【正文】 十、 經(jīng)費(fèi)概算及來源項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)按實(shí)施階段投入，分為啟動(dòng)期、中期、拓展期：1)設(shè)備設(shè)施基于省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的 “虛擬現(xiàn)實(shí)沉浸技術(shù)實(shí)驗(yàn)室”建設(shè)，建設(shè)費(fèi)100萬.2)系統(tǒng)開發(fā)投入：xxxxxx萬.系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)費(fèi)萬元（單位：萬元）資金來源自 籌貸 款申請(qǐng)補(bǔ)助合計(jì)金 額xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx中 期：啟動(dòng)期任務(wù)完成后提出中期系統(tǒng)開發(fā)預(yù)算拓展期：中期任務(wù)完成后提出拓展期系統(tǒng)開發(fā)預(yù)算十一、結(jié)論：本項(xiàng)目基于客觀形勢、現(xiàn)有條件與多年的研發(fā)積累提出，新增投入不大，技術(shù)可行，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益巨大，具重大開發(fā)意義，希望盡快開展。反過來又促進(jìn)了自己的壯大與發(fā)展。而這個(gè)載體若為川師大首創(chuàng)，川師大將功不可磨，在中國教育史上必將留下濃墨重彩。隨著硬件產(chǎn)品的快速平民化、普及化，以內(nèi)容為主體的沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)與解決方案將產(chǎn)生出爆炸性需求。據(jù)賽德數(shù)據(jù)（國內(nèi)最著名咨詢調(diào)研機(jī)構(gòu)）的調(diào)研，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將是互聯(lián)網(wǎng)后再一次對(duì)社會(huì)產(chǎn)生重大影響的科技事件，為國內(nèi)帶來不低于萬億級(jí)的GDP增長。具體見下表：序號(hào)階段階段階段目標(biāo)1啟動(dòng)期、歷史、地理、語文、數(shù)學(xué)、英語需求設(shè)計(jì)2中期1. 完成非沉浸性中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)與地理教學(xué)系統(tǒng)2. 完成沉浸性中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)與地理教學(xué)系統(tǒng)3. 完成沉浸性數(shù)控機(jī)床培訓(xùn)操作系統(tǒng)3拓展期1. 完成非沉浸性中學(xué)語文教學(xué)系統(tǒng)與數(shù)學(xué)教學(xué)系統(tǒng)2. 完成沉浸性中學(xué)語文教學(xué)系統(tǒng)與數(shù)學(xué)教學(xué)系統(tǒng)3. 完成沉浸性焊接培訓(xùn)操作系統(tǒng)八、 啟動(dòng)期成果和考核目標(biāo)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)考核指標(biāo)：完成VR教育解決方案系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)；完成基于虛擬現(xiàn)實(shí)桌面應(yīng)用的STEM教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)；完成基于虛擬現(xiàn)實(shí)“沉浸式/非沉浸式”桌面應(yīng)用的化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)子系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)，并在學(xué)習(xí)者中推廣，以達(dá)到體驗(yàn)和驗(yàn)證； 申請(qǐng)技術(shù)專利1項(xiàng)。3開展中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)、地理、歷史、地理、語文、數(shù)學(xué)、英語類基于虛擬現(xiàn)實(shí)桌面—非沉浸式系統(tǒng)應(yīng)用的需求設(shè)計(jì)，為后續(xù)系統(tǒng)開發(fā)做好準(zhǔn)備。詳見附件七、進(jìn)度安排和實(shí)施方案啟動(dòng)期階段做好以下工作：1盡快使 “虛擬現(xiàn)實(shí)沉浸技術(shù)實(shí)驗(yàn)室”落地，啟動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)沉浸技術(shù)產(chǎn)品的研究開發(fā)。教育專家，涉及教育心理、教育方法及一線特級(jí)教師不少5人(其中部分川師附中學(xué)特級(jí)教師)以上條件可開展基于桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)—非沉浸式系統(tǒng)的小規(guī)模開發(fā)，但不具備沉浸式系統(tǒng)的開發(fā)。