基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的高校消防安全教育系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
本文選題:虛擬現(xiàn)實(shí) + 消防安全教育 ; 參考:《華中師范大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:近年來(lái),高;馂(zāi)事故頻繁發(fā)生,帶來(lái)巨大的財(cái)產(chǎn)損失甚至人員傷亡。重視并加強(qiáng)高校消防安全教育,對(duì)于維護(hù)校園正常秩序,保障大學(xué)生安全、健康發(fā)展具有十分重要的意義。每一位學(xué)生都必須了解、學(xué)習(xí)和掌握必要的消防安全知識(shí)與技能,一方面防范火災(zāi)發(fā)生,另一方面在遇到火災(zāi)時(shí)能正確處理。然而,傳統(tǒng)的消防安全教育存在一定的局限性,課本講授、多媒體案例教學(xué)方式操作實(shí)踐性不強(qiáng),而消防安全演練又受到經(jīng)費(fèi)成本等因素的限制,效果并不理想。虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality, VR)技術(shù)的出現(xiàn),為消防安全教育提供了一種新模式,讓學(xué)生在虛擬的消防安全教育環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí)實(shí)踐。目前,國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究仍側(cè)重于火災(zāi)發(fā)生時(shí)的滅火處理方案和疏散預(yù)案的研究與應(yīng)用,開(kāi)發(fā)的相關(guān)VR系統(tǒng)操作方式較為單一,實(shí)用性不強(qiáng),尚不足以在現(xiàn)實(shí)的消防安全教育中充分發(fā)揮作用。針對(duì)當(dāng)前VR技術(shù)應(yīng)用于高校消防安全教育領(lǐng)域所存在的問(wèn)題與不足,本文以消防安全教育教學(xué)理論為指導(dǎo),將VR技術(shù)與高校消防安全教育進(jìn)行深度融合,研究基于VR技術(shù)的高校消防安全教育的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法,建立基于VR技術(shù)的高校消防安全教育系統(tǒng)。首先,結(jié)合VR技術(shù)及其在教育中的應(yīng)用特點(diǎn),分析了基于VR技術(shù)的高校消防安全教育相關(guān)理論模型。接著,歸納提出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)思路,針對(duì)教學(xué)性、交互性、真實(shí)性、趣味性、科學(xué)性等系統(tǒng)要素進(jìn)行設(shè)計(jì),形成系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型,梳理了開(kāi)發(fā)流程。然后,開(kāi)展基于3Dmax的系統(tǒng)場(chǎng)景建模,構(gòu)造基于Unity引擎的虛擬現(xiàn)實(shí)功能模塊,實(shí)現(xiàn)教學(xué)場(chǎng)景模擬、用戶互動(dòng)訓(xùn)練,以及數(shù)據(jù)管理、控制功能,完成了基于VR技術(shù)的高校消防安全教育系統(tǒng)。最后,在基于HTC VIVE硬件平臺(tái)的VR頭盔設(shè)備上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過(guò)功能評(píng)價(jià)與應(yīng)用效果分析,驗(yàn)證了該系統(tǒng)能夠有效提高消防安全教育教學(xué)效果。本文研究工作具有以下兩個(gè)特點(diǎn):(1)將現(xiàn)代教育教學(xué)理論融入基于VR技術(shù)的高校消防安全教育系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)之中;(2)以無(wú)意識(shí)設(shè)計(jì)和自然人機(jī)交互為原則,使學(xué)生身臨其境,實(shí)現(xiàn)人與虛擬場(chǎng)景的交互、行走定位,以及對(duì)滅火器的操作交互,該方式新穎且交互性強(qiáng),豐富了高校消防安全教育的教學(xué)形式。本文研究建立的高校消防安全教育系統(tǒng)能夠很好地幫助大學(xué)生提高消防安全意識(shí),學(xué)習(xí)消防安全知識(shí),掌握消防安全技能,對(duì)于高校消防安全教育具有重要意義;基于VR技術(shù)的高校消防安全教育設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法對(duì)于運(yùn)用現(xiàn)代教育教學(xué)理論融合VR技術(shù)開(kāi)發(fā)相關(guān)教學(xué)產(chǎn)品并最終引入學(xué)校教育具有重要借鑒意義。
[Abstract]:In recent years, college fire accidents occur frequently, resulting in huge property losses and even casualties. It is of great significance to attach importance to and strengthen the fire safety education in colleges and universities to maintain the normal order of the campus, to ensure the safety of college students and to develop healthily. Every student must understand, learn and master the necessary knowledge and skills of fire safety, on the one hand, to prevent fire, on the other hand, to deal with the fire correctly. However, the traditional fire safety education has some limitations, the teaching of textbooks and multimedia case teaching is not practical, and the fire safety exercise is limited by the cost of funds, so the effect is not satisfactory. The emergence of Virtual reality (VR) technology provides a new model for fire safety education, which allows students to learn and practice in the virtual environment of fire safety education. At present, the related research at home and abroad is still focused on the fire treatment scheme and evacuation plan when the fire occurs, the development of the VR system operation mode is relatively simple, practical is not strong, Not enough in the reality of fire safety education to play a full role. In view of the problems and shortcomings existing in the application of VR technology in the field of fire safety education in colleges and universities, this paper, guided by the teaching theory of fire safety education, combines VR technology with fire safety education in colleges and universities. This paper studies the design and implementation method of fire safety education in colleges and universities based on VR technology, and establishes the fire safety education system of colleges and universities based on VR technology. Firstly, combining VR technology and its application in education, this paper analyzes the related theoretical model of fire safety education in colleges and universities based on VR technology. Then, the system design principles, design ideas, aiming at teaching, interactivity, authenticity, interest, science and other system elements are designed, forming a system framework structure design model, and combing the development process. Then, the system scene modeling based on 3Dmax is carried out, the virtual reality function module based on Unity engine is constructed, the teaching scene simulation, user interactive training, data management and control function are realized. The fire safety education system based on VR technology is completed. Finally, the experiment is carried out on VR helmet equipment based on HTC VIVE hardware platform. Through function evaluation and application effect analysis, it is verified that the system can effectively improve the teaching effect of fire safety education. The research work of this paper has the following two characteristics: 1) integrate the modern educational teaching theory into the design and development of the fire safety education system of universities based on VR technology. (2) based on the principle of unconscious design and natural human-computer interaction, students can be put on the spot. The interaction between human and virtual scene, walking orientation and operation interaction of fire extinguishers are realized. This way is novel and interactive, which enriches the teaching form of fire safety education in colleges and universities. The fire safety education system studied in this paper can help college students to improve their awareness of fire safety, learn the knowledge of fire safety and master the skills of fire safety, which is of great significance to the education of fire safety in colleges and universities. The design and implementation method of fire safety education in colleges and universities based on VR technology is of great significance for the application of modern educational theory to develop related teaching products and eventually to introduce school education.
【學(xué)位授予單位】:華中師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號(hào)】:TP311.52;G647.4
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,本文編號(hào):1817095
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