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虚拟现实交互技术 体验别样的高校教学

2012年12月24 16:05 来源:曼恒数字

——曼恒虚拟现实船舶建造仿真实训系统

船舶建造是一项复杂的系统工程,涉及的专业多、系统复杂、作业空间小、技术难度大,对操作人员技术要求高。因此,对于船舶类的高校来说,培养能为船舶工业所用的专业人才显得尤为重要。但是目前,绝大多数的高校仍在采用较为传统的教学方式,一块黑板,一支粉笔,一本教材,单调被动的授课方式,使得学生很难将抽象的船舶知识消化吸收。那么,怎样利用专业课,让学生直观了解专业知识,提高学习效率,为国家培养船舶类专业人才呢?

虚拟现实技术的出现,犹如给船舶专业教学插上了展翅高飞的翅膀。利用电脑及3D技术,采用3D互动教学,将抽象的内容模拟在学生面前,并通过人机交互技术,学生与虚拟内容互动,例如,直接对船体进行装配操作,对船舶钢材进行切割、弯曲成型等,帮助学生更直观了解船舶知识。

曼恒数字为南通航运职业技术学院打造了一套虚拟现实船舶建造仿真实训系统,主要用于学校的教学及科研,一方面,让学生身临其境的参与到船舶建造技术的学习过程中,另一面,将系统工程成果转化为生产力,服务于船舶工业建设。

系统主要由两大功能组成:3D演示功能及3D交互功能。在3D演示功能模块中,曼恒充分考虑了客户的多种需求,设置了船厂漫游、不同船型演示、工艺流程演示模块。船厂工艺流程演示是指按照船厂的工艺流程,在三维场景中将船厂中的各个工艺流程如何组装成完整的船舶的过程模拟出来,并以动画的形式演示出来。以模拟仿真的形式演示船舶从备料、钢材预处理、加工成型、部件焊接、分段装焊、总段装焊、船台/船坞搭载、船舶下水、码头舾装、系泊试验和航行试验、交船和验收等整个建造主要工艺流程。让学生逼真、直观的了解船厂的整体布局和工艺流程,提高学习兴趣,加强知识记忆度。

船舶建造最重要的还在于其实际的操作能力,如何让学生在教学中就能实时操作,增强他们的动手能力呢?虚拟现实船舶建造仿真实训系统最大、最突出的亮点就是它拥有3D交互功能。学生戴上3D立体眼镜,手持三维立体鼠标,就像到了真实的船舶现场,车间、船台、码头就在眼前,感觉只要一伸手,就可以触摸到他们。轻轻按动手中的鼠标,就可对环境中的虚拟船体进行互动操作,完成船体钢料切割、钢材弯曲成形,还可以对船体进行部件装配操作,自由选择装配的船体部件、装配场地、装配用设备、装配方法及装配步骤等。

当学生完成互动教学后,系统中的训练测评模块提供了评分系统,可按照学生的操作情况,给予每一模块的成绩评定出错情况,帮助学生了解自己知识体系中有错漏的地方,及时改正。通过交互性的学习,并结合系统事先预设的船舶建造流程工艺知识点,学生可以完整的、真实的、主观能动的参与到整个船舶建造流程工艺中所需要具备的技能的培训与学习的工程中,提高教学质量。

此外,该仿真实训系统还具有非常强的拓展性,通过其开放的数据接口,实现后期系统的横向(如功能的扩展、船型的增减等)及纵向(如向海洋功能领域的扩展等)升级。通过功能的拓展,进步一提高系统的完整性,提高学生自身的发展水平,打造南通航运学院成为国内高水平专业船舶类高校。

 

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