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3DCAT实时渲染云平台

让任意设备随时随地访问您的3D应用

关于虚拟仿真实验和技术模拟器-教育电子学习解决方案
使用虚拟实验室的原因 目前的实验室工作台和车间没有足够的现代化设备、设施和仪器。大多数实验室工作台和教育研讨会在退休后投入使用;它们不符合现代要求并变得过时。所有这些都会使测试结果无效并给受训者带来潜在的危险。实验室设备和工作台需要每年更新,这会导致额外的财务费用。众所周知,建筑材料工程或物理化学等领域除了设备外,还需要运营供应材料——原材料、化学试剂等。它们的成本相当高,毫无疑问,硬件和软件成本也很高,但计算机设备的多功能性及其广泛分布可能会弥补这一缺点。 现代计算机技术允许在不应用额外技术的情况下观察在实际实践中几乎无法区分的过程,例如因为可观察到的粒子尺寸很小。模拟在实验室条件下根本不可能的过程的可能性。在其他时间尺度上对实验细微之处的理解和观察的可能性,这对于在几分之一秒内进行的过程很重要,或者相反,持续数年。 安全是 虚拟仿真实验的一个重要因素,尤其是在高压或化学物质下进行工作时。有时,由于某些实验室设备的响应速度和实验允许的时间,很难进行重新分析或检查。获得足够的技能和特定领域的操作经验需要重复的学习操作,由于频繁的设备故障和额外的运营供应费用,这并不总是可行的。 使用虚拟实验室解决的任务 激发学生的学习兴趣,并提供设备的可及性,以促进学生的学习活动和自主性。结合学生的心理年龄特点,通过多媒体手段吸引学生的注意力,提高对教材的感知。控制每个学生掌握目标材料。促进考试和通过失败测试的培训过程。协助教师并阻止他们从事日常工作。利用课外时间学习家庭作业指导。引入远程学习形式,对于实验室设施较差的教育机构尤其有用。 虚拟实验室应用范围 物理过程的计算机建模;文本和工作簿的演示支持;学生在计算机教室的实验室实习;远程教育;员工专业技能提升体系。 在虚拟仿真实验里面,在各种复杂的工业产品或设备的三维可视化内容都可以发布到3DCAT实时渲染云平台,用户可实时体验各种复杂产品/设备的实时效果,更新也更加快速、高效。

