虚拟仿真技术范例

摘要:为了提高农机产品的设计效率和水平，将虚拟仿真和交互展示技术引入到了农机产品的设计制造和展示过程中，通过农机建模、虚拟环境创建和网络构建了农机展示系统，有效提高了农机的展示和交流交互效果。在交互展示系统的设计上，采用3DsMAX软件创建了农机的三维模型，并在Unity3D软件中进行了解析，最后利用Web3D实现了网络化在线展示，使系统具有农机零部件展示、外观展示和功能展示等功能，对于提升农机设计效率和水平，实现设计者和需求者之间的交流交互具有重要的作用。

关键词:虚拟环境设计;展示设计;交流交互;农机展示;虚拟仿真

0引言

随着计算机硬件和软件技术的不断进步，虚拟现实技术得到了迅猛的发展，具有动态交互和三维可视化效果的产品也被不断研发出来。Web三维展示技术可以直观和高效构建交互性和沉浸性的虚拟展示系统，在产品没有生产之前便可以展示给客户，让客户得到真实的体验效果。通过该技术，在农机产品生产前后都可以将农机以可视化系统的形式全方位的展示给客户，使客户能够充分地了解产品的设计构造、功能和外观，并可以提出修改意见，从而有效提高农机的设计生产效率和水平。

1虚拟展示在农机可视化系统中的应用

随着信息技术的不断发展，消费者在购买产品前可接触大量的关于产品的资讯，但在海量的信息中，消费者很难找到对产品细节及真实使用的功能体验。农机和普通产品相比，对农机的购买来说，在购买前更希望得到农机的真实外观和功能展示效果。为了提高农机的展示效果，可以构建人－机和人－人的互动虚拟交流环境，并利用可视化系统将农机的外观、功能和零部件等展示出来，其流程框架如图1所示。在农机展示时，可利用虚拟仿真软件建立农机零部件的三维模型，并对零部件的模型进行虚拟装配，最后将整机展示出来。为了展示出较好的外观效果，可采用各种虚拟装修装饰功能，对外观进行艺术装饰。在农机展示过程中，还可采用交流交互的方式，使客户和设计者可以进行修改意见的交流，从而使设计更加完美，满足客户的要求，实现个性化定制。

2基于虚拟仿真技术的农机展示系统构建

摘要：现今我国随着虚拟仿真技术的出现，对人们的工作和生活方式带来了较大影响。对于机械制造类课程而言，在实践教学中存在设备操作危险和设备昂贵等问题，为了提高教学质量，教师可以在机械制造类课程中通过使用虚拟仿真技术，为学生直观展示各类机械工具的操作方式和应用步骤。为了凸显出虚拟仿真技术的教学价值，教师应综合考量影响机械类课程教学质量的因素，围绕学生学习能力探寻教学模式，使学生以主动学习的心态参与到课堂学习中来，提高课堂教学水平。本文主要对虚拟仿真技术在机械制造类课程中的应用进行探讨。

关键词：虚拟仿真技术;机械制造类;课程;应用

引言：

自从国家研发出虚拟仿真技术后，被众多教师积极运用到课堂教学中来。目前部分教师在组织机械类课程教学时，会运用虚拟仿真技术为学生呈现教材上的知识点，力求通过虚拟仿真技术，解决机械设备操作危险、设备贵以及机械课程技术集成程度高等方面的问题。为了发挥出虚拟仿真技术的应用价值，教师在机械制造类课程上应以学生学习需求为导向，围绕每个课时知识点的教学特征设置应用方式，使学生在虚拟仿真技术辅助下能够充分理解教学知识，提升学生学习效率。

