基本信息
- 项目名称：
- 基于虚拟现实技术的组装维护实验室
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本作品是以河南机电高等专科学校计算机科学与技术系的计算机组装实验课程教程为背景。采用Flash、3DMAX、VRML、Java、 Activex等技术，设计多媒体教学系统。模拟计算机组装与维护课程中的计算机部件的安装，如CPU、主板、内存、风扇、硬盘安装实验；计算机系统测试、软件的安装等实验。动态仿真实验交互过程和实验现象，达到虚拟实验的沉浸感、真实感和交互性。
- 详细介绍：
- 本作品是以河南机电高等专科学校计算机科学与技术系的计算机组装实验课程教程为背景。采用Flash、3DMAX、VRML、Java、 Activex等技术，设计多媒体教学系统。模拟计算机组装与维护课程中的计算机部件的安装，如CPU、主板、内存、风扇、硬盘安装实验；计算机系统测试、软件的安装等实验。动态仿真实验交互过程和实验现象，达到虚拟实验的沉浸感、真实感和交互性。 1、采用3D模型，画面真实，动态仿真实验交互过程和实验现象，达到虚拟实验的沉浸感、真实感和交互性。 2、使用Java和VRML技术实现组装过程的交互，让学习者可以随意的漫游在虚拟的实验场景中了解组装的全过程，而不用担心损坏实际的计算机设备。 3、提供计算机组装过程的视频和学习资料，供学习者进行预习，以便在了解整个组装过程的前提下，自己动手操作实践，加深印象。 4、错误提示功能，可以针对学习者在学习过程中的操作问题给予适时的提示，提示学习者注意操作错误的地方。 5、部件介绍功能，对计算机的各个部件进行介绍，使学习者了解各个部件的特性和功能
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 1、模型的建立：由于单纯的VRML源代码不适合建构复杂的虚拟现实场景。因此依靠辅助建模软件,建立三维物体,再导入VRML文件中进行二次开发,从而形成丰富多彩的虚拟现实世界,是利用VRML构建三维场景的常用方法。3Dsmax有强大的三维实体造型功能,能够方便实现各个部件的三维模型化。实际应用中,将上述两种方法结合起来：对于结构简单零件使用前者,对于结构复杂零件采用后者,从而实现优势互补。首先利用3Dsmax建立各种复杂计算机硬件（如CPU、主板）三维物体,再将这些物体以.wrl格式导出为VRML文件,最后再利用Java语言进行二次开发，使整个场景具有交互性，利于教学使用。 2、模型的压缩与优化: 3Dsmax建立的模型转换成VRML格式后,对其压缩与优化,压缩后,文件的大小通常为原来的1/3,且不影响视觉效果。专业软件的插件也可以直接对源代码进行优化,经优化后的文件体积再次被压缩了10%左右。另外，必要时使用贴图，在不影响视觉效果的前提下，简化设备结构，对于反复使用的物体，可先对其命名，然后再重复使用。对 于 复 杂 模 型 用模 型 优 化 器进行优化。 3、空间视点的设置: 为便于对整个实验室进行全方位的观察，特地在虚拟场景中设置了八个视点位置，设置化身导航类型为“FLY”，以消除重力影响。在此八个视点上可以从八个方位观看虚拟实验室，其结果就是在这个虚拟世界中浏览者可以以一种很真实的感觉在其中进行浏览和交互，就像是在现实世界中一样。
科学性、先进性
- 1、真实性：采用3D模型，画面真实，动态仿真实验交互过程和实验现象，达到虚拟实验的沉浸感、真实感和交互性。 2、交互性：使用Java和VRML技术实现组装过程的交互，让学习者可以随意的漫游在虚拟的实验场景中了解组装的全过程，而不用担心损坏实际的计算机设备。 3、学习性：提供计算机组装过程的视频和学习资料，供学习者进行预习，以便在了解整个组装过程的前提下，自己动手操作实践，加深印象。 4、可反馈性：错误提示功能，可以针对学习者在学习过程中的操作问题给予适时的提示，提示学习者注意操作错误的地方。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 成果转让
作品可展示的形式
- 磁盘、图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 虚拟现实技术，是近年发展起来的高级计算机技术，是建立在计算机图形学、仿真学、并行技术、人工智能、多媒体技术及高性能计算机系统等技术基础之上的一门新兴的技术。 基于虚拟现实技术的组装维护实验室是基于虚拟现实来实现虚拟装机过程，主要用于对计算机组装维护的实践教学。 计算机组装维护课程是计算机专业的必修课程，对计算机进行组装和维护是计算机专业学生的基本素质。但是，由于计算机初学者对计算机组装过程并不十分了解，操作不够熟练操作等方面的原因，在进行计算机的组装时，部件损害的情况也经常发生。本产品的研究和开发，能够在很大程度上缓解由于学习者的操作错误造成的经济损失，改善组装维护的实践教学条件，降低实验成本。
同类课题研究水平概述
- 基于虚拟现实技术的组装维护实验室是基于虚拟现实来实现虚拟的计算机组装过程，主要用于计算机组装的实践教学。 虚拟现实技术，是近年发展起来的高级计算机技术，是建立在计算机图形学、仿真学、并行技术、人工智能、多媒体技术及高性能计算机系统等技术基础之上的。虚拟现实有时也称灵镜和幻境，英文名称Virtual Reality，简称VR，是一种可以创造和体验虚拟世界（Virtual World）的计算机系统。Virtual Reality 一词最早是由美国VPL公司的创建人之一Jaron Lanier 于20 世纪80 年代初正式提出来的。 目前国内外的虚拟现实实验室有： 1、北京航空航天大学虚拟现实实验室（虚拟现实国家重点实验室） 主要负责开发军用、工业用虚拟现实系统，并负责国内虚拟现实软件技术评测工作。目前，正在从事“虚拟奥运博物馆”系统的研发工作，它将通过三维实时仿真、大场景图像多通道实时输出等先进技术，实现奥运比赛项目仿真模拟、虚拟奥运艺术作品展示、历届奥运历史再现、奥运比赛精彩回放和北京2008奥运场馆虚拟漫游等内容的展示。 2、 美国Michigan大学虚拟现实实验室 该实验室的研究工作主要集中于虚拟环境的工业应用方面。他们关注的是工程设计的虚拟原型构筑（virtual prototyping），这方面的工作特别针对汽车和海洋工业应用；其次是制造过程的仿真以及相关的工程应用。另外，也包括虚拟现实在事故仿真、医学、建筑、考古、教育和其它领域的应用。 3、 美国东北大学虚拟环境实验室 该实验室主要开展的是车辆驾驶员虚拟环境的研究。正在从事的项目有：基于虚拟环境的驾驶仿真器，用户角度出发的道路和交通状况的动态可视化研究，恶劣环境（强光、雨天和大雾）适用的驾驶仿真器，高速公路驾驶仿真等一系列与驾驶有关的虚拟环境研究项目。 4、 英国Leeds大学计算机研究学院 该大学的研究主要集中在虚拟原型的构造和仿真以及可视化技术方面。
