《VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)》教學(xué)大綱

《VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)》課程教學(xué)大綱撰寫：審核：、課程基本信息開課單位課程類別（性質(zhì)））課程名稱課程編碼開課學(xué)期學(xué)時/學(xué)分適用專業(yè)先修課程、課程簡介VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)的必修課，課程中將通過理論講解與實(shí)踐操作讓學(xué)生掌握VR項(xiàng)目開發(fā)的全流程方法和核心技能。課程的教學(xué)目的是讓學(xué)生掌握VR開發(fā)的思路和流程，著重講解VR技術(shù)美術(shù)，SDK，藍(lán)圖編程，HUD，和綜合項(xiàng)目的開發(fā)，讓學(xué)生通過案例實(shí)踐的訓(xùn)練，掌握技術(shù)美術(shù)、UI交互、藍(lán)圖編程等內(nèi)容，通過本課程的學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)讓學(xué)生掌握VR項(xiàng)目開發(fā)的技能。知識目標(biāo)：了解VR領(lǐng)域的相關(guān)知識和發(fā)展趨勢，掌握VR開發(fā)和優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)，掌握VRVR原型的開發(fā)和設(shè)計(jì)思路，制作流程、步驟，對行業(yè)和技術(shù)有深刻洞察。技能目標(biāo)：掌握設(shè)置VR頭戴設(shè)備；掌握VR工具包，能使用UE4引擎進(jìn)行VR交互的開發(fā)，在實(shí)踐過程中培養(yǎng)獨(dú)立思維，提出問題和解決問題的能力。思考VR交互和項(xiàng)目開發(fā)所需要的設(shè)計(jì)思路和制作方法，能夠獨(dú)立或團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成簡單VR項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和開發(fā)。素質(zhì)目標(biāo)：素質(zhì)上激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，建立熱愛互動媒體設(shè)計(jì)的感情和對數(shù)字媒體技術(shù)事業(yè)的責(zé)任心，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力打下基礎(chǔ)。三、課程教學(xué)目標(biāo)本課程主要學(xué)習(xí)VR開發(fā)的基本理論與知識，并通過實(shí)訓(xùn)最終完成項(xiàng)目的開發(fā)。以基礎(chǔ)性、實(shí)用性為前提，同時力求做到通俗易懂，有較強(qiáng)的可操作性。課程目標(biāo)對專業(yè)畢業(yè)生能力的支撐描述（程度）知識目標(biāo)1.了解VR領(lǐng)域的相關(guān)知識和發(fā)展趨勢，掌握VR開發(fā)和制作的關(guān)鍵技術(shù)。能夠?qū)π袠I(yè)和技術(shù)有深刻洞察，運(yùn)用所掌握的知識和技能完成VR原型的設(shè)計(jì)和開發(fā)。2.掌握VR原型的開發(fā)和設(shè)計(jì)思路，制作流程、步驟。能夠獨(dú)立或團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成簡單VR項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和開發(fā)。能力目標(biāo)1.掌握場景和關(guān)卡的制作的方法和流程。在實(shí)踐過程中培養(yǎng)獨(dú)立思維，提出問題和解決問題的能力。思考不同

的VR類型所需要的設(shè)計(jì)思路和制作方法。2.掌握編程思維和技巧；掌握UI的設(shè)計(jì)和編寫，為項(xiàng)目的架構(gòu)和人機(jī)交互提供運(yùn)行的基礎(chǔ)。能夠使用藍(lán)圖編程進(jìn)行VR項(xiàng)目的編寫和開發(fā)、能設(shè)計(jì)界面美觀和運(yùn)行流暢的UI系統(tǒng)，最終完成互動媒體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和開發(fā)。素質(zhì)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和團(tuán)隊(duì)意識，培養(yǎng)學(xué)生不斷創(chuàng)新的精神和良好的職業(yè)道德。具有獨(dú)立和團(tuán)隊(duì)協(xié)同工作的能力；能夠了解和掌握行業(yè)動態(tài)和發(fā)展，使用所學(xué)知識為數(shù)字媒體行業(yè)貢獻(xiàn)自己的力量。2.良好的表達(dá)和溝通能力。具有良好的溝通能力，能清楚的匯報(bào)自己項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案，在匯報(bào)的過程中能幫客戶解決問題。