虚拟实验室建设

虚拟实验室建设
虚拟实验室建设

1.项目研究总述

实验是科学研究的重要手段,在科学技术高度发达的今天,大大小小的实验室遍布全球各地的科研院所、企业和学校。传统的实验离不开实验器材、实验设备和原材料等实验用品,它已经不能完全满足实验工作者的需求。

1.1 虚拟实验室与虚拟实验技术

随着网络技术、虚拟现实技术和仿真技术的发展,为实验科学提供了一种新的研究方法—虚拟实验室。

虚拟实验室(Virtual Laboratory,VL),最早在1989年由美国University of Virginia的William WoIf 教授提出,其初衷是为了方便不同实验室中的科研人员共享彼此的数据、仪器,并能交流思想和进行远程合作。近年来,由于虚拟仪器和网络技术的飞速发展,通过网络来构建虚拟实验室成为可能。网络虚拟实验室的实现基础是多媒体技术、网络技术和仪器技术的结合,同时虚拟仪器技术与认知模拟方法的结合也赋予了虚拟实验室智能化的特征。现在世界上许多国家已经在虚拟实验室的研究上加大投入,以美国为例:1991年底,美国国家科学基金会(NSF)美国国家科学研究顾问委员会所属的计算机与远程通信部组成了“全国(科学)合作实验室委员会”,此后,美国联邦政府投入资金在海洋学、天体物理学和分子生物学三大领域建造了各自的虚拟实验室。此外,1998-2006年间,NFS 资助了多个虚拟实验室研究项目,最多的投资达到4亿美元,比较少的也有一两百万美元。目前,虚拟实验室已经对科学研究、教育培训等领域产生了越来越重要的影响,因此对于虚拟实验室的研究具有广阔的应用前景。

虚拟实验是随着现代计算机技术的进步而产生和发展的一种实验模式。但它在实验的本体逼真性和应用普适性,以及在给予实验者现场实时感受和实验效果等方面,传统的计算机模拟实验是根本无法相比的。虚拟实验主要依托的技术是虚拟现实技术和虚拟仪器技术,实际上是计算机科学与技术的延伸。虚拟现实技术能够生成实时的、具有三维信息的人工虚拟环境,操作人员进入其中,产生逼真的身临其境感,并像在真实世界中一样地与该环境进行实时操纵和相互交流。虚拟仪器技术使计算机成为全能的电子仪器,利用现代计算机强大的图形环境,建立界面友好的虚拟仪器,操作人员通过友好的图形界面及图形化编程语言控制仪器运行,完成对被测对象的采集、分析、判断、显示、存储及数据生成。实验教学相对于理论教学而言更具有直观性、实践性和创新性,他是许多学科特别是理工科教学中的重要环节之一。实验教学在加强学生素质教育与培养创新能力方面起着重要的、不可替代的作用。因此,我们需要通过网络实现实验仪器设备资源共享的一种技术,网络虚拟实验室应运而生,虚拟实验一般是通过虚拟实验室而进行的,利用网络进行数据传送、处理和控制的远程实验。虚拟实验室是今后的远程教育发展主流的必要成份,将远程教育提升到更高的层次上。

网络虚拟实验就是在WEB中创建出一个可视化的三维环境,通过鼠标的点击以及拖拽操作,用户可以进行虚拟的实验,其中每一个可视化的三维物体代表一种实验对象。网络虚拟实验室是由虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟实验的实验系统,实现的基础是多媒体计算机技术、网络技术与仪器技术的结合,包括相应实验室环境、有关的实验仪器设备、实验对象以及实验信息资源等。无论是学生还是教师,都可以自由地、无顾虑地随时进入虚拟实验室操作仪器,进行各种实验。不但为实验类课程的教学改革及远程教育提供了条件和技术支持,还可以随时为学生提供更多、更新、更好的仪器。通过网络虚拟实验室,访问者只要拥有一台连接到Internet的电脑就可以不受时间、地域的限制操作实验,达到所谓的随时随地做实验的目的。它对提高教学水平具有很大的促进作用。它的产生向人们展示了信息时代一种全新的教育方式和科学研究方式。网络虚拟实验室的出现,使远程教育更趋完善,也使远程教育成为真正的“网络学习”。

1.2 网络虚拟实验室在国内外的发展现状

虚拟实验室(Virtual laboratory)概念,最早在1989年由美国的William Wolf教授提出,用来描述一个计算机网络化的虚拟实验室环境。美国国家研究委员会定义为[10]:虚拟实验室是一个无墙的中心。研究人员能在其中从事科学研究和工程设计,不必顾及地理位置的限制,实现同行间、同事间的互动;共享仪器、设备、数据、计算资源以及数字图书馆的信息。该定义强调三个方面的问题:一是现代实验室应当是一个无墙的中心,这个中心可以有逻辑上的限制,但没有物理空间的限制,其基础是Internet;二是协同工作环境;三是充分地实现资源共享。

虚拟实验室概念的提出至今仅为十多年的时间,但因其广阔的应用前景,国内外有很多组织都已经开展了虚拟实验系统的研究和建设工作,特别是在国外一些著名的大学,已有较多建好并投入使用的虚拟实验系统,涵盖了计算机网络、数学、人工智能[1]、生命科学[2]、化学[3]、物理、生物工程[4][5][6]通讯、3DCAD、图形图像、农业科学等教学、科研领域。

VSL(Virtual Systems Laboratory,简称VSL)虚拟系统实验室,始建于1989年,由Gentral Florida 大学教育训练研究院建立,其目标旨在提高计算机图形的艺术表现力以及改进仿真过程中的人机接口设计;美国巴尔的摩(Baltimore)约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University)的化学工程系的卡尔威教授(Professor Michael Kuwait)在网络上建立了一个“虚拟实验室”,在计算机上模拟各种实验,让化学工程系的学生可以通过网络来做实验,尝试解决工程上遇到的各种问题;德国的汉诺威大学建立了虚拟自动化实验室;西班牙大学电子系开发了电子仪器虚拟工作平台;意大利帕瓦多大学建立了远程虚拟教育实验室;新加坡国立大学开发了远程示波器实验和压力容器实验。此外,网络虚拟实验室还在诸多领域上得到应用,如美国实施的Visible Human计划,就是通过将一具尸体进行固化处理,再用特制的机器将其切成极薄的薄片,然后将这些薄片通过扫描仪输入计算机,再通过三维重建算法构成三维人体图像,这样就将一个真正的人体显示在计算机屏幕上,并且可以在屏幕上进行旋转、剖切等操作,医学人员就可以在计算机上进行人体解剖教学、虚拟手术等。

与西方发达国家相比,国内在虚拟实验方面开展的工作还不多,但目前虚拟实验室的建设也得到了应有的重视,己有部分高校初步建立了虚拟实验室。例如:清华大学利用虚拟仪器构建了汽车发动机检测系统;中国农业大学建立了网上虚拟土壤作物系统实验室,应用计算机模拟植物在三维空间中的生长发育状况,探讨虚拟植物模型在农业领域应用的关键问题;华中理工大学机械学院建立了一个工程测试虚拟实验室,学生可以通过联网计算机终端来进行仿真实验,图像处理研究室设计了数字图像处理虚拟实验室;中国科学技术大学人工智能与计算机应用研究室最新研制出我国第一套虚拟现实教学软件“几何光学实验设计平台”。该系统完成了光学虚拟实验室的设计,通过实验所提供的一系列光学仪器,学生可以基本上完成所有的单透镜实验和组合透镜实验,并且提供了完整的文档和习题系统。

1.3构建网络虚拟实验室的必要性和意义

随着我国高等教育体制的深化改革以及招生规模的不断扩大,学生规模急剧膨胀的普通高等院校普遍陷入了实验教学的困境。特别是一般工科院校、民办院校,由于底子薄、基础差、经费紧张,实验室建设规模严重滞后于迅速膨胀的学生规模。如果仍然采用传统的实验教学方法,那么不仅要耗费巨额资金来扩大实验室的建设规模、增添大量的仪器设备,而且也要扩大实验管理人员以加强实验管理环节,尽量避免仪器设备磨损造成的经济损失,保证实验教学秩序良好进行。然而元器件的消耗是不可避免的,这巨大的经济负担对于目前各高校的经济实力来说都是难以承担的。就目前我国高校的普遍经济状况,想通过扩大实验室的规模、增添大量仪器设备来满足传统的实验教学,一般是难以实现的。

目前学生难以走进实验室的状况主要有两个原因:一是学校实验经费的不足造成实验场地、仪器设备严重缺乏;另一个原因是学校实验场地空间有限,不能满足所有学生和科研人员进入实验室进行实验,严重影响了他们的学习和研究。必须对实验教学进行全面彻底改革,改变传统实验教学模式迫在眉睫。因此,网络虚拟实验室应运而生,为实验教学提供了一种新的解决方法。

