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1、x x x x 技 术 学 院 VR 虚 现 实 仿 真 平 台 -建 设 方 案 2021 - 副 本精品资料VR智慧教室与汽车虚拟拆装仿真系统建设方案联系人：XXX联系方式：XXX日期：2021年5月13日仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2精品资料目录、建设背景71.1 相关政策导向71.2 虚拟现实系统简介9、虚拟现实系统方案总体设计 102.1 系统总体框架102.2 终端应用层122.2.1 大型沉浸式终端122.2.2 小型桌面级终端142.2.3 移动终端172.3 资源共享层172.3.1 编辑端182.3.1.1 数据导入整合182.3.1.2 场景编辑制作192.
2、3.2 渲染端232.3.2.1 可视化管理232.3.2.2 实时交互252.3.2.3 视频录制302.3.3 资源集中管理及共享平台3D Store302.4 数据接口层32三、XXX技术学院虚拟现实系统建设 333.1 建设目标333.2 建设原那么333.3 本期工程建设规划343.3.1 虚拟仿真实验教室建设343.3.1.1 实验教室总体规划仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢#精品资料343.3.1.2 虚拟现实 Cave系统363.3.1.3 桌面虚拟现实交互式教学系统423.3.2 VR虚拟教学/实训资源建设433.3.2.1 概述433.3.2.2 建设内容443.
3、3.2.2.1 发动机拆装443.3.2.2.2 底盘的拆装513.3.2.2.3 手动变速器拆装563.3.2.3 系统建设663.3.2.3.1 软件设计663.3.2.3.2 场景设计683.3.2.3.3 应用描述733.323.4 软件开发741.1 相关政策导向71.2 虚拟现实系统简介92.1 系统总体框架102.2 终端应用层122.2.1 大型沉浸式终端122.2.2 小型桌面级终端142.2.3 移动终端172.3 资源共享层172.3.1 编辑端182.3.1.1 数据导入整合182.3.1.2 场景编辑制作192.3.2 渲染端232.3.2.1 可视化管理232.3.
4、2.2 实时交互252.3.2.3 视频录制302.3.3 资源集中管理及共享平台3D Store302.4 数据接口层323.1 建设目标333.2 建设原那么333.3 本期工程建设规划343.3.1 虚拟仿真实验教室建设343.3.1.1 实验教室总体规划343.3.1.2 虚拟现实 Cave系统363.3.1.3 桌面虚拟现实交互式教学系统423.3.2 VR虚拟教学/实训资源建设433.3.2.1 概述433.3.2.2 建设内容443.3.2.3 系统建设66仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢#精品资料一、建设背景1.1 相关政策导向近年来，党中央、国务院高度重视教育信息
5、化工作。?国家中长期教育改 革和开展规划纲要2021-2021年?指出，“信息技术对教育开展具有革命 性影响，必须予以高度重视，并把“加快教育信息化进程单独作为一局部进行 了专门的阐述。在全国教育信息化工作电视 会议上，进一步全面深刻地阐 述了教育信息化的重要性，指出教育信息化是改革教育理念和模式的深刻革 命，是促进教育公平、提高质量的有效手段，是建设学习型社会的必由之路。国家发改委、工信部等部门在“宽带中国2021年专项行动方案、“信息惠民工 程等一系列国家重大工程中，都把教育信息化列为重点建设内容。其中比拟有代表性的政策条款有：1、?关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知?教高司
6、 函202194号中的：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 验教学中心建设工作坚持“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、引领作用的虚拟仿真实验教学中心，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。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，学生在虚拟环境中开展实 验，到
7、达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，高本钱、高消耗、 大型或综合训练等情况时，提供可靠、平安和经济的实验工程。虚拟仿真实验 教学中心建设应充分表达虚实结合、相互补充、能实不虚的原那么。2、?教育信息化十年开展规划(2021-2021) (教技20215号)中的: 以教育信息化带动教育现代化，是我国教育事业开展的战略选择。制定和实施?规划?，建设覆盖城乡各级各类学校的教育信息化体系，促进优质教育资源 普及共享，推进信息技术与教育教学深度融合，实现教育思想、理念、方法和 手段全方位创新，对
