3D导游VR虚拟现实实训室解决方案

3D导游VR虚拟现实实训室

解

决

方

案

目录

一、概述..........................................................................3

1.1系统分析.................................................................3

1.1.1总体目标...........................................................3

1.1.2现状分析...........................................................3

1.1.3需求分析...........................................................5

1.1.43D导游实险室特色.................................................5

1.1.53D导游实验室设计原则.............................................6

二、布局图........................................................................8

三、效果图........................................................................9

四、3D导游软件系统方案.........................................................10

4.1备课系统................................................................10

4.1.1素材库编辑器......................................................10

4.1.2板书编辑器........................................................24

4.2教学系统................................................................30

4.2.1教案编辑器.......................................................30

4.2.2教案播放.........................................................34

4.3系统设置................................................................41

五、实脸室设备清单..............................................................43

1项目建设范围..............................................................43

1.1三通道立体环幕系统.................................................43

1.2软件系统............................................................46

1.3虚拟景点库.........................................................47

2导游实险室组成预算：......................................................48

一、概述

1.1系统分析

1.1.1总体目标

为了提升旅游教学的质量，提高学生理论与实践的结合能力，通过集成环境

艺术和建筑艺术、虚拟现实技术、三维显示技术、数据库技术、网络技术等先进

科技手段，建设一个先进的、可视化直观的、满足旅游高水平教学要求的应用环

