發(fā)布時(shí)間：2020-06-08 21:12

【摘要】：近年來,虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目逐漸受到國家重視。2017年,國家大力開展“互聯(lián)網(wǎng)+教育”,建設(shè)網(wǎng)絡(luò)公共資源平臺。次年,教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃開啟,進(jìn)一步推進(jìn)示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè),開放國家精品在線課程。開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)將成為未來實(shí)驗(yàn)教學(xué)方向的主流,而相關(guān)虛擬仿真教學(xué)資源的開發(fā)將是重中之重。本課題以塔機(jī)虛擬仿真教學(xué)為方向,開展VR課堂版塔機(jī)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的研發(fā)。本課題研究的VR課堂-塔機(jī)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用于高校機(jī)械類學(xué)科塔機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。教學(xué)系統(tǒng)內(nèi)容包括塔機(jī)組成機(jī)構(gòu)認(rèn)知、拆卸與組裝教學(xué)、塔機(jī)模擬操作及模擬考試模塊。通過電子白板運(yùn)行教學(xué)系統(tǒng),開展塔機(jī)教學(xué),旨在解決高校課堂中課堂互動(dòng)性差,不能全方位展示模型三維結(jié)構(gòu)的問題。論文介紹了該系統(tǒng)的教學(xué)價(jià)值,整體技術(shù)路線,并對現(xiàn)有虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的開發(fā)流程提出改進(jìn)。具體內(nèi)容包括:(1)論文闡述了開發(fā)過程中應(yīng)用的基于StrangeIoC的MVCS框架,對其源碼進(jìn)行了分析,并利用Unity3D的編輯器拓展功能優(yōu)化框架的應(yīng)用流程,提高項(xiàng)目開發(fā)效率。(2)塔機(jī)模擬考試模塊中,采用對象池技術(shù)管理“道具”對象資源的,減少了對象使用過程中的內(nèi)存開銷。(3)項(xiàng)目采用XLua的熱更新方案實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目發(fā)布之后的資源更新及邏輯修改。針對項(xiàng)目及開發(fā)平臺進(jìn)行優(yōu)化調(diào)試,包括合理選用引擎物理組件,提高代碼質(zhì)量等。(4)最后進(jìn)行項(xiàng)目測試及電子白板一體機(jī)運(yùn)行調(diào)試。項(xiàng)目運(yùn)行效果及學(xué)生測試反饋表明,本課題的研究成果對機(jī)械類塔機(jī)教學(xué)起到了積極的作用,并對現(xiàn)階段虛擬仿真教學(xué)資源的開發(fā)流程及資源更新方案具有重要借鑒意義。
【圖文】：

第二章 塔機(jī)虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)本章主要介紹塔機(jī)虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，包括硬件系統(tǒng)及程序開發(fā)平臺。2.1 系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)目前，高校通過建立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室開展虛擬仿真教學(xué)，采用教師課堂講解理論知識，學(xué)生自主上機(jī)實(shí)訓(xùn)的模式。這種模式將理論講解與實(shí)訓(xùn)分離學(xué)生難以真正理解課堂講解的理論知識，自主實(shí)訓(xùn)難以發(fā)揮它真正的價(jià)值。而完全在實(shí)驗(yàn)室中講課，，又受到場地限制，同一批次教授的學(xué)生數(shù)量有限，造成教學(xué)效率低[12]。該虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)采用超短焦立體投影儀和電容式觸摸屏配合的設(shè)計(jì)方案，解決仿真教學(xué)系統(tǒng)的顯示與交互問題。該系統(tǒng)可用于幾十人小班課堂，將虛擬仿真教學(xué)從實(shí)驗(yàn)室?guī)У搅苏n堂。實(shí)現(xiàn)教師同時(shí)進(jìn)行理論知識與模擬實(shí)訓(xùn)的教學(xué)，提高了教學(xué)效率。具體關(guān)系圖，如圖 2.1 所示漫游

山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文7案如圖 2.2 所示。圖 2.2 塔機(jī)虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)技術(shù)運(yùn)用圖2.2 系統(tǒng)軟件開發(fā)工具虛擬現(xiàn)實(shí)引擎的出現(xiàn)極大的提高了虛擬仿真教學(xué)項(xiàng)目的研發(fā)效率。本項(xiàng)目開發(fā)采用 Unity3D 虛擬現(xiàn)實(shí)引擎。在項(xiàng)目開發(fā)過程中，采用 3DMax 軟件制作模型，包括模型網(wǎng)格及模型動(dòng)畫。采用 Photoshop 設(shè)計(jì)模型貼圖及 UI 等。Unity3D 虛擬現(xiàn)實(shí)引擎提供了項(xiàng)目開發(fā)所用到的龐大且復(fù)雜的基礎(chǔ)功能框架，包括三維渲染管理、內(nèi)存管理、跨平臺及諸多編輯器等，使開發(fā)者能夠運(yùn)用這些工具快捷、方便的進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)[14]。開發(fā)流程如圖 2.3 所示。DrawCall物理組件模型優(yōu)化策劃方案程序框架設(shè)計(jì)熱更新設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究系統(tǒng)優(yōu)化塔機(jī)虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)StrangeIoC MVC 框架XLua、LuaAss
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.9-4;G434

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6 ;數(shù)字化校園視景　仿真教學(xué)平臺[N];光明日報(bào);2002年

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9 本報(bào)記者 杜芳;機(jī)器人教育漸入佳境[N];經(jīng)濟(jì)日報(bào);2016年

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本文編號：2703659