我们产生了构建网络虚拟实验室的构想,即用软件代替硬件,用编程模拟实验的全过程。网络虚拟实验将大大简化实验的操作过程,节省实验中各种仪器的使用费用,实现实验数据的电子化,打破了传统实验室在地域空间和时间上的约束。虚拟仪器技术与认知模拟方法的结合也赋予虚拟实验室的智能化特性,无论是学生还是科研人员,都可以自由进入虚拟实验室操作虚拟仪器,不但为实验类课程的教学改革及远程教育提供了条件和技术支持,还可以随时为学生提供更多、更新、更好的仪器。与现实的实验室相比,网络虚拟实验室具有许多优势和特点,决定了它在科研、教育中良好的应用前景。归纳起来有下面几个:

1)开放性。

虚拟实验可以彻底打破空间的限制,在任何地点任何时间里给任何实验者提供赖以学习、工作和研究的实验场所的虚拟实验室,缩短实验周期,更利于科学研究的进行。

2)经济性。

传统实验需要借助于具体的实验设备,一些实验设备价格昂贵,损耗大,实验成本高,这对于实验经费不足的地方院校来说,是难以承受的;而网络中的虚拟设备不存在磨损、破坏问题,可反复使用,既满足了教学要求,又能节省实验经费、提高办学效益。

3)交互性。

在虚拟实验中实验者可以根据自身的需要利用虚拟实验室提供的虚拟器件搭建、设计具体实验,同时在实验中提供控制手段来控制实验的进程并对实验者的操作提供反馈信息。

4)重用性。

就是要使虚拟实验室尽量采用组件的设计思想做到易扩充、易维护。用户可以根据自己的实验需要构造新的实验模块、添加新的实验仪器或在已有的功能模块的基础上用改进、组合或混合方法构建新的模块。

5)安全性。

一些危险性比较高的实验,若操作者一时疏忽,很容易对其造成严重危害,比如化学实验、医疗实验等。而在网络上进行虚拟实验却毫无危险。对有毒有害、污染环境和破坏性实验,也可在虚拟实验室内完成。

6)抗干扰性。

可以避免硬件实验带来的与实验目的无关的干扰,如接触不良、仪器故障等所造成的影响;总的来讲,网络虚拟实验通过计算机网络可以实现教育资源的共享,某一学科的先进实验条件可以被校内外的各学科使用,从而可能节省大量实验设施的重复投资,有利于从整体上改善国内的办学条件和提高实验教学水平。

1.4 虚拟实验室技术分类

1.4.1纯软件仿真形式的虚拟实验室

这类虚拟实验室是利用软件来模拟实验的全过程,不涉及具体的实验仪器硬件设备,也可称为仿真虚拟实验室。与独立运行的单机仿真软件相比,这类虚拟实验室可以通过网络进行发布,其所有内容都集中在服务器上,便于集中管理。开发者可以方便地添加新实验、收集用户的反馈信息,及时更新、完善实验内容,对用户使用中存在的问题也可以及时地予以解决;使用者无需安装这些开发软件,只需拥有一台可以连接到网站的电脑即可。由于该类虚拟实验室是纯软件仿真,因此它的物理结构十分简单,系统开发所需的全部硬件设备就是一台连接到Internet的服务器。

1、实验界面与仿真算法独立

这种形式的虚拟实验室是把仿真代码放在服务器端,客户进行实验时,只运行实验的操作界面程序,通过通信程序与服务器保持连接,实时地发送参数信息、接收仿真结果数据。由于仿真过程在服务器端进行,当访问的用户数量逐渐增加时,服务器的负担也随之加重,因此需要对同时访问

的用户数进行限制。这类实验通常采用Matlab/Simulink等具有强大计算能力的软件作为计算引擎,用Java等网络功能强、界面编程方便、可移植性好的网络编程语言作为数据通信、实验操作界面以及实验管理界面的开发工具。

这类实验室的优越性在于实验界面与仿真算法独立,二者可以根据各种开发工具的优势分别进行选择,从而方便而快捷地开发出各种界面友好、仿真算法复杂的实验。

爱丁堡大学的虚拟控制实验室[f2l就采用这种结构,该实验室为大学生演示过程控制的基本概念,包括几个典型实验,每一个实验都带有一些理论描述和真实设备的图片。学生可以输入参数并仿真闭环系统,仿真结果可以以图像或数据的形式反馈给学生。

2、实验界面集成仿真算法

与前一类实验室相比,这种形式的虚拟实验室实验界面与仿真算法结合在一起,都在客户端运行。在仿真过程中,客户端不需要与服务器端进行数据交换,因此,相当于独立运行的单机仿真实验。这类实验通常不能直接运行,需要用户安装各种插件,普及推广存在一定的难度。

在这种实验方式中,目前较常采用的一种开发方式是把用Java applet编写的实验(包括实验界面和仿真算法)嵌入到网页中。通过这种方法,用户端只需一个集成Java虚拟机的浏览器即可运行仿真,但编程的难度较大,因为用Java编写实验仿真算法并不是一件容易的事,尤其是大型实验的开发。例如,用Java开发二级倒立摆的非线性仿真模型就非常困难,即使开发出来也会得不偿失,浪费太多的时间与精力;相反,如果使用现有的专业软件(如Matlab中的Simulink)来建立这一模型,则简单容易得多。因此,这种方式常被用来开发一些相对简单的、交互程度要求不高的演示性实验。

如Goodwin主编的《Control System Design》一书附带的教学光盘及教学网站中的演示实验就是用纯Java applet开发的。又如Johns Hopkins大学为了配合“什么是工程”这门课的学习而开设的“虚拟实验室”网站,也是由一些用Java applet开发的演示型实验组成的。

1.4.2直接操作远程实验室实验的虚拟实验室

这类实验通常具有视频和音频反馈,使用者可以耳闻目睹远程实验的运行过程,还可以远程操纵实验室实验,调整相应的参数,观察结果,验证算法。调查表明,这种方式的远程教育不但有效地利用了有限的实验室资源,而且收到了较好的效果,是目前虚拟实验室研究开发的一个重要方向。这类实验室与前面介绍的实验室最大的区别在于,它是直接控制远程实验室实验设备的运行,其中的实验模型是真实的实验设备。因此,这类实验一次只允许一个用户进行实验(但可以有多人观看)。为了保证这一点,以及为了方便地扩充新实验,这类实验室中比较典型的一种硬件结构是“双客户一服务器”结构。

新加坡国立大学的远程控制实验室网站就是采用这种结构的典型例子。他们己经开发了六个基于Web的远程实验,如“带祸合的水槽设备控制实验”不仅能够使学生应用各种控制方法(包括手动控制、PID控制、广义的状态空间控制和模糊逻辑控制)完成实验任务,而且为研究人员测试控制算法提供了一个实验平台。通过使用Microsoft Netmeeting,实验室还提供了视频会话系统,使用者可以一边调整参数一边观看实验的真实运行过程。

美国的Tennessee at Chattanooga大学的Jim Henry设计的网上工程实验室提供了一系列远程控制实验,如压力控制、液面控制、温度控制、速度控制实验等。这个远程实验系统是由一台Web服务器和五台客户机构成的。每台客户机上都运行用LabVIEW编写的软件,并与一套实际的实验设备相连。当通过Internet访问Web服务器时,首先用户需要选择控制参数,然后Web服务器把这些参数写入文件传送给相应的客户机。客户机收到这些参数后,通过数据采集卡来控制相连的实验设备完成实验,并把实验数据返回给Web服务器,服务器根据这些数据生成实验结果图反馈给用户。

在国内,对虚拟实验室的研究还处于起步阶段,以上提到的两类虚拟实验室都有部分高校进行了相关研究:

由北京大学计算机学院设计的网上虚拟实验室3 WNVLAB是一个基于浏览器和WEB服务器,支持大计算量的交互式虚拟实验室。在该系统中,用户平台采用Java编写,用户可通过界面选择实验种类,并将用户的实验信息通过Internet传送到服务器端。服务器端是虚拟实验室的核心,用来完成客户端要求的实验内容,并将实验结果反馈给客户端。该系统己经初步实现了CACHE设计与流水线设计两个实验。

中国科学技术大学的大学物理虚拟实验室把虚拟实验用在教学演示与物理实验方面,它用计算机制作的虚拟智能仪器代替价格昂贵、操作复杂、容易损坏、维修困难的实验仪器,具有操作简便、效果真实、物理图像清晰、着重突出物理实验设计思想的特点。

早在2001年,华中科技大学电子科学与技术系CCMS实验中心在江建军教授的带领下,依托本系专业优势,组织优秀研究生、本科生开发团队,借助美国国家仪器公司(National Instruments,简称NI)软硬件设备和技术的大力支持,开发面向学生的教学实验室和面向科研的仪器共享实验室。VI联合实验室网络虚拟实验分为三大模块:仿真实验平台、在线专业实验平台、主动验证型实验及自主设计型实验(VI-1508系列)。

交通大学电子信息学院研制了一套机器人远程控制系统。该系统基于C/S模式的远程控制,实现了对机器人的运动控制及产品加工控制。由于带宽的限制,该系统主要用于局域网的远程实现。

此外,清华大学、西安交通大学、西北工业大学、浙江大学等也建立了虚拟实验室,方便学生学习或者用于科学研究。

以上研究都致力于让用户在虚拟实验室或在互联网上进行模拟实验。目前,虚拟实验室正朝着网络化、专业化、逼真化的方向发展。随着网络技术的发展,虚拟实验室有从本地化向网络化发展的趋势,这样促进了资源共享,信息交流,避免了虚拟实验室的重复建设。同时,虚拟实验室将会普及到各专业,技术含量会越来越高,从而更加专业化。软件技术的快速发展将使虚拟实验室更加逼真,交互性更强,实验内容更加精彩。

