VR-Human+3D虚拟人体解剖教学系统
3D数字虚拟仿真系统在人体解剖学与组织胚胎学教学中的应用研究
3D数字虚拟仿真系统在人体解剖学与组织胚胎学教学中的应用研究摘要：进入21世纪以来，我国科技水平迅速发展，3D数字虚拟仿真系统在人体解剖学与组织胚胎学教学中应用广泛。
随着时代的发展和科学技术的进步，医学领域出现了一系列3D数字虚拟仿真系统的人类研究产品。
这些三维虚拟教学软件的出现，为困扰解剖学教学多年的问题找到了答案，受到了医学教师、学生和临床工作者的认可。
在此背景下，本文论述了3D数字虚拟仿真系统的内涵与特点，及其在人体解剖学与组织胚胎学教学中的应用与效果、评价，希望为相关工作者提供宝贵的信息。
关键词：3D数字虚拟仿真系统；人体解剖学；组织胚胎学；应用研究引言中华人民共和国教育部于２０１２年３月正式发布了《教育信息化十年发展规划（２０１１—２０２０年）》，规划中明确指出，我国教育改革和发展的方向是显著提高信息技术与教育教学发展的深度融合，以教育信息化促进教育变革，实现教育现代化，利用先进网络和信息技术，建立健全高等教育信息化、数字化的基础设施，以促进创新性人才培养、提高科研水平、增强社会服务与文化传承能力，促进教育质量全方位提高。
在当今“互联网＋”的教育背景下，教学模式也随之发生了变化，已经逐渐向“传统＋数字”的模式转变。
随着虚拟仿真技术不断融入课堂，彻底颠覆了课堂教学手段，极大丰富了教学内容，最大限度地调动了学生的主观能动性和创新性。
学生可以有针对性地利用课外闲暇时间进行预习或复习，实现从“要我学”到“我要学”的转变，彰显了信息技术与教育、教学的融合。
学生处在智能化的教学环境中，基本达到了以学习者为中心的教育教学新模式。
1 3D数字虚拟仿真系统的内涵与特点3D数字虚拟仿真系统，是利用计算机技术和生物信息学技术实现人体解剖结构和组织胚胎结构信息可视化的软件系统，其通过采集人体解剖结构和组织胚胎信息，利用计算机和生物信息学技术重建人体三维图像，形成了一套系统、完整、灵活的视觉人体解剖学和组织胚胎学信息软件。
三维虚拟仿真教学系统3dbody在系统解剖学实验教学中的应用体会
— 77 —CHINESE JOURNAL OF ANATOMY V ol.43 No.1 2020 解剖学杂志 2020年第43卷第1期* 2016年广东省本科高校高等教育教学改革项目（2016258，2018268）第1作者 E-mail ：wutianxiu20052@△通信作者，E-mail ： gdmuant@收稿日期：2019-03-20；修回日期：2019-07-02三维虚拟仿真教学系统3Dbody 在系统解剖学实验教学中的应用体会*吴天秀1 符华春2△ 蔡 洁3（广东医科大学，1 基础医学院解剖学教研室，2 教育技术与信息中心，3 信息工程学院，湛江 524023）Experience of the application of 3D virtual simulation teaching system 3Dbodyin the experimental teaching of System Anatomy *Wu Tianxiu 1， Fu Huachun 2△， Cai Jie 3（1. Department of Human Anatomy ， 2. Educational Technology and Information Center ， 3. School ofInformation Engineering ， Guangdong Medical University ， Zhanjiang 524023，China ）系统解剖学是医学课程的重要基础课。
目前，解剖标本来源不足和需求持续增加的矛盾日渐突出，在此背景下，虚拟仿真教学系统走进系统解剖学的实践教学中。
