三維虛擬仿真定制開發解決方案

一、方案背景

虛擬仿真實驗教學是高等教育信息化建設和實驗教學示范中心建設的重要內容,是學科專業與信息技術深度融合的產物。培養學生動手能力、創新能力和綜合素質,有效的實驗教學是從理論走向實踐的一種卓有成效的教育模式,深化實驗教學改革、加強實踐教學環節是國家實施“素質教育”和高等教育“質量工程”、全面提高教育質量的重要環節。

在實際的教學工作中,很多實驗和實訓都有一定的限制,導致學生無法將課堂上學到的理論知識與實際相結合,例如:

真實無法開展、高危險和環境污染嚴重:危險高壓電環境、化學實驗的危險性和污染性、建筑工地等。

成本高、資源消耗大:操作不熟練導致精密設備損壞、動物及人體的解剖的實訓資源需求量無法滿足、昂貴的能源及實驗原材料的損耗等。

大型綜合實驗實訓:核電站內部無法進入、礦山和礦井的工作環境、大型且綜合的實訓等。

北京潤尼爾的三維虛擬仿真定制開發技術,可以徹底打破這些限制。

二、方案目標

針對高校實際實驗教學中涉及高危或極端的環境,不可及或不可逆的操作,高成本、高消耗、大型或綜合訓練等實驗,潤尼爾采用Unity3d三維仿真技術模擬真實的實驗環境,讓用戶在虛擬的三維環境下進行實驗和實訓練習,使用信息網絡技術對用戶進行實驗和實訓的數據進行采集,再通過虛擬仿真實驗教學管理平臺進行實驗課程安排和實驗效果的考察,從而可以解決實際實驗存在的問題。

三、方案優勢

團隊優勢

北京潤尼爾依托北京郵電大學,組建國內一流的管理團隊和技術研發團隊,擁有優秀教育背景與多年豐富實踐經驗的研發人員、優秀的咨詢人員與技術服務人員。

技術優勢

擁有全平臺的三維仿真定制開發的解決方案,在軟件及平臺的技術上,可以針對客戶需求實現高度定制開發和高效快速的安裝部署。

1、多平臺,發布平臺包括:Windows、Mac、Android、IOS和Web等,可實現C/S、B/S和手機版等的多架構發布。

2、三維技術,在三維建模和美術設計方面具有多年的經驗,可以快速制作出高質量、逼真的三維仿真工具、儀器和三維仿真場景。

3、交互技術,采用的先進的三維仿真開發技術來為三維仿真添加交互功能。通過三維引擎來模擬真實實驗室的實驗環境和實訓場地。通過物理引擎來模擬真實的環境中的物體之間相互作用,如:重力和碰撞等。通過粒子系統來模擬真實環境中的特效,如:火、雨雪和煙霧等。從而實現三維虛擬仿真定制開發。

4、管理平臺技術,三維虛擬仿真定制開發的產品可以與潤尼爾開發的虛擬仿真實驗教學管理平臺完美無縫集成,平臺提供了全方位的虛擬實驗教學輔助功能,包括:中心門戶網站、實驗教務管理、實驗教學管理、實驗前理論知識學習、實驗過程智能指導、實驗結果自動批改、實驗報告提交、實驗室開放預約管理、互動交流通知系統、系統管理等功能,同時該平臺可擴展集成第三方的虛擬實驗課程資源或自建課程資源,為各類院校虛擬實驗教學環境提供服務并進行相應的應用。

5、定制流程,擁有標準化的三維虛擬仿真實驗定制開發流程,從定制意向到簽約啟動以及最后的產品驗收,都有標準的流程制度和相關專業人員為客戶提供服務,使客戶隨時知悉項目的進展和完成情況。基本流程如下:

四、典型部分案例

東北師范大學-生命科學學院

2013年8月我公司為東北師范大學生物學虛擬仿真實驗教學中心量身定制開發了中心門戶網站、虛擬仿真實驗教學管理平臺以及三維虛擬仿真實訓案例《長白山地區的鳥類多樣性研究》,案例的目的在于讓使用者認識和學習各種鳥類,包括外貌形態、生活習性、叫聲等。教師可以設置需要調查和學習的長白山地區的樣線,以達到教學的目的,可謂花最少的時間和最少的精力達到最好的教學效果。實驗用三維仿真技術高逼真度的模擬還原長白山地區的地容地貌以及鳥類的外貌形態、生活習性和叫聲等,可以使學生猶如身臨其境般進行《長白山地區鳥類多樣性研究》實驗,從而節省了教學時間和教學資源,提高了教學效果。

目前該中心已獲得2013年國家級虛擬仿真實驗教學中心稱號。

東北師范大學生物學虛擬仿真實驗教學中心門戶網站

調查樣線入口

鳥的知識學習與考核

♦天津大學-電氣工程與自動化學院

2015年7月,我公司為天津大學電氣工程與自動化虛擬仿真實驗教學中心量身定制了中心門戶網站、虛擬仿真實驗教學管理平臺以及一系列三維虛擬仿真實驗教學資源。三維虛擬仿真實驗教學資源包含:10 kV開關柜的局部放電測量;PTFE絕緣管型母線的局部放電測量;XLPE電力電纜的局部放電測量;氣水兩相流流態觀測與控制;油水兩相流流態觀測與控制;繼電保護裝置整定及電力系統故障特征分析虛擬仿真實驗。
通過模擬的實驗教學環境解決了實際實驗操縱中的高危性,和實驗設備稀缺性兩大問題,大大提升了學生對實驗設備的了解度,和設備使用方式的熟識度。

目前該中心已獲得2015年國家級虛擬仿真實驗教學中心稱號。

天津大學電氣工程與自動化虛擬仿真實驗教學中心門戶

量身定制開發的油水兩相流流態觀測與控制虛擬仿真實驗

量身定制開發的電力系統故障特征分析虛擬仿真實驗

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