虚拟现实在火灾现场勘验教学体验中的应用研究
发布时间：2022-01-05 10:51
体验教学是通过让用户进入教学场景中进行模拟体验,从而得到知识和经验的一种体验式学习方法。体验教学的发展和飞跃往往影响着人们的学习方式以及人们对世界观价值观的建立。虚拟现实技术作为当下最为热门的交叉性学科,已经在军事,娱乐,医疗,建筑等诸多行业中得到应用和实践,但是在体验教学方面的研究成果还存在很大一部分空档,在社会上普及面较小。探讨如何把虚拟现实技术与体验教学有效地结合,为体验教学发展提供新思路,是本文所研究的内容。本文有幸以公安部委托的勘验项目课题为例,思考并设计了基于现行虚拟现实技术的教学体验系统。首先讨论了当前社会上关于虚拟现实的发展现状,并进行了在体验教学方向上的实例分析。明确虚拟现实技术与体验教学结合的新模式下的优势性和传统教育模式下的弊端。然后通过搜集的文献和调查数据分析虚拟现实技术与体验教学结合的可行性,提供理论依据。并介绍了如何在UE4引擎中设计基于HTC vive的VR眼镜的体验教学系统的实现过程。以消防勘验的项目设计内容为例,通过设计思考,并运用三维仿真软件建立虚拟场景,完成其虚拟环境中动态交互设计以及UI等设计内容,让用户在使用本软件系统中,达到需要了解的消防勘验...
【文章来源】：沈阳航空航天大学辽宁省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.1.1 研究背景及目的
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究方法和思路
1.3.1 研究方法
1.3.2 研究思路
第2章 虚拟现实现状及社会服务价值
2.1 虚拟现实概述
2.1.1 虚拟现实技术概念及特点
2.1.2 虚拟现实硬件设备分类概述
2.2 各行业中的虚拟现实应用简介
2.2.1 基于虚拟现实技术的建筑沙盘设计与装修设计
2.2.2 基于虚拟现实技术在医疗领域的应用
2.2.3 基于虚拟现实技术的体验式科普教育
2.2.4 基于虚拟现实技术的新型电影模式
2.3 虚拟现实技术对的服务价值
2.3.1 虚拟现实技术对其他产业的作用总结
2.3.2 虚拟现实技术对教育服务价值分析
第3章 虚拟现实在教学领域中应用与案例分析
3.1 VR教学方面的案例分析
3.1.1 中学课本中《荷塘月色》的教学案例
3.1.2 职业技能学校中的VR教学实例应用
3.1.3 虚拟现实技术在解剖课中的实例应用
3.2 基于虚拟现实体验教学系统的共性分析
3.2.1 深度沉浸感激发用户学习潜能
3.2.2 体验教学模式下的情感共鸣
3.2.3 使抽象知识显性化赋予用户学习动机
3.3 虚拟现实教学系统中常见的问题
3.3.1 产品定位导致的用户认知分化问题
3.3.2 在VR使用中的眩晕问题
3.3.3 以HTC为例的空间定位移动限制问题
3.3.4 VR交互中触觉回馈问题
第4章 虚拟现实勘验教学系统设计开发策略
4.1 用户在虚拟现实教学中的体验需求分析
4.1.1 利用虚拟现实技术创建安全的学习环境
4.1.2 基于虚拟现实技术建立高效的教学模式
4.1.3 虚拟现实技术营造的轻松氛围降低学习过程产生的苦闷情绪
4.2 虚拟现实勘验教学系统的设计思考
4.2.1 勘验体验教学系统教学目标概述
4.2.2 满足于勘验教学系统需求的设计原则
4.2.3 勘验体验教学系统的制作规格
4.2.4 目标样机以及硬件的选择
第5章 结合虚拟现实技术的勘验教学系统设计实践
5.1 火场勘验教学系统方案梳理
5.1.1 火场勘验的写实美术风格制作分析
5.1.2 当下VR软件设计的引擎对比分析
5.1.3 体验教学引导逻辑概述
5.1.4 VR勘验系统制作流程概述
5.2 现场还原及采集素材
5.2.1 模拟电器起火的火灾场景
5.2.2 使用RealityCapture照片阵列建模方式采集场景元素
5.3 模型制作与艺术化处理
5.3.1 PBR次世代区别于传统次世代美术的优势分析及应用
5.3.2 使用Mixamo Fuse制作的勘验员导览动画
5.3.3 场景制作与艺术化气氛渲染
5.4 勘验卷宗交互流程的UI设计实践
5.4.1 UI交互设计思考