1虚拟仿真技术概述

虚拟仿真技术又被称作虚拟现实技术和模拟技术，需要人们运用计算机，在虚拟的系统行模拟真实系统的技术。从广义层面来看，虚拟仿真技术是在人类对自然世界变化规律形成基础认识后，运用模仿的方式仿照自然规律，现今随着计算机出现，人们开始运用虚拟仿真技术论证、实验客观世界产生的各类现象，根据实践数据分析自然世界的变化规律，当下已经成为人们认识、变革和创新客观世界的虚拟性技术；从狭义层面来看，虚拟仿真技术是在计算机技术发展的基础上，产生的与试验研究有关的信息技术。由于机械制造类课程对学生实践能力要求较高，但是目前部分设备价格昂贵、操作危险，院校无法为学生提供，当教师在课堂上运用虚拟仿真技术组织教学时，可以运用虚拟仿真技术手段处理这节问题，让学生在虚拟环境中通过学习实践，充分掌握相关机械的性能和使用技巧，提高听课效率。

2目前机械制造类课程教学中存在的问题

内科护理学课程是中职护理学专业的主修课程，对于学生学习临床护理技能有着非常重要的影响。对于中职学生而言，内科护理学课程学习具有一定的难度，如何将抽象的内科护理学教学内容以动态、具象的场景呈现出来，一直都是内科护理学教学的难点所在，也是困扰内科护理学教师的难题。虚拟仿真技术为内科护理学教学提供了技术支持，让教师可以为学生创设仿真场景，学生可以在仿真场景中获得良好的听觉和视觉体验，既将抽象的内科护理学教学内容变得具象化，也让学生在模拟操作的过程中提高了护理操作水平。

一、虚拟仿真技术应用优势

剖析虚拟仿真技术又被称为模拟技术，是指借助计算机技术生成模拟仿真系统，利用仿真系统对现实技术操作进行模拟，这对医学操作训练来说非常重要。模拟的仿真系统可以，为使用者创设可以多次重复操作的仿真场景，使用者可以在仿真的场景中获得比较真实的体验和感受。学校不需要考虑实际操作存在的风险，可以有效避免一定的经济损失，又能够帮助使用者熟悉掌握某种操作技术。现阶段，虚拟仿真技术逐渐成熟，在实验教学中发挥着至关重要的作用。就医学护理教学而言，虚拟仿真技术生成了虚拟仿真系统，构建了虚拟人体模型，在教学过程中融入了虚拟仿真内容，将教学内容以三维立体仿真动画视频的形式加以呈现，融合了不同类型的资源，实现了虚拟场景、仿真操作对象、教学过程的有机统一，有助于帮助学生明晰教学重点、突破教学难点，强化对教学内容的认知和理解。※戴富芳虚拟仿真技术应用于内科护理学教学具有独特优势，可以应用于人体解剖实训操作、标准化病人模拟、护理操作技术教学等环节，为学生学习内科护理学课程创设虚拟仿真环境。在此种虚拟仿真情境中，学生可以完成护理评估、护理诊断、护理实施等内容的学习，增加自身对护理知识的理解深度。对虚拟仿真情境的创设可以发散学生的思维，锻炼学生的实践操作能力。虚拟仿真技术可以将内科护理学教学难点以中职学生能够理解的形式呈现出来，便于学生深入的了解内科护理学知识。

二、传统中职内科护理学教学现状与问题

随着医疗事业的发展，传统中职内科护理学教学逐渐暴露出不同程度的问题，其中，过于关注理论教学而轻视临床实践的问题较为突出。内科护理教师仍在采用教师讲、学生听的教学方式，学生一直处于被动学习的状态中未能实现自主学习。虽然很多中职院校也设置了内科护理学实训课程，但限于实训教学经验和基础设施的不足，影响了教学效果的达成。从医学临床实践过程来看，为了有效规避医疗事故，关于临床教学的要求不断增多。但很多学生参与临床实践的途径较少，无法直接参与患者护理工作，导致临床经验不够丰富，动手能力较弱。由于学生长期处于接受内科护理学课堂教学的理论学习状态，“动眼不动手”的现象较为突显。除了实践能力无法得到有效提高之外，在人际关系处理、人文关怀修养提升等层面也缺少足够的锻炼。仅凭借课堂讲授很难理解内科护理课程内容，更不利于深入掌握医学护理知识，对于后续学习医学护理课程内容会有很大的影响。除此之外，学生对内科护理学习内容理解不透彻，长此以往，很容易丧失学习兴趣，进而影响教学成效。

