三维仿真模拟训练系统
1. 系统总体介绍
系统采用3D引擎对装备进行仿真模拟训练，实现士兵可以在仿真系统中进行装备模拟，训练,同时也可以不同的地方进行组织实施考试任务。
总体设计思路：
?仿真
提高现有装备的仿真度，实行模拟真实环境的仿真训练模拟工作。仿真模拟主要实
现步骤模拟，不包含物理以及参数仿真，总体实现模型的高度仿真工作。
?步骤训练
对于仿真模拟主要实现装备的按照步骤操作，模型作出相应动画显示，对于操作错
误或异常的步骤应不予执行，并给与必要的提示。
?核心功能
装备介绍：实现模型三维展示，并显示出装备的参数性能等信息。
装备训练：通过登录系统士兵可以实现对装备的仿真模拟训练，并对操作步骤进行
提示，使得士兵可以快速掌握装备操作步骤以及要领等信息，并对培训结果进行评
分。
考试：系统可以与原有考试系统接口，进行集中考试任务，并把考试评价结果输
入到考试系统中。
2. 主要功能介绍
2.1. 基础功能
2.1.1 装备信息展示
（同上介绍）
2.1.1 装备训练模拟
（同上介绍）
训练的结果需要传入到原有考试系统中
2.2. 3D网上考试训练
?可以远程组织几个不同地方的人员进行同时考试
?可以组织一个地方进行集体考试。
?考试远程实时监控
?可以对考试中某一个人员的画面进行实时监控
?可以对考试或者训练人员进行全局监控（考试时间，当前状态，实
时分数等）
?管理中心可以对不同地方的考试状况进行数据实时监控
2.3. 考核统计分析
?实时考试分数显示
?自动考试数据记录
?自动考试分数统计功能
3. 需要扩充的技术部分
1. 选用什么引擎，直接成本，人员投入成本，风险，以及效果。
2. 不同方案（提供一个开源，和虚幻引擎）的方案说明
3. 系统开发人员，以及时间进度节点。
4. 开发以及实施过程中使用的工具以及成本
5. 系统结构
（系统分布较广，会在四川各地实施，各个地方直接有局域网连接，成都为管理中心，其他地方为分中心。但是管理中心出现故障的时候，需要分中心也能正常使用）
根据需求描述情况，将软件定义为拥有3D场景软件。
为了能够节省开发时间和较好的画质效果，建议使用3D引擎进行制作。
方案一：
OGRE（Object-Oriented Graphics Rendering Engine，即：面向对象图形渲染引擎）是一个用C++开发的面向场景、非常灵活的3D引擎，它旨在让开发人员更容易、更直接地利用硬件加速的3D图形系统开发应用。这个类库隐藏了底层系统库（如：Direct3D和OpenGL）的所有细节，提供了一个基于世界对象和其他直观类的接口。
OGRE是一套开源引擎，这意味着你可以免费使用这套引擎进行开发。同时拥有比较成熟的社区以及开发说明文档。这很有利于解决开发中遇到一切问题。在人员配置方面，OGRE引擎的使用思路比较清晰。根据需求具备2-3人进行代码实现较好。
在渲染效果方面，OGRE只能属于一般。
方案二：
虚幻3引擎（Unreal Engine 3）又称虚幻引擎3，是一套为DirectX 9/10 PC、Xbox 360、PlayStation 3平台准备的完整的游戏开发构架，提供大量的核心技术阵列，内容编辑工具，支持高端开发团队的基础项目建设。虚幻3引擎的所有编写观念都是为了更加容易的内容制作和编程的开发，为了让所有的美术开发人员能够牵扯到最少程序开发内容的情况下使用抽象程序助手来自由创建虚拟环境，以及提供程序编写者高效率的模块和可扩展的开发构架用来创建，测试，和完成各种类型的游戏制作。
虚幻3引擎一套商业引擎，需要得到授权才能用于商业开发。授权费用由于是属于授权保密范畴内，没有找到参考的金额。不过此费用相当的昂贵。虚幻3引擎也提供了UDK版本，此版本在5万美元以下金额收入可免费使用，但是不提供引擎源码。同时由于此引擎在国内使用者较少，相关解决问题的方案以及一
些使用参考资料很少。不太利于没有使用此引擎开发的新团队使用。而且在人员选择上
医学护理虚拟仿真系统 1.产科护理虚拟仿真软件 1）四步触诊：可以完整、清楚地展示四步触诊的步骤，从多个模式、多个方位对操作步骤逐一进行观看，例如，在透视模式下可以显示出子宫内胎儿情况。 2）平产接生：从接产前准备到接产步骤：完整、清楚地展示平产接生的步骤，从多个模式、多个方位对操作步骤逐一进行观看，例如，可以通过三维交互操作，身临其境地练习接生手法。 3）人工流产：完整、清楚地展示人工流产的操作步骤，从多个模式、多个方位对操作步骤逐一进行观看，例如，在剖视模式下可以直观显示出器械在阴道和子宫内部的具体情况。 4）影响产妇的四个因素：可以完整、清楚地展示产力（子宫收缩力、腹壁肌及膈肌收缩力、肛提肌收缩力），产道，胎儿的相互关系，从多种模式、多个方位观看相关肌肉收缩情况。
5）臀位助产：完整、清楚地展示臀位助产的操作步骤，从多个模式、多个方位对操作步骤逐一进行观看，例如，在透视模式下可以显示出胎儿与子宫的变化关系。 6）分娩机制：在原理模式下，可以清楚了解每个步骤胎头各相应径线和骨盆入口平面、中骨盆平面及出口平面的相互关系。可以观察到胎头的前囟门和后囟门。 2.基础护理三维仿真软件 1）心肺复苏：可以完整、清楚、准确地展示心肺复苏的步骤，从多个模式、多个方位对操作步骤逐一进行观看，例如，可以在三维透视模式下显示病人心肺内部三维结构的变化情况。
2）留置导尿术：通过三维泌尿系统和导尿管真实模拟出导尿管在尿道内的位置关系和运动反馈；例如，可以在透视和剖视模式下观看导尿管通过尿道的过程。 3）静脉输液：可以完整、清楚、准确地展示对患者的评估核对，七步洗手法洗手，戴口罩，用物准备，操作过程。可以从多个方位观看如何选静脉，如何持针、如何插针，如何固定，如何拔针等，例如可以在三维透视模式下查看静脉内部结构，针头与静脉的位置关系等。 4）鼻饲法：通过三维消化系统和导管真实模拟出导管在体内的位置距离，吞咽时食道的变化，误插入管，患者出现的咳嗽、呼吸困难、发绀的症状；例如，可以在透视和剖视模式下观看口腔和食道内的插管过程。 福建水立方三维数字科技有限公司是一家专注于虚拟仿真/VR/AR/MR技术在医学护理领域应用软件及系统的研发和推广的高新技术企业。公司专注于助产、护理、基础医学、中医学等医学三维虚拟仿真技术的研发。公司的主要产品（服务）包括：提供VR虚拟现实系统、MR/AR系统、3D交互墙、大型Cave系统等解决方案，构建实验教学平台、微创手术系统、教育培训系统、虚拟仿真平台。 公司为福建省高新技术企业，也是目前国内首家的集VR/AR临床医学培训+解决方案+平台建设于一体的高新技术企业。“公司自成立以来，已相继研发出"
