虚拟仿真实训环境建设与应用

【内容摘要】虚拟仿真技术又名虚拟现实或虚拟环境技术，是新时展起来的一项科学技术，也名VirtualReality。是通过计算机技术构建一个虚拟的三维世界，并通过视觉、听觉、触觉等人体感觉上的模拟，让体验者身临其境。随着科技的不断发展进步，虚拟仿真技术已经成为了一项重要的科研领域，并逐渐运用于生活中的许多方面，例如:科学研究、学科实训、建筑设计等许多领域，虚拟仿真技术的不断发展也为教育行业提供了新方向。

【关键词】虚拟仿真技术;数字媒体应用技术;实训环境

随着时代的高速发展，虚拟现实技术不断进入人们的日常生活，虚拟仿真技术是目前科研领域相当重要的组成部分，虚拟现实技术就是一种综合技术，涉及计算机图形学、人、计算机交流互动技术、网络传输感应技术、人工智能等尖端科技。通俗的讲，虚拟仿真技术就是通过计算机数字媒体应用技术模拟出一个虚拟的空间代替另一个真实空间的技术，虚拟仿真技术自1980年以后逐步发展，经过这些年的不断发展，已经发展为数学推理、科学实验外人类进行认识活动的第三类基本方法，而且逐步发展为人类改造客观世界的重要科学技术。

一、虚拟仿真技术课程简介

随着时代的高速发展，网络技术与媒体技术高速发展，数字媒体技术越来越多的应用于人们的日常生活中，随着数字媒体发展的需要，将虚拟现实技术代入到数字传媒应用技术中已经成为时代潮流，虚拟仿真技术的教学工作已经被代入到数字技术应用教学区专业中，并逐渐成为热门专业，现阶段已经成为国内和国外学术研究的热点。虚拟现实课程结合了计算机图像学科、人工智能学科、多媒体网络等各种尖端科技学科的重要科技成果，并具有其他专业不具有的独特优点，例如对于未来设计上的构想性具有直观仿真的特点、对于人工智能方面达到了前所未有的交互性、对于用户体验方面具有真实沉浸的特性等。现阶段虚拟仿真技术已经成为了国家科技研究方面的重要关注领域，在教育方面也受到了广泛应用和重视，虚拟现实技术研究工作市场前景宽阔，目前国内市场主要将虚拟现实技术代入数字媒体应用技术中，将虚拟现实技术代入计算机技术、网络技术、数字通讯技术等媒体技术的各方面是目前虚拟仿真技术在数字媒体专业的主要研究。

二、虚拟仿真技术课程在数字媒体应用技术开设的重要意义

虚拟仿真技术主要是在数字媒体应用技术方面地应用，虚拟仿真技术中的计算机应用技术、数字图像处理、视觉处理技术、音频处理技术等知识研究结构与数字媒体中的类似专业非常相似，虚拟仿真技术虽然不是衍生于数字媒体技术，但是其在现实中的具体应用都主要依托于数字媒体技术。在数字媒体高速发展的今天，数字媒体应用技术不仅需要以前的学科研究成果如计算机图像应用技术、数字图像处理技术、计算机应用技术等，更需要在其中融入新鲜血液，利用虚拟仿真技术中的新技术和科技成果，来进行数字媒体技术应用的变革，增加数字传媒技术在学术市场上的综合竞争力。近年来，虚拟仿真技术在社会市场上的竞争力越来越大，通过虚拟仿真技术与数字你媒体技术结合的研究成果在社会上越来越普遍。例如;在教育方面，虚拟仿真技术应用于各种虚拟教学平台，学生们在平时利用虚拟数字媒体平台可以感受到与真实环境相似的实践环境，这种虚拟的实训模式使学生们对学科研究的理解更透彻，既节省了教学成本，也收到了应有的教学成果。在娱乐方面，现在有各种各样的虚拟体验馆，人们可以轻松通过虚拟数字媒体技术体验一些平时体验不到的情景。在游戏方面，现在有很多游戏公司出品了一些具有高度现实性的网络游戏，在市场上收获了众多好评，这也是将虚拟仿真技术与数字媒体技术结合的科研成果。在展览演出方面，近些年产生了许许多多的数字传媒技术体验馆、数字媒体技术科技馆等，他们都是将虚拟仿真技术与数字媒体应用技术结合的产物。数字媒体应用技术与虚拟仿真技术你中有我，我中有你，数字媒体应用技术在新时代的应用很大一部分依托于虚拟仿真技术，而虚拟仿真技术在现实中的应用主要是以数字媒体应用技术的形式。所以，将虚拟仿真课程融入到现阶段的数字媒体应用技术专业中意义重大，增加了数字媒体技术在市场上的竞争力，同时也能够对于数字媒体技术专业实训创造更多选择———虚拟仿真实训基地。

