《虛擬現(xiàn)實技術實驗》教學大綱

《虛擬現(xiàn)實技術實驗》教學大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：08140321課程性質：專業(yè)必修課學分：1.5學分學時：24學時（實驗24學時）先修課程：C程序設計A后續(xù)課程：移動平臺游戲開發(fā)適用專業(yè)：數字媒體技術開課單位：計算機科學與技術學院一、課程說明本課程是數字媒體技術專業(yè)本科學生的專業(yè)必修課。本課程從虛擬現(xiàn)實的“3I”特性入手，通過對三維模型與動畫導入、虛擬環(huán)境構建、行為交互腳本編輯、腳本語言編寫，以及腳本語言引擎、渲染引擎的學習，使學生掌握虛擬現(xiàn)實制作的基本思路、方法和技巧，培養(yǎng)學生的實際動手能力和獨立思考問題及解決問題的能力，為學生進入虛擬現(xiàn)實領域打下堅實的基礎。本課程是一門兼技術性和藝術性的課程，所以在教學中要注重培養(yǎng)學生實際操作能力和藝術審美能力。二、課程目標通過本課程的學習，使學生達到如下目標：課程目標1：了解虛擬現(xiàn)實技術的內涵、應用領域及發(fā)展趨勢，了解虛擬現(xiàn)實項目開發(fā)流程與要求，理解虛擬現(xiàn)實技術在不同應用場景下的制作方法。課程目標2：具備虛擬現(xiàn)實領域的復合知識結構，掌握虛擬現(xiàn)實交互原理及交互制作，制作符合需求的虛擬現(xiàn)實制作方案，掌握虛擬現(xiàn)實技術相關領域的基本創(chuàng)作及研究方法，具備能夠在技術與藝術交叉領域開展創(chuàng)新性工作的能力。課程目標3：理解虛擬現(xiàn)實領域的國家標準和行業(yè)規(guī)范，遵循交互設計行業(yè)職業(yè)道德和職業(yè)素養(yǎng)，掌握虛擬現(xiàn)實技術的基本理論、核心知識，以及在三維模型制作、游戲設計、UI制作、編寫腳本等相關領域開展技術研發(fā)、應用及內容制作所需的相關背景知識。三、課程目標與畢業(yè)要求《虛擬現(xiàn)實技術實驗》課程教學目標對數字媒體技術專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學目標與畢業(yè)要求關系畢業(yè)要求指標點課程目標支撐強度4.研究4.1能夠基于科學原理和方法，針對復雜數字媒體技術工程問題，比較和選擇研究路線、設計實驗方案。課程目標1：了解虛擬現(xiàn)實技術的內涵、應用領域及發(fā)展趨勢，了解虛擬現(xiàn)實項目開發(fā)流程與要求，理解虛擬現(xiàn)實技術在不同應用場景下的制作方法。H5.使用現(xiàn)代工具5.1了解信息領域主要資料來源及獲取方法，熟悉數字媒體技術領域常用現(xiàn)代工程工具。課程目標2：具備虛擬現(xiàn)實領域的復合知識結構具備虛擬現(xiàn)實領域的復合知識結構，掌握虛擬現(xiàn)實交互原理及交互制作，制作符合需求的虛擬現(xiàn)實制作方案，掌握虛擬現(xiàn)實技術相關領域的基本創(chuàng)作及研究方法，具備能夠在技術與藝術交叉領域開展創(chuàng)新性工作的能力。M11.項目管理11.2能夠在多學科背景下，把工程管理、經濟決策方法應用于數字媒體項目的開發(fā)、設計與實踐過程中。課程目標3：理解虛擬現(xiàn)實領域的國家標準和行業(yè)規(guī)范，遵循交互設計行業(yè)職業(yè)道德和職業(yè)素養(yǎng)，掌握虛擬現(xiàn)實技術的基本理論、核心知識，以及在三維模型制作、游戲設計、UI制作、編寫腳本等相關領域開展技術研發(fā)、應用及內容制作所需的相關背景知識。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關畢業(yè)要求的關聯(lián)度。四、教學內容、基本要求與學時分配實驗部分的教學內容、基本要求與學時分配見表2。表2實驗項目、實驗內容與學時分配實驗項目實驗內容和要求實驗學時對應的課程目標1.虛擬現(xiàn)實開發(fā)基本流程實驗內容：Unity的基礎操作和基礎開發(fā)流程實驗要求：掌握Unity開發(fā)環(huán)境配置、工作界面和基本流程。212.C#腳本編寫實驗內容：編寫腳本制作虛擬現(xiàn)實交互小游戲。實驗要求：了解腳本的作用；掌握語句、函數、類的概念與使用；熟練運用自定義函數進行交互腳本編寫。61、23.3D場景的創(chuàng)建實驗內容：在Unity3D中制作地形，并設置燈光和天空盒。實驗要求：理解地形在三維世界中的作用；掌握地形的創(chuàng)建與編輯；掌握燈光的創(chuàng)建與設置；掌握天空盒的設置。41、24.UI制作與物理系統(tǒng)實驗內容：虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)UI界面與物理系統(tǒng)設計與制作實驗要求：熟悉UI的制作流程與規(guī)范；掌握文本、菜單、按鈕等UI工具的使用；掌握UI組件的使用；掌握UI腳本的編寫；掌握物理系統(tǒng)的使用。61、35.動畫、音頻和特效實驗內容：給項目添加動畫、音效和特效。實驗要求：了解Unity動畫系統(tǒng)；掌握Unity音頻系統(tǒng)的設置；掌握音頻源的使用；掌握粒子特效和拖尾特效的使用。426.虛擬現(xiàn)實項目發(fā)布實驗內容：將制作好的虛擬現(xiàn)實交互項目發(fā)布為適用不同系統(tǒng)的版本，并體驗自己制作的交互項目。實驗要求：了解虛擬現(xiàn)實項目的發(fā)布平臺與發(fā)布流程，掌握Unity的開發(fā)設置。