面對疫情期間“停課不停教、停課不停學(xué)”的教育指導(dǎo)方針，各大高校/中小學(xué)都開啟了線上課程，這其中虛擬仿真在線實驗再次被重點關(guān)注。在線虛擬仿真實驗在實現(xiàn)交互式線上實驗教學(xué)與實踐的同時，建立了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)的實驗教學(xué)成績考核評價指標(biāo)體系，可有效保障特殊時期的實驗教學(xué)進度，穩(wěn)定實驗教學(xué)質(zhì)量。

　　在線虛擬仿真實驗教學(xué)對技術(shù)方面有較高的要求，因此我們整理了在線虛擬仿真實驗教學(xué)的技術(shù)實現(xiàn)方案，供有需求的高校參考。

　　1、實時渲染畫質(zhì)效果與大數(shù)據(jù)量承載

　　在線虛擬仿真實驗教學(xué)以虛擬現(xiàn)實軟件平臺為基礎(chǔ)，因此選用的虛擬現(xiàn)實軟件平臺需要有很好的實時渲染顯示效果，同時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：自主知識產(chǎn)權(quán)虛擬現(xiàn)實引擎VRPlatform在實現(xiàn)虛擬仿真實驗教學(xué)常用教學(xué)應(yīng)用開發(fā)的同時，充分滿足對圖像實時渲染畫面質(zhì)量的要求。在大規(guī)模場景數(shù)據(jù)承載方面，VRP制定了三維場景數(shù)據(jù)建模規(guī)范流程，以綜合來控制單體模型數(shù)據(jù)、總體模型個數(shù)與場景紋理貼圖總量的平衡，結(jié)合平臺自身具備的大場景動態(tài)加載技術(shù)，實現(xiàn)大規(guī)模場景數(shù)據(jù)的流暢顯示與優(yōu)化。

　　2、二次開發(fā)擴展接口

　　高校各個專業(yè)虛擬仿真實驗需求不同，實驗內(nèi)容以高度定制開發(fā)為主，因此虛擬現(xiàn)實軟件平臺需要具備良好的易用性、交互性、穩(wěn)定性及二次開發(fā)擴展能力。

　　解決方案：市面上常用的虛擬現(xiàn)實平臺在易用性、交互性、穩(wěn)定性方面均可達到一般要求。在二次開發(fā)擴展能力方面，VRPlatform可以基于軟件底層內(nèi)核進行全譜系開發(fā)，并可開放項目所需的底層二次開發(fā)接口。

　　通過VRP提供的接口可以實現(xiàn)用戶應(yīng)用系統(tǒng)對窗口中三維場景的控制，可定制開發(fā)各種仿真硬件設(shè)備的驅(qū)動接口和應(yīng)用程序接口（如模擬器、力反饋器、數(shù)據(jù)手套、光學(xué)動作捕捉設(shè)備、3D手持控制設(shè)備等），使用戶可以通過硬件設(shè)備來對三維虛擬場景中的對象進行仿真操作，實現(xiàn)逼真的訓(xùn)練模擬，為實裝操作在前期提供技能訓(xùn)練輔助與經(jīng)驗積累。VRP二次開發(fā)接口支持的開發(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

　　高校虛擬仿真實驗覆蓋多種專業(yè)，基礎(chǔ)模型數(shù)據(jù)來源較多，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：三維模型場景的基礎(chǔ)模型數(shù)據(jù)來源有三維建模軟件，如3dsmax、Maya等，有三維設(shè)計軟件，如Pro/E、Solidworks等，這些三維軟件和虛擬現(xiàn)實軟件的數(shù)據(jù)交互，VRPlatform采用國際通用的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)，來實現(xiàn)模型數(shù)據(jù)的交換。針對導(dǎo)入的數(shù)據(jù)采用優(yōu)化點面數(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)量同時保持良好的視覺效果。

　　4、多人協(xié)同操作訓(xùn)練同步管理技術(shù)

　　在線虛擬仿真實驗在實際教學(xué)使用中，經(jīng)常涉及到多個學(xué)員在虛擬場景中協(xié)作操作的情況，需要解決場景在多人協(xié)作的環(huán)境下進行虛擬實驗的狀態(tài)同步，多學(xué)員操作過程同步與管理。

　　解決方案：多人協(xié)同訓(xùn)練應(yīng)用的實現(xiàn)采用VRPlatform多人協(xié)同開發(fā)端模塊進行開發(fā)，在服務(wù)器端對三維場景中的物體屬性及狀態(tài)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理與通信，同步各學(xué)員操作的客戶端數(shù)據(jù)，來實現(xiàn)多學(xué)員教學(xué)訓(xùn)練的協(xié)同操作。

　　更多在線虛擬仿真實驗教學(xué)項目建設(shè)相關(guān)問題，請致電中視典400-668-1235！