虚拟仿真实训系统解决实施方案

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虚拟仿真实训室建设实施方案

虚拟仿真实训室建设实施方案

一、方案背景虚拟仿真实验教学中心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,更是实验教学的发展方向,重点是建设信息化实验教学资源。

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,实现真实实验不具备或难以完成的教学功能,学生在虚拟环境中开展实验,达到所要求的认知与实践教学效果。

二、整体设计第一类为可远程控制的共享资源,主要为虚拟现实教学资源,构建了高度仿真的虚拟实验环境和实验对象,包括播音、编导、新闻、广告四大门类的近20门课程。

这部分资源与电视演播实验室、电视采编实验室、高清非线性编辑网络实验室、电子技术实验室从资源配置上充分体现了虚拟结合,相互补充的原则,其中一部分课程可补充目前实践训练所缺乏的参与程度低、成本高的部分,例如摄像机拆卸与组装、复杂仪器的机械安装等课程;一部分课程可作为真实实训教学的训前准备课程,这部分课程可减少真实实训的高消耗,例如新闻摄影、电视摄像等课程。

第二类为软件共享资源,软件共享是利用仿真工具软件二次开发的纯数字仿真实验资源,不带有实物对象,例如舞台等大型设施的搭建与媒体运行的系统集成等内容。

另外,软件共享资源还有一类是集中了播音、编导、新闻、广告类各专业相关工具软件近20种,由学生自主进行相关课程的虚拟仿真实验,此类软件资源即可实现虚拟现实仿真资源(VR版本)又可与高清非线性编辑网络实验室联合,建立区域网络系统(PC版本)。

第三类为仪器共享资源,是虚拟仿真实验中有部分实物参与的半实物仿真系统,例如,在新闻摄影的仿真教学实验中,有虚拟控制器加实际对象的半实物仿真,有实际控制器加虚拟对象的半实物仿真,可实现诸如水下拍摄、直升机拍摄等多种复杂情况下的拍摄方式。

这部分为虚实结合资源,真实实验中不能实现的功能由虚拟部分实现,真实环境中可以实现的功能由实物对象实现。

三、架构设计针对整体方案设计要求,各类共享资源需配备完善的软件系统,而软件的知识数据管理是本方案中所有软件运行的数据基础保证。

工业机器人虚拟仿真实训报告

工业机器人虚拟仿真实训报告

工业机器人虚拟仿真实训报告工业机器人虚拟仿真实训报告摘要:本报告介绍了工业机器人虚拟仿真实训课程的目标、内容和实施方式。

在这门课程中,学生通过使用虚拟仿真软件来模拟和操作工业机器人,学习机器人的运动规划、路径规划、控制等方面的知识和技能。

通过虚拟仿真实训,学生可以提前获得实际操作中可能遇到的问题,并通过调整参数和优化算法来解决这些问题。

最后,我们对工业机器人虚拟仿真实训的效果进行了评估,并提出了一些建议和改进的方向。

关键词:工业机器人、虚拟仿真、实训、运动规划、路径规划、控制1. 引言工业机器人是现代工业生产中不可或缺的一部分,它可以完成重复性和繁琐的工作,提高生产效率和质量。

然而,由于机器人的复杂性和特殊性,对机器人的操作和控制需要一定的专业知识和技能。

因此,工业机器人虚拟仿真实训课程的开设对于培养具有工业机器人操作和控制技能的学生具有重要意义。

2. 目标工业机器人虚拟仿真实训课程的主要目标包括:(1) 培养学生熟练掌握工业机器人的基本操作和控制技能;(2) 使学生了解工业机器人的运动规划、路径规划和控制等方面的知识;(3) 提高学生的问题解决能力和优化算法设计能力;(4) 培养学生的团队合作和沟通能力。

