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虚拟仿真范文精选

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虚拟仿真技术

1.引言

自20世纪9O年代以来,以计算机仿真技术、多媒体技术和虚拟现实技术为特征的“虚拟仿真实验室”开始在世界各地出现,并逐步渗透到教学领域。作为一种新型的实验教学手段,虚拟仿真教学对传统的教学手段产生了强烈冲击,并引发了教学领域一系列深刻的变化。种种迹象表明,虚拟仿真教学将是今后实验教学改革的一个重要发展方向。本文结合多年来在航空电子装备教学中应用虚拟仿真技术的经验,探讨在航空电子装备教学软件中应用虚拟仿真技术的方法和体会。

2.虚拟仿真技术简介

虚拟仿真技术是对虚拟现实技术和系统仿真技术的合称。

2.1虚拟现实技术

虚拟现实技术就是利用三维建模技术,构建一个与现实世界的物体和环境相同或相似的虚拟三维场景,并能响应用户的输入,根据用户的不同动作做出相应的反应。虚拟现实的关键技术主要有动态环境建模技术、实时三维图形生成技术、立体显示和传感器技术等。虚拟现实技术主要侧重于对真实物体物理特征的仿真,也称为视景仿真,它主要用于产品设计与展示、商业广告、游戏设计等。

在航空电子装备教学中,大量用到对装备的外观、结构、组成、连接、机安装位置的展示,传统教学大都采用实物展示的方法。近年来随着大量航空电子装备的更新换代,因受经费、场地及使用寿命等因素的限制,传统教学方法已远远不能满足要求,而采用虚拟现实技术的展示方法则以其廉价、无场地限制和效果良好得以广泛应用。

目前有大量成熟的软件平台可以进行视景仿真的开发,主流平台CreatorVegaVegaPrimeVTreeOPENGVSQUEST3DVRTOLLSEON、WEB3D、JAVA3D、GLStudio等。其中,MULTIGEN公司的虚拟现实数据库OPENFLIGHT已经成为了工业标准,在军事、航空航天等领域应用都比较成熟。在航空电子装备虚拟仿真软件的开发中我们采用rVegaPrime、GLStudio和EON作为视景仿真开发的技术平台,解决物理模型的创建、场景显示等问题。该平台可以达到照片级的视景仿真效果.同时采用嵌入OPENGL技术来解决物理模型的交互问题。

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浅谈虚拟仿真技术

摘要:仿真(simulation)技术,或称为模拟技术,就是用一个系统模仿另一个真实系统的技术。从狭义上讲,是指20世纪40年代伴随着计算机技术的发展而逐步形成的一类试验研究的新技术;从广义上来说,仿真则是在人类认识自然界客观规律的历程中一直被有效地使用着。由于计算机技术的发展,仿真技术逐步自成体系,成为继数学推理、科学实验之后人类认识自然界客观规律的第三类基本方法,而且正在发展成为人类认识、改造和创造客观世界的一项通用性、战略性技术。

关键词:仿真技术 系统模仿

1、概念介绍

人们对仿真技术的期望也越来越高,过去,人们只用仿真技术来模拟某个物理现象、设备或简单系统;今天,人们要求能用仿真技术来描述复杂系统,甚至由众多不同系统组成的系统体系。这就要求仿真技术需要进一步发展,并吸纳、融合其他相关技术。

虚拟现实(Virtual Reality)技术,简称VR,是20世纪80年代新崛起的一种综合集成技术,涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等。它由计算机硬件、软件以及各种传感器构成的三维信息的人工环境――虚拟环境,可以逼真地模拟现实世界(甚至是不存在的)的事物和环境,人投入到这种环境中,立即有“亲临其境”的感觉,并可亲自操作,自然地与虚拟环境进行交互。

VR技术主要有三方面的含义:第一,是借助于计算机生成的环境是虚幻的;第二,人对这种环境的感觉(视、听、触、嗅等)是逼真的;第三,人可以通过自然的方法(手动、眼动、口说、其他肢体动作等)与这个环境进行交互,虚拟环境还能够实时地作出相应的反应。

虚拟仿真技术,则是在多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息科技迅猛发展的基础上,将仿真技术与虚拟现实技术相结合的产物,是一种更高级的仿真技术。虚拟仿真技术以构建全系统统一的完整的虚拟环境为典型特征,并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体。实体可以是模拟器,也可以是其他的虚拟仿真系统,也可用一些简单的数学模型表示。实体在虚拟环境中相互作用,或与虚拟环境作用,以表现客观世界的真实特征。虚拟仿真技术的这种集成化、虚拟化与网络化的特征,充分满足了现代仿真技术的发展需求。

2、基本特性

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虚拟仿真数控加工论文

1虚拟仿真数控加工系统中的机床建模

机床建模是虚拟仿真加工系统的关键模型,是实际机床在虚拟仿真加工系统中的数字化模型,包括几何模型和运动模型。几何模型是在CAD系统中建立的,首先根据实测得到的机床部件尺寸,建立相应的模型,然后再根据相互关系进行“装配”,形成机床的几何模型。虚拟仿真加工系统中,通过改变机床几何模型各运动零部件的相对位置来模拟加工中虚拟机床的切削运动。运动模型是处理机床几何模型在数控程序控制下如何改变各运动零部件模型相对位置的模型,与机床的结构紧密相关。以DMU125P五轴加工中心为例,在运动模型建立过程中,机床各部件都视为刚体,这样机床的结构可抽象为一个运动链模型。在运动链各组成环节的刚体上固接坐标系,通过坐标变换,可以分析整个运动链的运动形式,建立运动链的依赖关系,即运动链的拓扑结构关系,如图3所示。

2虚拟仿真数控加工功能的实现

a)系统框架的建立

在虚拟仿真加工开始之前,针对工艺信息,选择相应的虚拟机床、虚拟刀具、虚拟夹具、工件模型组成虚拟仿真加工系统。在虚拟仿真加工中,虚拟机床在数控指令的驱动下带动虚拟刀具、虚拟夹具、工件模型等模拟切削过程,实现对数控程序的正确性和可靠性的验证,其系统框架如图4所示。虚拟仿真加工系统主要包括数控程序检查、数控程序翻译、运动仿真、刀具轨迹检查、碰撞检测等模块。

b)程序检查模块

数控程序检查模块包括词法、语法检查,主要检查程序中是否有数控指令集外的非法字符、数控指令的参数是否有效、语法上是否合乎逻辑等。

c)程序翻译模块

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虚拟仿真 创造现实价值

近十几年来,成千上万由虚拟仿真系统创建的可视化虚拟环境,被应用于建筑、生物工程、土木工程、工业设计、地理、医学研究、心理学以及飞行训练等领域。随着军事、工业、社会文化的发展,这种可创建和体验虚拟世界的计算机视觉系统正越来越受欢迎,并不断拓展潜在用户的使用范围。

虚拟仿真的世界由计算机生成,由投影机等显示设备呈现,可以是现实世界的再现(虚拟实境),也可以构想一个全新的世界(虚拟虚境),通过创造身临其境的沉浸感,并配合头盔显示器、数据手套等辅助传感设备,让用户可以与虚拟世界自然实时交互,直接参与并探索仿真对象在所处环境中的作用与变化,像在真实环境里一样进行各种操作。这种虚拟环境具有极高的准确性,可以节省昂贵的现实培训开支,减少真实资产的浪费,更有效地整合信息和数据,帮助用户对关键任务和决策做好最佳准备,优化产品开发流程,从根本上改变人们工作的方式。

