一种基于深度学习推荐算法的古诗词VR交互系统的设计与实现

一种基于深度学习推荐算法的古诗词vr交互系统的设计与实现
技术领域
1.本发明涉及虚拟现实技术交互领域，具体涉及一种基于深度学习推荐算法的古诗词vr交互系统。


背景技术：

2.中国文化源远流长、博大精深，在如此漫长的历史长河中，诗词歌赋显得相当重要。在整个学习生涯中，古诗词是必考项目。对古诗词的学习，从刚会说话就开始，“锄禾日当午，汗滴禾下土。谁知盘中餐，粒粒皆辛苦”，这首诗可以说是每一个孩子的启蒙诗。但是对于小孩子而言，他并不能理解这首诗的深刻内涵，他知道这是告诫不让浪费粮食，却不能理解为什么几个字就表达了粮食来之不易。
3.在低年级阶段，对古诗词的学习仅限于书上的词汇以及所配的插图，孩子们没法理解作者是在什么场景下，怀着什么样的情感，抱着什么样的情绪来对这首诗进行创作。或者利用动画的形式对诗进行场景重现，但因为不在特定的环境下，孩子们可能更多的是观看动画的新奇感，而不能体会到诗人进行作诗的心情，从而就不能激起孩子的学习兴趣，也不能加深对诗的记忆。通过vr技术进行虚拟的场景交互，不仅可以重现诗人作诗的场景，加深学生对诗词的理解，也可以激起学生对古诗词学习的兴趣，真正做到寓教于乐。
4.vr技术是一项能够在大型综合环境中进行信息高度集成的高新技术，它可以生成各种逼真的虚拟环境作用于用户的视觉，听觉，触觉，使用户产生身临其境的感觉。因为其有着沉浸感与真实感的特点，将之与古诗词结合在一起，形成了一种新的欣赏形式：基于虚拟现实的古诗词交互。从沉浸感来说，虚拟现实古诗词交互系统通过建立逼真的古诗词中所表达的场景，可以实现与诗人一起作诗赏景，深刻体验诗中表达的寓意；从其真实情感来说，虚拟现实古诗词交互系统可以实现古诗词场景重现，使学生对古诗词的理解更加深刻，提高了趣味性。将vr技术与推荐算法进行结合，根据学生的偏好对体验什么样的诗词进行推荐，让学生更加愉快的进行古诗词的学习，实现因材施教。


技术实现要素：

5.基于背景技术存在的问题，本发明提出了一种基于深度学习推荐算法的古诗词vr交互系统，目的是解决对古诗词理解不深刻，导致学生对古诗词印象不深刻，可能过一段时间就会忘记诗词内容，节省时间空间以及加深印象，提高趣味性。
6.本发明提出的一种基于深度学习推荐算法的古诗词vr交互系统：
7.vr设备。vr设备包括：vr头盔显示器，用于接收生成的模拟场景信息和用户与场景的交互信息。vr定位器，用于追踪用户在现实中手部以及头部位置使其与虚拟场景中的手部与头部位置保持一致，增加用户沉浸感。与vr头盔显示器连接的入耳式耳机或头戴式耳机。vr控制手柄，用于用户与场景进行交互。
8.推荐算法。提出将基于深度学习方法的推荐算法应用于古诗词交互系统。对诗人
信息及诗词信息进行标注，诗人信息标注该诗人所在的朝代，诗词信息标注诗词的风格；在学生进入系统时，系统会生成一个编号，将编号存入用户信息中，每个编号对应一个学生，将学生体验每个场景的体验时长及场景对应的诗人信息和诗词信息，都保存到用户信息中对应的编号下，根据学生对当前所体验古诗的体验时长，判断学生的兴趣偏好，对相似主题的古诗词进行个性化推荐。利用深度学习技术，对用户信息中保存的技术进行迭代训练，数据量越大，推荐的结果准确率越高。利用基于深度学习的推荐算法对学生可能喜欢的诗词进行推荐，使得学生可以对主题相似的古诗词进行关联性记忆，加深学生的印象，提高学生的学习效率。