3. 内容工业机器人虚拟仿真实训课程的内容包括:(1) 工业机器人的基本知识:学生了解工业机器人的分类、结构和工作原理;(2) 工业机器人的运动规划:学生学习工业机器人的运动学和动力学,了解机器人的运动规划方法;(3) 工业机器人的路径规划:学生学习工业机器人的路径规划算法和方法,了解机器人的路径规划过程;(4) 工业机器人的控制:学生学习工业机器人的控制系统和控制方法,掌握机器人的控制技术;(5) 工业机器人的优化:学生通过调整参数和优化算法来解决机器人操作中可能遇到的问题;(6) 团队合作和沟通:学生通过团队实训项目,培养团队合作和沟通能力。

4. 实施方式工业机器人虚拟仿真实训课程的实施方式包括:(1) 虚拟仿真软件的选择:选择一款专业的工业机器人虚拟仿真软件,如RoboDK、Visual Components等;(2) 虚拟实训项目的设计:根据课程目标和内容,设计适合的虚拟实训项目,包括机器人的操作和控制任务;(3) 虚拟实训环境的搭建:利用虚拟仿真软件搭建工业机器人的虚拟实训环境,包括机器人模型、工作台和工件等;(4) 学生的实训操作和实验:学生通过虚拟仿真软件进行机器人的操作和控制实验,完成指定的任务;(5) 实训项目的评估和讨论:根据学生的实训成绩和实训报告,对实训项目进行评估和讨论,总结实训经验和教训。