1.5 粉末冶金虚拟实验室项目研究意义

粉末冶金国家重点实验室在中南大学,距离山东较远。省内高校在粉末冶金基础研究及应用基础研究方面虽然有一定实力,但目前尚无重点实验室。莱芜作为全国重要的钢铁生产及深加工基地、国家新材料产业化基地,在粉末冶金材料生产和出口方面具有良好的发展环境、雄厚的产业基础及一定的技术创新优势。在莱芜职业技术学院建设粉末冶金山东省重点实验室具有地域和资源优势。莱芜市从事粉末生产及制品的企业有50余家,制粉、制件生产能力分别达到10万吨、10000吨,钢铁粉末产量居全国首位。产品结构从还原铁粉、水雾化纯铁粉、水雾化合金粉、无偏析混合粉、预扩散合金粉到正时齿轮、同步器齿毂等系列制品,广泛用于轿车、机械、电动工具、家用电器等领域。到“十一五”末,我市粉末冶金制粉产量将达到15万吨/年,粉末冶金制品产量达到3万吨/年,粉末冶金产业具有广阔的发展前景和发展空间。目前,莱芜钢铁集团粉末冶金有限公司、莱芜新艺粉末冶金制品有限公司等单位已经分别建成了粉末冶金制粉及制品省级工程技术中心以及多家企业工程技术中心,对粉末冶金新技术、新材料成果转化和产业化有迫切的需求。因此,利用本地区的产业优势和高校的人才优势及实验设备优势,在我院粉末冶金检测技术中心基础上建设粉末冶金山东省重点实验室,可以充分实现高校与企业的优势互补、强势产业和优势产业的结合,加快人才培养与成果转化的力度,使高校和企业实现在人才培养、科学研究、成果转化及产业化等方面的集群式发展,实现高校和企业社会效益和经济效益的双赢都具有重要而现实的意义。

莱芜市粉末冶金实验室依托“莱芜市粉末冶金检测技术中心”进行建设。经过近五年的努力,该检测中心已经基本建设完成,中心现占地面积1000m2,位于莱芜职业技术学院新校区。现有100吨压机、高温氢气保护烧结炉、高温箱式电阻炉、电子天平、耐磨试验机、硬度测量机、冲击韧性试验机、高能行星球磨机、25KW热压机、金刚石硬度测试仪等基本试验设备及中试生产设备。09年6月正式组建粉末冶金学院,在原粉末冶金检测技术中心基础上重点围绕建设山东省重点实验室

开展工作,完善了材料化学实验室、X衍射仪实验室、粉末冶金工艺实验室、金相实验室、粉末冶金模具CAD/CAM研发中心(数控加工综合实训中心)等基础实验室。

在此基础上形成了以高性能铁基粉末冶金制品开发、预扩散合金粉制备技术与工艺、金属基复合材料、超硬材料表面改性、粉末冶金模具CAD/CAM技术等为主的研究方向,形成了以优秀中青年为主体的科研队伍,建立了产学研相结合的基地,树立了“拼搏、创新、严谨、求实”的学风和自己的学科特点,培养了一批优秀的专业人才,使中心成为我省粉末冶金技术的科研中心和高层次应用型人才的培训基地。

实验环节在大学理工科教育中占有非常重要的地位,是提高学生动手能力、培养创造能力和综合素质的一个有效的手段,很多学科都是以实验课程为基础的,缺少了实验的支持,工科学科的教学和科研活动就无法进行。学生只有通过足够的验证型实验和一定数量的综合设计型实验才能加深理解和掌握所学的理论知识和应用技术,也只有通过实验,才能将理论与实践很好地结合起来。

传统的实验室是资源高度密集的实验系统,具有实验设备资金投入量大、实验体系的完善和实验教学的实施所需人力物力投入量大的特点。目前,随着招生规模的不断扩大,国内普通高等院校急需补充和更新大量的实验教学设备,这一现实问题无法在很短的时间内得到很好的解决。而虚拟实验室系统主要依赖于软件和较少的配套硬件,使实验室的维护费用和工作量也大大降低,弥补了传统实验室这方面的不足。利用工nternet进行虚拟实验室的网络发布,实现了资源共享,避免了仪器重复添置和资源浪费,满足了客户不再受时间、地点限制进行远程的实时合作,提高了客户的学习效果。

目前国外还未见大规模成功应用的实例,也未形成国际通用的标准;而国内出现的虚拟实验室都或多或少地存在着通用性较差、灵活性不强、交互性差的问题。因此,研究和开发通用性强、交互性能好、灵活性强的虚拟实验室具有相当的理论价值和实际应用价值。

1.6本课题的主要内容

本课题是针对目前高校中的实验资源紧张这一现实状况,利用虚拟实验室构建技术,结合莱芜职业学院粉末冶金实验室的虚拟实验室建设项目而开展研究工作的。运用仿真技术、多媒体技术和网络技术,构建一个智能化的虚拟实验室。

本课题从实验技术入手,不但是一个完整的实验系统,也是一个引导性的研究。其总体目标是设计实现一个互联网上的虚拟实验室环境,让学生在网上虚拟的实验室平台上作实验,使他们深入了解粉末冶金技术专业的实验原理、检测技术以及相关实验知识,并提高了学生的实践能力。本虚拟实验室能实现从辅助教学、自主实验到实验报告的网上提交与批阅的全程操作与管理,完成实验教学的基本内容,具有开放、安全、经济、更新快等优点,使实验教学方法和手段得到突破与创新。

采用控件技术、虚拟仪器技术和数据库技术相结合的方法,在.NET集成开发环境下,利用C#等编程语言编写仿真控制平台,以Browser/Server为体系结构,并以TCP/IP作为网络通信协议,构建了一个计算机接口技术虚拟实验室系统。使用者只需通过网络对此框架内的虚拟物体进行动态地拖曳、旋转、缩放等动作,就可随时随地进行计算机接口技术的系列课程实验。虚拟计算机接口技术实验室具有可视化、交互性、资源共享、安全性等特点和仿真的实验环境,它符合远程教育对实验教学的要求;它营造了一个逼真的实验环境和强大的交互功能,使实验可以取得真实的结果。

本课题的研究内容主要包括如下几个方面:

1)拟提出一套全新的构建网络虚拟实验室的方法及技术解决方案;

2)根据网络虚拟实验室的要求,对Browser/Server和Client/Server两种网络结构的特点进行分析和比较,并选择一种比较适合的模式。

3)对实现基于Web的网络虚拟实验室所需要的各种关键技术和软件工具:虚拟仪器技术、.NET 技术、WEB服务器设计技术、WEB数据库技术、WEB基本协议等技术进行研究。

4)粉末冶金虚拟实验室实例的设计。根据网络虚拟实验室的设计原则与目标,通过对系统的功

能、模块、系统流程等进行了分析,并以水雾化制粉实验、力学实验、金相实验为例,完成对网络虚拟实验室系统的开发。

2.虚拟实验室基本构建

在现有基础下,粉末冶金虚拟实验室拟重点建设以下几个实验室:水雾化制粉、制品压制烧结、力学检测、金相检验、材料化学、X衍射检测等五个实验室。

2.1 水雾化制粉

水雾化钢铁粉末的生产是用高压水将熔融的钢液在雾化器内切断、分散、裂化而成为微小液滴,再经脱水、烘干、筛分、生粉高温还原、粉饼破碎、筛分、合批等工序精制而成。用该种方法生产水雾化铁粉始于二十世纪六十年代中期,美国A.0史密斯公司用高压水雾化技术雾化低碳钢液生产低碳钢粉。由于用该种方法生产的粉末颗粒具有内部密实、纯度高、易于合金化等优势引起粉末冶金界极大重视。但是,由于该种水雾化原生粉末的松装密度大、粉末表面光滑导致粉末成形性差,粉末生坯强度低,应用上存在困难,致使用高压水雾化技术生产的水雾化铁粉推广应用受到限制。到七十年代初期,德国曼内斯曼采用高温还原工艺,使水雾化铁粉在高温还原状态下产生局部烧结,改善了粉末颗粒形状,这一重大技术进步生产出了杂质含量低、压缩性高、成形性好的水雾化铁粉,用其制造的粉末冶金零件的密度、强度、形状复杂性都上了新台阶,为汽车使用高密度、高强度、高精度、形状复杂的粉末冶金件奠定了基础,由此,也使水雾化制取铁粉生产技术得到推广应用并迅猛发展。

2.1.1水雾化法生产铁粉的优势

①工序流程短,生产效率高,适于规模化生产;

②可以用廉价原料(废钢)生产成份纯度高、组织均匀且工艺性能好的高附加值优质粉末;

③用水雾化法生产的水雾化纯铁粉颗粒形状大小和粒度分布等均可在一定范围内调整。

④用水雾化法生产的纯铁粉不仅压缩性值高、化学纯净度高,而且能用于生产高密度、高强度、高尺寸精度和耐磨、耐蚀性、形状复杂的粉末冶金结构件,优于用还原粉生产的同类型产品。

