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當前,仿真技術已經成為分析、研究各種復雜系統的重要工具教育學論文,它廣泛用于工程領域和非工程領域。高職院校的物流實訓中心大多數是基于軟件模擬的物流實訓室,這類實訓室是以物流軟件模擬來搭建物流模擬平臺,如倉儲管理軟件、運輸管理軟件、ERP、MRP、國際貨代軟件、TPL軟件或基于上述幾個軟件集成起來的供應鏈軟件等;然而對于基于設備的物流實訓室來說,由于資金等方面的限制,比較先進的設備還尚欠缺教育學論文,這就造成了學生對立體庫、高速分揀機、巷道式堆垛機、AGV、碼垛機器人等先進的物流設備缺乏足夠的感性認識論文格式模板。三維虛擬仿真技術等夠對倉庫、配送中心、企業生產線等進行簡單的建模,能夠加深學生對各種物流設備的認識,幫助學生理解工業、企業、生產線的布置與產出平衡、物料需求計劃、企業資源計劃等相關知識,更好地找出生產瓶頸,加深對現代化立體倉庫、配送中心的了解。因此三維虛擬仿真技術在教學中的應用教育學論文,對于學生更好地學習物流專業理論知識、培養相應的職業技能是大有裨益的。
一、三維虛擬仿真技術概述
三維虛擬仿真(3D Virtual Simulation)就是利用三維建模技術,構建現實世界的三維場景并通過一定的軟件環境驅動整個三維場景,響應用戶的輸入,根據用戶的不同動作做出相應的反應,并在三維環境中顯示出來。三維仿真的關鍵技術主要有動態環境建模技術、實時三維圖形生成技術、立體顯示和傳感器技術、應用系統開發工具、系統集成技術等論文格式模板。該軟件提供了原始數據擬合、圖形化的模型構建、虛擬現實顯示、運行模型進行仿真的實驗、對結果進行優化、生產3D動畫影像文件等功能。
利用三維虛擬仿真技術教學具有以下優點:
1、教學內容視覺化
2、學習中的交互性好
3、沉浸感真實感強
二、三維虛擬仿真技術在物流教學中的應用
基于青海交通職業技術學院物流實訓中心3D實訓室的應用系統及操作流程。
1.開機步驟
開機順序依次為:
2 AP轉換器(數量兩臺):
按下電源按鈕教育學論文,
2 工作站(數量兩臺)
2 投影機(數量四臺)
進入控制工作站,進入中控程序,點擊投影機控制,選擇開
等投影機啟動完畢后再進入下一步
2 邊緣融合機(數量兩臺):
按下電源按鈕
關機順序依次為:
立體圖像工作站——邊緣融合機——AP轉換器——投影機——控制工作站
2.基本操作設置
立體圖像工作站設置
(1)多顯示器設置
鼠標在桌面上右鍵
進入NVIDIA控制面板
點擊設置多個顯示器
設置作為一個大水平桌面(水平平移模式)
顯示的結果是,顯卡雙頭輸出兩個通道的桌面。
(2)分辨率設置
單屏分辨率1024×768教育學論文,重疊像素為192
整體分辨率為1856×768(含邊緣重疊區192個像素)
重疊像素設置圖如下:
立體設置為管理3D設置里面,基本設置,選用立體啟用
3 .基本演示操作
(1)立體電影
檢查左右眼是否正確?
2 將圖像移動分別移動到第一個通道和第二個通道進行檢查論文格式模板。
如果第一個通道和第二個通道都不正常,點擊一下軟件里面L/R
2 如果圖像只在第一個通道出現左右眼反的現象?
在第一臺AP轉換器后面的綠色按鈕按兩次切換左右眼
2 如果圖像只在第二個通道出現左右眼反的現象?