9.古诗词交互系统服务器，其包古诗词交互系统中所有的场景及场景中物体3d建模信息，所有人机交互信息以及展示模块，流程控制模块，并使用vr软件将视频信号进行处理，并生成虚拟视频数据，将其传输至vr眼镜中并显示出来。
10.所述展示模块，包括vr虚拟场景选择模块，vr诗人选择模块，vr古诗人物交互模块以及vr古诗游戏模块。
11.所述vr虚拟场景选择模块，其运用vr技术，搭建了一个虚拟的古诗场景。包括季节，自然风光，表达不同的情感等场景。用户通过使用vr设备来进行旅游场景的挑选，可以根据场景的简介和图像，选择感兴趣的场景，可以根据当下所学古诗实时进行虚拟体验，加深记忆。在学生体验完当前的场景，可根据学生体验的时间长短，对下一首将要体验的诗词进行个性化推荐，使得古诗词交互系统更加智能化。
12.所述vr诗人选择模块，其运用vr技术，对不同的诗人形象进行建模。学生在进行体验时，可以对想要了解的诗人进行选择，点击呈现该诗人所作的所有古诗词，学生可以任意选择诗词进行学习体验。同时，一个诗人的不同诗可能有多个风格或者情感表达不同，在学生进行体验某一类情感的诗词诗，生成该诗人的相同类型的诗推荐，迎合学生的偏好，实现因材施教个性化学习。如若学生不喜欢该类型的诗，表现在体验时长过短，则推荐算法会推荐另外一种风格的诗给学生进行体验，通过推荐算法，精准的对学生可能喜欢的诗进行推荐体验。
13.所述vr古诗人物交互模块，其运用vr技术，对古诗所描述的人、物场景进行搭建，学生在选择不同的人或物时，会出现对应的诗句的描写，来加深学生对整首诗的理解。
14.所述vr古诗游戏模块，学生参与到古诗情节中，与古诗进行互动，加深学生对古诗的趣味学习印象。
15.所述虚拟古诗场景选择，包括季节，自然风光，表达不同的情感等场景。
16.所述vr诗人选择模块，对如杜甫，李白，杜牧，李清照等诗人按照所在朝代的服饰穿着对其进行建模，学生在进行体验时，可根据自己的喜欢或者当下所学诗进行诗人选择，对选择的诗人的所有诗词进行体验。
17.所述vr古诗人物交互模块，对具体诗词的诗句的场景进行模型搭建，在学生与之进行交互时，通过看到的场景元素进行选择，则系统会根据选择显示相应的诗句。如：二月，春天的风，一把剪刀，则对应的是“二月春风似剪刀”。
18.古诗词交互数据库，包括诗人信息，诗词信息，场景信息，用户信息，游戏信息。
19.此时，用户便可通过vr眼睛进行古诗词场景模拟的体验。通过vr设备体验古诗词所表现的场景或者诗人创作的环境，切身感受诗词所蕴含的情感，通过进行体验，增加对诗
词的印象，提高学习效率，也提高了对古诗词的兴趣；通过将基于深度学习的推荐算法融入古诗词交互系统，可以针对性的给学生推荐适合自己的古诗词进行体验，达到因材施教的效果。
附图说明
20.图1示出了古诗词交互系统的结构示意图。
21.图2示出了虚拟场景选择模块的模块流程图。
22.图3示出了诗人选择模块的模块流程图。
23.图4示出了古诗人物交互模块的模块流程图。
24.图5示出了古诗游戏模块的模块流程图。
具体实施方式
25.下面结合附图对本发明作进一步说明。