2.1.2水雾化铁粉生产的不足

①设备一次性投资大;

②不利于生产低松装密度铁粉;

2.1.3水雾化铁粉生产的关键技术

①高压水雾化技术

高压水雾化技术的关键是通过高压水将钢液在雾化器内破碎成微小液滴,而喷嘴是雾化装置中使雾化介质获得高能量、高速度的部件,也是对雾化效率和雾化过程稳定性起重要作用的关键性部件。好的喷嘴设计要满足以下要求:

能使雾化介质获得尽可能大的出口速度和所需要的能量;

能保证雾化介质与金属液流之间形成最合理的喷射角度;

使金属液产生最大的紊流;

工作稳定性好,喷嘴不易堵塞;

加工制造简单。

目前,在水雾化钢铁粉末生产中所用喷嘴类型主要为环缝型喷嘴和“V”型喷嘴。

在水雾化过程中,钢液的出钢温度、雾化开始温度、雾化终止温度、钢液液流直径、钢液雾化速度、高压水水压、流量、喷射角度等构成了主要水雾化工艺参数。

2.1.4生粉高温还原技术

这项技术直接关系到成品粉末的主要化学成份(C、O含量),影响着粉末颗粒形状,并对成品粉末的最终综合性能产生直接影响(粉末粒度组成、松装密度、流动性、压缩性、成形性)。在还原过程中,既进行脱碳、脱氧、降低粉末颗粒硬度、提高粉末塑性的过程,又要进行粉末颗粒团聚过程,使细的粉末颗粒之间或细的粉末粘结于粗的粉末颗粒表面进行粉末颗粒团聚,使粉末颗粒表面复杂,类似海绵状,这是提高雾化铁粉成形性的关键,也是生产高质量水雾化铁粉的重要方法之一。

2.1.5粉饼无加工硬化、无氧破碎技术

经高温还原生成的粉饼通过多级破碎方可制成最终产品粉末。但是,在多级破碎过程中,粉末既不能再氧化,又不能因受冲击作用产生加工硬化而影响粉末的成形性,并且粉末颗粒本身及粉末颗粒形貌、密实度、尺寸大小、粒度组成、松装密度、压缩性、流动性等都应达到生产高密度、高强度、形状复杂的制品性能要求。

2.1.6 水雾化钢铁粉末品种

(1)高压缩性水雾化铁粉

如瑞典赫格纳斯公司牌号为ASCl00.29水雾化铁粉不仅化学纯净度高,而且在600MPa压制压力下,可获得7.20g/cm3的密度;而极优化学纯度的ABCl00.30粉在600MPa压制压力下,可获得7.40g/cm3的密度。

(2)水雾化扩散型合金钢粉

水雾化扩散型合金钢粉是用扩散粘结法生产的,其生产是用高压缩性的水雾化纯铁粉或还原铁粉作母粉,添加合金元素(或其氧化物)经均匀混合后,在电炉内用氢气(或氨分解气)作保护性气体进行扩散处理,其特点为:

①具有较高的压缩性;

②合金元素在制品烧结过程中能进一步完全合金化;

③在运输和混合处理过程中不产生合金元素成份偏析,避免了因成份偏析造成的件与件之间具有不同的化学组成,使其在烧结过程中造成尺寸变化,能保持尺寸公差稳定,便于获得显微结构均匀的铁基合金产品;

④细的合金元素粉颗粒粘结到铁粉颗粒表面上能减少隆起或团聚,在随后用石墨和润滑剂混合过程中添加的合金元素粉均匀分布,更有效的改善烧结件的机械性能。

(3)无偏析混合粉

(4)预合金钢粉

该种粉末的生产是将合金元素(镍、铝、铜、铬、锰等)在钢水冶炼过程或雾化前与铁熔融,采用高压水雾化技术生产而成。它的主要优点是:①能更有效地利用合金元素;②粉末颗粒组成中合金元素分布及显微结构均匀,具有高的强度和好的耐磨性。用预合金钢粉生产的材料比用扩散型合金钢粉或无偏析混合粉生产的材料显微结构均匀,具有更高的硬度和尺寸稳定性。正是因为其具有这样的特点,预合金粉末得到广泛研究和应用。

2.1.7 水雾化虚拟实验室建设规划

①利用计算机虚拟技术在冶炼装备上要确保钢水化学成分可控,使影响产品性能的有害元素含量如Si、S、P及其他合金元素得到有效控制,降低钢水中气体含量尤其是钢水氧含量;

②虚拟水雾化设备制粉生产过程,并实现在雾化生粉生产上,要加强雾化用水处理及质量控制工作,加强脱水烘干效果控制,降低生粉氧含量;研究开发化学纯度高,粒度分布合理,粉末颗粒形状复杂,成形性好,压缩性高,松装密度满足用户需要的水雾化铁粉的控制软件,为生产高压缩性的扩散型合金钢粉、无偏析混合粉、温压用粉提供保障。

③虚拟还原工序中,要做好颗粒硬度控制工作,目前国产粉末颗粒硬度高,这是制约其压缩性提高的主要因素之一,虚拟尤其是含Cr、Mn预合金钢粉的研究开发。

④利用CAD/CAM技术加大雾化喷嘴结构研究,做好粉末颗粒形貌、生粉颗粒形状、粒度分体过程数值模拟,提高雾化生粉收集率及雾化效率。

同步虚拟仿真实验室简介(20200524210215)

同步虚拟仿真实验室简介 ●同步实验室是广州市同实网络科技有限公司精心打造的,与初高中化学、物理、生物教材相对应的虚拟仿真实验平台。它把计算机应用技术和交互动画Flash技术应用到中学化学、物理、生物实验课程中,以高度仿真技术提供与实际实验操作一模一样的模拟实 验,实现完全动手仿真。实验模式分为《化学实验室》、《物理实验室》、《生物实验室》 三个部分。 ●同步实验系统是与新课改大纲和教材完全相对应的虚拟仿真实验,由近百位国内知 名理化特级教师,耗时近3年时间,精心设计校准实验内容,制作成100%真实模拟实验室环境和各实验器材的效果。老师和学生只需要动动电脑鼠标,就可以完成化学、物理、生 物课本上所有的实验,而且对实验的规范操作进行严格要求,即方便让学生掌握知识,又 培养学生规范操作实验的技能。让老师在实验课教学中、学生在实验课学习中再也不用受 场地、实验器材和时间上的限制,在课堂上就可以和同学一起互动进行实验操作。实验平 台的实验内容是根据新课程标准(实验)要求,配合教科书的内容制作而成的通用实验平 台。是老师教学的必备工具,是学生理化课学习的必备利器。 ●化学仿真实验

●物理仿真实验

●生物仿真实验

功能及优势 ●高度仿真 改变传统仿真实验用鼠标操作的不真实感,全过程用手操作,仿佛学生老师在用自己的双手在做实验一样逼真 ●寓教于乐 动漫的表现形式,配合各种特效声效,寓教于乐,极大的提高了学生兴趣 ●对应新课程标准 内容涵盖新课改后教材及大纲要求的全部实验。必修选修一网打尽 ●数字化优势 使一些难开展的实验、耗时长的时间、反应不明显的实验得到呈现。并且可以突破时间及空间的束缚,灵活地放大或缩小场景,对实验进行细微的观察 ●重点突出 根据大纲要求,再精选出重点实验。有限节约学生时间 ●实验测评 完成实验操作后有专门针对章节的理论测评,有效考察章节掌握情况 ●重复性强 根据预习、学习、复习的不同需要,可有目的针对性学习和操作而不需消耗耗材使用示范 ●使用示范 1

建筑工程学院虚拟仿真实验室建设方案要求

建筑工程学院虚拟仿真实验室建设方案要求 一、硬件设备及功能要求 在针对BIM设计/办公场景评估并实现能够替代PC电脑/工作站方案,降低学校设备运维成本,优化使用体验,提升设计/教学效率和效果。结合目前学校现状、需求及挑战,建设一个完善的软件定义的BIM云平台,最终将达到以下目标: 1、统一的BIM云平台 根据BIM业务需要建设统一的基础设施云平台(IaaS),整合计算、存储、GPU和网络资源,将业务应用整合,云化部署迁移到数据中心的云计算平台,在实现数据统一的基础上通过统一的云平台管理界面进行资源的调度和管理。通过集中管理的桌面云提供随时随地的桌面访问、灵活的教育教学和统一的后端运维管理,同时实现更高的安全性、控制能力并节省IT运维费用。 2、资源全面池化 将计算、存储、GPU、网络资源整合成为可以统一管理、弹性调度、灵活分配的资源池,每个应用系统不再占用独立的物理服务器、存储和网络资源,而是与其他应用系统一起,共享基础平台的资源,以虚拟机的形式独占其中部分逻辑资源。 3、提供标准化的资源服务 合理划分计算存储网络等资源,针对各类业务需求提供标准化且可按需调整的支撑资源配置,进行自动化部署和维护,快速提供标准、安全和稳定的资源服务。统一管理各种资源,并根据业务系统对计算能力、存储I/O、网络带宽等需求,提供不同级别的资源服务。 4、随需分配和回收资源 未来新建应用系统或扩容、迁移应用系统,只需根据需求从资源池中直接获取资源即可快速完成,而不必额外申请购买硬件设备。在业务系统生命周期完结后,也可释放资源回到资源池。这样既提升了业务部署效率,又提升了资源利用率,降低了运维复杂度,从而降低了总体拥有成本。

