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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的組裝維護(hù)實(shí)驗(yàn)室
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品是以河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系的計(jì)算機(jī)組裝實(shí)驗(yàn)課程教程為背景。采用Flash、3DMAX、VRML、Java、 Activex等技術(shù)，設(shè)計(jì)多媒體教學(xué)系統(tǒng)。模擬計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)課程中的計(jì)算機(jī)部件的安裝，如CPU、主板、內(nèi)存、風(fēng)扇、硬盤安裝實(shí)驗(yàn)；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)測(cè)試、軟件的安裝等實(shí)驗(yàn)。動(dòng)態(tài)仿真實(shí)驗(yàn)交互過(guò)程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，達(dá)到虛擬實(shí)驗(yàn)的沉浸感、真實(shí)感和交互性。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品是以河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系的計(jì)算機(jī)組裝實(shí)驗(yàn)課程教程為背景。采用Flash、3DMAX、VRML、Java、 Activex等技術(shù)，設(shè)計(jì)多媒體教學(xué)系統(tǒng)。模擬計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)課程中的計(jì)算機(jī)部件的安裝，如CPU、主板、內(nèi)存、風(fēng)扇、硬盤安裝實(shí)驗(yàn)；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)測(cè)試、軟件的安裝等實(shí)驗(yàn)。動(dòng)態(tài)仿真實(shí)驗(yàn)交互過(guò)程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，達(dá)到虛擬實(shí)驗(yàn)的沉浸感、真實(shí)感和交互性。 1、采用3D模型，畫(huà)面真實(shí)，動(dòng)態(tài)仿真實(shí)驗(yàn)交互過(guò)程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，達(dá)到虛擬實(shí)驗(yàn)的沉浸感、真實(shí)感和交互性。 2、使用Java和VRML技術(shù)實(shí)現(xiàn)組裝過(guò)程的交互，讓學(xué)習(xí)者可以隨意的漫游在虛擬的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中了解組裝的全過(guò)程，而不用擔(dān)心損壞實(shí)際的計(jì)算機(jī)設(shè)備。 3、提供計(jì)算機(jī)組裝過(guò)程的視頻和學(xué)習(xí)資料，供學(xué)習(xí)者進(jìn)行預(yù)習(xí)，以便在了解整個(gè)組裝過(guò)程的前提下，自己動(dòng)手操作實(shí)踐，加深印象。 4、錯(cuò)誤提示功能，可以針對(duì)學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中的操作問(wèn)題給予適時(shí)的提示，提示學(xué)習(xí)者注意操作錯(cuò)誤的地方。 5、部件介紹功能，對(duì)計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件進(jìn)行介紹，使學(xué)習(xí)者了解各個(gè)部件的特性和功能
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1、模型的建立：由于單純的VRML源代碼不適合建構(gòu)復(fù)雜的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景。因此依靠輔助建模軟件,建立三維物體,再導(dǎo)入VRML文件中進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),從而形成豐富多彩的虛擬現(xiàn)實(shí)世界,是利用VRML構(gòu)建三維場(chǎng)景的常用方法。3Dsmax有強(qiáng)大的三維實(shí)體造型功能,能夠方便實(shí)現(xiàn)各個(gè)部件的三維模型化。實(shí)際應(yīng)用中,將上述兩種方法結(jié)合起來(lái)：對(duì)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單零件使用前者,對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件采用后者,從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。首先利用3Dsmax建立各種復(fù)雜計(jì)算機(jī)硬件（如CPU、主板）三維物體,再將這些物體以.wrl格式導(dǎo)出為VRML文件,最后再利用Java語(yǔ)言進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，使整個(gè)場(chǎng)景具有交互性，利于教學(xué)使用。 2、模型的壓縮與優(yōu)化: 3Dsmax建立的模型轉(zhuǎn)換成VRML格式后,對(duì)其壓縮與優(yōu)化,壓縮后,文件的大小通常為原來(lái)的1/3,且不影響視覺(jué)效果。專業(yè)軟件的插件也可以直接對(duì)源代碼進(jìn)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(shí)使用貼圖，在不影響視覺(jué)效果的前提下，簡(jiǎn)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，對(duì)于反復(fù)使用的物體，可先對(duì)其命名，然后再重復(fù)使用。對(duì) 于 復(fù) 雜 模 型 用模 型 優(yōu) 化 器進(jìn)行優(yōu)化。 3、空間視點(diǎn)的設(shè)置: 為便于對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行全方位的觀察，特地在虛擬場(chǎng)景中設(shè)置了八個(gè)視點(diǎn)位置，設(shè)置化身導(dǎo)航類型為“FLY”，以消除重力影響。在此八個(gè)視點(diǎn)上可以從八個(gè)方位觀看虛擬實(shí)驗(yàn)室，其結(jié)果就是在這個(gè)虛擬世界中瀏覽者可以以一種很真實(shí)的感覺(jué)在其中進(jìn)行瀏覽和交互，就像是在現(xiàn)實(shí)世界中一樣。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1、真實(shí)性：采用3D模型，畫(huà)面真實(shí)，動(dòng)態(tài)仿真實(shí)驗(yàn)交互過(guò)程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，達(dá)到虛擬實(shí)驗(yàn)的沉浸感、真實(shí)感和交互性。 2、交互性：使用Java和VRML技術(shù)實(shí)現(xiàn)組裝過(guò)程的交互，讓學(xué)習(xí)者可以隨意的漫游在虛擬的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中了解組裝的全過(guò)程，而不用擔(dān)心損壞實(shí)際的計(jì)算機(jī)設(shè)備。 3、學(xué)習(xí)性：提供計(jì)算機(jī)組裝過(guò)程的視頻和學(xué)習(xí)資料，供學(xué)習(xí)者進(jìn)行預(yù)習(xí)，以便在了解整個(gè)組裝過(guò)程的前提下，自己動(dòng)手操作實(shí)踐，加深印象。 4、可反饋性：錯(cuò)誤提示功能，可以針對(duì)學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中的操作問(wèn)題給予適時(shí)的提示，提示學(xué)習(xí)者注意操作錯(cuò)誤的地方。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 成果轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 磁盤、圖片
