基于增强现实技术的计算机动画课程教学系统的设计与实现

发布时间：2025-05-28 23:01

　　计算机动画技术课程是一门基于计算机图形学、数字图像处理等多种学科的综合性课程。如何直观、形象地呈现计算机动画技术所涉及的复杂公式和算法是提高教学质量、学习效率的关键。目前大部分高校在教学过程中,以幻灯片为主的讲解是常见的教学方法,课程内容主要以黑板和幻灯片为辅助工具进行呈现。在这种方式的教学过程中学生与教师之间的互动比较少,学生以听教师讲解为主。并且,在时间和地点的选择上,教师主讲的课堂模式更为固定,受到的限制更多,这会限制学生的听课时与教师进行互动,导致学生的听课效率比较低,对教师讲授的知识理解不够透彻。如何运用新的技术构建新的教学模式来打破教师单方传授、学生被动听讲的学习模式是值得研究的问题。增强现实技术是一个良好的沉浸式协同仿真媒介,可以将虚拟的教学内容叠加在物理环境中,给用户提供视觉上的即时反馈。本文提出了一种基于HoloLens的计算机动画教学系统,本课程系统构建了以学生为中心的教学模式。学习者可以主动参与算法关键参数的设置,系统可实时将渲染结果呈现给学习者,达到即时反馈的效果。本系统支持语音、手势、手柄等多种方式,支持多用户协作学习,以此达到更好地展示课程内容的目的。此外,教...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 开发背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 主要工作
    1.4 组织结构
第2章 系统需求分析
    2.1 系统概况
    2.2 系统目标和解决的问题
    2.3 系统功能需求
        2.3.1 通用功能
        2.3.2 教师用户功能
        2.3.3 学生用户功能
    2.4 系统非功能需求
第3章 系统概要设计
    3.1 系统体系架构设计
    3.2 系统功能架构设计
第4章 系统详细设计
    4.1 系统界面、场景设计
        4.1.1 设计原则
        4.1.2 系统界面与场景详细设计
    4.2 多种交互方式设计
    4.3 主程序功能设计
        4.3.1 增强现实画面显示模块
        4.3.2 多人协同模块
    4.4 内容设计
        4.4.1 关键帧动画算法
        4.4.2 路径动画算法
        4.4.3 Phong模型算法
        4.4.4 教学反馈模块
        4.4.5 教学监控模块
第5章 系统实现
    5.1 多种交互方式实现
    5.2 主程序功能模块
        5.2.1 增强现实画面显示模块
        5.2.2 多人协同模块
    5.3 课程内容实现
        5.3.1 关键帧动画算法课程
        5.3.2 路径动画算法课程
        5.3.3 Phong模型算法课程
        5.3.4 教学反馈模块
        5.3.5 教学监控模块
        5.3.6 主要类的归纳和脚本汇总
    5.4 系统测试
        5.4.1 测试工具
        5.4.2 测试环境
        5.4.3 系统功能测试
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间参加的课题
攻读硕士学位期间发表的论文
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：4048341