3。2 影子工厂实验教学系统 11

3。2。1 影子工厂的设计思路及特色 11

3。2。2 影子工厂教学系统的结构 12

3。3 影子工厂系统提升与改进分析 13

4 基于虚拟实景技术的实验教学设计 14

4。1 实验设计方案 14

4。2 实验执行步骤 15

4。3 改进后的实验效果 20

结论 23

致谢 24

参考文献 25

虚拟实景技术在实验教学中的应用研究

0 引言

随着信息技术、计算机技术以及网络技术的高速发展，人们的学习、生活和工作已经离不开网络，而虚拟实景技术作为一个新兴的技术也开始在军事训练、医疗医学、工程设计以及教育和通信等领域显示出诱人的前景，并逐渐渗透到人们的日常生活中。论文网

实验教学在高校的教学活动中占据举足轻重的地位，对于深化学生对于知识点的理解与掌握，培养学生分析和解决问题的能力以及观察和动手能力具有非常重要的作用，并以其实践性的特色可以与传统教学实现真正意义的互补，对于无论是理工科还是文科都是必不可少的课程。然而当今的高校普遍存在着实验条件受到实验经费、实验规模、时间空间局限以及教学条件等各方面限制的问题，使得实验教学难以得到很好的展开。这时，应用虚拟实景技术创建虚拟实验平台，来加强学生实验能力以及创新精神的培养，成为了当今计算机技术应用于实验教学的一个发展趋势。虚拟实景技术具有很好的沉浸感与良好的交互性，必将生动形象地在教学和管理中发挥巨大的优势。

1 虚拟实景技术综述

1。1 虚拟现实的基本概念

  1。1。1 虚拟现实技术的概念

虚拟现实技术（Virtual Reality）是20世纪以来科学进步的结晶，集中体现在计算机技术、多媒体应用、传感显示、人体交互以及人工智能等多个领域。虚拟，代表假的、构造的内容，而现实，则反映真实以及存在的意义，两个对立的概念联合在一起，便形成了这个以计算机技术为主的，利用计算机的输入及输出设备营造的“看、听、摸、嗅、尝都像真的一样”的多感官三维虚拟世界，而人可以在这个虚拟的环境中进行人机交互，便产生了与自然世界类似甚至相同的感官。这便是虚拟现实技术通俗的概念，即通过各种技术手段创建出一个新的环境，让人感觉如同处在真实的客观世界中一样。

虚拟现实技术有以下几个基本特征：

1）多感知性（Multi-Sensory）：计算机除了在一般情况下有的视觉感知之外，也要向听觉、力觉、触觉以及运动等方面进行感知。

2）沉浸感（Immersion）：又称为“临场感”，是指用户感受到被虚拟世界包围，甚至完全置身于虚拟世界当中，表示用户借助交互设备和自身感知系统，置身于虚拟环境中的真实程度。一个较为理想的虚拟现实系统应该达到让用户难以甚至无法分辨真假从而达到超越真实的程度。目前的研究应用在视觉沉浸和听觉沉浸以及触觉沉浸上有了较为成熟的水平，而在味觉沉浸和嗅觉沉浸上还较不成熟。

3）交互性（Interactivity）：强调人与虚拟世界的交互，指用户应用专门的输入输出设备，使人类自然感知对虚拟环境内物体的可操作程度和从环境所得到反馈的自然程度。在与虚拟设备交互的过程中，用户可以使用不仅键盘鼠标等传统设备，也包括特殊的VR头盔、手套等传感设备进行操作。交互性也在另一方面指交互的实时性。