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1、目录目目 录：录：设计案例设计案例项目设计效果及平面布置图项目设计效果及平面布置图项目实施涉及产品、技术介绍项目实施涉及产品、技术介绍项目设计项目设计及应用及应用说明说明项目背景及需求分析项目背景及需求分析 项目团队项目团队实实训训室室方方案案需求分析项目背景及需求分析项目背景及需求分析学校实训教育面临的问题学校实训教育面临的问题? ?传统实训项目存在的问题传统实训项目存在的问题教育培训需要投入大量实体数控机床设备给学员进行实训，培训教育培训需要投入大量实体数控机床设备给学员进行实训，培训费用高，投资大；学员实际操作容易出现失误，导致机器磨损，费用高，投资大；学员实际操作容易出现失误，导致机器
2、磨损，产生大量的维护维修费用，造成经济损失。产生大量的维护维修费用，造成经济损失。传统实训大多为传统实训大多为“一对一一对一”的教学模式，大大增加了培的教学模式，大大增加了培训投资，且无法同时进行多人培训，降低了培训效率。训投资，且无法同时进行多人培训，降低了培训效率。在一些设备原理教育上，分解演示困难低在一些设备原理教育上，分解演示困难低直观性差，特别是大型部件、设备直观性差，特别是大型部件、设备技术、设备革新周期技术、设备革新周期长，无法紧跟社会发展需求长，无法紧跟社会发展需求问题？问题？虚拟现实在实验室中的应用虚拟现实在实验室中的应用随着虚随着虚拟现实技技术的成熟，全国各大院校开始的成熟
3、，全国各大院校开始认识到虚到虚拟实验室在教育室在教育领域的域的应用价用价值，它除了可以，它除了可以辅助高校的科助高校的科研工作，在研工作，在实验教学方面也具有很高的教学方面也具有很高的应用，如利用率高、用，如利用率高、操作性操作性强、易、易维护等等诸多多优。.近年来近年来,国内的国内的许多高校都多高校都根据自身科研和教学建立了符合自已教学根据自身科研和教学建立了符合自已教学规范的虚范的虚拟实验室。室。虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用体现和重要虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用体现和重要虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用体现和重要虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用体现和重要载体。载体。载体。载体。虚拟
4、现实具备的特征虚拟现实具备的特征感知感知性性重要特征重要特征成功的模拟环境应该成功的模拟环境应该达到使用户难以分辨达到使用户难以分辨真假的程度。真假的程度。虚拟系统中物体依据虚拟系统中物体依据物理定律动作的程度物理定律动作的程度。理想的虚拟实验室应理想的虚拟实验室应该具有人所具有的感该具有人所具有的感知功能。知功能。沉浸沉浸感感交交互性互性真真实性实性用户对模拟系统中物用户对模拟系统中物体可操作程度和从环体可操作程度和从环境得到反馈的自然程境得到反馈的自然程度（包括实时性）。度（包括实时性）。虚拟现实价值体现虚拟现实价值体现建立逼真的三维互动模型，通过高清显示设备系统呈建立逼真的三维互动模型，
5、通过高清显示设备系统呈现出来，给于学员身临其境的感觉，从而激发学员的现出来，给于学员身临其境的感觉，从而激发学员的学习兴趣，提高学员的动手操作能力学习兴趣，提高学员的动手操作能力系统支持多系统支持多人同时在现场学习，突人同时在现场学习，突破了破了传统教育限制，传统教育限制， 既既节约了培训时间节约了培训时间，提高提高培训培训效率，又降低效率，又降低对设备耗损对设备耗损系统具有系统具有可扩展性可扩展性，可以，可以随时增加随时增加数控机床数控机床 的虚的虚拟拓展模块，使拟拓展模块，使系统能紧系统能紧随随市场数控技市场数控技 术最新发术最新发展需展需求求虚拟实训教学价值体现虚拟实训教学价值体现 兴趣
