解決方案

Solution

解決方案

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虛擬演示教學

虛擬現實技術能夠為學生和老師創造逼真的虛擬演示環境以輔助教學,特別是一些教學艱澀難懂或演示成本高昂的學科,VR是非常有力的工具。如物理專業中,虛擬現實技術可以用于解釋某些物理概念,如位置與速度,力量與位移等。建筑與城市規劃學科的教學過程中同樣可以使用虛擬現實技術,利用其沉浸感和互動性強的特點不但能夠給學生帶來強烈、逼真的多感官沖擊,獲得身臨其境的體驗,還可以很方便地對模型和材質進行修改,如改變建筑高度,改變建筑外立面的材質、顏色,改變綠化密度,從而進行比較分析。

如醫學院校的學生可在虛擬實驗室中,進行解剖和各種手術練習。用這項技術,由于不受標本、場地等的限制,其優越性和效果是不可估量和不可比擬的。例如,導管插入動脈的模擬器,可以使學生反復實踐導管插入動脈時的操作;眼睛手術模擬器,根據人眼的前眼結構創造出三維立體圖像,并帶有實時的觸覺反饋,學生利用它可以觀察模擬移去晶狀體的全過程,并觀察到眼睛前部結構的血管、虹膜和鞏膜組織及角膜的透明度等。親身的經歷和感受會比單純的說教更加容易讓學生接受,交互會使得學生的學習得到事半功倍的效果。對學校來講,虛擬現實技術的使用在可以保證教學質量的前提下,使教學成本大規模的降低。

虛擬操作培訓

在“線上+線下”混合式智慧教室功能區,可同時容納45人上課,裝配有LED版沉浸式多人交互教學工具,老師可在線下講授理論知識,對于復雜、難懂、抽象的機械知識,可在線上進行模擬演示,學生通過佩戴智能裝備跟隨老師的視角近距離觀看并與之互動交流,增強學生對知識的理解。

使學生脫離實驗室也可以隨時進行老年護 理學習,大大提高了學習質量,界面友好、實驗指導信息豐富,操作中實時提示相關儀器的名稱、功能、操作方法等信息,指導學生完成實訓內容。

虛擬仿真實驗

虛擬實驗是基于計算機仿真技術構建的虛擬實驗系統。以計算機仿真技術為 核心的生物仿真引擎、處理因素數據庫、虛擬環境界面和虛擬操作等模塊組成, 學生可以進行虛擬操作試驗。

如何讓學生在生物化學與分子生物學實驗中擺脫以往的抽象枯燥且具有一定危險性的實驗環境,巨石暻數碼科技針對目前信息化教學搭建的三維仿真虛擬可視化的虛擬實驗是基于計算機仿真技術的網路化實驗教學系統,包括以計算機仿真技術為核心的生物仿真引擎、處理因素數據庫、虛擬環境界面和網絡化硬件平臺等部分。在計算機系統中建立的虛擬實驗環境使實驗者可以象在真實的環境中一樣運用各種虛擬實驗 器械和設備,對"實驗動物或標本"進行虛擬操作,完成預定實驗。機能學虛擬實驗從功能上包括儀器介紹、手術操作、仿真實驗(真實戰、虛擬實驗)、模擬測試、未知藥物確定和后臺數據管理、用戶管理等模塊教學仿真虛擬實驗室。

虛擬情景模擬

將科學計算過程中或者是計算結果的數據轉換為圖形或圖像,在屏幕上顯示出來并進行交互式處理的技術或方法。對于一些專業性強的學科,如生物教學中復雜的分子結構、火災中的三維體數據以及地震科學中繁雜的地震數據等,傳統的圖像分析技術和二維表現方法很難對其進行識別和度量;而使用虛擬現實技術則可以將計算過程以動態、立體的形式來表現,結果形象生動,用戶可以沉浸在虛擬環境之中,使用自然直觀的方式與虛擬的科學世界交互,大大提高數據解釋水平和推測準確性,加深對科學數據的理解。

