校级VR中心功能定位

1. 图片.png教学

引入虚拟现实课程

通过ICP教学平台帮助学校相关专业,开设VR专业教育课程

专业教学场景在VR环境进行

很多专业教学场景可以在实验中心进行,例如:机械,建筑,化工,艺术,旅游,机电等

 

2. 图片.png实训

提供学生实训的场

熟练掌握VR软件和硬件的使用     了解企业项目的开发任务

 

虚拟现实实验

提供标准的虚拟现实实验环境,让学生有机会尝试实际场景无法实现的实验.

 

3.   图片.png科研

申报虚拟现实科研类项目

横向课题    纵向课题

 

申报国家/地方项目

国家/省市级虚拟仿真教学中心

国家/省市级实训中心等项目

 

4. 图片.png实践

学生实践

相关专业的学生在实验中心实践双创项目,    提前衔接就业

 

学生就业

对接VR企业的需求,嫁接就业桥梁,高年级学生可以提前进入创新实验中心,了解行业资讯。


校级VR中心对于学校的意义

 

1. 虚拟现实对学校的意义:

建设一流院校不可或缺的重要手段

通过与企业合作,帮助学校快速进入最新的朝阳产业

节省实验室重复投资,同时大幅度提升,学生实践能力

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2. 虚拟现实对教师的现实意义:

通过体验式、实践式教学,更有效完成 课堂和实践教学工
    利用新技术,实现教学与实训创新

运用新科技手段,提高教学质量的同时,也减轻教学劳动强度,提升效率

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3. 虚拟现实对学生的现实意义

运用新科技手段,提高教学质量的同时,也减轻教学劳动强度,提升效率

可以有效地跳出实训场地、实验器材、时间、地点及学校经费等的制约,全面培养技术/学术型人才

能有效避免实践训练过程中有可能出现的各种危险因素等

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校级VR中心整体规划

 

1. VR教学区

VR教学区由高清沉浸式虚拟现实交互系统组成,为教学提供大范围视野及高分辨率的3D场景。让虚拟环境完美媲美真实世界,为学生提供虚拟教学、虚拟练习、虚拟考试、虚拟实训等技术服务。

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2. VR实训区

VR实训区通过大空间多人混合式追踪系统,具备多人协同虚拟实训功能,系列利用肚子研发的“G/S三维空间标定算法实现高精度实时三维运动数据的采集,精确捕捉人体、头盔手部、和道具上的多个定位器的三维空间数据,为虚拟实训应用提供全方位的人机交互

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3. VR创作区

VR创作区利用虚拟交互桌,一种新态的教学体验环境设计,通过优化组合现有的头盔显示设备,达到在有限的空间范围内提供更好的互动式教学用户体验的目的。

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4. VR科研区

VR科研区由标准化沉浸式虚拟现实交互显示终端及配套软件组成,3D展示效果更高清、沉浸感更加强烈。该区域能够让虚拟环境完美媲美真实世界,为用户提供科研所需的技术验证、科研分析、技术评审等。

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课程体系设计

 

1. 知识目标

培养德智体全面发展的,具有创新能力和国际竞争能力,适应国内外虚拟现实开发市场需要的策划管理型、美术技术型、实用开发型虚拟现实行业复合型专门人才

 

2. 技能目标

要求掌握计算机三维建模能力,掌握主流虚拟引擎开发技术、交互设计、项目策划与管理、良好的外语沟通技能。

 

3. 职业目标

学生毕业后可在虚拟现实研究机构、大型企事业单位、虚拟现实技术开发公司从事虚拟现实技术研发虚拟引擎开发、虚拟现实美术设计、项目策划与运营、项目管理与销售等工作也可以攻读相关专业的硕士研究生。

智能制造

借助虚拟现实技术,航空航天、船舶制造、汽车仿真、工业机械等智能制造领域可以实现虚拟产品设计、虚拟产品制造、虚拟生产过程、数字化工厂、产品展示等产品全生命周期的管理和运营。虚拟现实技术在推动智能制造企业完成正确决策、优化产品性能、提高产品质量、降低生产成本、提升品牌影响力和赢得市场先机方面具有重要的应用价值。