虚拟仿真实训基地建设与应用规划

虚拟仿真实训基地建设与应用规划

虚拟仿真实训基地建设与应用规划虚拟仿真实训基地是为了满足高校教学、科研需求而建设的一种虚拟仿真技术应用系统的教学实验和科研训练设施。

随着信息技术的迅速发展,虚拟仿真实训基地在高校教学中的应用越来越广泛,对提高教学质量和学生素质具有重要意义。

本文将介绍虚拟仿真实训基地的建设与应用规划,探讨如何有效地利用虚拟仿真技术,提高教学效果和学生能力,为读者提供有益的信息和知识。

一、虚拟仿真实训基地建设虚拟仿真实训基地是利用计算机技术和虚拟现实技术,设计并构建出一个与真实环境相仿的虚拟环境,用以进行教学实验和科研训练。

建设虚拟仿真实训基地需要考虑以下几个方面:1.确定建设目标和需求:首先要明确虚拟仿真实训基地的建设目标和需求,确定建设的方向和重点,为后续的建设工作提供指导。

2.选址和空间规划:选择合适的场地进行建设,根据实训基地的规模和功能需求,进行空间规划和布局设计,确保教学设施的有效利用。

3.技术设备采购与建设:选择合适的硬件设备和软件平台,进行技术设备采购与建设,搭建起一个完善的虚拟仿真实训系统。

4.教学资源整合:整合各类教学资源,包括课件、实验方案、模拟软件等,为教学实验和科研训练提供支持。

二、虚拟仿真实训基地应用规划虚拟仿真实训基地的应用规划是指如何有效地利用虚拟仿真技术,提高教学效果和学生能力。

以下是一些应用规划的建议:1.教学实验与科研训练:利用虚拟仿真实训基地进行教学实验和科研训练,提高学生的实践能力和解决问题的能力。

2.虚拟仿真仿真课程设计:设计虚拟仿真实训课程,结合实际案例进行模拟教学,激发学生学习的兴趣和主动性。

3.实训实施和评估:组织实训活动,对学生进行实时监控和评估,及时发现问题并加以解决。

4.教学资源共享和交流:通过虚拟仿真实训基地,推动教学资源的共享和交流,促进教师间的合作与交流。

虚拟仿真实训基地的建设与应用规划,不仅可以提高高校教学质量和科研水平,还可以促进学生的综合素质和创新能力的培养。

虚拟仿真实训基地建设项目

虚拟仿真实训基地建设项目

虚拟仿真实训基地建设项目是当前教育领域的热门话题,随着信息技术的发展和教育改革的深化,虚拟仿真技术在实训教学中的应用愈发得到重视。

虚拟仿真实训基地的建设对于提升教学质量、培养学生的实践能力、改善教学方式具有重要意义。

本文将围绕虚拟仿真实训基地建设项目展开深入研究,探讨其意义、实施方案以及存在的问题与挑战。

一、虚拟仿真实训基地建设项目的意义虚拟仿真实训基地建设项目的意义主要体现在以下几个方面。

首先,虚拟仿真技术可以提供一个高度模拟真实情境的学习环境,为学生提供更加真实、身临其境的实践体验。

通过虚拟仿真实训基地,学生可以在模拟的实际工作场景中实践操作,锻炼实践能力,提高问题解决能力。

其次,虚拟仿真实训基地可以实现时间和空间的解耦,学生不再受限于实际的教学场地和时间,可以随时随地进行实践训练。

这种灵活的学习方式有利于提高学生的学习积极性和主动性。

再次,虚拟仿真实训基地可以为教师提供更加便利和精准的教学辅助工具,帮助教师更好地开展实践教学。

通过虚拟仿真技术,教师可以动态展示教学内容,激发学生的学习兴趣,提高教学效果。

梳理一下本文的重点,我们可以发现,虚拟仿真实训基地建设项目对于提升教学质量、培养学生的实践能力、改善教学方式具有重要意义。

二、虚拟仿真实训基地建设项目的实施方案虚拟仿真实训基地建设项目的实施方案需要考虑多个方面的因素。

首先是技术支持方面。

虚拟仿真技术作为一种高新技术,其应用需要依托一定的技术支持。

在虚拟仿真实训基地建设项目中,需要引入专业的虚拟仿真技术团队,为学校提供技术支持和培训,确保项目的顺利进行。

其次是硬件设施方面。

虚拟仿真实训基地建设需要配备相应的硬件设施,如计算机、仿真器材等。

学校需要根据实际情况确定硬件设施的配置方案,确保设施的稳定性和可靠性。

再次是教学资源方面。

虚拟仿真实训基地建设需要建立相应的教学资源库,包括虚拟仿真实训课程设计、教学方案、案例库等。

学校需要整合现有的教学资源,丰富虚拟仿真实训基地的教学内容,满足学生的学习需要。

第三代虚拟焊接综合仿真实训系统方案

第三代虚拟焊接综合仿真实训系统方案
选择要查看的教师,任务列表中会显示出所有的任务,单击某一任务可以查看任务详细信息。
7.1.7
可将学员列表中的自由设备添加到自己的教学组。可以修改登录密码、设置公差等级的具体参数。
7
可以向虚拟焊接设备发送任务;查看课程信息、任务信息、学生信息和成绩;对教师进行管理;分配虚拟焊接设备设备。管理员分为七个部分:设备监控、课程设计、任务设计、教师管理、学生管理、成绩管理和系统设置。
26)虚拟焊接仿真实训系统可在不浪费昂贵耗材的情况下,多次进行同一项训练。
27)系统配备视景眼镜,在不需要真实焊材和环境的情况下,可在视野中看到模拟的焊接作业环境和焊接效果,如焊接电弧、火花飞溅以及焊液从生成、流动到冷却的过程,并听到相应的声音,产生强烈的身临其境之感。
28)使用焊接模拟培训系统,任何焊接动作所对应的参数都能被跟踪、记录,学员可回放焊接过程;通过演练过程中参数的不同变化来对学员的焊接动作规范及焊接质量进行精确地分析,这些信息能由服务器进行处理,归档,便于对学员的学习过程进行跟踪。
8)
多层多道演练
支持三种焊接方法的多层多道演练
9)
教学辅助
工艺参数考核、智能专家帮助提示、焊接过程回放、观摩系统、焊接过程立体渲染
6
1)该系统适用于多种焊接类型,可模拟三种不同的焊机,其中包含:二氧化碳保护焊、焊条电弧焊、TIG氩弧焊。
2)该系统可进行多角度、全位置焊接演练。通过更换焊件,可模拟多种不同的焊接方式,例如平焊、立焊、横焊、仰焊等;适用于对接、T接等接头形式。
3
虚拟焊接系统的特点:
1、系统采用AR技术进行焊枪和工件的追踪,成本更低。
2、系统采用虚实交互的AR技术方式,相对于纯粹的虚拟现实交互,沉浸感更强。
3、系统整体设计相对体积小,方便移动便携。方便扩展到工业试焊领域。

