三维虚拟仿真定制开发解决方案

一、方案背景

虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容,是学科专业与信息技术深度融合的产物。培养学生动手能力、创新能力和综合素质,有效的实验教学是从理论走向实践的一种卓有成效的教育模式,深化实验教学改革、加强实践教学环节是国家实施“素质教育”和高等教育“质量工程”、全面提高教育质量的重要环节。

在实际的教学工作中,很多实验和实训都有一定的限制,导致学生无法将课堂上学到的理论知识与实际相结合,例如:

真实无法开展、高危险和环境污染严重:危险高压电环境、化学实验的危险性和污染性、建筑工地等。

成本高、资源消耗大:操作不熟练导致精密设备损坏、动物及人体的解剖的实训资源需求量无法满足、昂贵的能源及实验原材料的损耗等。

大型综合实验实训:核电站内部无法进入、矿山和矿井的工作环境、大型且综合的实训等。

北京润尼尔的三维虚拟仿真定制开发技术,可以彻底打破这些限制。

二、方案目标

针对高校实际实验教学中涉及高危或极端的环境,不可及或不可逆的操作,高成本、高消耗、大型或综合训练等实验,润尼尔采用Unity3d三维仿真技术模拟真实的实验环境,让用户在虚拟的三维环境下进行实验和实训练习,使用信息网络技术对用户进行实验和实训的数据进行采集,再通过虚拟仿真实验教学管理平台进行实验课程安排和实验效果的考察,从而可以解决实际实验存在的问题。

三、方案优势

团队优势

北京润尼尔依托北京邮电大学,组建国内一流的管理团队和技术研发团队,拥有优秀教育背景与多年丰富实践经验的研发人员、优秀的咨询人员与技术服务人员。

技术优势

拥有全平台的三维仿真定制开发的解决方案,在软件及平台的技术上,可以针对客户需求实现高度定制开发和高效快速的安装部署。

1、多平台,发布平台包括:Windows、Mac、Android、IOS和Web等,可实现C/S、B/S和手机版等的多架构发布。

2、三维技术,在三维建模和美术设计方面具有多年的经验,可以快速制作出高质量、逼真的三维仿真工具、仪器和三维仿真场景。

3、交互技术,采用的先进的三维仿真开发技术来为三维仿真添加交互功能。通过三维引擎来模拟真实实验室的实验环境和实训场地。通过物理引擎来模拟真实的环境中的物体之间相互作用,如:重力和碰撞等。通过粒子系统来模拟真实环境中的特效,如:火、雨雪和烟雾等。从而实现三维虚拟仿真定制开发。

4、管理平台技术,三维虚拟仿真定制开发的产品可以与润尼尔开发的虚拟仿真实验教学管理平台完美无缝集成,平台提供了全方位的虚拟实验教学辅助功能,包括:中心门户网站、实验教务管理、实验教学管理、实验前理论知识学习、实验过程智能指导、实验结果自动批改、实验报告提交、实验室开放预约管理、互动交流通知系统、系统管理等功能,同时该平台可扩展集成第三方的虚拟实验课程资源或自建课程资源,为各类院校虚拟实验教学环境提供服务并进行相应的应用。

5、定制流程,拥有标准化的三维虚拟仿真实验定制开发流程,从定制意向到签约启动以及最后的产品验收,都有标准的流程制度和相关专业人员为客户提供服务,使客户随时知悉项目的进展和完成情况。基本流程如下:

四、典型部分案例

东北师范大学-生命科学学院

2013年8月我公司为东北师范大学生物学虚拟仿真实验教学中心量身定制开发了中心门户网站、虚拟仿真实验教学管理平台以及三维虚拟仿真实训案例《长白山地区的鸟类多样性研究》,案例的目的在于让使用者认识和学习各种鸟类,包括外貌形态、生活习性、叫声等。教师可以设置需要调查和学习的长白山地区的样线,以达到教学的目的,可谓花最少的时间和最少的精力达到最好的教学效果。实验用三维仿真技术高逼真度的模拟还原长白山地区的地容地貌以及鸟类的外貌形态、生活习性和叫声等,可以使学生犹如身临其境般进行《长白山地区鸟类多样性研究》实验,从而节省了教学时间和教学资源,提高了教学效果。

目前该中心已获得2013年国家级虚拟仿真实验教学中心称号。

东北师范大学生物学虚拟仿真实验教学中心门户网站

调查样线入口

鸟的知识学习与考核

♦天津大学-电气工程与自动化学院

2015年7月,我公司为天津大学电气工程与自动化虚拟仿真实验教学中心量身定制了中心门户网站、虚拟仿真实验教学管理平台以及一系列三维虚拟仿真实验教学资源。三维虚拟仿真实验教学资源包含:10 kV开关柜的局部放电测量;PTFE绝缘管型母线的局部放电测量;XLPE电力电缆的局部放电测量;气水两相流流态观测与控制;油水两相流流态观测与控制;继电保护装置整定及电力系统故障特征分析虚拟仿真实验。
通过模拟的实验教学环境解决了实际实验操纵中的高危性,和实验设备稀缺性两大问题,大大提升了学生对实验设备的了解度,和设备使用方式的熟识度。

目前该中心已获得2015年国家级虚拟仿真实验教学中心称号。

天津大学电气工程与自动化虚拟仿真实验教学中心门户

量身定制开发的油水两相流流态观测与控制虚拟仿真实验

量身定制开发的电力系统故障特征分析虚拟仿真实验