远程虚拟仿真实验室教学系统

电力电子虚拟仿真教学实验平台 实验室建设背景 目前的高等教育中,越来越强调对学生实践能力的培养,实验教育成为理工科教育的一个至关重要的环节。然而,随着各学科实验项目和学生人数的增多,传统的电气实验室和实验仪器数量很难满足学生的需求,在教学和学生使用上的不便之处也慢慢凸现出来。如何解决传统实验教学资源分配不足、实验方式过于刻板、实验器材维护费时费力、实验内容固定难以拓展等问题,是目前新工科建设、课程改革内容中一个讨论的热点。 在对创新型实验建设的需求日益明确之际,仿真实验教学的概念开始成为学校关注的重点。仿真教学实验是一种基于软件技术构建的虚拟实验教学系统,是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化,为开设各种专业实验课程提供了全新的教学与科研环境。因此建设仿真实验室可以与实物实验室互补,它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点。近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些高科技的仿真实验室。 远宽解决方案 远宽能源除了将仿真技术应用于科研与工业测试,也率先将该技术引入到了教学实验室建设中。对于不同的实验内容与实验类型,远宽能源提出了如下的仿真实验建设的解决方案:实时仿真实验和远程虚拟仿真实验。

1. 实时仿真实验 远宽能源将先进的FPGA小步长实时仿真技术应用到教学实验室建设中,小步长实时仿真技术使它能够覆盖电力电子、电机驱动、新能源等多个电力电子相关应用的创新教学实验以及研究的需求。基于图形化系统建模,模型一键下载,无需FPGA编程编译,大大增强了产品的易用性;同时实验平台还配置了硬件控制器(TI的DSP或者NI的GPIC),和仿真器构成完整的闭环系统。实时仿真实验系统如下图所示:

虚拟仿真(虚拟现实)实验室解决方案设计

数虎图像提供虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解决 方案 虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。 随着虚拟实验技术的成熟,人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值,它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。数虎图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师,在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性! 下面请跟随数虎图像一起,让我们从头开始认识虚拟现实实验室。【虚拟现实实验室系统组成】: 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键,而要建立一个完整的虚拟现实系统,首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。 数虎图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征,并结合多年的虚拟现实实验室建设经验,最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成:

虚拟现实开发平台: 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台,一般包括两个部分,一是硬件开发平台,即高性能图像生成及处理系统,通常为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站;另一部分为软件开发平台,即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分,负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台,同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转,与他们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此,虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少,而且至关重要。 虚拟现实显示系统: ·高性能图像生成及处理系统 ·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 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,

虚拟现实虚拟导游实训实验室建设方案

虚拟现实虚拟导游实训实验室建设方案 导游专业仿真实验室又被称之为:旅游教学-导游培训系统。应用虚拟现实系统平台,可以将客户提供的旅游景点虚拟数据全部集成到播放平台,利用虚拟现实培训平台,导游人员、旅游管理人员不用花费大量时间、精力,就可以通过旅游实训系统平台随意浏览旅游景点,通过文字、图片、影片介绍,学习景区、景点、景观的历史、文化知识,为日后社会实践做好准备。 一、软件部分 (一)模拟导游实训平台软件,3套 系统以满足旅游教学为目的,采用是计算机虚拟现实技术、仿真技术、项目管理技术和智能控制技术,以实现指定区间内的原貌再现,人机实时交互操作。系统人机界面友好,采用多级中文菜单,能对三维场景和三维数字模型进行科学有效、方便快捷的管理、维护和更新。主要特点如下: (1)采用虚拟现实技术(vr)实现对景点的指定区间进行整体仿真,系统(不依赖于硬件实现)可实现三通道环幕投影系统的边缘融合和几何校正(包含曲面矫正)功能(画面上几乎看不出融合区),可以让操作者在虚拟现实环境内自行漫游。软件运行速度应大于每秒30帧。 (2)互动方式:可通过简洁操作对场景的进程进行实时有效的控制。 (3)自主漫游功能:通过鼠标,键盘,手柄的简单结合,或触摸屏可以方便灵活的实现前进、后退、左转、右转、左平移、右平移、上升、下降、仰视、俯视、跳跃等一系列视点操作,并可自定义运动速度。可以在固定路线和自由游离中实时切换相机焦距,并具备焦距切换快捷键。 (4)录制、重播、自动漫游浏览功能:能够对“从任意点开始至任意点结束的自主漫游(如第4条)方式”进行录像、重播(含在此处随即插入的解说录音)。能够从任意点开始,沿预先设定好的路径进行自动浏览,并可随时选择突出自动漫游模式,视点停留在该处进行自主漫游,并可预先设置多条自动浏览路线。 (5)配音、解说:①允许在特定景点处配解说。使用方可以在系统完成并交付使用后按教学需要另行录制解说词,并由使用人自行选择是否播放解说词。②在进行自主漫游时,解说词的播放速度不受漫游速度的影响。③允许在任意点进行自主漫游时配音并重复播放录音。 ④配乐方面,使用方可以在系统完成并交付使用后按教学需要另行配乐,并由使用人自行选择是否播放配乐。⑤在自动漫游浏览时,可以控制是否播放解说和配乐。⑥系统完成并交付使用后,使用方可以按教学需要自行转换成录制其它语种的解说词,并由使用人自行选择是否播放解说词及所播放的解说词的语种。 (6)二维导航图和视点切换:可以随时进入整个景区的二维全景图,在二维全景图上,除了实时表示当前观察点所在位置外,可以方便的通过鼠标点击景点标志或在对话框内输入特定景点名称的方式,使系统自动切换至该指定处,实现快速位置定位。 (7)支持高性能物理引擎系统,以增加教学过程的互动性和师生的创造性:可实时计算场景中,物体与场景之间,物体与角色之间、物体与物体之间的运动交互和动力学特性。 (8)支持景点骨骼动画:为了让虚拟的教学环境更加逼真,更生动,在场景中可以表现骨骼动画(人物动画、汽车、动物触发动画如天空飞行的飞鸟)。 (9)支持各种特效:包括hdr、泛光、运动模糊、景深,非聂耳水面,模拟霓虹灯,雾效、太阳炫光、太阳光晕、体积光、实时环境反射、花草树木随风摆动、群鸟飞行动画、雨雪模拟等。

虚拟仿真实验室(系统)建设项目

虚拟仿真实验室(系统)建设项目 ---模拟数字混合智慧实验平台采购论证报告 项目执行单位:防灾仪器系 项目负责人:洪利 项目执行人:姜运芳 申请执行时间:2018年6月26日

目录 1.1项目实施必要性分析 (3) 1.2项目实施可行性分析 (4) 1.3项目实施支撑保障条件 (4) 3.2项目风险与不确定性分析.................... 错误!未定义书签。 3.3预期经济社会效益.......................... 错误!未定义书签。

1 项目建设背景及情况分析 近年来,我院防灾仪器系不断探索“新工科”人才培养模式,建立健全“双创协同”育人体制机制,创新教学模式和管理模式,搭建了“创新创业协同培养平台”。实践教 学作为我院教学过程的重要环节,对于深化学生对所学知识的理解和掌握、培养学生分 析问题和解决问题的能力至关重要。 电子技术实践教学所涉及的都是既重理论更重实践的课程,是帮助学生理解理论、 加深认识而达到学以致用的必要环节。形成具有自身特色的创新性虚拟实验教学模式, 满足规模化教育环境下培养具有创新精神和实践能力的高素质人才的要求,推动和影响 基础实验教学模式的改革与创新是非常有必要的。 模拟数字混合智慧实验平台建设项目于2018年3月获批资金36.9万元。拟以“新工科”人才培养“智慧教学”为导向,并以此项目建设为契机,后期与教育部在线教育研究中 心智慧教学平台“雨课堂”以及“雨课堂”全球首家软件云战略合作伙伴“北京时代行 云科技”有限公司共建的产学合作智慧教学示范基地。将“新工科”的“互联网+智慧教学”先进教学理念注入学生的实践学习环节,充分地借助“教育部在线教育研究中心智 慧教学平台”将“理论课程智慧课堂教学”即雨课堂以及仿真与真实动手智慧实验即雷 实验无缝通过微信衔接,具有便携式,模块化,数模混合,全可编程,产学合作可定制、可二次开发、可扩展等独特优势,为电类专业奠定坚实基础,孵化基础电类创新想法, 培养学生创业素质的“以学生为中心”基础电类实践基地。 1.1项目实施必要性分析 随着“互联网”时代的到来,结合丰富网络资源的“线上”+ “线下” O2O学习模 式成为高效学习的方法和趋势。然而即使是最优秀的大规模在线开放课程(MOOC),其“线下”配套动手实验环境的搭建始终影响到工程实践类专业的人才培养质量。为营造 与互联网时代相匹配的“无处不在的大实验室”环境,达成实验室内与实验室外相衔接,课内与课外相融合,理论与实践环节不隔离,后续课程与基础课程相贯穿、企业讲师与 学校教授相互动、基于项目的学习与基础学习统一平台化。建设一个方便学生带入和带 出实验室的电路课程配套“书包实验室”将使教师教授与学生学习的场景和内容更加丰 富化,高效化,多元化,生活化。具有十分的必要性。在学生随时随地可以获取知识的互联网时代,配套建设综合的“书包实验室”电路实验平台,具有如下优势:(1)智慧教学实验平台包括电路实验便携式智慧仪器仪表硬件(内置示波器、信号源、电源、电压表、逻辑分析仪、波特图仪等十合一硬件仪器)以及配套电路面包板等 实验对象。设备使用率高,且每年/每学期可以复用。

