基于Unity3D的柴油催化加氢实验仿真培训系统设计

针对传统化工安全实践教学中培训内容枯燥、安全性差、学生参与度低等问题，同时结合近年来高校实验室安全事故经验教训，该文以柴油催化加氢小型实验装置为仿真对象，使用虚拟仿真技术和Unity3D引擎设计了虚拟孪生模型、仿真交互组件和工艺机理算法，开发了一套柴油催化加氢实验场景的仿真培训系统，实现了动态交互操作、实验模拟和风险辨识信息展示等功能。该系统为安全系统工程、工业流程仿真与数字化信息技术的融合提供支撑，并为实验培训人员提供了高保真度、强沉浸感、高安全性和可动态模拟的培训手段。     

基于体感技术的物理虚拟仿真实验设计与实现

为改善传统虚拟实验沉浸感不强,交互体验真实与自然程度不高问题,以虚拟现实技术为载体、体感技术为关键技术支撑,对实验环境进行模拟。将新兴的Leap Motion控制器和成熟的Unity开发引擎相结合,设计开发出一款基于体感技术的物理虚拟仿真系统。学生可以在虚拟的实验环境中使用手势进行操作、观察并记录实验现象。实践结果表明,基于体感技术的物理实验具有较强的临场感和沉浸感,增加了交互乐趣,改善了交互体验,具有较高的推广价值。     

基于Unity3D反恐排爆机器人虚拟仿真设计

基于虚拟现实技术开发软件对反恐排爆机器人虚拟实验系统进行功能开发,该系统应用于反恐排爆机器人教学,建立D-H机械臂坐标系,实现反恐排爆机器人结构认知、装配操作、工作空间、关节运动控制,实现人机交互,利用D-H参数法建立反恐排爆机器人运动学模型,进行了正、逆运动学求解及轨迹规划。系统有着较好的沉浸性与交互性,能够完成反恐排爆机器人的虚拟实践教学。     

基于IdeaVR的虚拟仿真实验系统设计与实现

虚拟现实技术(Virtual Reality,VR)具有沉浸感、实时交互、多人协同等特性,在教育领域中有着十分重要的应用价值.通过收集数据,利用SketchUp进行三维模型的构建,再利用IdeaVR平台搭建整个三维场景、编辑交互动画,基于IdeaVR的虚拟仿真实验系统实现了三维导航及漫游、实时信息查询、多人协同操作以及...     

超融合架构的大数据虚拟仿真实验平台建设研究

为了更好地开展大数据实验教学与研究,提高大数据实验课程质量,克服传统大数据实验建设弊端,基 于 KVM 技术与超融合架构设计一种新的大数据虚拟仿真实验平台建设方案。该方案将计算和存储融合在X86 单一物理节点中,分布式存储成本低,提高了 IO 性能,具有开放兼容、易于扩展,方便维护、高可用等特点。该大数据虚拟仿真实验平台能够简化大数据实验平台环境搭建,提高教学实验效率。基于该平台可以定制各种实验环境,通过弹性分配计算资源,保障实验教学环境稳定运行。     

数据手套在医学虚拟实验中的应用

在虚拟现实交互设备上的运用,将数据手套与虚拟医学仿真训练相结合,为未来的虚拟医学实验教学平台建设打下良好的基础。根据人手的生理结构特点,利用三维软件Maya构建逼真虚拟手的三维模型,并为其添加骨骼蒙皮,利用权重法对其变形效果进行修正,导入虚拟现实引擎Unity3D为数据手套与虚拟手进行装配。结合虚拟手术训练中的常用手势进行实验验证,结果表明,真实手与虚拟手匹配精度高,动作流畅,仿真度高,增加了用户的沉浸感。     

液力变矩器虚拟实验系统开发

基于Virtools开发了液力变矩器虚拟实验系统,开发了Draw Curves、Calculate等行为模块,实现了实验数据的实时显示和液力变矩器原始特性曲线的生成.在实验系统中加入了液力变矩器虚拟拆装模块,可以更方便地了解液力变矩器的构造;加入了声音和贴图模块,增加了虚拟实验系统的沉浸感和真实感.     