四、教學(xué)計(jì)劃與內(nèi)容章序教學(xué)內(nèi)容課內(nèi)（外）學(xué)時分配理論實(shí)驗(yàn)習(xí)題在線學(xué)習(xí)作業(yè)點(diǎn)評機(jī)動AA-*第一章VR概述24（1）（1）納入機(jī)動2AA-一*第二章VR術(shù)語與實(shí)踐24（1）（1）納入機(jī)動第三章VR技術(shù)美術(shù)第1部分24（1）（1）納入機(jī)動第四章VR技術(shù)美術(shù)第2部分24（1）（1）納入機(jī)動A5V-J-*Vr.第五章設(shè)置VR頭戴設(shè)備24（1）（1）納入機(jī)動任第八章VR工具包24（1）（1）納入機(jī)動第七章追蹤交互24（1）（1）納入機(jī)動第八章瞬間移動24（1）（1）納入機(jī)動第九章用戶界面（UI）24（1）（1）納入機(jī)動第十章角色逆向運(yùn)動學(xué)24（1）（1）納入機(jī)動第十一章運(yùn)動控制器交互24（1）（1）納入機(jī)動第十二章VR移動24（1）（1）納入機(jī)動第十三章優(yōu)化VR項(xiàng)目：第1部分24（1）（1）納入機(jī)動第十四章優(yōu)化VR項(xiàng)目：第2部分24（1）（1）納入機(jī)動第十五章VR項(xiàng)目開發(fā)第1部分24（1）（1）納入機(jī)動第十六章VR項(xiàng)目開發(fā)第2部分24（1）（1）納入機(jī)動第十七章VR項(xiàng)目開發(fā)第3部分24（1）（1）納入機(jī)動

第十八章VR項(xiàng)目發(fā)布24(1)(1)納入機(jī)動合計(jì)3672(18)(18)課內(nèi)總學(xué)時（課外總學(xué)時）72(36)五、課程教學(xué)基本要求（一）教學(xué)要求及內(nèi)容設(shè)計(jì)章節(jié)教學(xué)要求重點(diǎn)、難點(diǎn)及主要教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)第1章VR概述創(chuàng)建自己的第一個項(xiàng)目，并學(xué)習(xí)編輯器界面的導(dǎo)航、使用編輯器在關(guān)卡中四處移動以及測試默認(rèn)貼圖重點(diǎn)：進(jìn)行VR開發(fā)的前提。難點(diǎn)：各VR平臺的特點(diǎn)和技術(shù)細(xì)節(jié)。主要教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：采用案例教學(xué)，項(xiàng)目案例與課程的緊密聯(lián)系的實(shí)例。第2章VR術(shù)語與實(shí)踐了解VR行業(yè)中的諸多術(shù)語。了解VR行業(yè)各類硬件的主要差異。了解開發(fā)VR應(yīng)用需要的主要軟件。本課程全程使用的虛幻引擎，因此需要大體了解其主要功能。了解制作VR體驗(yàn)項(xiàng)目的最佳方法。重點(diǎn)：軟件開發(fā)套件（SDK）。難點(diǎn)：虛幻引擎各部分功能和GamePla框架。主要教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：結(jié)合各類典型實(shí)例講授。第3章VR技術(shù)美術(shù)第1熟悉導(dǎo)入3D模型，使用靜態(tài)網(wǎng)格體編輯器，編輯碰撞凸包以及處理靜態(tài)網(wǎng)格體資源和Actor重點(diǎn)難點(diǎn)：如何導(dǎo)入3D模型文件。主要教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：結(jié)合各類互動媒體設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容包括VR引擎、案例開發(fā)、項(xiàng)目思路為例說明設(shè)計(jì)時的考量。第4章VR技術(shù)美術(shù)第2部分掌握關(guān)卡（地圖，場景）的美術(shù)創(chuàng)作和實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)難點(diǎn)：掌握環(huán)境的創(chuàng)設(shè)，熟練完成實(shí)作案例。主要教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì):對互動媒體設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容包括VR引擎、坐標(biāo)系統(tǒng)、作品賞析。第5章設(shè)置VR頭戴設(shè)備完成本章的學(xué)習(xí)后應(yīng)了解如何創(chuàng)建用于HTCVive和OculusRift的基本VR場景。重點(diǎn)：如何導(dǎo)入3D模型文件。難點(diǎn)：在靜態(tài)網(wǎng)格體Actor上設(shè)置碰撞響應(yīng)。主要教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：采用案例教學(xué)，項(xiàng)目案例與課程的緊密聯(lián)系的實(shí)例。第6章照明和渲染完成本課學(xué)習(xí)后應(yīng)了解血￡4引擎中實(shí)現(xiàn)VR硬件交互的各種方法。重點(diǎn)：各個VR平臺的函數(shù)。難點(diǎn)：藍(lán)圖函數(shù)庫。主要教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：采用案例教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生的互動，分組討論和采用項(xiàng)目案例與課程的緊密聯(lián)系的實(shí)例。第7章追蹤交互完成本課學(xué)習(xí)后應(yīng)了解^4引擎中追蹤重點(diǎn)：了解追蹤交互。