境，它将全方位采用目前在技术上比较先进的CECE2009数字化教学体验系统，

满足旅游学院的深层次发展。

第一，通过系统的体验式模拟教学，学生可以较松掌握导游业务、酒店业务、

旅行社业务的流程与操作技能，使理论教学与实践教学能不断结合，教学中带着

实训，全面培养学生的综合素质。

第二，利用系统的素材库，师生可以积累和掌握大量的旅游资讯和数据用于

行业分析，有利于师生参与课外科研创新活动，提高学生的理论水平和理论应用

能力；

第三，通过CECE2009,可以建立旅游管理学科优势职院,的共享平台，促进

课程体系建设、人才培养模式、教学内容和教学方法等方面的深化改革，真正实

现从注重知识传授向更加重视能力和经营素质培养的转变，逐步实现教学职院共

享机制稳定化、常规化、普及化。

1.1.2现状分析

旅游业是国民经济的重要产业和先导产业，综合带动力强，消费需求潜力大，

是扩大内需促进稳定增长的重要手段。但是，目前旅游业相关人才的培养是最亟

待解决的问题。

第一，劳动者充分就业的需求与劳动力总量过大、素质不相适应之间的矛盾

依然存在，促进就业任务十分繁重。

第二，旅游产业的结构调整，使得对新型人才的需求正不断产生和扩大，如

高级导游、会展旅游、旅游形象设计等。游形象设计等。

为此，国家教育部在教高[2007]1号文件“教育部财政部关于实施高等学校

本科教学质量与教学改革工程的意见”中指出，要进行实践教学与人才培养模式

改革创新，大力加强实险、实践教学改革。国家教育部在教高[2007]2号文件“关

于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见”中指出，要努力提高

大学生的学习能力、创新能力、实践能力、交流能力和社会适应能力；提出要高

度重视实践环节，提高学生实践能力；要加强教学实验室和校内实习基地的建设；

要培养和提高本科生通过计算机和多媒体课件学习的能力，以及利用网络资源进

行学习的能力。

理论教学

但是，目前的教学模式和实践设施远远无法满足对人才培养的需要。

首先，从教学模式来看，现行的旅游教育还停留在传统模式下（如上图所示），

即学生通过进入旅游院校后，由学校和专业教师安排理论课程、旅游知识的学习，

安排学生到实地现场进行1〜2次的实物操作。最后，学生通过考试，获得毕业

证书；有些还获得职业资格考试证书，借以获得就业的机会。学校作为教学的组

织者、社会人才的输出者，扮演着一个重要的角色。但是，由于场地和客观条件

的限制，教学的同时无法与实训相结合，使得学生的实际操作能力和社会要求有

很大脱节，自我学习能力极其薄弱，导致社会适应能力下降，这严重偏离了职业

教育、素质教育的发展方向要求。

其次，从教学手段来看，教师采用书面备课，黑板、录像视频、幻灯片或者

PPT文档进行授课。然而，这些不同格式的文件往往使用不同的媒体播放器，这

导致教师无法将这些文件整合成统一的教案，从而影响了教学效率。在一定程度

上，导致了学生对实务操作一知半解，没有真正达到理论与实训相结合的教学效

果。

1.1.3需求分析

如何提供一种新颖、教学与实训相结合的教学模式已经成为学校职业化素质

化前进道路上的重要环节。通过与学生、教师、实脸室管理者、行业专家这几大

类用户的沟通，我们将相关需求总结如下：

＞学生学习的需求

1.模拟实务的真实环境，将理论知识通过三维可视化方式展现出来，使人

产生身临其境的直观感觉；

2.通过文字、图片、视频等传统教学手段与三维可视化方式的对比教学，

进一步强化对理论和实践的理解和记忆。

＞教师教学的需求

1.能将理论知识通过三维可视化的方式展现出来，便于深层次知识的讲解

和阐述；

2.能播放文字、困片、视频等传统教学素材，并能与三维可视化方式结合

在一起，进行综合性授课；

3.能自主设计和编辑各种教学素材，并能将这些素材整合在一起，形成教

案。

＞学校管理的需求

1.展示学校在教育信息化方面所作的工作，及取得的重要成果，提升学校

的知名度；

2.不仅能用于多个专业的教学，而且能满足学校举办会议和活动的需要。

1.1.43D导游实验室特色

＞3D导游虚拟实验室以虚拟现实技术为基感，将图片、文字、视频、影片、

