《VR虛擬現(xiàn)實技術》教學大綱

《VR虛擬現(xiàn)實技術》課程教學大綱撰寫：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期學時/學分適用專業(yè)先修課程、課程簡介VR虛擬現(xiàn)實技術是數(shù)字媒體技術專業(yè)的必修課，課程中將通過理論講解與實踐操作讓學生掌握VR項目開發(fā)的全流程方法和核心技能。課程的教學目的是讓學生掌握VR開發(fā)的思路和流程，著重講解VR技術美術，SDK，藍圖編程，HUD，和綜合項目的開發(fā)，讓學生通過案例實踐的訓練，掌握技術美術、UI交互、藍圖編程等內(nèi)容，通過本課程的學習和實訓讓學生掌握VR項目開發(fā)的技能。知識目標：了解VR領域的相關知識和發(fā)展趨勢，掌握VR開發(fā)和優(yōu)化的關鍵技術，掌握VRVR原型的開發(fā)和設計思路，制作流程、步驟，對行業(yè)和技術有深刻洞察。技能目標：掌握設置VR頭戴設備；掌握VR工具包，能使用UE4引擎進行VR交互的開發(fā)，在實踐過程中培養(yǎng)獨立思維，提出問題和解決問題的能力。思考VR交互和項目開發(fā)所需要的設計思路和制作方法，能夠獨立或團隊協(xié)作完成簡單VR項目的設計和開發(fā)。素質(zhì)目標：素質(zhì)上激發(fā)學生的學習熱情，建立熱愛互動媒體設計的感情和對數(shù)字媒體技術事業(yè)的責任心，為后續(xù)課程的學習和培養(yǎng)自主學習能力打下基礎。三、課程教學目標本課程主要學習VR開發(fā)的基本理論與知識，并通過實訓最終完成項目的開發(fā)。以基礎性、實用性為前提，同時力求做到通俗易懂，有較強的可操作性。課程目標對專業(yè)畢業(yè)生能力的支撐描述（程度）知識目標1.了解VR領域的相關知識和發(fā)展趨勢，掌握VR開發(fā)和制作的關鍵技術。能夠?qū)π袠I(yè)和技術有深刻洞察，運用所掌握的知識和技能完成VR原型的設計和開發(fā)。2.掌握VR原型的開發(fā)和設計思路，制作流程、步驟。能夠獨立或團隊協(xié)作完成簡單VR項目的設計和開發(fā)。能力目標1.掌握場景和關卡的制作的方法和流程。在實踐過程中培養(yǎng)獨立思維，提出問題和解決問題的能力。思考不同

的VR類型所需要的設計思路和制作方法。2.掌握編程思維和技巧；掌握UI的設計和編寫，為項目的架構和人機交互提供運行的基礎。能夠使用藍圖編程進行VR項目的編寫和開發(fā)、能設計界面美觀和運行流暢的UI系統(tǒng)，最終完成互動媒體項目的設計和開發(fā)。素質(zhì)目標1.培養(yǎng)學生獨立、嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L和團隊意識，培養(yǎng)學生不斷創(chuàng)新的精神和良好的職業(yè)道德。具有獨立和團隊協(xié)同工作的能力；能夠了解和掌握行業(yè)動態(tài)和發(fā)展，使用所學知識為數(shù)字媒體行業(yè)貢獻自己的力量。2.良好的表達和溝通能力。具有良好的溝通能力，能清楚的匯報自己項目的設計方案，在匯報的過程中能幫客戶解決問題。四、教學計劃與內(nèi)容章序教學內(nèi)容課內(nèi)（外）學時分配理論實驗習題在線學習作業(yè)點評機動AA-*第一章VR概述24（1）（1）納入機動2AA-一*第二章VR術語與實踐24（1）（1）納入機動第三章VR技術美術第1部分24（1）（1）納入機動第四章VR技術美術第2部分24（1）（1）納入機動A5V-J-*Vr.第五章設置VR頭戴設備24（1）（1）納入機動任第八章VR工具包24（1）（1）納入機動第七章追蹤交互24（1）（1）納入機動第八章瞬間移動24（1）（1）納入機動第九章用戶界面（UI）24（1）（1）納入機動第十章角色逆向運動學24（1）（1）納入機動第十一章運動控制器交互24（1）（1）納入機動第十二章VR移動24（1）（1）納入機動第十三章優(yōu)化VR項目：第1部分24（1）（1）納入機動第十四章優(yōu)化VR項目：第2部分24（1）（1）納入機動第十五章VR項目開發(fā)第1部分24（1）（1）納入機動第十六章VR項目開發(fā)第2部分24（1）（1）納入機動第十七章VR項目開發(fā)第3部分24（1）（1）納入機動

