《虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)大綱

《虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)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(zhì)：專業(yè)必修課學(xué)分：1.5學(xué)分學(xué)時：24學(xué)時（實(shí)驗(yàn)24學(xué)時）先修課程：C程序設(shè)計A后續(xù)課程：移動平臺游戲開發(fā)適用專業(yè)：數(shù)字媒體技術(shù)開課單位：計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院一、課程說明本課程是數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)本科學(xué)生的專業(yè)必修課。本課程從虛擬現(xiàn)實(shí)的“3I”特性入手，通過對三維模型與動畫導(dǎo)入、虛擬環(huán)境構(gòu)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(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握虛擬現(xiàn)實(shí)制作的基本思路、方法和技巧，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考問題及解決問題的能力，為學(xué)生進(jìn)入虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本課程是一門兼技術(shù)性和藝術(shù)性的課程，所以在教學(xué)中要注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作能力和藝術(shù)審美能力。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：了解虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的內(nèi)涵、應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢，了解虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目開發(fā)流程與要求，理解虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在不同應(yīng)用場景下的制作方法。課程目標(biāo)2：具備虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的復(fù)合知識結(jié)構(gòu)，掌握虛擬現(xiàn)實(shí)交互原理及交互制作，制作符合需求的虛擬現(xiàn)實(shí)制作方案，掌握虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的基本創(chuàng)作及研究方法，具備能夠在技術(shù)與藝術(shù)交叉領(lǐng)域開展創(chuàng)新性工作的能力。課程目標(biāo)3：理解虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，遵循交互設(shè)計行業(yè)職業(yè)道德和職業(yè)素養(yǎng)，掌握虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本理論、核心知識，以及在三維模型制作、游戲設(shè)計、UI制作、編寫腳本等相關(guān)領(lǐng)域開展技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用及內(nèi)容制作所需的相關(guān)背景知識。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)目標(biāo)對數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度4.研究4.1能夠基于科學(xué)原理和方法，針對復(fù)雜數(shù)字媒體技術(shù)工程問題，比較和選擇研究路線、設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案。課程目標(biāo)1：了解虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的內(nèi)涵、應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢，了解虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目開發(fā)流程與要求，理解虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在不同應(yīng)用場景下的制作方法。H5.使用現(xiàn)代工具5.1了解信息領(lǐng)域主要資料來源及獲取方法，熟悉數(shù)字媒體技術(shù)領(lǐng)域常用現(xiàn)代工程工具。課程目標(biāo)2：具備虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的復(fù)合知識結(jié)構(gòu)具備虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的復(fù)合知識結(jié)構(gòu)，掌握虛擬現(xiàn)實(shí)交互原理及交互制作，制作符合需求的虛擬現(xiàn)實(shí)制作方案，掌握虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的基本創(chuàng)作及研究方法，具備能夠在技術(shù)與藝術(shù)交叉領(lǐng)域開展創(chuàng)新性工作的能力。M11.項(xiàng)目管理11.2能夠在多學(xué)科背景下，把工程管理、經(jīng)濟(jì)決策方法應(yīng)用于數(shù)字媒體項(xiàng)目的開發(fā)、設(shè)計與實(shí)踐過程中。課程目標(biāo)3：理解虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，遵循交互設(shè)計行業(yè)職業(yè)道德和職業(yè)素養(yǎng)，掌握虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本理論、核心知識，以及在三維模型制作、游戲設(shè)計、UI制作、編寫腳本等相關(guān)領(lǐng)域開展技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用及內(nèi)容制作所需的相關(guān)背景知識。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配實(shí)驗(yàn)部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表2。表2實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)時分配實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求實(shí)驗(yàn)學(xué)時對應(yīng)的課程目標(biāo)1.虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)基本流程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：Unity的基礎(chǔ)操作和基礎(chǔ)開發(fā)流程實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容：編寫腳本制作虛擬現(xiàn)實(shí)交互小游戲。實(shí)驗(yàn)要求：了解腳本的作用；掌握語句、函數(shù)、類的概念與使用；熟練運(yùn)用自定義函數(shù)進(jìn)行交互腳本編寫。61、23.3D場景的創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在Unity3D中制作地形，并設(shè)置燈光和天空盒。實(shí)驗(yàn)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(shè)置；掌握天空盒的設(shè)置。41、24.UI制作與物理系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)UI界面與物理系統(tǒng)設(shè)計與制作實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容：給項(xiàng)目添加動畫、音效和特效。