全景场景、多媒体、虚拟现实场景等教学素材组合成为风格不同的教案,

供教师教学使用。使教学知识丰富多彩，教学方式简单化。

＞解决了桌面融合问题。以往的教学中即使将虚拟现实场景搬入教室，对

立体场景可以勉强融合，但是对除虚拟现实场景外的素材（图片、文字、

多媒体、影片、全景场景）不能进行大屏幕融合。CECE2009能将除虚拟

现实场景以外的素材进行大屏幕融合。

>多种素材可在时间轨道上进行统一播放。以往的教学过程中不同的素材

需要有不同的播放器，即使将虚拟现实搬入教室，也不能将其他素材（图

片、文字、视频、多媒体、全景场景等）在三通道上播放，CECE2009解

决了将多种素材在各种播放器上切换的问题。各种素材都能在时间就道

上进行播放。

1.1.53D导游实验室设计原则

根据旅游数字化教学信息管理和实训的实际应用需求，该系统将遵循“先进

性、实用性、经济性、可扩充和可维护性、规范性、安全可靠性”这六大原则，

成为一个真正能满足旅游教学走向职业化、素质化的新型软件系统。

>先进性原则

该系统采用了当今国际上最先进的计算机虚拟仿真技术（Virtual

Reality-VR）,结合数据库技术和局域网技术，创建出一套新颖、互动的三通道

和网络教学系统，最大限度地适应和满足今后技术发展变化和旅游教育发展变化

的需要。

>实用性原则

该系统的建设紧密围绕旅游教学的实际需求遂行方案设计，功能上最大程度

地满足了旅游专业教学的需要。系统包含环幕教学、网络教学两种方式，界面设

计友好，易于操作，具有超强的教学和备课功能，便于教师使用。

>经济性原则

在满足实用性原则的基础上，保证各个环节投资利用最大化。在系统集成方

案设计上，硬件配置、软件模块开发和数据库设计、局域网设计这四块设计应充

分考虑现有的学校资源，将能利用的进行充分利用，在实现系统全部功能基础上

尽可能的节约经济成本。

>可扩充和可维护性原则

系统的开放性应比较强，能对后台数据资源库的各种相关数据进行更新和修

改，教学的实际应用功能也能不断地提升和拓宽。同时，该系统还具备了与其他

学科的教学共享、协同的能力，以满足学校教学发展、资源得到最大程度利用的

需求。此外，系统易于维护，使管理教师能非常容易地维护整个系统的正常运行。

＞规范性原则

在设计到实施的全过程中，该系统保持了良好的科学合理性。一方面，系统

设计符合软件工程技术行业要求和标准，另一方面，在系统集成方案实施中，布

线、软、硬件设备的安装与调试也完全符合国家规范与要求。

＞安全、可靠性原则

根据计算机集成系统风险控制原理，在满足系统功能应用的前提下，本系统

采用了优化的数据加密方案，保证景点数据的稳定性和教学系统的可靠性，从而

将计算机系统的风险环节控制在最小范围内C

二、布局图

教师操控台

三、效果图

四、3D导游软件系统方案

在CECE2009数字叱体验式教学系统内，分为备课系统和系统设置三个弱分。

1.备课系统

备课系统主要是将设计和编辑教案所需的各种教学素材进行分类录入、预

览、材料编辑和功能设置。教学素材包括：虚拟现实场累、高清影片、全景照片、

图片、多媒体文件、多媒体板书、布局示意等等。

在备课系统中主要有二大功能，分别为素材库编辑器、板书编辑器。

2.教学系统

在教学系统中包括教案设计、教案播放二大功能。

教学系统主要是将备课系统内的教学素材通过时间轨道组织成统一有序、形

式多样化的教案。在授课时通过一键式播放，教弹就能轻松使用各种教学素材。

此外，教师和学生的授课过程还能被录制下来，作为珍贵的教学资料被保存下来。

3.系统设置

系统设置功能主要是针对整个系统和系统使用人员进行设置管理

4.1备课系统

4.1.1素材库编辑器

4.1.1.1综述

素材库编辑器主要是针对教师在授课过程中涉及到的多种教学素材（如：图

片、多媒体集、高清影片、全景场景、虚拟现实场景）进行分类录入，形成图片

集、视频集、高清影片集、全景场景集、虚拟现实场景集。根据教学需要，教师

可以对这些素材进行预览，并对虚拟现实场景进行功能设置——固定路线、关键

点、重要知识点、随堂测试题、导航地图设置。

素材库管理界面

4.1.1.2基础功能

素材库编辑器包括以下基本功能：

，虚拟现实场景的编码、分类、增加、删除、编辑;