三维建模及运动仿真 Pro/Engineer 软件集产品的三维造型设计、加工、分析、仿真及绘图等功能于一体，是一套使用方便、参数化造型精确的软件，其强大的造型功能及仿真分析功能受到众多工程人员的青睐。本节将采用Pro/E 软件，完成少齿数齿轮传动机构中所有零件的参数化建模，并对少齿数齿轮减速器进行虚拟装配，在此基础上，对传动机构进行运动仿真。 3.1 齿轮的参数化建模 3.1.1 零件分析 齿轮建模的操作步骤如下： (1)添加齿轮设计参数 (2)添加齿轮关系式 (3)创建齿轮的齿廓曲线 (4)创建螺旋线方程 (5)实体生成： 1)创建螺旋线线方程 2)）拉伸 3)）阵列 3.1.2 绘制齿轮 (1)新建文件： 启动PROE Wildfire4.0，单击工具栏新建工具，或单击菜单“文件/新建”。出现如图3.1所示对话框。选择系统默认“零件”，子类型“实体”方式，“名称”栏中输入“canshuhuachilun ”，同时注意关闭“使用缺省模板”。选择公制模板mmns-part-solid ，如图3.2所示，然后单击“确定”。 (2)创建齿轮程序。 选择菜单栏“工具/程序”命令，出现如图3.3所示对话框。单击“编辑设计”， 依次添加齿轮设计参数及初始值，添加完毕单击“确定”。选择工具菜单“工具/程序”命令，出现如图3.4信息窗口，在其中输入程序如下： Y0=(1/4)*PI*MT+XT*MT*TAN(α t) Xc=(HANX+CNX-XN)*MN-ρ
Yc=(1/4)*PI*MT+HANX*MN*TAN(αt)+ρ*COS(αt) (3)添加齿轮四个圆的关系式。 1)选择“插入/模型基准/ 草绘”特征工具，或单击工具栏 草绘命令，出现如图3.5所示对话框。单击“草绘”确认，进入二维草绘模式如图3.6所示。
三维仿真火灾场景复原系统 产品简介 三维仿真火灾场景复原系统实现三维仿真地理信息数据与消防专题信息无缝整合，是由三维数字化图形仿真软件和360°全自动机器人拍摄系统组成。是北京金视和科技股份有限公司集十几年来图形图像和三维仿真领域的尖端科研成果，并结合多年来对消防系统的调研数据进行定制化开发的解决方案。在产品开发过程中，公司聘请多位火灾现场勘查技术专家作为技术顾问团队，通过全国各地消防部门对火灾事故现场模拟复原分析系统多年的使用意见和反馈信息，不断将产品完善改进至今。 开发背景 为减少人员伤亡、财产损失，提高在特殊火灾和灾害事故处置行动中的成功率，除了加强消防队伍建设和装备建设，更重要的是加强培训基地和模拟训练设施建设，推动训练手段的模拟化和训练场地的基地化。因此很有必要建设一套能逼真地模拟真实火灾环境的消防训练系统。适用于火灾事故现场全景重建、三维重建、现场痕迹物证提取和保存、现场图像绘制以及火灾事故过程分析等环节的规范操作，满足了消防系统对于火灾事故现场绘图、现场三维重建和火灾事故过程模拟分析等标准化工作流程的需求。 产品特点 1、案发现场360度全景数据全自动采集 可以将案发现场图像最终以360°全景图像的形式呈现，并且全景图像中无拼缝或拼接瑕疵。同时在全景中具有方位罗盘定向功能，来确定方向或导航。 2、可结合地理信息系统全方位呈现案发现场 可结合案发现场的地图信息（谷歌地图和百度地图等地图信息系统），同时还可将案发现场全景图与之相关联，全方位呈现案发现场。 3、鼠标拖拽创建逼真的人物动画模拟 三维人物和车辆模型可以简单的创建过程动画模拟，动画创建过程简单快捷，用鼠标右键拖拽来设定人物动作路径，并且结合丰富的人物动作资源，来创建逼真的人物动画。在创建多个人物动画时，多个人物可以实时联动。
三维人体动态计算机模拟及仿真系统 (一)LifeMOD生物力学数字仿真软件 1.简介 LifeMOD 生物力学数字仿真软件是在 MSC.ADAMS 基础上,进行二次开发，用以研究人体生物力学特征的数字仿真软件，是当今最先进、最完整的人体仿真软件。LifeMOD 生物力学数字仿真软件可用于建立任何生物系统的生物力学模型。这种仿真技术可使研究人员建立各种各样的人体生物力学模型，模拟和仿真人体的运动，并深入地了解人体动作背后的力学特性以及动作技能控制规律。 鉴于LifeMOD 生物力学数字仿真软件的强大功能，它成功地应用于生物力学、工程学、康复医学等多个领域。 2.厂商 美国BRG(Biomechanics Research Group)公司具有超过20年的与世界顶级研究机构和商业机构的成功合作历史，包括体育器材生产商、整形外科、人体损伤研究机构、高校和研究院所、政府机构、医疗器械生产商以及空间技术研究机构，在生物力学、工程学、康复医学等许多行业中有卓越的名誉。 3.型号 LifeMOD 2008.0.0 4.功能 LifeMOD 生物力学数字仿真软件的功能强大、先进而且普遍适用。 LifeMOD 生物力学数字仿真软件可用于建立任何生物系统的生物力学模型。这种仿真技术可使研究人员建立各种各样的人体生物力学模型；这些模型既能够再现现实的人体运动，也能够按照研究者的意愿预测非现实的人体运动；通过人体动作的模拟和仿真，计算出人体在运动过程中的运动学和动力学数据，从而使研究者能够深入地了解人体动作背后的力学特性以及动作技能控制规律。
在体育领域，利用LifeMOD的个性化建模和强大的计算能力，不但可以将运动员的比赛和训练情况进行再现并分析运动学、动力学特征，而且能够根据运动员各自的生理特征来进行不同情况的仿真，进行优化分析，进而达到优化运动员技术的目的，从而指导和帮助运动训练。 5.软件特性 LifeMOD 生物力学数字仿真软件是创建成熟、可信的人体模型的工具。它具有以下特性： ●快速生成人体模型。能在不到一分钟的时间里完成人体模型的创建。 ●完整的骨骼/皮肤/肌肉模型。具有骨骼、皮肤、肌肉的人体模型与受试 对象是成比例的。 ●可根据研究需要，建立不同精度的人体模型。（简单的是19环节18关 节，复杂的根据研究的精度要求完善） ●多个互相作用的模型共存。同一环境下，能够有6个模型共存，模型能 够与环境、器械以及彼此间相互作用完成动作。