5.4.2 基于UMG的UI系统具体制作方案
5.5 优化与测试反馈
5.5.1 使用关卡管理对场景内容管理
5.5.2 基于UE4的GPU性能分析器等工具介绍
5.6 本章小结
结语
附录Ⅰ 附录名称
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]VR（虚拟现实）技术在大学生安全教育中的应用研究[J]. 吴学政. 中国新通信. 2016(20)
[2]火灾调查中物证损坏防范措施探析[J]. 赵秋野. 科技创新与应用. 2015(30)
[3]基于3ds Max与Unity3D三维海底场景建模[J]. 周鹏,支雄飞,杨敏,马龚丽,马修水. 安徽电子信息职业技术学院学报. 2014(01)
[4]基于Unity3D和粒子系统的冶金仿真特效模拟[J]. 朱婉莹,陈姚节,张琦,丁一帆. 教育教学论坛. 2013(52)
[5]浅析虚拟现实技术[J]. 曹娟,赵旭阳,米文鹏,洪成华. 计算机与网络. 2011(10)
[6]虚拟现实技术及其在网络教育中的应用[J]. 张朝华,赵呈领,张朝晖. 现代远程教育研究. 2006(04)
[7]虚拟现实技术的若干问题及发展展望[J]. 刘向铜,熊助国,曹秋香. 水利科技与经济. 2006(05)
[8]虚拟现实在职业技术教育中的应用[J]. 杨卫辉,谭梅. 吉林省经济管理干部学院学报. 2006(02)
[9]现代教育理论研究应增强四种意识[J]. 王北生,王振存. 教育科学. 2006(01)
[10]基于软件的虚拟现实关键技术研究[J]. 施贵刚. 电脑知识与技术. 2006(02)
硕士论文
[1]大学生微博沉浸体验与行为研究[D]. 冯崇军.南京师范大学 2014
[2]基于Unity3D的手机游戏客户端的设计与实现[D]. 任建邦.北京交通大学 2013
[3]基于MAYA和VIRTOOLS的虚拟仓储物流系统的研究与实现[D]. 周晓风.上海交通大学 2011
[4]初中物理虚拟实验平台的设计与开发[D]. 胡国涛.华中师范大学 2011
[5]初中物理力学虚拟实验系统的设计与实现[D]. 李美娜.东北师范大学 2011
[6]分布式三维虚拟校园的设计与实现[D]. 敬峰.苏州大学 2010
[7]刑事政策的概念界定[D]. 于坤祥.西南政法大学 2009
[8]沉浸式虚拟环境及其在变电站仿真中的应用[D]. 孙璐.南京理工大学 2007
[9]基于VRML的机械产品虚拟设计技术研究[D]. 胡茶根.四川大学 2005
[10]虚拟现实技术在教育领域中的应用与设计[D]. 宋达.东北师范大学 2005
本文编号：3570219
【文章来源】：沈阳航空航天大学辽宁省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.1.1 研究背景及目的
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究方法和思路
1.3.1 研究方法
1.3.2 研究思路
第2章 虚拟现实现状及社会服务价值
2.1 虚拟现实概述
2.1.1 虚拟现实技术概念及特点
2.1.2 虚拟现实硬件设备分类概述
2.2 各行业中的虚拟现实应用简介
2.2.1 基于虚拟现实技术的建筑沙盘设计与装修设计
2.2.2 基于虚拟现实技术在医疗领域的应用
2.2.3 基于虚拟现实技术的体验式科普教育
2.2.4 基于虚拟现实技术的新型电影模式
2.3 虚拟现实技术对的服务价值
2.3.1 虚拟现实技术对其他产业的作用总结
2.3.2 虚拟现实技术对教育服务价值分析
第3章 虚拟现实在教学领域中应用与案例分析
3.1 VR教学方面的案例分析
3.1.1 中学课本中《荷塘月色》的教学案例
3.1.2 职业技能学校中的VR教学实例应用
3.1.3 虚拟现实技术在解剖课中的实例应用
3.2 基于虚拟现实体验教学系统的共性分析
3.2.1 深度沉浸感激发用户学习潜能
3.2.2 体验教学模式下的情感共鸣
3.2.3 使抽象知识显性化赋予用户学习动机
3.3 虚拟现实教学系统中常见的问题
3.3.1 产品定位导致的用户认知分化问题