實(shí)驗(yàn)要求：了解Unity動畫系統(tǒng)；掌握Unity音頻系統(tǒng)的設(shè)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(shí)項(xiàng)目發(fā)布實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：將制作好的虛擬現(xiàn)實(shí)交互項(xiàng)目發(fā)布為適用不同系統(tǒng)的版本，并體驗(yàn)自己制作的交互項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)要求：了解虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目的發(fā)布平臺與發(fā)布流程，掌握Unity的開發(fā)設(shè)置。21、3合計24五、教學(xué)方法及手段本課程以實(shí)驗(yàn)為主，采用教師講授和學(xué)生動手操作的方法；在實(shí)驗(yàn)前學(xué)生應(yīng)復(fù)習(xí)和掌握與本實(shí)驗(yàn)有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容、認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書；在實(shí)驗(yàn)中要嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律，按操作規(guī)程使用儀器；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，按規(guī)定對儀器進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)；每完成一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，要認(rèn)真完成一份實(shí)驗(yàn)報告。六、課程資源1.推薦教材：（1）李建,王芳.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用(第2版).機(jī)械工業(yè)出版社.2022.（2）李永亮.虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)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(shè)計、原型與開發(fā)：基于Unity與C#從構(gòu)思到實(shí)現(xiàn)（第2版）.電子工業(yè)出版社.2020.（2）蘇凱.VR虛擬現(xiàn)實(shí)與AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的技術(shù)原理與商業(yè)應(yīng)用.機(jī)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(shí)綜述[J].中國科學(xué)（F輯:信息科學(xué)）,2009,39(01):2-46.（2）丁穎,劉延偉,劉金霞,等.虛擬現(xiàn)實(shí)全景圖像顯著性檢測研究進(jìn)展綜述.《電子學(xué)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(shù)在虛擬現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用綜述[J].計算機(jī)科學(xué),2021,48(01):308-318.4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）unityAssetStore：/（2）靈境——虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用：/course/NJU-1207025801（3）慕課網(wǎng)-虛擬現(xiàn)實(shí)原理與實(shí)踐：/course/CUC-1450801239七、課程考核對課程目標(biāo)的支撐課程成績由過程性考核成績構(gòu)成，具體考核/評價細(xì)則及對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細(xì)則課程目標(biāo)123過程性考核實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)30（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)出勤情況和實(shí)驗(yàn)過程中表現(xiàn)情況進(jìn)行考核，滿分100分。（2）以實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)報告50（1）主要考核學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作完成情況和實(shí)驗(yàn)報告質(zhì)量，滿分100分；（2）每次實(shí)驗(yàn)單獨(dú)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(shí)驗(yàn)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?！獭獭?01010實(shí)驗(yàn)總結(jié)與反思20（1）主要考核學(xué)生在全部6個實(shí)驗(yàn)?zāi)K完成后，對本門課程的總結(jié)與反思，并形成創(chuàng)新性的成果總結(jié)，滿分100分；（2）總結(jié)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?！獭?010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(shí)驗(yàn)表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報告、實(shí)驗(yàn)總結(jié)與反思等方式對學(xué)生進(jìn)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(shí)驗(yàn)表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報告、實(shí)驗(yàn)總結(jié)與反思等過程性考核成績?yōu)?00分（權(quán)重100%）；過程性考核分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時基本成比例。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評價標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)30準(zhǔn)時考勤，認(rèn)真參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動，妥善管理維護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)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(zhǔn)時考勤，認(rèn)真參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動，妥善管理維護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，在討論，發(fā)言等環(huán)節(jié)表現(xiàn)積極。準(zhǔn)時考勤，認(rèn)真參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動，妥善管理維護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。認(rèn)真參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動，妥善管理維護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，出勤率大于80%。不能認(rèn)真參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動，不按照規(guī)范使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備造成設(shè)備損壞，出勤率小于80%。。實(shí)驗(yàn)報告50實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)認(rèn)真，能夠熟練掌握方法與步驟，實(shí)驗(yàn)操作過程熟練、規(guī)范，遵規(guī)守紀(jì)、團(tuán)結(jié)協(xié)作，實(shí)驗(yàn)結(jié)果詳實(shí)、結(jié)論清晰、討論合理實(shí)驗(yàn)前有預(yù)習(xí)，能夠掌握方法與步驟，實(shí)驗(yàn)操作過程正確、規(guī)范，遵規(guī)守紀(jì)、團(tuán)結(jié)協(xié)作，實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確、討論適當(dāng)實(shí)驗(yàn)前有預(yù)習(xí)，基本能夠掌握方法與步驟，實(shí)驗(yàn)操作過程基本