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虚拟现实技术开发及应用

课程信息

课程名称／课程号 适用范围与修读要求
虚拟现实技术开发及应用
ENER3215M		 过控 · 25级及以前、26级
专业选修 · 模块选修

课程简介

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虚拟现实（VR）是基于三维场景的交互软件技术，广泛应用于几乎所有领域，是未来工程师必须掌握的高水平表达技术。本课程面向虚拟现实的若干工业应用场景，包括数据孪生、数字展览、交互式媒体、AR智能导览等，采用自主研发的虚拟现实开发引擎，讲授基于WEBGL底层架构的虚拟现实产品及新媒体产品开发技术。

来源：教务网。

课程内容

分数构成

1）平时成绩：考勤10%+作业30%

2）作品成绩：数字孪生20%+插件应用30%+插件开发10%

课程大纲

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说明：本课程重在实践操作，理论授课为辅。每周8课时，至少4课时需要让学生动手操作。

第一周 虚拟现实概念；虚拟现实开发引擎

理论授课（4课时）

主要内容：

1）虚拟现实行业的现状及前景，以及虚拟现实行业的就业及创业方向，让学生对虚拟现实有一个整体的认知（2课时）；

2）虚拟现实开发引擎的介绍，主要讲解引擎如何操作使用（2课时）。

实践课（4课时）

1）登录引擎及创建VR项目；

2）VR场景的搭建以及开发前的准备；

3）使用虚拟现实开发引擎的逻辑语法开发虚拟无人机的操作仿真。

第二周 虚拟现实UI的创建及交互

理论授课（4课时）

1）UI在虚拟现实中的意义；

2）UI设计的用户体验准则；

3）如何在虚拟现实引擎中使用UI元素搭建UI界面。

实践课（4课时）

1）使用UI元素搭建虚拟现实软件UI界面；

2）通过虚拟现实开发引擎的逻辑语法实现UI界面的交互；

3）UI界面与3D场景中的对象实现交互。

第三周 数字孪生产品开发

理论授课（4课时）

1）数字孪生产品功能策划；

2）数字孪生产品框架搭建；

3）如何开发数字孪生产品结构认知功能。

实践课（4课时）

1）通过虚拟现实开发引擎搭建数字孪生产品的整体框架；

2）通过虚拟现实开发引擎的逻辑语法实现数字孪生产品的结构认知功能。

第四周 数字孪生产品开发

理论授课（4课时）

1）如何开发数字孪生产品原理认知功能；

2）如何开发数字孪生产品拆装功能；

3）如何开发数字孪生产品考核功能；

3）如何将数字孪生产品与云平台数据对接。

实践课（4课时）

1）通过虚拟现实开发引擎的逻辑语法实现数字孪生产品的原理认知功能；

2）通过虚拟现实开发引擎的逻辑语法实现数字孪生产品的拆装功能；

3）通过虚拟现实开发引擎的逻辑语法实现数字孪生产品的考核功能；

4）将数字孪生产品与云平台数据对接。

第五周 虚拟现实引擎插件应用

理论授课（4课时）

1）插件在虚拟现实开发引擎中的现实意义；

2）插件的整体介绍；

3）如何使用插件组合数字展馆产品；

4）如何使用插件组合交互式媒体产品；

5）如何使用插件组合AR智能导览产品。

实践课（4课时）

1）使用插件组合党建思政数字博物馆；

2）使用插件组合百分表操作使用交互式教学软件；

3）使用插件组合浙大党建思政馆AR智能导览。

第六周 虚拟现实引擎插件开发

理论授课（4课时）

1）插件开发基本思路；

2）如何使用虚拟现实开发引擎进行插件的开发。

实践课（4课时）

1）创建插件UI编辑界面及用户界面；

2）开发一款模型状态设置的插件；

3）将开发完成的插件上传到资源中心，可供其他人下载使用。

第七周 webGL开发基础知识

理论授课（4课时）

1）Javascript语言的基本概念、语法结构、应用场景以及如何编写js程序；

2）Typescript语言的基本概念、语法结构、应用场景以及如何编写ts程序；

3）Javascript与Typescript之间的关系。

实践课（4课时）

1）使用Javascript实现网页的基本交互；

2）使用Typescript实现网页的基本交互。

第八周 webGL开发应用

理论授课（4课时）

1）如何配置webGL开发环境；

2）Typescript语言如何编译为Javascript语言；

3）如何使用Typescript语言开发虚拟现实引擎的底层功能；

4）如何将开发好的底层功能应用到虚拟现实开发引擎中。

实践课（4课时）

1）配置webGL开发环境；

2）使用Tpyescript语言开发一个虚拟现实引擎中的响应单元；

3）将响应单元导入到虚拟现实引擎中，并能有效使用。

附：授课时间表（总计64课时）

周次

学时

教学内容（要点）

课程思政融入点和实施方法

教学形式（理论、讨论、实践、实验、测试等）

1

8

虚拟现实概念；虚拟现实开发引擎

理论讲解：着重介绍国产虚拟现实开发引擎的发展及应用，培养学生的爱国情怀及名族自豪感。

理论+实践

2

8

虚拟现实UI的创建及交互

理论+实践

3

8

数字孪生产品开发

理论+实践

4

8

数字孪生产品开发

理论+实践

5

8

虚拟现实引擎插件应用

案例实践：应用国产开发引擎，组合插件并开发具有思政元素的数字博物馆，比如党建馆、孔子文化馆等；

课后作业：让学生搜集相关资料，独立开发具有思政元素的AR智能导览作品。

理论+实践

6

8

虚拟现实引擎插件开发

理论+实践

7

8

webGL开发基础知识

理论+实践

8

8

webGL开发应用

理论+实践

学习资料链接

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