vr技术在中职计算机中的应用,虚拟现实技术在中职综合布线课程中的应用

摘要：今年来，随着中国对职业教育的重视，更多的学生就读职业院校，导致学校实训条件的严重不足，主要表现在硬件设施不足，教学时间、空间受限等问题。本文主要论述了利用虚拟现实技术搭建虚拟实验室系统来解决职业院校实训问题。

关键词：虚拟现实；特点；虚拟实验室；综合布线

中图分类号：TP391.9文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 15-0000-01

Virtual Reality Technology Application in Vocational Courses of Integrated Wiring

Sun Qian,Huang Shuiping

(Zhejiang University of Technology,Hangzhou310014,China)

Abstract:This year,as China's emphasis on vocational education,more students studying in vocational schools,training conditions led to a serious shortage of schools,mainly in the lack of hardware facilities,teaching time,space is limited and other issues.This paper discusses the use of virtual reality technology,virtual laboratory to build vocational training system to solve the problem.

Keywords:Virtual reality;Characteristics;Virtual laboratory;Cabling

一、虚拟现实的概念

虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)，是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式，虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境，而“虚拟”是指用计算机生成的意思。因此，虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊环境，人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射"到这个环境中，并操作、控制环境，实现特殊的目的，即人是这种环境的主宰。虚拟现实技术具有以下三个基本特征：

1.沉浸感(Immersion)―又称浸没感或临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。

2.交互性(Interactivity)―虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互，使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标对虚拟环境中的对象进行考察或操作，虚拟世界中的对象也能够实时的做出相应的反映。

3.构想性(Imagination)―虚拟现实不仅仅是一种媒体或用户的高速接口，而且还是针对某一特定领域、解决某些问题的应用，为了解决这些问题，不仅需要了解应用的需求，了解技术的能力，而且还需要有丰富的想象力。

二、虚拟实验室的概念

虚拟实验室(Virtual Laboratory)概念，是由美国的William Wolf教授1989年提出的，用来描述一个计算机网络化的虚拟实验室环境。美国国家研究委员会的定义为：虚拟实验室是一个无墙的中心。研究人员能在其中从事科学研究和工程设计，不必顾及地理位置的限制，实现同行间、同事间的互动；共享仪器、设备、数据、计算资源以及数字图书馆的信息。虚拟实验室的特点

1.透明性：分布式虚拟实验室的所有数据库、硬软件集成于一个系统，使用标准的统一命令来实现功能服务。这种透明的结构决定了分布式虚拟实验室的透明特征。

2.资源共享性。

3.智能化：虚拟仪器技术与认知模拟方法的结合赋予虚拟实验室智能化的特性。

4.互操作性：虚拟实验一旦开放，即具有互动性，远程用户同样可以操作中心实验环境，同时用户之间也可以交流相关信息。互动性需要有一系列软硬件的支持，它们都是虚拟实验的组成部分。

5.客户定制性：允许用户定制自己的使用方式，允许用户通过设置限制来保护数据。

三、综合布线虚拟实验室的设计

(一)虚拟实验室体系结构的设计。整个系统采用C／S体系结构，以TCP／IP作为网络通信协议，构建了一个虚拟实验室系统。利用MAYA搭建场景，模拟现实环境，制作工具栏中的虚拟器件。利用C++语言设计前端的实验操作平台，主题框架界面采用SDI 单文档结构视图。实验者可选择虚实验场景，并在场景中对虚拟器件进行动态地拖拽、旋转、属性编辑等动作，随时随地进行综合布线的相关实验。它营造了一个逼真的实验环境和强大的交互功能，使实验可以取得真实的结果，并以电子实验报告的形式提交。

(二)虚拟实验室场景的设计。该实验室系统模拟现实中一幢正在建筑的6层楼房的场景，每层楼走廊左右各有3个房间，共6个房间。在走廊的尽头有个小储藏室，作为楼层配线设备(FD)工作室。一楼的一个房间作为建筑物配线设备(BD)工作室。该场景按照比例还原现实规模，使实验者有身临其境的感觉。

综合布线的器件将已工具栏的形式出现在系统中，包括线槽，线管，网线、电脑、电视、电话模块及面板，管卡，集线器，配线架。使用者可以点击工具栏中的器件在场景中施工。

(三)虚拟实验室功能的设计。在现实综合布线实验中，实验效果情况只能利用AUTOCAD软件制作平面图，无法看到真实线路的走向，信息点的摆放，耗材的使用，布线是否规范等情况。而常规的实验设备不能体现真实建筑物的特点，导致学生在布线中目的性不是很明确。

虚拟实验室模拟了现实场景，只要有布线要求，不论是文字说明的还是平面设计图，实验者都可以模拟布线。线路的走向，信息点的摆放一目了然，系统还封装了多个公式，有关布线器件的使用数量在实验最终的报告里都以电子表格的形式显示。最关键的是学生知道自己在做什么，知道线路为什么这么布，在以后工作中，就不会出现没学过这个知识的想法。系统还封装了多个综合布线工程施工中的规范，实验者在操作中，如果不符合规范，系统也会提示。

四、结束语

由于虚拟现实技术处于起步阶段，虚拟现实技术尚未能普及。随着虚拟现实技术的不断发展和完善，虚拟现实技术作为一个新型的媒体，以其自身强大的教学优势和潜力，将会在教学中得到广泛的应用。

参考文献：

[1]褚志涛.虚拟现实技术略论[J].南京广播电视大学学报,2007,4

[2]王树君.虚拟现实技术及其应用现状研究[J].黑龙江科技信息,2008,26

[3]张莜兰,张微.虚拟实验室的类型及发展趋势[J].计算机应用研究,2004,11

[作者简介]孙虔(1979-)，男，本科，杭州第一技师学院讲师，主要研究方向：虚拟现实技术及数字化校园；黄水萍(1979-)，女，本科，杭州市电子信息职业学校中教一级，主要研究方向：虚拟现实技术及图像图形处理。