＞固定路线及信息点设置；

＞视点设置：

＞重要知识点设置；

＞导航地图没置；

＞随堂测试题设置。

工高清影片的编码、分类、增加、删除、编辑；

▲全景场景的编码、分类、增加、删除、编辑；

4.图片的编码、分类、增加、删除、编辑；

4.多媒体素材的编码、分类、增加、删除、编辑。

4.1,1.3数据输入

在素材库中，可将不同类型的素材（图片、多媒体、高清影片、全景场景、

虚拟现实场景）分类输入到素材库中，并对其进行规范命名，统一存储在计算机

上。即在素材库中添加不同的素材类型。

数字化教学体蛉系统

东材库中输入图片（有文件名）

预览输入后图片

通过调节图片预览工具条，界面以规定的时间切换播放图片。教师也可以通

过手动切换来实现图片浏览。

•—I匚口

素材库中输入多媒体（带文件名）

SCOR€-€0

预览输入后多媒体图片

素材库中输入高清影片

预览输入后高清影片

素材库中输入全景场景

预览输入全景场景图片

素材库中输入虚拟现实场景

预览输入虚拟场景后图片

4.1.1.4虚拟现实场景功能

根据教学需要，教师可以在虚拟现实场景中设置各种教学功能：固定路线及

信息点设置；视点设置；重要知识点设置；导航地图设置；随堂测试题设置。

工固定路线及信息点设置

在虚拟现实场景中，教师不仅可以对路线进行选择性添加和删除，还可以在

路线游历的过程中添加重要景点和文物的信息（文字和图片），便于教师在授课

过程中有针对性的讲解以及学生做课堂笔记。

♦・

固定路线添加删除

固定路线、信息点设置

预览设置好的固定路线

固定路线信息点显示

▲视点设置

在虚拟现实场景中，可以将重要景物和文物所在位置设置为视点。通过一键

式按钮，教师可以将场景切换到任意视点，也可以在不同视点间进行来回切换，

对重要景物和文物进行对比教学，也可以考察学生对知识点的了解情况。

虚拟现实视点设置

通过点击”获取相机参数”来记录视点坐标，从而记录视点位置。

视点预览

通过点击右下部选框内不同名字的按钮，场景就能进行自动切换。

▲重要知识点设置

在虚拟现实场景中，系统设计了重要知识点设置功能，使得教师不仅可以自

主设计重要知识点，还可以自由添加与知识点相关的文字、图片、视频和全景场

景。设置完毕后，教师点击按钮，场景就能立即切换到知识点处，并能出现相关

的说明（文字、图片、视频和全景场景）。通过该项功能，教师就能对重要知识

点进行重点讲解，学生也能通过对比教学提高学习效率。

直要知识点设置（困片、文字、视频、全景）

信息点的切换

重要知识点切换

4.导航地图设置

在虚拟现实场景中，为了教师和学生能时刻了解场景布局和自身游览位置，

系统设置了导航地图功能。导航地图设置就是能让教师根据教学需要，自主编辑

导航地图。

地图开关按钮

放大按钮

缩小按钮

显示视点按钮

5>显示信息点按钮

导航地图中的一键式开关

增加、删除地图

地图中的热点切换

4.随堂测试题设置

教师在授课过程中，需要时时把握学生对知识的掌握情况，以便调整教学方

案和教学计划。随堂测试题设置提供了测试题自主设计和编辑功能。教师可以预

先设置各种类型的随堂测试题，在课堂考察学生播放考题时，场景能根据考题的

变化自动切换到相关场景，给学生以提示，从而加强考察和学习效果。

添加删除测试题

编辑测试题

测试题显示

4.1,2板书编辑器

4.1.2.1综述

板书编辑器具有板书自主设计和编辑功能，能将文字、图片、视频进行任意

添加、删除、修改及位置调整，形成不同风格的板书。

4.1.2.2基础功能

板书编辑器包括以下基础功能:

工板书集的编码、分类、增加、删除;

X板书集的页面管理：页面增加、删除；

4板书页面编辑：板书元素管理（增加、删除、修改）、板书元素布局（定

位、尺寸）、板书元素呈现属性设置（颜色、字体、透明度等）。

《板书龛设餐

板书集增加删除

4.1.2.3板书页面编辑

板书页面编辑功能使教师在新板书页面，可以选择板书背景色彩，添加任意

文字、自选图形、图片和视频素材，并能调整文字的大小、色彩、字体格式。通

过将文字、图片和视频摆放在页面的不同位置，教师就能自行设计和制作出各具

特色的板书页。

新增板书页

板书页添加图片

板书页面添加文字

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口人文卜八年（720年）0小麻川大收

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预览添加完成文字

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8闺》1心

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增加自选圄形

页面其它元素添加

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开坛传蒙

大■”中，人去宫残存建筑金溟我坏，现唯存方■一D元代所谱大钟

及郃分总则前子天师府内为龙龙山历史上著名的源奴宜域之一.是JL

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4t■工人Wt»文，4H•人R量《C.

完整的板书页

，—■TH-广

完成的板书页

4.1.2.4板书页面修改

板书页面修改主要是对已有的板书页面进行修改，包括对各种板书已有元素

进行调整。如：文字替换、画面位置旋转等。

退数若名虫砚.左江诂古».基市市泰成县境内的无走山中上方锯东Y

壮，初为天哪张电修舲单空.第㈤代天师张胜在此工传笠与，逢三元3

开后传箓

大篁”中，上济宫现存建筑全遭坡环，

及邹方斌划氤于天州府内为龙庆山历史上著名。

素材添加

原有板书页

&.姓著名客现在工西安朦3市南责溪县境内的龙沈山中上.★镇东f

廿：初为天哪张息陵的堂空.第㈤代大师张姓在此置传笠生.逢三元右

开坛传景

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及郃方码起氤于天师府内为龙龙山历史上著名的迎奴官项之一,是电

