大学实训室虚拟仿真平台VR实训室方案（金融学科）

大学实训室虚拟仿真平台VR实训室

设计方案（金融学科）

北京XX科技有限公司

2019年X月

目录

第1章虚拟现实概述.............................................................4

1.1虚拟现实简介.............................................................4

1.2虚拟现实系统的构成.......................................................4

1.3VR虚拟实验室金融实践学科应用...........................................5

1.4建立虚拟现实教学平台的必要性............................................6

1.4.1教学方式的变化.......................................................6

1.4.2教学观念的变化.......................................................8

1.4.3教学内容的变化.......................................................9

1.4.4教学手段的变化......................................................11

1.5虚拟现实平台的建设思路..................................................13

第2章硬件平台................................................................14

2.1系统连接图...............................................................14

2.2硬件平台组成............................................................14

2.3标准化机械结构..........................................................15

2.3.1产品介绍............................................................15

2.3.2产品功能............................................................15

2.3.3产品效果图..........................................................16

2.4三维微间距沉浸式显示系统................................................17

2.4.1系统概述.............................................................17

2.4.2特点及优势..........................................................18

2.5光学追踪及动捕系统......................................................23

第3章虚拟现实可视化平台......................................................27

3.1产品概述.................................................................27

3.2功能特点................................................................27

第4章技术支持与服务..........................................................51

4.1服务内容.................................................................51

4.2服务方式................................................................51

第5章系统集成................................................................52

5.1集成建设总体原则........................................................52

5.1.1系统集成原则........................................................52

5.1.2系统集成质量保证....................................................53

5.1.3系统集成服务........................................................59

5.1.4系统技术支持........................................................65

5.2本期集成项目集成规划思路...............................................67

5.2.1集成思路............................................................67

5.3项目成果交付............................................................82

5.3.1项目建设阶段成果交付................................................82

5.3.2项目维护阶段成果交付...............................................84

5.4项目质量服务体系........................................................85

5.4.1项目管理质量控制....................................................85

5.4.2进度管理............................................................85

5.4.3人员管理............................................................86

5.4.4质量管理............................................................86

5.4.5客户满意度管理......................................................90

5.4.6交付管理............................................................91

5.4.7运维管理............................................................92

5.5项目服务承诺.............................................................93

5.5.1服务内容............................................................93

5.5.2服务流程............................................................94

第6章VR实训室后期运营保障..................................................97

6.1服务保障.................................................................97

6.2VR应用保障.............................................................98

6.3校企合作保障...........................................................104

6.4公共平台保障...........................................................105

第7章培训服务方案...........................................................109

7.1培训目标................................................................109

7.2培训方式...............................................................110

7.3培训内容...............................................................111

7.4培训考核...............................................................114

第8章相关案例介绍...........................................................115

8.1北京建筑工程学院城市建筑与环艺创意设计虚拟实验室......................115

8.2建设汽车虚拟装配及虚拟培训.............................................117

8.3建设3D虚拟仿真实训室..................................................118

第9章设备清单...............................................................119

第1章虚拟现实概述

1.1虚拟现实简介

虚拟现实（VirtualReality,VR）,也称为灵境，是一种可以创建

和体验虚拟世界（VirtualWorld）的计算机系统，可以形成一种“人

能沉浸其中、超越其上、进出自如、交互作用的多维信息空间”。VR

技术利用计算机生成的交互式三维环境，不仅使参与者能够感到景物

或模型十分逼真地存在，而且能对参与者的运动和操作做出实时准确

的响应。虚拟现实技术是综合性极强的高新信息技术，在军事、能源、

医学、建筑、工业、艺术等很多领域都得到了广泛的应用。

＞虚拟现实是高度发展的计算机技术在各种领域的应用过程中的结

晶和反映，它具有以下主要特征：（1）依托学科的高度综合化；

（2）人的临场化；（3）系统或环境的大规模集成化；（4）数据表

示的多样化和标准化，数据存储的大容量、数据传输的高速化与

数据处理的分布式和并行化。

1.2虚拟现实系统的构成

作为虚拟现实技术的载体，虚拟现实系统具有缜密的组成和较高

的结构复杂度，归结来说，可将其分为两大部分：以数字软件为基础

的虚拟环境生成系统，及以硬件为基础的人机交互系统。

1）虚拟环境生成系统是虚拟现实技术的主体部分，它依托于数码

工作站式的计算机硬件，主要涵盖虚拟现实图形数据库及三维数字模

型生成软件等，能够根据产品功能或者展示要求产生所需的、具有6

个自由度的场景和设计实例，通过虚拟现实浏览器可全方位观看其造

型、材质、色彩及结构等。虚拟环境模型的建立既可以通过三维软件

进行数字建模，还可以通过逆向工程(RET)进行环境的反求。

2)人机交互技术是虚拟现实系统的显著特征，集中体现在视觉、

听觉、触觉三大方面。人机交互系统使得数据不再是单方向强制性地

传递给用户，用户可以借助外延设备实现与虚拟环境的双向信息交流,

并将用户的口令或者所做修改以实时的方式显示出来。虚拟现实中的

人机交互系统依靠数据手套、头盔显示器、音响及多维跟踪器等设备，

使处于虚拟环境之中的使用者产生立体式“沉浸感”，使用户的动作

和操作更加真实与自然，体现出人机交互系统的多通道属性。

1.3VR虚拟实验室金融实践学科应用

当虚拟现实应用于教学教育中是一个质的飞跃。它营造了“自主学

习''的环境，由传统的“以教促学”的学习方式代之为学习者通过自身

与信息环境的相互作用来得到知识、技能的新型学习方式。

当前许多高校都在积极研究虚拟现实技术及其应用，并相继建起

了虚拟现实与系统仿真的研究室，将科研成果迅速转化实用技术，优

势:

(1)节省成本通常我们由于设备、场地、经费等硬件的限制许多

实验都无法进行。而利用虚拟现实系统，学生足不出户便可以做各种

实训，在保证教学效果的前提下，极大的节省了成本。

(2)虚拟的实训室，利用虚拟现实技术，可以彻底打破时间与空

间的限制。如北上广深的大城市里的各种营销环境，而虚拟技术在一

堂课内就可以轻松实现。

1.4建立虚拟现实教学平台的必要性

1.4.1教学方式的变化

进入新世纪以来，随着我国高等教育的迅速发展，社会对应用型

人才需求的不断扩大，广大教育工作者开始总结精英教育的经验，探

索应用型人才培养的新途径，逐步增加用于实践教学的投入。一是通

过实验室建设，改善教育教学环境；二是通过加强实验教学队伍建设

力度，改善师资结构；三是通过现代教育技术投入，改善教学手段;