(一)工业机械领域

虚拟现实技术已成为数字化工业制造技术和生产流水线的重要应用环节,工业产品利用该技术可优化产品设计,通过虚拟装配避免或减少物理模型的制作,缩短开发周期,降低成本;同时通过建设数字工厂,直观地展示工厂、生产线、产品虚拟样品以及整个生产过程,为员工培训、实际生产制造和方案评估带来便捷。使企业内各负责部门之间的交流变得更加容易,不仅大大缩短了企业产品开发的时间,而且也为其产品的宣传、销售赢得了先机。

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1. 虚拟设计

工业设计者在设计过程中通过手绘、三维建模等手段来表现出产品的实际形态及效果,但往往因为无法直观的表现出设计图,导致设计流程反复冗长。运用虚拟现实技术,可以将设计思想更好地融于其中,还可实时修改方案呈现在虚拟现实环境中,方便评审者进行方案评估验证,观察设计和修改过程,大大缩短了设计阶段的验证评审时间,提高工作效率。

2. 虚拟装配

在产品设计中最常见的也是最难发现的问题就是装配和维修方面的问题,这些问题往往当零件进行装配时,甚至在进行维修时才会反映出来。对于这样的问题,通常只能靠设计人员的知识和经验尽可能地加以避免.虚拟装配设计技术的出现为彻底解决这个问题带来了希望,在虚拟环境中对设计的结构进行装配检验利用计算机工具通过分析、先验模型、可视化和数据呈现来做出或辅助做出与装配有关的工程决策,帮助设计人员及时地发现设计中的装配缺陷。

3. 数字工厂

利用虚拟现实技术、对现实生产线制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真,以发现制造中可能出现的问题,在产品实际生产前就采取预防措施,使得产品一次性制造成功,在虚拟制造中,产品从初始外形设计、生产过程的建模、仿真加工、模型装配到检验整个的生产周期都是在计算机上进行模拟和仿真的,因而可以减少前期设计给后期加工制造带来的麻烦,从而达到提高产品开发的一次成品率,以达到降低成本、缩短产品开发周期,增强企业竞争力的目的。

(二)航空航天

航空航天航空航天作为一种耗资巨大、变量参数多、系统复杂的工程,保证其设备的安全、可靠是必须要考虑的因素。虚拟现实技术的出现,为航空航天领域提供了广阔的应用前景。

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1. 飞机设计与制造

在飞机设计过程中,应用VR技术提前开展性能仿真演示、人机工效分析、总体布置、装配与维修性评估,能够及早发现、弥补设计缺陷,实现“设计-分析-改进”的闭环迭代,达到缩短开发周期,提高设计质量和降低成本的目的。

2. 飞机内饰设计

虚拟现实技术应用于飞机内饰设计的概念设计、初步设计和细节设计三个阶段,为飞机内饰设计提供了一种可行、创新和高效的设计方法,大大提高了设计水平并节约了研发成本。

3. 飞机虚拟实训

1)飞行驾驶虚拟实训

根据实际场景,建立逼真的虚拟场景三维模型,实现对虚拟场景的实时驱动,进行飞机飞行员的驾驶实训,增强飞行员的操作技能,加大飞行安全法码,为航空业飞行安全提供有力保障。

2)空乘服务虚拟实训

模拟客舱场景及设备,让空乘人员熟悉客舱服务流程与要求,掌握客舱设备的构造、操作方法与服务等基本技能,了解飞机客舱服务操作规程,缩短训练周期,提高训练效益。

3)飞机维修虚拟实训

虚拟现实技术可以模拟飞机零部件的维修步骤和方法,解决了飞机维修训练方法较少的问题,有效提高了训练效率和训练质量,避免各种飞机实装训练的不安全因素,降低训练费用。

4)航天器飞行模拟

虚拟现实技术能对卫星、火箭等航天器的工作原理、工作状态进行3D模拟展示,将复杂的运行原理用三维可视化的形式逼真形象展现出来。

5)航天仿真研究

虚拟现实技术也可应用于航天仿真研究中,对航天员的失重训练、航天器的在轨对接等航天活动进行逼真的模拟与分析,推动我国航天事业的发展。

1.航天员训练器利用虚拟训练系统对航天员进行失重心理训练;