2021-09-15

虚拟仿真与沉浸式虚拟现实:有什么区别?
随着我们越来越多地在模拟教育中使用新技术,区分虚拟模式的类型非常重要。虚拟模拟有时被用作描述各种基于模拟的体验的总称,从基于屏幕的平台到沉浸式虚拟现实。但是,虚拟平台之间的保真度、沉浸感和临场感水平存在显着差异。教育中有许多虚拟解决方案的空间,护理计划没有“一刀切”的模式。选择正确的虚拟解决方案取决于您的程序需求和基于模拟的体验的目的。 虚拟仿真 虚拟模拟是“在计算机屏幕上再现现实”。在参与虚拟模拟时,学习者在计算机屏幕上体验模拟的临床场景,同时经常使用鼠标或键盘与环境交互并操纵他们的化身。学习者在为虚拟患者提供护理时经常从菜单中选择操作和通信。模拟完成后,自动报告会提供有关学生是否达到情景学习目标的标准化反馈。 虚拟仿真的好处 虚拟模拟已被证明是一种支持学生学习成果的有效教学法。研究表明,虚拟模拟可以提高知识保留、临床推理和学生对学习的满意度。虚拟模拟的其他好处包括教育工作者能够以易于遵守社交距离和感染控制指南的方式提供体验式学习。虚拟模拟通常基于网络,可通过标准计算机或笔记本电脑访问,从而无缝转换为基于远程模拟的体验。 虚拟仿真的局限性 与任何模拟模式一样,虚拟模拟也存在局限性。从计算机屏幕与基于菜单的操作和通信进行交互会降低模拟体验的沉浸感、保真度和真实感。虽然适当的提示是一个重要的促进策略,但基于菜单的系统可能会提示学习者完成他们可能没有考虑过的动作或交流。一些教育工作者报告学生缺乏对某些基于屏幕的选项的参与,因为学生可能会在不使用批判性思维技能的情况下点击场景。由于学习者经常通过使用鼠标或键盘与环境互动,这可能会限制对某些需要精确、精细运动的心理运动技能的评估。此外,教育工作者应该考虑提供更高程度的沉浸感和临场感的新兴技术。根据最近的一项研究,在未来 2 到 5 年内,虚拟模拟在护理教育中的使用预计将减少。在同一时间段内,虚拟现实等新兴技术的使用预计会增加。 沉浸式虚拟现实 虚拟现实定义为“使用计算机技术创建交互式三维世界,其中对象具有空间存在感。” 可以通过沉浸感和临场感 来区分各种类型的虚拟现实。最具沉浸感的虚拟现实平台通常使用头戴式显示器,让参与者沉浸在真实的虚拟世界中。这种多感官、身临其境的体验转化为高度的存在感,参与者认为自己是 在模拟的临床环境中,而不是在他们周围的物理世界中。身临其境的虚拟现实模拟是动手操作,让参与者能够照顾真实的患者、团队协作和操作虚拟设备。参与者还有一种本体感觉,他们可以在提供护理时感受到他们在虚拟环境中的位置和运动。 沉浸式虚拟现实模拟的好处 沉浸式虚拟现实是一种很有前途的医疗教育模拟模式。在研究沉浸式虚拟现实对学生学习成果的影响时,与传统方法相比,它已经证明了非劣效的学习成果,以及在认知、心理运动和情感技能方面的改进。最近的一项研究发现,使用沉浸式虚拟现实的学习者对内容的参与度和情感联系比从计算机屏幕学习的学习者高 2.3 倍。研究还表明,沉浸式虚拟现实中的学习者注意力提高了 4 倍与使用计算机的人相比,他们在培训期间。在新冠病毒大流行之前进行的一项研究检查了护理教育技术的未来,发现沉浸式虚拟现实的使用预计将在未来 5 年内从 10% 增加到 45%。鉴于新冠病毒大流行是许多护理项目采用沉浸式虚拟现实等新兴技术的催化剂,因此有理由假设,如果今天进行同样的调查,采用率的预期增长可能会更大。 尽管某些平台可能包含基于菜单的动作或交流,但某些高度沉浸式的虚拟现实解决方案允许学习者在不使用菜单的情况下有机地实施动作和治疗性交流。这使学习者能够像在现实生活中的临床环境中一样用自己的话自主行动和交流,从而发展临床判断和可转移技能。与虚拟模拟一样,沉浸式虚拟现实平台通常包括模拟后的自动反馈报告和自我指导问题。这提供了特定于学习者表现的标准化反馈,并促进对基于模拟的体验的反思。 最近沉浸式虚拟现实的民主化增加了这种模式的可访问性和可负担性。教育工作者现在可以使用连接到标准游戏笔记本电脑的市售耳机,以最少的设备使用身临其境的虚拟现实模拟。最近的发展包括不需要购买游戏笔记本电脑的独立耳机,从而进一步提高了可访问性。 沉浸式虚拟现实模拟几乎可以在学习者可以使用该技术的任何地方实施。这为教育工作者提供了一种可行的解决方案,可以在模拟实验室之外提供有意义的模拟体验,同时遵守任何社交距离和感染控制准则。跨专业教育和基于团队的学习对于医疗保健教育至关重要,某些沉浸式虚拟模拟平台具有多人游戏功能,即使学生不在同一个房间内,也可以让他们在一个场景中进行协作。这最大限度地减少了跨专业教育的障碍,包括时间安排冲突和空间限制。某些沉浸式虚拟现实平台还使教育工作者能够设计和开发场景 为学生独特的学习目标和成果而精心策划。 沉浸式虚拟现实模拟的局限性 如前所述,所有模拟方式都有局限性。参与沉浸式虚拟现实需要对设备进行定向,以便学习者为基于模拟的体验做好准备。与虚拟模拟一样,并非所有技能都可以在沉浸式虚拟现实中得到充分评估。学习者经常使用手动控制器,这些控制器可以最大限度地减少执行静脉导管插入等严格动作的能力。这可能会限制对某些心理运动技能的评估,但提供了一个极好的机会,以利用新兴和传统模式的最佳混合方法使用您的人体模型或任务培训师。 医疗保健行业是采用新兴技术来优化工作流程和改善患者治疗效果的领导者。与我们的数字世界保持同步的学习解决方案可帮助未来的护士在技术丰富的环境中茁壮成长。护士在整个轮班期间都使用计算机,并且可能会与沉浸式虚拟现实平台进行交互,以进行继续教育和治疗某些患者状况。虚拟模拟和沉浸式虚拟现实都是基于证据的方式,它们使用技术来提供有意义的学习体验。在您决定哪种方式最适合您的课程之前,请花点时间考虑一下好处、局限性以及最终满足您的学生学习目标和预期成果的方式。