数字化虚拟人体（“虚拟人”）以计算机数字化操作平台为基础，将大量真实人体断面数据信息在计算机里整合重建成人体的三维立体结构图像，是医学与信息技术、计算机技术相结合的成果，可以为医学教学提供大量断层解剖学、系统解剖学、局部解剖学的教学素材[1]。
基于虚拟现实技术的人体解剖学教学系统设计与实现
基于虚拟现实技术的人体解剖学教学系统设计与实现人体解剖学是医学专业中非常重要的基础科学，它是了解人类身体结构、正常功能和异常情况的基础。
传统上，人体解剖学是一门注重实践的学科，需要学生通过尸体解剖实验从而理解人类内部结构。
然而，在当代社会，由于身体解剖不可逆，需要消毒和大量搬运，这些问题大大降低了学生访问实验室的成本和学习的成果。
由于技术创新，我们可以采用虚拟现实（VR）技术来实现这一目标，这是一种“可以反跟你走”的虚拟世界，可以带来仿真而不受任何限制的体验，为医学学生提供一种可行的和丰富的实验室访问解决方案。
本篇文章将介绍一种基于虚拟现实技术的人体解剖学教学系统的设计和实现，并探讨如何应用VR以满足学生的需求。
1. 具体的需求分析在人体解剖学教学中，学生需要对人体结构和各个器官及其功能有详细的理解。
对此，可以构思VR人体解剖学教学系统，这个系统可以提供大量的身体组织信息，包括全身各个部位、不同器官、平面切面和三维建模等。
通过这个系统，学生将获得以下优势：•立体堆叠式层次结构：由于它是一个三维模型，学生可以通过选择每个教材中的细节，进行更高效，完整的知识点覆盖，增加模块间的功能和系统灵活性。
•交互式教学：学生通过与系统互动，通过自己的学习过程，来体验丰富的知识点和按自己的需求进行更深入的（或更精确的）阅读。
•无限重现性和自主性：学生可以在系统中随意拆卸人体组成部件并还原，来达到多次阅读并对比不同解剖学构造体会差异，更深入的理解，拆掉就拆掉，组合就组合，学生的学习成果完全由自己的主观意愿决定。
这种新型教学将无疑给解剖学学生带来更全面更直观的学习经验。
2. 系统设计和实现VR人体解剖学教学系统是由三个重要模块构成的：硬件、软件和知识资源。
在设计过程中，技术人员应注意系统性和普遍性。
硬件模块：我们需要一个VR装置来支持整个系统。
VR装置应该为高质量的头戴式展示器，以便模拟出完全的三维空间。
每个头戴展示器应该包含两个显示器，一个集成的音频插入和一个定位跟踪传感器，以实现精确的位置检测和手柄坐标。
基于虚拟现实技术的人体解剖学仿真系统设计与实现
基于虚拟现实技术的人体解剖学仿真系统设计与实现随着现代科技日益发展，基于虚拟现实技术的教育应用也越来越普遍。
其中人体解剖学仿真系统作为一种新型教育方式，不仅可以使学生深入了解人体解剖、器官构造及其功能，还可以让学生通过三维观察、互动操作等方式增强记忆，提高学习效果。
本文旨在探讨基于虚拟现实技术的人体解剖学仿真系统的设计与实现。
一、需求分析在设计人体解剖学仿真系统之前，我们需要先进行需求分析。
对于人体解剖学的学习者而言，能够深入了解人体各系统的结构、功能、病理生理等方面是非常有必要的。
此外，针对不同年龄和学习水平的学生，我们也需要不同的教学内容和形式。
因此，一款优秀的人体解剖学仿真系统需要具备以下特点：1. 直观形象：必须具有真实、直观的三维图形，以便学生可以更好地了解人体各组织、器官和系统的内部结构。
此外，还需要提供多角度、多层次观察的功能，以便学生可以从各个角度进行学习和研究。
2. 交互性：学生应该能够对虚拟人体的各个部位进行交互式操作。
例如，可以选择特定的组织/器官，了解其形态、功能以及相关的病理生理变化。
此外，还可以通过“放大镜”等工具，深入了解细胞层面的变化。
3. 实用性：人体解剖学仿真系统还应该具备一定的实际应用意义。