在第二臺AP轉換器后面的綠色按鈕按兩次切換左右眼
(綠色按鈕按兩次表示切換左右眼)
(2)NVSG演示軟件
同樣觀看立體是否正常,可以通過軟件切換左右眼
(3)VEGA演示軟件
同樣觀看立體是否正常教育學論文,可以通過軟件切換左右眼
4系統連接圖如下
5投影機圖像不正確的調試方法
(1)首先檢查畫面比例是否正確
再點擊高級:
水平位置和垂直位置,如圖所示。
6融合機出現故障處理方法
出現基本問題首先重新啟動融合機來解決
如重新無法解決可以采取如下步驟:
(1)找到是那臺融合機出現的問題,并接入鍵盤鼠標
(2)ALT+F4退出融合服務軟件
(3)點擊桌面上的blend文件夾
(4)復制setting.cfg文件到其他地方
(5)將備份的該文件copy到blend這個文件夾下面
(6)雙擊STEREO_CAP程序
(7)按ESC,再點擊開始撲捉、全屏幕、下一次開機啟動,保存設置、開始
(8)重新啟動
7注意事項
(1)投影機開啟后遙控器上的auto、aspect兩個按鍵不能按教育學論文,正常使用情況下不需要遙控器;
(2)投影機機械結構不能輕易觸碰
(3)屏幕位置不能挪動,屏幕表面不能觸碰,灰塵可用干凈的柔軟布沾水擦;
(4)投影機關機后不能立即斷電,同時投影機電源需接入UPS穩壓電源,UPS后備電池時間不小于10分鐘;
(5)不能隨意拔插設備連接線纜;
(6)立體工作站顯卡、立體、分辨率等設置不能改變
(7)控制工作站IP:192.168.1.10不能改變。
開機先后順序要嚴格按照技術要求順利
三、結束語
三維虛擬仿真技術軟件在高職的教學中能發揮出積極的作用,一方面能提高學生的學習興趣,學生在學習的過程中能夠對倉儲、運輸、配送、生產加工等有一個感性的認識,同時也提高了學生分析問題、解決問題的能力,實踐證明三維虛擬仿真技術軟件的應用對于高職物流專業的教學具有積極的意義。
參考文獻:
[1]呂明哲,物流系統仿真,東北財經大學出版社,2008.10。
[2]賀國先,現代物流系統仿真,中國鐵道出版社,2008.12.1。
[3]青海交通職業技術學院物流實訓中心3D實訓室操作手冊
1改革的重點與具體措施
1.1教學方法三維可視化為了解決大學生在學習過程中理解困難和前沿性的科研促教中缺乏實驗條件驗證的教學問題[3],教學團隊將物理建模思想應用于教學實踐中,通過三維可視化仿真,使復雜、抽象、煩瑣的理論模型變得直觀、具體、明了.例如:針對“空間光通信創新實驗”課程中的光學天線設計及光傳輸、激光雷達成像和光子晶體光纖光傳輸等進行了三維動態可視化仿真.在對前沿性的科研促教中缺乏實驗條件驗證的情況下,擬采用理論建模與仿真驗證方法來實現.
1.2創新實踐自主化為了解決自主創新實踐能力訓練不足的教學問題[4],教學團隊將光通信、微波光子學等交叉學科前沿技術與創新實踐相結合,構建了“空間光通信”開放式創新實踐平臺,建設了綜合型、設計型、創新型的開放式專業實驗室.依托開放式創新實踐平臺,開展了大學生自主研究型學習,著力加強大學生自主創新實踐能力的培養[5,6].加強科研促教,拓展創新思維,在“985高校”大學生創新訓練計劃支持下,實施了創新設計項目40余項.依托科研項目把學生帶到學術前沿,進行了形式多樣的學術研討:教授、副教授、博士、碩士、本科生分別定期做主題報告、分組討論、網上論壇、參加國際國內會議和暑期夏令營等方式促進學術交流,形成良好的學術氛圍.學生在開放式專業實驗室里自主進行理論建模、仿真設計與實驗驗證,在規定時間內撰寫學術論文等,開展了大學生自主創新能力的培養模式.
1.3多元化的教學評價體系為了解決傳統評價方式缺乏對創新實踐、仿真設計與課程論文等環節的評價的教學問題[7,8],教學團隊將理論考試和平時成績相結合,實驗操作與自主創新實踐相結合,理論建模仿真與課程論文相結合,構成了多元化的評價體系.例如:把理論考試成績所占的比例下調到60%,而課程論文的比例上升到40%,通過創新項目和課程論文等方式評價學生的學習;通過課程論文答辯方式,依據“假設的合理性、建模的創新性、結果的準確性、表達的清晰性”進行綜合評定,實現從應試教育到素質教育的觀念性轉變.引領學生朝著有利于自身全面發展的方向努力.
1.5開放式教學資源建設為了解決傳統教學資源不足的問題,教學團隊加強了師資隊伍的建設,進行了廣泛的國際、國內教學研討和學術交流.重點建設了豐富的數字化網絡資源平臺網絡課程含教學錄相、典型實例、創新設計系列實驗教案、經典物理問題、及在線實踐編程等模塊;適時引入在線答疑、網絡論壇及現場演示與討論等交互式教學形式,形成了模塊化、交互式、開放式教學資源平臺.