的工作原理、藍(lán)圖接口的優(yōu)勢，以及如何在項(xiàng)目中使用這二者。難點(diǎn)：交互接口。主要教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：采用案例教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生的互動，分組討論和采用項(xiàng)目案例與課程的緊密聯(lián)系的實(shí)例。第8章瞬間移動瞬移技術(shù)擁有一系列優(yōu)勢和不足是VR領(lǐng)域當(dāng)前常用的虛擬移動方法。在探索追蹤交互組件的更多用途時還應(yīng)了解可能的實(shí)現(xiàn)方法。也可以嘗試實(shí)現(xiàn)更有趣的追蹤算法，延展追蹤交互組件的功能。重點(diǎn)：拋物線追蹤。難點(diǎn)：VR中玩家的移動。主要教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：采用案例教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生的互動，分組討論和采用項(xiàng)目案例與課程的緊密聯(lián)系的實(shí)例。第9章用戶界面（UI）完成本課學(xué)習(xí)后應(yīng)完全了解在VR項(xiàng)目中創(chuàng)建2DUI可能遇到的問題。還應(yīng)了解如何在UE4引擎中實(shí)現(xiàn)VR2DUI。重點(diǎn)：2DUI。難點(diǎn)：用戶交互UMG。主要教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：采用案例教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生的互動，分組討論和采用項(xiàng)目案例與課程的緊密聯(lián)系的實(shí)例。第10章角色逆向運(yùn)動學(xué)探索VR角色動畫需要逆向運(yùn)動學(xué)的原因。了解UE4引擎中提供的部分逆向運(yùn)動學(xué)算法。了解頭部和手部逆向運(yùn)動學(xué)的實(shí)現(xiàn)。重點(diǎn)：介紹逆向運(yùn)動學(xué)（IK）。難點(diǎn)：FABRIK。主要教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：采用案例教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生的互動，分組討論和采用項(xiàng)目案例與課程的緊密聯(lián)系的實(shí)例。第11章運(yùn)動控制器交互分析運(yùn)動控制器交互功能的強(qiáng)大之處。了解設(shè)計(jì)運(yùn)動控制器體驗(yàn)時面臨的常見問題。探索如何在藍(lán)圖中設(shè)置場景交互系統(tǒng)。重點(diǎn)：交互的實(shí)現(xiàn)方式。難點(diǎn)：拾取交互。主要教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：采用案例教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生的互動，分組討論和采用項(xiàng)目案例與課程的緊密聯(lián)系的實(shí)例。第12章VR移動了解VR中出現(xiàn)不適的常見原因。了解選擇移動方法時應(yīng)注意的事項(xiàng)。了解當(dāng)前VR環(huán)境中的各種移動方式。能夠?qū)⒒綱R移動應(yīng)用于默認(rèn)第一人稱模板。本課學(xué)習(xí)后應(yīng)了解模擬綜合癥背后的原理和常見原因，并清楚各種移動的方法。此外還應(yīng)該了解虛擬移動和物理移動的實(shí)現(xiàn)方式。重點(diǎn)：移動的實(shí)現(xiàn)。難點(diǎn)：藍(lán)圖函數(shù)的使用。主要教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：采用案例教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生的互動，分組討論和采用項(xiàng)目案例與課程的緊密聯(lián)系的實(shí)例。第13章優(yōu)化VR項(xiàng)目：第1部分完成本課學(xué)習(xí)后應(yīng)了解模擬綜合癥背后的原理和常見原因，并清楚各種移動重點(diǎn)：VR眩暈。難點(diǎn)：圖形渲染管線。

的方法。此外還應(yīng)該了解虛擬移動和物理移動的實(shí)現(xiàn)方式。主要教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：采用案例教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生的互動，分組討論和采用項(xiàng)目案例與課程的緊密聯(lián)系的實(shí)例。第14章優(yōu)化VR項(xiàng)目：第2部分了解UE4引擎提供的兩大渲染路徑，以及在這二者中進(jìn)行選擇的時機(jī)和理由。了解UE4引擎中協(xié)助VR渲染的其他渲染功能。了解如何診斷性能問題，以及解決方法。重點(diǎn)：如何改善VR性能。難點(diǎn)：項(xiàng)目的優(yōu)化。主要教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：采用案例教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生的互動，分組討論和采用項(xiàng)目案例與課程的緊密聯(lián)系的實(shí)例。