例如，在临床诊断中，可以通过该系统模拟真实人体内部情况，进行一些体外试验，预测疾病的发生与发展。
另外，在进行手术模拟、器械操作等领域，也可以应用到该系统。
二、系统设计与实现在制作人体解剖学仿真系统时，需要我们进行三维建模、动画设计、交互式程序开发等多种工作的配合。
因此，我们需要采用模块化、分层式的开发方式，以便更好地完成整个系统的设计与实现。
1. 虚拟人体建模在进行虚拟人体建模时，我们需要首先进行人体解剖知识的分析和梳理。
然后，根据这些知识，我们需要逐步建立起虚拟人体各组织、器官、系统的三维模型。
特别地，在建模过程中，需要考虑各个组织/器官之间的相互关系，以保证模型的严谨性和可靠性。
基于虚拟现实技术的人体解剖学教育工具设计与开发
基于虚拟现实技术的人体解剖学教育工具设计与开发虚拟现实技术（VR）作为一种新兴的技术手段，正在逐渐改变教育领域的面貌。
在人体解剖学教育方面，传统的静态图片和干燥的文字已经不能满足学生的学习需求。
而基于虚拟现实技术的人体解剖学教育工具的设计与开发，为学生提供了更直观、生动、丰富的学习体验。
本文将探讨如何设计与开发基于虚拟现实技术的人体解剖学教育工具。
首先，设计与开发基于虚拟现实技术的人体解剖学教育工具需要有清晰的目标与内容。
教育工具的目标是帮助学生深入了解人体解剖学的基本知识和结构，提高学生对人体结构和器官功能的理解。
因此，在设计与开发过程中，应该注重教育效果和学习目标的实现。
其次，基于虚拟现实技术的人体解剖学教育工具需要具备真实感和交互性。
通过虚拟现实技术，学生可以身临其境地观察和探索人体结构，感受器官的运动和功能。
教育工具可以提供立体的解剖模型，让学生逐层剥离，了解各个系统的组成。
同时，学生还可以自由选择观察的角度和部位，通过手势控制器进行交互操作，增强学习的参与感和动手能力。
另外，教育工具的内容应该经过严格的筛选和组织，符合人体解剖学的教学大纲。
工具的设计可以根据课程的难度和学生的年级来进行分层次设计，逐步引导学生进行学习。
教育工具还可以提供详细的解释和注释，帮助学生理解各个组织和器官的功能和相互关系。
此外，基于虚拟现实技术的人体解剖学教育工具还可以与其他教学资源相结合，形成多元化的学习场景。
例如，可以结合教科书、教学视频和在线学习平台，提供更全面的学习资源。
同时，教育工具还可以与教师进行互动，学生可以随时向教师提问并获得反馈，增强教与学的互动性。
在进行基于虚拟现实技术的人体解剖学教育工具的设计与开发时，需要优先考虑学生的学习体验和学习效果。
工具的界面设计应简洁、直观，操作流程应顺畅、易于掌握。
同时，教育工具需要经过反复测试和修改，确保其稳定性和可靠性。
此外，还应关注用户群体的多样性和需求差异。
基于虚拟现实技术的三维人体解剖学教学平台开发
基于虚拟现实技术的三维人体解剖学教学平台开发三维虚拟现实技术在人体解剖学教学中的应用-打造全新教学平台简介：随着科技的不断发展，虚拟现实（VR）技术在各个领域都得到了广泛应用。
在教育领域，基于虚拟现实技术的三维人体解剖学教学平台开发已成为一种新兴且极具潜力的教学方法。
通过将虚拟现实技术与生物学知识相结合，可以提供更加身临其境的学习体验，提高学习者的参与度和理解力。
一、三维人体解剖学教学平台的优势1. 深度沉浸体验基于虚拟现实技术的三维人体解剖学教学平台能够提供更加逼真、身临其境的学习体验。
学生可以使用VR设备进入一个虚拟的人体解剖学场景中，通过观察和互动，深入了解人体各个器官的结构和功能。
这种沉浸式体验不仅可以增强学生的学习兴趣和主动性，还可以帮助他们更好地理解和记忆复杂的解剖学知识。
2. 个性化学习三维人体解剖学教学平台可以根据学生的不同需求提供个性化的学习体验。
学生可以根据自己的学习进度和兴趣选择不同的学习路径。