全息虚拟仿真教学实训平台项目建设方案

全息虚拟仿真教学实训平台项目建设方案

全息虚拟仿真教学实训平台项目建设方案一、项目背景与目标随着信息技术的快速发展,全息虚拟仿真教学实训平台成为一种新型的教育教学方式。

该平台以虚拟现实技术为基础,通过全息投影技术将虚拟场景投射到真实环境中,在学生身边创造出一个沉浸式的虚拟现实环境。

该平台通过模拟实际场景,并提供实时反馈和评估,能够提高学生对于知识和技能的学习和掌握效果,提高教学质量。

本项目的目标是建立一套全息虚拟仿真教学实训平台,以提供高效、真实、沉浸式的教学环境,促进学生的学习和实践能力的全面发展。

二、项目建设内容1.平台开发:根据教育教学需求,设计开发一套全息虚拟仿真教学实训平台,包括软硬件系统,用于模拟各种实际场景、设备和操作过程。

2.虚拟场景建模:建立虚拟场景模型,包括各种实际场景的三维模型和效果模拟,在虚拟场景中模拟真实的操作流程和环境。

3.数据库建设:建设学生和教师的信息数据库,记录学生的学习进展和实训绩效,为教师提供数据支持和学生个性化教学服务。

4.教师培训和教材开发:为教师提供培训和指导,使其熟练掌握平台操作和教学模式,同时还需开发教师指导教材和学生教材。

5.实践教学应用:将全息虚拟仿真教学实训平台应用到各个学科和领域的教育教学中,提高教学效果和学生的实践能力。

三、项目实施步骤1.需求调研:深入了解各类学校和教师对于全息虚拟仿真教学实训平台的需求,明确开发方向和重点。

2.技术支撑:搭建开发团队,包括软件开发人员、3D模型设计师、教育专家等,确保项目的技术实施支持。

3.平台开发:根据需求设计平台的功能和界面,并进行开发和调试,确保平台的稳定性和易用性。

4.虚拟场景建模:根据实际需求,由3D模型设计师进行各种场景的建模和效果模拟,确保虚拟环境的真实性和逼真度。

5.数据库建设:建设学生和教师的信息数据库,搭建数据采集和分析系统,为教师提供数据支持和学生个性化教学服务。

6.教师培训和教材开发:为教师提供培训和指导,使其熟练掌握平台操作和教学模式。

虚拟仿真实训教学应用中应解决的问题

虚拟仿真实训教学应用中应解决的问题

在当今社会,虚拟仿真实训教学已经成为教育领域中一种普遍且重要的教学方式。

通过虚拟仿真技术,学生可以在真实模拟的场景中进行实践操作与应用,进而提升他们的实际操作能力与技能水平。

然而,与其带来的教学便利与效果提升相比,虚拟仿真实训教学应用也面临着一系列问题与挑战。

针对这些问题,教育工作者需要认真思考并积极寻求解决之道,以不断提升虚拟仿真实训教学的质量与效果。

要解决问题,首先需要正确认识虚拟仿真实训教学应用的现状与发展趋势。

只有了解基本情况,才能有针对性地针对问题进行解决。

要解决虚拟仿真实训教学应用中的问题,需要本着科学合理的原则制定解决方案。

这样才能确保所采取的措施具有可操作性和可行性,不会带来新的问题。

要解决虚拟仿真实训教学应用中的问题,需要有关部门和相关专业人士全力参与,只有集思广益,才能找到最有效的解决办法。

以下,我将就虚拟仿真实训教学应用中应解决的问题进行详细阐述,希望对相关人员有所帮助。

一、技术设备方面存在的问题在进行虚拟仿真实训教学应用过程中,技术设备方面存在的问题是关乎教学效果的重要因素。

教学设备是否齐全,设备是否更新换代,设备性能是否稳定都会影响虚拟仿真实训教学的效果。

