虚拟现实前沿技术在青少年科普教育中的创新与实践

近年来随着计算机图形技术的发展,越来越多的虚拟现实技术被运用到科普领域,其技术核心就是使用计算机模拟虚拟的情景并通过VR设备来体验。其中效果最好、沉浸性最强的设备非VR头戴式头盔莫属。但是在青少年科普活动中,特别是6-12年龄段的青少年群体,传统的VR头戴式头盔存在着一些明显的安全隐患,就连头盔设备官网都会提示12岁以下儿童不适用于该设备。在此前提下,本文研究混合现实技术和全息投影技术在青少年科普教育中的创新和实践。     

基于虚拟现实技术的运动辅助训练系统设计

为了提高教练的指导效率和丰富羽毛球教学与训练的方法,基于虚拟现实技术和KINECT,开发了一套羽毛球辅助训练系统。该系统利用虚拟现实技术,通过3DS MAX工具进行训练场地的虚拟化建模,搭配Cry Engine引擎技术渲染训练场地场景。KINECT被用来识别这些动作以及使用者的位置变化,并将识别结果通过蓝牙模块传输至VR眼镜内,使VR眼镜内的虚拟环境做出图像、声音等相应的改变,以实现虚拟环境下的人机互动。测试表明,本系统能够准确地实现训练场景的虚拟化,对使用者的各个动作的识别率较高,提高了训练者的学习效率。     

基于虚拟现实的流程工业过程模拟仿真系统

将虚拟现实技术与系统仿真技术相结合,建立了炼油企业虚拟现实过程模拟仿真平台,分析了仿真平台的结构设计与实现原理。介绍了一种基于虚拟现实的炼油企业过程模拟仿真算法,详细说明了该算法在虚拟现实仿真平台上的应用过程,包括重点装置动态模拟、罐区油品调合仿真、进出厂模拟等。虚拟现实仿真平台通过生产过程与数据的可视化呈现与人机交互以及现场应用,可以为炼油企业流程模拟仿真培训与生产过程三维可视化监控提供有效的支持。     

多人网络虚拟现实儿童科普系统的设计研究

针对传统儿童科普教育存在的沉浸感薄弱、知识传输方式单一的问题,设计基于多人网络虚拟现实(VR)技术的儿童科普系统.系统的设计采用模块化的构建方式,主要分为网络联机模块和虚拟现实科普教育业务控制模块.在网络联机模块中,建立起服务器,教师机,学生机之间的信息通信,实现多人信息的加载和多人空间位置的实时同步.虚拟现实科普教育...     

基于Java 3D的虚拟网络电力监控环境设计

虚拟现实技术（VR）是一项以计算机技术为主,利用计算机等设备构建一个三维虚拟世界,并通过人与虚拟世界的交互。实现人与虚拟世界融为一体的技术。本文介绍了应用Java 3D开发的虚拟现实技术,给出了实现该技术场景创建、动画设计和交互设计技术的部分关键代码。该设计具有开发三维视觉、实现用户网络交互的能力,并已经被运用到远程电力监测系统中。该技术也可以被应用到类似的监控系统的开发中。     

虚拟现实在体育仿真中的应用综述

对基于虚拟现实的体育(训练)仿真技术的发展现状进行综述，讨论了体育仿真的关键技术，介绍了几个典型应用系统，最后对虚拟现实技术在体育训练仿真中的应用前景进行了讨论。     

基于虚拟现实的煤矿大型设备培训系统研究

针对煤矿设备操作培训中存在的不足,设计并实现了一种基于虚拟现实技术的煤矿大型设备虚拟培训系统,利用三维建模软件Maya对井下主要设备采煤机、液压支架、刮板输送机等生产机械设备进行三维模型的创建,结合虚拟现实制作软件Unity3D进行虚拟场景整合与交互设计,利用C#编程语言实现对煤矿大型设备运动仿真控制.通过接口电路实现用户与虚拟场景设备的真实交互.经测试表明,系统不仅实现了煤矿大型设备操作培训的功能,而且增加了系统的交互性,弥补了传统培训方式的不足,节约了培训成本,缩短了培训周期.     

