可视化虚拟仿真实训基地的

【摘 要 】高职教育是以人才培养为教学战略,为社会提供专业技术人才,将可视化虚拟仿真实训基地的建立,可以大大提高学生实践操作的能力,真正可以做到学以致用的刀刃上面,本文着重分析可视化虚拟仿真技术对于实训基地建设的作用和二者结合产生的效果.

【关 键 词 】可视化虚拟技术,训练基地,技术研究

引言

随着科学技术的不断发展,为了提高人才进入社会的实践能力,计算机模拟仿真技术发展起来,技术的深化改革,更高级别的技术即可视化虚拟仿真实训基地开始出现,随着技术的应用,逐渐在教育中要广泛普及开,作为新型计算机技术的发展的高水平,可视化虚拟仿真模拟实训基地的建立,强烈的冲击着传统的教学手段,对于激发学生的学习积极性和主动性方面都较传统授课有着巨大的变化,取得的进步也是有目共睹的,计算机作为一个要能动性很强、动手操作能力很高的技术,将实践作为技术的发展出发点,针对教学中存在的不足进行弥补,可以为学习者提供一个真实的环境,将理论知识在一个虚拟仿真的环境中实现操作, 这是教育教学的一次大的飞跃,使得更多的知识转化为实践的技术,紧随社会发展的变化,为社会以及个人价值的实现提供了有力的帮助,不论是对于教学者还是学习者来说,可视化虚拟仿真实训基地的出现有着重要的意义.

1.“虚拟仿真实训室”具备的功能

在国内,开发虚拟仿真实训系统的队伍很是庞大,可是在这一两年,很多企业的产品得不到青睐,仿真模拟的效果也不是很理想,这其中重要的原因就是学生在虚拟实训室里进行操作,得不到与在与在现实环境里相似感受,操作的灵动性和交互性较差.

比如,在虚拟实训中,使用所有的操作是在电脑给予的指示下进行,参与者是根据电脑既定的程序进行实际操作,使得虚拟仿真实训基地存在着对于理论知识的加深,但是对于操作训练的实际没有得到锻炼,但是随着科学技术的不断发展,可视化虚拟仿真实训基地的出现,应用实现D3图形引擎渲染的场景和物体越来越真实,自主模拟虚拟环境下的实际性和可操作性将会更加真实,真正的锻炼到学习者的实践性.

2.虚拟仿真实训平台的实现

可视化虚拟仿真实训系统技术的实质就是提供一个高级人机接口,使人沉浸在其中,通过信息交互,完成真实的想象平台.可视化虚拟模拟仿真技术可以将传统教学转移到逼真的学习环境中去,在实践中实现对于理论知识的完善.

（1）硬件技术

可视化仿真中帧速率的发展方向,是因为图形处理器（GPU）技术的不断完善,图形处理器可以提高图形绘制速度,加快图形的处理与渲染,同时,图形处理器是高度的单指令执行系统,与处理器（CPU）不同,图形处理器（GPU）不能直接移动代码.利用图形处理图形绘制的基础,是按照图形处理器的处理方式进行的,包括计算方法以及处理方式.实现了质系动量定理的实时仿真.应用虚拟仿真技术,实现了设备不全引起的软件硬件不能使用、不能直接观看的问题.另一方面网络技术与其一同出现的计算、分布计算加速计算机网络运行,采用 B/S 架构和浏览器端显示技术,开启了可视化的仿真功能的模块以及数据接口,学习者通过计算机操作,利用虚拟机二维三维仿真运行,真实的体验到可视化下的仿真实践的怎么写作.

（2）虚拟仿真实训平台的建立离不开三维建模

当前使用的建模软件有：CAD、UG（Nx）、Fro/e、catla和so11dworks等.Solldworks软件在众多软件中是建模速度快、而其易学,适合团队操作,而且在图形渲染方面,Solldworks表现也是相当出色,通过软件中photovlew360使用,四步操作就可以达到照片的渲染效果.有了这样的软件优势,在大部分虚拟实训建模过程中,solldworks作为主要的应用工具.

（3）物理引擎

目前常用的专业物理引擎有FhysX,ODE,HaVocl,vortex,Newton,BulletBoxZD等,这些物理引擎已经成为独立分支存在.物理引擎可以满足人们在真实虚拟环境中实现环境的交互,在没有物理引擎情况下,图形引擎可以实现对于图形的虚拟,而图形形成的虚拟现实模型（RVF）只是涂有色彩的图片而已,没有实体,物体之间没有必然的交互,由设计者提前设置程序,在模拟训练中不能达到实训的真实性,当然这样的操作也是死板的.物理引擎出现,虚拟图形就有了实体,实体具有了相互之间的作用力,同时物体自身是具备质量和速度等物理性质,有力这样的特质,可以使得实体产生真实的运动,真实而动态的进行模拟仿真实训的实践.

（4）虚拟实训中学生角色设置

在虚拟实训系统中,借助中视典RvF（虚拟现实平台）系统的骨骼动画功能中,不同的D3人物角色选择,建立学习者系统角色,可以在多人环境下真实模拟的操作,而且系统中有一百多个角色,每个角色可以进行站立、行走、跳跃等行为,使用3DMax建立这样虚拟真实的训练基地,学生进人虚拟实训环境中可以自行选择工作环境,像网络游戏一样在虚拟基地中行走,从不同方位和角度观察虚拟实训状态.也可以自主决定是否开启物理引擎进行模拟实验.物理引擎在没有开启的时候,学习者可以看到虚拟环境中实际操作状态,当开启物理引擎后,可以对人物进行移动知识.

（5）虚拟现实与网络平台整合

利用RVF编辑器完成对实训场景的设计与编辑后,通过2种方式发布虚拟实训场景,一是将虚拟实训场景编译成EXE格式的可执行文件,另一种发布方式是将虚拟场景发布成网页,在网页中存放虚拟场景及其相关的数据包,数据包里面只是包括虚拟场景,像是、文件大小、网络传输等都不包括在数据包内.最新版的RVF使用了与Flash类似的流媒体播放技术,用户可以在浏览的同时,实现数据下载与播放的同时进行,缩短了载等待时间.在虚拟实训与网络平台整合时,以上两种发布方式都可以使用.将虚拟实训场景发布为EXE文件格式时,虚拟实训只能以教学资源的形式嵌人到教学网站中,这种方案适合制作一些理论性较强的课件,放在教学网站上供学生下载,以便后续学习中多次使用.将虚拟实训场景发布为网页形式,则可以把虚拟实训以教学活动的形式整合到教学网站中,借助Moodle平台教学活动的各种交互功能,教师能实现对虚拟实训教学活动进行监控和管理.考虑到安全性,Moodle平台将上传的文件存储于web根目录之外,使用这种方式将发布好的网页文件上传后,用户无法访问网页,因此需要单独为怎么写作器部署F释功能,将发布好的网页文件使用F释方式上传到怎么写作器目录中,在教学活动中通过链接的形式与虚拟实训场景相关联.

3.结束语

信息化时代的到来,对于计算机人才的需求是不断的增加,作为培养计算机人才的教育机构,如何培养出“即出即用”的人才,以此来满足社会的需求,是教育培训机构所要不断解决的问题,可视化虚拟仿真实训基地的建立,为解决这一难题创造了更大的优势,以一种更加真实、实践操作性更强的模拟化手段,让学习者将理论与实践的完美结合,虽然这样的技术不能完全代替真实环境中的实际操作,但是技术本身的优势对于教育教学来说,可以比正常教学起到的作用更大,对着可视化虚拟仿真技术的不断发展,必将为信息化社会的发展注入新的活力.