云XR智慧教育平臺系統(tǒng) 嚴選

一、產(chǎn)品概述
蘭亭數(shù)字《云XR智慧教育平臺》，是基于5G與千兆網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、云計算與云渲染技術(shù)、集約化運維技術(shù)為特色的數(shù)字化、沉浸式虛擬現(xiàn)實教育云平臺解決方案。平臺支持第三方VR/MR/AR教育資源內(nèi)容聚合，可廣泛應(yīng)用于VR智慧教室、VR主題體驗角、VR創(chuàng)客教育、MR全息智慧教學(xué)等創(chuàng)新教學(xué)實踐。方案由?“云XR智慧教育平臺”、“VR智慧教室”、“VR公共角”、“MR全息智慧教學(xué)”、“VR直播”組成。
二、平臺架構(gòu)
云?XR教育平臺架構(gòu)分為四個層面，分述如下：
內(nèi)容層：
1、依托業(yè)務(wù)層接口聚合多家內(nèi)容CP廠商的豐富內(nèi)容，按照教育教學(xué)的主題、科目、知識點進行分類歸納；
2、依托統(tǒng)一運營平臺的云編輯功能可以進行VR教學(xué)課件的設(shè)計制作；
3、通過導(dǎo)播子系統(tǒng)支持完成VR?4K或8K全景視頻實時直播；
平臺層：
1、面向各VR/MR/AR終端設(shè)備廠商提供統(tǒng)一的一體機或頭顯設(shè)備中間件SDK及云渲染SDK；
2、針對業(yè)務(wù)管理層及能力層提供實際業(yè)務(wù)接口及第三方平臺接口；
3、提供視頻轉(zhuǎn)碼、視頻分發(fā)、云渲染、云存儲、云編輯、視頻直播、云拼接、云導(dǎo)播等云端算力和媒體分發(fā)控制功能；
網(wǎng)絡(luò)層：
基于5G、千兆光網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸，確保VR/MR對高帶寬低延遲的網(wǎng)絡(luò)支撐；
應(yīng)用設(shè)備層：
1、方便終端廠商快速接入Cloud?XR平臺服務(wù)及能力；
2、android\ios\unity多種平臺播放器可支持一體機、頭顯、手機端、機頂盒端等多種終端類型的應(yīng)用；
3、針對VR直播支持全景VR攝像機接入。
三、教育教學(xué)場景
（一）VR教學(xué)場景
蘭亭云XR?智慧教育方案是VR/MR/AR等內(nèi)容聚合的虛擬現(xiàn)實資源云平臺，按主題和學(xué)科知識點分類，符合國家教育標準，由眾多國內(nèi)外優(yōu)秀內(nèi)容制作機構(gòu)、廠商提供內(nèi)容資源。
VR?+?K12學(xué)科教育：含小學(xué)、初中、高中語數(shù)外、物理、生化、化學(xué)、地理、科學(xué)等學(xué)科內(nèi)容。通過VR沉浸式的體驗互動學(xué)習(xí)方式，將課程抽象化的難點變得直觀易懂，提升學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)成績。
VR?+?創(chuàng)客教育：集編程、設(shè)計、VR體驗、交互探究為一體，充分調(diào)動學(xué)生的藝術(shù)設(shè)計、邏輯思維、數(shù)理知識、空間感知、創(chuàng)意思辨的潛力，是創(chuàng)新創(chuàng)客教育實踐的較佳模式之一。
VR?+?科普教育：通過VR沉浸式的體驗互動學(xué)習(xí)方式，將復(fù)雜的科普課程原理簡單化，學(xué)生身臨其境于科學(xué)環(huán)境之中，深入學(xué)習(xí)、體驗自然科學(xué)和社會科學(xué)知識，傳播科學(xué)思想，倡導(dǎo)科學(xué)方法，掌握科學(xué)技術(shù)應(yīng)用的活動。
VR?+安全教育：通過VR技術(shù)，將消防、地震、用電、交通、食品等日常生活中所涉及的安全危險、災(zāi)害危險、食品衛(wèi)生安全等，讓學(xué)生進行如身處現(xiàn)場的沉浸式體驗，并進行安全防護仿真操作，具有現(xiàn)場感強、過程安全、成本低廉、高頻次使用等優(yōu)點。
