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摘要:围绕基于虚拟现实技术的机械机电专业实验平台开发展开讨论,充分利用实验平台技术的特点,分析虚拟现实技术及适用性,通过3DMax技术,在计算机内构建虚拟模型,在虚拟模型内演算电器柜工程专业实验平台的开发过程,一方面为营造良好的电力系统运行环境奠定坚实的基础,另一方面保证机械机电运行更加安全稳定。
关键词:虚拟现实;机械机电实验平台;三维建模
引言
在机械机电专业中,教师应采用实验教学和课堂教学两种方式开展教学工作。在实验教学过程中,要求用户根据实验内容,将学习的专业知识应用其中,通过应用专业知识解决实际问题,锻炼用户的实践操作能力,有助于丰富用户的实践操作经验。在课堂教学中,教师应向用户全面讲解机械机电专业实验平台的建立过程,要求用户理解并掌握实验平台技术特点,然后与虚拟现实技术相互融合,提高用户虚拟平台的建设能力,促进用户电气专业素养全面发展。
1实验平台技术特点
机械机电技术专业的课堂想要获得很好效果。需不断加强老师和学生之间的沟通交流,以及相互之间的影响过程。课堂上授课老师教学过程中需要跟学生进行互动时期,能够成为课堂主体,提升学生在课堂上的存在感,才能尽可能将其主观性以及能动性不断提升。同时也能将授课老师的工作效率和质量提高,更有利于学生不断提升自己的创作能力和素养。实际授课过程中,还要引入很多多样化的教学方法,这就要求老师不断去进行探索和实践,而不管是哪种教学方法,前提务必要适应当今大学生以及教学的实际状况,不能过于盲目的跟实际情况相脱节,只是片面的对教学方法进行改变,导致最终结果并不理想。所以在机械机电技术专业教改过程中,教学方法的转变依然有待提升。实验平台技术的特点体现在以下几个方面:首先,具有物理仿真实验平台特点。在机械机电专业教学过程中,教师按照电力系统原理,组织用户建立根据比例缩小的电力工程专业实验平台,让用户在平台内利用虚拟现实技术进行实验操作;现阶段机械机电专业实验平台教学期间,教师要求用户使用型号为PS-5G的电力系统微机监控模式,该模式具有物理仿真实验平台特点,让用户在平台内增强机械机电专业实验平台操作技能[1]。
2虚拟现实技术及适用性分析
在计算机技术中,虚拟现实技术是重要的组成部分。虚拟现实技术由多种技术组成,多种技术构建综合运用系统,系统内涵盖图形技术、通信技术、人工智能技术以及图形图像技术,上述技术为人机交互提供便利的条件。我国在许多领域正在积极地应用虚拟现实技术,例如在军事训练中,应用虚拟现实技术构建仿真训练环境,士兵在仿真环境中进行军事训练,在减少伤亡的同时,还能降低军事训练成本。此外在网上购物过程中,虚拟现实技术成为网上购物的重点应用技术,用户使用移动设备,通过虚拟现实技术进入到仿真环境中,可以自行穿戴衣服,并且根据实际效果选择适合的服装。
在虚拟现实技术应用过程中,许多领域将虚拟现实技术用于仿真训练,具体训练过程如下:首先,借助虚拟现实技术构建仿真训练环境,仿真环境中摆放的设施均与真实物体存在较小的差异;其次,在虚拟仿真技术中,充分发挥图形图像技术的优势,使仿真训练环境更加贴近真实场景,增强训练人员的真实感;第三,在虚拟仿真环境中,参与虚拟仿真训练的人员与虚拟设备进行有效的互动,真正实现人机互动。
3机械机电VR实验平台设计
3.1实验平台系统框架
实验平台系统框架,作为机械机电应用虚拟现实技术进行平台设计的基础,设计环节应从硬件角度和软件角度分别进行。
