內(nèi)容摘要

虛擬現(xiàn)實技術(shù)(Visual Reality),，是20世紀90年代為科學(xué)界和工程界所關(guān)注的技術(shù),。它的興起,，為人機交互界面的發(fā)展開創(chuàng)了新的研究領(lǐng)域,；為智能工程的應(yīng)用提供了新的界面工具,；為各類工程的大規(guī)模的數(shù)據(jù)可視化提供了新的描述方法。這種技術(shù)的特點在于,，計算機產(chǎn)生一種人為虛擬的環(huán)境,，這種虛擬的環(huán)境是通過計算機圖形構(gòu)成的三度空間，或是把其它現(xiàn)實環(huán)境編制到計算機中去產(chǎn)生逼真的“虛擬環(huán)境”,，從而使得用戶在視覺上產(chǎn)生一種沉浸于虛擬環(huán)境的感覺,。虛擬現(xiàn)實技術(shù)并非最近才出現(xiàn)的，其發(fā)展大致可分為三個階段：第一個階段從本世紀50年代到70年代,，是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的準備階段,；第二個階段從80年代初到80年代中期，是虛擬現(xiàn)實技術(shù)系統(tǒng)化,，并開始走出實驗室進入實際應(yīng)用階段,；第三個階段從80年代末期之后,，是虛擬現(xiàn)實技術(shù)全面發(fā)展的時期。然而,，虛擬現(xiàn)實(Vinual Reality,，簡稱VR)的出現(xiàn)，對教育培訓(xùn)更是產(chǎn)生廣泛而深遠的影響,，使得受訓(xùn)者無論是在應(yīng)用范圍(廣度,、空間)、時間選擇(寬度,、時間),、還是在培訓(xùn)的難易程度和績效評價(深度、效度)上都產(chǎn)生了傳統(tǒng)培訓(xùn)方法所無法比擬的優(yōu)勢⋯ ,。利用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)進行培訓(xùn),，根據(jù)需要培訓(xùn)內(nèi)容進行相應(yīng)的處理，員工無論是在知識學(xué)習(xí),、能力創(chuàng)新，還是在經(jīng)驗積累,、技能訓(xùn)練等都可收到意想不到的效果,。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育培訓(xùn)領(lǐng)域中，有著巨大的潛力,。目前國外已經(jīng)有了許多VR技術(shù)用于培訓(xùn)的系統(tǒng),。如美國的Nabisco食品公司、北方電訊公司,、Motorola公司就運用虛擬現(xiàn)實創(chuàng)建虛擬工廠,，訓(xùn)練員工熟悉環(huán)境、設(shè)備和操作能力,。利用虛擬現(xiàn)實進行遠程教育,、建立虛擬圖書館、開設(shè)虛擬課堂和虛擬實驗室等,，都將給教育培訓(xùn)帶來前所未有的效果,。本文就虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電力培訓(xùn)中的應(yīng)用進行了闡述，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)來進行電力培訓(xùn)收到了非常好的應(yīng)用效果,。

虛擬現(xiàn)實概念

虛擬現(xiàn)實是利用計算機生成一種模擬環(huán)境(如飛機駕駛艙,、操作現(xiàn)場等)，通過多種傳感設(shè)備使用戶“投入”到該環(huán)境中,，實現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進行自然交互的技術(shù),。這里所謂模擬環(huán)境就是用計算機生成的具有表面色彩的立體圖形，它可以是某一特定現(xiàn)實世界的真實體現(xiàn),，也可以是純粹構(gòu)想的世界,。傳感設(shè)備包括立體頭盔(Head Mounted Display),、數(shù)據(jù)手套(Data Glove)、數(shù)據(jù)衣(Data Suit)等穿戴于用戶身上的裝置和設(shè)置于現(xiàn)實環(huán)境中的傳感裝置(不直接戴在身上),。自然交互是指用日常使用的方式對環(huán)境內(nèi)的物體進行操作(如用手拿東西,、行走等)并得到實時立體反饋。