26.实施例1：设置一种基于深度学习推荐算法的古诗词vr交互系统，所述一种基于深度学习推荐算法的古诗词vr交互系统包括vr设备、古诗词交互系统服务器、古诗词交互系统信息数据库。所述vr设备包括，vr头盔显示器，用于古诗词交互系统服务器所生成的模拟场景信息和用户与场景的交互信息。vr定位器，用于追踪用户在现实中手部以及头部位置使其与虚拟场景中的手部与头部位置保持一致，增加用户沉浸感。与vr头盔显示器连接的入耳式耳机或头戴式耳机，用于播放古诗词发出的提示音与背景音。vr控制手柄，用于用户与场景进行交互。所述古诗词交互系统服务器包括古诗词交互系统中所有的场景及场景中物体3d建模信息，所有人机交互信息以及vr虚拟场景选择模块，vr诗人选择模块，vr古诗人物交互模块以及vr古诗游戏模块。所述古诗词交互系统信息数据库包括诗人，诗人的信息，对应的诗，诗对应的场景地点，场景介绍。本发明具体可用于学生对古诗词的沉浸式体验。
27.根据图2，学生佩戴好vr眼镜和耳机，站在vr定位器的覆盖范围之内。通过系统提示进行选择模块。此时学生将进入一个模拟的诗词场景菜单中，系统会播放语音来告知学生可以自由的选择想要去体验的古诗词。有不同的场景系列。学生通过vr手柄点击按钮打开诗词场景系列窗口，选择想要体验的系列，之后学生通过vr手柄选择具体场景，将会出现该场景对应的诗句，同时旁边会有系统语音对诗人创作这首诗的背景进行介绍，并根据诗所包含的情感进行有感情的朗读，使学生身临其境，加强沉浸感，使学生更加深刻的理解该诗。学生将通过语音引导和系统中的ui提示来选择诗词场景。在体验完当前的诗时，不需要返回界面进行选择，推荐算法会根据当前体验的诗对学生进行同种类型的诗进行体验，加深学生对诗词的学习，对该种风格的诗词进行更深刻的理解。
28.实施例2：设置一种基于深度学习推荐算法的古诗词vr交互系统，所述一种基于深度学习推荐算法的古诗词vr交互系统包括vr设备、古诗词交互系统服务器、古诗词交互系统信息数据库。所述vr设备包括，vr头盔显示器，用于古诗词交互系统服务器所生成的模拟场景信息和用户与场景的交互信息。vr定位器，用于追踪用户在现实中手部以及头部位置使其与虚拟场景中的手部与头部位置保持一致，增加用户沉浸感。与vr头盔显示器连接的入耳式耳机或头戴式耳机，用于播放古诗词发出的提示音与背景音。vr控制手柄，用于用户与场景进行交互。所述古诗词交互系统服务器包括古诗词交互系统中所有的场景及场景中
物体3d建模信息，所有人机交互信息以及vr虚拟场景选择模块，vr诗人选择模块，vr古诗人物交互模块以及vr古诗游戏模块。所述古诗词交互系统信息数据库包括诗人，诗人的信息，对应的诗，诗对应的场景地点，场景介绍。本发明具体可用于学生对古诗词的沉浸式体验。
29.根据图3学生佩戴好vr眼镜和耳机，站在vr定位器的覆盖范围之内。通过系统提示进行选择模块。进入诗人选择模块后，首先会提示学生选择想要学习的诗人，不同的诗人对应不同的背景图片，利用手柄点击想要选择的诗人，进入后，则是该诗人所作的所有诗，同时，系统语音则会对该诗人的背景进行介绍，包括诗人所在的朝代，经历的事情，所任的古官职，以及在什么场景下创作了哪首诗；利用手柄点击诗，则会出现该诗所对应的场景，学生通过对该诗人的诗进行学习，可以深刻了解该诗人的作诗风格，提高学习效率。当学生对当前体验的诗的风格非常喜欢，体现在体验时长和反复体验，则推荐算法会根据学生的喜爱推荐相似风格的古诗词；反之，会给学生推荐其他风格的古诗进行体验，通过加入推荐算法，增强学生学习古诗的兴趣，提高学习效率。