电力电子虚拟仿真教学实验平台 实验室建设背景 目前的高等教育中，越来越强调对学生实践能力的培养，实验教育成为理工科教育的一个至关重要的环节。然而，随着各学科实验项目和学生人数的增多，传统的电气实验室和实验仪器数量很难满足学生的需求，在教学和学生使用上的不便之处也慢慢凸现出来。如何解决传统实验教学资源分配不足、实验方式过于刻板、实验器材维护费时费力、实验内容固定难以拓展等问题，是目前新工科建设、课程改革内容中一个讨论的热点。 在对创新型实验建设的需求日益明确之际，仿真实验教学的概念开始成为学校关注的重点。仿真教学实验是一种基于软件技术构建的虚拟实验教学系统，是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化，为开设各种专业实验课程提供了全新的教学与科研环境。因此建设仿真实验室可以与实物实验室互补，它除了可以辅助高校的科研工作，在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点。近年来，国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些高科技的仿真实验室。 远宽解决方案 远宽能源除了将仿真技术应用于科研与工业测试，也率先将该技术引入到了教学实验室建设中。对于不同的实验内容与实验类型，远宽能源提出了如下的仿真实验建设的解决方案：实时仿真实验和远程虚拟仿真实验。
1. 实时仿真实验 远宽能源将先进的FPGA小步长实时仿真技术应用到教学实验室建设中，小步长实时仿真技术使它能够覆盖电力电子、电机驱动、新能源等多个电力电子相关应用的创新教学实验以及研究的需求。基于图形化系统建模，模型一键下载，无需FPGA编程编译，大大增强了产品的易用性；同时实验平台还配置了硬件控制器（TI的DSP或者NI的GPIC），和仿真器构成完整的闭环系统。实时仿真实验系统如下图所示：
《三维虚拟仿真》课程教学大纲 课程编号：（暂可不写） 课程名称：三维虚拟仿真 总学时数和学分：本课程计划144学时，8学分 实验或上机学时：108学时 先修及后续课程要求： 先修课程： 1. 3ds max基础：要求学生了解3ds max各个功能模块和基本制作流程。掌握常用工具及简单模型的制作方法、掌握基础灯光、材质的调节方法。 2. 图形图像处理PS：要求掌握常用工具的使用方法，把握图层、蒙版、图层样式以及图层叠加方式的作用和意义，熟练掌握调色工具及滤镜的使用，深入理解通道的作用。 后续课程：《工作室实训》、《毕业设计》 （说明部分） 1.课程性质 三维虚拟仿真是利用计算机图形学技术，在计算机中对真实的客观世界进行逼真的模拟再现。通过利用传感器技术等辅助技术手段，让用户在虚拟空间中有身临其境之感，能与虚拟世界的对象进行相互作用且得到自然的反馈，并让人产生构想。本课程通过3ds max软件强大的三维图像技术制作出逼真的虚拟空间环境，再通过VRP平台加入交互功能，从而形成一种超现实的虚拟体验。本课程主要解决如
何生成具有真实感的虚拟空间，通过3ds max的建模工具创建场景模型，通过材质贴图以及灯光的综合应用模拟自然世界的真实质感及光影效果，再通过渲染设置调节出最终效果。最后使用贴图烘焙的方式将最终渲染效果转为贴图贴回场景，并导入到VRP中进行交互式制作。本课程是一门综合性学科，与其相关的学科种类繁多，如计算机视觉、数字图像处理、模式识别、人工智能、计算机网络、科学计算可视化、输入输出设备、人机交互、自动化控制、生理学、心理学等，其与虚拟现实都有十分紧密的联系。本课程重点在于如何在计算机中生成虚拟环境并通过VRP平台将其转化为具有交互功能的空间环境。其中需要大量的实践决定了本课程主要以技法为主，并兼顾理论的学习。能制作出完整、真实的交互式虚拟场景是本课程的最终教学目的。 2.教学目标及意义 本门课教学目标在于使学生在熟练地掌握3ds max软件的基础之上系统的学习VRP交互式平台软件。在熟练掌握模型创建、材质贴图的赋予、灯光布光方案及调节方法的基础上，创建出具有沉浸感与交互性的虚拟现实作品。借助本系强大的工作室电脑硬件及所购的20节点VRP软件可以进行大型场景的虚拟现实作品表现。使学生在校园里就能拥有公司级别的制作条件，为优秀作品的制作提供了先决条件，并使学生在实战训练中提高其市场竞争力，为进军这一新兴行业奠定坚实的基础。 3.教学内容及教学要求 一、场景模型的创建。（50学时）
《生产系统仿真》教学大纲2014-2015学年第2学期 课程名称《生产系统仿真》任课老师李成松 工作单位机电学院
《生产系统仿真》教学大纲 课程编号： 开课学期：2014-2015学年第2学期 课程总学时：32学时 实习周（天）数：0 学分：2 一、教学对象： 《生产系统仿真》课程为工业工程专业的学科主干课程。适用于工业工程专业研究生。 二、教学目的 《生产系统仿真》是工业工程专业的重要的学科核心课程之一，是为培养工业工程人才适应制造型企业生产系统的规划、布置和改善的需要而设置的，通过本课程的学习使学生了解近年来国内外在制造系统规划设计领域的研究成果，结合现代企业的实际，把制造工艺与物流分析融为一体，围绕生产车间的设施规划，培养学生对复杂系统的定性和定量分析、规划、设汁和仿真分析的能力。 学完本课程后，学生要能够：了解生产系统仿真的定义及主要内容；理解生产系统仿真的核心理念和基本原则；掌握生产系统设计流程，能够应用工艺设计及工作研究、工位设计 物料搬运系统设计等技术对企业内生产系统并进行系统设计，能够对设计方案进行建模仿真并做出优化。 以制造型生产企业为核心，阐述了离散事件建模与仿真技术在生产企业分析中的应用原理和方法，旨在使学生对计算机仿真技术在生产系统的研究和分析方法上有一个正确的认识。首先说明了计算机仿真技术在生产系统分析中的作用和原理，然后针对生产系统组成的基本元素进行了建模方法的讨论，接着介绍了仿真输入、输出和系统评价的方法，最后系统地介绍了一个生产系统的仿真和分析实例。全书介绍了Flexsim离散事件仿真软件。
教学目的： 本课程是工业工程专业学生的专业课，是面向工程实际的应用型课程。学生通过本课程的学习能够初步运用仿真技术来发现生产系统中的关键问题，并通过改进措施的实现，提高生产能力和生产效率。 教学方法： 本课程内容包括课堂理论教学和上机仿真操作两部分组成。理论教学采用黑板板书和多媒体课件相结合的教学方法。通过理论分析和例题讲解，使学生牢固掌握基本概念、基本理论、和基本分析方法。通过上机操作，掌握Flexsim仿真软件基本的使用方法。总的要求为： 1、了解生产系统仿真模型的建立思路和仿真步骤； 2、掌握生产系统建模与仿真所需的数学基础知识； 3、掌握各类生产系统仿真的程序设计方法； 4、了解生产系统仿真经过分析方法。 各章教学要求及要点 第一章概论 课时分配：2课时 教学要求： 对系统、生产系统、系统模型等概念有一个比较清晰的理解。基本要求有： 1、了解系统和生产系统的概念及其组成； 2、掌握系统模型和系统仿真的概念及系统仿真的若干术语； 3、了解系统的各种分类方法； 4、了解系统建模和仿真的步骤。 教学内容： 第一节引言 第二节生产系统建模与仿真的基本概念 一、系统。 二、系统模型。 三、系统仿真。 四、系统仿真的若干术语。 五、系统举例。 六、系统仿真的类型。 七、连续系统与离散系统的区别。
三维人体动态计算机模拟及仿真系统 (一) LifeMOD生物力学数字仿真软件 1. 简介 LifeMOD 生物力学数字仿真软件是在 MSC.ADAMS 基础上,进行二次开发，用以研究人体生物力学特征的数字仿真软件，是当今最先进、最完整的人体仿真软件。LifeMOD 生物力学数字仿真软件可用于建立任何生物系统的生物力学模型。这种仿真技术可使研究人员建立各种各样的人体生物力学模型，模拟和仿真人体的运动，并深入地了解人体动作背后的力学特性以及动作技能控制规律。鉴于LifeMOD 生物力学数字仿真软件的强大功能，它成功地应用于生物力学、工程学、康复医学等多个领域。 2. 厂商 美国BRG(Biomechanics Research Group)公司具有超过20年的与世界顶级研究机构和商业机构的成功合作历史，包括体育器材生产商、整形外科、人体损伤研究机构、高校和研究院所、政府机构、医疗器械生产商以及空间技术研究机构，在生物力学、工程学、康复医学等许多行业中有卓越的名誉。 3. 型号 LifeMOD 2008.0.0 4. 功能 LifeMOD 生物力学数字仿真软件的功能强大、先进而且普遍适用。 LifeMOD 生物力学数字仿真软件可用于建立任何生物系统的生物力学模型。这种仿真技术可使研究人员建立各种各样的人体生物力学模型；这些模型既能够再现现实的人体运动，也能够按照研究者的意愿预测非现实的人体运动；通过人体动作的模拟和仿真，计算出人体在运动过程中的运动学和动力学数据，从而使研究者能够深入地了解人体动作背后的力学特性以及动作技能控制规律。 在体育领域，利用LifeMOD的个性化建模和强大的计算能力，不但可以将运动员的比赛和训练情况进行再现并分析运动学、动力学特征，而且能够根据运动员各自的生理特征来进行不同情况的仿真，进行优化分析，进而达到优化运动员技术的目的，从而指导和帮助运动训练。 5. 软件特性 LifeMOD 生物力学数字仿真软件是创建成熟、可信的人体模型的工具。它具有以下特性： ● 快速生成人体模型。能在不到一分钟的时间里完成人体模型的创建。● 完整的骨骼/皮肤/肌肉模型。具有骨骼、皮肤、肌肉的人体模型与受试 对象是成比例的。 ● 可根据研究需要，建立不同精度的人体模型。（简单的是19环节18关
（VR虚拟现实）虚拟仿真实训系统解决方案
大娱号 虚拟仿真实训系统解决方案VSTATIONHD（V1.0）
前言 近年来,由于信息技术的快速发展与国家教育部门的大力提倡,虚拟仿真实训在高职教育中开始得到广泛的应用,成为实训教学重要的组成部分和提高教学质量的重要手段。虚拟仿真技术是将多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息技术进行集成,构建一个与现实世界的物体和环境相同或相似的虚拟教学环境,并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体,构成一个虚拟仿真教学系统。虚拟仿真教学技术以提高学生的技能水平为核心,具有多感知性、沉浸性、交互性、构想性等特点。这些特点有益于教师的实训教学和学生专业核心技能的训练,为解决职业教育面临的实训难、实习难和就业难等问题开辟了一条新思路。目前,高职院校很多专业,如外语教学、旅游专业、数控技术、焊接技术、机电技术、食品加工、服装设计等专业都引入了虚拟仿真实训教学方式。虚拟仿真实训教学，已经逐渐成为高职院校教学变革的一种有效手段。
目录 前言2 一、总体需求分析4 1．1 “情景”的定义：4 1．2 为什么要在教学中使用“虚拟仿真实训系统”？5 1．3 根据教学建设，用户需求归纳如下：6 二、设计原则7 三、大娱号虚拟仿真实训系统概述8 四、大娱号虚拟仿真实训系统系统运行原理示意图：10 五、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点11 六、与教材同步完备的虚拟场景库16 七、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点18 八、大娱号虚拟仿真实训系统配置与指标19 九、系统技术支持及服务21
一、总体需求分析 通过运用学语言，已经为越来越多的教师认同。学习者必须通过“用语言”才能真正掌握语言。 让学生置身于真实的交际情景中，让学生使用语言进行交际。而真正的交际应该是互动的。当一方发出信息后，另一方根据上下文进行意义协商，作出反馈，他可以表示支持、进行反驳或提出疑问，然后接受方对反馈意见再进行意义协商，作出回应，双方如此反复交流，形成互动。互动是“交际的核心”。 语言课堂就是一个充满“交流和互动”的场所。在课堂教学中，这种互动不仅包括师生互动和生生之间互动，还应该包括教材，因为课堂上的师生互动和生生互动都是基于一定教材展开的。“大娱号”虚拟仿真实训系统能够在教材与师生之间搭起一座互动教学的桥梁。 使用“虚拟仿真实训系统”在互动教学的设计和组织上突出情景性、实训性和互动性，力求三者有机结合。 1．1“情景”的定义： 情景指的是具体场合的情形或景象。在教学过程中引入或创设生动具体的场景，有利于学生进行意义建构使其产生交际的动机。“大娱号”虚拟仿真实训系统所提供的虚拟场景可以提供直观生动的形象，通过大屏或投影再现学生在虚拟场景中的表演，可以让学生通过视觉和听觉去感受场景，产生想象和联想，激发学生的学习兴趣。参与表演的学生可以身临其境的学语言，使用虚拟仿真实训系统教学,学生觉得有话可说，有戏可演，可以
大娱号 虚拟仿真实训系统解决方案 VSTATION HD（V1.0）