虚拟仿真设备操作难易程度对学生实践性操作的影响也不容忽视。

在解决这一类问题时,学校可以考虑加大投入,购置更先进的虚拟仿真实训设备,或者积极与厂家合作,解决设备性能稳定的问题。

另外,学校也可以在技术人员方面加大招聘力度,确保设备操作方面的问题能够得到及时解决。

二、学生参与度与主动性不足的问题虚拟仿真实训教学应用中,学生参与度与主动性不足的问题也是教学效果难以提升的原因之一。

虚拟实训课程对学生的实践能力和动手能力有较高要求,如果学生的主动性不足,会影响到实训效果。

为了解决这一类问题,学校可以从课程设置方面入手,采用更具吸引力的虚拟实训方式,让学生对实训课程更感兴趣。

另外,也可以在学生指导方面下功夫,加强学生的指导与辅导,提高学生的实践积极性和主动性。

护理虚拟仿真实训基地建设方案

护理虚拟仿真实训基地建设方案

护理虚拟仿真实训基地建设方案一、建设背景。

咱都知道,护理这活儿可不简单,那得真刀真枪地练本事。

可传统的实训方法有时候有点局限,比如有些高风险的操作不敢让新手随便试,还有些特殊场景很难模拟出来。

这时候,虚拟仿真实训基地就闪亮登场啦,就像给护理实训开了个超级外挂。

二、建设目标。

1. 提高护理技能。

让护理专业的小伙伴们在这个虚拟基地里,像玩游戏升级一样,把各种护理技能练得杠杠的。

不管是打针、换药,还是处理紧急情况,都能做到心中有数,手上不慌。

2. 提升教学效果。

老师们呢,也能轻松不少。

通过这个基地,可以更直观地给学生讲解护理知识,不再是干巴巴地讲理论,而是让学生们在虚拟场景里自己去体验、去探索,学习效果那不得蹭蹭往上涨。

3. 增强安全性。

那些危险的操作,像给传染病患者护理啥的,在虚拟环境里就能大胆地练,不用担心真的被感染或者出啥意外,就像在安全屋里练绝世武功一样。

三、建设内容。

1. 硬件设施。

(1)虚拟仿真设备。

得搞一批高端的虚拟现实(VR)设备、增强现实(AR)设备。

VR设备就像把人带到一个完全虚拟的护理世界,学生们戴上头盔,拿起手柄,就能沉浸其中。

AR设备呢,可以把虚拟的护理元素叠加到现实场景中,更有真实感。

(2)高性能计算机。

这些设备得有强大的计算机支持,就像给它们配上超级大脑一样。

计算机要能快速处理复杂的虚拟场景数据,不能让学生们在操作的时候卡壳,那多扫兴啊。

2. 软件系统。

(1)护理技能模拟软件。

这可是核心。

要有涵盖各种护理操作的模拟软件,从基础护理到专科护理,像给患者翻身、导尿、心肺复苏等操作,每个细节都要模拟得特别逼真。

而且操作步骤要严格按照标准来,学生做错了还能有提示,就像身边有个小老师一样。

(2)护理场景模拟软件。

医院的各个科室、各种护理场景都得有,急诊室、手术室、病房等等。

每个场景里的患者病情还能设置不同的复杂程度,从简单的感冒到严重的车祸伤,让学生们见识各种各样的情况。

3. 实训场地布局。

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大娱号虚拟仿真实训系统解决方案 VSTATION HD(V1.0)前言近年来,由于信息技术的快速发展与国家教育部门的大力提倡,虚拟仿真实训在高职教育中开始得到广泛的应用,成为实训教学重要的组成部分和提高教学质量的重要手段。