2.利用VR系统可以更好的研究人与航天器之间的接口关系与功能分配,使舱内结构和布局更适合人的特征;

3. 虚拟现实技术可运用于航天器的人工控制交会对接中;

4.在航天服和环境生保系统的设计与研制中,可利用VR技术进行原理设计、逻辑验证及模型的仿真;

(三)汽车仿真

汽车虚拟开发工程即在汽车开发的整个过程中,全面采用计算机辅助技术,在轿车开发的造型、设计、计算、试验直至制模、冲压、焊接、总装等各个环节中的计算机模拟技术联为一体的综合技术,使汽车的开发、制造都置于计算机技术所构造的严格的数据环境中,虚拟现实技术的应用,大大缩短了设计周期,提高了市场反应能力。

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1. 汽车虚拟设计

应用虚拟设计技术可以快捷地建立产品的模型族,迅速实现产品的变型设计和系列化设计。虚拟技术通过网络技术和PDM(产品数据管理)技术的支撑,还可以实现异地设计和并行设计。采用虚拟现实系统全尺寸的车身及内外饰的三维立体影像能方便逼真地显示在设计者眼前。

2. 虚拟协同设计

在汽车设计阶段,往往分为多个设计部门进行汽车不同部分的分工设计,使用不同的设计软件。如车身、内饰、发动机、零部件等等,当这些部门完成了各自的设计之后,却会发现诸如数据格式不同,整体车身的各种搭配问题和机械问题。虚拟协同设计平台为各个部门创造了三维模型的实时协同工作机制,实时获取多个设计师的不同设计软件下的设计成果,快速整合,达到工作效率的快速推进。

3. 汽车虚拟装配

设计人员在产品原型实际加工之前就可以全方位地检查零部件之间的装配间隙和干涉,也可通过程序自动检查装配状态。可以大大提高实际装配成功率并降低零件制作返工率。

4. 虚拟实验

采用虚拟实验技术可以在建立了汽车整车或分系统的CAD模型之后,在计算机上模拟真实的实验环境、实验条件、实验负荷进行虚拟仿真实验。通过虚拟实验,可 以在汽车实际产品加工以前,预测它的安全性、可靠性、动力性、气动性、经济性及舒适性等各种性能,同时对不满意的地方进行改进设计。虚拟试验还可以进行虚 拟人机工程学评价、虚拟风洞试验、虚拟碰撞试验等。

5. 虚拟培训

在汽车制造生产的过程中,往往伴随是精细的加工和零部件装配,一个细小的错误就可能导致车体结构的偏差和无法通过验收,导致返工等巨大损失。通过虚拟培训,使生产线员工能够提前收悉生产装配流程,避免错误,提高工作效率,减少企业承受经济损失的风险。

(四)船舶制造

通过虚拟现实技术不仅能提前发现和解决实船建造中的问题,还为管理提供了充分的信息,从而真正实现船体建造、舾装、涂装一体化和设计、制造、管理一体化。在船舶设计领域,虚拟设计涵盖了建造、维护、设备使用、客户需求等传统设计方法无法实现的领域,真正做到产品的全寿期服务。因此,通过对面向船舶整个生命周期的船舶虚拟设计系统的开发,可大大提高船舶设计的质量,减少船舶建造费用,缩短船舶建造周期。

