关键词： 虚拟现实技术   虚拟教学系统   Unity3D   STEAM   项目式学习  

摘要： 虚拟现实技术作为多学科交叉融合的产物,近些年在教育领域得到广泛的应用。虚拟现实技术具有沉浸性、交互性和构想性的特征,借助设备进行模拟仿真可以构建与真实环境高度相似的数字化虚拟环境。通过虚拟现实技术模拟的场景,让学生能够身临其境,从而提高学生学习的主动性和多元思维能力。论文旨在将虚拟现实技术与STEAM创新教育理念结合,以电学基础知识教学为背景,以虚拟环境下的电路教学为形式,设计了寓教于乐的虚拟电子积木教学系统。本文所介绍的虚拟电子积木教学系统,针对少儿进行启蒙式科普与教学,让学生在虚拟空间中学习的同时可以通过实践来巩固知识,帮助学生快速掌握相关电学基础知识和原理。本文主要工作概括如下:（1）相关技术与理论研究。从技术的角度分析STEAM教育理念与虚拟现实融合的方法;对系统实现过程中涉及到的电路逻辑实现、模型制作、系统性能优化、碰撞检测、以及Shader相关技术展开研究。（2）虚拟教学系统设计与开发。系统采用MVC（Model-View-Controller）框架进行系统逻辑框架与电路功能逻辑的设计与开发。在3ds Max中进行各类模型建模与渲染,在Unity3D引擎中进行虚拟场景搭建并为场景添加光照、天空等效果。系统设有学习体验系统、学习实践系统、个人信息系统、答题系统、反馈系统、评分系统以及对外展示网站等子模块。（3）虚拟教学内容设计与实现。本文将虚拟环境与电学知识学习相结合,学生依托计算机和虚拟现实设备与虚拟环境进行交互。在学习体验系统中体验和学习电路基础知识,在学习实践系统中由浅入深地设计了6个以项目式教学为目的的电子积木虚拟电路,每个教学场景都包括原理和器件介绍、视频教学、操作引导、虚拟电子积木电路搭建、现象观察与反馈等部分。帮助学生全面了解并掌握相关的电学知识。虚拟现实技术是跨学科的产物,STEAM教育理念倡导跨学科的学习,将虚拟现实技术与STEAM教育理念相结合,两者可以相辅相成。以教育理念为导向的虚拟电子积木教学系统能够激发学生学习兴趣,开创多元思维。

关键词： 虚拟现实技术   计算机   人机互动   故宫博物院  

摘要： 虚拟现实技术属于一个专业技术的名词，指的是使用计算机构建图像与图形等展示出现实的场景，还可以实现人机互动完成虚拟世界的漫游。虚拟现实技术与传统实体博物馆相结合又可以碰撞出什么样的火花？本文以故宫博物院为例，展现了虚拟现实技术在其中的作用，解决了传统实体博物馆存在问题，包括了游览系统、古建筑保护和文化展示等问题。

关键词： 铝合金   高速动车   焊接残余应力   焊接变形   计算机仿真  

摘要： 伴随轨道车辆“减重、提速”的需求,铝合金材料已被广泛应用,特别是在高速动车中,各型号动车组车体基本都采用铝型材焊接而成,但铝合金热膨胀系数大、收缩率高,故其焊接难度较高,焊接变形也难以控制。如果采用物理实验来分析铝合金车体的焊接残余应力与变形情况,虽准确度高但成本大、耗时长。而随着计算机仿真技术的不断发展,仿真准确性已十分贴合实际,采用计算机仿真方法对焊接工艺进行分析,将极大节约人力、物力、财力。本文选用高速动车组中间车车体侧墙部分,结合实际生产利用计算机仿真技术,研究其焊接残余应力与变形情况。本文主要研究内容:首先,利用双椭球热源模型,采用热弹塑性有限元法对两种典型接头进行了热源校核,并将仿真结果与实际焊接所得金相图进行了对比,两者熔覆金属区域基本一致,由此确定了仿真热源的准确性。其次,基于热弹塑性法,对高速动车侧墙典型部位采用实体网格进行仿真分析。将仿真得到的典型部位焊接残余应力与X射线衍射法测的实测值进行了对比,二者趋势基本一致,由此确定了典型部位仿真的准确性。之后分析了不同“装夹约束”对典型部位的焊接残余应力与变形情况的影响,方形块夹具约束与其他约束相比更符合实际。同时分析了“热弹塑性法”、“热循环曲线法”、“收缩力法”三种仿真方法对仿真结果的影响,通过研究,仿真结果的精度为:热弹塑性法>热循环曲线法>收缩力法。最后,基于固有应变法,对侧墙壳单元整体模型进行焊接变形分析。将仿真计算得到的侧墙整体变形情况与实测值进行对比,30个变形测量点中误差小于0.5 mm的测量点占总测量点的83.33%,误差小于1 mm的测量点占总测量点的100%,考虑到仿真误差存在的必然性,故认为整体模型仿真结果准确。之后分析了不同“焊接顺序”、“焊接方向”、“点固方式”、“夹具数量”对焊接整体变形的影响。通过分析,焊接顺序、点固方式对焊接变形影响较大:不同的焊接顺序最大变形量相差了30.90%,不同点固方式最大变形量相差了12.56%。焊接方向对焊接变形有影响,但影响较小。夹具设置对焊接变形影响明显,但如果选择位置得当,减少部分夹具对焊接变形影响不大。通过本文研究可为企业实际生产、优化焊接工艺、改善焊接质量提供参考依据。