VR创新实验室建设方案-2020

5G+VR创新实验室建设方案 (2020年)

目录 一、背景分析 (2) 二、指导思想 (3) 三、课程设置 (4) 四、环境建设 (8) 五、设备配置 (12)

一、背景分析 随着时代的进步、科技的发展,国家对教育越来越重视,教育信息化也已成为中国教育行业的发展趋势,教育部在2018年2月份出台的《2018年教育信息化和网络安全工作要点》中,明确将虚拟现实技术列入教育信息化的年度重点工作任务,并明确要求全国高校、中小学、职教等深入推进信息技术与高等教育教学深度融合,推动大数据、虚拟现实、人工智能等新技术在教育教学中的深入应用。其中,列入高教司责任的工作任务为,深入推进信息技术与高等教育教学深度融合,加快网络优质教育资源建设与应用。加快推进示范性虚拟仿真实验教学项目建设,项目运营平台上线运行。 目前国内中小学的VR+STEAM教育主要体现在编程类、媒体制作类软件的应用,多以综合实践课程、信息技术课程、通用技术课程为主。在应试教育为主流的环境下,创新性教育还受到众多家长和教师的重视,我国学生的创新能力还有待提高。创新实验室旨在提高中小学生的创新能力,提出将创新实验室作为培养学生创新能力的载体,期望通过创新性实验室方法的采用和创新型实验环境的构建达到培养创新型人才的目的。 结合国内外已建成的创新型实验室,中小学创新实验室可分为以下几种形态:数字化实验室、校本创新实验室、科学工坊、科技馆、气象站环保检测站等科普设施。今后实验室将日渐向以数字化、网络化、健康化及人性化为基准,同时兼具简单适用、经济大方、互联互通等可操作性要素方向发展。 为了有效实现学生的培养目标,激发学生的创新意识,加强学生的创新思维,提高学生的创新技能,提高教师的创新素养;为了提高学校自身的现代化管理水平,丰富教学方法和手段,提高工作效率;为了响应《2018年教育信息化和网

会计创新创业虚拟仿真实训平台实验室建设方案

会计创新创业虚拟仿真实训平台实验室 建设方案

《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》中指出,深化高等学校创新创业教育改革,是国家实施创新驱动发展战略、促进经济提质增效升级的迫切需要,是推进高等教育综合改革、促进高校毕业生更高质量创业就业的重要举措。高校要打通一级学科或专业类下相近学科专业的基础课程,开设跨学科专业的交叉课程,探索建立跨院系、跨学科、跨专业交叉培养创新创业人才的新机制,促进人才培养由学科专业单一型向多学科融合型转变。 会计创新创业虚拟仿真实训平台实验室包括企业财税协同作业实训和创业仿真模拟实训两个部分,企业财税协同作业实训是通过对真实商业社会环境中典型单位、部门与岗位的系统模拟,让学生体验身临其境的岗前实训,认知并熟悉现代商业社会内部不同组织、不同职业岗位的工作内容和特性,培养学生从事经营管理所需的综合执行能力、综合决策能力和创新创业能力,使其具备全局意识和综合职业素养;而创业仿真模拟实训是通过学生模拟从企业建立到企业经营的全过程,即从开办公司的前期准备工作(如名称预先核准),到公司进入经营轨道后的各项经营决策的整个过程,全方位培养学生的实践能力。 下面对企业财税协同作业实训和创业仿真模拟实训分别进行介绍。 企业财税协同作业实训 建设背景 随着中国经济的不断发展,企业对财务管理信息化的要求也在不断提高。在中国一直有着财税不分家之说,据专家预测,财税结合将是未来的财务管理软件的发展方向。会计创新创业虚拟仿真实训平台实验室的设立响应了国家“十二五教育规划”中关于“鼓励校企合作办学及着重加强在校生实际业务操作能力培养”的号召,同时改变了财、税、计算机等教学领域相互分离与割裂的现状,提高了学生适应社会的专业能力,形成了财税人员综合素质培养的新平台。 系统完整的实训基地

虚拟现实实验室项目(基于虚拟现实技术的教育解决方案开发应用)

基于虚拟现实技术的教育解决方案的研制与开发 科技项目可行性报告

目录 一、项目提出的目的及意义………………………………………… 二、与项目相关的国内外发展概况及市场需求分析……………… 三、主要攻关内容及技术路线(技术可行性分析)……………… 四、该项目的技术创新点…………………………………………… 五、现有工作基础和条件…………………………………………… 六、申请的基础条件(包括主要研究成果)……………………… 七、进度安排和实施方案(包括运行机制)……………………… 八、预期成果和考核目标…………………………………………… 九、推广及应用前景………………………………………………… 十、经费概算及来源…………………………………………………十一、结论……………………………………………………………附件---虚拟现实沉浸技术实验室条件建设需求……………………

一、项目提出的目的及意义 互联网、虚拟现实和人工智能被喻为改变人类认知世界的三大信息技术。 互联网从少被社会广泛认知,到今天对社会生活的全面颠覆与渗透不过二十余年。如今互联网+已为国家战略。当互联网在我们生活中掀起一个又一个骇浪时,虚拟现实正悄然从幕后走向前台。今天虚拟现实正演绎着当年互联网对人类生活,从无足轻重到全面颠覆的革命性过程。科技以虚拟现实给人类生活再创造出一次惊喜己为期不远。虚拟现实技术与教育: “虚拟现实”(Virtual Reality,英文缩写VR)技术,利用计算机硬件+软件资源+传感器的一种集成技术,构成实时三维图形生成的技术、仿真技术、多传感交互技术以及显示技术等,生成实时的、具有三维信息的人工虚拟环境,演练者(操作人员)根据需要通过多种交互设备(如头盔、数据手套和刚性外骨架衣服等)来驾驭该环境,以及用于操纵环境中的对象,如在真实世界中一样地与该环境中的人和事物进行行为和思想等的实时交流,并产生逼真的身临其境感。虚拟现实技术不是相关技术的简单组合,而是一种创新性的综合,并且在思想方式上有质的飞跃。 虚拟现实技术对教育产生不可估量的作用,主要理由如下: 1.虚拟现实技术创建全新的教育环境 人们普遍认为,虚拟现实技术将使21世纪的教育发生质的变化。虚假现实技术支持下的教育之所以会发生质的变化,是因为虚拟教育环境拥有现实教育培训环境无可比拟的优势。所谓虚拟教育环境,是指由虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟教育的人工环境,它可以是某一现实世界的基础或设施的真实实现,也可以是虚拟构想成的世界。在21世纪,可能兴办起依托虚拟现实技术的各种新型的学校教育,如基础教育、军事教育、各类培训教育,许多学员在虚拟环境中接受各种教育体验与训练。由虚拟现实技术所支撑的教育系统将使得人员可以在虚拟环境中方便地取得感性知识和实际经验。与现实教育基地或设施相比,在虚拟现实技术支持下的虚拟教育环境大致有如下特征和优势: 1.1仿真性 学生通过虚拟设施训练,与在现实教学基地里同样方便。这是因为虚拟环境无论对于现实的环境或是对于想象的环境,都是虚拟的但又是逼真的。理想的虚拟环境应该达到使受训者难以分辩真假的程度(例如可视场景应随着视点的变化而变化),甚至比真

虚拟仿真实训室建设方案

一、概述 (一)建设意义 1、现有实训条件分析 机电技术应用专业现有基础实验室、专业实训室共计9个,可开设《维修电工》、《电工电子技术与技能》、《电气及PLC控制技术》、《车工工艺》等课程的相关实训项目。为满足机电专业人才培养目标和社会培训的需要,需进一步加强专业建设,拓展专业领域,增加实训开出项目,提升实习实训教学环境条件。 2、必要性和可行性 (1)必要性 通过对多家电气自动化企业及IT企业进行了职业群与岗位群调研,确定其培养目标:从事机电一体化产品及自动生产系统的设计制造与开发,从事处理重要数据、熟练应用各种专业设计软件。并根据对机电技术专业岗位群的职业能力和知识技能要求的分析,构建了“阶梯递进式工学交替”的人才培养模式,搭建了基于工作过程导向的“模块化”专业课程体系,增加《虚拟仿真》课程。这就需要新建虚拟仿真实训室,使其具备在虚拟终端对自动化设备及生产线调试与维护、维修电工等虚拟实训项目的条件,所以需采购虚拟化服务器1台,虚拟化桌面终端48台,虚拟化软件CitriR48套,满足一个班的实训需求。 (2)可行性 天津市基础能力建设校内实训基地投资中的部分资金将用于虚拟仿真实训室的建设,建设后的实训室集教、学、做为一体,新增虚拟仿真终端实训设备,可以满足56人的《虚拟仿真》课程的实训教学的需求。实现了学生专业基本能力、专业核心能力和职业行为能力的提升。 3、建设依据 依据确定的“阶梯递进式工学交替”的人才培养模式,校内实训应贴近企业的实际生产,有助于提升学生的专业基本能力、专业核心能力和职业行为能力,便于学生在校学习与企业岗位实践能够顺利衔接。 (二)建设思路和建设目标 1、建设思路 虚拟仿真实训室的建设本着建成集“教、学、做”为一体的教学环境和专业综合性实训基地的理念,从演示实践教学、基本技能实训教学和项目综合实训教学三个层面,为《虚拟仿真》课程的实践教学