三維設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，不少于5人（專業(yè)人員），可帶學(xué)生加入不少于20人批量交互式課件設(shè)計(jì)多個(gè)課件獲全國一等獎(jiǎng)。三維交互式數(shù)字展覽館系統(tǒng)、三維交互式園區(qū)地理系統(tǒng)均以產(chǎn)品方式上線。批量交互式課件設(shè)計(jì)以上初、高中化學(xué)二維仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)經(jīng)多所中學(xué)試用+改進(jìn)不少于3年，具備實(shí)用性，被國內(nèi)400多所中學(xué)用于教學(xué)。三維交互式園區(qū)地理系統(tǒng)三維虛擬交互多人在線仿真公安培訓(xùn)系統(tǒng)基于新課標(biāo)的初中化學(xué)二維仿真交互教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)六、 申請(qǐng)基礎(chǔ)條件（包括主要研究成果）（一）已有基礎(chǔ)：實(shí)驗(yàn)室初步具備“桌面虛擬現(xiàn)實(shí)非沉浸式體驗(yàn)系統(tǒng)”開發(fā)的硬件條件：中型三維環(huán)幕一套，未報(bào)廢服務(wù)器、開發(fā)機(jī)，包括入門級(jí)渲染6臺(tái)，普通未報(bào)廢計(jì)算機(jī)5臺(tái)，可規(guī)劃使用場地70平米。（三）設(shè)備設(shè)施配置配套建設(shè)：“可視化計(jì)算與虛擬現(xiàn)實(shí)四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室虛擬現(xiàn)實(shí)沉浸技術(shù)實(shí)驗(yàn)室”。本解決方案通過基于用戶優(yōu)先級(jí)的選擇、管理員仲裁與提示回滾技術(shù)（Roll back）解決虛擬場景合成與沖突問題。再高一層的沖突是不可合并沖突，一般是指在同一場景中，不同用戶對(duì)于同一模型的操作，這兩種操作相互排斥，因此必須有某種方式來選擇合成的結(jié)果。 版本沖突是最低層的沖突類型。這些沖突可簡要分為指版本沖突、不可合并沖突以及語義及幾何沖突。 7. 將無異議 Vnew推送給用戶，進(jìn)行用戶端的組裝操作。 5. 對(duì)當(dāng)前概念化 Vc應(yīng)用操作 S’1, S’2…S’n，形成新概念化場景 Vnew。 3. For each （模型 ID），若對(duì)應(yīng)的操作集合可以合并，則合并成新的操作批處理S’1, S’2 … S’n，否則加入沖突列表 L 等待進(jìn)一步的處理。因此，我們將此算法描述如下1. 比較所有用戶的版本 V,V2 … Vn是否與 Vc相同，若不同，相應(yīng)用戶 k 的操作批處理 Sk和版本 Vk進(jìn)入沖突列表 L 等待進(jìn)一步的處理。而這其中最為重要的就是場景組合技術(shù)。(二) 該項(xiàng)目的主要技術(shù)難點(diǎn)：虛擬場景合成與沖突處理在協(xié)同虛擬環(huán)境建模過程中，實(shí)際三維場景與概念場景之間將相互轉(zhuǎn)換，多個(gè)用戶創(chuàng)造的多個(gè)概念場景會(huì)完成合成。3. 抽象的用戶交互層?，F(xiàn)有的互動(dòng)教學(xué)資源大部分成碎片狀態(tài)，缺乏統(tǒng)一調(diào)度和管理，更缺乏以數(shù)據(jù)作為驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)思想和實(shí)踐。整體框架自上而下包含基于網(wǎng)頁的 3D 展示與操作平臺(tái)，3D 場景概念化與批處理中心，后臺(tái)支持服務(wù)器，系統(tǒng)儲(chǔ)存層等。本系統(tǒng)提出一種具有普遍通用性的協(xié)同 3D 建?？蚣?，通過統(tǒng)一的課程知識(shí)樹和通用的虛擬現(xiàn)實(shí)場景模型庫降低VR內(nèi)容制作難度，將普通教育工作者納入到虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)內(nèi)容生產(chǎn)環(huán)境。四、 該項(xiàng)目的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)(一)技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)1. 面向協(xié)同的虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)內(nèi)容生產(chǎn)方式。在web端可以WebGL+Threejs三維引擎實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)場景渲染。VR教育內(nèi)容開發(fā)中，Unity3D具有以下優(yōu)勢：在業(yè)務(wù)邏輯層分別采取桌面程序和web應(yīng)用的部署方式，采用開放的自然人機(jī)交互驅(qū)動(dòng)模塊（OpenNI）適配種類繁多且日益發(fā)展的外圍硬件設(shè)備。數(shù)據(jù)層采用mongoDB數(shù)據(jù)庫，mongoDB文檔結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)方式非常適合存儲(chǔ)不同類型的VR教學(xué)資源，并幫助用戶更便捷的獲取數(shù)據(jù)。