关键词： 品牌视觉识别系统   数字化   VR技术  

摘要： 视觉识别系统运用完整、体系的视觉传达体系,塑造独特的企业形象,打造企业品牌。随着全球文创产业快速发展,对于层出不穷的文创园区而言,创新性的品牌视觉识别系统显得尤为重要。在强调“互联网+”“文化+”“科技+”的产业园区4.0时代,产业链加速整合,园区想要转型升级,吸引人才和名企,必然要创造科技文化,树立特色品牌,在品牌视觉识别系统设计中,必然要引入数字化技术。VR(虚拟现实)技术作为多媒体技术的终极应用形式,凭借其独特的沉浸式体验优势,使原本单一的视觉形式向数字化、动态化演变,是对品牌视觉识别系统进行数字化设计,打造个性化记忆点,推动园区品牌更广泛、有效的传播的有效手段。本论文以浙江国际影视中心园区为范例,研究运用VR技术对品牌视觉识别系统进行数字化设计,打造企业青睐的带有科技、文化气息的产业园区。

关键词： 产教融合   虚拟现实技术   环境艺术设计   高职  

摘要： 目的:基于产教融合的大背景,开发"虚拟现实技术",应用于高职的环境艺术设计的教学中。方法:结合学生特点、教学情况,制订不同的人才培养方案,完善教学课堂设计。观点:设计出以学生为主体的翻转课堂等混合教学模式。结论:虚拟现实技术在环境艺术设计的课堂中的应用,能够充分发挥学生的主观能动性,积极投身于专业学习。

关键词： 虚拟现实技术   导游实训课程   优化策略  

摘要： 新时代旅游场景多元化丰富了导游工作情景，促使导游实训课程教学面临着改革和创新。文章以旅游行业发展趋势为基础，分析行业变化对导游职业和导游实训课程的影响，从虚拟现实技术视角出发，探讨当前导游实训系统和平台中存在的问题，并从场景与要素、内容与方式、更新与升级、模式与路径等方面阐述导游实训课程的优化策略。

关键词： 虚拟现实   陶瓷装饰设计   教学   应用研究  

摘要： 随着信息技术领域的高速发展，人们的生活和工作方式发生了翻天覆地的变化。虚拟现实技术作为该领域的一颗新星，已成为教育应用中的一大热点。陶瓷装饰设计是学习陶瓷艺术相关的一门重要课程，面对多元化和现代化的时代发展，不再仅仅只是对单一技能的学习，需要多元化的知识和对技能的综合运用能力培养。但是鉴于地域、时间、师资力量匮乏、学生积极性不足等主客观原因，不能达到更好的学习效果。采用文献查阅、情景再现、类比分析、学科综合等研究方法，从虚拟现实技术的概述、教学现状、实践运用等方面来探究虚拟现实技术在陶瓷装饰设计课程中构建数字信息化现代教学方式的重要作用和意义，以期对虚拟现实技术在教学中的应用提供一定的理论和实践参考。

关键词： 虚拟现实技术   飞行模拟   应用  

摘要： 飞行仿真技术中,飞行视景仿真技术是非常重要的部分之一。整个飞行模拟器所得到的逼真度,会受到飞行视景仿真取得的视觉效果的直接影响,也会受到飞行视景仿真逼真程度的直接影响。本文研究立足于虚拟现实技术在飞行模拟中的应用分析,分析了飞行视景系统的构成、视景的生成与显示,重点阐述飞行视景仿真中虚拟现实技术的应用和关键技术。