三、通过虚拟仿真技术搭建教学虚拟平台

(一)建设思路。通过虚拟仿真技术搭建数字媒体技术应用实训平台的理念主要基于远程教学，通过现有教学设备、教学队伍等资源的条件，通过投入资金购买相应的设备，规划建设数字传媒应用技术实训基地。通过对虚拟仿真技术的运用，实现以前数字传媒应用技术专业实训时做不到或很难做到的实践研究，利用虚拟仿真教学模式，节省教学成本，优化教学模式，改变教学环境，促进数字媒体技术应用人才的培养。(二)实训基地的具体设施建设。1．虚拟仿真技术展示系统。需要容纳50～60人同时进行观看，可以利用仿真技术实现远程教学，人机交互、线上答题、线上解答等功能，需要画质足够清楚，不影响学生们进行实践活动。2．动作捕捉系统。虚拟仿真系统要能够清楚准确捕捉学生及教师的影像，要便于携带，在各种情况下能够准确有效实现动态效果的捕捉，续航不少于5小时，能够同时运行UE4、UNMU5、MAX3DS等系统。3．扫描系统。虚拟仿真扫描系统要能够实现直径不低于0.1的物品并识别，能够为数字媒体医用技术专业的学生进行作品色彩扫描，提供照片帧率还原等处理工作，支持高频闪动作品扫描。能够将ASC\PLY等文件检索出来。4．线上交流互动系统。利用虚拟仿真技术搭建的实训平台能够实现至少6～12人进行线上交流互动，并能够进行数字型传媒技术各方面软件的运用，支持对软件进行开发及下载固定插件。5．存储设备及服务器。存储设备要能够自动对学生们的实训成果进行保存，服务器能够接触网络进行数据分析，服务器应支持学生们线上作答并进行作品上传，信息库要有保密功能，防止学生实训成果外泄。6．其他线下设备。要配置能够同时容纳45人的教室及桌椅等相关设备，网络速度发达，并配有话筒、交换机等教学设备。

四、虚拟仿真技术用于数字媒体技术实训基地的现状

在国家大力支持兴建虚拟仿真实训基地的背景下，现阶段的校内实训基地主要是教学作为主要目的，数字媒体的更新速度非常快，其中运用虚拟网络技术创建的实训基地已经在国内的一些高职院校内有了很大发展。福建对外经济贸易职业技术学院通过虚拟仿真技术创建的数字媒体技术实训基地已经有了很大的科研成果，他们依托于福建对外经济贸易职业技术学院的特色，立足于开放共享、互利双赢的良好合作理念，在校内创建了一个公共实训平台，其设有六个仿真技术实验室，通过虚拟仿真技术，对教学模式进行了改革优化，开创了远程教学的新型教学模式，将数字传媒应用技术通过虚拟仿真技术的形式实行新型教学模式，利用虚拟仿真技术开创了大量功能，通过虚拟仿真技术进行学生用户学习登录，其中教学系统也是基于虚拟仿真技术搭建的教学管理平台，其中的选题功能运用虚拟仿真技术进行的题目现实技术，已将现实中的数字传媒应用技术的基础知识运用虚拟仿真技术近似真实地展现出来。学生们在教学管理平台里能进行虚拟实验，教师通过虚拟仿真技术进行网上答疑，几乎和现场教学没有区别。江苏职业技术学院设计的虚拟教学平台于2017年获得了区级优秀教研中心称号，其主要服务于数字传媒应用技术专业，利用虚拟仿真教学平台实现公共教学活动，基于虚拟仿真教学活动，实现了线上无人·教学科研活动，数字传媒应用技术专业的学生的能利用虚拟网络平台进行用户登录，将数字传媒技术与虚拟网络仿真技术充分结合，进行教学研究工作和数字传媒应用技术开发工作。

五、现阶段数字传媒应用技术仿真平台的建设情况分析

现阶段数字传媒应用技术在运用虚拟仿真技术搭建教学平台或进行教学实训活动中，有很大一部分取得了不错的科研成果，其通过虚拟仿真技术搭建的实训基地对于学生来说可操作性强，能够很好地代入进数字传媒应用技术实训中，这种新型的教学模式不再拘泥于以往传统封闭的教学环境，突破了以往数字传媒技术应用实训基地设备稀少、环境差的缺点，是一项具有时代意义的教学教学和实训环境的突破。虽然目前通过虚拟现实技术搭建的数字传媒技术应用实训基地取得了重要的突破，但还存在许多的问题与弊端。例如，现阶段的数字传媒应用技术实训平台并不能实现完全的线上教学，只是通过仿真技术代替一些比较简单的实训过程，对于一些比较繁琐的实训过程，还停留在以往传统的教学和实训模式中，虚拟仿真技术在数字传媒应用技术实训的应用有待深化。此外，现阶段能通过虚拟仿真技术实现远程教学的项目不多，虚拟仿真技术搭建小数字传媒应用技术的空间有待拓展。通过对虚拟仿真技术搭建的数字传媒技术应用实训基地的实地考察，发现大部分的虚拟环境中画质不够清楚，说明目前的虚拟仿真技术不够成熟，在进行虚拟实验时，屏幕有白光闪烁的现象，说明采购的设备与数字传媒应用技术兼容性低，兼容空间有待提高。目前国内的虚拟仿真技术运用成本过高，对于现有的将虚拟仿真技术应用于数字传媒技术应用实训的高职院校来说，搭建一所虚拟网络教学平台的成本大概是其以前进行实训项目的成本的几倍之多，说明虚拟网络平台如果要在现有高校进行大规模的使用暂时不能实现。

六、结语

随着新时代的不断发展，虚拟仿真技术不断取得科研成果。如何利用虚拟仿真技术来完成数字传媒应用技术专业的学生完成实训成为了新的教学挑战。虽然目前国内有部分高校已经利用虚拟仿真技术搭建了一些数字传媒技术实训基地，但还存在着许多复杂的问题，例如;在应用深度上有待深入，应用广度上有待提高、目前虚拟放仿真技术人工交互功能有待优化的等问题，利用虚拟仿真技术搭建教研实训基地还有待完善。

【参考文献】

［1］刘丽娟，何思敏，郑轶．数字媒体艺术专业“虚拟现实实训+创业孵化”基地建设研究———以西南财经大学天府学院为例［J］．数字化用户，2019，25(22):297，262

［2］冯琨．茶文化时代基于虚拟仿真技术的数字媒体艺术专业教学改革研究［J］．福建茶叶，2020，5:141～142

［3］郑鼎．从盗梦到筑梦———虚拟仿真实验在数字媒体艺术专业影视课程中的应用与探索［J］．艺术教育，2019，11

作者：吴冬