水利虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺建設(shè)的研究與實(shí)踐

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1、中國觀代孝裝備2010年第19期(總第107期)水乖IJ虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺建設(shè)的研究與實(shí)踐朱達(dá)凱浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院浙江杭州311231摘要：將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用到實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，將越來越受到高職院校實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的關(guān)注和重視?！八摂M仿真實(shí)訓(xùn)平臺”，采用當(dāng)今優(yōu)秀的視景建模軟件MultiGenCreator和實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)軟件Vega，配以sGI高性能圖形工作站，結(jié)合ArcGIS，MicroStation，AutoCAD，構(gòu)建了基本的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺，為高職水利工程專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)提供了可視化的虛擬仿真環(huán)境。關(guān)鍵詞：虛擬仿真；實(shí)訓(xùn)平臺；研究與實(shí)踐職業(yè)教育是以就業(yè)為導(dǎo)向、以技能訓(xùn)練為核心目前，虛擬仿真軟件發(fā)展迅

2、速，且種類較多，本的教育。工學(xué)結(jié)合背景下的實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)的研究和開發(fā)中選用了目前開發(fā)虛擬仿真系統(tǒng)的方法、手段的改革一直是高職教育十分關(guān)注的重要課優(yōu)秀軟件，虛擬建模軟件MultiGenCreator和實(shí)時(shí)視題。當(dāng)前，高職教育的發(fā)展已經(jīng)把虛擬仿真技術(shù)推到景驅(qū)動(dòng)軟件Vega。MultiGenCreator是目前惟一將多前所未有的高度，有專家預(yù)言，虛擬仿真技術(shù)是繼多邊形建模和紋理貼圖、矢量編輯和建模、地貌地形生媒體、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之后，在教育領(lǐng)域內(nèi)最具應(yīng)用前景成集成在一起的3D建模工具，其對3D場景的描述幾乎的“明星”技術(shù)。虛擬仿真技術(shù)具有職業(yè)性與典型成為視景仿真領(lǐng)域的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。MultiG

3、enCreator定性、情境性、過程性、交互性與智能型、趣味性等特義了一種數(shù)據(jù)庫的格式OpenF1ight，數(shù)據(jù)庫采用樹狀征。正因?yàn)槿绱?，教育部《關(guān)于全面提高高等職業(yè)層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織，支持很多視景仿真中的概念，如教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》中明確指出：“要充分利光源、紋理映射，層次細(xì)節(jié)模型(LOD)、3D聲音、自用現(xiàn)代信息技術(shù)，開發(fā)虛擬工廠、虛擬車間、虛擬實(shí)由度、動(dòng)畫序列及模型的實(shí)例化等。驗(yàn)”。種種跡象表明，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)將是今后高Vega是MultiGen—Paradigm公司應(yīng)用于實(shí)時(shí)視景職實(shí)踐性教學(xué)改革的一個(gè)重要發(fā)展方向。仿真、聲音仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域的世界領(lǐng)先的軟件環(huán)境，它將易用的工具

4、和高級仿真功能巧妙地結(jié)合起一、技術(shù)方案來，可以迅速地創(chuàng)建各種實(shí)時(shí)交互的三維環(huán)境，使開虛擬仿真技術(shù)以數(shù)學(xué)理論、相似原理、信息技發(fā)人員可以投入更多的精力在專業(yè)應(yīng)用上。它主要包術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)的專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)，以括兩個(gè)部分，一個(gè)是被稱為Lynx的圖形用戶界面工具計(jì)算機(jī)和各種物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對實(shí)箱，另一個(gè)是基于c語言的應(yīng)用程序接口，即：Vega際的或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)研究的一門綜合技術(shù)。API函數(shù)庫。采用VegaAPI函數(shù)開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)視景仿“水利虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺”主要以水利工程為真系統(tǒng)能顯著提高工作效率，大幅度減少源代碼開發(fā)研究對象，采用當(dāng)今優(yōu)秀的視景建模軟件MultiG

5、en時(shí)間，很容易實(shí)現(xiàn)漫游、縮放、視點(diǎn)切換、碰撞檢Creator和實(shí)時(shí)視景驅(qū)動(dòng)軟件Vega，配以高性能圖形測、地勢追蹤、獲取目標(biāo)信息等功能。工作站，結(jié)合ArcGIS、Microstation、AutoCAD，構(gòu)2．系統(tǒng)開發(fā)流程設(shè)計(jì)成了基本的虛擬仿真工作環(huán)境，以CAD數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)系統(tǒng)開發(fā)流程采用模塊化設(shè)計(jì)思想，將系統(tǒng)劃分行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，形成精確的逼真的三維模型。其核心是為以下9個(gè)部分。通過對水利工程、自然災(zāi)害的仿真，建立三維的、動(dòng)(1)工程數(shù)字幾何建模和水工建筑物部件運(yùn)動(dòng)數(shù)態(tài)的、實(shí)時(shí)的、可視的虛擬仿真環(huán)境。學(xué)建模。1．系統(tǒng)開發(fā)工具的選擇首先，在Mu1tiGenCreator環(huán)境中，根據(jù)一定比例地形圖

6、建立整個(gè)工程的三維地形模型，可采用SiteBuiider3DV1．1．1forArcGIS插件，直接在地收稿日期：2010—04—30理信息系統(tǒng)軟件ArcGIS中生成OpenF1ight格式的地形作者簡介：朱達(dá)凱，副教授，實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)管理中心主任。三維模型，根據(jù)地形的復(fù)雜程度可以對地形采用不同—一、g：彩；Ii}．ME口62010年第19期(總第107期)中圍觀代橢裝備的精度，也可以直接把地形圖轉(zhuǎn)化為Creator可以識仿真系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)由一個(gè)教師站和多個(gè)學(xué)員站組別的USGSDEM，在Creator中直接生成OpenFlight數(shù)據(jù)成。有多個(gè)水利工程典型的單元和典型施工場地布置格式的三維地形模型，

7、再貼上航空影像紋理。然后，系統(tǒng)的仿真模擬軟件，具有管理功能的教師站可以向根據(jù)各種二維和三維CAD設(shè)計(jì)圖，建立相應(yīng)的水工建學(xué)員站發(fā)出面向全部或個(gè)別的操作指令，并能顯示相筑物和工程輔助建筑廠房的真實(shí)尺寸三維幾何數(shù)字模應(yīng)學(xué)生的操作結(jié)果及最終成績，學(xué)生通過人機(jī)對話，型。最后，根據(jù)各種水工建筑物的具體坐標(biāo)位置，進(jìn)達(dá)到熟練完成單元和施工場地布置系統(tǒng)的操作。而教行地形與建筑物模型的拼接。水工建筑物部件運(yùn)動(dòng)數(shù)師通過教師主控制