《教育部辦公廳關(guān)于2017-2020年開(kāi)展示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)的通知》中重點(diǎn)提出：“根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃和實(shí)際情況，在堅(jiān)持“能實(shí)不虛”的基礎(chǔ)上加大虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)力度，探索線上線下教學(xué)相結(jié)合的新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。加強(qiáng)對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目應(yīng)用管理，建立健全適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績(jī)考核評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)步提高。”

　　其中，線上虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)技術(shù)方面有較高的要求，本文將重點(diǎn)分析在線虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的技術(shù)難點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的解決方案。

　　1、實(shí)時(shí)渲染畫(huà)質(zhì)效果與大數(shù)據(jù)量承載

　　線上虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)以虛擬現(xiàn)實(shí)軟件平臺(tái)為基礎(chǔ)，因此選用的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件平臺(tái)需要有很好的實(shí)時(shí)渲染顯示效果，同時(shí)能夠承載很大的模型數(shù)據(jù)量，具體指標(biāo)包括單體模型網(wǎng)格數(shù)量，總體模型數(shù)量及紋理貼圖總量。

　　解決方案：自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)虛擬現(xiàn)實(shí)引擎VRPlatform在實(shí)現(xiàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)常用教學(xué)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的同時(shí)，充分滿足對(duì)圖像實(shí)時(shí)渲染畫(huà)面質(zhì)量的要求。在大規(guī)模場(chǎng)景數(shù)據(jù)承載方面，VRP制定了三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)建模規(guī)范流程，以綜合來(lái)控制單體模型數(shù)據(jù)、總體模型個(gè)數(shù)與場(chǎng)景紋理貼圖總量的平衡，結(jié)合平臺(tái)自身具備的大場(chǎng)景動(dòng)態(tài)加載技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)大規(guī)模場(chǎng)景數(shù)據(jù)的流暢顯示與優(yōu)化。

　　2、二次開(kāi)發(fā)擴(kuò)展接口

　　高校各個(gè)專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)需求不同，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以高度定制開(kāi)發(fā)為主，因此虛擬現(xiàn)實(shí)軟件平臺(tái)需要具備良好的易用性、交互性、穩(wěn)定性及二次開(kāi)發(fā)擴(kuò)展能力。

　　解決方案：市面上常用的虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)在易用性、交互性、穩(wěn)定性方面均可達(dá)到一般要求。在二次開(kāi)發(fā)擴(kuò)展能力方面，VRPlatform可以基于軟件最底層內(nèi)核進(jìn)行全譜系開(kāi)發(fā)，并可開(kāi)放項(xiàng)目所需的底層二次開(kāi)發(fā)接口。

　　通過(guò)VRP提供的接口可以實(shí)現(xiàn)用戶應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)窗口中三維場(chǎng)景的控制，可定制開(kāi)發(fā)各種仿真硬件設(shè)備的驅(qū)動(dòng)接口和應(yīng)用程序接口（如模擬器、力反饋器、數(shù)據(jù)手套、光學(xué)動(dòng)作捕捉設(shè)備、3D手持控制設(shè)備等），使用戶可以通過(guò)硬件設(shè)備來(lái)對(duì)三維虛擬場(chǎng)景中的對(duì)象進(jìn)行仿真操作，實(shí)現(xiàn)逼真的訓(xùn)練模擬，最大化地為實(shí)裝操作在前期提供技能訓(xùn)練輔助與經(jīng)驗(yàn)積累。VRP二次開(kāi)發(fā)接口支持的開(kāi)發(fā)環(huán)境包括VC，VB，DELPHI，C#，VS.NET等。

　　3、模型數(shù)據(jù)格式支持與優(yōu)化顯示

　　高校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)覆蓋多種專業(yè)，基礎(chǔ)模型數(shù)據(jù)來(lái)源較多，需要解決模型數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)共享導(dǎo)入導(dǎo)出，大規(guī)模裝備模型數(shù)據(jù)的優(yōu)化顯示等技術(shù)。

　　解決方案：三維模型場(chǎng)景的基礎(chǔ)模型數(shù)據(jù)來(lái)源有三維建模軟件，如3dsmax、Maya等，有三維設(shè)計(jì)軟件，如Pro/E、Solidworks等，這些三維軟件和虛擬現(xiàn)實(shí)軟件的數(shù)據(jù)交互，VRPlatform采用國(guó)際通用的OBJ、VRML三維數(shù)據(jù)交換格式，有效的導(dǎo)入導(dǎo)出三維模型數(shù)據(jù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)模型數(shù)據(jù)的交換。針對(duì)導(dǎo)入的數(shù)據(jù)采用優(yōu)化點(diǎn)面數(shù)據(jù)，提升紋理貼圖精度的算法，能夠有效的減少數(shù)據(jù)量同時(shí)保持良好的視覺(jué)效果。

　　4、多人協(xié)同操作訓(xùn)練同步管理技術(shù)

　　線上虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在實(shí)際教學(xué)使用中，經(jīng)常涉及到多個(gè)學(xué)員在虛擬場(chǎng)景中協(xié)作操作的情況，需要解決場(chǎng)景在多人協(xié)作的環(huán)境下進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的狀態(tài)同步，多學(xué)員操作過(guò)程同步與管理。

　　解決方案：多人協(xié)同訓(xùn)練應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)采用VRPlatform多人協(xié)同開(kāi)發(fā)端模塊進(jìn)行開(kāi)發(fā)，在服務(wù)器端對(duì)三維場(chǎng)景中的物體屬性及狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理與通信，同步各學(xué)員操作的客戶端數(shù)據(jù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)多學(xué)員教學(xué)訓(xùn)練的協(xié)同操作。

　　更多虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)相關(guān)問(wèn)題，請(qǐng)致電中視典400-668-1235！