湘電子版（2019）八年級(jí)下冊(cè)第7節(jié) 感受虛擬現(xiàn)實(shí)的魅力教學(xué)設(shè)計(jì)

這是一份湘電子版（2019）八年級(jí)下冊(cè)第7節(jié) 感受虛擬現(xiàn)實(shí)的魅力教學(xué)設(shè)計(jì)，共6頁(yè)。教案主要包含了制作虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡，體驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)故宮博物院，虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡原理等內(nèi)容，歡迎下載使用。

課題
感受虛擬現(xiàn)實(shí)的魅力
單元
第二單元
學(xué)科
信息技術(shù)
年級(jí)
八年級(jí)
學(xué)習(xí)
目標(biāo)
了解虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡原理。
學(xué)會(huì)制作虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡，體驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景。
重點(diǎn)
了解虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡原理；學(xué)會(huì)制作虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡，體驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景。
難點(diǎn)
虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡原理；制作虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡
教學(xué)過(guò)程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
導(dǎo)入新課
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是集影視廣告、動(dòng)畫(huà)、多媒體、網(wǎng)絡(luò)科技于一身的新型技術(shù)，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡體驗(yàn)身臨故的感覺(jué)，如能夠隨時(shí)欣賞故宮博物院收藏的文物。
聽(tīng)老師講解
調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，為以下的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)
講授新課
活動(dòng)任務(wù)
讓我們動(dòng)手制作紙殼版簡(jiǎn)易虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡，一起開(kāi)啟神奇的故宮博物院之旅吧！
我的問(wèn)題
(1)如何利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)游覽故宮博物院？
(2)使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)游覽故宮博物院的感受是怎樣的？
活動(dòng)建議
首先，了解虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡原理；其次，按操作步驟制作簡(jiǎn)易眼;
最后, 通過(guò)體驗(yàn)故宮博物院的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景來(lái)檢驗(yàn)制作成果。
活動(dòng)過(guò)程
虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡原理
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)囊括計(jì)算機(jī)、電子信息、仿真技術(shù)，其基本實(shí)現(xiàn)方式是計(jì)算機(jī)模擬虛擬環(huán)境從而給人以環(huán)境沉浸感。隨著社會(huì)生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)VR技術(shù)的需求日益旺盛。VR技術(shù)也取得了巨大進(jìn)步，并逐步成為一個(gè)新的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
發(fā)展歷史
1、第一階段（1963年以前）有聲形動(dòng)態(tài)的模擬是蘊(yùn)涵虛擬現(xiàn)實(shí)思想的階段
1929年，Edward Link設(shè)計(jì)出用于訓(xùn)練飛行員的模擬器；1956年，Mrtn Heilig開(kāi)發(fā)出多通道仿真體驗(yàn)系統(tǒng)Sensrama。
2、第二階段（1963—1972）虛擬現(xiàn)實(shí)萌芽階段
1965年，Ivan Sutherland發(fā)表論文“UltimateDisplay”（終極的顯示）；1968年，Ivan Sutherland研制成功了帶跟蹤器的頭盔式立體顯示器（HMD）；1972年，NlanBushell開(kāi)發(fā)出第一個(gè)交互式電子游戲Png。
3、第三階段（1973—1989）虛擬現(xiàn)實(shí)概念的產(chǎn)生和理論初步形成階段 1977年，Dan Sandin等研制出數(shù)據(jù)手套SayreGlve；1984年，NASA AMES研究中心開(kāi)發(fā)出用于火星探測(cè)的虛擬環(huán)境視覺(jué)顯示器；1984年，VPL公司的JarnLanier首次提出“虛擬現(xiàn)實(shí)”的概念；1987年，JimHumphries設(shè)計(jì)了雙目全方位監(jiān)視器（BOOM）的最早原型。