前言 近年来,由于信息技术的快速发展与国家教育部门的大力提倡,虚拟仿真实训在高职教育中开始得到广泛的应用,成为实训教学重要的组成部分和提高教学质量的重要手段。虚拟仿真技术是将多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息技术进行集成,构建一个与现实世界的物体和环境相同或相似的虚拟教学环境,并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体,构成一个虚拟仿真教学系统。虚拟仿真教学技术以提高学生的技能水平为核心,具有多感知性、沉浸性、交互性、构想性等特点。这些特点有益于教师的实训教学和学生专业核心技能的训练,为解决职业教育面临的实训难、实习难和就业难等问题开辟了一条新思路。目前,高职院校很多专业,如外语教学、旅游专业、数控技术、焊接技术、机电技术、食品加工、服装设计等专业都引入了虚拟仿真实训教学方式。虚拟仿真实训教学，已经逐渐成为高职院校教学变革的一种有效手段。
目录 前言 (2) 一、总体需求分析 (4) 1．1 “情景”的定义： (4) 1．2 为什么要在教学中使用“虚拟仿真实训系统”？ (5) 1．3 根据教学建设，用户需求归纳如下： (6) 二、设计原则 (7) 三、大娱号虚拟仿真实训系统概述 (8) 四、大娱号虚拟仿真实训系统系统运行原理示意图： (10) 五、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点 (11) 六、与教材同步完备的虚拟场景库 (16) 七、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点 (18) 八、大娱号虚拟仿真实训系统配置与指标 (19) 九、系统技术支持及服务 (21)
一、总体需求分析 通过运用学语言，已经为越来越多的教师认同。学习者必须通过“用语言”才能真正掌握语言。 让学生置身于真实的交际情景中，让学生使用语言进行交际。而真正的交际应该是互动的。当一方发出信息后，另一方根据上下文进行意义协商，作出反馈，他可以表示支持、进行反驳或提出疑问，然后接受方对反馈意见再进行意义协商，作出回应，双方如此反复交流，形成互动。互动是“交际的核心”。 语言课堂就是一个充满“交流和互动”的场所。在课堂教学中，这种互动不仅包括师生互动和生生之间互动，还应该包括教材，因为课堂上的师生互动和生生互动都是基于一定教材展开的。“大娱号”虚拟仿真实训系统能够在教材与师生之间搭起一座互动教学的桥梁。 使用“虚拟仿真实训系统”在互动教学的设计和组织上突出情景性、实训性和互动性，力求三者有机结合。 1．1 “情景”的定义： 情景指的是具体场合的情形或景象。在教学过程中引入或创设生动具体的场景，有利于学生进行意义建构使其产生交际的动机。“大娱号”虚拟仿真实训系统所提供的虚拟场景可以提供直观生动的形象，通过大屏或投影再现学生在虚拟场景中的表演，可以让学生通过视觉和听觉去感受场景，产生想象和联想，激发学生的学习兴趣。参与表演的学生可以身临其境的学语言，使用虚拟仿真实训系统教学, 学生觉得有话可说，有戏可演，
消防人员三维仿真模拟培训系统 一、产品简介 消防人员三维仿真模拟培训系统实现三维仿真地理信息数据与消防专题信息无缝整合，是由三维数字化图形仿真软件和360°全自动机器人拍摄系统组成。是北京金视和科技股份有限公司集十几年来图形图像和三维仿真领域的尖端科研成果，并结合多年来对消防系统的调研数据进行定制化开发的解决方案。在产品开发过程中，公司聘请多位火灾现场勘查技术专家作为技术顾问团队，通过全国各地消防部门对火灾事故现场模拟复原分析系统多年的使用意见和反馈信息，不断将产品完善改进至今。 二、开发背景 为减少人员伤亡、财产损失，提高在特殊火灾和灾害事故处置行动中的成功率，除了加强消防队伍建设和装备建设，更重要的是加强培训基地和模拟训练设施建设，推动训练手段的模拟化和训练场地的基地化。因此很有必要建设一套能逼真地模拟真实火灾环境的消防训练系统。适用于火灾事故现场全景重建、三维重建、现场痕迹物证提取和保存、现场图像绘制以及火灾事故过程分析等环节的规范操作，满足了消防系统对于火灾事故现场绘图、现场三维重建和火灾事故过程模拟分析等标准化工作流程的需求。 三、产品特点 1、案发现场360度全景数据全自动采集 可以将案发现场图像最终以360°全景图像的形式呈现，并且全景图像中无拼缝或拼接瑕疵。同时在全景中具有方位罗盘定向功能，来确定方向或导航。 2、可结合地理信息系统全方位呈现案发现场 可结合案发现场的地图信息（谷歌地图和百度地图等地图信息系统），同时还可将案发现场全景图与之相关联，全方位呈现案发现场。 3、鼠标拖拽创建逼真的人物动画模拟 三维人物和车辆模型可以简单的创建过程动画模拟，动画创建过程简单快捷，用鼠标右键拖拽来设定人物动作路径，并且结合丰富的人物动作资源，来创建逼真的人物动画。在创建多个人物动画时，多个人物可以实时联动。 4、海量专业的三维模型资源库（达两万多种三维模型资源） 系统涵盖专业的三维模型资源库，涵盖生活中的所能遇到的室内和室外基本物品，数量在2万种模型以上，可以实时的用鼠标拖拽添加到系统中，并且可以根据现场图像的比例进行旋转，移动和缩放。 5、三维模型与真实现场图像增强现实融合 可以将三维模型资源库中的人物、车辆、物品等模型直接拖拽到全景图中，并且可以对人物和车辆进行动画的创建，基于真实的案发现场图像模拟案发过程。 6、三维立体现场门、窗一键快速自动生成 在三维立体案发现场中可以根据现场实际需要，在创建的墙体上任意添加门和窗，并且可以设定门窗的位置、高度、宽度、数量等。 四、适用人群
第3卷第1期 System Simulation Technology V ol. 3, No.1 中图分类号：TP39 文献标识码：A 基于Arena 的港口泊位三维仿真系统的实现 王永辉，胡青泥，舒宏 (大连理工大学机械工程学院，辽宁，116023) 摘要：本文在三维仿真软件Arena 3DPlayer平台上实现了港口泊位作业系统的三维动画仿真。首先分析了港口泊位作业系统并利用Arena对该系统进行了二维仿真模拟，然后给出该系统在Arena 3DPlayer平台上三维仿真动画的实现过程，最后总结了其中的关键技术。 