同时，平台还可以根据学生的学习情况进行实时的反馈和调整，帮助他们更好地掌握知识。
个性化的学习方式可以提高学习的效果，并且满足不同学生的学习需求。
3. 互动与合作学习基于虚拟现实技术的教学平台可以提供学生之间的互动和合作学习机会。
学生可以在虚拟环境中进行合作解剖实验，共同探索人体的奥秘。
这种互动和合作学习可以促进学生之间的交流和合作能力的培养，提高他们的团队合作能力。
二、三维人体解剖学教学平台的开发要点1. 硬件设备的选择开发一个基于虚拟现实技术的三维人体解剖学教学平台需要选择适用的硬件设备。
目前市场上有许多不同类型的VR设备可供选择，包括头戴式显示器、手柄控制器和运动捕捉设备。
根据预算和教学需求，选择适合的硬件设备是开发的第一步。
2. 软件平台的开发开发三维人体解剖学教学平台需要合适的软件平台。
开发团队可以使用先进的图形学和虚拟现实技术，开发可以呈现逼真人体结构和互动功能的软件。
该软件平台应具备模型构建、数据交互和互动展示等功能，以提供全面的解剖学教学体验。
虚拟现实技术在人体解剖学教学中的应用与学习效果探讨
虚拟现实技术在人体解剖学教学中的应用与学习效果探讨一、引言虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术是一种通过计算机生成的、模拟现实环境的技术，它将用户沉浸在一个虚拟的三维空间中，使用户能够与虚拟环境进行直接的、逼真的交互。
虚拟现实技术在教育领域的应用日益广泛，其中人体解剖学教学是其应用的一个重要领域。
本文旨在探讨虚拟现实技术在人体解剖学教学中的应用及其学习效果。
二、虚拟现实技术在人体解剖学教学中的应用1. 三维可视化人体解剖学教学中，学生需要理解和学习大量的人体结构和器官，而传统的二维教材难以提供直观和深入的理解。
虚拟现实技术可以将人体的内部结构以三维形式呈现给学生，使他们能够更清晰地看到各个器官之间的相互关系和组织结构。
2. 互动性和实操性虚拟现实技术可以进行交互式操作，使学生能够亲自进行实操，例如，可以通过手柄或手势来探索人体的内部结构，自由选择观察角度和视野。
这种互动性让学生能够更深入地了解人体的构造，并增强他们的学习兴趣。
3. 模拟病例和手术虚拟现实技术在人体解剖学教学中可以模拟各种病例和手术操作，使学生更真实地了解病理变化和手术过程。
例如，学生可以在虚拟环境中进行心脏手术的模拟，通过亲自操作来学习手术过程和技巧，提高实际操作的准确性和安全性。
三、虚拟现实技术在人体解剖学教学中的学习效果1. 提高兴趣与参与度相比传统的人体解剖学教学，虚拟现实技术可以提供更丰富、生动和直观的学习环境，激发学生的学习兴趣，增加他们对知识的参与度。
2. 提升学习效果与记忆力研究表明，虚拟现实技术可以增强学生对知识的记忆力。
通过沉浸式的学习体验，学生可以更深入地理解和记忆人体结构，提高学习效果。
3. 促进团队合作与交流虚拟现实技术可以创造一个虚拟的学习团队环境，学生可以通过网络与其他学生进行合作和交流，共同解决问题。
这样的学习环境培养了学生的团队合作能力和交流能力，有助于提高学习效果。
四、虚拟现实技术在人体解剖学教学中的挑战与展望1. 技术成本和设备要求虚拟现实技术的应用需要相应的计算机硬件和软件支持，这需要大量的投资。
基于虚拟现实的人体解剖学教学平台设计与实现
基于虚拟现实的人体解剖学教学平台设计与实现近年来，随着虚拟现实（VR）技术的发展，其在教育领域的应用也日益广泛。
在医学教育中，虚拟现实技术为学生提供了更加身临其境的学习体验，特别是在人体解剖学教学中，帮助学生更加直观、全面地理解人体结构与功能。
本文将介绍基于虚拟现实的人体解剖学教学平台的设计与实现。
首先，该平台的设计目标是为医学生提供一个交互式、可视化的人体解剖学学习环境。
