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1、犯罪现场物证勘验模拟仿真训练系统的研究摘要:本文基于VR-Platform虚拟现实平台研发犯罪现场物证勘验三维仿真互动训练软件,并通过该软件将虚拟现实技术与公安业务实战训练结合,为公安院校的实践教学和警务技能训练提供具有交互和体验功能的数字技术平台。 关键词:虚拟现实模拟仿真物证勘验 :TP391.9:A:1007-9416(2011)04-0032-02 1、引言 虚拟现实(VR)技术是利用计算机生成一种模拟环境,通过传感设备使用户投入到该环境中,实现用户与环境直接进行自然交互的技术,它具有沉浸性、交互性、感知性和自主性等特征[1]。VR可以模拟出一个可交互
2、的三维空间场景,创建令人感到身临其境、并可以获得与环境交互体验的虚拟世界。通过视、听、触觉等作用于使用者,VR可以对使用者的控制行为做出动态的交互反应。随着计算机软件技术的发展与成熟,更多的软件平台提供了简单而功能强大的数字技术应用接口,它降低了人机交互的门槛,使之日趋普及化,为计算机技术更深入细致地服务于教学提供了基本条件[2]。利用虚拟现实技术为公安实践教学和训练研发模拟仿真软件,可以为公安教育提供更贴近实战的训练平台,同时也为VR技术与教育实践相结合探索出新的研究思路。本文利用虚拟现实技术,设计不同条件下的虚拟仿真案件现场,通过输入设备实现人机对话,使用户在虚拟的数
3、字环境中完成对各种类型案件的现场勘查、不同条件下的各种物证的现场采取、包装和检验等实践内容的学习和训练,并体验实战的真实感觉。 2、软件系统设计 本文是基于VR-Platform虚拟现实平台研发的三维仿真互动软件,它是3dsmax的功能延伸和三维互动展示平台,运用ActiveX插件方式,可嵌入包括Director,Authorware,VC/VB,PowerPoint等程序软件。基于脚本方式,用户可以通过命令行(或对命令行的封装)来实现对数字仿真系统底层的控制。 2.1结构模型设计 本软件采用的是基于Web的B/S模式。在B/S模式中,客户机上只要安装一个浏览
4、器就可以了。WEBSERVER是服务器端的基础模块,接收客户机请求并响应,返回虚拟实验场景。虚拟实验是服务器端最主要的部分,包括虚拟实战环境、必要工具、实验仪器、实验步骤等单元。浏览器是客户进行虚拟实验的载体,虚拟实验所有的操作都是在浏览器中进行的。用户通过鼠标、键盘等用户交互模块可以自由在虚拟实验场景中漫游,任意操作虚拟实验仪器,获得更加真实、自然的体验。 2.2过程模型设计 在虚拟仿真实践训练中,使用者通过用户界面与虚拟环境进行交互。构建友好、便捷、接近物理原型的人机界面是模拟仿真系统要解决的首要问题。虚拟的真实性可以加强用户在虚拟环境中的体验感受,便捷性主要表现
5、在训练过程中按照用户本身的进度,适时地为其提出指导性建议。本文通过计算机桌面方式为用户提供犯罪现场物证勘验虚拟训练平台,利用输入设备实现人与虚拟环境的交互,这种界面是目前普遍采用的形式,为大多数用户所接受。通过本系统设计的虚拟仿真案件现场,用户可以在计算机上完成对犯罪现场进行勘验的实践训练内容,使学生在虚拟仿真的环境中体会出实战的真实感觉。在虚拟实践过程模拟与仿真阶段,学习者通过现场勘查、发现提取物证、检验分析结果、处理实验数据,并根据反馈信息及时调整训练策略,这有助于提高用户对训练过程的反应能力以及对因果关系的体会。 3、软件效果呈现 在软件的实际操作过程中,用
6、户可以用鼠标、键盘、事件触发、定时触发、脚本流程来与三维场景中的物体或属性进行各种方式的交互。本系统可以使受训者以第一人称的方式在模拟仿真实战的、变化的训练环境中通过人机对话的形式完成物证提取、物证检验、物证综合利用等科目的展示和训练。在现场勘验环节,用户通过鼠标和键盘控制自身的移动、方位、视角及手部动作,在发现物证后,正确利用界面所提供的各种工具进行提取、包装(见图1A、1B)。在物证检验环节,系统为用户提供了虚拟的实验室及实验仪器,用户可以利用各种虚拟仪器对犯罪现场环节提取的种类物证进行分析得出检验结果(见图1C)。最后一个环节是将前两步综合结果进行分析,并对犯罪现场
7、进行重建,再现犯罪过程(见图1D)。 4、结语 通过本系统的训练,用户完全可以在计算机所提供的数字虚拟环境中完成现场勘验的警务技能训练,并获得接近于实战的体验。将虚拟现实技术与公安实践教学进行整合,使教学和训练在仿真的实战环境中进行,从而有效地培养学生的实践能力、分析问题和解决问题的能力,有助于提高公安院校实践教学的目的性和针对性。