关键词：港口泊位；Arena；Arena 3DPlayer；三维仿真 Implementation of Berth 3D Animation Simulation System Based on Arena W ANG Yonghui, HU Qingni, SHU Hong (School of Mechanical Engineering, Dalian University of Technology, Liaoning, 116023) Abstract: The paper presents a 3D Simulation model of berth operation system in a container terminal using the Arena 3DPlayer. The author analyzes and models the berth operation system with Rockwell Arena, and animates the model with 2D animation tools, then, the working flow of 3D Simulation is proposed based on Arena 3DPlayer, finally, the key technology of Arena 3D simulation is summarized. Keywords: berth; Arena; Arena 3DPlayer; 3D simulation 1 引言 港口泊位作业过程中存在着许多随机因素，运用系统仿真的方法可以对泊位营运过程进行模拟，通过对仿真输出结果的分析，决策得出在给定的岸线长度条件下，规划合理的泊位数量，用以提高岸线利用率，减少船舶等待时间。 本文利用可视化仿真软件Arena及基于其上开发的Arena 3Dplayer，建立了港口泊位作业系统的仿真模型。该模型具有动画效果和交互功能，可实时演示港口泊位作业系统的服务过程并可以与使用者进行实时交互。2 港口泊位作业系统描述 港口泊位作业系统的服务对象是集装箱船舶，服务设备是港口的所有设施，其中最主要的是供船舶停靠的泊位数量及其装卸设备。 当集装箱船舶到港后,首先需要为其安排泊位，然后再配置相应的装卸设备资源以及堆场空间资源，以便进行装卸作业。由于泊位空间是港口的一种稀缺资源，因此，泊位配置问题是提高集装箱港口效率的关键点之一。 所谓泊位配置问题，就是为到港的集装箱船舶指定适当的位置，供其靠泊作业，以减少船舶的在港时间，提高港口的运作效率。目前，集装箱港口的泊位配置大多是计划人员根据以往经验来安排，
变量叶片泵的Solidwords三维建模及动态仿真 摘要 本次毕业设计课题为变量叶片泵的三维建模及动态仿真，主要是根据变量泵各实际零件尺寸及形状，通过测绘及观察配合关系，分析其工作原理后，运用Solidwords三维建模软件对其进行实体建模。在整个设计过程中，需充分理解变量泵的运动原理，了解其排量和流量的计算形式。清楚变量泵的特点，对各零件的尺寸要精确测量，避免装配时尺寸不当。首先，需要对变量泵实体进行拆卸，在拆卸过程中需记住各配合关系；其次，对拆下的零件进行测量，记下其实际尺寸，并运用三维建模软件进行绘制；然后，将各个零件按照配合关系装配起来，形成装配体；最后，做出实体动画，仿真分析其工作原理，并对其进行说明。单作用变量泵的特点主要是它可以通过改变转子和定子的偏心距来调节泵的流量，使液压系统在工作进给时能量利用合理，效率高，油的温升小。 Abstract The topics for graduate design variables leaves the pump dynamic three-dimensional modeling and simulation, Variables are mainly based on the actual parts of the pump size and shape, through the mapping and observation with, Analysis of its working principles, Solidwords use of its three-dimensional modeling software modeling. Throughout the design process, the need for full understanding of the movement principle of variable pump, aware of their displacement and flow of the calculation. Variable pump clearly the characteristics of the various components to accurately measure the size, to avoid improper assembly at the size. First, the need for variable pump entities to be demolished, the demolition process in line with the need to keep in mind; Secondly, removing the parts were measured, recorded its actual size and use of three-dimensional modeling software rendering; Then, with relations between various parts in accordance with the assembly, formed assembly; Finally, to entities animation, simulation analysis of its working principles, and its description. Single variable pump is the main feature of it by changing the stator and rotor of the eccentricity to regulate the flow of pumps, hydraulic system at work when the feed energy use reasonable, high efficiency, small temperature rise of oil.