三、基于虚拟仿真技术的中职内科护理学教学策略

（一）优化教学组织模式

摘要：城市轨道交通供电系统检修作业具有“高空、高压、高危”的特点。通过虚拟仿真技术，将轨道交通供电中的高空作业、高电压作业、高风险作业转化为仿真型专业技能训练，规避了安全风险；运用三维虚拟与仿真技术模拟搭建一个与真实空间一致的操作环境，进行设备操作仿真；将

关键词：轨道交通；供电系统；虚拟仿真；实践教学

虚拟现实（VR-VirtualReality）技术通过仿真生成一个逼真的，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。目前国内外针对VR技术在培训的应用方面已经做了一定的研究。国外学者C.F.Cayo等人将VR技术应用于牙科培训，并取得了较好的效果。国内四川大学周学东等人设计了虚拟口腔解剖实习平台。哈尔滨工程大学张敬男等人把计算机虚拟仿真技术引入电力拖动类课程的培训中，构建了电力拖动自动控制虚拟仿真实验系统。城市轨道交通供电技术专业具有“高空、高压、高危”的专业技能训练风险，借助VR仿真技术，配备真实的城轨供配电设备，可搭建虚实结合、联动训练的综合训练平台。通过虚拟仿真技术，利用计算机技术调节各个设备和系统的原有数据，更改运行的外部环境，从而模拟各种不同的场景。切身体验到视觉、心理冲击，提高现实中解决危机的能力。模拟各种电力事故现场，身临其境感受事故的危害和破坏力，在模拟真实场景中看到各种各样的故障，充分发挥了信息化技术的作用。

1虚拟仿真技术的优势

1.1高空作业、高电压作业、高风险作业仿真型转化

城市轨道交通供电技术作业的过程包括安全措施和检修作业两部分，VR技术模拟各种电力事故现场，身临其境感受事故的伤害和破坏，事故仿真画面如图1所示。

1.2设备操作

【摘要】我国社会经济建设以来，科学技术有较快的提升，3D虚拟仿真技术得到有效发展，在一些领域中有较好的应用效果，尤其是在服装行业中的应用较为广泛，大大提高了服装设计环节质量。其中，3D虚拟仿真技术在服装设计应用的过程中，有效解决了真人三维人体建模以及不同系统中的关键技术，并且在此基础上还解决了远程试衣真实性问题，同时提升了设计师服装设计质量，为服装设计效果的全面提升奠定良好的基础。

【关键词】3D虚拟仿真技术；服装设计；应用

我国科学技术发展以来，网络化与数字化技术在社会与生活中有较为广泛的应用空间，在各个行业中应用范围较为广泛，其中在服装行业中应用的过程中，3D虚拟仿真技术已渗透到服装行业整个产业链，为服装行业的发展奠定了良好的基础。此外，3D虚拟仿真技术在对服装进行设计的过程中，将设计过程与展示进行有效结合，这在较大程度上能够对设计过程实施优化，以此达到较好的设计效果，对设计质量的提升具有较大促进作用。

一、服装3D虚拟仿真技术概述

我国经济在发展的过程中，人们生活质量不但提高，开始追求外在美，在对服装进行设计期间，追求个性美。由于不同人之间具有较大差异性，比如肤色、体态以及审美观念等有较大不同，这就需要服装在设计时，通过试穿观察设计效果。在进行服装设计的过程中，可以为用户通过3D虚拟仿真技术进行远程服装的定制，这就需要通过远程进行量体、剪裁与试穿等，所以进行真人虚拟试穿是目前需要解决的技术之一。瑞士日内瓦大学实验室创建了虚拟环境与服装设计，并且在此基础上开发了服装仿真VLNET系统，在计算机中构建以听觉、视觉以及触觉为主导的真实虚拟体验世界[1]。目前，市场中较为成熟的3D虚拟服装试衣系统是V-Stitcher系统，能够有效缩短生产周期，并且确保设计工作流程化。我国在此领域的研究虽然起步相对较晚，但是有了较大的技术性突破，能够根据人体形态进行模型的构建，以此使设计师与用户进行有效协同设计。

