基于AR/VR的智能轻工装备的基础构件虚拟组装设计开题报告

 2021-12-28 20:36:59

全文总字数:3191字

1. 研究目的与意义(文献综述)

虚拟现实技术(Virtual Reality)是一种将现实世界通过仿真模拟所创建出的全新的交互系统。其重点是研究三维图形学、实时分布系统、交互设计学和多媒体等多学科专业交互的技术,在医学、军事、教育、娱乐、工业制造生产上也有很重要的地位。在专业领域,VR有三种技术定义区分:虚拟现实、增强现实以及混合现实。

在国外,特别是欧美地区,虚拟现实技术在教育上已经有了很多应用。美国林登实验室创建了开放式虚拟现实项目Second Life(SL),目标是通过让学生模拟虚拟世界中的一个角色进行学习,类似角色扮演游戏。如今美国已有150多所高校使用这一平台搭建了各自相应的虚拟现实环境用于教学及研究。为训练学生基础外科手术课程中的技能,YEugenia等人采用VR/AR模拟器构建腹腔镜手术训练环境,探索改进腹腔镜手术的教学手段。为了帮助初中学生更好地理解认识化学课程中的化学物质结构,Cai等人设计了相关课程的VR/AR操作实验,在实验中,学生利用手势交互方式组合操作虚拟出的微观世界的分子、原子。另外,针对消防逃生培训课程,Buono等人尝试让学习者在构建出的VR/AR虚拟建筑环境中学习灭火逃生相关技能和知识,培训评价结果显示学员牢固掌握了灭火器使用、成功逃脱至集合点等方面内容,成效显著。

反观国内,中国虚拟现实技术发展元年2016年,全球虚拟现实技术在多领域急速发展,国内同样大力发展虚拟现实技术,完善虚拟现实教育教学体系,对培养创新型、应用型和技术技能型人才。但目前关于VR/AR教学应用研究大多以理论探讨为主,例如清华大学,将虚拟现实相关介绍内容增加进计算机基础课程中,以未来虚拟现实研究作技术准备,仅向学生展示虚拟现实技术的最新成果。国内院校将VR/AR设备直接应用于课堂教学的案例极少,此外,在校内建立了虚拟现实技术实验室的也仅清华大学、北京航空航天大学、上海交通大学等少数学校,主要用于科学研究和技术开发。由此可见,国内VR/AR教学应用实践层面的相关研究基本停留在较为初始的阶段,较发达国家仍有一段距离。

通过对轻工制造装备的可视化、模型化,采用AR或AR的形式将复杂抽象难以理解的机构机件运转方式直观地展现给学习者,结合具体的轻工装备工艺课程建立一套完整的虚拟现实技术教学体系,从而最大限度地提高多媒体的应用价值,增强学生对课程的学习热情,有助于学生理解记忆。而且实现资源共享,使资源信息得到有机整合。教师通过VR技术的应用,实现了远程教育,学生可以从以前的实物学习到虚拟的环境学习,突破了时间和空间的限制,提高了学生的思维想象力,丰富了学生的学习资源,突破了现实教学的局限性。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

1) 了解掌握vr/ar软硬件基本原理;

2)设计vr教学系统主要组成模块;

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3. 研究计划与安排

第1~3周 查阅文献;分析题目研究现状,学习基本理论;

第4周阅读文献、撰写开题报告,英文文献翻译;

第5周学习了解虚拟现实技术的工作原理,确定实施方案;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]熊静.internet环境下的虚拟现实技术——vr技术[j].计算机与现代化,2004(2).

[2]巩微.关于用虚拟现实技术进行远程教学的研究[j].辽宁大学学报,2002(1).

[3]敖俊.浅谈vr虚拟技术在高职信息技术教学中的应用[j].信息记录材料,2018(1):145-146.

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