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原理展示與功能模擬

虛擬現實技術應用于石油石化行業,打破了傳統工作模式耗時耗力的弊端,降低了特殊行業的高危性和不安全性,為石油化工行業的工作效率提升和可持續發展奠定了基礎。

1、石油化工工藝模擬

將石油煉制等工藝進行三維虛擬可視化展示,如石油油水分離技術三維互動虛擬演示等多種化工工藝流程虛擬演示,將復雜的工藝流程通過非常逼真的形式展示出來,工作人員及用戶能夠一目了然的了解工藝過程,可應用于產品培訓及市場營銷環節。

2、石油裝配操作虛擬培訓

制定專業的石油裝備操作培訓系統,完全真實的模擬石油裝備的操作流程和使用方法,提高教學培訓的可視化程度,更好的培訓技術工人。

3、石油勘探/開采模擬

將石油勘測的探測數據、石油開采的操作及工藝流程以三維可視化的形式表現出來,更加直觀和立體,減少分析與決策的失誤,提高決策準確性。

4、底層資料模擬與展示

將復雜地質圖形三維可視化,工程人員不再需要面對枯燥的單維數據,只需戴上頭盔和數據手套,面對地下構造或圈閉的三維透視圖像,用數據手套操縱虛擬對象,選擇不同的方向和路線進入到構造或圈閉內部做深入的“游覽”。如發現不合理的地方,可以隨時修改,重新進行組合和拼接,以求得與地下油藏更接近。

生產與操作流程培訓

VR技術在電網領域的應用潛力與價值巨大,廣泛應用于電站設計、電網運維檢修、現場施工作業、復雜裝配等方面,可降低培訓成本,降低實操培訓風險,同時提升員工的學習興趣、效率以及創新能力,搭建電力安全生產的VR學堂。

1、變電站檢修培訓

利用虛擬現實技術一比一的還原變電站的實際場景,通過手持設備和視覺感知設備,可以讓工作人員看到哪個環節比較容易出問題,并伴有隨時的解說,告知該如何操作。在這個區域里,也會針對不同的區域進行警示,圍欄的設計、高危區的設計等,能夠很好的幫助變電站檢修人員,增加檢修的學習體驗,增加對設備的親近感。

2、電力安全生產警示教育

將安全生產警示教育虛擬和具體化,主要針對新員工、轉崗員工、違章人員進行培訓,達到警示、教育的目的。

3、輔助輸變電工程設計

通過互聯網+VR交互技術可與三維輔助選線設計進行融合應用,實現沉浸式體驗??蓪F場的三維現場勘測結果、設計影響因子、輸電典型、設備組件三維模型庫呈現在設計人員眼前,并為設計人員提供一種身臨其境的場景環境,協同開展輸電線路設計。

4、電力巡檢

可應用于電表箱檢修和日常巡檢中。

高危事故還原與辨識

眾所周知,高危行業危險系數高,事故發生率也高,財產損失規模大,且短時間內無法恢復。常見有煤礦開采、建設工程施工、高壓線電力維修、危險品生產與儲存、交通運輸、煙花爆竹行業、民用爆破行業等。

利用VR技術將煤礦井下場景360度立體還原,比如:井下采煤設備、井下巷道、運輸系統軌道等等,體驗者可以任意調整角度,仿佛置身礦下,真是的場景模擬,幫助初入煤礦行業的人了解煤礦,幫助體驗者更好的進行安全預案的規劃、部署、警示和學習。

VR高危行業應用是人身體和周圍環境的交互作用中生成的特定結構模式,模擬出了逼真的作業世界或作業時使用的工具物體,自然也會給學員帶來與真實世界趨近的體驗和感受。目前電力設備規模大、種類多、更新快,傳統運行維護需要人工現場巡檢,通過現場查勘,了解故障現象,才可以提出檢修方案。而檢修過程采用紙質記錄,數據關聯性差,不易統計分析,加上專家數量有限,無法較好提供現場協助,不能及時消除設備隱患,運維成本較高。

事故的應急協同演練

VR安全事故演練虛擬仿真軟件,可以模擬各類典型化工事故發生演變過程、事故控制方法及結果等。通過三維仿真及虛擬現實技術全方位最大限度地模擬化工企業的真實現場環境,通過人機交互式的培訓模式,提高安全監管監察人員對化工事故危險性及救援過程的認識,依托培訓考核實訓室進行模擬演示教學。