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是近年發(fā)展起來(lái)的高級(jí)計(jì)算機(jī)技術(shù)，是建立在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真學(xué)、并行技術(shù)、人工智能、多媒體技術(shù)及高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等技術(shù)基礎(chǔ)之上的一門新興的技術(shù)。 基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的組裝維護(hù)實(shí)驗(yàn)室是基于虛擬現(xiàn)實(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬裝機(jī)過(guò)程，主要用于對(duì)計(jì)算機(jī)組裝維護(hù)的實(shí)踐教學(xué)。 計(jì)算機(jī)組裝維護(hù)課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)的必修課程，對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行組裝和維護(hù)是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的基本素質(zhì)。但是，由于計(jì)算機(jī)初學(xué)者對(duì)計(jì)算機(jī)組裝過(guò)程并不十分了解，操作不夠熟練操作等方面的原因，在進(jìn)行計(jì)算機(jī)的組裝時(shí)，部件損害的情況也經(jīng)常發(fā)生。本產(chǎn)品的研究和開(kāi)發(fā)，能夠在很大程度上緩解由于學(xué)習(xí)者的操作錯(cuò)誤造成的經(jīng)濟(jì)損失，改善組裝維護(hù)的實(shí)踐教學(xué)條件，降低實(shí)驗(yàn)成本。
同類課題研究水平概述
- 基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的組裝維護(hù)實(shí)驗(yàn)室是基于虛擬現(xiàn)實(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬的計(jì)算機(jī)組裝過(guò)程，主要用于計(jì)算機(jī)組裝的實(shí)踐教學(xué)。 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是近年發(fā)展起來(lái)的高級(jí)計(jì)算機(jī)技術(shù)，是建立在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真學(xué)、并行技術(shù)、人工智能、多媒體技術(shù)及高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等技術(shù)基礎(chǔ)之上的。虛擬現(xiàn)實(shí)有時(shí)也稱靈鏡和幻境，英文名稱Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR，是一種可以創(chuàng)造和體驗(yàn)虛擬世界（Virtual World）的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。Virtual Reality 一詞最早是由美國(guó)VPL公司的創(chuàng)建人之一Jaron Lanier 于20 世紀(jì)80 年代初正式提出來(lái)的。 目前國(guó)內(nèi)外的虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室有： 1、北京航空航天大學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室（虛擬現(xiàn)實(shí)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室） 主要負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)軍用、工業(yè)用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，并負(fù)責(zé)國(guó)內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)軟件技術(shù)評(píng)測(cè)工作。目前，正在從事“虛擬奧運(yùn)博物館”系統(tǒng)的研發(fā)工作，它將通過(guò)三維實(shí)時(shí)仿真、大場(chǎng)景圖像多通道實(shí)時(shí)輸出等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)奧運(yùn)比賽項(xiàng)目仿真模擬、虛擬奧運(yùn)藝術(shù)作品展示、歷屆奧運(yùn)歷史再現(xiàn)、奧運(yùn)比賽精彩回放和北京2008奧運(yùn)場(chǎng)館虛擬漫游等內(nèi)容的展示。 2、 美國(guó)Michigan大學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室 該實(shí)驗(yàn)室的研究工作主要集中于虛擬環(huán)境的工業(yè)應(yīng)用方面。他們關(guān)注的是工程設(shè)計(jì)的虛擬原型構(gòu)筑（virtual prototyping），這方面的工作特別針對(duì)汽車和海洋工業(yè)應(yīng)用；其次是制造過(guò)程的仿真以及相關(guān)的工程應(yīng)用。另外，也包括虛擬現(xiàn)實(shí)在事故仿真、醫(yī)學(xué)、建筑、考古、教育和其它領(lǐng)域的應(yīng)用。 3、 美國(guó)東北大學(xué)虛擬環(huán)境實(shí)驗(yàn)室 該實(shí)驗(yàn)室主要開(kāi)展的是車輛駕駛員虛擬環(huán)境的研究。正在從事的項(xiàng)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(dòng)態(tài)可視化研究，惡劣環(huán)境（強(qiáng)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(guān)的虛擬環(huán)境研究項(xiàng)目。 4、 英國(guó)Leeds大學(xué)計(jì)算機(jī)研究學(xué)院 該大學(xué)的研究主要集中在虛擬原型的構(gòu)造和仿真以及可視化技術(shù)方面。
