虚拟现实技术在高职高专医学实训教学中的实践

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1、重庆医学2010年9月第39卷第18期2429·医学教育·虚拟现实技术在高职高专医学实训教学中的实践王易振，彭坤，张静文，罗晶(重庆医药高等专科学校医学技术系400030)doi：10．3969／j．issn．1671—8348．2010．18．013中图分类号：G642．4文献标识码：A文章编号：1671—8348(2010)182429—02高职高专教育的目标就是培养出一批高素质的技能型人低成本，对元器件和设备库，可以无限复制和组合，无人为损才。在医学职业教育中，尤其注重培养学生动手操作能力和实坏，弥补实际教学不足；(3)无危险，有毒的化学实

2、验，高压强电践技能。因此医学职业技能培训中，实验／实训教学是至关重的实验，虚拟实验系统的建造可以免除人身伤害的风险；(4)网要的环节，很大程度上决定着办学水平的高低。但是，在实际络化，利用Web提供的协同虚拟技术，可以实现多人合作、远教学过程中，由于医学仪器设备价格昂贵，实验／实训成本高、程实验和协同操作。毁坏性操作和高危实验等因素的普遍存在；加之医学仪器发展2虚拟实验室创建的关键技术迅速，更新快等因素，制约着医学职业教育实验／实训教学的2．1虚拟实验设备造型医学职业技能培训中的实验设备通开展。常包括诸如人体、人体器官、药物生产设备和医学检验仪器

3、设随着多媒体计算机技术、网络技术，特别是虚拟现实技术备等，这些对象的外部造型可通过两种方式实现：(1)直接使用的发展，构建虚拟的实验室教学系统成为可能。在虚拟实验室虚拟现实造型语言(VRML)创建造型，这种方法简单、代码量系统(虚拟制药车间、虚拟病房、虚拟药房、虚拟临床医学检验小，但是造型逼真程度差；(2)采用三维动画渲染和制作软件室、虚拟患者等)中学习，有助于学习者建立实际操作过程的整(3DMAX)建立VRML模型_2。体概念，熟悉操作的各个环节，避免初学者对人体标本、真实仪2．2仪器设备及交互性操作医学职业技能培训的实验／实器设备带来的不必要

4、损坏。借助虚拟系统提供的交互功能，能训设备多属于交互性操作的仪器设备，该类仪器设备则应在创够让学习者反复操作训练，有效减少学生培养成本。造一个逼真的外部模型的基础上，对虚拟仪器仪表的各种开1虚拟现实与虚拟实验教学系统关、旋钮的三维操作，以及与各操作相关的数字或模拟量的显1．1虚拟现实的概念和技术特征虚拟现实(virtualreality，示进行编程处理，这也是创建虚拟场景的关键性技术]。VR)，就是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的2．2．1仪器设备的外观造型虚拟仪器设备的外观包括面视、昕、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的

5、设板、数据显示屏幕、各种开关按钮等部分。外观造型可用备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影Shape节点，Shape包括两个域：描述外观的appearance域和描响，从而产生等同真实环境的感受和体验。述形状的geometry域。虚拟现实最本质的特征是用户对虚拟场景的沉浸，它要创2．2．2仪器设备的各种按钮仪器设备面板上的各种按钮分建一个酷似客观环境又超越客观时空、能沉浸其中又能驾驭操为开关按钮和旋转按钮，两类按钮都由造型部分和传感器部分纵的和谐人机环境，也就是由多维信息所构成的可操纵的组成。开关按钮使用的多是平面移动传感器Touc

6、hSensor，旋空间。转按钮使用的传感器是柱面旋转传感器CylinderSensor。开虚拟现实技术在职业教育实验教学中具有其他媒体不可关按钮需要在浏览者点击它时产生一个位置移动动画，表示已比拟的优势，主要有以下几点：(1)沉浸性，指虚拟现实系统可经将其按下，需要时间传感器和插补器来实现。插补器是一类以让参与的学习者完全沉浸在由虚拟现实系统所创建的环境特殊的节点，它们使用关键时刻和关键值的列表来描述每一个中；(2)交互性，指学习者在虚拟现实环境中可以和周围的物体动画。发生互动，比如对医学仪器设备进行操作；(3)多感知性，指为2．2．3旋钮及其值

7、的显示旋钮的旋转通过CylinderSensor学习者提供诸如视觉、听觉、触觉等各种直观而又自然的实时节点实现。CylinderSensor节点规定用户的动作围绕Y轴旋感知交互手段，以获得身临其境的感受。转，如果需要旋钮绕z或x轴旋转，可以修改旋钮所在的1．2虚拟实验教学系统将虚拟现实技术与实验教学相结Transform节点的ratation域值实现。一般情况下通过旋钮的合，能够建立职业技能培训所需的虚拟实验教学系统。虚拟实旋转角度的变化来模拟某种量的变化，其变化值的显示输出可验教学系统主要由检测模块、反馈模块、传感器模块、控制模分为数字输出和模

8、拟输出。块、3D建模库和建模模块等构成。虚拟系统可将学习者的操2．2．4虚拟仪器的交互性操作_

9、经VRML创建的虚拟仪作转换为虚拟系统中