术技术方案的进一步改进在于：采用
3DsMax
对虚拟场景和虚拟实体进行三维建模，采用视音频
、
动画等专业编辑软件制作用于虚拟场景中的视频
、
音频
、
文字
、
动画等需要叠加展示的信息，采用
Un ity3D
进行场景实时交互设计，实现用户与物理环境中的虚拟对象之间更加自然的交互
。
[0015]本专利技术技术方案的进一步改进在于：采用
Easy AR
引擎检测和跟踪标识物特征点，根据标识物的位置，实时检测观察者的位置，视域方向，运动情况，帮助系统决定显示何种虚拟对象，对虚拟环境进行准确配准，实现遮挡
、
阴影和光照一致性，最终通过移动终端显示对应的增强现实场景
、
叠加虚拟信息
、
显示文字解说
、
音频解说
、
播放视频
、
动画
、
音效
,
用改进
SURF
算法来提高识别自然特征数据块的速度
、
准确率和鲁棒性，解决基于自然特性的跟踪注册算法的问题
。
[0016]由于采用了上述技术方案，本专利技术相对现有技术来说，取得的技术进步是：
[0017]1、
本专利技术提供一种基于增强现实新形态的教学方法，通过虚实融合的作用下，增强现实新形态教材以移动智能终端为依托，学习者只需开启摄像头对准识别图或点击同步
APP
便能进入学习界面，学习场所由被动
、
固定的向主动
、
移动式的转换，随着学习场所的改变，能够营造出个性化的学习环境，促进学习者深度学习
,
结合增强现实技术的教材以融合情景模拟和再现的方式为学生带来视
、
听
、
触等多种感官下的学习体验
。
学生与虚拟信息的沉浸式交互，有助于学生理解抽象内容，获得情感体验与归属感，进而培养问题解决能力和批判思维能力
。
其最大的特点就是虚实结合，打破传统授课课堂模式，能为教师提供全新的授课方式，增强现实有利于提升学生对于所学知识的立体感知，用最自然的方式为学生搭建一个自主探索的空间，让学生能够更好地主观接受知识，提高学生学习本门课程的兴趣
。
[0018]2、
本专利技术提供一种基于增强现实新形态的教学方法，通过人机交互的作用下，人与计算机之间的图像
、
声音和其它符号信息之间进行交换，增强现实技术常见的交互方式有语音识别交互
,
增强现实新形态教材可以还原教学内容场景，立体呈现教学模型，提供深度互动体验，使得整个教学过程身临其境
,
可直接将三维立体的动态模型或影像叠加在屏幕之上，支持的手势识别可让用户直接触碰
,
从单一的视觉通道向听觉
、
视觉
、
触觉等多通道分流，这样有效平衡“言语通道”和“视觉通道”中的信息流量以平衡各通道中的认知负荷
,
让用户全身心投入虚拟世界之中，与三维影像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于增强现实新形态的教学方法，包括以下步骤，其特征在于：
S1、
项目研究：通过中国知网等期刊数据库广泛收集增强现实技术与职业教育教学相结合的著作与文献，然后对文献进行整理
、
分析
、
总结，了解增强现实在新形态教材开发中的研究现状
、
相关成果
、
发展趋势，进一步分析研究其成就和不足；
S2、
图像跟踪定位：增强现实中需要通过实时跟踪摄像机姿态，实时计算出摄像机影像位置及角度，定位出虚拟图像与真实场景中的注册位置，以实现虚拟世界与真实世界更自然的融合，在增强现实系统中，跟踪是系统基于观察者的视角，通过在真实的场景中进行实时监测重新建立的空间坐标系，达到虚拟场景和真实场景中的坐标系的完美融合；
S3、
虚实融合：跟踪和定位在真实环境场景中显示的图像或对象，然后通过计算虚拟场景与现实世界坐标系之间的关系并且利用空间映射关系来叠加虚拟对象和现实场景中的位置；
S4、
人机交互：人与计算机之间的图像
、
声音和其它符号信息之间进行交换，增强现实技术常见的交互方式有语音识别交互
、
动作手势交互
、
触屏交互等
。2.
根据权利要求1所述的一种基于增强现实新形态的教学方法，其特征在于：
S1
选取两个班级进行对照，把后测成绩进行检验，以此说明是否有效果，通过对两个班级进行课后知识点测试，对数据进行汇总，对比验证数据差异性
。3.
根据权利要求1所述的一种基于增强现实新形态的教学方法，其特征在于：
S3
跟踪技术基于图像识别的增强现实配准跟踪
、
基于传感器的运动实现物体追踪以及具有运动跟踪传感器的混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁天燕，余龙江，张力，
申请(专利权)人：重庆安全技术职业学院，
类型：发明
国别省市：