第一篇：虛擬仿真(虛擬現(xiàn)實(shí))實(shí)驗(yàn)室解決方案

數(shù)虎圖像提供虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)備搭建和內(nèi)容制作整體解決

方案

虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用研究就的重要載體。隨著虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)的成熟，人們開始認(rèn)識到虛擬實(shí)驗(yàn)室在教育領(lǐng)域的應(yīng)用價值，它除了可以輔助高校的科研工作,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面也具有如利用率高,易維護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn).近年來,國內(nèi)的許多高校都根據(jù)自身科研和教學(xué)的需求建立了一些虛擬實(shí)驗(yàn)室。數(shù)虎圖像擁有多名虛擬現(xiàn)實(shí)軟硬件工程師，在虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面有著無與倫比的優(yōu)越性！

下面請跟隨數(shù)虎圖像一起，讓我們從頭開始認(rèn)識虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室?！咎摂M現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)組成】：

建立一個完整的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是成功進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的關(guān)鍵，而要建立一個完整的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，首先要做的工作是選擇確實(shí)可行的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)解決方案。

數(shù)虎圖像根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的內(nèi)在含義和技術(shù)特征，并結(jié)合多年的虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，最新推出的虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)提供以下組成：

虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)平臺：

一個完整的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)都需要有一套功能完備的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用開發(fā)平臺，一般包括兩個部分，一是硬件開發(fā)平臺，即高性能圖像生成及處理系統(tǒng)，通常為高性能的圖形計(jì)算機(jī)或虛擬現(xiàn)實(shí)工作站；另一部分為軟件開發(fā)平臺，即面向應(yīng)用對象的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用軟件開發(fā)平臺。開發(fā)平臺部分是整個虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的核心部分，負(fù)責(zé)整個VR場景的開發(fā)、運(yùn)算、生成,是整個虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)最基本的物理平臺，同時連接和協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)的其它各個子系統(tǒng)的工作和運(yùn)轉(zhuǎn)，與他們共同組成一個完整的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)開發(fā)平臺部分在任何一個虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中都不可缺少，而且至關(guān)重要。虛擬現(xiàn)實(shí)顯示系統(tǒng)： 〃高性能圖像生成及處理系統(tǒng) 〃具有沉浸感的虛擬三維顯示系統(tǒng)

在虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)中，通常有多種顯示系統(tǒng)或設(shè)備，比如：大屏幕監(jiān)視器、頭盔顯示器、立體顯示器和虛擬三維投影顯示系統(tǒng)，而虛擬三維投影顯示系統(tǒng)則是目前應(yīng)用最為廣泛的系統(tǒng)，因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)要求應(yīng)用系統(tǒng)具備沉浸性，而在這些所有的顯示系統(tǒng)或設(shè)備中，虛擬三維投影顯示系統(tǒng)是最能滿足這項(xiàng)功能要求的系統(tǒng)，因此，該種系統(tǒng)也最受廣大專業(yè)仿真用戶的歡迎。虛擬三維投影顯示系統(tǒng)是目前國際上普遍采用的虛擬現(xiàn)實(shí)和視景仿真實(shí)現(xiàn)手段和方式，也是一種最典型、最實(shí)用、最高級別的投入型虛擬現(xiàn)實(shí)顯示系統(tǒng)。這些高度逼真三維顯示系統(tǒng)的高度臨場感和高度參與性最終使參與者真正實(shí)現(xiàn)與虛擬空間的信息交流與現(xiàn)實(shí)構(gòu)想。

虛擬現(xiàn)實(shí)交互系統(tǒng)

多自由度實(shí)時交互是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最本質(zhì)的特征和要求之一，也是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的精髓，離開實(shí)時交互，虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用將失去其存在的價值和意義，這也是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與三維動畫和多媒體應(yīng)用的最根本的區(qū)別。在虛擬現(xiàn)實(shí)交互應(yīng)用中通常會借助于一些面向特定應(yīng)用的特殊虛擬外設(shè)，它們主要是6自由度虛擬交互系統(tǒng)，比如：力或觸覺反饋系統(tǒng)、數(shù)據(jù)手套、位置跟蹤器或6自由度空間鼠標(biāo)、操縱桿等等。

虛擬現(xiàn)實(shí)集成控制

一個大型的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)包括很多組成部分，比如:多臺投影機(jī)、音響系統(tǒng)以及多路視頻的輸入和切換,甚至是輔助的燈光和窗簾,這些都需要方便的控制和管理,每個部分又包括很多產(chǎn)品和設(shè)備，這些產(chǎn)品設(shè)備之間需要相互連接、相互依賴，彼此之間協(xié)同工作。然而，這樣一個復(fù)雜的系統(tǒng)要順利地運(yùn)行并能夠協(xié)同工作，就需要進(jìn)行管理，集成控制系統(tǒng)便是承擔(dān)該項(xiàng)工作的載體，有了集成管理控制系統(tǒng)，上述一系列工作通過簡單的遙控器就可完成整個操作過程。通常，一部分用戶并不重視這個部分，而該部分在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中恰恰又是非常重要的，一個完善的集成控制手段能使用戶很方便的使用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，并能將虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中各個部分的功能充分地發(fā)揮出來，如果沒有集成控制系統(tǒng)這部分，往往造成整個虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)利用率低、系統(tǒng)管理困難、系統(tǒng)穩(wěn)定性差、協(xié)同工作能力低下等等一系列問題。

在通常的集成控制系統(tǒng)中最典型的設(shè)備就是中央控制系統(tǒng)或矩陣系統(tǒng)（如圖），這些設(shè)備功能強(qiáng)大、操作簡單、使用便捷、管理方便，它是整個虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)有效管理和運(yùn)行的基本保障?！咎摂M現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備配備】

虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括 ：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征之一就是人機(jī)之間的交互性.為了實(shí)現(xiàn)人機(jī)之間的充分交換信息，必須設(shè)計(jì)特殊輸入和演示設(shè)備，以影響各種操作和指令，且提供反饋信息，實(shí)現(xiàn)真正生動的交互效果。不同的項(xiàng)目可以根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用可以有選擇的使用這些工具，主要包括：VR系列虛擬現(xiàn)實(shí)工作站、立體投影、立體眼鏡或頭盔顯示器、三維空間跟蹤定位器、數(shù)據(jù)手套、3D立體顯示器、三維空間交互球、多通道環(huán)幕系統(tǒng)、建模軟件等。

數(shù)據(jù)傳感手套

觀察者還可借助數(shù)據(jù)手套等設(shè)備來操縱虛擬場景中的對象，數(shù)據(jù)手套中裝有許多光纖傳感器，能夠感知手指關(guān)節(jié)的彎曲狀態(tài)，觀察者通過手指的活動來實(shí)現(xiàn)與虛擬場景交互作用數(shù)據(jù)手套是一種多模式的虛擬現(xiàn)實(shí)硬件，通過軟件編程，可進(jìn)行虛擬場景中物體的抓取,移動,旋轉(zhuǎn)等動作，也可以利用它的多模式性，用作一種控制場景漫游的工具。數(shù)據(jù)手套的出現(xiàn)，為虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)提供了一種全新的交互手段，目前的產(chǎn)品已經(jīng)能夠檢測手指的彎曲，并利用磁定位傳感器來精確地定位出手在三維空間中的位置。這種結(jié)合手指彎曲度測試和空間定位測試的數(shù)據(jù)手套被稱為”真實(shí)手套”，可以為用戶提供一種非常真實(shí)自然的三維交互手段。在虛擬裝配和醫(yī)療手術(shù)模擬中，數(shù)據(jù)手套是不可缺少的虛擬現(xiàn)實(shí)硬件的一個組成部分。

立體眼鏡

三維眼鏡是用于觀看立體游戲場景、立體電影、仿真效果的計(jì)算機(jī)裝置，是基于頁交換模式(Pagefilp)的虛擬現(xiàn)實(shí)立體眼鏡，分有線和無線兩種，是目前最為流行和經(jīng)濟(jì)適用的VR觀察設(shè)備?；陧摻粨Q模式(Pagefilp)的立體眼鏡，分有線和無線兩種。均為圖形工作站用立體眼鏡（Shutterglasses）許多專業(yè)軟件都支持CrystalEyes，如機(jī)械CAD、產(chǎn)品可視化、仿真、分子建模、地理信息系統(tǒng)/測繪和醫(yī)學(xué)成象等。彩色圖像真實(shí)、高分辨率。

頭盔顯示器

無論是要求在現(xiàn)實(shí)世界的視場上同時看到需要的數(shù)據(jù)，還是要體驗(yàn)視覺圖像變化時全身心投入的臨場感，模擬訓(xùn)練、3D游戲、遠(yuǎn)程醫(yī)療和手術(shù)，或者是利用紅外、顯微鏡、電子顯微鏡來擴(kuò)展人眼的視覺能力，頭盔顯示器都得到了應(yīng)用。比如軍事上在車輛、飛機(jī)駕駛員以及單兵作戰(zhàn)時的命令傳達(dá)、戰(zhàn)場觀察、地形查看、夜視系統(tǒng)顯示、車輛和飛機(jī)的炮瞄系統(tǒng)等需要信息顯示的，都可以采用頭盔顯示器。在CAD/CAM操作上，HMD使操作者可以遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)，比如局部數(shù)據(jù)清單、工程圖紙、產(chǎn)品規(guī)格等。波音公司在采用虛擬現(xiàn)實(shí)硬件技術(shù)進(jìn)行波音777飛機(jī)設(shè)計(jì)時，頭盔顯示器就得到了應(yīng)用

三維空間跟蹤儀

三維空間跟蹤定位器是用于空間跟蹤定位的裝置，一般與其他VR設(shè)備結(jié)合使用，如：數(shù)據(jù)頭盔、立體眼鏡、數(shù)據(jù)手套等，使參與者在空間上能夠自由移動、旋轉(zhuǎn)，不局限于固定的空間位置，操作更加靈活、自如、隨意。產(chǎn)品有六個自由度和三個自由度之分。

3D立體顯示器

3D立體顯示器是一項(xiàng)新的虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品，過去的立體顯示和立體觀察都是在CRT監(jiān)視器上戴上液晶光閥的立體眼鏡進(jìn)行觀看，并且需要通過高技術(shù)編程開發(fā)才能實(shí)現(xiàn)立體現(xiàn)實(shí)和立體觀察。而立體顯示器則擺脫以往該項(xiàng)技術(shù)需求，不需要任何編程開發(fā)，只要您有三維模型，就可以實(shí)現(xiàn)三維模型的立體顯示，只要用肉眼即觀察到突出的立體顯示效果，不需要帶任何立體眼鏡設(shè)備；同時，它也可以實(shí)現(xiàn)視頻圖像（如立體電影）的立體顯示和立體觀察，同樣也無須戴任何立體眼鏡

虛擬現(xiàn)實(shí)工作站

立體投影

立體投影儀，其構(gòu)成中包括殼體、投影儀、偏振鏡片、投影屏，投影屏和投影儀分別位于殼體前、后方，偏振鏡片位于投影儀的投影鏡頭前面，投影儀和偏振鏡片的數(shù)量各為2個，2個投影儀的水平軸線相交、投影圖像在投影屏上重合。數(shù)虎圖像提供了一種結(jié)構(gòu)簡單的立體投影設(shè)備，可適宜多種場所，具有觀看距離遠(yuǎn)，不易損傷視力，無輻射的安全使用性能，特別適宜作為家用立體投影設(shè)備使用。

多通道立體環(huán)幕系統(tǒng)

多通道環(huán)幕（立體）投影系統(tǒng)是指采用多臺投影機(jī)組合而成的多通道大屏幕展示系統(tǒng)，它比普通的標(biāo)準(zhǔn)投影系統(tǒng)具備更大的顯示尺寸、更寬的視野、更多的顯示內(nèi)容、更高的顯示分辨率，以及更具沖擊力和沉浸感的視覺效果。該系統(tǒng)可以應(yīng)用于教學(xué)、視頻播放、電影播放（現(xiàn)在很多影視院采用這種方式）等。多通道環(huán)幕（立體）投影系統(tǒng)由于其技術(shù)含量高、價格昂貴，以前一般用于虛擬仿真、系統(tǒng)控制和科學(xué)研究，近來開始向科博館、展覽展示、工業(yè)設(shè)計(jì)、教育培訓(xùn)、會議中心等專業(yè)領(lǐng)域發(fā)展。其中，院校和科博館是該技術(shù)的最大應(yīng)用場所。這種全新的視覺展示技術(shù)更能彰顯科博館的先進(jìn)性和創(chuàng)新性，在今后若干年內(nèi)不會被淘汰。

【數(shù)虎圖像虛擬仿真事業(yè)部提供如下實(shí)驗(yàn)室解決方案：】 數(shù)虎圖像是國內(nèi)最早從事虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究和制作的高新企業(yè)，在深圳、北京、美國、日本都擁有分公司，數(shù)虎圖像不斷吸收和學(xué)習(xí)國外最先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面擁有一整套最優(yōu)化解決方案。

一、數(shù)字城市系統(tǒng)

城市規(guī)劃演示廳也被稱之為數(shù)字城市實(shí)驗(yàn)室。其主要目標(biāo)和功能是提供城市規(guī)劃、城市市政管理、房地產(chǎn)開發(fā)與管理、旅游規(guī)劃以及數(shù)字地球（城市）的仿真模擬教學(xué)和科研平臺。

數(shù)虎圖像憑借雄厚實(shí)力制作了國內(nèi)最大的數(shù)字城市項(xiàng)目，可以為您提供數(shù)字內(nèi)容制作和環(huán)幕硬件展示系統(tǒng)整體解決方案。

(數(shù)虎圖像城市規(guī)劃演示系統(tǒng)—數(shù)字城市實(shí)驗(yàn)室截圖)