医学虚拟仿真实验具体内容介绍

虚拟实验具体内容介绍 (1)机能学基础性虚拟实验教学软件包含四个相对独立的操作实验:家兔的基本实验虚拟操作、蟾蜍的基本实验虚拟操作、大鼠的基本实验虚拟操作、小鼠的基本实验虚拟操作。所有内容全部采用人机互动的虚拟仿真操作来完成,同时配合动画演示,相关仪器设备的使用和操作知识。 我们以大小鼠和蟾蜍的基本实验虚拟操作举例说明: 《大、小鼠基本操作综合实验》介绍了大、小鼠在实验中经常用到的几种基本操作,通过虚拟操作的演示和互动,把实验中的重点、难点表示出来,使学生通过该虚拟实验,熟悉大小鼠实验的各项基本操作,掌握实验的重点。 虚拟实验操作流程及技术点描述: 大小鼠的捉持主要采用动画演示的形式,生动体现了捉持的要点。 大小鼠的固定,又分为徒手固定,固定板固定,头部固定以及固定器固定。学生可以自行选择固定方式,对大小鼠进行固定。 大小鼠的分组与编号;分组演示了如何使用Excel软件取得随机数字后分组。编号着重介绍了背毛单色标记法。 常用给药方法的虚拟操作:灌胃法,皮下注射法,皮内注射法,肌肉注射法,腹腔注射法,静脉注射法.部分采用透视或同步放大局部让学生更直观更系统的学习以上的给药方式及注意事项。 常用麻醉方法的虚拟操作:通过虚拟实验——吸入麻醉和腹腔注射麻醉,让学生熟悉并掌握常用麻药的使用及配制方法。 大小鼠取血的虚拟操作:分为摘眼球取血法,眼眶后静脉丛穿刺取血法,心脏取血,腹主动脉采血法。 大鼠处死方法的演示,脊椎脱臼法,急性失血法,麻醉致死法,气体窒息致死法,击打法。 大鼠主要脏器摘取:学生可动手摘取虚拟大鼠的主要脏器,可掌握各主要脏器的位置和摘取后的性状。 家兔的基本实验虚拟操作内容包括: 家兔麻醉方法,颈部手术包含颈部皮肤切开、分离皮下筋膜、气管插管、颈动脉插管、颈外静脉插管、颈部迷走神经、交感神经、降压神经分离等内容,家

基于BIM的结构虚拟实验室建设探索

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/20780190.html, 基于BIM的结构虚拟实验室建设探索 作者:刘灿 来源:《科技视界》2017年第10期 【摘要】文章介绍了BIM和VR技术的概念,阐述了BIM、VR及有限元的关系,讨论 了结构虚拟实验室在科研及教学工作上的优势及未来发展趋势,为结构虚拟实验室的建设方向提供了崭新思路。 【关键词】BIM;VR;有限元;结构虚拟实验室 【Abstract】This paper introduces the concept of BIM and VR technology,expounds the relationship between BIM,VR and finite element, discusses the advantages and future development trend of structural virtual laboratory in scientific research and teaching work,providing new ideas for the construction of structural virtual laboratory. 【Key words】BIM;VR;Finite element;Structural Virtual Laboratory 1 BIM技术概述 1.1 BIM概念 BIM(Building Information Modeling)即建筑信息模型,是继CAD技术后建筑行业又一项重要的发明。不同于传统的CAD或3D建模技术,BIM是一个集成了建筑物从设计、施工到完建后运营、维修保养、直至回收处理的全寿命周期信息的三维模型数据库。项目各阶段信息相辅相成,对项目任意数据进行修改,会引起与其相关联的其他信息的变化。 1.2 BIM研究与应用现状 目前国内外关于BIM的研究主要集中在三个方面: 1)信息技术类研究,主要体现在完善BIM软件系统; 2)理论指导类研究,主要体现在完善BIM相关技术标准并以学术形式公开研究成果; 3)实际工程类研究,主要是关于BIM技术如何在工程项目中实现的研究。 BIM技术在国外发达国家应用较广泛,涉及规划、设计、施工、运营各个阶段,但是国内仅少数发达地区应用BIM技术,如上海中心大厦、河北奥体中心、上海世博会德国馆、天津港国际邮轮码头等,且应用主要集中在设计和施工方面,远远没有实现在全寿命周期的应用。我国BIM发展的主要问题在于没有完善的标准以及软件系统。

虚拟仿真实验方案

虚拟仿真实验解决方案 上海华一风景观艺术工程有限公司 2017年8月

目录 第一章需求分析 (2) 一、项目背景 (2) 二、实验教学现状 (3) 三、用户需求 (3) 第二章建设原则 (5) 一、建设目标 (5) 二、建设原则 (6) 第三章系统总体解决方案 (7) 一、总体架构 (7) 二、学科简介 (8) 第四章产品优势 (14) 第五章产品服务 (16) 一、服务方式 (16) 二、服务内容 (16) 三、故障响应服务流程 (17) 四、故障定义 (18) 五、故障响应时间 (18) 六、故障处理流程 (19) 七、应急预案 (19)

第一章需求分析 一、项目背景 《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》明确指出:把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略,超前部署教育信息网络。到2020年,基本建成覆盖城乡各级各类学校的教育信息化体系,促进教育内容、教学手段和方法现代化。加强优质教育资源开发与应用,建立数字图书馆和虚拟实验室。鼓励企业和社会机构根据教育教学改革方向和师生教学需求,开发一批专业化教学应用工具软件,并通过教育资源平台提供资源服务,推广普及应用。 在“十三五规划”方针政策指引下,各地陆续出台政策,强调数理化实验教学的重要性。 2016年,北京公布了中高考的新方案,强调义务教育阶段所有科目都设为100分,表示它们在义务教育与学生成长中同等重要,不再人为去区分主次,使学校、老师、家长、社会对每一门学科都很重重视,其中物生化实验部分占分比例为30%,高考不再文理分科。 继北京重磅发布此消息后,河南教育厅发布《关于2016年普通高中招生工作的意见》,其中明确要求理化生实验操作考试满分为30分;安徽省初中毕业升学理化实验操作考试分数为15分,考试成绩计入考生中考录取总分;山西省理化实验操作10分。

虚拟实验室建设方案

电子信息技术虚拟实验室建设实施方案 虚拟实验室是一种基于Web技术、VR虚拟现实技术构建的开放式网络化的虚拟实验教学系统,是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化。虚拟实验室由虚拟仿真平台、虚拟实验平台、虚拟仪器和开放式实验室管理系统组成。虚拟仿真平台可提供学生进行实验电路的虚拟仿真,实验原理预习;虚拟实验平台和虚拟仪器与真实实验设备类似,自己动手配置、连接、调节和使用实验仪器设备;开放式实验管理系统提供教师编辑、设计实验任务和内容、设置学生各种权限、解答学生提问、提交实验报告。 虚拟实验室为开设各种电子信息实验课程提供了全新的教学环境,使教师上课的更生动、实验设备利用率更高、学生自主实验的内容和时间更灵活。 一、系统总体框架 网络服务器 客户端实验箱 网络 如上图,整个系统主要有客户端、服务器和实验平台构成。 客户端主要有两类:管理员(教师)终端和学生终端,管理员能设置实验室开放时间、实验内容设定、学生访问权限,上传实验课件,布置实验任务等。学生端通过浏览器登陆虚拟实验室平台,自主选择实验项目,进行课前预习、实验操作、仪表选择、仿真数据测量、实验报告提交等工作,也可进行机位预定、虚拟仪表预定、实体数据的采集和测量等工作。 服务器提供整套基于B/S架构的实验室管理软件和虚拟远程实验操作平台软件;虚拟实验形式包括纯虚拟的仿真实验、虚拟实体操作实验、远程控制的实体操作实验。使用者既可以通过网络登录服务器完成纯虚拟的仿真实验,也可以通过网络远程控制基础实验箱的实验电路,改变电路器件参数,采集实际的测试数据,进行远程测试和数据分析。也可通过网络远程动态加载开发例程,完成设计性开发性实验。具体功能如下: 1、在线学习功能:可通过登陆虚拟实验平台进行在线课前预习、原理学习等工作; 2、虚拟仿真功能:基于浏览器和Multisim与Labview软件,搭建真实的实验电路进行仿真。无源器 件电阻、电感、电容能实时调节,电路响应可通过虚拟示波器和虚拟频谱仪示波。 3、虚拟实体仿真:学生能在PC机上操作虚拟实体实验平台和Tektronix TDS2024四通道虚拟示波器, 完成信号种类设置、信号频率设置、信号幅度设置、实验电路搭试、波形测试等实验过程,多通道示波器能同时显示4个测试点波形,使实验过程的展示更形象生动。

