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当前,仿真技术已经成为分析、研究各种复杂系统的重要工具教育学论文,它广泛用于工程领域和非工程领域。高职院校的物流实训中心大多数是基于软件模拟的物流实训室,这类实训室是以物流软件模拟来搭建物流模拟平台,如仓储管理软件、运输管理软件、ERP、MRP、国际货代软件、TPL软件或基于上述几个软件集成起来的供应链软件等;然而对于基于设备的物流实训室来说,由于资金等方面的限制,比较先进的设备还尚欠缺教育学论文,这就造成了学生对立体库、高速分拣机、巷道式堆垛机、AGV、码垛机器人等先进的物流设备缺乏足够的感性认识论文格式模板。三维虚拟仿真技术等够对仓库、配送中心、企业生产线等进行简单的建模,能够加深学生对各种物流设备的认识,帮助学生理解工业、企业、生产线的布置与产出平衡、物料需求计划、企业资源计划等相关知识,更好地找出生产瓶颈,加深对现代化立体仓库、配送中心的了解。因此三维虚拟仿真技术在教学中的应用教育学论文,对于学生更好地学习物流专业理论知识、培养相应的职业技能是大有裨益的。
一、三维虚拟仿真技术概述
三维虚拟仿真(3D Virtual Simulation)就是利用三维建模技术,构建现实世界的三维场景并通过一定的软件环境驱动整个三维场景,响应用户的输入,根据用户的不同动作做出相应的反应,并在三维环境中显示出来。三维仿真的关键技术主要有动态环境建模技术、实时三维图形生成技术、立体显示和传感器技术、应用系统开发工具、系统集成技术等论文格式模板。该软件提供了原始数据拟合、图形化的模型构建、虚拟现实显示、运行模型进行仿真的实验、对结果进行优化、生产3D动画影像文件等功能。
利用三维虚拟仿真技术教学具有以下优点:
1、教学内容视觉化
2、学习中的交互性好
3、沉浸感真实感强
二、三维虚拟仿真技术在物流教学中的应用
基于青海交通职业技术学院物流实训中心3D实训室的应用系统及操作流程。
1.开机步骤
开机顺序依次为:
2 AP转换器(数量两台):
按下电源按钮教育学论文,
2 工作站(数量两台)
2 投影机(数量四台)
进入控制工作站,进入中控程序,点击投影机控制,选择开
等投影机启动完毕后再进入下一步
2 边缘融合机(数量两台):
按下电源按钮
关机顺序依次为:
立体图像工作站——边缘融合机——AP转换器——投影机——控制工作站
2.基本操作设置
立体图像工作站设置
(1)多显示器设置
鼠标在桌面上右键
进入NVIDIA控制面板
点击设置多个显示器
设置作为一个大水平桌面(水平平移模式)
显示的结果是,显卡双头输出两个通道的桌面。
(2)分辨率设置
单屏分辨率1024×768教育学论文,重叠像素为192
整体分辨率为1856×768(含边缘重叠区192个像素)
重叠像素设置图如下:
立体设置为管理3D设置里面,基本设置,选用立体启用
3 .基本演示操作
(1)立体电影
检查左右眼是否正确?
2 将图像移动分别移动到第一个通道和第二个通道进行检查论文格式模板。
如果第一个通道和第二个通道都不正常,点击一下软件里面L/R
2 如果图像只在第一个通道出现左右眼反的现象?
在第一台AP转换器后面的绿色按钮按两次切换左右眼
2 如果图像只在第二个通道出现左右眼反的现象?
