《虚拟现实技术基础》课程教学大纲.docx

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1、虚拟现实技术基础课程教学大纲课程编号：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、人工智能开课部门：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

2、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，为虚拟现实工程开发和应用打下 良好的基础。通过本课程的学习，学生能够到达以下目标：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开展历程；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、课程学时分配教学章

3、节理论实验笫一章：虚拟现实技术概论2第二章：虚拟现实的关键技术22第三章：虚拟现实系统的硬件设备2第四章：虚拟现实开发常用软件22第五章：二维全景技术44第六章：Unity 3D虚拟现实应用开发1212第七章：Unity 3D网络应用开发66第八章：增强现实应用开发44合计3430三、实践教学的基本要求 1.课内实验工程一览表。序号实验工程名称学时必/选做1虚拟现实应用体验2必做2虚拟现实常用软件2必做3二维全景制作：素材拍摄、全景图拼接2必做4二维全景制作：VR全景漫游制作2必做5Unity 3D虚拟现实应用开发Unity窗口界面、地形系统和对象2必做6Unity 3D虚拟现实应用开发 物理

4、引擎和碰撞检测2必做7Unity 3D虚拟现实应用开发Unity资源2必做8Unity 3D虚拟现实应用开发Unity动画系统2必做9Unity 3D虚拟现实应用开发Unity图形用户界面2必做10Unity 3D虚拟现实应用开发Unity AI 设计2必做11Unity 3D网络应用开发Socket通信2必做12Unity 3D网络应用开发 综合应用4必做13增强现实应用开发4必做总计302 .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

5、，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 .教学内容虚拟现实技术概述L2虚拟现实技术的开展虚拟现实技术的分类L4虚拟现实技术的典型应用1 .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。2 .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

6、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L教学内容立体高清显示技术2.1 三维建模技术三维虚拟声音技术2.2 人机交互技术虚拟现实引擎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 .教学内容虚拟现实系统的生成设备1.1 虚拟现实系统的输入设备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

7、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。4 4章虚拟现实开发常用软件1 .教学内容三维建模软件1.1 虚拟现实开发平台虚拟现实开发语言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。4 5章 三维全景技术1 .教学内容三维全景概述1.1 全景照片的拍摄VR全景制作2 .重点与难点重点：

8、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 .教学内容初识 Unity1.1 Unity窗口界面物理引擎和碰撞检测1.2 Unity 资源Unity图形用户界面1.3 Unity动画系统Unity中的AI设计2 .重点与难点重点：Unity界面、框架，游戏对象的创立和编辑，视图操作；Unity脚本语言集成开 发环境,脚本生命周

9、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。各种资源的创立、添加和编辑。UGUI控件的创立编辑，控件交互, 以及用户输入。3

10、 .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Unity网络编程概述1.1 同步Socket通信Socket异步通信1.2 Unity连接MySQL数据库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。3 .课程教学要求本章采用讲授和多媒体演示的教学方法,要求学生掌握Unity网络开发基本流程和方法。4 8章增强现实开发技术

11、1 .教学内容增强现实的特点及制作流程1.1 基于Vuforia SDK的增强现实应用开发增强现实的交互设计2 .重点与难点重点：增强现实的原理及特点，增强现实应用开发基本方法。难点：增强现实应用开发方法。3 .课程教学要求本章采用讲授和多媒体演示的教学方法，要求学生掌握增强现实应用开发基本基本流程 和方法。五、课程考核1 .考核类型：考查。2 .考核方式与成绩评定：（1）考核方式：本课程采用上机考试形式考核。（2）课程考核的成绩评定：以百分制计分，最终成绩的构成为平时成绩占10%、实践成绩占30%、期末考试成绩占 60%o3 .考核题型及命题要求考试题型可有选择题、填空题、简答题、论述题和操

12、作题等。命题依据教学大纲要求, 重点考核学生对基本概念、基本理论、重点知识的学习和掌握情况，考查学生对上述内容的 综合应用能力。考试内容包括各章基本概念、基本原理和重点知识，试题内容覆盖教学大纲 7 * 各早。六、参考教材课程教材：李建，王芳.虚拟现实技术基础与应用（M）第2版.北京：机械工业出版社，2022.05 参考教材：1娄岩.虚拟现实与增强现实技术概论（M） ,北京：清华大学出版社，2016.8李效伟，杨义军.虚拟现实开发入门教程（M） .北京：清华大学出版社，2021.033何志红，孙会龙,虚拟现实技术概论（M）.北京：机械工业出版社，2019.11七、大纲说明本课程教学大纲依据20*版人才培养方案制定。本课程是实践性较强的一门课程，具 有理论和实践紧密结合的特点，要求学生理解掌握基本知识理论，熟练掌握一种虚拟现实开 发应用技术（如Unity）,能够运用所学知识解决实际问题，锻炼提高动手实践能力。先修 课程为计算机应用基础、高级语言程序设计、三维建模技术等。制定人:审定人: