VR实训室设计方案课件doc.docx
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VR实训室设计方案课件doc
虚拟现实技术实训室
设
计
方
案
二〇一九年三月
一、虚拟现实技术实训室概述.....................................................................................................2
(一)虚拟现实技术实训室原理................................................................................................2
(二)虚拟现实技术实训室的使用............................................................................................3
二、虚拟现实技术实训室的组成部分.........................................................................................4
三、虚拟现实的意义.....................................................................................................................4
(一)教育意义............................................................................................................................4
(二)实习实训意义....................................................................................................................6
四、建设内容................................................................................................................................6
(一)VR实训室的组成部分.....................................................................................................7
1、VR软件应用系统......................................................................................................7
2、沉浸式虚拟三维显示系统........................................................................................7
3、沉浸式虚拟现实交互系统........................................................................................7
(二)VR实训室建设...............................................................................................................13
1
一、虚拟现实技术实训室概述
(一)虚拟现实技术实训室原理
虚拟现实(VR-VirtualReality),也称虚拟实境,是一种
可以创建和体验虚拟世界的计算机系统,它利用计算机技术
生成一个逼真的、具有视、听、触等多种感知的虚拟环境,
用户通过使用各种交互设备,同虚拟环境中的实体相互作用,
使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真和信息交流,是一
种先进的数字化人机接口技术。
与传统的模拟技术相比,虚拟现实技术的主要特征是:
操作者能够真正进入一个由计算机生成的交互式三维虚拟
现实环境中,与之产生互动,进行交流。
通过参与者与虚拟
仿真环境的相互作用,并借助人本身对所接触事物的感知和
认知能力,帮助启发参与者的思维,以全方位地获取虚拟环
境所蕴涵的各种空间信息和逻辑信息。
沉浸/临场感和实时交互性是虚拟现实的实质性特征,对
时空环境的现实构想(即启发思维,获取信息的过程)是虚
拟现实的最终目的。
虚拟现实技术的先进特性使得该项技术应用于各行各
业的模拟仿真研究中,并切实有效地指导了生产实践。
自从
虚拟现实技术诞生以来,它已经在城市建设规划、军事模拟、
先进制造、地理信息系统、医学生物等领域中发挥了巨大的
经济、军事和社会效益。
虚拟现实技术在不远的将来就会像
2
当年的计算机一样应用于社会生产实践的各个领域,它与网
络、多媒体将并称为21世纪最具应用前景的三大技术。
随着虚拟现实技术的成熟,人们开始认识到虚拟现实在
教育领域的应用价值,它除了可以辅助高校的科研工作,在
实训体验教学方面也具有利用率高,易维护等诸多优点。
近
年来,国内的许多重点高校都根据自身科研和教学的需求建
立了虚拟现实技术实训室。
(二)虚拟现实技术实训室的使用
利用虚拟现实技术,以数字化信息为基础,对学校的教
学、科研、管理和生活服务等所有信息资源进行全面的数字
化,最终实现教育的信息化,提高学校的办学水平和管理水
平。
虚拟现实技术实训室主要从事虚拟现实技术、可视化技
术、计算机网络、图形系统工具、图像信息处理、分布式系
统和人工智能等领域的科学研究和技术开发。
建设教学、科研、技术人员结构合理的虚拟仿真实验教
学团队,形成一支教育理念先进,学术水平高,教学科研能
力强,实践经验丰富,勇于创新的虚拟仿真实验教学和管理
队伍。
虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设和实验教学示
范中心建设的重要内容,是学科专业与信息技术深度融合的
产物。
虚拟仿真实验教学建设工作坚持“科学规划、共享资源、
3
突出重点、提高效益、持续发展”的指导思想,以全面提高高
校学生创新精神和实践能力为宗旨,以共享优质实验教学资
源为核心,以建设信息化实验教学资源为重点,分年度建设
一批具有示范、引领作用的虚拟现实技术实验教学中心,持
续推进实验教学信息化建设,推动高等学校实验教学改革与
创新。
二、虚拟现实技术实训室的组成部分
1、虚拟现实应用开发平台(包括软件开发平台和硬件
研发平台)
2、高性能图像生成及处理系统(高性能数字图像即时
演算系统)
3、沉浸式沉虚拟三维显示系统(头戴式虚拟现实显示
器)
4、沉浸式虚拟现实交互系统(数据手套、体感座椅、
交互控制器等)
5、数字化教学系统(投影、电子白板等)
三、虚拟现实的意义
利用虚拟现实技术,以数字化信息为基础,对部队的教
学、科研、管理和生活服务等所有信息资源进行全面的数字
化,最终实现训练的信息化,提高部队的训练水平和管理水
平。
(一)教育意义
4
虚拟仿真实验教学是信息化建设的重要内容,是信息技术
深度融合的产物。
虚拟仿真实验教学建设工作坚持“科学规划、
共享资源、突出重点、提高效益、持续发展”的指导思想,以
全面提创新精神和实践能力为宗旨,以共享优质实验教学资
源为核心,以建设信息化实验教学资源为重点,建设一批具
有示范、引领作用的虚拟现实技术实验教学中心,持续推进
实验教学信息化建设,推动教学改革与创新。
在传统教学中,长期以来人们不得不用抽象的概念表示
非常丰富的内容,如用平面图、剖面图、立面图等平面图形
成一些规定的符号来表示三维的立体建筑,用比较抽象的图
形和精练的语言来描述复杂的场景,以传递大量的信息。
但
这一种信息处理与传递方式受到信息接受者所从事的职业、
知识结构及理解能力的影响,交流起来非常困难。
虚拟现实技术的发展为我们克服这一困难提供了极其
有效的手段。
用虚拟现实既能表示真实的世界,也可以表示
虚拟的世界。
表示真实世界时,可以突破物理空间和时间的
约束,做到能“超越现实”;在表示虚拟世界时,又能使其中的
虚拟物体表示出三维逼真感,以达到身临其境的感受,最后
形成一种“人能沉浸其中、超越其上、进出自如、交互作用的
三维信息空间”。
VR技术为用户提供了一种新型的人机接口,
它利用计算机生成交互式三维环境,不仅使参与者能够感受
到景物或模型的逼真存在,并且对参与者的运动和操作做出
5
实时准确的响应。
引入VR实训室建设,将其沉浸性、交互性、自主性、
多感知性等特性融入教学过程中,以实训室为依托,基于“互
联网+”的手段实现教学模式创新、教学方法创新、教学内容
与实际同步。
(二)实习实训意义
VR实训室建设将极大程度上解决实训、课堂教学以实
际相互衔接,培养基础知识与专业职业技能的融合。
同时一
体化的思路引入,将使得教学的深度、系统化更强,培养职
业管理型人才及综合素质较高的专业技术人才的目标将更
加有利。
虚拟仿真实验教学依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数
据库和网络通讯等技术,构建高度仿真的虚拟实验环境和实
验对象,在虚拟环境中开展实验,达到教学大纲所要求的教
学效果。
虚拟仿真实验教学中心建设任务是实现真实实验不具备
或难以完成的教学功能。
在涉及高危或极端的环境、不可及
或不可逆的操作,高成本、高消耗、大型或综合训练等情况
时,提供可靠、安全和经济的实验项目。
虚拟仿真实验教学
中心建设应充分体现虚实结合、相互补充、能实不虚的原则。
四、建设内容
6
(一)VR实训室的组成部分
1、VR软件应用系统
定制开发型
2、沉浸式虚拟三维显示系统
在虚拟现实应用系统中,通常有多种显示系统或设备,
比如:
大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维
投影显示系统,而头盔显示器则是目前应用最为广泛的系统,
因为虚拟现实技术要求应用系统具备沉浸性,而在这些所有
的显示系统或设备中,头盔显示器是最能满足这项功能要求
的系统,因此,该种系统也最受广大专业仿真用户的欢迎。
头盔显示器是目前国际上普遍采用的虚拟现实和视景仿真
实现手段和方式,也是一种最典型、最实用、最高级别的投
入型虚拟现实显示系统。
这些高度逼真三维显示系统的高度
临场感和高度参与性最终使参与者真正实现与虚拟空间的
信息交流与现实构想。
3、沉浸式虚拟现实交互系统
多自由度实时交互是虚拟现实技术最本质的特征和要
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求之一,也是虚拟现实技术的精髓,离开实时交互,虚拟现
实应用将失去其存在的价值和意义,这也是虚拟现实技术与
三维动画和多媒体应用的最根本的区别。
在虚拟现实交互应
用中通常会借助于一些面向特定应用的特殊虚拟外设,它们
主要是6自由度虚拟交互系统,比如:
力或触觉反馈系统、
数据手柄、位置跟踪器或交互控制器等等。
VR技术的核心是通过计算机产生一种如同“身临其境”
的具有动态、声像功能的三维空间环境,而且使操作者能够
进入该环境,直接观测和参与该环境中事物的变化与相互作
用。
因此,将VR技术应用于建筑工程仿真研究,不但可以
使得该领域内的计算机仿真方法得到完善与发展,而且也将
大大提高设计与施工的逼真性、实效性和经济性。
8
设备名
参考图片设备参数配置价格用途
称
主要用cpuI78700
于展示
显卡Gtx2080
9000
相关
电脑
元
VR产
内存DDR432G
品的运
显示屏2k显示器
行环境。
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硬盘SSD500g
1、配有激光定位传感器;
2、产品类型头戴式显示设备;
主要用
3、分辨率单眼:
1200*1080像素,
刷新率:
90fps;HTC
于相关
18000
4、其他性能位置追踪的游戏控制
VIVE虚VR产
器,Steambox主机,内置陀螺仪、
元
拟头盔品的展
加速度计和激光定位传感器,追踪
精度0.1度供一个新的VivePhone
示;
Services的功能,可以接听回拨电
话、传讯息与看行事历的功能;
10
5、其他参数追踪位置:
4.5*4.5m;
6、体感控制器x2;
7、基站x2;
8、基站支架x2;
1、支持格式(高清):
2160p;
主要用
2、连接方式:
无线/网线;
于电脑
显示3、多屏互动:
支持;
2800
显示器
设备4、USB支持音频格式:
MP3;
元
的投射,
5、USB支持图片格式:
JPG;
方便观
6、底座配置:
内置底座;
看;
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7、可调节电视架/贴墙摆臂式多功
能挂架;
专业的3D开发及专业的培训,费
主要用
VR
用根据所选的设备而定,包括软件于体验
软件
开发所需Unity3D、3DMAX、
相关
交互
Photoshop等软件,保留二次开发VR产
系统
接口。
品操作
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(二)VR实训室建设
由于VR技术的特殊性,VR实训室可以选取一个实训
室进行改造。
也可直接在高端实训实训室中植入VR实训。
1.采购优质的高端品牌电脑、多媒体设备及LED曲面拼
接屏(或曲面投影),建立一个多功能的高端实训实训室
2.现场根据实训室大小进行布局,可采用传统条形桌椅、
环岛桌椅布局、五(六)边座椅布局、实现教、学、练;
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- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
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- VR 实训室 设计方案 课件 doc