作为窗口的显示技术

在虚拟仿真系统中,显示设备是呈现虚拟世界的窗口,而投影机是其中最常使用的设备。标准的投影机通常只是在平面上投射单一图像,而虚拟仿真中的投影机通常用于多通道、边缘融合系统,显示无缝连续的图像,而且经常需要投射在球幕或柱形的表面。因此,与普通的工程应用相比,用于虚拟仿真系统的投影机需要具有更高水平的色彩校正和光输出控制,以及更先进的图像处理能力,例如几何校正。作为创建锐利图像的重要一环,投影机镜头同样重要,可帮助实现无缝的边缘融合。

“虚拟仿真系统力求达到模拟真实环境的标准,不但对整套显示系统的性能有着极高要求,系统形式也会针对不同行业的不同需求带来有不同的呈现效果。总体来说,大多数行业的虚拟仿真系统普遍会有好的色彩呈现、高分辨率、高亮度、高对比度、高一致性、高刷新率、多种立体方式、很好的沉浸感,以及观看视点位置、多视点观看等需求。在不同行业的应用中,虚拟仿真项目通常需要多台投影机拼接融合组成不同的系统形式来满足使用要求。” 巴可大中华区虚拟仿真系统产品经理赵易时指出,“就投影机来说,为满足以上需求,单机方面就要有高分辨率、不同亮度的系列,氙灯和3DLP芯片级的色彩呈现,要能够实现多种立体表现形式并能实时切换,具备高系统刷新率、低噪音、模块化易于更换、自动亮度、色彩实时检测和调整以及多通道间的融合羽化等能力。”

随着应用的不断深入,更高对比度尤其是支持夜间模拟操作的投影机成为趋势,此外,投影机刷新率的提升也增强了图像的真实感。“针对某些特殊领域,如专业级飞行模拟器等虚拟系统的使用和模拟过程中,对投影机还有夜视模式、超高对比度增强模式、快速消隐、能上运动平台等特殊要求。” 赵易时补充道。

显示技术本身的进步,也为虚拟仿真系统发展创造了更好的条件。在过去几年,受到世界经济环境的影响,机构对成本效益的考虑以及紧张的资金成为虚拟仿真系统建设面临的重大挑战,但是LED以及激光光源技术的发展,实现了更低的使用和维护成本。

同时,显示技术正不断挑战人眼的极限分辨率,对于4K、8K等技术来说,虚拟仿真是真正的利基市场。石油公司、汽车设计、军事简报室等都是对于分辨率非常饥渴的,并可能最早尝试4K的领域。赵易时指出:“4K技术的成熟对仿真应用有着重要意义,随着各个行业的不断发展,用户对虚拟仿真系统的需求也在不断增强。4K推出只有两三年左右的时间,现在已经在很多行业替代了以往的系统形式,用更少的投影显示单元实现更大的视场角以及更精细的画面表现力,带给用户更逼真的体验,促使4K的应用需求在各个行业都在快速上升。巴可是最先将4K技术应用在虚拟仿真领域的厂商,目前我们在国内已为包括上海通用、广汽及北京现代汽车等公司安装了4K仿真项目,应用在汽车制造中。”

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虚拟仿真技术的应用

摘要:数控设备的缺少一直是制约高职院校发展的硬伤之一,采用虚拟仿真技术可以有效地解决这一问题,本文就虚拟仿真技术的发展进行了简明扼要的阐述。

关键词:虚拟 仿真 资源 数控

中图分类号:TP391.9 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)04-0111-01

近年来,为了提升中国制造业在国际中的竞争力,国家开始广泛将最先进的数控技术引入职业学校机电专业,力求有一个崭新的发展机遇,但这也是对于以传统教学为基础教育的挑战。虽然增加了在中国的各类职业学校数控技术专业人才的培养力度,但是制造业的巨大漏洞还是使得在设备与人员上存在聚大的差距。因为地区的差异,经济的因素以及政策的原因,导致职业教育的发展很不统一,很多职业学校,特别是没有国家及地方投资的非示范校职业学校教学的现状仍面临数控设备严重缺乏,教学理论滞后,实践教学和理论教学中心的重心错位,小规模的人才培养严重不足,教师的知识结构不完善,和许多其他问题。虚拟现实技术的数控技术专业教学模式探索的新组合是必要的,为了实现数控专业教学小投资,见效快,适应性训练的学生,企业需要培训的目标。解决这个问题的一个重要途径是使用虚拟的仿真模拟教学。