煤矿工作面采煤机虚拟仿真实验教学研究

采煤机虚拟仿真实验系统是以大采高工作面为背景,利用三维虚拟仿真和VR教学资源,通过交互式操作,进行采煤机结构、操作、工艺流程和自动化割煤等的仿真实验模拟教学系统。教学实践表明,该系统具有自主性、易学性、交互性和沉浸性等特点,能够提高学生对采煤机结构、原理及采煤过程的认知,同时调动学生进行实验的积极性和主动性,增强学生创新能力。     

基于三维引擎的虚拟实验教学系统交互模式研究

虚拟实验教学系统的高交互性是关乎虚拟实验教学成败的决定性因素,采用三维引擎技术可实现智能化的沉浸感实时交互.以建构主义学习理论和远程教学交互层次塔理论为指导设计了虚拟实验教学系统的总体框架结构;基于三维引擎技术开发的虚拟实验教学系统分别实现了虚拟实验辅助支持、虚拟实验操作智能交互和分布式人际交互等三种交互模式.本系统有效地解决了虚拟实验教学的高交互需求问题,充分增强了学习者的智能化交互式学习体验.     

一个基于主手的力觉再现和反馈的机器人仿真系统

介绍了基于5自由度力觉再现装置的虚拟力觉仿真系统的实现方法．此系统中，操作通过主手控制虚拟环境中的从手与虚拟物体相作用，虚拟环境中的接触情况如碰撞响应、形变在图形界面仿真，虚拟力通过主手装置表达．该研究有利于提高遥操作机器人的性能和增强操作的沉浸感．     

基于Kinect体感交互技术的虚拟装配实验系统开发

在分析体感交互虚拟装配系统架构的基础上,讨论了基于Kinect体感交互技术的虚拟装配模型数据建立、手势识别及交互语义扩展、场景视角的真实体感控制3个关键问题的实现方法,并使用这些方法开发了"减速器"虚拟装配实验系统。实际应用表明,体感交互技术能提高与三维对象的交互效率、增强学习沉浸感。     

基于Virtools的精馏过程模拟及虚拟实验室开发

为了弥补精馏实验教学的不足,实现对精馏分离实验过程的三维情景化交互仿真模拟,基于Virtools软件开发平台,以乙醇-水精馏综合实验为研究对象,采用结合三对角矩阵法与松弛法优点的混合方法,进行了精馏稳态操作和开车过程的模拟程序开发。并通过编译的VSL脚本及BB模块实现3D仿真实验装置数据交互,开发了具有三维沉浸感强、功能完善、交互操作逼真的虚拟精馏实验室,能够完整地模拟精馏分离过程,具有较高的训练价值。而且采用开放式结构,教师可以根据各高校的要求对实验初始参数进行修改。经过仿真测试,实验仿真结果和实验数据的相对误差控制在5%以内,能够真实反映精馏综合实验全过程。     

虚拟微格教学平台建设的实践与探索

目前虚拟技术越来越广泛地运用到教育领域,虚拟技术能够为学习者提供个性化和高沉浸学习环境。介绍了虚拟微格教学平台的构架和功能布局,该平台能够营造360°全景训练空间,模拟授课过程,为师范生提供个性化的师范技能训练环境。通过比较与分析师范生在传统微格教室和虚拟微格平台下的学习表现,发现利用虚拟微格教学平台训练的师范生在学习自我效能感、学习态度及课堂教学表现要优于参与传统微格训练的师范生,该研究为师范生教学技能虚拟仿真学习有效性提供了佐证。     

基于作业疗法的上肢协调功能虚拟训练系统研发

为解决传统作业疗法训练过程枯燥、患者参与度低、康复效果不理想等缺点,将作业疗法协调训练与虚拟现实技术相结合,利用虚拟现实技术的趣味性、沉浸感、目的导向性,提高作业训练的康复效果。基于作业疗法的上肢协调功能虚拟训练系统使用高精度 5DT 数据手套和电磁位置跟踪系统,分别采集手指弯曲度数据和手臂运动数据,通过 Socket 进行通信,控制游戏虚拟手的弯曲和移动,实现“手张开—抓握”、“二指尖捏”的作业训练。将虚拟现实技术应用于作业疗法中,极大提高了作业训练的安全性,提高了患者参与训练的积极性,康复训练效果显著。     

