实训室设计方案

1、虚拟现实技术实训室设计方案二O一九年三月目录一、虚拟现实技术实训室概述（一）虚拟现实技术实训室原理虚拟现实（VR-Virtual Reality），也称虚拟实境，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，它利用计算机技 术生成一个逼真的、具有视、听、触等多种感知的虚拟环境， 用户通过使用各种交互设备，同虚拟环境中的实体相互作用， 使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真和信息交流，是一 种先进的数字化人机接口技术。与传统的模拟技术相比，虚拟现实技术的主要特征是： 操作者能够真正进入一个由计算机生成的交互式三维虚拟 现实环境中，与之产生互动，进行交流。通过参与者与虚拟 仿真环境的相互作用，并借助人本

2、身对所接触事物的感知和 认知能力，帮助启发参与者的思维，以全方位地获取虚拟环 境所蕴涵的各种空间信息和逻辑信息。沉浸/临场感和实时交互性是虚拟现实的实质性特征对 时空环境的现实构想（即启发思维，获取信息的过程）是虚 拟现实的最终目的。虚拟现实技术的先进特性使得该项技术应用于各行各 业的模拟仿真研究中，并切实有效地指导了生产实践。自从 虚拟现实技术诞生以来，它已经在城市建设规划、军事模拟、 先进制造、地理信息系统、医学生物等领域中发挥了巨大的 经济、军事和社会效益。虚拟现实技术在不远的将来就会像 当年的计算机一样应用于社会生产实践的各个领域，它与网 络、多媒体将并称为21世纪最具应用前景的三大技

3、术。随着虚拟现实技术的成熟，人们开始认识到虚拟现实在 教育领域的应用价值，它除了可以辅助高校的科研工作，在 实训体验教学方面也具有利用率高，易维护等诸多优点。近 年来，国内的许多重点高校都根据自身科研和教学的需求建 立了虚拟现实技术实训室。（二）虚拟现实技术实训室的使用利用技术以数字化信息为基础，对学校的教学、科研、 管理和生活服务等所有信息资源进行全面的数字化，最终实 现教育的信息化，提高学校的办学水平和管理水平。虚拟现实技术实训室主要从事虚拟现实技术、可视化技 术、计算机网络、图形系统工具、图像信息处理、分布式系 统和人工智能等领域的科学研究和技术开发。建设教学、科研、技术人员结构合理的虚

4、拟仿真实验教 学团队，形成一支教育理念先进，学术水平高，教学科研能 力强，实践经验丰富，勇于创新的实验教学和管理队伍。实验教学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。 虚拟仿真实验教学建设工作坚持科学规划、共享资源、突 出重点、提高效益、持续发展的指导思想，以全面提高高 校学生创新精神和实践能力为宗旨，以共享优质实验教学资 源为核心，以建设信息化实验教学资源为重点，分年度建设 一批具有示范、引领作用的实技术实验教学中心，持续推进 实验教学信息化建设，推动高等学校实验教学改革与创新。二、虚拟现实技术实训室的组成部分1、虚拟现实应用开发平台（包括

5、软件开发平台和硬件 研发平台）2、高性能图像生成及处理系统（高性能数字图像即时 演算系统）3、沉浸式沉虚拟三维显示系统（头戴式虚拟现实显示 器）4、沉浸式虚拟现实交互系统（数据手套、体感座椅、 交互控制器等）5、数字化教学系统（投影、电子白板等）三、虚拟现实的意义利用技术，以数字化信息为基础，对部队的教学、科研、 管理和生活服务等所有信息资源进行全面的数字化，最终实 现训练的信息化，提高部队的训练水平和管理水平。（一）教育意义实验教学是信息化建设的重要内容，是信息技术深度融 合的产物。虚拟仿真实验教学建设工作坚持科学规划、共 享资源、突出重点、提高效益、持续发展的指导思想，以 全面提创新精神和

6、实践能力为宗旨，以共享优质实验教学资 源为核心，以建设信息化实验教学资源为重点，建设一批具 有示范、引领作用的实技术实验教学中心，持续推进实验教 学信息化建设，推动教学改革与创新。在传统教学中，长期以来人们不得不用抽象的概念表示 非常丰富的内容，如用平面图、剖面图、立面图等平面图形 成一些规定的符号来表示三维的立体建筑，用比较抽象的图 形和精练的语言来描述复杂的场景，以传递大量的信息。但 这一种信息处理与传递方式受到信息接受者所从事的职业、 知识结构及理解能力的影响，交流起来非常困难。虚拟现实技术的发展为我们克服这一困难提供了极其 有效的手段。用虚拟现实既能表示真实的世界，也可以表示 虚拟的世