二、旅游導(dǎo)游實(shí)驗(yàn)室

導(dǎo)游培訓(xùn)：培養(yǎng)熟練和優(yōu)秀的導(dǎo)游是旅游專業(yè)的教學(xué)目標(biāo)，但是旅游專業(yè)學(xué)校又面臨教學(xué)過程中實(shí)習(xí)資源匱乏、而實(shí)地參觀成本又高的難題。數(shù)虎圖像旅游虛擬仿真系統(tǒng)從導(dǎo)游和旅游專業(yè)特點(diǎn)出發(fā)，按照旅游專業(yè)的教學(xué)要求和實(shí)施特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出適用于導(dǎo)游實(shí)訓(xùn)、旅游模擬、旅游規(guī)劃、信息查詢，景區(qū)導(dǎo)航，景區(qū)切換等功能模塊。為旅游專業(yè)學(xué)校提供一站式解決方案。

（數(shù)虎圖像制作的旅游仿真實(shí)驗(yàn)室）

三、物流仿真實(shí)驗(yàn)室

（物流仿真實(shí)驗(yàn)室）

學(xué)校教育，由于受到諸多條件的限制，大部分內(nèi)容還停留在以書本為主的教學(xué)體系上。部分學(xué)校的學(xué)生現(xiàn)在能夠在大三和大四年級，獲得公司實(shí)習(xí)的機(jī)會，但是由于時間和實(shí)習(xí)單位的工作人員業(yè)務(wù)繁忙等原因情況，學(xué)生了解到的內(nèi)容比較片面，了解到的業(yè)務(wù)單證也比較少，實(shí)踐機(jī)會少，學(xué)生對業(yè)務(wù)的認(rèn)識程度仍然相當(dāng)?shù)?，缺乏感性認(rèn)識。在走出學(xué)校前，為了使學(xué)生對整個的口岸物流有全面和相對深入的了解。數(shù)虎圖像聯(lián)合業(yè)內(nèi)人士，根據(jù)市場需求，可以為物流專業(yè)實(shí)驗(yàn)室提供：3D倉儲模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)、3D運(yùn)輸模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)、3D第三方物流模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)、3D集裝箱與堆場模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)和3D供應(yīng)鏈模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)等一系列解決方案。

四、虛擬維修拆卸實(shí)驗(yàn)室

數(shù)虎圖像虛擬拆卸維修實(shí)驗(yàn)室，充分的利用了數(shù)虎圖像開發(fā)的這套虛擬拆裝模擬培訓(xùn)系統(tǒng)，可以結(jié)合大屏幕提供給更多需要虛擬拆卸和虛擬維修以及虛擬組裝的客戶，讓更多的人一起集中練習(xí)，提高培訓(xùn)的效率更加節(jié)省成本。

五、虛擬手術(shù)實(shí)驗(yàn)室

虛擬手術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)很高端的應(yīng)用。國外已經(jīng)可以利用傳感設(shè)備進(jìn)行醫(yī)學(xué)學(xué)員的培訓(xùn)教學(xué)，甚至已經(jīng)真正的做到了遠(yuǎn)程虛擬手術(shù)的效果。國內(nèi)目前還沒有這樣的水平，不過數(shù)虎圖像和科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合，制作出人體的內(nèi)部的三維模型和一些互動式的動作，同樣能滿足培訓(xùn)學(xué)員和手術(shù)新手的需要。

六、仿真駕駛實(shí)驗(yàn)室

虛擬駕駛，也被稱為汽車駕駛仿真，或汽車模擬駕駛。數(shù)虎圖像利用三維圖像即時生成技術(shù)、汽車動力學(xué)仿真物理系統(tǒng)、大視場顯示技術(shù)（如多通道立體投影系統(tǒng)）、六自由度運(yùn)動平臺（或三自由度運(yùn)動平臺）、用戶輸入硬件系統(tǒng)、立體聲音響、中控系統(tǒng)等，讓體驗(yàn)者在一個虛擬的駕駛環(huán)境中，感受到接近真實(shí)效果的視覺、聽覺和體感的汽車駕駛體驗(yàn)。

【數(shù)虎圖像對于國內(nèi)教學(xué)型虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的幾點(diǎn)建議】 通常，一部分用戶并不重視虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)平臺和虛擬現(xiàn)實(shí)控制系統(tǒng)部分，而該部分在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中恰恰又是非常重要的，一個完善的集成控制手段能使用戶很方便的使用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，并能將虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中各個部分的功能充分地發(fā)揮出來，如果沒有集成控制系統(tǒng)這部分，往往造成整個虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)利用率低、系統(tǒng)管理困難、系統(tǒng)穩(wěn)定性差、協(xié)同工作能力低下等等一系列問題。還有就是虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)平臺的采用上，最好采用通用性強(qiáng)的能和國際接軌的的虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)平臺，并注意以下幾個方面：

1、用“平民化”的技術(shù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)型虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和應(yīng)用

2、更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念,重新認(rèn)識虛擬實(shí)驗(yàn)室

3、切合實(shí)際，合理選擇開發(fā)技術(shù)平臺

第二篇：虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)備搭建和內(nèi)容制作整體解決方案

圖像提供虛擬仿真教學(xué)硬件設(shè)備搭建和內(nèi)容制作整體解決方案

【虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)系統(tǒng)組成】：

建立一個完整的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是成功進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的關(guān)鍵，而要建立一個完整的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，首先要做的工作是選擇確實(shí)可行的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)解決方案。

圖像根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的內(nèi)在含義和技術(shù)特征，并結(jié)合多年的虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，最新推出的虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)系統(tǒng)提供以下組成：

虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)平臺：

一個完整的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)都需要有一套功能完備的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用開發(fā)平臺，一般包括兩個部分，一是硬件開發(fā)平臺，即高性能圖像生成及處理系統(tǒng)，通常為高性能的圖形計(jì)算機(jī)或虛擬現(xiàn)實(shí)工作站；另一部分為軟件開發(fā)平臺，即面向應(yīng)用對象的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用軟件開發(fā)平臺。開發(fā)平臺部分是整個虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的核心部分，負(fù)責(zé)整個VR場景的開發(fā)、運(yùn)算、生成,是整個虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)最基本的物理平臺，同時連接和協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)的其它各個子系統(tǒng)的工作和運(yùn)轉(zhuǎn)，與他們共同組成一個完整的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)開發(fā)平臺部分在任何一個虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中都不可缺少，而且至關(guān)重要。虛擬現(xiàn)實(shí)顯示系統(tǒng)： ·高性能圖像生成及處理系統(tǒng) ·具有沉浸感的虛擬三維顯示系統(tǒng)

在虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)中，通常有多種顯示系統(tǒng)或設(shè)備，比如：大屏幕監(jiān)視器、頭盔顯示器、立體顯示器和虛擬三維投影顯示系統(tǒng)，而虛擬三維投影顯示系統(tǒng)則是目前應(yīng)用最為廣泛的系統(tǒng)，因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)要求應(yīng)用系統(tǒng)具備沉浸性，而在這些所有的顯示系統(tǒng)或設(shè)備中，虛擬三維投影顯示系統(tǒng)是最能滿足這項(xiàng)功能要求的系統(tǒng)，因此，該種系統(tǒng)也最受廣大專業(yè)仿真用戶的歡迎。虛擬三維投影顯示系統(tǒng)是目前國際上普遍采用的虛擬現(xiàn)實(shí)和視景仿真實(shí)現(xiàn)手段和方式，也是一種最典型、最實(shí)用、最高級別的投入型虛擬現(xiàn)實(shí)顯示系統(tǒng)。這些高度逼真三維顯示系統(tǒng)的高度臨場感和高度參與性最終使參與者真正實(shí)現(xiàn)與虛擬空間的信息交流與現(xiàn)實(shí)構(gòu)想。

虛擬現(xiàn)實(shí)交互系統(tǒng)

多自由度實(shí)時交互是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最本質(zhì)的特征和要求之一，也是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的精髓，離開實(shí)時交互，虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用將失去其存在的價值和意義，這也是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與三維動畫和多媒體應(yīng)用的最根本的區(qū)別。在虛擬現(xiàn)實(shí)交互應(yīng)用中通常會借助于一些面向特定應(yīng)用的特殊虛擬外設(shè)，它們主要是6自由度虛擬交互系統(tǒng)，比如：力或觸覺反饋系統(tǒng)、數(shù)據(jù)手套、位置跟蹤器或6自由度空間鼠標(biāo)、操縱桿等等。

虛擬現(xiàn)實(shí)集成控制 一個大型的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)包括很多組成部分，比如:多臺投影機(jī)、音響系統(tǒng)以及多路視頻的輸入和切換,甚至是輔助的燈光和窗簾,這些都需要方便的控制和管理,每個部分又包括很多產(chǎn)品和設(shè)備，這些產(chǎn)品設(shè)備之間需要相互連接、相互依賴，彼此之間協(xié)同工作。然而，這樣一個復(fù)雜的系統(tǒng)要順利地運(yùn)行并能夠協(xié)同工作，就需要進(jìn)行管理，集成控制系統(tǒng)便是承擔(dān)該項(xiàng)工作的載體，有了集成管理控制系統(tǒng)，上述一系列工作通過簡單的遙控器就可完成整個操作過程。

通常，一部分用戶并不重視這個部分，而該部分在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中恰恰又是非常重要的，一個完善的集成控制手段能使用戶很方便的使用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，并能將虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中各個部分的功能充分地發(fā)揮出來，如果沒有集成控制系統(tǒng)這部分，往往造成整個虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)利用率低、系統(tǒng)管理困難、系統(tǒng)穩(wěn)定性差、協(xié)同工作能力低下等等一系列問題。

在通常的集成控制系統(tǒng)中最典型的設(shè)備就是中央控制系統(tǒng)或矩陣系統(tǒng)（如圖），這些設(shè)備功能強(qiáng)大、操作簡單、使用便捷、管理方便，它是整個虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)有效管理和運(yùn)行的基本保障。【虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)設(shè)備配備】

虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括 ：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征之一就是人機(jī)之間的交互性.為了實(shí)現(xiàn)人機(jī)之間的充分交換信息，必須設(shè)計(jì)特殊輸入和演示設(shè)備，以影響各種操作和指令，且提供反饋信息，實(shí)現(xiàn)真正生動的交互效果。不同的項(xiàng)目可以根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用可以有選擇的使用這些工具，主要包括：VR系列虛擬現(xiàn)實(shí)工作站、立體投影、立體眼鏡或頭盔顯示器、三維空間跟蹤定位器、數(shù)據(jù)手套、3D立體顯示器、三維空間交互球、多通道環(huán)幕系統(tǒng)、建模軟件等。

數(shù)據(jù)傳感手套

觀察者還可借助數(shù)據(jù)手套等設(shè)備來操縱虛擬場景中的對象，數(shù)據(jù)手套中裝有許多光纖傳感器，能夠感知手指關(guān)節(jié)的彎曲狀態(tài)，觀察者通過手指的活動來實(shí)現(xiàn)與虛擬場景交互作用數(shù)據(jù)手套是一種多模式的虛擬現(xiàn)實(shí)硬件，通過軟件編程，可進(jìn)行虛擬場景中物體的抓取,移動,旋轉(zhuǎn)等動作，也可以利用它的多模式性，用作一種控制場景漫游的工具。數(shù)據(jù)手套的出現(xiàn)，為虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)提供了一種全新的交互手段，目前的產(chǎn)品已經(jīng)能夠檢測手指的彎曲，并利用磁定位傳感器來精確地定位出手在三維空間中的位置。這種結(jié)合手指彎曲度測試和空間定位測試的數(shù)據(jù)手套被稱為”真實(shí)手套”，可以為用戶提供一種非常真實(shí)自然的三維交互手段。在虛擬裝配和醫(yī)療手術(shù)模擬中，數(shù)據(jù)手套是不可缺少的虛擬現(xiàn)實(shí)硬件的一個組成部分。

立體眼鏡

三維眼鏡是用于觀看立體游戲場景、立體電影、仿真效果的計(jì)算機(jī)裝置，是基于頁交換模式(Pagefilp)的虛擬現(xiàn)實(shí)立體眼鏡，分有線和無線兩種，是目前最為流行和經(jīng)濟(jì)適用的VR觀察設(shè)備?；陧摻粨Q模式(Pagefilp)的立體眼鏡，分有線和無線兩種。均為圖形工作站用立體眼鏡（Shutterglasses）許多專業(yè)軟件都支持CrystalEyes，如機(jī)械CAD、產(chǎn)品可視化、仿真、分子建模、地理信息系統(tǒng)/測繪和醫(yī)學(xué)成象等。彩色圖像真實(shí)、高分辨率。

頭盔顯示器

無論是要求在現(xiàn)實(shí)世界的視場上同時看到需要的數(shù)據(jù)，還是要體驗(yàn)視覺圖像變化時全身心投入的臨場感，模擬訓(xùn)練、3D游戲、遠(yuǎn)程醫(yī)療和手術(shù)，或者是利用紅外、顯微鏡、電子顯微鏡來擴(kuò)展人眼的視覺能力，頭盔顯示器都得到了應(yīng)用。比如軍事上在車輛、飛機(jī)駕駛員以及單兵作戰(zhàn)時的命令傳達(dá)、戰(zhàn)場觀察、地形查看、夜視系統(tǒng)顯示、車輛和飛機(jī)的炮瞄系統(tǒng)等需要信息顯示的，都可以采用頭盔顯示器。在CAD/CAM操作上，HMD使操作者可以遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)，比如局部數(shù)據(jù)清單、工程圖紙、產(chǎn)品規(guī)格等。波音公司在采用虛擬現(xiàn)實(shí)硬件技術(shù)進(jìn)行波音777飛機(jī)設(shè)計(jì)時，頭盔顯示器就得到了應(yīng)用