第十八章VR項目發(fā)布24(1)(1)納入機動合計3672(18)(18)課內(nèi)總學時（課外總學時）72(36)五、課程教學基本要求（一）教學要求及內(nèi)容設計章節(jié)教學要求重點、難點及主要教學內(nèi)容設計第1章VR概述創(chuàng)建自己的第一個項目，并學習編輯器界面的導航、使用編輯器在關卡中四處移動以及測試默認貼圖重點：進行VR開發(fā)的前提。難點：各VR平臺的特點和技術細節(jié)。主要教學內(nèi)容設計：采用案例教學，項目案例與課程的緊密聯(lián)系的實例。第2章VR術語與實踐了解VR行業(yè)中的諸多術語。了解VR行業(yè)各類硬件的主要差異。了解開發(fā)VR應用需要的主要軟件。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體驗項目的最佳方法。重點：軟件開發(fā)套件（SDK）。難點：虛幻引擎各部分功能和GamePla框架。主要教學內(nèi)容設計：結合各類典型實例講授。第3章VR技術美術第1熟悉導入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重點難點：如何導入3D模型文件。主要教學內(nèi)容設計：結合各類互動媒體設計的具體內(nèi)容包括VR引擎、案例開發(fā)、項目思路為例說明設計時的考量。第4章VR技術美術第2部分掌握關卡（地圖，場景）的美術創(chuàng)作和實現(xiàn)重點難點：掌握環(huán)境的創(chuàng)設，熟練完成實作案例。主要教學內(nèi)容設計:對互動媒體設計的具體內(nèi)容包括VR引擎、坐標系統(tǒng)、作品賞析。第5章設置VR頭戴設備完成本章的學習后應了解如何創(chuàng)建用于HTCVive和OculusRift的基本VR場景。重點：如何導入3D模型文件。難點：在靜態(tài)網(wǎng)格體Actor上設置碰撞響應。主要教學內(nèi)容設計：采用案例教學，項目案例與課程的緊密聯(lián)系的實例。第6章照明和渲染完成本課學習后應了解血￡4引擎中實現(xiàn)VR硬件交互的各種方法。重點：各個VR平臺的函數(shù)。難點：藍圖函數(shù)庫。主要教學內(nèi)容設計：采用案例教學，加強學生的互動，分組討論和采用項目案例與課程的緊密聯(lián)系的實例。第7章追蹤交互完成本課學習后應了解^4引擎中追蹤重點：了解追蹤交互。

的工作原理、藍圖接口的優(yōu)勢，以及如何在項目中使用這二者。難點：交互接口。主要教學內(nèi)容設計：采用案例教學，加強學生的互動，分組討論和采用項目案例與課程的緊密聯(lián)系的實例。第8章瞬間移動瞬移技術擁有一系列優(yōu)勢和不足是VR領域當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了解可能的實現(xiàn)方法。也可以嘗試實現(xiàn)更有趣的追蹤算法，延展追蹤交互組件的功能。重點：拋物線追蹤。難點：VR中玩家的移動。主要教學內(nèi)容設計：采用案例教學，加強學生的互動，分組討論和采用項目案例與課程的緊密聯(lián)系的實例。第9章用戶界面（UI）完成本課學習后應完全了解在VR項目中創(chuàng)建2DUI可能遇到的問題。還應了解如何在UE4引擎中實現(xiàn)VR2DUI。重點：2DUI。難點：用戶交互UMG。主要教學內(nèi)容設計：采用案例教學，加強學生的互動，分組討論和采用項目案例與課程的緊密聯(lián)系的實例。第10章角色逆向運動學探索VR角色動畫需要逆向運動學的原因。了解UE4引擎中提供的部分逆向運動學算法。了解頭部和手部逆向運動學的實現(xiàn)。重點：介紹逆向運動學（IK）。難點：FABRIK。主要教學內(nèi)容設計：采用案例教學，加強學生的互動，分組討論和采用項目案例與課程的緊密聯(lián)系的實例。第11章運動控制器交互分析運動控制器交互功能的強大之處。了解設計運動控制器體驗時面臨的常見問題。探索如何在藍圖中設置場景交互系統(tǒng)。重點：交互的實現(xiàn)方式。難點：拾取交互。主要教學內(nèi)容設計：采用案例教學，加強學生的互動，分組討論和采用項目案例與課程的緊密聯(lián)系的實例。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注意的事項。了解當前VR環(huán)境中的各種移動方式。能夠?qū)⒒綱R移動應用于默認第一人稱模板。本課學習后應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。此外還應該了解虛擬移動和物理移動的實現(xiàn)方式。重點：移動的實現(xiàn)。難點：藍圖函數(shù)的使用。主要教學內(nèi)容設計：采用案例教學，加強學生的互動，分組討論和采用項目案例與課程的緊密聯(lián)系的實例。第13章優(yōu)化VR項目：第1部分完成本課學習后應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：VR眩暈。難點：圖形渲染管線。

