浅谈vr技术在机电类专业中的应用

《浅谈vr技术在机电类专业中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、浅谈VR技术在机电类专业中的应用　　摘要：目前VR技术在诸多社会领域得到了广泛应用，尤其在职业教育教学领域中，VR技术所提供的直观性、沉浸性、互动式的教学体验，对依附于传统教学设施设备上的教学模式、教学手段和教学理念带来了巨大的冲击。本文对如何在机电类专业中利用VR技术进行教学改革，并对如何促进VR技术与机电类专业建设相结合进行了一些探讨。　　关键词：VR技术；机电类专业；理论教学；实训教学；实践教学　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.145　　目前VR技术作为一种新型的教学手段已经越来越多

2、的应用于职业教育教学中，针对机电类专业教学中某些理论知识、结构原理难懂难学，而学生基础薄弱、学习积极性不足的矛盾，VR技术所具有的良好交互性、直观性、场景逼真性等优势，很好地解决了教与学面临的困境；同时VR技术也能一定程度上解决机电类专业实训实践内容对场地、材料、设施设备、人员等的限制性要求，这对专业建设面临资金不足、基础设施设备不够完善的学校提供了解决方案。　　1VR技术概述　　1.1VR技术概念与特征　　VR技术集成计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术，是计算机产生的一种人为虚拟的环境，

3、可以直接观察、操作、触摸、检测周围环境及事物的内在变化，并能与之发生“交互”作用。　　VR技术具有以下主要特征：　　（1）沉浸性使用者完全融入虚拟环境，并且认为该环境是真实的，自己就是该环境的一个组成部分，使用者由观察者的角色转变为主动参与者，具有主导性。　　（2）交互性改变传统人机交互利用鼠标和键盘的一维、二维交互模式，利用人在客观世界中的实际动作，借助特殊虚拟现实设备进行交互，产生和真实世界一样的感知。　　（3）想象性虚拟现实不仅仅是一个软件一个平台，其能突破时间和空间，进入宏观或者微观世界，让使用者完成在现实中由于各种条件制约而

4、难以完成的事情。　　1.2VR技术分类　　根据用户参与虚拟现实的不同形式以及沉浸的程度不同，虚拟现实技术可分为三类。　　（1）桌面式利用个人计算机或图形工作站等设备，产生虚拟场景，通过位置跟踪器、数据手套、力反馈器、三维鼠标或其它手控输入设备，将计算机的屏幕作为观察虚拟世界的一个窗口，在一些专业软件的帮助下，参与者可以在仿真过程中设计各种环境。　　（2）沉浸式通常采用头盔式显示器、洞穴式立体显示等设备，利用空间位置跟踪定位设备、数据手套、其他手控输入设备、声音设备让使用者沉入其中。　　（3）共享式是一种基于网络连接的虚拟现实系统，它将

5、多个用户通过计算机网络连接在一起，同时参加一个虚拟空间，达到协同工作的目的。　　2VR技术在机电类专业中的应用　　2.1理论教学中的应用---VR课堂　　理论课堂教学是学生学习的主要途径，VR技术应用于机电类课堂教学主要是依据不同教学内容而采取不同的实现形式。　　（1）VRPPT应用机电类专业课程中，如机械原理、液压与气动原理等涉及原理、概念等的内容，如果依据传统的课件、视频学生难以理解，借助VRPPT使老师从传统的二维PPT教学转化成3D教学，依托桌面虚拟显示平台与3D投影相结合，让平面物体可视化，这样学生和老师就能真实感受机械系统

6、的内部结构与工作原理及实践应用，能促进学生对理论知识的理解和掌握。　　（2）VR视频应用机电类课程涉及到实物展示、加工维修、拆装等内容通常利用图片、视频或者真实物体来进行教学，例如机械制图课程中组合体读图、零件结构认知、装配结构认知等，由于学生位置角度和参与度或者实物不方便拆卸等因素的限制使教学效果大打折扣。通过VR技术，构建一个与实物同样的三维物体，如可采用3dsMAX建模，在VRML播放器中使用，或者利QUICKTIMEVR等进行形象、生动、直观的教学，学生学习的兴趣会有极大提升。　　一般而言，传统?n堂理论教学中利用VR技术进行

7、辅助教学，要课程资源兼容普通电脑和VR设备，教师可通过普通电脑进行编辑，然后导出编辑内容到VR设备，即可实现VR课堂从编辑到授课。　　2.2实训教学中的应用----VR实训室　　VR技术在实训教学中的应用是该技术和职业教育相结合的最主要表现形式。VR实训室依托虚拟现实设施设备以及配套的机电类专业课程实训VR软件，可以完成传统实训难以达成的一些项目并取得良好效果。　　（1）弥补资金不足，实训设备陈旧落后。机电类专业的特殊性，导致实训设施设备价格高昂，占地面积巨大，学校资金不足，不能及时更新换代导致学非所用，学校甚至租用、借用设施设备进行

8、实训教学，严重影响了教学效果。利用VR技术创造生产现场模拟的实践环境，实训教学不再受场地、设备限制，满足教学的实际需求。　　（2）突破时空限制，实训更形象直观。机电类实训过程中，采用VR技术可以打破时间和空间的限制，模拟