二、3D虚拟仿真技术的优势与特点

1、优势

摘要：提出融合虚拟仿真技术的服装设计与工艺专业课程体系改革方案，分析虚拟仿真技术在不同类专业课程中的应用优势，期望通过该途径解决专业课程教学中的典型难点问题，提高课堂教学效率，培养学生的综合实践能力和创新能力。

关键词：虚拟仿真技术；教学改革；服装

1基于虚拟仿真进行教学改革的必要性

服装设计与工艺专业（以下简称“服工专业”）是艺术和生产共存的交叉型学科，虽然包含艺术类教育，但更具工科教育的特点，其培养目标是为服装企业相关岗位输送技术技能型人才，因此服工专业的核心课程，大多设置成理实一体化课程，注重知行合一，但在实际教学中，却出现了理论教学和实践教学脱节、教学容量受限、课程之间衔接不到位、技术训练不充分、实训过程不可逆等问题，造成学生即使在学习了系统的理论知识后仍不能较好地进行实践，在学校培养的技能远远跟不上服装产业的发展速度，这是一个普遍存在、具有一定难度并且亟待解决的问题。虚拟仿真技术以其交互性、真实性和多感知性等特点，在推进现代信息技术与实验教学项目深度融合、拓展实验教学内容广度和深度、延伸实验教学时间和空间、提升实验教学质量和水平、培养卓越拔尖人才等方面都能起到积极的作用，其在教育领域的应用已逐渐得到国家重视。2018年，教育部在全国大力推动虚拟仿真实验教学项目建设，在备受关注的《国家职业教育改革实施方案》中，提出职业院校应“运用现代信息技术改进教学方式方法，推进虚拟工厂等网络学习空间建设和普遍应用”的要求。国内的众多专家和学者已经开始基于虚拟仿真技术进行一系列服装专业课程的改革研究，均获得了较好的成果，这些案例给了我们开展课程教学改革的信心和启发［1－4］。

2基于虚拟仿真的课程体系改革构思

2.1立足生产过程，组建实训课程群

我校服装专业创建于1984年，专业设置包含服装与服饰设计、服装设计与工艺、服装陈列与展示设计、艺术设计、形象设计5大类，覆盖服装的完整产业链，服装设计与工艺专业前身为“服装制版与工艺专业”，2015年教育部更名后，明确了该专业培养“技艺结合”复合型人才的新要求，经过不断探索实践，我校服工专业逐步形成了基于“形成技术”培养目标的具有技艺结合特点的人才培养体系。依据服装企业生产过程，以“基础能力训练—核心能力训练—综合能力训练—创新能力训练”循序渐进形成“技术能力”，结合设计类课程、结构类课程、工艺类课程、展示类课程四大板块，以及综合项目组建专业课程群，如图1所示。

摘要：目的：在5G技术的推动下，为了丰富教学，弥补教学和练习条件不足、教学形式单一等问题。方法：通过无线实时动作捕捉系统与足球专项课堂教学相结合，将24名学生随机分成实验组和对照组进行实验研究。结果：虚拟仿真技术进入足球专项课堂教学，对提高学生绕杆射门速度、运球稳定性与射门落点准确性具有明显的效果，且较实验前后、对照组的差异均具有显著性（p<0.01）。结论：虚拟仿真技术进入高校体育专业术科课堂教学具有一定的必要性，既有利于改善教学方式枯燥、教学效果不理想的状况，又能达到增强学习兴趣、提高运动技能的目的。