第15章VR項(xiàng)目開發(fā)第1部分掌握VR項(xiàng)目開發(fā)中的藍(lán)圖編程重點(diǎn)：事件、函數(shù)和變量。難點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)、引線、執(zhí)行和引腳。主要教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：采用案例教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生的互動，分組討論和采用項(xiàng)目案例與課程的緊密聯(lián)系的實(shí)例。第16章VR項(xiàng)目開發(fā)第2部分掌握VR項(xiàng)目開發(fā)中的游戲關(guān)卡設(shè)計(jì)重點(diǎn)：關(guān)卡藍(lán)圖。難點(diǎn)：關(guān)卡設(shè)計(jì)。主要教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：采用案例教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生的互動，分組討論和采用項(xiàng)目案例與課程的緊密聯(lián)系的實(shí)例。第17章VR項(xiàng)目開發(fā)第3部分掌握VR項(xiàng)目開發(fā)中的UI交互設(shè)計(jì)重點(diǎn)：UMG模塊的使用。難點(diǎn)：3Dui的交互。主要教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：采用案例教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生的互動，分組討論和采用項(xiàng)目案例與課程的緊密聯(lián)系的實(shí)例。第18章VR項(xiàng)目的打包和發(fā)布掌握如何烘焙和封裝內(nèi)容并創(chuàng)建可執(zhí)行文件。重點(diǎn)：VR項(xiàng)目流程。難點(diǎn)：為Windows操作系統(tǒng)環(huán)境封裝項(xiàng)目。主要教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：采用案例教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生的互動，分組討論和采用項(xiàng)目案例與課程的緊密聯(lián)系的實(shí)例。（二）作業(yè)安排及要求章節(jié)作業(yè)題目第1章VR概述創(chuàng)建自己的第一個項(xiàng)目，并學(xué)習(xí)編輯器界面的導(dǎo)航、使用編輯器在關(guān)卡中四處移動以及測試默認(rèn)貼圖第2章VR術(shù)語與實(shí)踐完成Oculus軟件開發(fā)套件（SDK）的安裝和調(diào)試

第3章VR技術(shù)美術(shù)第1部分使用UE4引擎完成游戲場景的創(chuàng)建第4章VR技術(shù)美術(shù)第2部分使用UE4引擎完成PBR材質(zhì)的創(chuàng)建第5章設(shè)置VR頭戴設(shè)備創(chuàng)建用于HTCVive和OculusRift的基本VR場景第6章VR工具包UE4引擎中實(shí)現(xiàn)VR硬件交互的3種方法第7章追蹤交互完成本課學(xué)習(xí)后應(yīng)了解UE4引擎中追蹤的工作原理、藍(lán)圖接口的優(yōu)勢，以及如何在項(xiàng)目中使用這二者。第8章瞬間移動完成本課學(xué)習(xí)后應(yīng)了解將瞬移作為移動方法時的優(yōu)點(diǎn)和取舍，以及如何使用追蹤交互組件實(shí)現(xiàn)瞬移第9章用戶界面（UI）在UE4引擎中實(shí)現(xiàn)VR2DUI的設(shè)計(jì)和功能邏輯第10章角色逆向運(yùn)動學(xué)理解VR游戲?yàn)楹涡枰嫦蜻\(yùn)動學(xué)，在UE4引擎中實(shí)現(xiàn)逆向運(yùn)動學(xué)。第11章運(yùn)動控制器交互在UE4引擎中實(shí)現(xiàn)運(yùn)動控制器和場景中對象的交互第12章VR移動在UE4引擎中實(shí)現(xiàn)虛擬移動和物理移動的實(shí)現(xiàn)方式第13章優(yōu)化VR項(xiàng)目：第1部分完成本章測驗(yàn)題第14章優(yōu)化VR項(xiàng)目：第2部分完成本章測驗(yàn)題第15章VR項(xiàng)目開發(fā)第1部分使用UE4引擎藍(lán)圖編程完成VR項(xiàng)目中的移動和交互功能第16章VR項(xiàng)目開發(fā)第2部分在UE4引擎中完成VR場景的關(guān)卡設(shè)計(jì)第17章VR項(xiàng)目開發(fā)第3部分在UE4引擎中完成VR項(xiàng)目中的UI主菜單和交互UI第18章VR的打包和發(fā)布1）烘焙內(nèi)容2）封裝項(xiàng)目3）創(chuàng)建可執(zhí)行文件六、課程考核與成績評定（一）考核組成總評成績由過程性考核和終結(jié)性成績兩部分組成，兩者均按百分制計(jì)分，課程總評成績=過程性考核40%+終結(jié)性考核60%。（二）成績評定1.過程性考核平時考核類型出勤階段性測試作業(yè)在線學(xué)習(xí)權(quán)重（40%）1052052.終結(jié)性考核（1）考核形式：實(shí)踐教學(xué)考試題目類型前期項(xiàng)目分析策劃V