四是通过实验教学研究，改善人才培养模式。

2007年初，教育部和财政部联合下发了《教育部、财政部关于实

施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》(教高[2007]1号)、

《教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意

见》(教高[2007]2号)。

依据本科教学改革与质量工程建设的要求，学校在原有金融实验

教学示范中心的基础上，进一步明确新时期人才培养的标准，按照应

用型人才培养目标的定位，探讨人才培养模式的改革和创新，提出了

逐步构建“立体多维”实验教学体系的思路，其核心是按照能力导向

对原有实验教学课程体系进行再造，将四年大学实验教学课程划分为

六个层次，并有效搭建适应实验教学开展的六个实验平台，这六个平

台由低到高分分别是：基本技能训练平台、专业核心课程仿真实验平

台、专业综合仿真训练平台、跨专业综合仿真实训平台、虚拟市场环

境科综合实训平台以及创业素质养成平台。六个实验教学平台分散于

大学教育全过程，从而构建了大学教育实验教学不断线的实验教学体

系。

2-1-3虚拟仿真实验教学中心现状

为了适应学校的发展和人才培养工作的需要，学校依托金融实验

教学示范中心和管理信息化实验教学示范中心，整合原有的金融业务

与风险监控实验中心、市场环境与企业管理实验中心、贸易支付实验

中心和信息技术与安全实验中心，建设了银行管理仿真实习平台、工

商管理仿真实习平台、商贸管理仿真实习平台以及信息技术仿真实训

平台四个仿真实训平台，以这四个仿真实训平台为基础，通过虚拟市

场环境的引入，建设完成了具有我校办学特色，符合学科建设要求的

“大金融”虚拟仿真实验教学中心，中心平台构成见图2-1。

该平台是以学科协同共享为宗旨，以“大金融”多学科综合实习

云平台为核心，以银行管理仿真实验平台、商贸管理仿真实验平台、

工商管理仿真实验平台和信息技术仿真实验平台为支撑，融入政府行

政和社会公共服务体系以及宏观经济管理和经济运行数据，在教学管

理平台支撑下的虚拟仿真综合实验教学平台，是集远程交互、网络教

学、集中教学、养成教学以及资源管理为一体，并运用网络技术搭建

的适合全校多学科学生综合实习、实训的云平台。该平台的建立不仅

能有效解决课堂教学面临的诸多难题，还能有效地解决经管类专业学

生，尤其是

金融相关专业学生实地实习难和接触核心业务难等诸多难题。

在高等院校，虚拟现实技术具有广泛的作用和影响。虚拟现实技

术走向应用的核心技术是交互技术，亲身经历、亲自感受比空洞抽象

的说教更具有说服力。主动地去交互与被动的观看有质的差别。正如

教育界专家所指出的：崭新的技术，会带来崭新的教育思维，解决我

们以前无法解决的问题，将给我们的教育带来一系列的重大变革，尤

其在科技研究、虚拟仿真校园、虚拟教学、虚拟实验、教育娱乐等方

面的应用更为广泛。虚拟现实应用于教育是教育技术发展的一个飞跃。

它营造了“自主学习”的环境，由传统的“以教促学”的学习方式代

之为学习者通过自身与信息环境的相互作用来得到知识、技能的新型

学习方式。

1.4.2教学观念的变化

传统的教学观念主要是“传道、授业、解惑”，教学观念决定了教

学组织形式和教学方法。教学组织形式通常是以班授课为主，授课则

主要采用课堂讲授法，教师是教学的中心，由教师决定教学内容、