虚拟仿真技术是将多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息技术进行集成,构建一个与现实世界的物体和环境相同或相似的虚拟教学环境,并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体,构成一个虚拟仿真教学系统。

虚拟仿真教学技术以提高学生的技能水平为核心,具有多感知性、沉浸性、交互性、构想性等特点。

这些特点有益于教师的实训教学和学生专业核心技能的训练,为解决职业教育面临的实训难、实习难和就业难等问题开辟了一条新思路。

目前,高职院校很多专业,如外语教学、旅游专业、数控技术、焊接技术、机电技术、食品加工、服装设计等专业都引入了虚拟仿真实训教学方式。

虚拟仿真实训教学,已经逐渐成为高职院校教学变革的一种有效手段。

目录前言 (2)一、总体需求分析 (4)1.1 “情景”的定义: (4)1.2 为什么要在教学中使用“虚拟仿真实训系统”? (5)1.3 根据教学建设,用户需求归纳如下: (6)二、设计原则 (7)三、大娱号虚拟仿真实训系统概述 (8)四、大娱号虚拟仿真实训系统系统运行原理示意图: (10)五、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点 (11)六、与教材同步完备的虚拟场景库 (16)七、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点 (18)八、大娱号虚拟仿真实训系统配置与指标 (20)九、系统技术支持及服务 (22)一、总体需求分析通过运用学语言,已经为越来越多的教师认同。

学习者必须通过“用语言”才能真正掌握语言。

让学生置身于真实的交际情景中,让学生使用语言进行交际。

而真正的交际应该是互动的。

当一方发出信息后,另一方根据上下文进行意义协商,作出反馈,他可以表示支持、进行反驳或提出疑问,然后接受方对反馈意见再进行意义协商,作出回应,双方如此反复交流,形成互动。

互动是“交际的核心”。

语言课堂就是一个充满“交流和互动”的场所。

在课堂教学中,这种互动不仅包括师生互动和生生之间互动,还应该包括教材,因为课堂上的师生互动和生生互动都是基于一定教材展开的。

“大娱号”虚拟仿真实训系统能够在教材与师生之间搭起一座互动教学的桥梁。

使用“虚拟仿真实训系统”在互动教学的设计和组织上突出情景性、实训性和互动性,力求三者有机结合。

1.1 “情景”的定义:情景指的是具体场合的情形或景象。

在教学过程中引入或创设生动具体的场景,有利于学生进行意义建构使其产生交际的动机。

“大娱号”虚拟仿真实训系统所提供的虚拟场景可以提供直观生动的形象,通过大屏或投影再现学生在虚拟场景中的表演,可以让学生通过视觉和听觉去感受场景,产生想象和联想,激发学生的学习兴趣。

参与表演的学生可以身临其境的学语言,使用虚拟仿真实训系统教学, 学生觉得有话可说,有戏可演,可以全身心投入课堂中。

在教学过程中引入或创设生动具体的场景,有利于学习者进行意义构建,使其产生交际的动机. 互动教学法是作为一种特殊的课内人际互动;师生互动是指师生之间在课内发生的各种形式、各种性质、各种程度的相互作用与影响。

也就是教师和学生这两类角色相互作用和影响的过程。

学生在教学过程中发挥主体性作用,科学地完成学习任务,同时也使其教学的互动性不断发展。

1.2 为什么要在教学中使用“虚拟仿真实训系统”?1.2.1、有利于改变学生被动听讲的消极性,发挥其学习的主观能动性,使学生通过自己的积极思考领会所学知识,在参与中完成学习任务。

1.2.2、互动式教学要求学生参与的过程增加,必然督促学生在课下认真阅读及查阅相关资料,充实自我,以满足课堂上参与相关主题的讨论和学习的需要。

1.2.3、教师由于要最大限度地调动学生课堂主动参与的积极性,必然要认真钻研,精心备课,谋划好如何既能使所讲知识让学生掌握,又能使学生主动参与到课堂教学中来,这对教师更是一种教学上的鞭策和督促。