三維空間跟蹤儀

三維空間跟蹤定位器是用于空間跟蹤定位的裝置，一般與其他VR設(shè)備結(jié)合使用，如：數(shù)據(jù)頭盔、立體眼鏡、數(shù)據(jù)手套等，使參與者在空間上能夠自由移動、旋轉(zhuǎn)，不局限于固定的空間位置，操作更加靈活、自如、隨意。產(chǎn)品有六個自由度和三個自由度之分。

3D立體顯示器

3D立體顯示器是一項(xiàng)新的虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品，過去的立體顯示和立體觀察都是在CRT監(jiān)視器上戴上液晶光閥的立體眼鏡進(jìn)行觀看，并且需要通過高技術(shù)編程開發(fā)才能實(shí)現(xiàn)立體現(xiàn)實(shí)和立體觀察。而立體顯示器則擺脫以往該項(xiàng)技術(shù)需求，不需要任何編程開發(fā)，只要您有三維模型，就可以實(shí)現(xiàn)三維模型的立體顯示，只要用肉眼即觀察到突出的立體顯示效果，不需要帶任何立體眼鏡設(shè)備；同時，它也可以實(shí)現(xiàn)視頻圖像（如立體電影）的立體顯示和立體觀察，同樣也無須戴任何立體眼鏡

虛擬現(xiàn)實(shí)工作站

立體投影

立體投影儀，其構(gòu)成中包括殼體、投影儀、偏振鏡片、投影屏，投影屏和投影儀分別位于殼體前、后方，偏振鏡片位于投影儀的投影鏡頭前面，投影儀和偏振鏡片的數(shù)量各為2個，2個投影儀的水平軸線相交、投影圖像在投影屏上重合。圖像提供了一種結(jié)構(gòu)簡單的立體投影設(shè)備，可適宜多種場所，具有觀看距離遠(yuǎn)，不易損傷視力，無輻射的安全使用性能，特別適宜作為家用立體投影設(shè)備使用。

多通道立體環(huán)幕系統(tǒng)

多通道環(huán)幕（立體）投影系統(tǒng)是指采用多臺投影機(jī)組合而成的多通道大屏幕展示系統(tǒng)，它比普通的標(biāo)準(zhǔn)投影系統(tǒng)具備更大的顯示尺寸、更寬的視野、更多的顯示內(nèi)容、更高的顯示分辨率，以及更具沖擊力和沉浸感的視覺效果。該系統(tǒng)可以應(yīng)用于教學(xué)、視頻播放、電影播放（現(xiàn)在很多影視院采用這種方式）等。多通道環(huán)幕（立體）投影系統(tǒng)由于其技術(shù)含量高、價格昂貴，以前一般用于虛擬仿真、系統(tǒng)控制和科學(xué)研究，近來開始向科博館、展覽展示、工業(yè)設(shè)計(jì)、教育培訓(xùn)、會議中心等專業(yè)領(lǐng)域發(fā)展。其中，院校和科博館是該技術(shù)的最大應(yīng)用場所。這種全新的視覺展示技術(shù)更能彰顯科博館的先進(jìn)性和創(chuàng)新性，在今后若干年內(nèi)不會被淘汰。

【 圖像虛擬仿真事業(yè)部提供如下教學(xué)解決方案：】

圖像是國內(nèi)最早從事虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究和制作的高新企業(yè)，在深圳、北京、美國、日本都擁有分公司，圖像不斷吸收和學(xué)習(xí)國外最先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)建設(shè)方面擁有一整套最優(yōu)化解決方案。

一、數(shù)字城市系統(tǒng)

城市規(guī)劃演示廳也被稱之為數(shù)字城市教學(xué)。其主要目標(biāo)和功能是提供城市規(guī)劃、城市市政管理、房地產(chǎn)開發(fā)與管理、旅游規(guī)劃以及數(shù)字地球（城市）的仿真模擬教學(xué)和科研平臺。

圖像憑借雄厚實(shí)力制作了國內(nèi)最大的數(shù)字城市項(xiàng)目，可以為您提供數(shù)字內(nèi)容制作和環(huán)幕硬件展示系統(tǒng)整體解決方案。

(圖像城市規(guī)劃演示系統(tǒng)—數(shù)字城市教學(xué)截圖)

二、旅游導(dǎo)游教學(xué)

導(dǎo)游培訓(xùn)：培養(yǎng)熟練和優(yōu)秀的導(dǎo)游是旅游專業(yè)的教學(xué)目標(biāo)，但是旅游專業(yè)學(xué)校又面臨教學(xué)過程中實(shí)習(xí)資源匱乏、而實(shí)地參觀成本又高的難題。圖像旅游虛擬仿真系統(tǒng)從導(dǎo)游和旅游專業(yè)特點(diǎn)出發(fā)，按照旅游專業(yè)的教學(xué)要求和實(shí)施特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出適用于導(dǎo)游實(shí)訓(xùn)、旅游模擬、旅游規(guī)劃、信息查詢，景區(qū)導(dǎo)航，景區(qū)切換等功能模塊。為旅游專業(yè)學(xué)校提供一站式解決方案。

（圖像制作的旅游仿真教學(xué)）

三、物流仿真教學(xué)

（物流仿真教學(xué)）

學(xué)校教育，由于受到諸多條件的限制，大部分內(nèi)容還停留在以書本為主的教學(xué)體系上。部分學(xué)校的學(xué)生現(xiàn)在能夠在大三和大四年級，獲得公司實(shí)習(xí)的機(jī)會，但是由于時間和實(shí)習(xí)單位的工作人員業(yè)務(wù)繁忙等原因情況，學(xué)生了解到的內(nèi)容比較片面，了解到的業(yè)務(wù)單證也比較少，實(shí)踐機(jī)會少，學(xué)生對業(yè)務(wù)的認(rèn)識程度仍然相當(dāng)?shù)?，缺乏感性認(rèn)識。在走出學(xué)校前，為了使學(xué)生對整個的口岸物流有全面和相對深入的了解。圖像聯(lián)合業(yè)內(nèi)人士，根據(jù)市場需求，可以為物流專業(yè)教學(xué)提供：3D倉儲模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)、3D運(yùn)輸模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)、3D第三方物流模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)、3D集裝箱與堆場模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)和3D供應(yīng)鏈模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)等一系列解決方案。

四、虛擬維修拆卸教學(xué)

圖像虛擬拆卸維修教學(xué)，充分的利用了 圖像開發(fā)的這套虛擬拆裝模擬培訓(xùn)系統(tǒng)，可以結(jié)合大屏幕提供給更多需要虛擬拆卸和虛擬維修以及虛擬組裝的客戶，讓更多的人一起集中練習(xí)，提高培訓(xùn)的效率更加節(jié)省成本。

五、虛擬手術(shù)教學(xué)

虛擬手術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)很高端的應(yīng)用。國外已經(jīng)可以利用傳感設(shè)備進(jìn)行醫(yī)學(xué)學(xué)員的培訓(xùn)教學(xué)，甚至已經(jīng)真正的做到了遠(yuǎn)程虛擬手術(shù)的效果。國內(nèi)目前還沒有這樣的水平，不過 圖像和科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合，制作出人體的內(nèi)部的三維模型和一些互動式的動作，同樣能滿足培訓(xùn)學(xué)員和手術(shù)新手的需要。