结构、教学方法及教学进度，这种教学方法是以教为主，学生始终处

于被动的学习环境中。现代化的教学方法要求改变传统的课堂讲授式

为启发引导式，追求教与学的合作化，以讲授引导思维，以教导激发

感情，并赋予学生学习的主动性。虚拟现实教学有利于创造这样的环

境，以教师为中心的授课形式将会被改变，以学生为中心的个别化教

学、合作化教学和环境中自我探究得以真正实现。

虚拟现实正是在现代教育思想指导下，使用新技术改进教学方法

的尝试。引入虚拟现实技术到教学，从多媒体虚拟现实系统的组织形

式看，虚拟现实是非线性的网络结构，逼真的虚拟环境可提供良好的

人机交互功能，在这个基础上教学内容的组织安排将特别强调由学生

主动参与来构建知识结构，变学生的“被动听讲”为“主动学习”，

由“要我学”转变为“我要学”。在这种情况下，教材的意义也将由

传统的“教材控制”转变为“学习者控制”，教学内容外在形式的生

动化与内在结构的科学化将更紧密的结合起来，这种环境将极大地促

进教学观念发生变化。

L4.3教学内容的变化

教学内容是教学过程中传递的教学信息，是学生获取知识、掌握

技术、发展能力的主要源泉。多媒体虚拟现实技术的引入使教学内容

无论是外在形式还是内在结构都产生了很大的变化。

一是教学内容外在形式的变化。学生的技术水平和动手能力是在

实验、实训中培养出来的，在传统的实践教学中，实验课内容主要是

学科性的理论验证和学会使用设备、仪器，并从中归纳、总结出规律。

这些年来，随着教育技术的发展，从原来只是用录音、录像来辅助

文字教材进行教学的方式发展为使用具有人机交互的多媒体技术。多

媒体的信息类型有静态的、运动的、超级链接的视觉和听觉信息，媒

体信息形式通过计算机的集成处理，提供了超文本、图形、图像、图

表、音频、视频和动画。多媒体信息表现形式多样，对于抽象的、概

括的概念、原理，除了用文字和语音协同描述外，还可以用三维实景

虚拟现实过程，对于不可视的变化、无法触摸的物体或有危险的场所,

甚至自然界或现实生活中不可能存在的事件，也可以通过虚拟现实技

术去展现。多媒体技术存贮信息量大，教学内容可以用最有效的方式

来表现，而且同一教学内容还可以用多种信息形式来表现，这就有利

于克服单一媒体表现及难以协同表现的弊端。虚拟现实所提供的人机

交互的特点尤其适用于个性化教育，因人施教、因材施教，培养高素

质的综合型人才。

二是教学内容的内在结构的变化。虚拟现实的应用将带来教学内

容结构的变化。教学内容的内在结构就是学科知识结构设计，知识结

构是学科知识间的逻辑关系，是学科内含智力因素的信息源。传统的

教材及实验指导材料都是以线性结构来组织学科知识结构的，知识内

容的结构及顺序都是以教为主，教学顺序性很强，学生只能在教师的

讲授下获得正确的概念、原理及逻辑关系。这种形式的学习，学生对

教师的依赖性很大，教材也只是一种教授材料，学生利用它学习的自

由度不大，灵活性不强，难以促使学生从己建立的知识结构向新知识

结构迁移。使用虚拟现实技术后，多种媒体的信息通过网络化超链接,

就可以接近人类认知特点的方式去组织和展示教学内容、构建知识结

构，这种网状的信息组织方式是一种非线性结构，链是知识之间的层

级逻辑关系。虚拟现实与普通多媒体是多媒体信息处理的高度集成,

把信息的组织形式与信息内容呈现的多样性、复杂性结合起来，为学

生提供了一种动态、开放的结构化认知形式，既包括了学科的基本内

容，又包括了学科内容之间的逻辑关系，既注重知识的形成过程，又