1 使用虚拟数控仿真软件数控教学装置,设备,处理的三维显示

传统工艺一本书或活动挂图来查看图形数控设备或组件,或在现场教导学生观察实际的教学设备,以获得各种感性的形状。利用虚拟现实技术建立一个计算机用同一种,如Pro/E的建模使用3D零件或3D机床,数控设备和虚拟化,以及这些对象存储在仿真三维的课堂,只要我们进入虚拟空间,从不同的角度,可以在任何时间和场合,了解这些设备,还能够观察各部分的内部结构,甚至单独的设备,可以帮助学生理解设备的组成,结构和工作原理,提高学习效果。

2 使用虚拟数控仿真软件仿真,模拟训练教学

教学数控车床或铣床价格比较昂贵,一般的机床也要十几到二十几万不等,而企业的加工数控机床,从几万几千百万不等。然而,财政困难,许多职业学校数控设备严重缺乏,教师的教义教导学生独立动手操作,真正动手操作的机会很少,只能在黑板上讲课与进行书本知识的描述,“有些职业学校数控设备的数量是非常有限的,只有学生做示范试验,不能满足实践教学,每个学生将在数控机床操作独立稍加培训时间和培训重点,只能够进行简单的数控机床的操作,学校的培训严重脱离生产实际,培训效果不佳。使用虚拟数控仿真软件建立一个虚拟实验室,学习者可以进入虚拟实验室,身临其境的虚拟仪器,如虚拟数控设备的故障检测维修的各种虚拟数控系统的连接和组装,安装虚拟数控设备,这个虚拟的实验既不是消费设备,不受场地和其他外部条件,可重复操作,直到你来到一个满意的结果,虚拟实验室,将不会导致操作失误和事故所造成的

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虚拟实验现象仿真研究

摘要:以粒子系统在虚拟实验、虚拟培训效仿真为例,探讨了集灵活性、随机性、普适性于一体的粒子系统在增强虚拟教学沉浸感中的重要作用。

关键词:粒子系统;虚拟现实;沉浸感

中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1009-3044(2007)12-21677-02

Research of Virtual Experimental Phenomenon Simulation

YANG Wei-ping, ZANG Wei, ZHAI Yong, YU Liang

(Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266510, China)

Abstract:Take that particle system in virtual experiment, special efficiency simulating in virtual training as an example, the article mainly discussed the important effect of the particle system which incorporating flexibility, randomness and suitable into an integral whole in virtual teaching.

Key words:particle system; virtual reality; immersion

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虚拟仿真电子技术论文

一、虚拟仿真技术在中职电子技术教学中应用的重要性

(一)符合电子技术课程教学的特点

中职电子技术的教学理论性较强,波形变化分析复杂,课程教学较为枯燥,一些理解能力较差或者基础较差的学生,可能会无法跟上电子技术课程教学的节奏。虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用,能够使学生在一个仿真的情境下,进行电子电路的实验和操作,这种模式能够为中职学生带来更多的电子技术学习体验,将学生的实践操作和理论知识的学习相结合,借助实践活动,不断丰富学生的理论知识体系,借助理论知识的学习,不断提升中职学生的实践操作能力。虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用,符合中职电子技术教学的特点,是时展和进步的必然要求。

(二)创新中职电子技术教学的模式

电子技术教学中应用仿真虚拟仿真技术,可以使学生将所学习的Windowsxp内容和仿真软件结合起来。虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用,能够改善传统的教学方式中单一的教学氛围,更加关注学生的实践体验,在实践中,使学生获得更多的知识,并使中职学生能够通过实践活动,形成一定的思维想法和创新意识,真正展现中职电子技术教学的价值和电子技术教学的意义。