6、和热情造就最好的学生在教兴趣和热情造就最好的学生在教学中采用虚拟现实教学系统，学中采用虚拟现实教学系统，可极大地激发学生们的学可极大地激发学生们的学习热情并极大地提高学习热情并极大地提高学生们的学习动力。生们的学习动力。动力动力质量质量一个完整的虚拟现实教学项目，一个完整的虚拟现实教学项目，在教师的多角度演示讲解之中，在教师的多角度演示讲解之中，极有利于学生的正确理解、极有利于学生的正确理解、 快速掌握和长期记忆，教快速掌握和长期记忆，教 学水平和教学质量自然学水平和教学质量自然得益良多。得益良多。效率效率虚拟现实展示，使虚拟现实展示，使学生由单纯的文字记学生由单纯的文字记忆变成视觉记忆和文字
7、记忆变成视觉记忆和文字记忆的结合，记忆保存程度高，忆的结合，记忆保存程度高，保存时间长；提高教学及学习保存时间长；提高教学及学习的效率。的效率。发展发展 进一步更新教育观念，进一步更新教育观念， 树立现代职业教育理念，树立现代职业教育理念， 充实了现代课程和教学改革充实了现代课程和教学改革 方向，使学校教育能时跟社会方向，使学校教育能时跟社会发展步伐。发展步伐。虚拟制造虚拟制造虚拟制造虚拟制造虚拟设计虚拟设计虚拟设计虚拟设计虚拟装配虚拟装配虚拟装配虚拟装配模拟驾驶、训练、演示、教学模拟驾驶、训练、演示、教学模拟驾驶、训练、演示、教学模拟驾驶、训练、演示、教学 虚拟医学工程（虚拟手术虚拟医学工程
8、（虚拟手术虚拟医学工程（虚拟手术虚拟医学工程（虚拟手术 / / / /解剖解剖解剖解剖 / / / /医学分析）医学分析）医学分析）医学分析）虚拟实训教学价值体现虚拟实训教学价值体现 方案设计分析建设目标建设目标 根据目前学校教学发展需求，本期建设目标是根据目前学校教学发展需求，本期建设目标是：应具有的功能应具有的功能1 1、满足教学要求，突出技能培养满足教学要求，突出技能培养。2 2、实训基地要成为产、学结合的平台。实训基地要成为产、学结合的平台。注：注：应与共享资源的企业共同努力，建立市场导向、共同建设、应与共享资源的企业共同努力，建立市场导向、共同建设、校企联动的运行机制，进一步实现生产
9、育人校企联动的运行机制，进一步实现生产育人1)1)承担学院的实习实训任务，突出实践技能与创新能力培养，体现为承担学院的实习实训任务，突出实践技能与创新能力培养，体现为服务教学的宗旨服务教学的宗旨;(2);(2)通过通过三维立体建模三维立体建模营造生产环境，培养学生工程营造生产环境，培养学生工程应用能力应用能力;(3);(3)体现素质教育，体现人文关怀体现素质教育，体现人文关怀;(4);(4)承担课程设计任务承担课程设计任务;(5);(5)服务社会，接纳校外实习实训任务。服务社会，接纳校外实习实训任务。(1)(1)为教师创造学习的空间，为学院培养大批急需的为教师创造学习的空间，为学院培养大批急需
10、的“双师型双师型”教教师师;(2);(2)为学生课外科技创新活动提供场所为学生课外科技创新活动提供场所;(3);(3)健全技能工种鉴定健全技能工种鉴定项目项目;(4);(4)进入企业，实现生产。进入企业，实现生产。虚拟现实实训室系统结构设计虚拟现实实训室系统结构设计具有沉浸感的虚拟现实三维立体显示系统具有沉浸感的虚拟现实三维立体显示系统面向应用对象的虚拟现实应用开发平台面向应用对象的虚拟现实应用开发平台 6 6自由度虚拟现实交互系统自由度虚拟现实交互系统中央集成应用控制系统中央集成应用控制系统系统结构设计虚拟现实实训室系统功能设计虚拟现实实训室系统功能设计系系统统功功能能6 6自由度实时交互功