4、第四階段（1990年至今）虛擬現(xiàn)實(shí)理論進(jìn)一步的完善和應(yīng)用階段
1990年，提出VR技術(shù)包括三維圖形生成技術(shù)、多傳感器交互技術(shù)和高分辨率顯示技術(shù)；VPL公司開(kāi)發(fā)出第一套傳感手套“DataGlves”，第一套HMD“EyePhncs”；21世紀(jì)以來(lái)，VR技術(shù)高速發(fā)展，軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)不斷完善，有代表性的如MultiGen Vega、Open Scene Graph、Virtls等。
虛擬現(xiàn)實(shí)的特征
沉浸性、交互性、多感知性、構(gòu)想性、自主性
VR眼鏡（別名：VR頭顯）是一種虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示設(shè)備，一般分為外接式頭顯設(shè)備、一體式頭顯設(shè)備和移動(dòng)端頭顯設(shè)備。
VR眼鏡是利用頭戴式顯示設(shè)備將人對(duì)外界的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)封閉，引導(dǎo)用戶產(chǎn)生一種身在虛擬環(huán)境中的感覺(jué)，其顯示原理是左右眼屏幕分別顯示左右眼的圖像，人眼獲取這種帶有差異的信息后在腦海中產(chǎn)生立體感。
虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡最重要的配置是兩片透鏡，透鏡表面設(shè)計(jì)有平凸(非球面)、 雙凸和凹凸效果，邊緣薄，中心厚。
凸透鏡能修正晶狀體的光源角度，使人眼重新讀取，達(dá)到增大視角、放大畫(huà)面、增強(qiáng)立體感的作用，從而讓人感覺(jué)身臨其境。
顯示技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡的核心，包括交錯(cuò)顯示、畫(huà)面交換和視差融合。這三大技術(shù)使圖像形成立體感，讓用戶具有身臨其境的感覺(jué)。
有的系統(tǒng)采用單個(gè)顯示器，但用戶帶上特殊的眼鏡后，一只眼睛只能看到奇數(shù)幀圖像，另一只眼睛只能看到偶數(shù)幀圖像，奇、偶幀之間的不同也就是視差就產(chǎn)生了立體感。
擬現(xiàn)實(shí)眼鏡是當(dāng)下熱門(mén)的智能硬件之一，根據(jù)工作原理分為能自顯示內(nèi) 容的虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡和需要配合手機(jī)顯示的簡(jiǎn)易眼鏡。
視頻：《體驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)》
二、制作虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡
1.準(zhǔn)備材料
硬紙板、兩片凸透鏡(直徑25mm,焦距40mm).雙面膠、膠棒、剪刀、 圓形磁鐵和橡皮筋。
2.制作過(guò)程
(1)搜索如何使用谷歌Cardbard 1.0,其圖紙樣例如圖所示。
(2)打印圖紙后，將其貼在硬紙板上，選擇合適的工具裁剪出虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡的制作材料，如圖所示。
⑶ 組裝虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡的制作材料，如圖所示。
完成虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡的制作以后，我們就可以開(kāi)啟故宮博物院的虛擬現(xiàn)實(shí)之旅，體驗(yàn)一場(chǎng)虛擬奇幻旅行。
三、體驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)故宮博物院
1.進(jìn)入北京故宮博物院虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景
打開(kāi)“故宮博物院”官方網(wǎng)站，在網(wǎng)站右下角單擊鏈接“V故宮”，進(jìn)入到虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景。
2.完成瀏覽前的設(shè)置
以訪問(wèn)“養(yǎng)心殿”為例，打開(kāi)“養(yǎng)心殿”鏈接，單擊“使用說(shuō)明”，按照 操作說(shuō)明，開(kāi)始準(zhǔn)備工作。
3.開(kāi)始虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)
完成“使用說(shuō)明”提示的準(zhǔn)備工作后，返回到“養(yǎng)心殿”首頁(yè)界面，單 擊“開(kāi)始”，進(jìn)入虛擬現(xiàn)實(shí)養(yǎng)心殿三維虛擬世界，通過(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等信號(hào)的模 擬，感受虛擬空間內(nèi)的事物，體驗(yàn)奇妙的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景（如圖所示）。
試一試
使用手機(jī)瀏覽器，將手機(jī)插入制作好的虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡中，參觀故宮博物院。
1. 虛擬現(xiàn)實(shí)
虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality,簡(jiǎn)稱VR）是近年來(lái)出現(xiàn)的高新技術(shù)，也稱靈境技術(shù)或人工環(huán)境。
