基本信息
- 項目名稱：
- 基于虛擬現(xiàn)實技術的組裝維護實驗室
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本作品是以河南機電高等?？茖W校計算機科學與技術系的計算機組裝實驗課程教程為背景。采用Flash、3DMAX、VRML、Java、 Activex等技術，設計多媒體教學系統(tǒng)。模擬計算機組裝與維護課程中的計算機部件的安裝，如CPU、主板、內存、風扇、硬盤安裝實驗；計算機系統(tǒng)測試、軟件的安裝等實驗。動態(tài)仿真實驗交互過程和實驗現(xiàn)象，達到虛擬實驗的沉浸感、真實感和交互性。
- 詳細介紹：
- 本作品是以河南機電高等專科學校計算機科學與技術系的計算機組裝實驗課程教程為背景。采用Flash、3DMAX、VRML、Java、 Activex等技術，設計多媒體教學系統(tǒng)。模擬計算機組裝與維護課程中的計算機部件的安裝，如CPU、主板、內存、風扇、硬盤安裝實驗；計算機系統(tǒng)測試、軟件的安裝等實驗。動態(tài)仿真實驗交互過程和實驗現(xiàn)象，達到虛擬實驗的沉浸感、真實感和交互性。 1、采用3D模型，畫面真實，動態(tài)仿真實驗交互過程和實驗現(xiàn)象，達到虛擬實驗的沉浸感、真實感和交互性。 2、使用Java和VRML技術實現(xiàn)組裝過程的交互，讓學習者可以隨意的漫游在虛擬的實驗場景中了解組裝的全過程，而不用擔心損壞實際的計算機設備。 3、提供計算機組裝過程的視頻和學習資料，供學習者進行預習，以便在了解整個組裝過程的前提下，自己動手操作實踐，加深印象。 4、錯誤提示功能，可以針對學習者在學習過程中的操作問題給予適時的提示，提示學習者注意操作錯誤的地方。 5、部件介紹功能，對計算機的各個部件進行介紹，使學習者了解各個部件的特性和功能
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 1、模型的建立：由于單純的VRML源代碼不適合建構復雜的虛擬現(xiàn)實場景。因此依靠輔助建模軟件,建立三維物體,再導入VRML文件中進行二次開發(fā),從而形成豐富多彩的虛擬現(xiàn)實世界,是利用VRML構建三維場景的常用方法。3Dsmax有強大的三維實體造型功能,能夠方便實現(xiàn)各個部件的三維模型化。實際應用中,將上述兩種方法結合起來：對于結構簡單零件使用前者,對于結構復雜零件采用后者,從而實現(xiàn)優(yōu)勢互補。首先利用3Dsmax建立各種復雜計算機硬件（如CPU、主板）三維物體,再將這些物體以.wrl格式導出為VRML文件,最后再利用Java語言進行二次開發(fā)，使整個場景具有交互性，利于教學使用。 2、模型的壓縮與優(yōu)化: 3Dsmax建立的模型轉換成VRML格式后,對其壓縮與優(yōu)化,壓縮后,文件的大小通常為原來的1/3,且不影響視覺效果。專業(yè)軟件的插件也可以直接對源代碼進行優(yōu)化,經(jīng)優(yōu)化后的文件體積再次被壓縮了10%左右。另外，必要時使用貼圖，在不影響視覺效果的前提下，簡化設備結構，對于反復使用的物體，可先對其命名，然后再重復使用。對 于 復 雜 模 型 用模 型 優(yōu) 化 器進行優(yōu)化。 3、空間視點的設置: 為便于對整個實驗室進行全方位的觀察，特地在虛擬場景中設置了八個視點位置，設置化身導航類型為“FLY”，以消除重力影響。在此八個視點上可以從八個方位觀看虛擬實驗室，其結果就是在這個虛擬世界中瀏覽者可以以一種很真實的感覺在其中進行瀏覽和交互，就像是在現(xiàn)實世界中一樣。
科學性、先進性
- 1、真實性：采用3D模型，畫面真實，動態(tài)仿真實驗交互過程和實驗現(xiàn)象，達到虛擬實驗的沉浸感、真實感和交互性。 2、交互性：使用Java和VRML技術實現(xiàn)組裝過程的交互，讓學習者可以隨意的漫游在虛擬的實驗場景中了解組裝的全過程，而不用擔心損壞實際的計算機設備。 3、學習性：提供計算機組裝過程的視頻和學習資料，供學習者進行預習，以便在了解整個組裝過程的前提下，自己動手操作實踐，加深印象。 4、可反饋性：錯誤提示功能，可以針對學習者在學習過程中的操作問題給予適時的提示，提示學習者注意操作錯誤的地方。