2改革與實踐的探索
實例1大學生在牛頓式光學天線系統測試平臺(圖1)上做的部分實驗內容:圖2為接收光斑實驗測試,圖3為利用光束質量診斷儀器測試光斑.通過三維可視化仿真,使復雜、抽象、煩瑣的空間光通信系統中的激光傳輸理論模型變得直觀、具體、明了,解決大學生在學習過程中理解困難的教學問題(大學生創新實驗設計項目)。例如:老師們課堂上在講解光子晶體的應用———布拉格光纖光傳輸特性時,就采用了仿真驗證手段.通過詳細舉例以此來鼓勵學生啟迪思維、大膽創新設計、勇于實踐.以下是學生們根據題目的要求,在老師的指導下做的部分仿真結果圖.實例2等周期結構的布拉格光纖仿真(見圖4—圖6).實例3空間光通信系統激光傳輸特性仿真(見圖7—圖8).實例4波動方程的(動態)三維可視化(見圖9).圖9波動方程(動態)三維可視化圖形實例5平面波用柱面波形式展開(見圖10).圖10平面波展開為柱面波仿真結果圖形以上是具有代表性的大學生創新實驗設計.“缺陷的光子晶體在偏振分束器等光學器件中的應用”(大學生參與者:黃鶴、劉天驕、陳逸舟)被學校推薦為2010年國家級大學生創新性實驗計劃項目;“推帚式激光雷達三維成像創新設計”(大學生參與者:謝國洋、顧大超、童磊)被學校推薦為2011年國家級大學生創新性實驗計劃項目.通過這種創新事例,能很好地鍛煉和培養大學生的創造能力,大大激發了學生的創新欲望和學習興趣.
3改革的實施成果
該課程未實行教學改革以前,我們實行的是傳統教學模式(理論教學+筆試成績+實驗成績),教學成果不理想.自從2009年本教學團隊開展了對“空間光通信創新實驗”課程教學研究型改革與實踐的探索以來,特別是加強了針對“空間光通信創新實驗”課程中的創新實踐平臺及《數學物理方法與仿真》、《光學天線設計》、《空間光通信創新設計實驗》3本教材的重點建設.建立了1個基于大學生創新基地的空間光通信工程技術研究中心;并依托這個創新實踐平臺,開展了一系列的教學和科研項目.1)研發了十余個綜合創新設計實驗,例如:“卡塞格倫光學天線系統的光傳輸特性分析實驗”、“光纖損耗與光纖耦合實驗”、“激光準直與多波長光學天線傳輸實驗”、“無線激光大氣通信實驗”等;2)2012年數學物理方法、三維可視化仿真及創新實踐的“三位一體”教學模式改革獲電子科技大學教學改革成果一等獎;3)教改項目:2009年“數學物理方法”教學研究與精品課程建設”,2010年“數學物理方法精品課程教學團隊建設與改革”;4)團隊教師指導大學生創新基金項目40余項,指導大學生40余篇(SCI收錄6篇);5)開展了一系列高水平的科研項目,獲得了國家自然科學基金項目2項,國家自然科學青年基金項目3項以及橫向建設項目等;6)2011年建設了電子科技大學第一座2.0kW單晶硅太陽能發電站,并實現并網發電,以作為大學生新能源創新課題教學示范所用.7)發表教研論文20余篇、科研論文100余篇.取得了顯著的教學成果,形成了交叉性學科前沿與創新實踐相結合的人才培養模式.(教改前后對比情況見表1).
4結論
關鍵詞三維建模技術;結構優化;模型優化;層次模型
中圖分類號TP301文獻標識碼A文章編號1000-2537(2014)02-0090-05
為了在計算機的虛擬環境中生動形象地模擬自然環境之中人的視覺、聽覺、嗅覺以及運動等行為,虛擬現實技術應運而生[1].經過近幾年的發展,該項技術已成為計算機領域的一個新型研究方向,獲得國內外學者以及企業的廣泛關注并引起濃厚的研究興趣[2-3].在虛擬現實技術中,三維建模是該技術的一個關鍵步驟和核心技術,也是實現虛擬現實系統的基礎[4].由于虛擬現實系統需要較高的實時性,而三維建模的優劣直接影響整個這類系統的實時性[5],這使得三維建模成為了此項技術的研究熱點,而三維建模流程的優化又成為了重中之重.
目前,關于三維建模流程的優化研究主要集中在模型階段,其中部分研究取得了較好的實際應用效果[6-7].然而,如果在三維建模之前各模型分塊不合理的話,就會導致建模過程耗時較大,從而大大降低系統的實時性.針對這種情況,論文基于過程的思想,從結構優化、模型優化兩方面對整個三維建模流程進行優化.同時,論文還提出了一個新型層次模型簡化算法以進一步縮減三維建模流程中模型間優化的時間間隔.
6結束語
論文對三維建模進行研究,基于過程優化思想,提出了一個新的三維建模流程優化方法.同時,針對其中的模型簡化也進行了研究,提出了一個層次性模型簡化算法.通過模擬聯合站系統實驗表明,所提三維建模流程優化方法在建模總體效果和實時性兩個方面,都具有一定的優越性.
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