基于虚拟制造的先进制造系统仿真技术

虚拟技术是计算机仿真技术的深化和发展,拓宽了仿真技术的应用范围和效果,与传统的仿真技术比较具有交互性、精确性、表现力、沉浸感的特点.本文比较了传统的制造仿真系统和虚拟环境下的仿真技术的内涵,介绍了基于虚拟制造的系统仿真需要解决的关键技术.     

“虚实结合”的机械基础实验教学改革与实践

机械基础实验是大连海事大学机械工程专业培养计划中非常重要的一环。文章针对常规线下实验教学模式中存在的各种问题,结合虚拟仿真实验技术,探索出“虚实结合”的实验教学改革方针;通过开发“虚拟+实体”综合实验软件以及搭建混合式实验教学平台等措施予以实践,并基于教学平台进一步优化实验教学内容和考核方式,以全面训练和客观评价学生的综合能力,增加学生实验沉浸感,逐步构建特色实验教学模式,从而有效提升机械基础实验的教学质量。     

基于ShiVa3D的在线三维虚拟场景交互式展示研究

虚拟场景交互式展示是集视听感受为一体的实时虚拟空间仿真,用户通过必要的设备和技术实现交互体验。为提高三维虚拟场景展示的真实感、沉浸感、实用性,设计了一种支持虚拟漫游、虚拟对象属性查询、语音交互和手势交互相结合的在线虚拟展示系统,介绍了基于ShiVa3D引擎分析系统的开发流程和实现方法。     

基于VR的船舶航行姿态控制的实验仿真平台

针对目前学生普遍缺乏对船舶知识的总体把握和航行姿态理解，开发一款实验仿真平台。该平台由虚拟仿真、物理仿真、3D视景仿真和数据管理等模块组成；对平台进行了仿真测试，分别从执行机构、控制姿态和运行规律等方面对比物理系统与虚拟系统的仿真效果。测试结果表明，平台场景虚实同步，沉浸感良好，可展现船舶控制的相关知识，形成理论与实践相结合的创新型教学模式。     

数字化虚拟仿真实验系统的开发设计与应用研究

实践实验教学的主体是学生,高校最大限度地突破单一验证、简单综合的传统实验教学模式的局限,充分利用现代模拟技术和网络技术,构建数字化虚拟现实技术实验教学模式,已经成为培养学生能力的有效手段。通过建立虚拟仿真实训实战教学平台、开发虚拟仿真实训实战教学资源、开展虚拟仿真实训实战教学、强化师资队伍及教学团队建设、构建虚拟仿真实践实训校局合作新模式等多种手段,将有助于实现数字化虚拟仿真实验系统的开发设计及其在实践实验教学中的深度应用。数字化虚拟仿真实验系统在实践实验教学中的应用,将有助于学生根据自身需求进行学习、有助于拓展实验教学内容、有助于改进现有教学模式、有助于实验室实行开放式教学、有助于解决当前实训实战教学中的难题,同时,也将为当前的实践实验教学技术手段的创新和改革带来新的思路。     

经管类国家级虚拟仿真实验教学中心建设与实践

用地方经济、行业发展和大众创业的真实数据案例重构虚拟仿真实验内涵,构建"知识共享云→开放项目资源库→O2O实验课程群",创新经济管理虚拟仿真实验教学资源。用互联网+云计算+大数据搭建了具有"O2O协同+流程仿真"特色的实验→实训→实战→研究一体化教学平台,拓展经济管理虚拟仿真实验教学空间。遵循信息化时代学生知识学习和能力养成规律,构建"核心能力导向+专业群引领创业链仿真"实验教学体系,扩张"经济管理虚拟仿真实验"的边界,丰富经济管理虚拟仿真实验教学体系。