水利虚拟仿真实训平台建设的研究与实践

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1、中国观代孝装备2010年第19期(总第107期)水乖IJ虚拟仿真实训平台建设的研究与实践朱达凯浙江同济科技职业学院浙江杭州311231摘要：将虚拟仿真技术应用到实训教学中，将越来越受到高职院校实训基地建设的关注和重视。“水利虚拟仿真实训平台”，采用当今优秀的视景建模软件MultiGenCreator和实时驱动软件Vega，配以sGI高性能图形工作站，结合ArcGIS，MicroStation，AutoCAD，构建了基本的虚拟仿真实训平台，为高职水利工程专业实训教学提供了可视化的虚拟仿真环境。关键词：虚拟仿真；实训平台；研究与实践职业教育是以就业为导向、以技能训练为核心目前，虚拟仿真软件发展迅

2、速，且种类较多，本的教育。工学结合背景下的实训基地建设和实训教学系统的研究和开发中选用了目前开发虚拟仿真系统的方法、手段的改革一直是高职教育十分关注的重要课优秀软件，虚拟建模软件MultiGenCreator和实时视题。当前，高职教育的发展已经把虚拟仿真技术推到景驱动软件Vega。MultiGenCreator是目前惟一将多前所未有的高度，有专家预言，虚拟仿真技术是继多边形建模和纹理贴图、矢量编辑和建模、地貌地形生媒体、计算机网络之后，在教育领域内最具应用前景成集成在一起的3D建模工具，其对3D场景的描述几乎的“明星”技术。虚拟仿真技术具有职业性与典型成为视景仿真领域的工业标准。MultiG

3、enCreator定性、情境性、过程性、交互性与智能型、趣味性等特义了一种数据库的格式OpenF1ight，数据库采用树状征。正因为如此，教育部《关于全面提高高等职业层次结构进行组织，支持很多视景仿真中的概念，如教育教学质量的若干意见》中明确指出：“要充分利光源、纹理映射，层次细节模型(LOD)、3D声音、自用现代信息技术，开发虚拟工厂、虚拟车间、虚拟实由度、动画序列及模型的实例化等。验”。种种迹象表明，虚拟仿真实验实训将是今后高Vega是MultiGen—Paradigm公司应用于实时视景职实践性教学改革的一个重要发展方向。仿真、声音仿真和虚拟现实等领域的世界领先的软件环境，它将易用的工具

4、和高级仿真功能巧妙地结合起一、技术方案来，可以迅速地创建各种实时交互的三维环境，使开虚拟仿真技术以数学理论、相似原理、信息技发人员可以投入更多的精力在专业应用上。它主要包术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础，以括两个部分，一个是被称为Lynx的图形用户界面工具计算机和各种物理效应设备为工具，利用系统模型对实箱，另一个是基于c语言的应用程序接口，即：Vega际的或设想的系统进行试验研究的一门综合技术。API函数库。采用VegaAPI函数开发虚拟现实视景仿“水利虚拟仿真实训平台”主要以水利工程为真系统能显著提高工作效率，大幅度减少源代码开发研究对象，采用当今优秀的视景建模软件MultiG

5、en时间，很容易实现漫游、缩放、视点切换、碰撞检Creator和实时视景驱动软件Vega，配以高性能图形测、地势追踪、获取目标信息等功能。工作站，结合ArcGIS、Microstation、AutoCAD，构2．系统开发流程设计成了基本的虚拟仿真工作环境，以CAD数据为基础进系统开发流程采用模块化设计思想，将系统划分行数据转换，形成精确的逼真的三维模型。其核心是为以下9个部分。通过对水利工程、自然灾害的仿真，建立三维的、动(1)工程数字几何建模和水工建筑物部件运动数态的、实时的、可视的虚拟仿真环境。学建模。1．系统开发工具的选择首先，在Mu1tiGenCreator环境中，根据一定比例地形图

6、建立整个工程的三维地形模型，可采用SiteBuiider3DV1．1．1forArcGIS插件，直接在地收稿日期：2010—04—30理信息系统软件ArcGIS中生成OpenF1ight格式的地形作者简介：朱达凯，副教授，实验实训管理中心主任。三维模型，根据地形的复杂程度可以对地形采用不同—一、g：彩；Ii}．ME口62010年第19期(总第107期)中围观代椭装备的精度，也可以直接把地形图转化为Creator可以识仿真系统实训系统由一个教师站和多个学员站组别的USGSDEM，在Creator中直接生成OpenFlight数据成。有多个水利工程典型的单元和典型施工场地布置格式的三维地形模型，

7、再贴上航空影像纹理。然后，系统的仿真模拟软件，具有管理功能的教师站可以向根据各种二维和三维CAD设计图，建立相应的水工建学员站发出面向全部或个别的操作指令，并能显示相筑物和工程辅助建筑厂房的真实尺寸三维几何数字模应学生的操作结果及最终成绩，学生通过人机对话，型。最后，根据各种水工建筑物的具体坐标位置，进达到熟练完成单元和施工场地布置系统的操作。而教行地形与建筑物模型的拼接。水工建筑物部件运动数师通过教师主控制