关键词：虚拟仿真；体育专业；课堂教学；足球

虚拟仿真是以计算机技术为核心生成的具有视、听、触等多种感知的虚拟环境，使用者利用匹配的设备进行人机交互联系，使人产生身临其境的体验。虚拟仿真技术作为教学现代信息化技术应用到教育教学的有效载体，以其主题鲜明、问题聚焦以及交互性强等特征，正在被普遍应用到诸多学科的教育教学中。在5G技术的推动下，本研究主要采用实验法，以高校体育专业学生创新创业能力为出发点，将现有大学生培养模式进行扩展，以学生的创新能力培养为重点，以虚拟仿真实践教学为载体，从多层次和多方面设计体育专业技术教学实验方案，将虚拟仿真技术与体育专业术科课堂教学相结合，改变多媒体课件制作目的不明确、教学方式枯燥、教学效果不理想的状况，以弥补教学和训练条件不足，解决教学形式单一等问题，让学生能更亲密地接触和体验体育运动带来的乐趣，达到提高学生运动技能、增强学生学习兴趣、改善课堂教学效果的目的。

1相关概念简介

1.1虚拟仿真相关介绍。随着5G技术的诞生，加大了网络速度要求较高技术领域发展的空间。虚拟仿真是以计算机技术为核心制成的具有多种感知的虚拟世界，使人产生真实的体验。该技术集合了计算机仿真、计算机图形、人工智能、数字图像处理、多媒体技术、传感、网络及显示等多个领域技术的综合性信息技术。[1]虚拟仿真技术被引入实训教学环境中，打破了传统枯燥乏味的教学方式，且以有效提高学生发展创新思维为目标。

1.2课堂教学课堂教学是在各种教学模式中普遍使用的一种教学手段。它是指在法定的一次课中，按照教学大纲和教学计划规定的内容，由教师给学生传授知识和技能的全过程，它主要包括讲解、示范、问答、解惑等教学活动以及所使用的各种教具。通常把年龄或知识程度相近的人群，聚集在固定的班级，按统一的教学大纲内容，选择适当的教学方法，并在固定的时间内，向学生教授教学内容的组织形式。[2]

2实验对象与方法

摘要:随着社会的不断发展进步，近年来我国信息化技术相关行业得到了快速的发展。在此背景下，提出了新工科概念，从而一些具有代表性的高校首先开展了相关专业，事实证明，高校开展这些专业不仅可以提升高校的教学质量，还为社会中现代化行业的发展提供了所需人才。在新工科背景下的虚拟仿真技术应用范围进一步扩大，测绘工程影响着我国很多行业的发展，所以该技术在测绘工程中的应用进一步提升了测绘工程的质量。接下来，本文将就该话题展开具体阐述。仅供参考。

关键词:新工科;虚拟仿真;测绘工程;应用研究

一、新工科背景下虚拟仿真技术在测绘工程中的应用研究现状分析

基于虚拟仿真技术而言，最突出的优势就是可以让人体验身临其境的感觉，而且获得的内容更加真实，数据也更加丰富，整体而言，技术人员的工作参与度也在不断提高。另外，由于受到一些不确定因素的影响，从而导致其在实际应用中的效果并不是很明显，而且还在一定程度上阻碍了测绘工程的开展进度。所以，只有针对存在问题做出积极改进，才能有效推动两者实现更好的发展。

二、新工科背景下虚拟仿真技术在测绘工程中应用的优点

(一)促进了机械工程实验的综合发展

将虚拟实验与现代科学技术手段进行了紧密的结合，从而可以促进机械工程实验的综合发展。新工科背景下，虚拟仿真技术在测绘工程中得到了充分的应用，而且一般情况下会通过实验进行开展。如果技术人员仅仅掌握虚拟仿真技术或者测绘工程相关的技术是不行的，必须是讲两种技术都进行全面的掌握，这样一来才能够实现两者的结合运用。对于测绘工程而言，受到的外界因素影响是比较大的，所以需要利用远程监控来进行操作，而虚拟仿真技术正好满足了测绘工程开展的这一需求。