在第二台AP转换器后面的绿色按钮按两次切换左右眼
(绿色按钮按两次表示切换左右眼)
(2)NVSG演示软件
同样观看立体是否正常,可以通过软件切换左右眼
(3)VEGA演示软件
同样观看立体是否正常教育学论文,可以通过软件切换左右眼
4系统连接图如下
5投影机图像不正确的调试方法
(1)首先检查画面比例是否正确
再点击高级:
水平位置和垂直位置,如图所示。
6融合机出现故障处理方法
出现基本问题首先重新启动融合机来解决
如重新无法解决可以采取如下步骤:
(1)找到是那台融合机出现的问题,并接入键盘鼠标
(2)ALT+F4退出融合服务软件
(3)点击桌面上的blend文件夹
(4)复制setting.cfg文件到其他地方
(5)将备份的该文件copy到blend这个文件夹下面
(6)双击STEREO_CAP程序
(7)按ESC,再点击开始扑捉、全屏幕、下一次开机启动,保存设置、开始
(8)重新启动
7注意事项
(1)投影机开启后遥控器上的auto、aspect两个按键不能按教育学论文,正常使用情况下不需要遥控器;
(2)投影机机械结构不能轻易触碰
(3)屏幕位置不能挪动,屏幕表面不能触碰,灰尘可用干净的柔软布沾水擦;
(4)投影机关机后不能立即断电,同时投影机电源需接入UPS稳压电源,UPS后备电池时间不小于10分钟;
(5)不能随意拔插设备连接线缆;
(6)立体工作站显卡、立体、分辨率等设置不能改变
(7)控制工作站IP:192.168.1.10不能改变。
开机先后顺序要严格按照技术要求顺利
三、结束语
三维虚拟仿真技术软件在高职的教学中能发挥出积极的作用,一方面能提高学生的学习兴趣,学生在学习的过程中能够对仓储、运输、配送、生产加工等有一个感性的认识,同时也提高了学生分析问题、解决问题的能力,实践证明三维虚拟仿真技术软件的应用对于高职物流专业的教学具有积极的意义。
参考文献:
[1]吕明哲,物流系统仿真,东北财经大学出版社,2008.10。
[2]贺国先,现代物流系统仿真,中国铁道出版社,2008.12.1。
[3]青海交通职业技术学院物流实训中心3D实训室操作手册
1改革的重点与具体措施
1.1教学方法三维可视化为了解决大学生在学习过程中理解困难和前沿性的科研促教中缺乏实验条件验证的教学问题[3],教学团队将物理建模思想应用于教学实践中,通过三维可视化仿真,使复杂、抽象、烦琐的理论模型变得直观、具体、明了.例如:针对“空间光通信创新实验”课程中的光学天线设计及光传输、激光雷达成像和光子晶体光纤光传输等进行了三维动态可视化仿真.在对前沿性的科研促教中缺乏实验条件验证的情况下,拟采用理论建模与仿真验证方法来实现.
1.2创新实践自主化为了解决自主创新实践能力训练不足的教学问题[4],教学团队将光通信、微波光子学等交叉学科前沿技术与创新实践相结合,构建了“空间光通信”开放式创新实践平台,建设了综合型、设计型、创新型的开放式专业实验室.依托开放式创新实践平台,开展了大学生自主研究型学习,着力加强大学生自主创新实践能力的培养[5,6].加强科研促教,拓展创新思维,在“985高校”大学生创新训练计划支持下,实施了创新设计项目40余项.依托科研项目把学生带到学术前沿,进行了形式多样的学术研讨:教授、副教授、博士、硕士、本科生分别定期做主题报告、分组讨论、网上论坛、参加国际国内会议和暑期夏令营等方式促进学术交流,形成良好的学术氛围.学生在开放式专业实验室里自主进行理论建模、仿真设计与实验验证,在规定时间内撰写学术论文等,开展了大学生自主创新能力的培养模式.
1.3多元化的教学评价体系为了解决传统评价方式缺乏对创新实践、仿真设计与课程论文等环节的评价的教学问题[7,8],教学团队将理论考试和平时成绩相结合,实验操作与自主创新实践相结合,理论建模仿真与课程论文相结合,构成了多元化的评价体系.例如:把理论考试成绩所占的比例下调到60%,而课程论文的比例上升到40%,通过创新项目和课程论文等方式评价学生的学习;通过课程论文答辩方式,依据“假设的合理性、建模的创新性、结果的准确性、表达的清晰性”进行综合评定,实现从应试教育到素质教育的观念性转变.引领学生朝着有利于自身全面发展的方向努力.
1.5开放式教学资源建设为了解决传统教学资源不足的问题,教学团队加强了师资队伍的建设,进行了广泛的国际、国内教学研讨和学术交流.重点建设了丰富的数字化网络资源平台网络课程含教学录相、典型实例、创新设计系列实验教案、经典物理问题、及在线实践编程等模块;适时引入在线答疑、网络论坛及现场演示与讨论等交互式教学形式,形成了模块化、交互式、开放式教学资源平台.