通过虚拟现实头盔和手柄设备，学生可以进入一个虚拟的人体解剖实验室，与人体模型进行互动。
平台应具备以下几个主要功能：1. 3D人体模型展示与导航：平台提供真实且具有逼真纹理的3D人体模型，学生可以通过手柄设备对人体模型进行旋转、缩放等操作，深入了解不同器官的位置、形态等。
2. 切割与分层显示：平台允许学生通过手柄设备进行切割操作，例如，他们可以切割人体模型以显示内部结构，并以分层方式展示不同层次的组织与器官。
3. 内部结构的可视化：学生可以通过平台选择特定的器官或系统，以便更详细地了解其解剖结构、功能和相互之间的关系。
例如，他们可以选择心脏并实时观察血液的流动，以加深对循环系统的理解。
4. 实时交互与互动：平台支持学生之间的实时互动，他们可以进行合作探索、讨论，并在虚拟环境中进行模拟手术等活动。
同时，教师可以通过平台对学生的学习进度进行监控与指导。
为了实现这些功能，需要进行的技术研发包括：1. 3D建模与渲染技术：开发团队需要利用医学图像数据与人体解剖学知识，使用计算机图形学技术创建真实的3D人体模型，并进行纹理贴图等处理，以使模型更加逼真。
2. 交互与导航技术：通过虚拟现实手柄设备，学生可以与虚拟环境进行互动。
开发团队需要设计合适的交互方式，例如手势识别、按钮操作等，以实现模型的旋转、缩放、切割等操作。
3. 内部结构可视化技术：开发团队需要将人体解剖学知识与虚拟现实技术相结合，使得学生能够直观地观察人体内部结构和功能。
例如，可以通过物理模型、动画、颜色变化等方式呈现血液流动、神经传递等过程。
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★8、该软件系统应具有中国计算机软件著作权登记证书。
商商务条款
一、合同签订期：自成交通知书发出之日起30日内
二、安装实施地点：广西民族大学文综楼806校级虚拟仿真实验室
三、售后服务要求：
1、响应方式：电话支持、网络支持、视频支持、现场支持。
2.交货方式：于项目建设地点交货
3.投标人需自备电脑，评标时需进行现场演示。
二、采购设备内容：
项号
设备名称
数量
技术参数要求
1
虚拟人体解剖系统（男性）
1套
1、结合真实医学数据精确的重建男性人体，包含至少4000个以上不可再分的解剖结构。每个解剖结构都必须加注文字说明及关键结构标注，并带有英文名称及英文发音，以满足英语教学的需求。
3、系统解剖学模块:按照系统解剖学教材按照不同系统进行编排，能够满足医学院不同层次及不同专业的教学需求
（1）系统解剖学目录按照教学大纲中要求的运动系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统、生殖系统、循环系统、神经系统、淋巴系统等的顺序进行编排。
（2）根据教学大纲，将人体的器官组织以全真三维模型的形式展示，能够放大、缩小并以任何角度旋转观察。包括俯视效果和仰视效果。
（1）三维模型数据以正常人体CT/MRI扫描数据为主，辅以标本、切片、图片等数据；数据综合修正以避免个体差异，呈现标准解剖学概念意义的人体模型。
（2）模型真实，可以任意比率实现放大或缩小（非固定倍率），清晰成像。
（3）纹理贴图使用1024（px）*1024（px）精度制作标准。
★2、该产品必须具有结构认知、存档加载、教程帮助、系统设置四大模块，以满足系统解剖学教学和软件使用过程中的需求。
（1）系统解剖学目录按照教学大纲中要求的运动系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统、生殖系统、循环系统、神经系统、淋巴系统等的顺序进行编排。
（2）根据教学大纲，将人体的器官组织以全真三维模型的形式展示，能够放大、缩小并以任何角度旋转观察。包括俯视效果和仰视效果。