2021-09-03

【虚拟仿真开放共享】如何快速搭建一个虚拟仿真云平台
为深化信息技术与教育教学深度融合,《教育部关于开展国家虚拟仿真实验教学项目建设工作的通知》中指出,要求着力构建基于信息技术的新型教育教学模式、教育服务供给方式以及教育治理新模式,推进现代信息技术融入实验教学项目、拓展实验教学内容广度和深度、延伸实验教学时间和空间、提升实验教学质量和水平。按照先建设应用、后评价认定、持续监测评估的方式,推动高校积极探索线上线下教学相结合的个性化、智能化、泛在化实验教学新模式,形成专业布局合理、教学效果优良、开放共享有效的高等教育信息化实验教学课程示范新体系,支撑高等教育教学质量全面提高。 为进一步实现学校虚拟仿真实验平台的统一管理及资源共享,避免重复建设问题,建议从学校层面建设虚拟仿真实验开放共享云平台,为了 虚拟仿真开放共享做准备。 虚拟仿真云平台可实现各类XR资源的跨系统兼容适配,可以将XR系统所需要的大量存储、复杂计算和图形渲染都转移到云端,通过超低延时的交互式视频流返回到客户端,从而摆脱对终端硬件性能的依赖,实现XR系统跨平台、跨终端应用。虚拟仿真实验教学资源共享云平台,从根本上解决了课程共享难、线上体验差、资源利用率低、课程维护管理不便的弊端。用云重塑虚拟仿真教学模式,让优质资源随手可得。 一、通过建设虚拟仿真云平台该平台的,可以实现: 1、课程统一管理——所有课程统一上云,利用云端管理系统有效统筹安排各类课程。 2、资源统一管理——对各种计算资源(GPU/CPU/硬盘等)进行统一、有效管理,可以极大降低管理消耗,提升资源弹性利用率。 3、实时体验——利用目前高端显卡和其他云计算设备已经可以实现云端实时渲染,把计算结果实时推送到终端。学生可以充分利用各种XR设备进行沉浸式体验、交互式上课。充分发挥虚拟仿真课程对教育体验的提升。 4、便于分享——系统可针对应用生成URL链接,可用于各种设备对应用进行访问。 二、虚拟仿真云平台的建设内容一般包括硬件和软件两部分,分别为: 1、硬件: 1.1实时渲染服务器、存储服务器、管理服务器、信令服务器、任务调度服务器、应用管理服务器等。 1.2网络系统:包含千兆、万兆光纤以太网络系统等。 2、软件: 2.1信令管理,应用管理系统等 2.2任务调度系统,可基于分布式集群的任务管理系统,针对节点机进行资源调度,系统需支持复杂的优先级资源匹配逻辑,以及拥有可持续运营的超高可靠性。 由此来看,构建一个虚拟仿真云平台并不是一件简单的事情,那么普通院校该怎么做呢?答案是可以利用一些公有云平台如3DCAT来快速搭建一个 虚拟仿真云平台。 3DCAT是集实时渲染、实时3D可视化、内容云流送等相关技术服务于一身的实时渲染云平台。利用云端的海量GPU算力处理繁重的图像渲染计算并串流同步输出到终端设备,从而实现终端设备的轻量化,让高质量三维图形应用变得无处不在。用户可以使用任何联网的普通设备,访问托管在3DCAT云中的三维应用程序,同时无需下载安装应用。 3DCAT平台支持应用生成的URL嵌入其他网站,提供JSSDK供其他平台引用,可方便集成到自有系统中,利用3DCAT可快速搭建一个高效、易用、资源可扩充的虚拟仿真平台。

2021-07-07

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