(三)提升学生的电子技术综合能力

很多中职院校中的学生,普遍具有文化基础较差、学习积极性较差等方面的问题,中职学生的动手能力和实践能力较强,但是他们的学习热情较差,不愿意积极、主动参与到教学活动当中,无法感受中职电子技术学习的乐趣和电子技术的魅力之处。虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用,能够有效改善这一问题,通过有趣的情景创建,快速吸引中职学生的注意力,激发学生的学习兴趣和参与实践活动的热情,并使中职学生在参与实践活动的过程中,形成一定的电子技术实践操作能力和电子技术思维想法,改善传统电子技术教学中的缺点,更加关注学生思维的发展,为中职学生未来的工作和发展奠定良好的基础。

二、虚拟仿真技术在中职电子技术教学中应用的具体策略

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虚拟仿真课程设计探讨

摘要:本文分析了基础医学综合设计性实验教学目前面临的困难和问题,阐述了在中医药院校开设综合设计性实验的虚拟仿真课程的意义和任务,提出了综合设计性实验的虚拟仿真课程开设的目标和模式,使基础医学综合设计性实验拥有新的实验教学补充模式,可有效地推动实验教学改革和实验教学信息化建设,从而有效提高实验教学质量。

关键词:基础医学;综合设计性实验;虚拟仿真课程;设计

基础医学综合设计性实验是我校在国家政策号召下开设的一门用于培养创新型大学生的教学改革课程。虚拟仿真实验可以将虚拟与现实相结合,为实验教学提供新的方法。开设综合设计性实验的虚拟仿真课程可在一定程度上解决实验流程复杂学生不容易入手、实验课程开设专业的限制的问题,同时提高学生学习的兴趣,并侧重在综合素质和创新能力方面的培养。综合设计性试验虚拟仿真课程是创新型人才培养模式的一种,创新型人才培养模式是提高中医实验教学质量的关键,是实验教学的发展趋势[1-2]。

一基础医学综合设计性实验存在的问题

综合设计性实验具有时间长、费用高、实验不确定因素多等特点,实验流程繁琐,从实验宣讲、课题设计、耗材申报、确定实验方案、预实验、正式实验、结项答辩每个环节都需要学生与带教老师及实验准备老师的配合才能完成。繁琐的实验环节,导致学生和老师之间的沟通出现问题,影响实验的正常进行。此外,由于专业开设的限制,部分专业学生不能得到相关的培养。有些学生设计的实验,由于试剂或耗材的不安全性而导致实验不能开设,需要重新更改实验方案。实验方案难易参差不齐,较难观察的实验结果打击学生的积极性,同时也增加了带教老师的指导难度[3]。

二开设基础医学综合设计性实验虚拟仿真

课程的意义综合设计性实验旨在提高学生的综合能力,使学生熟悉科研课题的开题、实验研究、结项等过程,为以后的科研实验奠定基础。设置综合设计性实验虚拟仿真课程具有非常重要的意义,将实验的过程设计成虚拟仿真的模块,学生通过操作模块可以在短期内熟悉实验各个环节,及其在每个环节中需要完成的任务、每个环节的沟通流程,极大的解决学生在实验过程中不知该做什么、不知哪些能做的问题,并在一定程度上提高了效率。虚拟仿真课程开设后,学生将不受专业限制选择该课程,进行虚拟综合设计性实验,并在相关评分体系及纠错体系模块中对实验课程的完成进行评价和指导。虚拟仿真实验应遵循“虚实结合、能实不虚”的原则,在实验开设过程中,将一些有毒有害环节设置成虚拟模式,让学生在掌握知识的同时又免受毒害,减轻对环境的污染。

三设计模块及流程

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虚拟仿真测绘装配

工程图学课程教学理论与实践相结合是非常重要的特别是学生的动手及创新能力的培养,是理论性和实践性都较强的课程,因此实验教学环节对学好这门课程至关重要。通过加强实践教学环节,才能使学生真正理解和掌握该学科的理论知识。