1.2.4、互动式教学由于使教与学有机地统一起来,教师与学生在课堂上互相呼应,无论是课堂提问还是案例讨论,气氛变得活跃,师生间的距离得以拉近,从而有利于教学双方最佳状态的发挥。

1.3 根据教学建设,用户需求归纳如下:1.3.1、本系统主要用于各学科虚拟仿真实训教室建设、精品课程录制、校园电视台建设。

1.3.2、整个系统的操作流程和操作方式应该符合师生的教学习惯和管理规范。

1.3.3、整个系统应该具有友好方便的操作和管理功能,可以科学的实现系统的管理,提高系统的运行效率。

1.3.4、必须保证系统的稳定性、可靠性。

同时在设计时要充分考虑系统的先进性、开放性和可扩展性。

二、设计原则本系统设计原则是在满足虚拟仿真实训系统使用要求的情况下,充分考虑系统的可用性、稳定性、可靠性,同时兼顾系统的先进性、兼容性、可扩展性。

可用性:系统应根据虚拟仿真实训系统的实际要求进行开发,实现与实际工作的高度结合,切实提高工作效率。

先进性:系统应采用先进的虚拟现实成像技术、计算机图像技术、色键合成技术。

可靠性:采用成熟的技术和高质量的设备;扩展性:采用模块化设计方法,便于扩展,以适应未来发展需要。

安全性:采用各种有效的安全措施确保系统的安全性。

兼容性:可与用户原有的各种类型的多媒体教学设备,如交互式大屏、投影仪、音频设备等,实现连接。

我们的目标是:满足客户需求,考虑长远利益,保护用户原有设备投资。

三、大娱号虚拟仿真实训系统概述大娱号虚拟仿真实训系统采用了先进的虚拟现实技术和计算机图像技术,结合广播电视视音频同步处理技术,针对语言教学习惯进行产品功能开发,为高职院校语言教学提供了一套全新的经验教学方法。

大娱号虚拟仿真实训系统克服了传统的基于教科书,2D多媒体,或者基于传统三分屏网络教学方式的局限性,使学生能身临其境地学习语言,可以大大提高学生的学习积极性和学习效果。

通过三维虚拟场景或者再现实景图像激起学生的学习兴趣,使得学生集中注意力,是最佳的互动情景教学系统。

大娱号虚拟仿真实训系统的图形渲染服务器实时渲染生成三维虚拟场景或实景图像。

同时系统主机对摄像机现场拍摄的教师、学生在蓝色或者绿色抠像区中的表演影像进行抠像处理,将教师、学生的表演影像从蓝色或绿色的背景中分离出来。

接着,系统主机再对经过抠像处理后的表演影像与图形渲染服务器输出的三维虚拟场景或实景图像进行数字化的实时合成,实现两者天衣无缝的融合,最后将合成好的视频影像输出到流媒体发布系统传输出去,或输出到大屏或投影仪中供现场教学使用。

课堂中的学习内容还可以使用实时本地采集单元,在大娱号虚拟仿真实训系统中的实时储存,以便今后复习、点评及教学参考使用。

系统结构图:四、大娱号虚拟仿真实训系统系统运行原理示意图:五、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点1、系统采用先进的虚拟现实视频成像技术虚拟现实视频成像技术是在色键系统的基础上发展起来的。

传统的色键(Chroma-Key)合成系统是电视节目制作中常用的合成手段,它的原理就是将主持人或演员置身于蓝色或绿色的背景幕布前表演,然后利用色键合成器的色键功能将前景图象中的色度与其作背景的彩色幕布的色调差别作为形成键控电压的依据,并利用此电压去"抠"插入画面,然后再将前景图象填入画面,这样就将表演者从蓝色背景中分离出来,用其他的画面作为背景填充蓝色部分,形成一幅天衣无缝的合成画面。

