虛擬仿真實訓環境建設與應用

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【內容摘要】虛擬仿真技術又名虛擬現實或虛擬環境技術，是新時展起來的一項科學技術，也名VirtualReality。是通過計算機技術構建一個虛擬的三維世界，并通過視覺、聽覺、觸覺等人體感覺上的模擬，讓體驗者身臨其境。隨著科技的不斷發展進步，虛擬仿真技術已經成為了一項重要的科研領域，并逐漸運用于生活中的許多方面，例如:科學研究、學科實訓、建筑設計等許多領域，虛擬仿真技術的不斷發展也為教育行業提供了新方向。

【關鍵詞】虛擬仿真技術;數字媒體應用技術;實訓環境

隨著時代的高速發展，虛擬現實技術不斷進入人們的日常生活，虛擬仿真技術是目前科研領域相當重要的組成部分，虛擬現實技術就是一種綜合技術，涉及計算機圖形學、人、計算機交流互動技術、網絡傳輸感應技術、人工智能等尖端科技。通俗的講，虛擬仿真技術就是通過計算機數字媒體應用技術模擬出一個虛擬的空間代替另一個真實空間的技術，虛擬仿真技術自1980年以后逐步發展，經過這些年的不斷發展，已經發展為數學推理、科學實驗外人類進行認識活動的第三類基本方法，而且逐步發展為人類改造客觀世界的重要科學技術。

一、虛擬仿真技術課程簡介

隨著時代的高速發展，網絡技術與媒體技術高速發展，數字媒體技術越來越多的應用于人們的日常生活中，隨著數字媒體發展的需要，將虛擬現實技術代入到數字傳媒應用技術中已經成為時代潮流，虛擬仿真技術的教學工作已經被代入到數字技術應用教學區專業中，并逐漸成為熱門專業，現階段已經成為國內和國外學術研究的熱點。虛擬現實課程結合了計算機圖像學科、人工智能學科、多媒體網絡等各種尖端科技學科的重要科技成果，并具有其他專業不具有的獨特優點，例如對于未來設計上的構想性具有直觀仿真的特點、對于人工智能方面達到了前所未有的交互性、對于用戶體驗方面具有真實沉浸的特性等。現階段虛擬仿真技術已經成為了國家科技研究方面的重要關注領域，在教育方面也受到了廣泛應用和重視，虛擬現實技術研究工作市場前景寬闊，目前國內市場主要將虛擬現實技術代入數字媒體應用技術中，將虛擬現實技術代入計算機技術、網絡技術、數字通訊技術等媒體技術的各方面是目前虛擬仿真技術在數字媒體專業的主要研究。

二、虛擬仿真技術課程在數字媒體應用技術開設的重要意義

虛擬仿真技術主要是在數字媒體應用技術方面地應用，虛擬仿真技術中的計算機應用技術、數字圖像處理、視覺處理技術、音頻處理技術等知識研究結構與數字媒體中的類似專業非常相似，虛擬仿真技術雖然不是衍生于數字媒體技術，但是其在現實中的具體應用都主要依托于數字媒體技術。在數字媒體高速發展的今天，數字媒體應用技術不僅需要以前的學科研究成果如計算機圖像應用技術、數字圖像處理技術、計算機應用技術等，更需要在其中融入新鮮血液，利用虛擬仿真技術中的新技術和科技成果，來進行數字媒體技術應用的變革，增加數字傳媒技術在學術市場上的綜合競爭力。近年來，虛擬仿真技術在社會市場上的競爭力越來越大，通過虛擬仿真技術與數字你媒體技術結合的研究成果在社會上越來越普遍。例如;在教育方面，虛擬仿真技術應用于各種虛擬教學平臺，學生們在平時利用虛擬數字媒體平臺可以感受到與真實環境相似的實踐環境，這種虛擬的實訓模式使學生們對學科研究的理解更透徹，既節省了教學成本，也收到了應有的教學成果。在娛樂方面，現在有各種各樣的虛擬體驗館，人們可以輕松通過虛擬數字媒體技術體驗一些平時體驗不到的情景。在游戲方面，現在有很多游戲公司出品了一些具有高度現實性的網絡游戲，在市場上收獲了眾多好評，這也是將虛擬仿真技術與數字媒體技術結合的科研成果。在展覽演出方面，近些年產生了許許多多的數字傳媒技術體驗館、數字媒體技術科技館等，他們都是將虛擬仿真技術與數字媒體應用技術結合的產物。數字媒體應用技術與虛擬仿真技術你中有我，我中有你，數字媒體應用技術在新時代的應用很大一部分依托于虛擬仿真技術，而虛擬仿真技術在現實中的應用主要是以數字媒體應用技術的形式。所以，將虛擬仿真課程融入到現階段的數字媒體應用技術專業中意義重大，增加了數字媒體技術在市場上的競爭力，同時也能夠對于數字媒體技術專業實訓創造更多選擇———虛擬仿真實訓基地。