3.3.2 在VR使用中的眩晕问题
3.3.3 以HTC为例的空间定位移动限制问题
3.3.4 VR交互中触觉回馈问题
第4章 虚拟现实勘验教学系统设计开发策略
4.1 用户在虚拟现实教学中的体验需求分析
4.1.1 利用虚拟现实技术创建安全的学习环境
4.1.2 基于虚拟现实技术建立高效的教学模式
4.1.3 虚拟现实技术营造的轻松氛围降低学习过程产生的苦闷情绪
4.2 虚拟现实勘验教学系统的设计思考
4.2.1 勘验体验教学系统教学目标概述
4.2.2 满足于勘验教学系统需求的设计原则
4.2.3 勘验体验教学系统的制作规格
4.2.4 目标样机以及硬件的选择
第5章 结合虚拟现实技术的勘验教学系统设计实践
5.1 火场勘验教学系统方案梳理
5.1.1 火场勘验的写实美术风格制作分析
5.1.2 当下VR软件设计的引擎对比分析
5.1.3 体验教学引导逻辑概述
5.1.4 VR勘验系统制作流程概述
5.2 现场还原及采集素材
5.2.1 模拟电器起火的火灾场景
5.2.2 使用RealityCapture照片阵列建模方式采集场景元素
5.3 模型制作与艺术化处理
5.3.1 PBR次世代区别于传统次世代美术的优势分析及应用
5.3.2 使用Mixamo Fuse制作的勘验员导览动画
5.3.3 场景制作与艺术化气氛渲染
5.4 勘验卷宗交互流程的UI设计实践
5.4.1 UI交互设计思考
5.4.2 基于UMG的UI系统具体制作方案
5.5 优化与测试反馈
5.5.1 使用关卡管理对场景内容管理
5.5.2 基于UE4的GPU性能分析器等工具介绍
5.6 本章小结
结语
附录Ⅰ 附录名称
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]VR（虚拟现实）技术在大学生安全教育中的应用研究[J]. 吴学政. 中国新通信. 2016(20)
[2]火灾调查中物证损坏防范措施探析[J]. 赵秋野. 科技创新与应用. 2015(30)
[3]基于3ds Max与Unity3D三维海底场景建模[J]. 周鹏,支雄飞,杨敏,马龚丽,马修水. 安徽电子信息职业技术学院学报. 2014(01)
[4]基于Unity3D和粒子系统的冶金仿真特效模拟[J]. 朱婉莹,陈姚节,张琦,丁一帆. 教育教学论坛. 2013(52)
[5]浅析虚拟现实技术[J]. 曹娟,赵旭阳,米文鹏,洪成华. 计算机与网络. 2011(10)
[6]虚拟现实技术及其在网络教育中的应用[J]. 张朝华,赵呈领,张朝晖. 现代远程教育研究. 2006(04)
[7]虚拟现实技术的若干问题及发展展望[J]. 刘向铜,熊助国,曹秋香. 水利科技与经济. 2006(05)
[8]虚拟现实在职业技术教育中的应用[J]. 杨卫辉,谭梅. 吉林省经济管理干部学院学报. 2006(02)
[9]现代教育理论研究应增强四种意识[J]. 王北生,王振存. 教育科学. 2006(01)
[10]基于软件的虚拟现实关键技术研究[J]. 施贵刚. 电脑知识与技术. 2006(02)
硕士论文
[1]大学生微博沉浸体验与行为研究[D]. 冯崇军.南京师范大学 2014
[2]基于Unity3D的手机游戏客户端的设计与实现[D]. 任建邦.北京交通大学 2013
[3]基于MAYA和VIRTOOLS的虚拟仓储物流系统的研究与实现[D]. 周晓风.上海交通大学 2011
[4]初中物理虚拟实验平台的设计与开发[D]. 胡国涛.华中师范大学 2011
[5]初中物理力学虚拟实验系统的设计与实现[D]. 李美娜.东北师范大学 2011
[6]分布式三维虚拟校园的设计与实现[D]. 敬峰.苏州大学 2010
[7]刑事政策的概念界定[D]. 于坤祥.西南政法大学 2009
[8]沉浸式虚拟环境及其在变电站仿真中的应用[D]. 孙璐.南京理工大学 2007
[9]基于VRML的机械产品虚拟设计技术研究[D]. 胡茶根.四川大学 2005
[10]虚拟现实技术在教育领域中的应用与设计[D]. 宋达.东北师范大学 2005
本文编号：3570219
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