工程图学课程的教学是很具体形象的,它注重机构的运动及动作,在理论教学中由于缺乏真实感受,学生听课时常会感到枯燥乏味、内容很难理解;机械类课程中的实验设备大多很昂贵,有些情况下,不能完全满足相应的实验要求,尤其是对每个学生而言,学生实验通常是分组,对有些实验,实验设备很少时,分组的人数会很多,这样学生在做实验时会没有很多机会熟练掌握;因此,如果能在教学中进行虚拟仿真实验教学,不但在一定程度上可以弥补实验资源的匮乏,而且可以提高学生观察问题、分析问题和解决问题的能力,以求达到掌握一门专业技术技能。

1虚拟仿真实验应用于教学中的现实意义

目前国内大多数高校的实验还是采用传统方式,即老师讲解、演示,再由学生自己动手。而国外已经从传统实验转为实物实验与虚拟实验相结合,充分利用先进的计算机设备进行虚拟仿真实验教学,取得了较好的效果。

传统的教学模式以教师为中心,知识的传递主要靠教师对学生的灌输,作为认知主体的学生在教学过程中自始至终处于被动状态,其主动性和积极性难以发挥,不利于培养学生的发散性思维、批判性思维和创造性思维,也不利于创造性人才的培养。虚拟仿真实验突破了传统教学手段上的局限。学生自己动手操作,亲身参与整个实验过程的操作,通过将实际生产的工艺过程以影像、动画等生动的形式表示,从而增强学生的感性认识和学习兴趣,提高教学效果,使其实践能力、观察能力及归纳能力等都得到很好的锻炼。虚拟实验技术创设了一个人性化的学习环境,使学生能够在自然、互动的气氛中进行学习。基于以上思考,尝试在《工程图学》教学中应用“虚拟仿真实验教学”进行教学改革的探索。

2虚拟仿真实验设计目标

虚拟实验的开发工具主要是网络虚拟现实建模语言(VRML)和三维建模软件。VRML是一种用于建立真实世界的场景模型或人们虚构三维世界的场景建模语言。VRML的基本目标是建立因特网上的交互式虚拟对象、场景、三维模型,基本特征包括分布式、三维、交互性、多媒体集成、境界逼真性等,是目前Intenet上基于“www”的三维互动网站制作的主流语言。

虚拟现实系统的设计要达到以下目标:

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虚拟仿真实验课程解析

系统功能模块虚拟仿真实验平台主要提供了三类功能:信息服务功能,通知公告、课程介绍、课程相关信息等;课程学习功能,通过传统文本,PPT课件及在线测试等方式进行学习;仿真学习功能,通过平台上独立的实验模块完成实验学习。下面从前台和后台分析课程平台各子系统的功能前台功能(1)用户登录:课程平台用户通过个人注册的账号和密码(内部用户通过分配的账号)登录到系统,系统将检测用户的账号,并给予对网站进行操作的相应权限。(2)用户注册和修改:外部用户将个人的信息存储到课程平台数据库中,成为正式用户。用户信息发生变动可自行登录修改注册信息。(3)浏览与学习:用户成为正式用户后,便可以进行学习,包括简单的浏览、在线测试做题,以及模拟仿真实验操作。