在硬件设计过程中,计算机是平台配置的重要的硬件之一,按照硬件输入标准,还应配置USB操作设备、音箱以及显示器等,如果未能按照输入标准进行配置,计算机将无法与实验平台连接,此时实验平台内产生的信息将无法进行有效的交流和传输。在选择硬件时,应按照以下要求进行:首先,设备应符合安全用电需求,但当设备需要高电压时,应通过采用低压器件等方式来降低设备的电压,以此保证实验平台安全稳定的运行;其次,按照设定的标准传输信号,使信号的输入和输出更加精准;三,用户操作硬件设施时,要求设备按照操作指令完整相应的工作。
在机械机电专业实验平台开发期间,应用虚拟仿真技术进行软件设计时,可以将软件设计分为三个内容,一是仿真执行程序,二是素材文件,三是数据库平台。在仿真执行程序设计阶段,通过虚拟现实技术,将多种场景软件连接至平台内,在连接过程中保证场景软件充分展示出虚拟仿真特点,应确定正确的设计思路,并构建仿真模型,采用解算方法验证设计思路是否正确,这样才能使场景软件在平台内生成更加真实的场景。此外在仿真执行程序软件设计开发过程中,利用虚拟现实编写代码翻译软件内容,以便在构建的虚拟场景中,使用的声音、光影等更加贴近现实生活[2]。
3.2虚拟电力系统建模
在机械机电专业实验平台开发过程中,建立虚拟电力系统模型,模型会真实地展示出机械机电的空间尺寸、颜色以及所处的环境,让用户在虚拟环境中可以增强感官的体验感。机械机电技术专业授课老师在课堂上运用讨论方法,就是帮助学生吸收知识,激发其思维,让学生能够主动思考问题的一个全过程。讨论前期老师可以针对前期所学习过的有关知识提出问题,并且获得学生建议,意见收取完之后,确定好讨论的题目。然后就可以让学生进行自主查询资料且组织讨论,在讨论期间,老师也可以作为倾听者,必要的时候可以进行修正以及补充信息。
3.3机械机电VR实验平台虚拟环境生成
现阶段机械机电技术专业当中,很多大学生目前所遭遇的的挑战就是提不出有效问题,若其不会提问题,说明其对于知识的掌握程度还有待提升,但若是提不出问题,则是思维方面不够灵活和知识欠缺这两方面。所以老师在传授知识过程中,鼓励学生在学习当中要主动寻找问题,并且进行独立思考,前期在每次知识传授过程后,对于学生的思路以及思维方法可以进行必要的指引工作,使其可以提出问题,待学生知识丰富起来或者已经逐渐使其掌握提问的这种方式之后,激励和要求学生独自发展问题。虚拟环境仿真Win32程序代码执行流程,作为机械机电虚拟现实技术实验平台虚拟环境生成的参考依据。在虚拟环境仿真Win32程序代码执行流程的初始阶段,用户需要创建由创建视频驱动对象、创建场景管理对象以及创建用户接口对象组成等组成的设备对象,其中创建场景管理对象是重要的组成部分[3]。完成场景管理对象创建后,进行网络对象创建、获取网格文件等操作,然后进入到创建动画节点对象,并与网络对象建立关系。此时建立关系后,需要用户设置材质光效、预置动画效果以及载入纹理文件,将上述内容全部添加至摄像机,由摄像机创建仿真循环环境,在循环环境内视频驱动对象会启动场景,并根据用户需求,通过场景管理对象绘制不同的场景,直至用户通过视频驱动对象关闭场景。如果用户直接创建视频驱动对象,会直接进入到仿真循环系统。如果用户通过创建用户接口对象,需要通过添加文本的方式,才能进入到用户接口对象更新文本。
4结语
综上所述,在机械机电专业实验平台开发过程中,应用虚拟现实技术,用户通过平台在虚拟的环境中,借助输入输出信号的方式,将平台内各个硬件和软件有效地连接,在连接时保证素材文件、数据库等在设定的平台框架内,为用户提供全面的虚拟现实服务,使用户可以全面了解和掌握机械机电的应用价值。
参考文献:
[1]魏东辉,申勋业.面向工程认证的机械机电专业开放型虚实结合实验教学体系研究[J].南方农机,2020(5):342.
[2]徐明荣.机械机电专业课程设计资料库的研发[J].中国电力教育,2019(11):64-65.
[3]赵洋.中德机械机电专业课程体系对比分析[J].中国电力教育,2019(11):87-88.