多机空战战法训练飞行视景仿真系统研究

多机空战战法训练设备研制是适应大规模分布式空战仿真训练的必然趋势.分析了战法训练的虚拟现实技术应用及其优势,对多机空战战法训练设备中飞机仿真平台的功能模型、视景流程和帧渲染顺序进行了总体设计.通过三维建模、虚拟场景配置、虚拟场景实时驱动三个步骤对视景系统进行实现,开发出一套适用于多机空战战法训练的飞行视景仿真系统.测试结果表明,所建立的飞行仿真视景系统能够满足飞行战法训练的要求.     

化工企业安全教育系统的设计与实现

化工企业的安全生产是至关重要的,而生产过程中事故的发生往往和人的不安全行为紧密相关,因此对职工的日常安全教育工作格外重要。基于对化工企业日常安全教育工作的考察,研究了化工企业安全培训工作中的信息化方法,并设计开发了石化企业安全教育系统,提供面向职工的安全信息培训、考核、管理方法,结合多媒体、虚拟现实等技术提高了教育的真实感和参与度。该系统基于B/S模式开发,使用.net框架和各种Web技术完成了3层架构的可扩展系统,并利用JavaScript脚本实现了网页内的虚拟现实场景交互试题。目前该系统已在某化工企业成功运行,其使用已成为部门绩效考核的一部分。     

虚拟现实技术在工程装备教学训练中的应用

本文分析了虚拟现实技术的特点,通过分析虚拟现实技术在工程装备教学训练中的具体应用可知,该技术可提高工程装备教学训练的针对性和有效性,减少天气、场地对训练的影响,缩短工程装备操作人员的培训周期,减少训练费用,提高操作人员的技术水平,虚拟现实技术在工程装备教学训练中的应用前景广阔。     

A research on an intelligent multipurpose fuzzy semantic enhanced 3D virtual reality simulator for complex maritime missions

In this article, the idea of multipurpose fuzzy semantic enhanced 3D virtual reality simulator for the evaluation of maritime robot algorithms, and for the analysis of maritime missions is presented. The simulator uses the digital mockup technology in blending with semantic domain knowledge of the system, to analyze the tasks remotely. The 3D virtual reality (VR) is proposed to help the operators provide the detailed information and guidance during real-time tele-operations, and the incorporation of fuzzy semantic knowledge makes the virtual environment intelligent and automatic. The integration of fuzzy scene independent ontology with the virtual environment (VE) engenders a knowledge driven inter operable virtual environment which eases the user in natural language querying, personalization, interpretations and manipulation. The distinctive semantic VR scene builder utility of the proposed system draws the VR environment automatically while getting the high level specification of the system for the client. The proposed simulator can be effectively used for real-time robots trainings and for the evaluation of AI based algorithms designed for intelligent vessels and AUV’s without knowing the complex underlying VR scene building technologies. Furthermore, it provides the benefits to optimize the pre-process physical environment operations to mimic the real world into a virtual environment. The remote operations and feasibility analysis performed on virtual simulator can efficiently save the cost, time and claims to provide the operators a preprocessor information and guide.     

基于VR技术的体育运动训练支持系统设计

随着虚拟现实(VR)技术得发展,身临其境的视频内容逐步成为了各行业改进传统业务流程的支撑。对于体育运动训练来说,集成VR技术生成高质量的沉浸式内容对于运动员提升个人运动水平来说至关重要,本文设计了一套基于VR技术的体育运动训练支撑系统,利用主摄像机的运动来生成广角全景图,并采用相关技术消除视差并对齐所有视频源,然后,使用泊松混合将每个视频源的部分叠加在主全景图上。以篮球作为主要对象,结果表明,该系统可完成对运动员训练过程进行评估。     

基于VR的驾驶仿真及安全教育系统开发

针对全国道路交通事故高发现状及传统驾驶安全教育方式单一、培训效果差的缺点,基于虚拟现实技术（VR）,在引发交通事故人为因素理论基础上,开发驾驶仿真及安全教育系统。系统基于Unity3D引擎,构建了基于道路实景数据的虚拟场景,并联合SUMO实现了道路交通流仿真,通过VR技术仿真驾驶环境及驾驶行为;基于碰撞检测原理,建立了关卡违规触发机制,编码自定义屏幕空间渲染方式模拟驾驶员视觉效果,并构建了基于图像的交通事故现场三维全景,从认知、感知层面培训驾驶员安全驾驶。实用性测试结果表明,系统实现了不同道路场景、气象条件与交通状况下的驾驶模拟及安全培训,增强了使用者的学习兴趣,提高了使用者驾驶安全素养,具有较强的实用性。     