六、仿真駕駛教學(xué)

虛擬駕駛，也被稱為汽車駕駛仿真，或汽車模擬駕駛。圖像利用三維圖像即時生成技術(shù)、汽車動力學(xué)仿真物理系統(tǒng)、大視場顯示技術(shù)（如多通道立體投影系統(tǒng)）、六自由度運(yùn)動平臺（或三自由度運(yùn)動平臺）、用戶輸入硬件系統(tǒng)、立體聲音響、中控系統(tǒng)等，讓體驗(yàn)者在一個虛擬的駕駛環(huán)境中，感受到接近真實(shí)效果的視覺、聽覺和體感的汽車駕駛體驗(yàn)?！?圖像對于國內(nèi)教學(xué)型虛擬教學(xué)建設(shè)的幾點(diǎn)建議】

通常，一部分用戶并不重視虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)平臺和虛擬現(xiàn)實(shí)控制系統(tǒng)部分，而該部分在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中恰恰又是非常重要的，一個完善的集成控制手段能使用戶很方便的使用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，并能將虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中各個部分的功能充分地發(fā)揮出來，如果沒有集成控制系統(tǒng)這部分，往往造成整個虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)利用率低、系統(tǒng)管理困難、系統(tǒng)穩(wěn)定性差、協(xié)同工作能力低下等等一系列問題。還有就是虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)平臺的采用上，最好采用通用性強(qiáng)的能和國際接軌的的虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)平臺，并注意以下幾個方面：

1、用“平民化”的技術(shù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)型虛擬教學(xué)的建設(shè)和應(yīng)用

2、更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念,重新認(rèn)識虛擬教學(xué)

3、切合實(shí)際，合理選擇開發(fā)技術(shù)平臺

第三篇：上海海事大學(xué)公開航海虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室

上海海事大學(xué)公開航海虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室

2014-05-08 08:22:13來源：文匯報韓國“歲月號”事故的發(fā)生，讓社會的目光聚焦至客輪航行安全問題，同時也令公眾對航海技術(shù)人才的培養(yǎng)產(chǎn)生好奇——靠譜的航海人員，究竟是怎樣煉成的？昨天，上海海事大學(xué)首次公開了航海虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，這是教育部全國首批100個國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心之一。也正是在這個全球規(guī)模最大的航海虛擬仿真教學(xué)平臺，學(xué)生們必須在這里“修煉”合格才能畢業(yè)。

實(shí)驗(yàn)中心幾乎就是一艘巨輪

走進(jìn)模擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心最具特色的實(shí)驗(yàn)室“木蘭航運(yùn)仿真中心”，一塊大型三維180度實(shí)景航海屏幕映入眼簾，“艙”外風(fēng)浪翻滾、船來船往，仿佛置身于大海之上。兩名學(xué)生正立于屏幕前進(jìn)行航海模擬操作。“Midship(正舵)！”“船長”一聲令下，“輪機(jī)長”迅速轉(zhuǎn)動船舵拉直舵向。據(jù)上海海事大學(xué)商船學(xué)院院長肖英杰介紹，實(shí)驗(yàn)室里配備有全任務(wù)船舶操縱模擬器、船舶交通服務(wù)系統(tǒng)模擬器、航海雷達(dá)(產(chǎn)品庫 求購 供應(yīng))模擬器、航海儀器模擬器、海上無線電通訊模擬器、輪機(jī)模擬器等等仿真設(shè)備，幾乎就是一艘巨輪。

“每一位學(xué)生畢業(yè)前都要在實(shí)驗(yàn)室里操作一周，進(jìn)行綜合航行訓(xùn)練?！毙び⒔芨嬖V記者，“木蘭航運(yùn)仿真中心”共有8個操作室，每個操作室可容納4名學(xué)生。由船長們現(xiàn)場教授學(xué)生駕駛各類大中型商船。模擬器中有全世界主要港口和主要航道航行的數(shù)據(jù)，并且能模仿各類極端氣候，如大霧、雨雪條件下的航海環(huán)境。

出海前做好應(yīng)急培訓(xùn)很重要

在模擬室里，學(xué)生們進(jìn)行的訓(xùn)練包括正常航行、設(shè)備操作維護(hù)和應(yīng)急操作。其中，還要應(yīng)付無法通過實(shí)船完成的緊急情況反應(yīng)培訓(xùn)——船舶碰撞、油污、擱淺、失控，人員落水、生病……

“航海和人生一樣，沒有彩排?！毙び⒔苷f。在正式出海前做好應(yīng)急狀況下的培訓(xùn)很重要，航海類專業(yè)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)是受國際公約規(guī)范的必需環(huán)節(jié)。因此，在他看來，對于涉及高危或極端環(huán)境、不可及或不可逆的操作、高成本、高消耗、大型或綜合訓(xùn)練等情況的航海培訓(xùn)而言，虛擬現(xiàn)實(shí)、人機(jī)交互等技術(shù)下的高度仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)對象將是航海教育培訓(xùn)的必然趨勢。

上海海事大學(xué)航海實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心目前建有12個專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、6個綜合性實(shí)驗(yàn)室、1個水上訓(xùn)練中心、1個創(chuàng)新基地、2艘教學(xué)實(shí)習(xí)船(船型 船廠 買賣)，總投資近2億元，占地面積1600平方米，開設(shè)有57門實(shí)驗(yàn)課，承擔(dān)“航海技術(shù)”、“輪機(jī)工程”、“船舶電子電氣”等航海類本科專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，還有全國50％以上的海船船員適任評估考試和培訓(xùn)任務(wù)。

第四篇：虛擬仿真課程設(shè)計(jì)探討論文

摘要：本文分析了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)目前面臨的困難和問題，闡述了在中醫(yī)藥院校開設(shè)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的虛擬仿真課程的意義和任務(wù)，提出了綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的虛擬仿真課程開設(shè)的目標(biāo)和模式，使基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)擁有新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)補(bǔ)充模式，可有效地推動實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化建設(shè)，從而有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)；綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；虛擬仿真課程；設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是我校在國家政策號召下開設(shè)的一門用于培養(yǎng)創(chuàng)新型大學(xué)生的教學(xué)改革課程。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以將虛擬與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供新的方法。開設(shè)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的虛擬仿真課程可在一定程度上解決實(shí)驗(yàn)流程復(fù)雜學(xué)生不容易入手、實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)專業(yè)的限制的問題，同時提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并側(cè)重在綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面的培養(yǎng)。綜合設(shè)計(jì)性試驗(yàn)虛擬仿真課程是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的一種，創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式是提高中醫(yī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展趨勢[1-2]。