在系統(tǒng)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)可以實(shí)時(shí)回滾策略；在硬件配置發(fā)生改變時(shí)可以自動(dòng)調(diào)整，通過優(yōu)雅降級(jí)或者漸進(jìn)增強(qiáng)的方式給用戶帶來最佳體驗(yàn)。主要利用MongoDB的水平擴(kuò)展能力滿足分類樹存儲(chǔ)量大的需求。存儲(chǔ)用戶和用戶專屬的、個(gè)性化課程信息。對(duì)于主要供學(xué)科分類樹應(yīng)用使用，屬于外來資源的重要存儲(chǔ)庫，同時(shí)也是學(xué)科分類樹自動(dòng)增長操作的重要數(shù)據(jù)落地點(diǎn)，它提供VR教育內(nèi)容生態(tài)系統(tǒng)的土壤。其中，場景信息需要詳細(xì)記錄場景ID、場景名稱、場景描述、場景類型和場景創(chuàng)建者信息。在完成知識(shí)點(diǎn)向VR場景的映射后，需要一個(gè)專門的場景數(shù)據(jù)庫。(三) 數(shù)據(jù)架構(gòu)VR教育解決方案是一個(gè)基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、多用戶數(shù)據(jù)共享、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)生成的全新環(huán)境。VR教學(xué)應(yīng)用層主要面向?qū)W習(xí)者，為學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)活動(dòng)提供虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境支撐，該部分集成自然的人機(jī)交互技術(shù)和高性能圖形渲染引擎，是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分。教學(xué)資源管理層是一個(gè)面向協(xié)同的、采用多人眾包模式的資源共享平臺(tái)，主要面向教師或者課程開發(fā)人員，實(shí)現(xiàn)各學(xué)科知識(shí)點(diǎn)向虛擬現(xiàn)實(shí)情境遷移，從而為優(yōu)質(zhì)VR教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)作、分發(fā)、迭代更新提供技術(shù)保障。(二) 應(yīng)用架構(gòu)在充分分析VR教育解決方案功能需求與業(yè)務(wù)邏輯的基礎(chǔ)上，遵循邏輯結(jié)構(gòu)中定義各子系統(tǒng)功能及實(shí)現(xiàn)方式，按照分層設(shè)計(jì)原則，明確系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)及應(yīng)用總體架構(gòu)如圖321所示。最后，結(jié)合教育大數(shù)據(jù)、教育云服務(wù)、個(gè)性化評(píng)價(jià)模型和評(píng)價(jià)層次塔，設(shè)計(jì)了個(gè)性化學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)系統(tǒng)模型，包括信息采集模塊、數(shù)據(jù)分析與處理模塊、個(gè)性化評(píng)價(jià)模塊和可視化反饋模塊，并通過云管理層實(shí)現(xiàn)對(duì)教育云服務(wù)平臺(tái)、云存儲(chǔ)池和云集群計(jì)算平臺(tái)的調(diào)控和管理，以期為后面開展個(gè)性化評(píng)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)提供有益的指導(dǎo)。在評(píng)價(jià)內(nèi)容上從課程內(nèi)容學(xué)習(xí)、參與互動(dòng)交流、考試與作品和課外資源學(xué)習(xí)四個(gè)方面進(jìn)行了細(xì)分和聚類，構(gòu)建了基于虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的個(gè)性化學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)模型。隨著教學(xué)信息化改革的推進(jìn)和計(jì)算機(jī)的普及，在虛擬環(huán)境下進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)已成為可能。:此部分為系統(tǒng)的核必功能體現(xiàn)，結(jié)合調(diào)用其他四部分?jǐn)?shù)據(jù)營造最終自主學(xué)習(xí)環(huán)境。學(xué)生通過與信息環(huán)境的自主交互行為獲取知識(shí)、技能。需要支持3D模型、材質(zhì)、紋理、shader程序、骨骼動(dòng)畫及文檔資料、語音、視頻等非關(guān)系型數(shù)據(jù)，對(duì)非關(guān)系型數(shù)據(jù)需要做摘要處理轉(zhuǎn)化為類關(guān)系型數(shù)據(jù)，尤其對(duì)語音及視頻需要從中摘出關(guān)鍵信息形成連接關(guān)系并依據(jù)分類樹進(jìn)行學(xué)科、課程分類，按統(tǒng)一規(guī)劃打造VR教學(xué)內(nèi)容生態(tài)圈。在當(dāng)前VR硬件發(fā)展迅猛而配套教育資源不足的情況下，該系統(tǒng)采用UGC（User Generated Content指用戶原創(chuàng)內(nèi)容）設(shè)計(jì)理念，每個(gè)教育工作者都可以參