三、通過虛擬仿真技術搭建教學虛擬平臺

(一)建設思路。通過虛擬仿真技術搭建數字媒體技術應用實訓平臺的理念主要基于遠程教學，通過現有教學設備、教學隊伍等資源的條件，通過投入資金購買相應的設備，規劃建設數字傳媒應用技術實訓基地。通過對虛擬仿真技術的運用，實現以前數字傳媒應用技術專業實訓時做不到或很難做到的實踐研究，利用虛擬仿真教學模式，節省教學成本，優化教學模式，改變教學環境，促進數字媒體技術應用人才的培養。(二)實訓基地的具體設施建設。1．虛擬仿真技術展示系統。需要容納50～60人同時進行觀看，可以利用仿真技術實現遠程教學，人機交互、線上答題、線上解答等功能，需要畫質足夠清楚，不影響學生們進行實踐活動。2．動作捕捉系統。虛擬仿真系統要能夠清楚準確捕捉學生及教師的影像，要便于攜帶，在各種情況下能夠準確有效實現動態效果的捕捉，續航不少于5小時，能夠同時運行UE4、UNMU5、MAX3DS等系統。3．掃描系統。虛擬仿真掃描系統要能夠實現直徑不低于0.1的物品并識別，能夠為數字媒體醫用技術專業的學生進行作品色彩掃描，提供照片幀率還原等處理工作，支持高頻閃動作品掃描。能夠將ASC\PLY等文件檢索出來。4．線上交流互動系統。利用虛擬仿真技術搭建的實訓平臺能夠實現至少6～12人進行線上交流互動，并能夠進行數字型傳媒技術各方面軟件的運用，支持對軟件進行開發及下載固定插件。5．存儲設備及服務器。存儲設備要能夠自動對學生們的實訓成果進行保存，服務器能夠接觸網絡進行數據分析，服務器應支持學生們線上作答并進行作品上傳，信息庫要有保密功能，防止學生實訓成果外泄。6．其他線下設備。要配置能夠同時容納45人的教室及桌椅等相關設備，網絡速度發達，并配有話筒、交換機等教學設備。

四、虛擬仿真技術用于數字媒體技術實訓基地的現狀

在國家大力支持興建虛擬仿真實訓基地的背景下，現階段的校內實訓基地主要是教學作為主要目的，數字媒體的更新速度非?？欤渲羞\用虛擬網絡技術創建的實訓基地已經在國內的一些高職院校內有了很大發展。福建對外經濟貿易職業技術學院通過虛擬仿真技術創建的數字媒體技術實訓基地已經有了很大的科研成果，他們依托于福建對外經濟貿易職業技術學院的特色，立足于開放共享、互利雙贏的良好合作理念，在校內創建了一個公共實訓平臺，其設有六個仿真技術實驗室，通過虛擬仿真技術，對教學模式進行了改革優化，開創了遠程教學的新型教學模式，將數字傳媒應用技術通過虛擬仿真技術的形式實行新型教學模式，利用虛擬仿真技術開創了大量功能，通過虛擬仿真技術進行學生用戶學習登錄，其中教學系統也是基于虛擬仿真技術搭建的教學管理平臺，其中的選題功能運用虛擬仿真技術進行的題目現實技術，已將現實中的數字傳媒應用技術的基礎知識運用虛擬仿真技術近似真實地展現出來。學生們在教學管理平臺里能進行虛擬實驗，教師通過虛擬仿真技術進行網上答疑，幾乎和現場教學沒有區別。江蘇職業技術學院設計的虛擬教學平臺于2017年獲得了區級優秀教研中心稱號，其主要服務于數字傳媒應用技術專業，利用虛擬仿真教學平臺實現公共教學活動，基于虛擬仿真教學活動，實現了線上無人·教學科研活動，數字傳媒應用技術專業的學生的能利用虛擬網絡平臺進行用戶登錄，將數字傳媒技術與虛擬網絡仿真技術充分結合，進行教學研究工作和數字傳媒應用技術開發工作。

五、現階段數字傳媒應用技術仿真平臺的建設情況分析

現階段數字傳媒應用技術在運用虛擬仿真技術搭建教學平臺或進行教學實訓活動中，有很大一部分取得了不錯的科研成果，其通過虛擬仿真技術搭建的實訓基地對于學生來說可操作性強，能夠很好地代入進數字傳媒應用技術實訓中，這種新型的教學模式不再拘泥于以往傳統封閉的教學環境，突破了以往數字傳媒技術應用實訓基地設備稀少、環境差的缺點，是一項具有時代意義的教學教學和實訓環境的突破。雖然目前通過虛擬現實技術搭建的數字傳媒技術應用實訓基地取得了重要的突破，但還存在許多的問題與弊端。例如，現階段的數字傳媒應用技術實訓平臺并不能實現完全的線上教學，只是通過仿真技術代替一些比較簡單的實訓過程，對于一些比較繁瑣的實訓過程，還停留在以往傳統的教學和實訓模式中，虛擬仿真技術在數字傳媒應用技術實訓的應用有待深化。此外，現階段能通過虛擬仿真技術實現遠程教學的項目不多，虛擬仿真技術搭建小數字傳媒應用技術的空間有待拓展。通過對虛擬仿真技術搭建的數字傳媒技術應用實訓基地的實地考察，發現大部分的虛擬環境中畫質不夠清楚，說明目前的虛擬仿真技術不夠成熟，在進行虛擬實驗時，屏幕有白光閃爍的現象，說明采購的設備與數字傳媒應用技術兼容性低，兼容空間有待提高。目前國內的虛擬仿真技術運用成本過高，對于現有的將虛擬仿真技術應用于數字傳媒技術應用實訓的高職院校來說，搭建一所虛擬網絡教學平臺的成本大概是其以前進行實訓項目的成本的幾倍之多，說明虛擬網絡平臺如果要在現有高校進行大規模的使用暫時不能實現。

六、結語

隨著新時代的不斷發展，虛擬仿真技術不斷取得科研成果。如何利用虛擬仿真技術來完成數字傳媒應用技術專業的學生完成實訓成為了新的教學挑戰。雖然目前國內有部分高校已經利用虛擬仿真技術搭建了一些數字傳媒技術實訓基地，但還存在著許多復雜的問題，例如;在應用深度上有待深入，應用廣度上有待提高、目前虛擬放仿真技術人工交互功能有待優化的等問題，利用虛擬仿真技術搭建教研實訓基地還有待完善。

【參考文獻】

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作者：吳冬