7、界。表示真实世界时，可以突破物理空间和时间的 约束，做到能超越现实；在表示虚拟世界时，又能使其 中的虚拟物体表示出三维逼真感，以达到身临其境的感受， 最后形成一种人能沉浸其中、超越其上、进出自如、交互 作用的三维信息空间。VR技术为用户提供了一种新型的人 机接口，它利用计算机生成交互式三维环境，不仅使参与者 能够感受到景物或模型的逼真存在，并且对参与者的运动和 操作做出实时准确的响应。引入VR实训室建设，将其沉浸性、交互性、自主性、 多感知性等特性融入教学过程中似实训室为依托，基于互 联网+ ”的手段实现教学模式创新、教学方法创新、教学内 容与实际同步。（二）实习实训意义VR实训室建设将极大程

8、度上解决实训、课堂教学以实 际相互衔接，培养基础知识与专业职业技能的融合。同时一 体化的思路引入，将使得教学的深度、系统化更强，培养职 业管理型人才及综合素质较高的专业技术人才的目标将更 加有利。实验教学依托、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，在虚拟 环境中开展实验，达到教学大纲所要求的教学效果。实验教学中心建设任务是实现真实实验不具备或难以 完成的教学功能。在涉及高危或极端的环境、不可及或不可 逆的操作，高成本、高消耗、大型或综合训练等情况时，提 供可靠、安全和经济的实验项目。实验教学中心建设应充分 体现虚实结合、相互补充、能实不虚的原则。四、

9、建设内容（一）VR实训室的组成部分1、VR软件应用系统定制开发型2、沉浸式虚拟三维显示系统在虚拟现实应用系统中，通常有多种显示系统或设备， 比如：大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维 投影显示系统，而头盔显示器则是目前应用最为广泛的系统， 因为虚拟现实技术要求应用系统具备沉浸性，而在这些所有 的显示系统或设备中，头盔显示器是最能满足这项功能要求 的系统，因此，该种系统也最受广大专业仿真用户的欢迎。 头盔显示器是目前国际上普遍采用的虚拟现实和视景仿真 实现手段和方式，也是一种最典型、最实用、最高级别的投 入型虚拟现实显示系统。这些高度逼真三维显示系统的高度 临场感和高度参与性最终使参与

10、者真正实现与虚拟空间的 信息交流与现实构想。多自由度实时交互是虚拟现实技术最本质的特征和要 求之一，也是虚拟现实技术的精髓，离开实时交互，虚拟现 实应用将失去其存在的价值和意义，这也是虚拟现实技术与 三维动画和多媒体应用的最根本的区别。在虚拟现实交互应 用中通常会借助于一些面向特定应用的特殊虚拟外设，它们 主要是6自由度虚拟交互系统，比如：力或触觉反馈系统、 数据手柄、位置跟踪器或交互控制器等等。VR技术的核心是通过计算机产生一种如同身临其境 的具有动态、声像功能的三维空间环境，而且使操作者能够 进入该环境，直接观测和参与该环境中事物的变化与相互作 用。因此，将VR技术应用于建筑工程仿真研究，

11、不但可以 使得该领域内的计算机仿真方法得到完善与发展，而且也将 大大提高设计与施工的逼真性、实效性和经济性。设备名称参考图片设备参数IcpuI7 8显卡Gtx2内存DDR4显示屏2k显硬盘SSDHTCVIVE 虚 拟头盔1、配有激光定位传感器；2 类型头戴式显示设备；3、匕 单眼：1200*1080像素，刷 90fps ； 4、其他性能位置追 游戏控制器，Steambox主木 置陀螺仪、加速度计和激光犬 感器，追踪精度0.1度供一个 Vive Phone Services 的功能 以接听回拨电话、传讯息与* 历的功能；5、其他参数追踪4.5*4.5m ; 6、体感控制器7、基站x2; 8、基站支架S示设备1、支持格式（高清）：2160| 连接方式：无线/网线；3、: 动：支持；4、USB支持音频 MP3 ； 5、USB支持图片格式 6、底座配置：内置底座；调节电视架/贴墙摆臂式多功架；VR软件交互系统专业的3D开发及专业的培训 用根据所选的设备而定,包主 开发所需Unity 3D、3DMA