修改后板书

4.2教学系统

4.2.1教案编辑器

4.2.1.1综述

教案编辑器具有自主设计和编辑教案的功能。根据上课时间长短设置时间轨

道后，教师可以任意设置板书、虚拟现实场景、Flash动画和视频等教学素材的

调用时间、显示时间长度，并能对单个教学素材进行预浏览。

4.2.1.2基本功能

教案编辑器包括鼠下功能：

X教案的编码、增加、删除；

4.教案时间轨道上元素的增加、删除，元素包含图片集、高清影片集、虚

拟现实场景、全景场景集、多媒体集、板书集、概貌示意图。

教案增加、删除

4.2.1.3教案编辑

在教案管理功能模块中，教师可以新增空白教案，并依据授课时间长短设定

教案的时间轴长短。

新增空白教案

在时间轨道上，通过设定起始播放时间点、持续时间，将各类素材依次放置

到时间轨道上。

时间轨道上添加图片素材

时间轨道上添加全景场景

••・WB十•八，

时间轨道上添加虚拟现实场景

时间轨道上添加多媒体

设计完成后的教案

教案设计初步结束后，通过自动播放或手动滑动时间红轴，界面将根据红轴

所在位置的不同，播放不同内容的教学素材，这样教师便能进行课前预览了。如

滑动到虚拟现实场景处，界面将自动载入虚拟现实场景。

预览设计完成教案

4.2.2教案播放

4.2.2.1综述

教案设计完毕后，教师可以在教案播放功能中随意调用任意教案。教案的播

放方式有两种，一种是通过一键式按钮进行自动播放，另一种是手动控制播放。

这样，根据时间红轴的位置不同，界面便会显示出不同内容的教学素材。此外，

在播放单个教学素材时，教师还可以对素材进行互动控制。

4.2.2.2基础功能

教案播放功能包括以下功能：

4教案的播放、暂停、停止；

4.图片互动控制；

1高清影片互动控制；

4.全景场景互动控制；

位多媒体互动控制：

1板书互动控制

A虚拟现实场景互动控制；

>固定路线及信息点播放；

>到L点d器方攵：

>重要知识点播放；

》导航地图显示；

>随堂测试题播放；

>过程录制与回放。

4.2.2.3虚拟现实场景互动控制

在授课过程中，教师在虚拟现实场景中播放固定路线及信息点、视点、重要

知识点、导航地图、随堂测试的考题，并能将播放过程录制下来进行回放。

4固定路线及信息点播放

选择固定路线功能中的某条固定路线，点击播放。场景将根据预先设计的路

线进行自动浏览，在重要景物和文物处，还能显示相关的文字图片说明。

固定路线播放

信息点播放

4视点播放

选择视点功能下的视点列表，点击某个名称的视点，场景就会自动切换到预

先设置的视点处。教师在授课过程中，可以通过视点切换，在不同的地方回转。

视点播放

▲重要知识点播放

通过点击重要知识点播放功能下的知识点列表，选择其中一个知识点，场景

就能立即切换到指定位置处，并弹出一个对话框，显示与知识点相关的说明（文

字、图片、视频和全景场景）。

重要知识点播放

4导航地图播放

在虚拟现实场景中，导航地图能时刻显示教师和学生自身游览位匿，并

通过点击绿点，系统就能进行场景的自动切换。

地图播放

，随堂测试题播放

选择随堂测试功能下的试题列表，点击某一类试题播放，系统就将按照预先

设置好的时间间隔播放考题，每播放一道考题，会停留数秒数给学生作答，同时，

场景会自动切换到与试题相关的画面位置，给学生一定的情景提示，帮助学生在

答题的过程中加深印象。

试题播放

4过程录制与回放

在播放固定路线、视点、重要知识点和随堂测试题时，系统都能通过录制功

能将教师的授课过程、学生答题过程中的视频和音频文件同步录制下来。

在回放时，场景画面、教师和学生的视频和音频文件能同步回放，场景画面

高度清晰，不受现场环境印象，而视频文件将以画中画方式呈现。

过程录制

过程录制

4.2.2.4其它数据互动控制

