虚拟仿真技术在矿业教学中的应用

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1、虚拟仿真技术在矿业教学中的应用　　摘要：文章着重从矿山安全生产形势和矿业教学中存在问题入手，引入了虚拟现实仿真技术在矿山教学中的应用研究的重大意义。并结合教学提出对矿井生产仿真系统进行总体设想和重要性、开发工具选择，并对具体的实现技术进行的描述，介绍了利用3DSMax、Maya进行三维模型建模、贴图和渲染，利用VEStudio进行交互设计和整合，在较短时间内开发了一个较为完整的矿井生产仿真系统，给大家提供了一个虚拟现实仿真软件，实现的较为简便的表现方法。　　关键词：虚拟仿真矿业教学　　【中图分类号】G642　　Abstract：Thearticleemphaticallyfrom

2、themineproductionsafetysituationandtheexistedproblemsintheteachingofmine，thispaperintroducestheapplicationofvirtualrealitysimulationtechnologyinmineteachingresearchofgreatsignificance.Combiningteachingputforwardthetentativeplantotheoverallsimulationsystemofthemineproductionandimportance，devel

3、opmenttoolselection，anddescriptionofthespecificimplementationtechnology，thispaperintroducestheuseof3DMax，Maya，texturingandrendering3DmodelusingVEStudiointeractiondesignandintegration，inarelativelyshortperiod7oftimetodevelopamorecompletesimulationsystemofmineproduction，provideyouwithavirtualre

4、alitysimulationsoftware，theperformanceoftherealizationofthesimplemethod.　　Keywords：virtualsimulation，teachingofmine　　一、引言　　煤矿作业是在复杂的自然条件下从事煤炭开采作业活动，煤矿五大自然灾害时刻威胁着煤矿作业的安全。煤矿灾害事故的发生至今还没有得到切实有效的控制，给社会造成严重的损失，得到社会各界关切。事故发生原因有煤矿生产自然条件和人的不安全意识行为两个方面的原因，但主要根源在于人的安全意识淡漠和作业技能素质教低。面对当前严峻的煤矿安全形势（已引起党和国家高

5、度关注），目前急需加大安全科技投入，改变煤矿的不安全状况。要按照国家相关法律法规对煤矿职工的行为和意识进行规范和引导，开展全员煤矿安全技术培训，强化全员安全意识。变招生为招工，切实提高煤炭职工的知识素质和技能素养。为了改变以为教学方式方法采取虚拟仿真技术，主要是为解决提高教学活动的效果，使整个教学活动生动举行，将煤矿生产现场再现课堂，动静结合让学生身临其境。　　目前，由于经济利益驱使，再加上煤矿较为复杂的作业环境，生产矿井不愿接受实习实训学生，导致学完矿业类专业学生，对矿山作业环境不熟悉。为增强学生学习积极性和促发学生好奇心，顺应当今大学生游戏潜力，将虚拟仿真技术引入课堂显得非常

6、必要。　　教学方式方法是决定教学效果的重要因素，传统的教学模式存在严重的不足和弊端：7　　传统课堂理论教学：概念理论烦多，内容枯燥抽象，不能从感性上学习，只凭借想象感悟；　　实训实验教学（主要指模型设备教学）：成本高昂，设备维护费用高，教学效果不明显，走马观花，犹如参观；　　电算化教学：缺乏沟通，双向交流，教学手段单一，教学效果一般，很多场景无法真正实现，无法反馈效果。　　虚拟仿真技术汇集计算机图形学、计算机软件技术、多媒体技术、数字图像处理、传感器技术等多门技术学科。制作表现视觉环境是立体的、音效是立体的，人机交互是和谐友好的。它能够创建与现实社会类似的环境，从而能够解决学习情

7、景化及自然交互性的要求，可以用于技能检测、考核。在教育、培训领域内有着非常巨大的应用潜力，虚拟现实技术将是再现现场作业情景，极大提高学生学习效果。　　虚拟仿真技术构建真实矿山生产运行实景再现可以极大地提高学生学习兴趣，提高教学活动的成效。　　二、矿井生产仿真系统总体设计和具体内容　　根据生产实际和教学培训的需要，我们对矿井生产系统进行认真分析，结合虚拟现实技术，建立了煤矿生产（采煤、运输、通风、排水）仿真仿真系统，其结构图如下图所示。　　图1煤矿矿井生产仿真系统总体结构图　　（F