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設備認知與維護模擬

虛擬現實技術是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統,它利用計算機生成一種模擬環境,是一種多源信息融合的、交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真使用戶沉浸到該環境中。

虛擬現實技術是仿真技術的一個重要方向,是仿真技術與計算機圖形學人機接口技術多媒體技術傳感技術網絡技術等多種技術的集合,是一門富有挑戰性的交叉技術前沿學科和研究領域。虛擬現實技術(VR)主要包括模擬環境、感知、自然技能和傳感設備等方面。模擬環境是由計算機生成的、實時動態的三維立體逼真圖像。感知是指理想的VR應該具有一切人所具有的感知。除計算機圖形技術所生成的視覺感知外,還有聽覺、觸覺、力覺、運動等感知,甚至還包括嗅覺和味覺等,也稱為多感知。自然技能是指人的頭部轉動,眼睛、手勢、或其他人體行為動作,由計算機來處理與參與者的動作相適應的數據,并對用戶的輸入作出實時響應,并分別反饋到用戶的五官。傳感設備是指三維交互設備。

工藝與生產流程仿真

當下,虛擬現實(VR)已在諸多工程機械工業仿真領域得到應用:3D/VR虛擬樣機原型設計,客戶通過VR虛擬現實系統(四度科技VR虛擬現實公司)即可感受產品的性能和功能;沉浸交互式的VR工程機械,使機械虛擬維修和裝配培訓從此簡單高效,并通過VR技術讓企業的營銷展示更加便捷。

有些產品的安裝很復雜,如果用說明書,可能需要很厚很厚一本,但是用虛擬現實進行產品安裝演示,又形象又直觀,只要一張光盤就可以解決問題了。工業仿真可以模擬復雜工業產品各個部件的組合情況,可以將部件打散,按順序流程一一組裝形成完整產品,并可對拆卸組裝的每一階段進行文字、語音說明,方便進行產品的裝卸操作說明或者使用培訓。

虛擬設計與功能模擬

在虛擬環境中,可以建立虛擬的人體模型,借助于跟蹤球、HMD、感覺手套,學生可以很容易了解人體內部各器官結構,這比現有的采用教科書的方式要有效得多。Pieper及Satara等研究者在90年代初基于兩個SGI工作站建立了一個虛擬外科手術訓練器,用于腿部及腹部外科手術模擬。這個虛擬的環境包括虛擬的手術臺與手術燈,虛擬的外科工具(如手術刀、注射器、手術鉗等),虛擬的人體模型與器官等。借助于HMD及感覺手套,使用者可以對虛擬的人體模型進行手術。但該系統有待進一步改進,如需提高環境的真實感,增加網絡功能,使其能同時培訓多個使用者,或可在外地專家的指導下工作等。手術后果預測及改善殘疾人生活狀況,乃至新型藥物的研制等方面,VR技術都有十分重要的意義。

人機工效與性能仿真

作為一項尖端科技,虛擬現實集成了計算機圖形技術、計算機仿真技術、人工智能、傳感技術、顯示技術、網絡并行處理等技術的最新發展成果,是一種由計算機生成的高技術模擬系統,它最早源于美國軍方的作戰模擬系統,九十年代初逐漸為各界所關注并且在商業領域得到了進一步的發展。這種技術的特點在于計算機產生一種人為虛擬的環境,這種虛擬的環境是通過計算機圖形構成的三維數字模型,并編制到計算機中去生成一個以視覺感受為主,也包括聽覺、觸覺的綜合可感知的人工環境,從而使得在視覺上產生一種沉浸于這個環境的感覺,可以直接觀察、操作、觸摸、檢測周圍環境及事物的內在變化,并能與之發生“交互”作用,使人和計算機很好地“融為一體”,給人一種“身臨其境”的感覺。