2改革与实践的探索
实例1大学生在牛顿式光学天线系统测试平台(图1)上做的部分实验内容:图2为接收光斑实验测试,图3为利用光束质量诊断仪器测试光斑.通过三维可视化仿真,使复杂、抽象、烦琐的空间光通信系统中的激光传输理论模型变得直观、具体、明了,解决大学生在学习过程中理解困难的教学问题(大学生创新实验设计项目)。例如:老师们课堂上在讲解光子晶体的应用———布拉格光纤光传输特性时,就采用了仿真验证手段.通过详细举例以此来鼓励学生启迪思维、大胆创新设计、勇于实践.以下是学生们根据题目的要求,在老师的指导下做的部分仿真结果图.实例2等周期结构的布拉格光纤仿真(见图4—图6).实例3空间光通信系统激光传输特性仿真(见图7—图8).实例4波动方程的(动态)三维可视化(见图9).图9波动方程(动态)三维可视化图形实例5平面波用柱面波形式展开(见图10).图10平面波展开为柱面波仿真结果图形以上是具有代表性的大学生创新实验设计.“缺陷的光子晶体在偏振分束器等光学器件中的应用”(大学生参与者:黄鹤、刘天骄、陈逸舟)被学校推荐为2010年国家级大学生创新性实验计划项目;“推帚式激光雷达三维成像创新设计”(大学生参与者:谢国洋、顾大超、童磊)被学校推荐为2011年国家级大学生创新性实验计划项目.通过这种创新事例,能很好地锻炼和培养大学生的创造能力,大大激发了学生的创新欲望和学习兴趣.
3改革的实施成果
该课程未实行教学改革以前,我们实行的是传统教学模式(理论教学+笔试成绩+实验成绩),教学成果不理想.自从2009年本教学团队开展了对“空间光通信创新实验”课程教学研究型改革与实践的探索以来,特别是加强了针对“空间光通信创新实验”课程中的创新实践平台及《数学物理方法与仿真》、《光学天线设计》、《空间光通信创新设计实验》3本教材的重点建设.建立了1个基于大学生创新基地的空间光通信工程技术研究中心;并依托这个创新实践平台,开展了一系列的教学和科研项目.1)研发了十余个综合创新设计实验,例如:“卡塞格伦光学天线系统的光传输特性分析实验”、“光纤损耗与光纤耦合实验”、“激光准直与多波长光学天线传输实验”、“无线激光大气通信实验”等;2)2012年数学物理方法、三维可视化仿真及创新实践的“三位一体”教学模式改革获电子科技大学教学改革成果一等奖;3)教改项目:2009年“数学物理方法”教学研究与精品课程建设”,2010年“数学物理方法精品课程教学团队建设与改革”;4)团队教师指导大学生创新基金项目40余项,指导大学生40余篇(SCI收录6篇);5)开展了一系列高水平的科研项目,获得了国家自然科学基金项目2项,国家自然科学青年基金项目3项以及横向建设项目等;6)2011年建设了电子科技大学第一座2.0kW单晶硅太阳能发电站,并实现并网发电,以作为大学生新能源创新课题教学示范所用.7)发表教研论文20余篇、科研论文100余篇.取得了显著的教学成果,形成了交叉性学科前沿与创新实践相结合的人才培养模式.(教改前后对比情况见表1).
4结论
关键词三维建模技术;结构优化;模型优化;层次模型
中图分类号TP301文献标识码A文章编号1000-2537(2014)02-0090-05
为了在计算机的虚拟环境中生动形象地模拟自然环境之中人的视觉、听觉、嗅觉以及运动等行为,虚拟现实技术应运而生[1].经过近几年的发展,该项技术已成为计算机领域的一个新型研究方向,获得国内外学者以及企业的广泛关注并引起浓厚的研究兴趣[2-3].在虚拟现实技术中,三维建模是该技术的一个关键步骤和核心技术,也是实现虚拟现实系统的基础[4].由于虚拟现实系统需要较高的实时性,而三维建模的优劣直接影响整个这类系统的实时性[5],这使得三维建模成为了此项技术的研究热点,而三维建模流程的优化又成为了重中之重.
目前,关于三维建模流程的优化研究主要集中在模型阶段,其中部分研究取得了较好的实际应用效果[6-7].然而,如果在三维建模之前各模型分块不合理的话,就会导致建模过程耗时较大,从而大大降低系统的实时性.针对这种情况,论文基于过程的思想,从结构优化、模型优化两方面对整个三维建模流程进行优化.同时,论文还提出了一个新型层次模型简化算法以进一步缩减三维建模流程中模型间优化的时间间隔.
6结束语
论文对三维建模进行研究,基于过程优化思想,提出了一个新的三维建模流程优化方法.同时,针对其中的模型简化也进行了研究,提出了一个层次性模型简化算法.通过模拟联合站系统实验表明,所提三维建模流程优化方法在建模总体效果和实时性两个方面,都具有一定的优越性.
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