项目概述与教学价值

图像压缩编码实验是电子信息工程专业、虚拟现实专业和数字媒体技术专业的重要课程，对于学生的实际操作水平，应用能力有着高标准和高要求，因此必须把理论教学、实践教学相结合。利用虚拟仿真教学作为理论学习和实践学习的过渡，运用虚拟仿真的教学方式帮助学生掌握图像压缩编码的知识，提高专业水平，以及其解决实际问题的能力，使其在真正走上工作岗位时能够充分发挥应用知识的能力。

实验的必要性

各高校目前在图像压缩编码的实践教学中存在以下局限性：

1）知识内容抽象、综合性高、实践性强等特点，学生无法在单纯的理论学习中掌握图像压缩编码知识的应用。

2）缺少应用场景，理论与实际脱节，即使教师在教学中给出应用场景，也是经过理想化处理，不具有实战性，无法对学生理论知识进行综合训练。

3）在对大数据集实时处理时，需要有GPU设备，而不是每个同学都有带GPU的电脑，使学生无法完成大型实验。

为了以最少的经费投入解决以上问题，并进一步激发学生的学习兴趣、增强实验效果、提高实验教学质量，本项目拟开发图像压缩编码虚拟仿真实验教学系统，满足高等学校、企业和各类培训机构实验教学环节的需要。

因此，为了提高学生学习相关图像压缩编码开发过程知识和技能的效率与效果，满足学生1人/组的实验教学要求，以及学生线上、线下随时随地开展实验的需求，丰富图像压缩编码过程的真实性和多样性，引入虚拟现实技术辅助图像压缩编码开发过程仿真实验非常必要。

教学设计的合理性

将图像压缩编码的开发过程进行仿真模拟，可以将理论课堂与实际场景相结合，打破了传统理论和实验教学在时间和空间上的限制，并能通过虚拟仿真技术体验不同的图像处理算法的效果，从而更加直观、形象地进行教学，既丰富了实训教学内容、实训教学形式，又优化了培训教育环境，有利于顺利实现相应的教育教学目标。

项目利用3D仿真，VR虚拟现实、计算机网络等成熟技术构建了适应图像压缩编码课程特点的实验教学体系，使学生不受时间、地点限制，通过仿真实验学习具体实践操作知识，使理论教学和实践教学有效衔接，强化专业教学效果，有效提高教学效率及深度。

实验系统的先进性和适用性

图像压缩编码虚拟仿真实验系统采用目前主流的虚拟交互式平台引擎开发，采用3D技术设计交互界面，微服务相关技术提供软件开发各环节的数据共享和检测，通过虚拟现实技术适配主流开发语言，以适应多种编程语言的教学实验工作。

实验设计创新：将课程实验设计模块化，基于真实图像处理实操训练，以问题为导向，以目标任务为引导提出教学问题，引发学生思考，激发学生兴趣。实验过程以任务为引导，学生按照系统引导，进行相关操作，由系统进行反馈结果，让学生实时掌握实验的步骤与准确性，并根据学生的结果进行评价，提出针对性的建议，真正做到"以学生为中心"。

实验教学方式创新：实验基于线下线上混合教学，理论与实践融合教学。以真实场景为基础的虚拟仿真案例教学为引导，学生课前完成虚拟仿真实验学习，配套在线考核补充知识点学习，课堂以学生为中心，教师引导、在实训教学中激发学生的自主学习意识，辅助学生在课前自主学习的基础上快速地完成实训实验。通过虚实结合的实验教学方式，迅速提升学生的专业能力水平。