优选(VR虚拟现实)基于虚拟现实的虚拟实验室外文翻译

优选(VR虚拟现实)基于虚拟现实的虚拟实验 室外文翻译

外文翻译 毕业设计题目:基于虚拟现实的虚拟实验 室的研究 原文1:VRML 译文1:虚拟现实 原文2:VR-LAB 译文2:虚拟现实实验室

原文1: VRML Durch die immer bessere Hardware ist es heute nicht mehr n?tig,für anspruchsvolle 3D-Grafiken spezielle Grafik-Workstations zu verwenden.Auf modernen PCs kann jeder durch dreidimensionale Welten fliegen.Um solche Welten zu definieren und sie über das Internet zu verbinden,wurde die Sprache VRML entwickelt. In diesem Beitrag geben wir einen überblick über die grundlegenden Konzepte der Version 2.0 von VRML. Geschichte von VRML Im Frühling 1994 diskutierte auf der ersten WWW-Konferenz in Genf eine Arbeitsgruppe über Virtual Reality-Schnittstellen für das WWW.Es stellte sich heraus, da? man eine standardisierte Sprache zur Beschreibung von 3D-Szenen mit Hyperlinks brauchte. Diese Sprache erhielt in Anlehnung an HTML zuerst den Namen Virtual Reality Markup Language.Sp?ter wurde sie in Virtual Reality Modeling Language umbenannt. Die VRML-Gemeinde spricht die Abkürzung gerne …W?rml“ aus. Basie rend auf der Sprache Open Inventor von Silicon Graphics (SGI) wurde unter der Federführung von Mark Pesce die Version 1.0 von VRML entworfen. Im Laufe des Jahres 1995 entstanden eine Vielzahl von VRML Browsern (u. a.WebSpace von SGI) und Netscape bot schon sehr früh eine hervorragende Erweiterung, ein sogenanntes PlugIn, für seinen Navigator an.Die virtuellen Welten, die man mit VRML 1.0 spezifizieren kann,sind zu statisch.Zwar kann man sich mit einem guten VRML-Browser flott und komfortabel durch diese Wel ten bewegen,aber die Interaktion ist auf das Anklicken von Hyperlinks beschr?nkt. Im August ’96,anderthalb Jahre nach der Einführung von VRML 1.0,wurde auf der

2017年VR虚拟现实实验室项目解决方案

2017年VR虚拟现实实验室项目 解 决 方 案

随着虚拟实验技术的成熟,人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值,它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。**拥有多名虚拟现实软硬件工程师,在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性! 下面请跟随**一起,让我们从头开始认识虚拟现实实验室。 【虚拟现实实验室系统组成】: 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键,而要建立一个完整的虚拟现实系统,首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。 **根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征,并结合多年的虚拟现实实验室建设经验,最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成:

虚拟现实开发平台: 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台,一般包括两个部分,一是硬件开发平台,即高性能图像生成及处理系统,通常为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站;另一部分为软件开发平台,即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分,负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台,同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转,与他们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此,虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少,而且至关重要。 虚拟现实显示系统:

·高性能图像生成及处理系统 ·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 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,而虚拟三维投影显示系统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,虚拟三维投影显示系统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。虚拟三维投影显示系统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。

虚拟仿真实训室建设方案

虚拟仿真实训室建 设方案

一、概述 (一)建设意义 1、现有实训条件分析 机电技术应用专业现有基础实验室、专业实训室共计9个,可开设《维修电工》、《电工电子技术与技能》、《电气及PLC 控制技术》、《车工工艺》等课程的相关实训项目。为满足机电专业人才培养目标和社会培训的需要,需进一步加强专业建设,拓展专业领域,增加实训开出项目,提升实习实训教学环境条件。 2、必要性和可行性 (1)必要性 经过对多家电气自动化企业及IT企业进行了职业群与岗位群调研,确定其培养目标:从事机电一体化产品及自动生产系统的设计制造与开发,从事处理重要数据、熟练应用各种专业设计软件。并根据对机电技术专业岗位群的职业能力和知识技能要求的分析,构建了“阶梯递进式工学交替”的人才培养模式,搭建了基于工作过程导向的“模块化”专业课程体系,增加《虚拟仿真》课程。这就需要新建虚拟仿真实训室,使其具备在虚拟终端对自动化设备及生产线调试与维护、维修电工等虚拟实训项目的条件,因此需采购虚拟化服务器1台,虚拟化桌面终端48台,虚拟化软件Citrix48套,满足一个班的实训需求。 (2)可行性

天津市基础能力建设校内实训基地投资中的部分资金将用于虚拟仿真实训室的建设,建设后的实训室集教、学、做为一体,新增虚拟仿真终端实训设备,能够满足56人的《虚拟仿真》课程的实训教学的需求。实现了学生专业基本能力、专业核心能力和职业行为能力的提升。 3、建设依据 依据确定的“阶梯递进式工学交替”的人才培养模式,校内实训应贴近企业的实际生产,有助于提升学生的专业基本能力、专业核心能力和职业行为能力,便于学生在校学习与企业岗位实践能够顺利衔接。 (二)建设思路和建设目标 1、建设思路 虚拟仿真实训室的建设本着建成集“教、学、做”为一体的教学环境和专业综合性实训基地的理念,从演示实践教学、基本技能实训教学和项目综合实训教学三个层面,为《虚拟仿真》课程的实践教学提供保障。 虚拟仿真实训室需要符合以下要求: (1)满足于综合性实践教学的要求 建成后的实训室能够实现四种形式的教学与培训方式,极大丰富了教学内容和教法。“实物模拟仿真设备培训方式”,“实物虚拟操作培训方式”,“软件及仿真软件培训方法”和“新产品新技术展示与介绍的培训方式”,这四种培训方式的

3D导游VR虚拟现实实验室解决方案

3D导游VR虚拟现实实验室 解 决 方 案

目录 一、概述 (4) 1.1 系统分析 (4) 1.1.1 总体目标 (4) 1.1.2 现状分析 (4) 1.1.3 需求分析 (6) 1.1.4 3D导游实验室特色 (7) 1.1.5 3D导游实验室设计原则 (8) 二、布局图 (10) 三、效果图 (11) 四、3D导游软件系统方案 (12) 4.1 备课系统 (13) 4.1.1 素材库编辑器 (13) 4.1.2 板书编辑器 (29) 4.2 教学系统 (35) 4.2.1 教案编辑器 (35) 4.2.2 教案播放 (40) 4.3系统设置 (48) 五、实验室设备清单 (50) 1 项目建设范围 (50) 1.1三通道立体环幕系统 (50) 1.2 软件系统 (57)

1.3 虚拟景点库 (59) 2 导游实验室组成预算: (61)

一、概述 1.1 系统分析 1.1.1 总体目标 为了提升旅游教学的质量,提高学生理论与实践的结合能力,通过集成环境艺术和建筑艺术、虚拟现实技术、三维显示技术、数据库技术、网络技术等先进科技手段,建设一个先进的、可视化直观的、满足旅游高水平教学要求的应用环境,它将全方位采用目前在技术上比较先进的CECE2009数字化教学体验系统,满足旅游学院的深层次发展。 第一,通过系统的体验式模拟教学,学生可以轻松掌握导游业务、酒店业务、旅行社业务的流程与操作技能,使理论教学与实践教学能不断结合,教学中带着实训,全面培养学生的综合素质。 第二,利用系统的素材库,师生可以积累和掌握大量的旅游资讯和数据用于行业分析,有利于师生参与课外科研创新活动,提高学生的理论水平和理论应用能力; 第三,通过CECE2009,可以建立旅游管理学科优势职院的共享平台,促进课程体系建设、人才培养模式、教学内容和教学方法等方面的深化改革,真正实现从注重知识传授向更加重视能力和经营素质培养的转变,逐步实现教学职院共享机制稳定化、常规化、普及化。 1.1.2 现状分析

虚拟仿真虚拟现实实验室解决方案

虚拟仿真虚拟现实实验室解决方案

数虎图像提供虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解 决方案 虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。 随着虚拟实验技术的成熟,人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值,它除了能够辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。数虎图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师,在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性! 下面请跟随数虎图像一起,让我们从头开始认识虚拟现实实验室。 【虚拟现实实验室系统组成】: 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键,而要建立一个完整的虚拟现实系统,首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。 数虎图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征,并结合多年的虚拟现实实验室建设经验,最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成:

虚拟现实开发平台: 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台,一般包括两个部分,一是硬件开发平台,即高性能图像生成及处理系统,一般为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站;另一部分为软件开发平台,即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分,负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台,同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转,与她们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此,虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少,而且至关重要。 虚拟现实显示系统: ·高性能图像生成及处理系统 ·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 在虚拟现实应用系统中,一般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

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