30.实施例3：设置一种基于深度学习推荐算法的古诗词vr交互系统，所述一种基于深度学习推荐算法的古诗词vr交互系统包括vr设备、古诗词交互系统服务器、古诗词交互系统信息数据库。所述vr设备包括，vr头盔显示器，用于古诗词交互系统服务器所生成的模拟场景信息和用户与场景的交互信息。vr定位器，用于追踪用户在现实中手部以及头部位置使其与虚拟场景中的手部与头部位置保持一致，增加用户沉浸感。与vr头盔显示器连接的入耳式耳机或头戴式耳机，用于播放古诗词发出的提示音与背景音。vr控制手柄，用于用户与场景进行交互。所述古诗词交互系统服务器包括古诗词交互系统中所有的场景及场景中物体3d建模信息，所有人机交互信息以及vr虚拟场景选择模块，vr诗人选择模块，vr古诗人物交互模块以及vr古诗游戏模块。所述古诗词交互系统信息数据库包括诗人，诗人的信息，对应的诗，诗对应的场景地点，场景介绍。本发明具体可用于学生对古诗词的沉浸式体验。
31.根据图4学生佩戴好vr眼镜和耳机，站在vr定位器的覆盖范围之内。通过系统提示进行选择模块。此时用户处于古诗词人物交互场景中，对场景进行选择，进入选择的场景后，利用手柄对场景中的物品进行点击，点击的物品将放到菜单栏中，系统根据点击的物品，显示对应的诗句。通过人物交互的方式，使学生对诗句的记忆更加深刻。场景可根据提示进行替换，体验不同的场景，可以提高学习古诗的趣味性。
32.实施例4：设置一种基于深度学习推荐算法的古诗词vr交互系统，所述一种基于深度学习推荐算法的古诗词vr交互系统包括vr设备、古诗词交互系统服务器、古诗词交互系统信息数据库。所述vr设备包括，vr头盔显示器，用于古诗词交互系统服务器所生成的模拟场景信息和用户与场景的交互信息。vr定位器，用于追踪用户在现实中手部以及头部位置使其与虚拟场景中的手部与头部位置保持一致，增加用户沉浸感。与vr头盔显示器连接的入耳式耳机或头戴式耳机，用于播放古诗词发出的提示音与背景音。vr控制手柄，用于用户与场景进行交互。所述古诗词交互系统服务器包括古诗词交互系统中所有的场景及场景中物体3d建模信息，所有人机交互信息以及vr虚拟场景选择模块，vr诗人选择模块，vr古诗人物交互模块以及vr古诗游戏模块。所述古诗词交互系统信息数据库包括诗人，诗人的信息，对应的诗，诗对应的场景地点，场景介绍。本发明具体可用于学生对古诗词的沉浸式体验。
33.根据图5学生佩戴好vr眼镜和耳机，站在vr定位器的覆盖范围之内。通过系统提示进行选择模块。此时学生会进入诗词游戏交互模块中，利用手柄点击想要游玩的模块，进入
后，会有系统提示音说明该场景需要进行的游戏，根据提示，完成相对应的任务，则会呈现该场景对应诗的景象。如：通过做任务找到针线，交给老妪，则会呈现“慈母手中线，游子身上衣”的场景。

技术特征：
1.一种基于深度学习推荐算法的古诗词vr交互系统，该系统包括vr设备、古诗词交互系统服务器、古诗词交互数据库。所述vr设备包括，vr头盔显示器，用于接收古诗词交互系统服务器所生成的模拟场景信息和用户与场景的交互信息。vr定位器，用于追踪用户在现实中手部以及头部位置使其与虚拟场景中的手部与头部位置保持一致，增加用户沉浸感。与vr头盔显示器连接的入耳式耳机或头戴式耳机。vr控制手柄，用于用户与场景进行交互。所述vr设备通过5g路由器与古诗词交互系统服务器相连接。古诗词交互系统服务器与古诗词交互数据库之间没有通信联系装置。