8、于提高教育质量、促进教育公平、构建学习型社会和人力 资源强国具有重大意义。各级教育行政部门和各级各类学校要高度重视，把教育信息化摆在支撑引 领教育现代化的战略地位，切实加强对?规划?实施工作的组织领导，广泛组 织开展学习，深刻理解教育信息化工作的重大意义和?规划?确定的指导思 想、工作方针、开展目标、开展任务、重点工程和政策措施，进一步增强加快 教育信息化进程的责任感、紧迫感和使命感。要加强统筹协调，制定政策措 施，加大资金投入，有力、有序推进?规划?的组织实施。要广泛开展宣传， 发动全社会关心和支持教育信息化工作。要落实工作责任，严格督查考核，切 实把?规划?提出的各项任务落到实处。虚拟仿真
9、实验教学是教育信息化建设的重要内容，是学科专业与信息技术 深度融合的产物。在国家的诸多政策导向的影响下，开始重视“科学规划、共享 资源、突出重点、提高效益、持续开展的指导思想，以全面提高学生实践能力 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，持续推进实验教学信息化建设，推动学校实验教学改革与创新。1.2 虚拟现实系统简介虚拟现实(Virtual Reality , VR),是一种可以创立和体验虚拟世界(Virtual World)的计算机系统，可以形成一种“人能沉浸其中、超越其上、进出自如、 交互作用的多维信息空间。VR技术利用计算机生成的交互式三维环境，不仅 使
10、参与者能够感到景物或模型十分逼真地存在，而且能对参与者的运动和操作 做出实时准确的响应。虚拟现实技术是综合性极强的高新信息技术，在艺术、 建筑、设计、新媒体、教育等很多领域都得到了广泛的应用。虚拟现实是高度开展的计算机技术在各种领域的应用过程中的结晶和反映，它具有以下主要特征：(1)依托众多专业学科的高度综合化；(2)用户的沉浸感、交互感；(3)系统或环境的大规模集成化；(4)数据表示的多样化和标准化，数据存储的大容量、数据传输的高速化与数据处理的分布式和并行化；(5)满足众多用户和关键用户的学习、实践和创新。作为虚拟现实技术的载体，虚拟现实系统具有缜密的组成和较高的结构复 杂度，归结来说，可
11、将其分为两大局部：以数字软件为根底的虚拟环境生成系 统，及以硬件为根底的人机交互系统。(1)虚拟环境生成系统是虚拟现实技术的主体局部，它依托于数码工作 站式的计算机硬件，主要涵盖虚拟现实图形数据库及三维数字模型生成软件 等，能够根据产品功能或者展示要求产生所需的、具有6个自由度的场景和设计实例，通过虚拟现实浏览器可全方位观看其造型、材质、色彩及结构等。虚 拟环境模型的建立既可以通过三维软件进行数字建模，还可以通过逆向工程 (RET)进行环境的反求。(2)人机交互技术是虚拟现实系统的显著特征，集中表达在视觉、听 觉、触觉三大方面。人机交互系统使得数据不再是单方向强制性地传递给用 户，用户可以借助
12、外延设备实现与虚拟环境的双向信息交流，并将用户的口令 或者所做修改以实时的方式显示出来。虚拟现实中的人机交互系统依靠显示设 备、位置追踪设备、操作控制设备等，使处于虚拟环境之中的使用者产生立体 式“沉浸感，使用户的动作和操作更加真实与自然，表达出人机交互系统的多 通道属性。二、虚拟现实系统方案总体设计2.1 系统总体框架整个虚拟现实系统分为三个层级。其中，终端应用层为用户提供了应用于 各种教学场所的虚拟现实硬件设备，是虚拟现实教学资源最终得以交互操作的 载体；资源共享层为用户提供了针对各种形式的虚拟现实教学资源的管理平仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢#精品资料台，方便用户集中调用；
13、数据接口层将虚拟现实系统与学校的教学平台结合起 来，通过接口开发，实现教学资源、课程管理、学生成绩等信息的互通。如下 图所示：终端应用层仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢#资源共享层VR视力页库数据接口层孜尧一管理平台实苑室管理平台整个虚拟现实系统具有以下特点:(1)终端应用层中不同体量的虚拟现实硬件设备，均有成熟的标准化产 品，硬件性能稳定，实施风险较小。(2)资源共享层中的各种形式的虚拟现实教学资源，均能由虚拟仿真设 计软件平台制作并调用，数据标准统一，同时能与终端应用层的硬件设备无缝 兼容，直接运行。(3)整体架构体系考虑到了后期的硬件升级以及软件内容的扩充，具有 很强的可延展
14、性。(4)该系统广泛应用于全国众多高校的虚拟仿真类实验教学中，覆盖率较高，有利于学校间的虚拟现实教学资源成果的共享。2.2 终端应用层为满足不同场合不同功能的应用，终端应用层共分为三种形式，分别是:大型沉浸式终端、小型桌面级终端、以及移动终端。2.2.1 大型沉浸式终端大型沉浸式终端，主要由多台工程级主动立体投影机，或小间距主动立体 显示屏，组成多通道的沉浸式虚拟现实环境。大型沉浸式终端，可安装在面积 较大的阶梯教室，满足在课堂教学中对较大虚拟场景的交互体验的应用需求， 例如机械类专业中的大型涡轮发动机、建筑类专业的楼板墙板搭建施工等等。 老师在讲台运用交互手柄，对沉浸式终端中的三维场景进行漫游、拆装、标注 等操作，通过这种全新的演示手段来辅助自己的课堂讲解；学生佩戴立体眼 镜，紧跟着老师的讲解思路，沉浸在虚拟的教学场景中，到达前所未有的上课 体验。大型沉浸式终端主要由以下几局部组成:(1)立体显示子系统：作为整个虚拟现实大型沉浸式终端的显示局部， 显示系统效果的好坏对整个系统表现的影响非常大。采用多台工程级的主动立 体投影机，提供高分辨率、高亮度的投影显示，提供稳定优质的可视化效果。(2)图形图像处理子系统：由于虚拟现实系统所采用的软件为实时渲染 的方式，占用较大空间资源，因此对计算机硬件的要求随之提高，当前虚拟系 统中的计算