的方法。此外還應該了解虛擬移動和物理移動的實現(xiàn)方式。主要教學內(nèi)容設計：采用案例教學，加強學生的互動，分組討論和采用項目案例與課程的緊密聯(lián)系的實例。第14章優(yōu)化VR項目：第2部分了解UE4引擎提供的兩大渲染路徑，以及在這二者中進行選擇的時機和理由。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：如何改善VR性能。難點：項目的優(yōu)化。主要教學內(nèi)容設計：采用案例教學，加強學生的互動，分組討論和采用項目案例與課程的緊密聯(lián)系的實例。第15章VR項目開發(fā)第1部分掌握VR項目開發(fā)中的藍圖編程重點：事件、函數(shù)和變量。難點：節(jié)點、引線、執(zhí)行和引腳。主要教學內(nèi)容設計：采用案例教學，加強學生的互動，分組討論和采用項目案例與課程的緊密聯(lián)系的實例。第16章VR項目開發(fā)第2部分掌握VR項目開發(fā)中的游戲關卡設計重點：關卡藍圖。難點：關卡設計。主要教學內(nèi)容設計：采用案例教學，加強學生的互動，分組討論和采用項目案例與課程的緊密聯(lián)系的實例。第17章VR項目開發(fā)第3部分掌握VR項目開發(fā)中的UI交互設計重點：UMG模塊的使用。難點：3Dui的交互。主要教學內(nèi)容設計：采用案例教學，加強學生的互動，分組討論和采用項目案例與課程的緊密聯(lián)系的實例。第18章VR項目的打包和發(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：VR項目流程。難點：為Windows操作系統(tǒng)環(huán)境封裝項目。主要教學內(nèi)容設計：采用案例教學，加強學生的互動，分組討論和采用項目案例與課程的緊密聯(lián)系的實例。（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)建自己的第一個項目，并學習編輯器界面的導航、使用編輯器在關卡中四處移動以及測試默認貼圖第2章VR術語與實踐完成Oculus軟件開發(fā)套件（SDK）的安裝和調(diào)試

第3章VR技術美術第1部分使用UE4引擎完成游戲場景的創(chuàng)建第4章VR技術美術第2部分使用UE4引擎完成PBR材質(zhì)的創(chuàng)建第5章設置VR頭戴設備創(chuàng)建用于HTCVive和OculusRift的基本VR場景第6章VR工具包UE4引擎中實現(xiàn)VR硬件交互的3種方法第7章追蹤交互完成本課學習后應了解UE4引擎中追蹤的工作原理、藍圖接口的優(yōu)勢，以及如何在項目中使用這二者。第8章瞬間移動完成本課學習后應了解將瞬移作為移動方法時的優(yōu)點和取舍，以及如何使用追蹤交互組件實現(xiàn)瞬移第9章用戶界面（UI）在UE4引擎中實現(xiàn)VR2DUI的設計和功能邏輯第10章角色逆向運動學理解VR游戲為何需要逆向運動學，在UE4引擎中實現(xiàn)逆向運動學。第11章運動控制器交互在UE4引擎中實現(xiàn)運動控制器和場景中對象的交互第12章VR移動在UE4引擎中實現(xiàn)虛擬移動和物理移動的實現(xiàn)方式第13章優(yōu)化VR項目：第1部分完成本章測驗題第14章優(yōu)化VR項目：第2部分完成本章測驗題第15章VR項目開發(fā)第1部分使用UE4引擎藍圖編程完成VR項目中的移動和交互功能第16章VR項目開發(fā)第2部分在UE4引擎中完成VR場景的關卡設計第17章VR項目開發(fā)第3部分在UE4引擎中完成VR項目中的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性成績兩部分組成，兩者均按百分制計分，課程總評成績=過程性考核40%+終結性考核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)在線學習權重（40%）1052052.終結性考核（1）考核形式：實踐教學考試題目類型前期項目分析策劃V