关键词： 高校   跆拳道   虚拟现实技术   辅助   专项训练  

摘要： 目的:该研究通过对虚拟现实技术和跆拳道运动自身项目特点进行分析,将虚拟现实技术与跆拳道训练相结合,进行针对性辅助训练,以实验法来探究虚拟现实技术辅助训练方法在跆拳道训练中的影响。方法:该文主要运用文献资料法、问卷调查法、专家访谈法、实验法和数理统计法等研究方法,对虚拟现实技术应用于高校跆拳道队辅助训练的效果进行研究,通过实验法来验证虚拟现实技术辅助训练对跆拳道专项训练的影响。对实验进行8周合理化设计,实验前分别对男、女学生进行同质性检验,对学生的年龄、身体形态(身高、体重)以及基本身体素质(立定跳远、50m跑、坐位体前屈)进行测量和测试,在个体差异的范围内,确保实验组男生、对照组男生,实验组女生、对照组女生的各项指标基本一致。实验后一周对两组学生进行跆拳道训练内容的测试,对专项身体素质以及身体素质进行测试,通过实验组和对照组组内和组间对比来论证虚拟现实技术应用在高校跆拳道训练中的可行性。以期为今后虚拟现实技术结合体育训练(格斗对抗类项群训练)的研究与应用提供可行性参考。结果:(1)实验前对两组身体形态、身体素质进行同质性检验,结果显示两组身体形态和身体素质无明显差异,经过8周的训练后,实验结果得出虚拟现实技术辅助训练相与常规训练对学生身体素质的影响无明显差异(P>0.05)。(2)经过8周的虚拟现实技术辅助训练干预后,虚拟现实技术辅助训练可以有效地提升跆拳道专项素质中双飞踢的成绩(P<0.01);对高位横踢的成绩虽有提升,但与常规训练模式学生的成绩相比差异不显著(P>0.05)。(3)经过8周的虚拟现实技术辅助训练干预后对比两种训练模式下专项技术的测试成绩,得出虚拟现实技术对学生学习360°横踢、后旋踢和品势有十分显著地帮助(P<0.01),其中女生在品势方面虚拟现实技术辅助训练的效果优于男生。结论:(1)虚拟现实技术辅助训练能够有效提高跆拳道专项素质能力,且效果明显优于常规训练,其中对双飞踢影响最为明显。(2)虚拟现实技术辅助训练能够有效提高跆拳道专项技术,其中对女生品势提升效果显著。(3)通过问卷调查得出虚拟现实技术辅助训练在训练学习过程中可以充分调动学生学习的兴趣和积极性,增加练习密度,提高学习效率。(4)虚拟现实技术辅助训练能够使学生学习化被动为主动,培养自信心和自主学习的能力。

关键词： 高度焦虑   虚拟现实技术   虚拟现实暴露疗法   临场感   干预效果  

摘要： 恐高症在过去几年中一直是备受关注的心理健康障碍之一,虚拟现实技术将用户暴露在一个安全可控的虚拟环境中学习如何处理负面刺激,进一步克服心理障碍并将其应用到现实生活中,这被称为虚拟现实暴露疗法。临场感作为虚拟现实暴露疗法的关键特征一直是研究者们关注的重点,然而时至今日临场感与干预效果之间关系的界定仍不明确。本研究包含2个研究,研究1目的在于探讨如何提高虚拟环境的临场感,研究2进一步验证高临场感对干预效果的积极影响。研究1通过不同焦虑水平的用户在同一虚拟环境中对临场感的评分差异,探讨了虚拟化身视角对临场感的影响。为选用Rockstar Games开发的Grand Theft Auto作为实验场景,研究者将该大型3D开放世界游戏使用Vorpx插件改造成虚拟现实环境。根据被试高度焦虑水平问卷得分,得分低于等于20分的被试进入低焦虑(N=30)组,高于20分的被试进入高焦虑组(N=30)。所有被试都沉浸在虚拟的高度情境中,根据被试到达实验室的顺序,每组被试各有一半进入第一人称视角和第三人称视角,每位被试只参与一次实验处理。令被试在虚拟环境中执行实验任务以保持注意力集中,通过临场感问卷和生理指标判断临场感的变化。结果表明,第一人称视角和高焦虑水平对临场感均有促进作用,尤其对“卷入度”成分的影响显著。鉴于研究1成功操纵临场感,研究2在此基础上进一步探索临场感与干预效果的关系。研究2选取了与研究1相同虚拟世界中的不同场景,将所有被试以与研究1相同的标准分为高(N=22)、低焦虑组(N=22)。按照被试到达实验室的顺序,在接下来的2周时间内将两组被试一半暴露在高临场感,另一半暴露在低临场感的虚拟环境中进行共计2次的虚拟现实暴露。令被试在虚拟环境执行与高度相关的任务以触发焦虑。通过包含恐高,焦虑,回避等主观问卷和客观的行为回避测试评估干预高度焦虑的效果。评估在基线,干预结束以及1个月后随访时进行。结果提示虚拟现实暴露对恐高的干预是有效的,即显著降低被试的焦虑水平,且高临场感可进一步优化干预效果。本研究通过定量的方法,得出以下结论:视角与焦虑水平对临场感均具有主效应,且二者之间交互作用显著。其中,对于临场感的子维度之一“卷入度”,视角与焦虑水平影响显著。本研究提供的虚拟现实暴露程序可有效缓解被试相关的恐高症状,且用户友好性高。高临场感条件下,被试评估干预效果的各项指标改善幅度显著大于低临场感条件,在1个月后的随访中这种效果保持稳定。本研究证实了临场感对干预效果的积极作用,并提供了行之有效的临场感操纵及测量方法,为临床研究及应用提供了具有实践意义的理论贡献。