这种系统现在在电视制作中应用得非常普遍,大娱号虚拟仿真实训系统采用了这种先进的色键抠像合成技术,却突破了传统色键抠像系统的限制,消除了摄象机拍摄的前景画面不能与场景画面同步运动的致命弱点,做到真实的表演者能深入到虚拟的三维场景中,并能与其中的虚拟对象实时交互。

大娱号虚拟仿真实训系统由三个子系统组成:(1)虚拟场景生成系统(2)视频色键抠像系统(3)视频合成系统。

2、系统采用无轨虚拟跟踪技术系统采用无轨虚拟跟踪技术,使用虚拟摄像机进行场景定位。

镜头的切换等运动变化不需要移动真实摄像机,只要通过设定虚拟摄像机的移动轨迹,便可以改变场景中各个景物的相对角度和位置,便可简单快捷地完成镜头的各种运动变化。

3、高质量虚拟场景生成系统大娱号虚拟仿真实训系统调用的背景是用传统的3D建模工具(如3DMAX、MAYA等)建立的标准虚拟场景模型序列文件*.ASE,在Open-GL图形平台上根据摄像机的参数变化进行实时的三维填充和渲染。

大娱号虚拟仿真实训系统配置的高性能硬件加速支持三维虚拟场景的实时渲染与输出。

Open-GL图形平台的像素填充率为32亿像素/秒,浮点运算为760亿/秒,三角型生成速率为5700万个/秒,显存带宽为8GB/秒,配备3D加速缓存为DDR RAM /4ns 。

高性能的硬件指标保证了大娱号虚拟仿真实训系统可以实现三维建模并且实时的三维渲染。

4.视频合成系统大娱号虚拟仿真实训系统的视频合成的基本技术是色键抠像,摄像机拍摄的蓝箱前的真实景物:通过色键器进行抠像处理,与高性能的图形工作站生成的虚拟场景合成一个画面。

那么在进行合成是需要考虑两方面的技术:(1)深度合成技术大娱号虚拟仿真实训系统的一个基础就是前景和背景合成的时候,前景的表演者可以被背景的内容覆盖,同时为了丰富画面的拍摄效果,还需要考虑虚拟物体的遮挡效果,这一般都采用深度合成技术。

所谓深度就是虚拟物体与实际表演者的前后遮挡关系,这一种技术要考虑两路键信号的深度信息,就可以让背景的内容在表演者前面。

这不同于二维图像的层技术。

因为是三维图像的各像素都带有深度信息,而且各像素还有与摄像机的距离的信息,由这两部分的信息决定前景和背景的像素的可见性。

这样就可以实现虚拟场景的遮挡效果,大大丰富了拍摄和画面的表现手法。

(2)同步技术.要使摄象机的前景画面和虚拟场景天衣无缝的合成,需要让大娱号虚拟仿真实训系统系统中所有的设备接受外同步锁定,这样才能保证在进行实时合成时,高性能的图形工作站根据传感系统的参数变化实时提供相应的虚拟场景,并与摄象机前景信号精确同步合成。

5、系统采用无限蓝箱技术大娱号虚拟仿真实训系统的无限蓝箱功能使表演者的活动范围及摄像机的取景范围不再受蓝箱大小的限制,系统会自动地将有效区以外的垃圾色块用几何方法屏蔽掉,即使天花板或灯光进入摄像机取景范围也不影响抠像。

6、系统操作简便、直接大娱号虚拟仿真实训系统在操作上充满人文关怀,全方位服从人性化设计,真正做到了“以人为本”。

(1) 采用全中文操作系统和应用软件,图形化Windows风格操作界面,使操作人员能在短时间内掌握其使用方法;(2) 更加人性化的操作界面:系统采用简单易行的操作方式,大幅度减少了操作者的学习时间,操作人员只需像平常使用电脑一样拖放鼠标,便可以实现系统功能的所有操作。

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