当时间红轴停靠在图片、多媒体、板书、全景场景时，系统右下方会出现一

个列表。通过选择列表中具体的文件名称，界面将自动播放选择的文件。当播放

高清影片时，教师可以控制影片的播放速度。

播放教案中国片

播放教案中全景场景

第一至太和殿

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播放教案中的板书

4.3系统设置

系统设置功能主要是针对整个系统和系统使用人员进行设置管理，包括初始

设置、终端管理、许可管理、用户管理、设备控制。

由于在教学过程中需要对系统的管理人员进行权限设置：

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许可管理

用户管理

五、实验室设备清单

1项目建设范围

>三通道立体环幕系统；

>旅游数字化教学与体蛉式实训系统;

>虚拟景点库。

1.1三通道立体环幕系统

序

项目设备名称品牌型号规格参教数量单价（元）总价（元）

号

分辨率1024*768（1280*1024）,

重量1.9kg,亮度3000流明

（ISO标准）,对比度2000:1,

1专业投彩机普乐士6台

冷光源，断电保护，自动梯型校

正,ACWII色彩系统；投影方式：

正投，吊顶

高性能图像校正融合播放主控

一体机：

1.支持虚拟现实系统显示要求

及高清多媒体播放；运行速度

三通30帧/秒以上；同时预留多个设

道环备接口，可随时接入各类操作设

幕投备；支持无缝拼接环展系统；支

影演持7个输出通道、主/被动式立

播系体投影系统；支持16呗抗锯齿，

统32倍各项异性过滤：支持5.1

2主控演播机神州视景1台

声道环绕立体声效果；千兆高速

以太网，保证高效实时连接；海

量数据存储空间；图像分辨率

（每榆出通道）XGA（1024*768）

SXGA（1280*1024）；电压：

180~260VAC,50HZ;预置投影机

控制系统，可以控制6台投影机

的开关；

2.7个输出通道；色彩质量24

位真彩色；每个通道图像分辨率

XGA(1024*768)、SXGA

(1280*1024)1024*768、

1280*1024；图像帧数30fps以

上；图像输入接口DVI-I(接收

图形工作站输出的数字DVI或

模拟VGA信号输出到投影机)；

电压：180~260VAC,50HZ：具备

边缘融合，画面非线性矫正。各

通道基色平衡功能；

3.保证投影图像在环幕上进行

无缝拼接；

4.配装多通道环赛显示

Windows桌:面融合和非线性矫

正软件，功能包括：实现

WINDOWS大桌面融合；实现数字

化教学与体验式实训系统与其

它软件的界面在环幕上的同步

触合，即教学TRP系统与其它系

统可以在同一个windows系统

中，实现融合播放，无需切换机

器；WINDOWS任何窗口可以随意

在环幕的不同通道之间移动、缩

放；

5.连接宽屏显示器，显示器可分

上下层显示，环鼠播放的内容可

在显示器上层显示出来，其它资

源管理器吁在下层显示。

120度弧形幕，增益度3.0,特23.5

金属环形幕神州视景

3殊金属涂料喷涂，立体效果强；5

布定制

弧长9.42米，高度2.5米平米

投影机吊架

神州视景金属双层特制，调整灵活性好，

4(含偏振1套

定制支持立体投影

镜)

立体偏振眼神州视景塑料偏光立体眼镜：45度/135100

5

镜定制度，滤光性97%以E副

榆出功率强大，具有极好的可靠

性和稳定性；揄入灵敏度：0.775

立体

天逸V：信噪比：2100dB(A计权)；

音响

8扩声功放PA-200A失真度：=^0.02%：输出功率：1台

扩声

400W+400W(±5S80);包

系统

装尺寸：555X480X245mm;重量：