虚拟现实技术与应用 教学安排

序号,周次,教学内容,基本要求及重点和难点,学时,教学方式

1,1,虚拟现实概述,主要介绍虚拟现实的基本概念；产生背景；主要技术特点；虚拟显示、混合现实的基本概念、虚拟现实头盔与增强现实头盔的基本原理、虚实融合技术、典型虚拟现实应用系统等；目前的典型的应用方向和大型系统；,2,课堂讲授

2,1,华为VREngine引擎入门,主要介绍华为VREngine的基本功能，开发环境安装配置等。,2,上机实践

3,2,硬件及系统结构,主要介绍虚拟现实系统的主要软硬件构成要素、虚拟现实的常用硬件，包括三维获取设备（位置、姿态、几何数据等）；三维显示设备（立体眼镜，投影墙，头盔，三维显示器等）；人机交互设备（数据手套，触力觉设备，Kinect等）；图形计算系统（工作站，高端显卡等）；虚拟现实的系统结构分类，包括桌面式、手持式和头戴式等。,2,课堂讲授

4,3,软件及计算架构,主要介绍绘制流水线、基于PC的图形体系结构、基于Cluster的并行图形绘制、并行图形绘制系统的分类、并行图形绘制的研究内容、基于端边云融合的计算架构等。,2,课堂讲授

5,3,项目开题汇报,学生以团队进行项目的开题汇报。,2,课堂讲授、学生演示汇报

6,4,位置跟踪技术,主要介绍离散型/基于事件触发的输入设备、连续型/基于采样的输入设备、混合型输入设备、语音、手势、运动输入设备，6自由度跟踪技术与系统。,2,课堂讲授

7,5,环境感知技术,主要介绍依托传感器，特别是摄像机，对外部环境的分析和理解。主要介绍计算机视觉的相关任务，包括图像分类、目标定位、目标检测、图像分割等。,2,课堂讲授

8,5,项目开发,学生根据项目目标、计划和任务书，以团队形式进行项目开发，教师提供支持和辅导。,2,上机实践

9,6,显示技术,主要介绍视觉感知原理、视景生成技术、立体显示技术、虚拟物体建模等。,2,课堂讲授

10,7,企业团队现场交流,华为AREngine团队入校进行交流，主要介绍核心功能，包括环境跟踪、运动跟踪和人体人脸跟踪，与学生互动。,2,课堂讲授

11,7,项目中期汇报,学生进行项目的中期汇报。,2,课堂讲授、学生演示汇报

12,8,真实感绘制技术,主要讲授局部与全局光照模型、光线跟踪、辐射度传递、阴影、纹理映射等，以及基于可编程流水线的实时真实感绘制技术。,2,课堂讲授

13,9,前沿学术论文汇报,安排学生以个人/团队形式进行一次前沿文献调研报告，从虚拟现实领域的顶级学术会议以及学术期刊近两年发表的文献中选择一篇进行汇报,2,课堂讲授、学生演示汇报

14,9,项目开发,学生根据项目目标、计划和任务书，以团队形式进行项目开发，教师提供支持和辅导。,2,上机实践

15,10,建模技术,主要介绍几何建模、运动建模、物理建模、行为建模、场景管理等方面的概念、方法和常用技术。,2,课堂讲授

16,11,多模态输入技术,介绍键盘、手柄、手势、语音、眼神等输入模态，以及利用摄像机、麦克、触摸屏等多种交互媒介。,2,课堂讲授

17,11,项目开发,学生根据项目目标、计划和任务书，以团队形式进行项目开发，教师提供支持和辅导。,2,上机实践

18,12,前沿学术论文汇报,安排学生以个人/团队形式进行一次前沿文献调研报告，从虚拟现实领域的顶级学术会议以及学术期刊近两年发表的文献中选择一篇进行汇报,2,课堂讲授、学生演示汇报

19,13,多模态输出技术,介绍除了视觉以外的虚拟现实系统输出，主要包括听觉、嗅觉、触觉、味觉等模态，以及融合多模态融合输出的新一代交互手段。,2,课堂讲授

20,13,项目开发,学生根据项目目标、计划和任务书，以团队形式进行项目开发，教师提供支持和辅导。,2,上机实践

21,14,协同交互技术,主要介绍允许多人在不同的时间、空间背景下，共同完成一个任务的协同技术，包含远程协作、异地协作、实时多用户协作、独立视图协作。,2,课堂讲授

22,15,未来展望,主要介绍元宇宙、虚拟人、人工智能、物联网、人工生命等方面。,2,课堂讲授

23,15,项目开发