一基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)存在的問題

綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)具有時間長、費(fèi)用高、實(shí)驗(yàn)不確定因素多等特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)流程繁瑣，從實(shí)驗(yàn)宣講、課題設(shè)計(jì)、耗材申報、確定實(shí)驗(yàn)方案、預(yù)實(shí)驗(yàn)、正式實(shí)驗(yàn)、結(jié)項(xiàng)答辯每個環(huán)節(jié)都需要學(xué)生與帶教老師及實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備老師的配合才能完成。繁瑣的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生和老師之間的溝通出現(xiàn)問題，影響實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行。此外，由于專業(yè)開設(shè)的限制，部分專業(yè)學(xué)生不能得到相關(guān)的培養(yǎng)。有些學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，由于試劑或耗材的不安全性而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)不能開設(shè)，需要重新更改實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)方案難易參差不齊，較難觀察的實(shí)驗(yàn)結(jié)果打擊學(xué)生的積極性，同時也增加了帶教老師的指導(dǎo)難度[3]。

二開設(shè)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)虛擬仿真

課程的意義綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)旨在提高學(xué)生的綜合能力，使學(xué)生熟悉科研課題的開題、實(shí)驗(yàn)研究、結(jié)項(xiàng)等過程，為以后的科研實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。設(shè)置綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)虛擬仿真課程具有非常重要的意義，將實(shí)驗(yàn)的過程設(shè)計(jì)成虛擬仿真的模塊，學(xué)生通過操作模塊可以在短期內(nèi)熟悉實(shí)驗(yàn)各個環(huán)節(jié)，及其在每個環(huán)節(jié)中需要完成的任務(wù)、每個環(huán)節(jié)的溝通流程，極大的解決學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中不知該做什么、不知哪些能做的問題，并在一定程度上提高了效率。虛擬仿真課程開設(shè)后，學(xué)生將不受專業(yè)限制選擇該課程，進(jìn)行虛擬綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，并在相關(guān)評分體系及糾錯體系模塊中對實(shí)驗(yàn)課程的完成進(jìn)行評價和指導(dǎo)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循“虛實(shí)結(jié)合、能實(shí)不虛”的原則，在實(shí)驗(yàn)開設(shè)過程中，將一些有毒有害環(huán)節(jié)設(shè)置成虛擬模式，讓學(xué)生在掌握知識的同時又免受毒害，減輕對環(huán)境的污染。

三設(shè)計(jì)模塊及流程

綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)虛擬仿真課程的設(shè)計(jì)應(yīng)按照實(shí)驗(yàn)流程的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)，共包括：范例參考、模擬實(shí)驗(yàn)、考核三個部分。范例參考是將往屆經(jīng)典案例按照模擬實(shí)驗(yàn)的流程完整列出，供學(xué)生進(jìn)行參考。其中模擬實(shí)驗(yàn)包括：實(shí)驗(yàn)宣講、課題設(shè)計(jì)、耗材申報、確定實(shí)驗(yàn)方案、預(yù)實(shí)驗(yàn)、正式實(shí)驗(yàn)、結(jié)項(xiàng)答辯七個模塊。實(shí)驗(yàn)宣講模塊中將學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)課題的研究方向等詳細(xì)列出，在本模塊結(jié)束時對學(xué)生進(jìn)行考核，加強(qiáng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)的理解和重視程度。課題設(shè)計(jì)模塊中主要指導(dǎo)學(xué)生如何查找資料、如何填寫立項(xiàng)依據(jù)、如何辨別課題的創(chuàng)新性和新穎性，如何將所有的課題思路設(shè)計(jì)成一個完整規(guī)范的實(shí)驗(yàn)方案。在本模塊結(jié)束時對學(xué)生進(jìn)行考核，考核的內(nèi)容是在查找資料、立項(xiàng)依據(jù)、課題的創(chuàng)新性和新穎性方面出題，讓學(xué)生用模塊中指導(dǎo)的方法進(jìn)行判斷，以提高學(xué)生的動手動腦能力，學(xué)以致用。耗材申報方面對申報的每一種耗材，在備注欄里列出詳細(xì)需要的用量及依據(jù)、參考書、參考文獻(xiàn)等，做到盡可能的節(jié)儉，同樣在模塊結(jié)束時對學(xué)生進(jìn)行考核，列出一些實(shí)驗(yàn)的耗材、試劑和藥物的用量，讓學(xué)生進(jìn)行計(jì)算和判斷。確定實(shí)驗(yàn)方案模塊是有帶教老師對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行審核提出修改意見，由學(xué)生進(jìn)行修改經(jīng)帶教老師審核結(jié)束后方可進(jìn)入下一步實(shí)驗(yàn)。預(yù)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)主要是讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)操作，如煎藥時應(yīng)先浸泡多長時間、煎煮火候、藥物濃縮等，以及給藥劑量的計(jì)算，實(shí)驗(yàn)觀察指標(biāo)的觀察方法、試劑盒的使用方法、各種儀器的操作方法等，讓學(xué)生熟悉并掌握；并在本模塊結(jié)束時就給藥劑量計(jì)算、試劑盒的使用方法、各種儀器的操作方法進(jìn)行考核。正式實(shí)驗(yàn)中嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)方案的流程進(jìn)行試驗(yàn)，并在此項(xiàng)中增加對團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識的考核，對可同時開展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行分工合作，考核學(xué)生是否能在規(guī)定的時間內(nèi)同時完成多個實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；并在本模塊結(jié)束時就團(tuán)隊(duì)協(xié)作效率，給藥劑量計(jì)算、試劑盒的使用方法、各種儀器的操作方法的熟練程度進(jìn)行考核。結(jié)項(xiàng)答辯環(huán)節(jié)中是考核學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)后對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理、實(shí)驗(yàn)報告的撰寫、答辯PPT的制作等能力。同時在每個模塊結(jié)束時，由帶教老師進(jìn)行審核、提出修改意見并進(jìn)行指導(dǎo)。

四設(shè)計(jì)過程中存在的主要問題

綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)虛擬課程學(xué)生不能在短時間內(nèi)完成，要讓學(xué)生能堅(jiān)持完成這個實(shí)驗(yàn)還缺乏一個有效的監(jiān)督體系和獎勵機(jī)制。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)復(fù)雜，設(shè)計(jì)模塊較多，項(xiàng)目復(fù)雜，學(xué)生設(shè)計(jì)思路較廣，如何能夠使軟件正常運(yùn)行是一個較難解決的技術(shù)問題。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原則是“虛實(shí)結(jié)合、能實(shí)不虛”，如何將虛擬課程與傳統(tǒng)課程有機(jī)結(jié)合是需要重點(diǎn)研究的問題，對虛實(shí)及虛實(shí)結(jié)合的環(huán)節(jié)的判斷，是亟待解決的問題。作為一個非必修課程，我們還應(yīng)在如何調(diào)動學(xué)生參與的積極性方面進(jìn)行努力。

五展望

虛擬仿真教學(xué)是互聯(lián)網(wǎng)時代的特定產(chǎn)物，它不能取代傳統(tǒng)教學(xué)，同時虛擬仿真綜合設(shè)計(jì)性試驗(yàn)課程也不能取代傳統(tǒng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程，而是將其融入到傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中與其結(jié)合，實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生綜合素質(zhì)的目標(biāo)。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)虛擬課程目前處于設(shè)計(jì)階段，還存在很多未發(fā)現(xiàn)的問題，任何的改革都不會輕易成功，需要許多人的付出和堅(jiān)持不懈，在實(shí)踐中進(jìn)一步探索和完善，以推動和促進(jìn)我校教學(xué)質(zhì)量的提升。

參考文獻(xiàn)

[1]賈永森,田福玲,齊峰,吳范武,馬會霞,高秀娟.中醫(yī)理論實(shí)驗(yàn)課優(yōu)化與整合初探[J].中醫(yī)學(xué)報,2011,09:1054-1055.[2]張紫娟,閆秀娟,杜彩霞.開設(shè)“基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”全面提升學(xué)生能力[J].中醫(yī)藥管理雜志,2015,10:37-38.[3]張君勝,解慧梅,楊曉志等.高職動物微生物綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式實(shí)施與思考[J].畜牧獸醫(yī)雜志,2012,31(2):72-74.

