VR涉及學科眾多,應用領域普遍,系統種類繁雜,這是由其研究對象、研究目標和應用需求決定的。從不同角度出發,可對VR系統做出不同分類。沉浸式體驗分為非交互式體驗、人——虛擬環境交互式體驗和群體——虛擬環境交互式體驗等幾類。該角度強調用戶與設備的交互體驗,相比之下,非交互式體驗中的用戶更為被動,所體驗內容均為提前規劃好的,即便允許用戶在一定程度上引導場景數據的調度,也仍沒有實質性的交互行為,如場景漫游等,用戶幾乎全程無事可做;虛擬仿真訓練可以迅速響應市場需求和變化。武漢虛擬仿真科學教育
虛擬仿真技術具有以下基本特性:沉浸性(Immersion):虛擬仿真系統中,使用者可獲得視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、運動感覺等多種感知,從而獲得身臨其境的感受。理想的虛擬仿真系統應該具有能夠給人所有感知信息的功能。交互性(Interaction):虛擬仿真系統中,不僅環境能夠作用于人,人也可以對環境進行控制,而且人是以近乎自然的行為(自身的語言、肢體的動作等)進行控制的,虛擬環境還能夠對人的操作予以實時的反應。例如,當飛行員按動導彈發射按鈕時,會看見虛擬的導彈發射出去并跟蹤虛擬的目標;當導彈碰到目標時會發生爆破,能夠看到爆破的碎片和火光。武漢虛擬仿真科學教育虛擬仿真實訓可以幫助學生更好地理解行業標準和規范,提高專業素養。
儀器分析虛擬仿真實驗教學的優勢和意義:改善實驗教學條件提供開放式實驗環境。從教學條件上來講,在實驗教學中引入虛擬仿真技術,使得實驗內容通過虛擬教學環境得以展現,既克服了儀器設備數量不足的問題,又打破了教學時空的局限,延伸了實驗教學的廣度和深度。學生在具備計算機和網絡的條件下,可以隨時隨地進行實驗操作,充分體現了“實驗室無處不在”的理念。為學生提供了更多實踐操作機會。課堂上教師只需強調實驗注意事項即可,將課堂充分留給學生自主實驗,真正意義上實踐“以學生為中心”的教育理念。
首先虛擬實驗室為學生帶來了更廣闊的學習空間。傳統實驗室的時間和場地有限,限制了學生對電子電路實驗的實踐機會。然而,虛擬實驗室消除了這些限制,學生可以隨時隨地進行電子電路仿真實驗,無論是在學校還是在家中,只需要一臺電腦和相應的軟件就可以展開實驗。這使得學習不再受時間和地點的限制,為學生提供了更大的自主學習和實踐的空間。其次,虛擬實驗室提供了更安全的學習環境。電子電路實驗中,有時會涉及到高電壓、高溫和其他潛在的危險因素。虛擬仿真訓練可以為學習者提供多樣化的教育資源和學習支持。
從教學環節上來講,結合虛擬仿真技術的儀器分析實驗課程,可以實現以下幾點:激發學生學習興趣發揮學生主觀能動性。作為學習的主體,學生也能從虛擬仿真實驗教學中受益,包括:①虛擬仿真技術可以將書本上晦澀難懂的知識變成生動形象的3D動畫,不僅有助于對知識的理解還能提高學生的學習興趣,提升學生學習的主觀能動性。②虛擬仿真實驗所具有的沉浸性、交互性、虛幻性和逼真性能夠有效增強學生的感官體驗,激發學習潛能,啟發創造性思維,實現以能力為先的人才培養理念。虛擬仿真實訓可以讓學生在實際操作前進行充分的準備和練習。長沙教育虛擬仿真課程建設
虛擬仿真可以模擬出各種極端的情況,例如自然災害、事故等,使得人們能夠更好地應對這些情況。武漢虛擬仿真科學教育
1993年11月,宇航員通過VR系統的訓練,成功的完成了從航天飛機的運輸艙內取出新的望遠鏡面板的工作,而用VR技術設計的波音飛機是虛擬制造的典型應用實例;2022年加拿大造船公司Seaspan將3D沉浸式虛擬現實系統(VR)引入船舶設計,使設計師可在VR中實時瀏覽他們的設計。21世紀以來,VR技術高速發展,軟件開發系統不斷完善,有代表性的如MultiGen Vega、Open Scene Graph、Virtools等。2022年12月2日,虛擬現實/增強現實入選“智瞻2023”論壇發布的十項焦點科技名單。武漢虛擬仿真科學教育