（3）系统具有预置位功能，按照教学大纲将教学内容提前编排好并以磁贴的方式展示，并具有自主添加磁贴的功能方便老师根据教学内容建立磁贴，以满足老师在讲课过程中即可快速调用设置好的三维人体结构，又可方便老师灵活授课的教学需求。
★8、该软件系统应具有中国计算机软件著作权登记证书。
2
虚拟人体解剖系统（女性）
1套
1、结合真实医学数据精确的重建女性人体，包含至少4000个以上不可再分的解剖结构。每个解剖结构都必须加注文字说明及关键结构标注，并带有英文名称及英文发音，以满足英语教学的需求。
（1）三维模型数据以正常人体CT/MRI扫描数据为主，辅以标本、切片、图片等数据；数据综合修正以避免个体差异，呈现标准解剖学概念意义的人体模型。
2、处理问题响应时间：接到采购人处理问题通知后，电话支持应于1小时内响应，网络支持应于2小时内应，视频支持应于2小时内响应，现场支持应于48小时内响应。
3、成交供应商需为采购人提供一年的售后服务，一年期间内，免费为采购方解决售后的技术问题。在售后服务期限内，需提供一年一次的免费系统维护，设备诊断调试的服务。
（2）模型真实，可以任意比率实现放大或缩小（非固定倍率），清晰成像。
（3）纹理贴图使用1024（px）*1024（px）精度制作标准。
★2、该产品必须具有结构认知、存档加载、教程帮助、系统设置四大模块，以满足系统解剖学教学和软件使用过程中的需求。
3、系统解剖学模块:按照系统解剖学教材按照不同系统进行编排，能够满足医学院不同层次及不同专业的教学需求
四、付款方式：供货商在货物验收合格无异议后五个工作日内按本合同金额5%比例向甲方提交质量保证金，质量保证期满后，供货商提交退质量保证金申请后五个工作日内无息返还。
五、其它要求：
1、报价必须含以下部分，包括：
（1）设备的价格；
（2）必要的各项税金；
2、人员安排
重大活动、重大会议及重要参观等安排：配合学校做好重大活动、重大会议及重要参观的演示服务工作，要求现场服务演示。
★(4)系统具备单独显示、全部隐藏、剥离、恢复、手动分离、框选、透明、查找、随手画、背景切换等操作功能。
★4、存档加载模块:模块需要提供用户记录和读取当前虚拟人体状态的功能，让用户可随时保存和加载内容。
5、软件学习教程模块：模块需提供用户如何使用本软件的一些说明，并内置于运行程序之中。
6、系统设置模块：用户可以自行设置背景状态（白底、黑底、三维场景）。用户也可以自行调节软件交互音量大小。
（3）系统具有预置位功能，按照教学大纲将教学内容提前编排好并以磁贴的方式展示，并具有自主添加磁贴的功能方便老师根据教学内容建立磁贴，以满足老师在讲课过程中即可快速调用设置好的三维人体结构，又可方便老师灵活授课的教学需求。
★(4)系统具备单独显示、全部隐藏、剥离、恢复、手动分离、框选、透明、查找、随手画、背景切换等操作功能。
★4、存档加载模块:模块需要提供用户记录和读取当前虚拟人体状态的功能，让用户可随时保存和加载内容。
5、软件学习教程模块：模块需提供用户如何使用本软件的一些说明，并内置于运行程序之中。
6、系统设置模块：用户可以自行设置背景状态（白底、黑底、三维场景）。用户也可以自行调节软件交互音量大小。
★7、内容支持在VR环境中观看和交互，支持显示空间中用户的移动和旋转与虚拟空间保持一致。
广西民族大学民族学与社会学学院建设“VR-Human 3D虚拟人体解剖教学系统”的需求表
一、采购设备清单：
序号
货物名称
数量
品牌及厂家
规型号
1
虚拟人体解剖系统（男性）
1套
上海曼恒数字技术股份有限公司
VR-Human
2
虚拟人体解剖系统（女性）
1套
上海曼恒数字技术股份有限公司
VR-Human
1.项目建设地点：广西民族大学文综楼806校级虚拟仿真实验室