11、能自由度实时交互功能 力反馈或触觉反馈功能力反馈或触觉反馈功能立体三维音效输出功能立体三维音效输出功能沉浸式立体显示沉浸式立体显示 二次开发功能二次开发功能方案设计虚拟现实三维立体显示系统虚拟现实三维立体显示系统通过集成虚拟仿真系统平台，应用环幕、高清设备等展通过集成虚拟仿真系统平台，应用环幕、高清设备等展示手段，逼真再现各种操作环境，丰富教学手段，成为示手段，逼真再现各种操作环境，丰富教学手段，成为学校实训的发展趋势学校实训的发展趋势。方案介绍弧幕立体投影系统弧幕立体投影系统1.三通道环幕立体投影系统介绍：三通道环幕立体投影系统介绍：三通道环幕立体投影系统，是指采用三通道环幕立体投影系统，是
12、指采用3 3台投影机，平行吊装方式组台投影机，平行吊装方式组合而成的大屏幕展示系统，三通道的环幕弧长合而成的大屏幕展示系统，三通道的环幕弧长8 8米，高米，高2.22.2，弧度为，弧度为120120左右。显示的分辨率在左右。显示的分辨率在2560*7682560*768左右。三通道环幕投影系统可以左右。三通道环幕投影系统可以用来播放视频、用来播放视频、PPTPPT、立体电影、虚拟仿真、立体电影、虚拟仿真VRVR案例等，可用于教学、演案例等，可用于教学、演示、工作汇报等。示、工作汇报等。2.三通道环幕对环境的要求：三通道环幕对环境的要求：多通道环幕要求房间的宽度不低于多通道环幕要求房间的宽度不低
13、于8 8米，长度不低于米，长度不低于1010米，高度不低米，高度不低于于2.82.8米。最佳面积为米。最佳面积为100150100150平方米之间。平方米之间。 光线以暗为主，最好配有窗帘以及二种不同的灯光。光线以暗为主，最好配有窗帘以及二种不同的灯光。安装空调，用于改善室内温度，让设备在最适宜的温度之下工作，延安装空调，用于改善室内温度，让设备在最适宜的温度之下工作，延长使用寿命。长使用寿命。图例说明图例说明图例说明设计图环幕立体投影系统设计图环幕立体投影系统设计图结构图环幕立体投影系统结构图环幕立体投影系统结构图技术介绍DLP DLP 投影机介绍投影机介绍 目前市场上出现的DLP投影机，多
14、数都属于单片机，这种单片DLP投影机主要适用在各种便携式投影产品中，这种投影机的整个机身一般小于A4 纸张的面积，专为流动人员而设计。这种单片DLP 投影机虽然价格便宜，但是并不适用于仿真系统环境并不适用于仿真系统环境，因为它的亮度一般只有1000 流明左右，而且亮度均匀性和色彩一致性方面都比较差，一般只适用于演示、娱乐等。 三片DLP投影机，三片 DMD 芯片分别反射三原色中的一种颜色，已经不需要再使用色轮来滤光了；使用三片 DMD 芯片制造的投影机亮度最高可达到12000ANSI流明，它抛弃了传统意义上的会聚，可随意变焦，调整十分便利；其分辨率也比较高，不经压缩分辨率可达到12801024
15、。 DLP最大的优势就是色彩还原性、亮度均匀性和对比度，这些指标在多通道环幕的软边无缝拼接中非常关键，直接影响到系统的最终效果和画质稳定性。DLP投影也是业内公认的多通道拼接投影机的最佳选择。技术介绍 可视化编程虚拟现实开发平台可视化编程虚拟现实开发平台以创新的可视化模式让用户轻松建构互动体验，内建超过700种的行为模块，从初期产品原型设计、虚拟环境模拟发展到3D互动操作，轻松建构出身临其境栩栩如生的完美体验。技术介绍 虚拟现实交互系统虚拟现实交互系统数据数据手套手套力或力或触触觉反反馈系系统操纵杆位置位置跟踪跟踪器器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，它们主要是虚拟交互系统 方案典型应用领域方案典型应用领域虚拟制造虚拟设计虚拟装配模拟驾驶、训练、演示、教学、培训等军事模拟、指挥、虚拟战场、电子对抗地形地貌、地理信息系统（GIS）建筑视景与城市规划、矿产、石油航空航天、科学可视化生物工程（基因/遗传/分子结构研究）虚拟医学工程（虚拟手术/解剖/医学分析)谢谢 谢！谢！