虛擬現(xiàn)實的特點

沉浸性(Immersion),。指計算機操作人員作為人機環(huán)境的主導(dǎo)者溶人于虛擬環(huán)境中,，通過多維方式與計算機所創(chuàng)造的虛擬環(huán)境進行交互，能使參與者全身心地沉浸在計算機所生成的三維虛擬環(huán)境中,，產(chǎn)生身臨其境的感覺,。

交互性(Interaction)。是指操作者與虛擬環(huán)境中所遇到的各種對象的相互作用的能力,，它是人機和諧的關(guān)鍵性因素,。交互性包含對象的可操作程度及用戶從環(huán)境中得到反饋的自然程度、虛擬場景中對象依據(jù)物理學(xué)定律運動的程度等,。

構(gòu)想性(Imagination),。是通過虛擬現(xiàn)實，從定性和定量綜合集成環(huán)境中結(jié)合,，引導(dǎo)人們?nèi)ド罨拍詈兔劝l(fā)新意,，抒發(fā)人們的創(chuàng)造力。

虛擬現(xiàn)實的關(guān)鍵技術(shù)

動態(tài)環(huán)境建模技術(shù),。它的目的是獲取實際環(huán)境的三維數(shù)據(jù),，并根據(jù)應(yīng)用的需要，利用獲取的三維數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的虛擬環(huán)境模型,。

實時三維圖形生成技術(shù),。三維圖形的生成技術(shù)已較成熟，而關(guān)鍵是如何“實時生成”,。在不降低圖形的質(zhì)量和復(fù)雜程度的前提下,，如何提高刷新頻率將是該技術(shù)的研究內(nèi)容。

立體顯示和傳感器技術(shù),。VR依賴于立體顯示和傳感器技術(shù)的發(fā)展?，F(xiàn)有的VR設(shè)備還不能完全滿足系統(tǒng)的需要，因此有必要開發(fā)新的三維顯示技術(shù),。

應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工具,。VR應(yīng)用的關(guān)鍵是尋找合適的場合和對象，即如何發(fā)揮想象力和創(chuàng)造性,。選擇適當?shù)膽?yīng)用對象可以大幅度地提高效率,，減輕勞動強度，提高產(chǎn)品質(zhì)量。為了達到這一目的,，必須研究VR的開發(fā)工具,。

系統(tǒng)集成技術(shù)。由于VR系統(tǒng)中包含大量的感知信息和模型,，因此系統(tǒng)的集成技術(shù)起著至關(guān)重要的作用,。集成技術(shù)包括信息的同步、模型的標定,、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,、數(shù)據(jù)管理模型、識別與合成等技術(shù),。

虛擬電力培訓(xùn)系統(tǒng)的構(gòu)建

虛擬電力培訓(xùn)系統(tǒng)在電力行業(yè)中,，由于電是很危險的，每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中都可能存在安全隱患,，并且不是每一個生產(chǎn)現(xiàn)場都可以進去的,；同時電力設(shè)備的昂貴，一旦發(fā)生事故則損失慘重,。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)虛擬電力培訓(xùn)系統(tǒng),，不僅能節(jié)省資金，降低危險,，還能使這些環(huán)節(jié)聯(lián)系更加密切,，使受訓(xùn)員工進入每個部分進行深入了解，往往會學(xué)到現(xiàn)實當中無法接觸的東西,。針對上述情況，結(jié)合電力中專進行員工培訓(xùn)的需要,，設(shè)計開發(fā)了一套電力培訓(xùn)系統(tǒng),。該系統(tǒng)主要包括電力系統(tǒng)中的斷路器、變壓器,、開關(guān)等系統(tǒng)的工作原理,，以及當電路發(fā)生故障時，各個系統(tǒng)如何進行工作和維修等內(nèi)容,。

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