所述古诗词交互系统服务器，其特征在于，其包含古诗词交互系统中所有的场景及场景中物体3d建模信息，所有人机交互信息以及展示模块，流程控制模块，并使用vr软件将视频信号进行处理，并生成和传输虚拟视频数据，所述vr软件包括steamvr，unreal engine等。所述古诗词交互系统数据库，包括诗人信息，诗词信息，场景信息，用户信息，游戏信息。2.根据权利1所述的一种基于深度学习推荐算法的古诗词vr交互系统，其特征在于：所述古诗词交互系统服务器的流程控制模块，还包括vr虚拟场景选择模块，vr诗人选择模块，vr古诗人物交互模块与vr古诗游戏模块。3.根据权利2所述的vr虚拟场景选择模块，其特征在于：运用vr技术，搭建了一个虚拟的古诗场景。包括季节，自然风光，表达不同的情感等场景。用户通过使用vr设备来进行旅游场景的挑选，可以根据场景的简介和图像，选择感兴趣的场景，可以根据当下所学古诗实时进行虚拟体验，加深记忆。4.根据权利3所述的vr虚拟场景选择模块，其特征在于：一种按权利3所建立的虚拟古诗场景，包括季节，自然风光，表达不同的情感等场景。通过对不同古诗的场景重现，让学生沉浸式的学习古诗，加深学生的印象，提高趣味性。将基于深度学习的推荐算法融入到场景选择模块中，使得学生更能了解自己喜欢体验的场景，达到寓教于乐的效果。5.根据权利2所述的vr诗人选择模块，其特征在于：运用vr技术，对不同的诗人形象进行建模。学生在进行体验时，可以对象要了解的诗人进行选择，点击呈现该诗人所作的所有古诗词，学生可以任意选择诗词进行学习体验。推荐算法可以根据学生在体验场景的表现判断学生是否喜欢该场景，从而根据学生的偏好进行推荐体验的诗。6.根据权利2所述的vr古诗人物交互模块，其特征在于：运用vr技术，对古诗所描述的人、物场景进行搭建，学生在选择不同的人或物时，会出现对应的诗句的描写，来加深学生对整首诗的理解。7.根据权利2所述的vr古诗游戏模块，其特征在于：运用vr技术，对古诗中的特殊字眼以及主体行为的场景进行搭建，学生参与到古诗情节中，与古诗进行互动，加深学生对古诗的趣味学习印象。8.根据权利6所述的游戏场景选择系统，其特征在于：根据所述vr头盔中构建的虚拟场景信息，以及在数据库中存放的古诗信息。提供了多种类型的古诗交互场景，学生点击进入系统之后，可以选择自己想要学习的场景，根据系统提示，完成相应的任务，便可以看到古诗中所描写的场景。使学生进一步体验诗中想表达的内涵与情感。

技术总结
本发明为一种基于虚拟现实技术的古诗交互系统及其工作方法。所述的系统包括VR设备，虚拟古诗交互系统服务器，虚拟古诗交互系统信息数据库。前期输入设置好诗人，诗人的信息，对应的诗，诗对应的场景地点后可进入虚拟古诗交互系统中体验。本发明利用虚拟现实技术提供除VR虚拟场景选择模块以外，还提供了VR诗人选择模块，通过体验指定诗人的诗，对诗人的背景以及做诗风格有更深刻的了解，以及VR古诗人物交互模块与VR古诗游戏模块。结合推荐算法，利用深度学习技术根据学生偏好对体验场景进行推荐，使得学生不是盲目的或者因为好奇对古诗进行体验，是因为喜欢古诗而去体验古诗；该交互系统沉浸感好，专门让学生对所学古诗有更深刻的理解，提高学习古诗的趣味性，达到提高学习效率的效果。效率的效果。效率的效果。


技术研发人员：杨文阳 郭雅欣 李梦笛
受保护的技术使用者：西安石油大学
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/7/25