虛擬現(xiàn)實(shí)是利用計(jì)算機(jī)模擬產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬世界，提供使用者關(guān)于視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感官的模擬，讓使用 者如同身臨其境一般，可以及時(shí)、無(wú)限制地觀察三維空間內(nèi)的事物。
典型的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)軟、硬件系統(tǒng)（包括虛擬現(xiàn)實(shí)軟件和虛 擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)）和虛擬現(xiàn)實(shí)輸入/輸出設(shè)備等組成。
虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用
醫(yī)學(xué)應(yīng)用、娛樂(lè)應(yīng)用、軍事航天、室內(nèi)設(shè)計(jì)、房產(chǎn)開(kāi)發(fā)、工業(yè)仿真、應(yīng)急推演、游戲應(yīng)用、演播應(yīng)用、生物力學(xué)
2.中國(guó)數(shù)字科技館一移動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)館
中國(guó)數(shù)字科技館是中國(guó)科協(xié)、教育部、中科院共建的一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)傳播的國(guó)家級(jí)公益性科普服務(wù)平臺(tái)。
在中國(guó)數(shù)字科技館這個(gè)平臺(tái)上， 公眾能夠增長(zhǎng)科學(xué)知識(shí)，體驗(yàn)科學(xué)過(guò)程，激發(fā)創(chuàng)意靈感，了解科技動(dòng)態(tài)， 分享豐富的科普資源。
中國(guó)數(shù)字科技館的移動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)館只需要我 們使用手機(jī)掃描二維碼，進(jìn)入虛擬現(xiàn)實(shí)模式，將手機(jī)裝入移動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡即可進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)
課堂練習(xí)
如今，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在科技界可謂炙手可熱，越來(lái)越多的博物館、展覽館開(kāi)始有了虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)區(qū)。大家可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用軟件體驗(yàn)過(guò)山車(chē)、駕駛飛機(jī)、探索熱帶雨林等，并與他人分享自己的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)之旅。
了解本節(jié)課的問(wèn)題
通過(guò)教師的講解，以小組合作的方式，開(kāi)展探討交流，完成任務(wù)。

觀看視頻
通過(guò)老師演示學(xué)生動(dòng)手操作，提高動(dòng)手能力。小組交流、分享
通過(guò)教師的講解，以小組合作的方式，開(kāi)展探討交流，完成任務(wù)。
學(xué)生小組間討論，共同完成任務(wù)。
通過(guò)教師的講解，以小組合作的方式，開(kāi)展探討交流，完成任務(wù)。
學(xué)生小組間討論，共同完成任務(wù)，并分組匯報(bào)。
帶著問(wèn)題可更好的去解決問(wèn)題
通過(guò)小組合作，加強(qiáng)學(xué)生組內(nèi)團(tuán)結(jié)、共同完成任務(wù)
加深對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的理解
培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力，并且鍛煉學(xué)生的語(yǔ)言組織能力和表達(dá)的能力。
通過(guò)小組合作，加強(qiáng)學(xué)生組內(nèi)團(tuán)結(jié)、共同完成任務(wù)
培養(yǎng)學(xué)生組間合作能力，并且煉動(dòng)手能力
通過(guò)小組合作，加強(qiáng)學(xué)生組內(nèi)團(tuán)結(jié)、共同完成任務(wù)
培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立完成練習(xí)的能力。
課堂小結(jié)
總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容
學(xué)生回答
梳理本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)，完成學(xué)習(xí)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)概況能力
板書(shū)設(shè)計(jì)
一、虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡原理
二、制作虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡
1.準(zhǔn)備材料
2.制作過(guò)程
三、體驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)故宮博物院
1.進(jìn)入北京故宮博物院虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景
2.完成瀏覽前的設(shè)置
3.開(kāi)始虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)