21、3合計24五、教學方法及手段本課程以實驗為主，采用教師講授和學生動手操作的方法；在實驗前學生應復習和掌握與本實驗有關的教學內容、認真閱讀實驗指導書；在實驗中要嚴格遵守實驗紀律，按操作規(guī)程使用儀器；實驗結束后，按規(guī)定對儀器進行維護保養(yǎng)；每完成一項實驗，要認真完成一份實驗報告。六、課程資源1.推薦教材：（1）李建,王芳.虛擬現(xiàn)實技術基礎與應用(第2版).機械工業(yè)出版社.2022.（2）李永亮.虛擬現(xiàn)實交互設計（基于Unity引擎）（微課版）.人民郵電出版社.2020.2.參考書：（1）Jeremy，Gibson，Bond著，姚待艷譯.游戲設計、原型與開發(fā)：基于Unity與C#從構思到實現(xiàn)（第2版）.電子工業(yè)出版社.2020.（2）蘇凱.VR虛擬現(xiàn)實與AR增強現(xiàn)實的技術原理與商業(yè)應用.機械工業(yè)出版社.2017.（3）薛慶文

.Unity3D從入門到精通（視頻微課版）.電子工業(yè)出版社.2021.3.期刊：（1）趙沁平.虛擬現(xiàn)實綜述[J].中國科學（F輯:信息科學）,2009,39(01):2-46.（2）丁穎,劉延偉,劉金霞,等.虛擬現(xiàn)實全景圖像顯著性檢測研究進展綜述.《電子學報》,2019,第47期.（3）Morélot,GarrigouA,DedieuJ,etal.VirtualRealityforFireSafetyTraining:Influenceofimmersionandsenseofpresenceonconceptualandproceduralacquisition.《Computers&Education》,2021,166(SupplementC):104145.（4）KimDH,KimHM,ParkJS,etal.VirtualRealityHapticSimulatorforEndoscopicSinusandSkullBaseSurgeries.《JournalofCraniofacialSurgery》,2020,PublishAheadofPrint(6):1.（5）張宇翔,任爽.定位技術在虛擬現(xiàn)實中的應用綜述[J].計算機科學,2021,48(01):308-318.4.網絡資源：（1）unityAssetStore：/（2）靈境——虛擬現(xiàn)實技術的應用：/course/NJU-1207025801（3）慕課網-虛擬現(xiàn)實原理與實踐：/course/CUC-1450801239七、課程考核對課程目標的支撐課程成績由過程性考核成績構成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關系見表3。表3課程考核對課程目標的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標123過程性考核實驗表現(xiàn)30（1）根據實驗出勤情況和實驗過程中表現(xiàn)情況進行考核，滿分100分。（2）以實驗表現(xiàn)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?01010實驗報告50（1）主要考核學生實驗操作完成情況和實驗報告質量，滿分100分；（2）每次實驗單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以實驗報告成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√√301010實驗總結與反思20（1）主要考核學生在全部6個實驗模塊完成后，對本門課程的總結與反思，并形成創(chuàng)新性的成果總結，滿分100分；（2）總結與反思報告以線上方式提交，滿分100分。（3）以報告成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√1010合計：100分403030八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以實驗表現(xiàn)、實驗報告、實驗總結與反思等方式對學生進行考核評價?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇蛇^程性考核成績組成。其中：實驗表現(xiàn)、實驗報告、實驗總結與反思等過程性考核成績?yōu)?00分（權重100%）；過程性考核分值分配應與教學大綱各章節(jié)的學時基本成比例。2.過程性考核成績的標準過程性考核方式重點考核內容、評價標準、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標準考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60實驗表現(xiàn)30準時考勤，認真參與實驗教學活動，妥善管理維護實驗設備，在討論，發(fā)言等環(huán)節(jié)表現(xiàn)優(yōu)異，起到模范帶頭作用。準時考勤，認真參與實驗教學活動，妥善管理維護實驗設備，在討論，發(fā)言等環(huán)節(jié)表現(xiàn)積極。準時考勤，認真參與實驗教學活動，妥善管理維護實驗設備。認真參與實驗教學活動，妥善管理維護實驗設備，出勤率大于80%。不能認真參與實驗教學活動，不按照規(guī)范使用實驗設備造成設備損壞，出勤率小于80%。。實驗報告50實驗預習認真，能夠熟練掌握方法與步驟，實驗操作過程熟練、規(guī)范，遵規(guī)守紀、團結協(xié)作，實驗結果詳實、結論清晰、討論合理實驗前有預習，能夠掌握方法與步驟，實驗操作過程正確、規(guī)范，遵規(guī)守紀、團結協(xié)作，實驗結果正確、討論適當實驗前有預習，基本能夠掌握方法與步驟，實驗操作過程基本