VR?+德育教育：包括黨團歷史內(nèi)容、紅色主題內(nèi)容、國學(xué)教育內(nèi)容等，通過VR技術(shù)重現(xiàn)革命歷程中的經(jīng)典場景與事跡，有助于青少年了解黨史國情，感受自強不息、艱苦奮斗的革命傳統(tǒng)。國學(xué)知識場景讓學(xué)生以沉浸式、體驗式學(xué)習(xí)經(jīng)典文化、民族智慧和人生哲理，從而奠定學(xué)生道德根基、增強語言能力、陶冶品格、提高人文素養(yǎng)。
（二）MR教學(xué)場景
MR可適用于危險性實驗教學(xué)、協(xié)作學(xué)習(xí)、實訓(xùn)互動等形態(tài)，優(yōu)化學(xué)習(xí)過程。
1、混合現(xiàn)實學(xué)習(xí)
通過混合現(xiàn)實創(chuàng)造一個全息空間，在空間內(nèi)學(xué)生可看到自己所處真實環(huán)境，也能看到虛擬形式呈現(xiàn)的立體教學(xué)內(nèi)容。
2、多人協(xié)作
利用混合現(xiàn)實技術(shù)方案將異地多人同時帶入虛擬環(huán)境，?而師生將以全息形象呈現(xiàn)在教學(xué)空間內(nèi)，隨時交流。
3、多屏顯示
MR協(xié)同互動可以將學(xué)生的學(xué)習(xí)畫面、教師的教學(xué)畫面隨時共享到智慧黑板，投影到大屏終端，隨時隨地查看學(xué)習(xí)效果。
4、手勢操作
MR協(xié)同互動可以直接使用手勢姿態(tài)、語音、眼鏡凝視來操作虛擬教學(xué)內(nèi)容，自由釋放教師雙手，隨意教學(xué)。
5、多人協(xié)作課堂教學(xué)
通過教師視角、大屏、多人視角、手勢互動等，可呈現(xiàn)出驚人的教學(xué)效果，極大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)探究的積極性，并增強對知識及技能的深刻領(lǐng)會。與科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等學(xué)科上的應(yīng)用相契合，適合教學(xué)課題的設(shè)計與創(chuàng)新。
（三）校園8K/4K?VR全景直播系統(tǒng)
1、公開課VR直播：VR全景拍攝無死角，能夠全面記錄課堂過程中師生場景，通過網(wǎng)絡(luò)，非現(xiàn)場用戶可以通過VR頭盔、手機收看直播課程，可以根據(jù)自己的需要選擇觀賞角度。將能比其他方式更好的讓學(xué)員建立起對學(xué)習(xí)的概念和興趣。這種身臨其境的模式，可以全方位調(diào)動學(xué)員運用感官和思維去學(xué)習(xí)。
2、學(xué)校運動會、文藝匯演、科技嘉年華等活動：對于場地面積較大、人員位置不固定、記錄視角變化多樣的拍攝與等直播訴求，VR直播具有更好的對比優(yōu)勢。
VR全景直播收看，或是通過Cloud?VR收看點播，均可獲得超強臨場感，享受“前排視角”，創(chuàng)造“完全在現(xiàn)場”的效果，彌補因時間空間限制而無法親臨的遺憾，同時，由于360度全景拍攝，一次攝制，可獲取各個角度的現(xiàn)場人物、實物、景象、動態(tài)事物和場景過程，彌補傳統(tǒng)拍攝工具和手段所遺漏的事物或場景。
四、校園應(yīng)用示例
（一）VR教育應(yīng)用形式
1、VR公共角
主要用于學(xué)校圖書館、科技館、少先隊或團隊活動室、教學(xué)樓大廳等場地，可開展科普、旅游、安全、德育、消防、衛(wèi)生等豐富多彩的內(nèi)容體驗。
2、VR智慧教室或創(chuàng)客教室（VR實驗室）
VR頭盔20-50臺左右，配置教師主控PAD、投屏機頂盒和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,以班級形式輪流到實驗室上課。
3、未來教室：VR+智慧云課桌