獲獎情況及鑒定結果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉讓方式
- 成果轉讓
作品可展示的形式
- 磁盤、圖片
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 虛擬現(xiàn)實技術，是近年發(fā)展起來的高級計算機技術，是建立在計算機圖形學、仿真學、并行技術、人工智能、多媒體技術及高性能計算機系統(tǒng)等技術基礎之上的一門新興的技術。 基于虛擬現(xiàn)實技術的組裝維護實驗室是基于虛擬現(xiàn)實來實現(xiàn)虛擬裝機過程，主要用于對計算機組裝維護的實踐教學。 計算機組裝維護課程是計算機專業(yè)的必修課程，對計算機進行組裝和維護是計算機專業(yè)學生的基本素質。但是，由于計算機初學者對計算機組裝過程并不十分了解，操作不夠熟練操作等方面的原因，在進行計算機的組裝時，部件損害的情況也經(jīng)常發(fā)生。本產(chǎn)品的研究和開發(fā)，能夠在很大程度上緩解由于學習者的操作錯誤造成的經(jīng)濟損失，改善組裝維護的實踐教學條件，降低實驗成本。
同類課題研究水平概述
- 基于虛擬現(xiàn)實技術的組裝維護實驗室是基于虛擬現(xiàn)實來實現(xiàn)虛擬的計算機組裝過程，主要用于計算機組裝的實踐教學。 虛擬現(xiàn)實技術，是近年發(fā)展起來的高級計算機技術，是建立在計算機圖形學、仿真學、并行技術、人工智能、多媒體技術及高性能計算機系統(tǒng)等技術基礎之上的。虛擬現(xiàn)實有時也稱靈鏡和幻境，英文名稱Virtual Reality，簡稱VR，是一種可以創(chuàng)造和體驗虛擬世界（Virtual World）的計算機系統(tǒng)。Virtual Reality 一詞最早是由美國VPL公司的創(chuàng)建人之一Jaron Lanier 于20 世紀80 年代初正式提出來的。 目前國內外的虛擬現(xiàn)實實驗室有： 1、北京航空航天大學虛擬現(xiàn)實實驗室（虛擬現(xiàn)實國家重點實驗室） 主要負責開發(fā)軍用、工業(yè)用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，并負責國內虛擬現(xiàn)實軟件技術評測工作。目前，正在從事“虛擬奧運博物館”系統(tǒng)的研發(fā)工作，它將通過三維實時仿真、大場景圖像多通道實時輸出等先進技術，實現(xiàn)奧運比賽項目仿真模擬、虛擬奧運藝術作品展示、歷屆奧運歷史再現(xiàn)、奧運比賽精彩回放和北京2008奧運場館虛擬漫游等內容的展示。 2、 美國Michigan大學虛擬現(xiàn)實實驗室 該實驗室的研究工作主要集中于虛擬環(huán)境的工業(yè)應用方面。他們關注的是工程設計的虛擬原型構筑（virtual prototyping），這方面的工作特別針對汽車和海洋工業(yè)應用；其次是制造過程的仿真以及相關的工程應用。另外，也包括虛擬現(xiàn)實在事故仿真、醫(yī)學、建筑、考古、教育和其它領域的應用。 3、 美國東北大學虛擬環(huán)境實驗室 該實驗室主要開展的是車輛駕駛員虛擬環(huán)境的研究。正在從事的項目有：基于虛擬環(huán)境的駕駛仿真器，用戶角度出發(fā)的道路和交通狀況的動態(tài)可視化研究，惡劣環(huán)境（強光、雨天和大霧）適用的駕駛仿真器，高速公路駕駛仿真等一系列與駕駛有關的虛擬環(huán)境研究項目。 4、 英國Leeds大學計算機研究學院 該大學的研究主要集中在虛擬原型的構造和仿真以及可視化技術方面。