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1. 船舶设计

船舶虚拟设计是船舶工程领域中信息化技术应用的较高层次。设计师通过建立船舶产品三维模型来实现产品的并行设计和初步的虚拟建造,在计算机中先"造"一艘"完整的船",设计师就可以"进入"船体内部参观,科学分析工人建造是否方便、人在船上是否舒适、故障模拟等,全方位验证设计思路。供船舶数字制造过程进行分析、校验,评估、评审,汇报演示等。

2. 船舶建造工艺仿真

虚拟现实船舶建造仿真实训系统通过对船厂厂区及设施、船舶内部结构和布置、船体建造常规工艺流程进行逼真的3D可视化虚拟展示。通过人机互动形式,与虚拟环境中的船体模型进行交互操作,完成钢材预处理、钢材切割、钢材弯曲成型等。同时,该系统还提供了船体装配功能,通过模拟真实的装配方式,帮助用户了解船体装配流程船体构造。

 

高教职教

(一)高等教育

通过VR技术建立教学虚拟环境可以尽可能地为学习者提供丰富的资源和大量的经验背景,以便于学习者借助这一平台来建构起自己的知识体系,形成自己的观点和见解,促进知识和意义的建构。使传统的“以教促学”的学习方式转变为学习者通过自身与虚拟环境的交互获取知识、技能的学习方式。虚拟现实技术在现代高等教育教学中的应用方式主要有:

1.虚拟演示教学

虚拟现实技术能够为学生和老师创造逼真的虚拟演示环境以辅助教学,特别是一些教学艰涩难懂或演示成本高昂的学科,VR是非常有力的工具。如物理专业中,虚拟现实技术可以用于解释某些物理概念,如位置与速度,力量与位移等。建筑与城市规划学科的教学过程中同样可以使用虚拟现实技术,利用其沉浸感和互动性强的特点不但能够给学生带来强烈、逼真的多感官冲击,获得身临其境的体验,还可以很方便地对模型和材质进行修改,如改变建筑高度,改变建筑外立面的材质、颜色,改变绿化密度,从而进行比较分析。

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2.虚拟仿真实验

虚拟仿真实验是指借助于多媒体、仿真和虚拟现实等技术在计算机上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境,实验者可以像在真实的环境中一样完成各种实验项目,所取得的实验效果等价于甚至优于在真实环境中所取得的效果。虚拟仿真实验建立在一个虚拟的实验环境平台仿真之上,注重的是实验操作的交互性和实验结果的仿真性。

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如医学院校的学生可在虚拟实验室中,进行解剖和各种手术练习。用这项技术,由于不受标本、场地等的限制,其优越性和效果是不可估量和不可比拟的。例如,导管插入动脉的模拟器,可以使学生反复实践导管插入动脉时的操作;眼睛手术模拟器,根据人眼的前眼结构创造出三维立体图像,并带有实时的触觉反馈,学生利用它可以观察模拟移去晶状体的全过程,并观察到眼睛前部结构的血管、虹膜和巩膜组织及角膜的透明度等。亲身的经历和感受会比单纯的说教更加容易让学生接受,交互会使得学生的学习得到事半功倍的效果。对学校来讲,虚拟现实技术的使用在可以保证教学质量的前提下,使教学成本大规模的降低。

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虚拟仿真实验不仅有效缓解高等教育在经费、场地、实验设备等方面普遍面临的问题和压力,而且开展网上虚拟实验教学能够突破传统实验对时、空的限制。在远程教学中,教学实验往往无法进行,而利用虚拟现实系统可以获取与真实实验一样的体会,加深对教学内容的理解。

此外,虚拟仿真实验还可以避免真实实验或操作所带来的各种危险,学生在虚拟的实验环境中,可以放心操作危险的或危害人体的实验,如化学实验中,可能带来危险的燃烧、爆炸等。