数虎图像提供虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解决方案 虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。 随着虚拟实验技术的成熟，人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值，它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。数虎图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师，在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性！ 下面请跟随数虎图像一起，让我们从头开始认识虚拟现实实验室。 【虚拟现实实验室系统组成】： 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键，而要建立一个完整的虚拟现实系统，首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。 数虎图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征，并结合多年的虚拟现实实验室建设经验，最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成： 虚拟现实开发平台： 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台，一般包括两个部分，一是硬件开发平台，即高性能图像生成及处理系统，通常为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站；另一部分为软件开发平台，即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分，负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系
统最基本的物理平台，同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转，与他们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此，虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少，而且至关重要。 虚拟现实显示系统： ·高性能图像生成及处理系统 ·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 在虚拟现实应用系统中，通常有多种显示系统或设备，比如：大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示系统，而虚拟三维投影显示系统则是目前应用最为广泛的系统，因为虚拟现实技术要求应用系统具备沉浸性，而在这些所有的显示系统或设备中，虚拟三维投影显示系统是最能满足这项功能要求的系统，因此，该种系统也最受广大专业仿真用户的欢迎。虚拟三维投影显示系统是目前国际上普遍采用的虚拟现实和视景仿真实现手段和方式，也是一种最典型、最实用、最高级别的投入型虚拟现实显示系统。这些高度逼真三维显示系统的高度临场感和高度参与性最终使参与者真正实现与虚拟空间的信息交流与现实构想。 虚拟现实交互系统 多自由度实时交互是虚拟现实技术最本质的特征和要求之一，也是虚拟现实技术的精髓，离开实时交互，虚拟现实应用将失去其存在的价值和意义，这也是虚拟现实技术与三维动画和多媒体应用的最根本的区别。在虚拟现实交互应用中通常会借助于一些面向特定应用的特殊虚拟外设，它们主要是6自
三维仿真实训系统 一、总体需求 系统主要应用于艺术设计专业课堂教学、项目实训化课程，系统需要给学生提供一个能自由搭配更换的艺术空间的仿真平台，以便于教学中进行不同空间的环境艺术搭配。最终实现艺术设计专业教学和实训的实时化、可视化、仿真化，为艺术设计专业的人才培养模式的创新提供有力的支撑。 二、功能需求 艺术设计空间场景及装饰构件要求：系统具有典型的居住空间和商业空间等场景，系统具有丰富多样的装饰构件，装饰构件涵盖床、沙发、柜子、桌子、椅子、茶几、地毯、灯具、地板、墙纸、窗帘、家电、音响、装饰画、摆件、植物、墙整体壁纸、地面、大门、柱子、吊灯、吊顶、栏杆、沙发、背景墙、电梯、接待台、植物摆件等常见的主要构件类型，以便于教学和实训中进行不同风格的装饰搭配。 三、技术需求 1. 系统采用C/S架构，仿真平台及素材资源均可部署在本机上，能够支持一个班级的学生同时使用。 2. 系统采用开放式设计，空间场景及装饰构件具有良好的可扩展性，可以在后期增加或更换不同风格模型，用户可以定制空间场景及装饰构件。 3. 系统的空间场景及装饰构件均采用3D精细建模制作，所有构件及物品都按实际比例制作构件模型，并且具有空间计算和碰撞检测功能，能够模拟装饰设计过程中对空间场地实际占用情况。 4. 系统具有中文界面简单易用，所有的装饰构件都能够直接点击拖入场景，并且能够及时删除、替换或增加。 5. 系统具有所见即所得的快速呈现功能，能够实时地将装饰搭配的效果直观展现给用户，以便学生在空间装饰搭配时能够及时、准确的把握效果。 6. 系统支持高真实感、高效实时渲染画质。可以利用3dsMax中各种全局光渲染器所生成的光照贴图，使场景具有非常逼真的静态光影效果。 7. 系统具有丰富的脚本库系统，内嵌强大的脚本和函数功能，支持变量和逻辑判断，可对三维场景进行各种控制和交互；脚本支持各类触发方法，支持各种事件触发，包括三维模型和二维按钮的实时点击、弹起、鼠标移入移出。 具体功能与数量见下表：
虚拟仿真虚拟现实实验室解决方案