課桌由可翻轉(zhuǎn)的平板觸摸電腦構(gòu)成，即可成為普通課桌，又可成為多媒體觸摸屏電腦，通過光纖接入，并配備VR設(shè)備，實現(xiàn)每桌千兆、教室萬兆上網(wǎng)，各類學(xué)科均可在教室內(nèi)以傳統(tǒng)教學(xué)方式施教，也可進行在線學(xué)習(xí)、在線考試、多媒體創(chuàng)作、VR體驗與探究等富媒體信息化輔助學(xué)習(xí)。
（二）MR教育應(yīng)用形式
1、 MR混合現(xiàn)實教學(xué)實驗室
基礎(chǔ)教學(xué)區(qū)主要用于日常設(shè)計課程的教學(xué)，教師通過教室前方的大屏進行授課，學(xué)生以5人為一小組，分坐于教室兩側(cè)，分組進行課程學(xué)習(xí)和作品設(shè)計。
中央共享設(shè)計區(qū)可將不同的學(xué)生帶入不同的全息教學(xué)空間，完成方案討論和設(shè)計修改，用先進技術(shù)為創(chuàng)新型教學(xué)創(chuàng)造無限可能。
2、科技文化展示
觀看者佩戴MR眼鏡后，可以看到超越現(xiàn)實的奇幻效果。通過混合現(xiàn)實技術(shù)，打破時空界限，將虛擬與現(xiàn)實相融合，為掛圖、科技作品、文化作品帶來更多想向空間和認知角度，具有更高的觀賞體驗性。
3、文藝作品欣賞
MR一體機識文藝作品（例如圖片）后生成對應(yīng)虛擬的三維模型，觀看者可以伸手觸碰并操作三維模型
（三）校園全景直播應(yīng)用形式
1、 VR全景直播教室
用于需要全景拍攝和直播的公開課、教研活動、班會等，室內(nèi)需要相對固定的機位，能夠?qū)⑹覂?nèi)幾乎所有人物活動過程都能如實記錄、高清直播和錄制。
2、 校園移動直播
全景拍攝和直播學(xué)校文體創(chuàng)活動、開學(xué)與畢業(yè)典禮等活動。
五、核心功能特點
（一）云端管理平臺系統(tǒng)
1、用戶系統(tǒng)
不同用戶登錄平臺顯示不同權(quán)限和管理內(nèi)容，根據(jù)需要任意創(chuàng)建管理員、教師等不同角色用戶。
2、資源庫系統(tǒng)
平臺將會涉及到XR視頻資源、全景圖片、交互式課件、應(yīng)用等教學(xué)相關(guān)的輔助性教材資料，資源被納入系統(tǒng)統(tǒng)一進行管理與使用。
教師可以在課前編輯、瀏覽所有課件資源庫及課件詳情，做好備課，熟悉課件本身、教學(xué)建議、學(xué)生活動及配套的視頻、圖片、應(yīng)用等信息。
3、終端授權(quán)
平臺在服務(wù)器端進行用戶認證授權(quán)及終端登錄鑒權(quán)操作，統(tǒng)一進行終端設(shè)備的管理。
（二）課堂播控系統(tǒng)
1、教學(xué)管控
整個學(xué)習(xí)過程，可由教師通過PAD端統(tǒng)一同屏控制所有學(xué)生VR學(xué)習(xí)終端設(shè)備上課件內(nèi)容的打開、播放、停止和關(guān)閉，增強了教師對課堂進度的掌控力度，自由控制課堂的教學(xué)節(jié)奏。
2、無線投屏
PAD端可以與教室中的智能電視、投影等大屏幕相連，可以選擇某一VR設(shè)備直接將屏幕同步顯示在大屏幕上，實時同步教學(xué)信息。
3、設(shè)備管理
通過PAD端可實時查看各VR設(shè)備在線狀態(tài)、電量狀態(tài)，可以遠程統(tǒng)一關(guān)機所有VR設(shè)備。
4、課件組合發(fā)布
教師通過PAD端可以創(chuàng)建并在內(nèi)容庫選擇部分內(nèi)容組合成教學(xué)課件，可以將創(chuàng)建的課件統(tǒng)一發(fā)布至VR學(xué)生端進行管控授課。
（三）XR學(xué)習(xí)終端系統(tǒng)
1、統(tǒng)一界面
教室中所有學(xué)生的XR學(xué)習(xí)終端都具有統(tǒng)一的教學(xué)內(nèi)容使用界面。
2、受控模式
所有XR學(xué)習(xí)終端可以統(tǒng)一被PAD管理端控制，統(tǒng)一同步觀看講師操作步驟及資源內(nèi)容。
3、自由模式
自由模式下各XR學(xué)習(xí)端可自主瀏覽觀看各自想要學(xué)習(xí)的資源。