系统将根据用户的操作给出相应的评价

后台功能通过数据库系统将前台和后台系统有机连接,后台系统可对前台系统中的信息进行管理。(1)信息管理:管理员对平台中的文章及资源进行修改及更新操作。(2)用户管理:对注册用户及内部用户信息进行管理。(3)题库管理:对现有题库进行管理,包括添加、修改、删除。(4)系统管理:对课程主体模块进行设置,添加或删除菜单选项。(5)虚拟实验管理:对实验模块进行管理,包括添加、删除。数据库的设计与实现对于一个系统来说,数据库的设计与实现非常重要。本系统主要涉及的表有用户表、文章目录表、文章表、题库表、虚拟实验表;在本系统中,比较有特色的设计是文章目录表和虚拟实验表。文章目录表对于一个好文章系统设计来说,需要实现的功能为:(1)实现无限级分类。(2)实现无限级链接导航。(3)实现逐级分类下各条信息的查询,包括最多浏览量、最多评论量、最新信息。(4)随意转移子分类到任何级别而不用修改分类下的信息表。(5)使用最少的参数得到所要的信息,URL参数最好只有一个。(6)不管多少级,只有一个ASPX文件实现类列表和各种方式的信息调用。在本课程平台系统中,采用树形的结构来构造目录系统,通过root、depth、parent、left、right字段来设定文章所在的层次和对应的父目录和子目录。虚拟实验表主要字段包括验名称、实验介绍、所对应的链接。通过链接的方式来完成实验的。

虚拟实验开发实现

系统建设流程大致分为三个阶段,即收集整理资料、建立三维实体模型、系统集成与功能开发。虚拟实验详细创建流程如图一所示。收集整理资料收集各种实验设备的照片及图纸,进行分类,并用Photoshop进行预处理,包括调节自动对比度、裁剪等来达到实验的需求。图片可以采用单张图片的方式,也可采用多通道的方式存储。三维实体建模本系统使用三维建模软件3DMAX进行建模、渲染、烘焙,然后使用VR-Platform(VR~Plat-form,三维互动仿真平台是由深圳中视典数字科技有限公司独立开发的三维虚拟现实平台软件)制作交互。课程实验中主要场景模型是实验设备、实验器材作为各种碰撞障碍物,具体模型参数的设置是在考虑物体物理属性,所以建模过程相对简单。一些模型可以通过AUTOCAD图纸导入后转为三维模型方式;高级三维建模通常方法是建立基础模型,如长方体、平面、圆柱体等,之后经过对其加线、改线、添加修改器等一系列操作后,方可得到所需模型。模型建立完成后再进行相应的材质贴图、添加灯光操作。进行较大型VR场景制作时,后期通常会对VR场景进行分批烘焙,分批导出操作,这时就需要对部分已烘焙的静态模型进行导出。系统集成与功能开发在Max里完成以上操作后,就可以将场景导入VRP中进行交互功能设计了。VRP中进行漫游交互的制作。VRP具有人性化、易操作、所见即所得;高真实感、实时画质;高教渲染引擎和良好的硬件兼容性;高精度碰撞检测算法;丰富的特效;功能强大的实时材质编辑器;强大的界面编辑、独立运行功能。系统优化影响基于VRP的虚拟现实系统最终运行速度的三个因素为:VR场景模型的总面数量、VR场景模型的总个数和VR场景模型的总贴图量。因此对系统的优化主要从这三个方面进行。(1)场景模型的总面数:通过做简模、删除无用的面的方法来减少总面数。(2)VR场景模型总个数:将相同材质的物体进行合并,加快场景的加载时间和运行速度。(3)VR场景模型的总贴图量:尽可能利用已有的贴图减少贴图量,将烘焙好的场景导入VRP编辑器之前将所有烘焙后的贴图进行贴图格式压缩。

结束语

本文以多媒体计算机技术、网络技术、虚拟现实技术相结合,针对目前的实验环境提出了一套较为合理的网络虚拟仿真实验平台的技术解决方案,细致地介绍了构建虚拟课程仿真平台的实现过程,通过3DMAX建模技术及VRP交互互动,将实验平台做成更加逼真生动的3D效果。虚拟仿真实验能让学生自己决定每一个使用操作步骤,能够根据学生的操作作出实时的反应和判断,能够让学生进行拆卸安装以及故障诊断排除,实现真正自由式的人机互动,使学生更具身临其境的感觉,大大提高学习效率。

作者:周成纲 单位:浙江邮电职业技术学院

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