3.虚拟可视化

虚拟可视化是指运用计算机图形学和图像处理技术,将科学计算过程中或者是计算结果的数据转换为图形或图像,在屏幕上显示出来并进行交互式处理的技术或方法。对于一些专业性强的学科,如生物教学中复杂的分子结构、火灾中的三维体数据以及地震科学中繁杂的地震数据等,传统的图像分析技术和二维表现方法很难对其进行识别和度量;而使用虚拟现实技术则可以将计算过程以动态、立体的形式来表现,结果形象生动,用户可以沉浸在虚拟环境之中,使用自然直观的方式与虚拟的科学世界交互,大大提高数据解释水平和推测准确性,加深对科学数据的理解。

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(二)职业教育

职业教育主要培养技术型和技能型人才,基于这种定位,职业教育偏重实践教学,提高学生的动手能力和实际的操作能力,使他们能掌握一定的技能。然而在实际教学中,往往会因为实验设备、实验场地、教学经费等方面的原因,而使一些必要的实验无法进行。利用虚拟现实,可以弥补这些方面的不足。

1. 实训基地建设

在职业教学中,由于大量的教学内容属于实践性,受环境、场地、设施设备、不可控、不可再现等因素影响,难以实现有效教学。VR的沉浸式教学,能够提升学生对知识结构、技能操作的学习兴趣,解决设施设备不够,场地不广、时间不足、学习不便、安全不保、效率不高等问题。

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2. 专业建设

2018年9月14日,教育部正式宣布在《普通高等学校高等职业教育(专科)专业目录》中增设“虚拟现实应用技术”专业,从2019年开始执行。据全国高等职业教育专业设置备案结果显示,共有71所院校开设了“虚拟现实应用技术”专业(专业代码:610216),分布于20个省。

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3. 人才培养

通过VR专业建设,结合实训基地,校企双方共同培养VR技能型人才,开展VR技术社会培训,符合社会就业需要。

4. 师资培训

让职校老师参与到企业学习,高职院校“双师”培养。

5. VR技能大赛

通过校企合作,共同举办VR技能大赛,“以赛促学”、“以赛促教”、“以赛促改”,在参与大赛的过程中,让学生的实践技能水平得到不断的提升。

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医学医疗

近年来,我国虚拟现实+医疗不断融合,主要体现在虚拟现实技术能虚拟出特定的场景,让用户沉浸于虚拟场景中,用于心理疾病的治疗,通过模拟让患者放松的场景,以虚拟美景让后续的心理诊疗事半功倍。

(一)医疗教育

事实证明,VR培训在医疗教育领域能发挥重要作用。有了VR技术,传统的医疗教育方式发生了改变,学生能够以一种身临其境的方式学习相关知识,无论是人体解剖还是临床知识都能在VR中学习。

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而且VR技术还能够进行模拟手术,未来的外科手术医生能够尽可能多地进行练习,然后再对病人开始真正的手术。另外,经验更丰富的外科医生可以利用虚拟手术室学习和探索新技术,或者进一步深化具体的操作步骤。

医疗行业表现出数据输入量和数据积累量的爆发式增长,有88%的消费者至少使用1项数据健康工具(远程医疗、可穿戴设备)。数据的增长一方面缩短了医学研究的创新周期,加快药物临床实验周期,同时也提升了诊断的准确率与治疗的精准化程度。

(二)患者体验

VR不仅对医生来说有很大的帮助,对患者也有很多好处。VR在减轻慢性病患者的痛苦,控制压力,缓解自闭症,治疗中风等方面都能够发挥积极的作用。目前已经有很多相关的VR应用出现,给越来越多的患者带来了福音。

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目前,发展相对成熟的领域包括“智能诊断”和“医学影像识别”领域,两个领域的发展将分别提升“门诊”和“影像科”医疗资源的供给,解决目前医疗行业严峻的供需矛盾。

(三)临床研究

VR技术可以辅助专业的研究人员进行临床研究,利用不同的VR应用专家可以收集数据,进行更深入的研究。在研发不同的疾病治愈方法,研制新疫苗等方面,VR都能起到很大的作用。

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八、部分合作高校

 

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西北工业大学

 

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太原理工大学

 

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西安建筑科技大学

 

 

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西安科技大学

 

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西安翻译学院

 

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西安工业大学