Augmenting elementary school education with VR

At the University of Illinois at Chicago's Electronic Visualization Laboratory, we use virtual reality technology to complement real-world experiences rather than replace them. For more than two years, we've been deploying ImmersaDesk applications in a Chicago-area elementary school. We want to know whether these virtual environments (VEs) help children make sense of mathematics and scientific phenomena. If so, can educators adapt them to the realities of elementary school learning and teaching? Our experience indicates that VR can successfully augment scientific education as well as help to equalize the learning environment by engaging students of all levels     

基于 BCI 的虚拟现实模拟驾驶教学系统设计

为解决传统模拟驾驶过于强调正常场景的训练,缺少对意外场景下学员心理状态 的监测与协助,且无法反馈和评价驾驶心理状态等问题。以脑机交互(BCI)技术与虚拟现实(VR) 为基础开发 VR 模拟驾驶教学演示系统,利用三维动力学引擎开发了驾驶模拟操作系统,在硬 件上设计可穿戴式脑电波信号检测头盔,基于 BCI 技术实现对学员模拟驾驶大脑状态的监控与 数据评估;有突发模拟事件发生时,系统通过脑机接口技术自动制动或辅助驾驶。在完成模拟 驾驶训练的同时可以根据脑波(EEG)反馈在意外事件中给出紧急解救措施,根据 EEG 情况评估 学员的发挥以及心理素质,为虚拟驾驶等认知负荷较高的教学训练提供了更为丰富与直观沉浸 式交互操作方式,提高了该领域教学训练系统的实用性与可用性。     

引信虚拟拆装训练环境构建与实现方法

为解决弹药引信拆装训练当中存在的危险性高、实装拆装训练设备有限等制约受训人员训练质量提高的“瓶颈”问题,探讨了运用计算图形控制、虚拟现实等技术来构建引信虚拟拆装训练仿真平台,以实现引信维护拆装训练虚拟化、智能化。介绍了虚拟拆装训练仿真平台的软、硬件组成,并以某引信为例,介绍了3D场景中引信虚拟装配训练过程实现的关键环节。     

基于虚拟技术的组态王控制技术实训室的构建

针对过程控制专业实验实训及工厂培训设备组态王控制系统价格特剐昂贵,培训效果差的状况,提出建立基于虚拟技术的组态王控制技术实训室的构想.虚拟组态王控制技术实训室采用虚拟仪器技术、虚拟现实技术、计算机网络技术、多媒体技术,将昂贵的工业控制系统扩展到网络化的多媒体教学中,实现了由多人共用一套实训设备到每人单独使用此套实训设备...     

悬臂式掘进机虚拟仿真平台设计

悬臂式掘进机广泛应用于煤矿井下巷道施工,掘进机的培训包括传统的书本教学方法和基于井下实际操作的训练方法,但是由于其场地和安全的局限性,无法满足训练要求.针对这一现状,利用虚拟现实技术和交互仿真技术构建了悬臂式掘进机虚拟仿真平台.该平台采用三维建模技术,使用多边形建模方法制作了悬臂式掘进机、转载机、供电系统等三维模型;运用Unity3D引擎驱动三维模型组成的虚拟场景,采用场景优化技术实时渲染出沉浸式的虚拟场景;在脚本语言C#编程环境下实现操作流程顺序控制、操作描述、三维模型驱动等,实现悬臂式掘进机虚拟仿真培训.培训结果表明,沉浸式人机交互可达到与实物培训相类似的效果,提高使用者学习和操作悬臂式掘进机的效率.     

VR技术在农业高校教育教学中的应用研究

VR技术即虚拟现实技术,本文结合其技术特征和农业高校教学特点,通过对农业高校学习特征及内容进行研究后,分析了VR技术在农业高校教育教学中的多种应用场景,设计了"基于VR"的教学模式。     

虚拟现实技术在微机电系统中的应用

该文根据虚拟现实技术的内涵、主要特征和相关技术，按照微机电系统的特点和发展目标，研究微机电系统对虚拟现实技术的需求及其应用，研究虚拟现实技术与微机电系统的交叉融合及互动发展，提出将虚拟现实技术应用于微机电系统的研究、设计、教学、培训；提出将微机电系统应用于虚拟现实系统中。