第五篇：虛擬汽修仿真教學(xué)系統(tǒng)

虛擬汽修仿真教學(xué)系統(tǒng)

中國已成為全球汽車的第一大市場，快速發(fā)展的汽車工具為我國經(jīng)濟(jì)注入了一支強(qiáng)心劑，拉動了各個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，隨著我國汽車保有量的不斷攀升，另一個問題已經(jīng)浮出水面——汽車維修維護(hù)。

不僅是現(xiàn)有的4S店，社會上的各類大大小小的汽車維修店如雨后春筍般涌現(xiàn)，而汽車維修維護(hù)人才卻極為缺乏，近年來汽車工業(yè)和汽車技術(shù)不斷發(fā)展，新能源汽車也不斷普及，對汽車的維修維護(hù)提出了更高的要求。作為汽修人才培養(yǎng)的主力：職業(yè)院校，如何解決社會汽修人才的問題，成為了最大的教學(xué)要求。

汽車作為一個高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，需要全面了解汽車的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理，才可能對維修維護(hù)有深刻的認(rèn)識和技能，利用先進(jìn)的IT技術(shù)，使用虛擬汽車教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)，對培養(yǎng)汽修人才有著巨大的促進(jìn)作用。

鳳凰創(chuàng)壹虛擬汽車教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)以3D互動方式直觀展現(xiàn)汽車的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，以及虛擬拆卸與安裝（每一步互動操作都有相應(yīng)的語音解說或提示）。并提供3D互動 故障診斷及考核功能。本系統(tǒng)包含汽車機(jī)械常識、汽車文化、汽車的美容與裝飾、汽車電子電工技術(shù)應(yīng)用、汽車結(jié)構(gòu)與拆裝、汽車使用日常維護(hù)、汽車的修理、汽車 性能檢測、汽車故障診斷九大模塊：（1）汽車機(jī)械常識包含量缸表的使用、曲軸的測量、汽缸的測量；（2）汽車文化包含汽車駕駛的演示和汽車駕駛的實(shí)訓(xùn)；（3）汽車的美容與裝飾章節(jié)包含的主要課程（汽車清洗、汽車護(hù)理、汽車漆膜修補(bǔ)、汽車車身裝飾、汽車室內(nèi)裝飾、車身電器的裝飾等）；（4）汽車電子電工技 術(shù)應(yīng)用主要包含電源系統(tǒng)繪制與連接、啟動系統(tǒng)繪制與連接、點(diǎn)火系統(tǒng)繪制與連接、照明系統(tǒng)繪制與連接；（5）汽車結(jié)構(gòu)與拆裝包含整車拆裝，發(fā)動機(jī)拆裝，發(fā)電 機(jī)拆裝，發(fā)電機(jī)拆裝（含工具），自動變速器原理，變速器內(nèi)部展示與拆裝，汽車整車展示與拆裝，汽車底盤展示與拆裝等（所有拆裝均包括：自動拆卸，自動安 裝，手動拆卸，手動安裝。其中自動拆卸，自動安裝是為了讓學(xué)員學(xué)習(xí)整個拆裝過程，手動拆卸，手動安裝是為了學(xué)員練習(xí)對所學(xué)拆裝步驟的熟悉度）；（6）汽車使用日常維護(hù)包含調(diào)整點(diǎn)火正時、交流發(fā)電機(jī)各部件的檢修、啟動機(jī)故障診斷與排除、前照明燈的檢查與排除、電動門窗故障診斷與調(diào)整等。（7）汽車的修理包 含汽油泵拆裝、分電器拆裝、曲柄連桿機(jī)構(gòu)拆裝、活塞環(huán)更換、噴油器拆裝、汽油機(jī)竣工驗(yàn)收、柴油機(jī)竣工驗(yàn)收、氣缸壓力的測量、變速器的拆裝、前橋拆裝、轉(zhuǎn)向 器拆裝桑塔納主減速器拆裝、東風(fēng)制動閥拆裝、交流發(fā)電機(jī)拆裝、分電器拆裝、四缸發(fā)動機(jī)拆裝、以及制冷劑進(jìn)行瀉放、添加及抽真空等常見汽車修理內(nèi)容；（8）汽車性能檢測功能模塊可讓學(xué)員在三維互動的場景中學(xué)習(xí)動手進(jìn)行制動性能檢測、燈光性能檢測、汽車尾氣性能檢測、側(cè)滑性能檢測、蓄電池性能檢測、交流發(fā)電機(jī) 性能檢測、啟動機(jī)性能檢測、點(diǎn)火性能檢測、點(diǎn)火能量檢測等性能檢測；（9）汽車故障診斷包含機(jī)械故障，電控故障，電器故障。機(jī)械故障主要檢查器件磨損間 隙，裂紋，變形，老化等故障（包括冷卻系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)，啟動系統(tǒng)，點(diǎn)火系統(tǒng)等故障）；電控故障檢查發(fā)動機(jī)控制和各個系統(tǒng)控制反饋信號的檢測，查看各個功能 傳感器的故障（防盜系統(tǒng)，燃油系統(tǒng)，排氣系統(tǒng)，點(diǎn)火系統(tǒng)，空氣供給系統(tǒng)等故障）；電器故障檢查各個系統(tǒng)的電器原件故障(如雨刮噴水系統(tǒng)，燈光照明系統(tǒng)，儀 表系統(tǒng)，啟動系統(tǒng)，充電系統(tǒng)，玻璃升降系統(tǒng)，電動后視鏡系統(tǒng)等故障)。本系統(tǒng)還提供排除故障過程中需要用到相關(guān)儀器儀表，例如：汽車故障檢測儀，示波表，千分尺，內(nèi)徑千分尺等三維互動模型。

在職業(yè)院校汽修專業(yè)中推廣和普及虛擬汽車維修維護(hù)培訓(xùn)系統(tǒng)，是汽修教學(xué)改革的一大進(jìn)步，不僅在教學(xué)方法是進(jìn)行了改革，在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式上都是巨大的進(jìn)步和變革，對我國大力發(fā)展汽修人才有巨大的推動作用。