孿生數字可視化工廠

關于VR,在開始講VR之前我們先來談一下媒體呈現技術的一個演變,實際上這也跟VR有很大的關系。最早在歷史上,媒體的演變是先從文字開始的,文字是最早可記錄的媒體呈現的形態,是一種單一的媒體形態,現在也是用的非常的廣泛。第二種形態就是交互式復合媒體,復合媒體是包括兩種以上形態的媒體技術,我們常用的最多的是視聽媒體,類似電影這樣的技術。第三種媒體形態是多媒體技術,多媒體技術是從計算機發明以后,把視聽相結合產生的一種交互式的復合的媒體,而這種媒體被大家所認識也有幾十年的時間了。

這也就是為什么說VR是一場革命性的媒體,是創業者必須要把握的時代,因為它能夠呈現一個非常逼真的現實!

戴上頭盔之后,通過手持設備實現與三維場景的互動,以自然的方式(頭的轉動、手的運動等)達到近似現實的體驗效果,游戲其中自得其樂。

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知識傳播

虛擬現實技術應用于科普教育和文博領域,為受眾群體提供了多感官體驗的虛擬場景,搭建模擬感知的多維環境,滿足該領域對于信息傳遞的需求,為科技教育和文化領域注入了更多的生命力。進行更為廣泛的知識傳播。

情景模擬
1、古建筑保護與內部展示

基于古建筑保護的目的,很多時候,觀眾只能在圍欄外或者隔著玻璃參觀古建筑內景,收到室內光線和參觀距離的限制,室內陳設模糊不清,往往無法達到理想的參觀效果。虛擬現實技術可以將古建筑群用數字化形式展現給觀眾,讓觀眾零距離觀賞宮殿內部陳設和古建筑原貌,在保護古建筑不被損傷的同時滿足了人們的求知欲。

2、VR科技館

在科技館里,普通民眾可以通過VR技術身臨其境地感受到平常很難接觸和了解到的知識點,例如當地震、海嘯、臺風、火災等危險來臨時,如何防范逃生;對于一些難以理解的科學原理和知識,通過互動體驗,獲得全新感知。

擴展認知

而就移動VR的發展方向而言,未來在應用層面上也將面臨從網絡到終端的VR體驗,在這樣的趨勢下,如何解決延遲問題也成了一項關鍵技術點,顯然華為的網絡解決方案、5G優勢都將成為其布局移動VR的重要棋子。

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醫療教育

人命關天,醫療可以說是VR與各個行業應用相結合中,要求非常嚴謹或者說門檻較高的一個行業。

VR與醫療結合確實有很多想象空間和細分領域,比如虛擬手術培訓、強化臨床診斷、遠程醫療、精神疾病治療,還可以讓家屬及時了解病人情況,有助于構建更好的病患關系等種種可能。

目前VR醫療典型的案例莫過于瑞士公司MindMaze開發的神經康復系統MindMotion Pro——用三維動作追蹤攝像機來協調大腦功能和肢體動作,已經在歐洲市場獲批和上市,并且通過美國FDA批準。

術前診斷

試想一下你是一名醫生,當你進入一個虛擬場景,這個場景竟然是病人的大腦,同時還可以根據自己的需要放大你需要詳細了解到區域,這對于一個醫生來說將是多么的神奇。

目前,3D影像已經成為醫療影像技術的前沿領域。布克的卓越中心已經率先開始用GE掃描設備獲取的影像構筑3D人體解剖模型。醫生能夠運用這一模型對某個特定器官進行針對性觀察,比如觀察冠狀動脈狹窄的情況,此外還可以用3D打印機打印出方便攜帶的器官模型。

臨床研究

提起罕見病,我們已經不再陌生,從2014年的“冰桶挑戰”——漸凍癥,到“瓷娃娃”——成骨不全癥,“玻璃人”——血友病,再到“月亮孩子”——白化病,罕見病正得到越來越多的社會關注與關愛。然而作為一個特殊疾病群體,罕見病病種繁多,目前我國95%的罕見病缺乏診療指南或專家共識,尤其是累及多器官系統的罕見病。

如今虛擬現實技術浪潮正席卷全球,我們可以用VR來臨床研究這些罕見病癥。

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