数虎图像提供虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解 决方案 虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。 随着虚拟实验技术的成熟，人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值，它除了能够辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。数虎图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师，在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性！ 下面请跟随数虎图像一起，让我们从头开始认识虚拟现实实验室。 【虚拟现实实验室系统组成】： 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键，而要建立一个完整的虚拟现实系统，首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。 数虎图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征，并结合多年的虚拟现实实验室建设经验，最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成：
虚拟现实开发平台： 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台，一般包括两个部分，一是硬件开发平台，即高性能图像生成及处理系统，一般为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站；另一部分为软件开发平台，即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分，负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台，同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转，与她们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此，虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少，而且至关重要。 虚拟现实显示系统： ·高性能图像生成及处理系统 ·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 在虚拟现实应用系统中，一般有多种显示系统或设备，比如：大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示
三维仿真模拟训练系统 1.系统总体介绍 系统采用3D引擎对装备进行仿真模拟训练，实现士兵可以在仿真系统中进行装备模拟，训练,同时也可以不同的地方进行组织实施考试任务。 总体设计思路： 仿真 提高现有装备的仿真度，实行模拟真实环境的仿真训练模拟工作。仿真模拟主要实现步骤模拟，不包含物理以及参数仿真，总体实现模型的高度仿真工作。 步骤训练 对于仿真模拟主要实现装备的按照步骤操作，模型作出相应动画显示，对于操作错误或异常的步骤应不予执行，并给与必要的提示。 核心功能 装备介绍：实现模型三维展示，并显示出装备的参数性能等信息。 装备训练：通过登录系统士兵可以实现对装备的仿真模拟训练，并对操作步骤进行提示，使得士兵可以快速掌握装备操作步骤以及要领等信息，并对培训结果进行评分。 考试：系统可以与原有考试系统接口，进行集中考试任务，并把考试评价结果输入到考试系统中。 2.主要功能介绍 2.1.基础功能 2.1.1装备信息展示 （同上介绍）
2.1.1装备训练模拟 （同上介绍） 训练的结果需要传入到原有考试系统中 2.2. 3D网上考试训练 可以远程组织几个不同地方的人员进行同时考试 可以组织一个地方进行集体考试。 考试远程实时监控 可以对考试中某一个人员的画面进行实时监控 可以对考试或者训练人员进行全局监控（考试时间，当前状态，实时分数等） 管理中心可以对不同地方的考试状况进行数据实时监控 2.3.考核统计分析 实时考试分数显示 自动考试数据记录 自动考试分数统计功能 3.需要扩充的技术部分 1.选用什么引擎，直接成本，人员投入成本，风险，以及效果。 2.不同方案（提供一个开源，和虚幻引擎）的方案说明 3.系统开发人员，以及时间进度节点。 4.开发以及实施过程中使用的工具以及成本 5.系统结构
三维虚拟仿真平台 1.概述 三维虚拟仿真平台旨在建设一个具有大范围的海量城市数据一体化管理、无缝三维实时漫游，包容和拓展常规GIS独具特色的空间多媒体信息查询、表示、分析和决策功能的虚拟城市管理信息系统。 近年来，数字省市、数字城镇很快已经成为世界各国发达省市和地区21世纪的发展战略、争先抢占科技、产业和经济的制高点之一。为了加速城市的发展，提高管理水平，需要借助于现代化的科学手段进行城市体系规划与管理。 据目前对我国大部分城市的摸底调查，除少数大、中城市已建立了城市管理信息系统外，而绝大部分地区的空间信息管理手段仍然沿用比较落后的手工操作方式，即便是用一些地理信息系统（GIS）管理着空间数据，但仍停留在简单的二维数据管理、显示的基本功能，分散地、相对独立地和非标准地管理模式，很难进行地域管理的三维综合研究和空间分析，使各级领导部门不可能及时地得到对空间的清晰、直观的认识。 另外，城市规划设计的主要研究对象是城市的体形结构与各个要素，在设计过程中需要进行大量的空间形象思维。同时，在设计中又
应以城市的使用者的感觉为核心，分析城市设计各空间要素之间的关系。传统的城市模型只能获得城市的鸟瞰形象；效果图只能提供静态局部的视觉体验；动画不具备实时的交互性，人是被动的，并且制作周期长。这些传统技术只能实现简单、固定的演示功能，尚不能很好地满足当前城市设计的需要。另外，随着空间范围的扩大，传统的方法也无法胜任空间数据的管理和维护。 同样，在城市中存在大型的港口、工厂、地下管网、人防设施等部门，它们具有地形起伏较大、管网密集、需要精确定位等特点，用传统二维的表示方法很难加以描述和信息管理。 虚拟环境是由计算机生成的，通过视、听、触觉等作用于用户，使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真。从二维地图、沙盘、动画，到虚拟视景仿真是一个合乎人们认识深化和技术发展趋势的必然结果。 2.虚拟城市与仿真技术发展 美国目前已经有50个城市计划建立了“数字虚拟城市”。我国北京、上海、香港、台北、深圳、广州、南海、厦门市等也正在积极筹建之中。普遍认为，3D-GIS、空间视景数据库的建立是建立数字虚拟城市首先要解决的问题。国际上已经专门成立了类似组织，主要为