三维虚拟仿真

元宇宙（Metaverse）和数字孪生（Digital Twin）是两种在科技和数字领域引起广泛关注的概念，它们都与数字化世界和虚拟现实有关，但在定义、应用和技术上存在一些区别和联系，本文详细说说二者的区别与联系。 首先， 元宇宙是一个用来描述虚拟世界、数字世界或者多层次、多用户、多设备互联网空间的术语。它通常包括虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、混合现实（MR）等技术，以及人工智能（AI）、区块链、物联网（IoT）等技术的结合。元宇宙致力于创建一个虚拟的世界，用户可以在其中创造、交互、社交和体验，类似于现实世界的虚拟化版本。 而 数字孪生则是指将现实世界中的实体物体、系统、过程等通过数字化的方式进行建模、仿真和监测，从而在虚拟世界中实现对其实时、动态的模拟和管理。数字孪生的概念最初起源于工业领域，主要用于建筑、制造、能源等领域的数字化建模和优化。数字孪生通过数字化技术和数据的结合，可以在虚拟环境中模拟真实世界中的实体物体，并通过数据交互、分析和决策支持实现对实体物体的监测、优化和管理。 一、元宇宙和数字孪生的区别 1、内容和功能：元宇宙通常提供更丰富的多媒体内容和虚拟体验，包括虚拟现实和增强现实技术，用户可以在其中创造、互动、社交、娱乐等；而数字孪生主要用于对实际世界中的实体进行建模、仿真、监测和优化，用于实时的监控、管理和优化现实世界中的物理系统。 2、技术和应用：元宇宙通常涉及 虚拟现实、增强现实、区块链、人工智能等技术，主要应用于娱乐、社交、游戏、教育、商业等领域；而数字孪生主要涉及计算机辅助设计、数字化建模、仿真、物联网、大数据等技术，主要应用于工业、城市规划、智慧城市、物联网等领域。 3、应用的场景：元宇宙主要应用于虚拟社交、虚拟经济、虚拟娱乐等领域，如虚拟社交平台、虚拟游戏、虚拟商城等；而数字孪生主要应用于工业、建筑、能源等领域，如数字化建筑模拟、工业生产优化、智能城市规划等。 二、元宇宙和数字孪生的联系 1、数字化和虚拟化：元宇宙和数字孪生都涉及数字化和虚拟化技术，将现实世界中的实体或环境数字化，并在虚拟空间中进行交互和操作。 2、数据和互联网：元宇宙和数字孪生都依赖于数据和互联网技术，用于构建虚拟世界或虚拟模型，支持用户的互动和交流。 3、实时交互特性：元宇宙和数字孪生都具有实时性和互动性，用户可以在其中实时操作、互动和交流。 4、应用领域的交叉：虽然元宇宙和数字孪生在应用领域上有一定的区别，但在某些领域可能会存在交叉应用，例如在智慧城市、虚拟城市等领域，元宇宙和数字孪生可以相互支持和补充。例如，可以使用数字孪生技术创建一个城市的虚拟模型，并在元宇宙中进行实时的城市规划、交通优化、能源管理等虚拟体验和决策。这样，数字孪生和元宇宙可以结合使用，共同推动智慧城市的发展。 最后需要注意的是， 元宇宙和数字孪生是不同的概念，各自有其独特的特点和应用领域。在实际应用中，需要根据具体情境和需求，合理选择使用元宇宙或数字孪生技术，或者二者的结合，以实现最佳效果。 然而，随着技术的不断发展和融合，元宇宙和数字孪生之间的界限可能会变得越来越模糊，可能会出现更多的交叉应用和创新。比如3DCAT实时渲染云平台在元宇宙和数字孪生两个领域中的应用，一键上传3D/XR应用，即可实现将您的 3D/XR 应用部署在云端服务器上运行，结合平台自研的RayStreaming实时音视频推流技术，即可将应用在云端上的运行画面、以可实时交互视频流（Streaming）的形式推送到用户终端。终端用户无论使用何种设备，只需通过一个链接或轻量化微端即可启动3D/XR应用，实现沉浸式体验以及交互，为用户提供了高效、灵活和创新的数字孪生解决方案和 元宇宙解决方案。 如有需要，欢迎您注册并免费体验3DCAT实时云渲染： https://www.3dcat.live/ 本文《 元宇宙、数字孪生两者的区别与联系》内容由 3DCAT实时云渲染解决方案提供商整理发布，如需转载，请注明出处及链接： https://www.3dcat.live/share/post-id-192/

Maya 是一款专业的三维软件，可以用于创建规模宏大的世界、复杂的角色和炫酷的特效。Maya的用户遍布动画行业、影视特效、广告和片头、平面设计行业，用户数量十分庞大。本文分享了maya轴心操作的小技巧，让设计师工作事半功倍，一起来看看吧！ 一、自带工具快速重命名 1. 选中需要更名的mesh 或Ctrl点选mesh。 2. 找到此工具图标，点击重命名即可。 3. 在此框填入前缀，后序会按照点选mesh的顺序自动排序。 二、快速改变场景视图的背景快捷键 Alt+B 三、巧用轴心操作快捷键 1. 点击D键可以调整轴心方向及位置。 2. 旋转轴心时按住J键，可以激活步长捕捉。 3. 点击X键可以将轴心吸附到栅格的点。 4. 选中模型轴心按住V键可以吸附到另一个模型的点上。 5. 重复复制相同间距的模型，先用ctrl+D复制一个模型，调整到合适位置。 再重复点击Shift+D即可。 6. 点击—键或者+键可以缩放轴心大小，可以应用在移动旋转缩放所有轴 巧用Maya操作小技巧，提高工作效率，让设计师工作事半功倍！ 本文《巧用Maya轴心操作小技巧，工作事半功倍！》内容由 3DCAT元宇宙实时渲染云解决方案提供商整理发布，如需转载，请注明出处及链接：https://www.3dcat.live/share/post-id-128

您的品牌和客户体验如何在网上脱颖而出？ 北美和欧洲的互联网渗透率几乎达到90％，而北美的互联网流量则以0.1％的缓慢速度增长。如今的营销人员正在应对过度饱和的数字空间。为了从数字营销支出中获得回报，他们不再能够依靠每天在线的新用户。但是，他们应该从哪里开始呢？ 答案在于一个重要趋势的出现： 随着客户开始信任互联网以购买诸如奢侈品，珠宝和汽车之类的高价值产品，他们期望公司设计沉浸式，几乎有形的营销材料，以增强购物体验。换句话说，营销人员需要在在线和离线世界之间建立联系。。。 实时可视化的3D模型使品牌在饱和的数字世界中脱颖而出 对于消费者而言退货是大多数消费者熟悉的经历。客户收到的产品不符合他们的期望。对于品牌而言，这是不利的结果。即使客户保留产品，他们也不会将产品推荐给亲朋好友。根据Pitney Bowes进行的全球电子商务研究，事实上，百分之六十的千禧一代与他人分享了负面的购买后体验。 通常，传统的视觉营销工具并不足够。图像画廊和视频演示无法提供360度视图或照明、阴影以及其他物理特征的准确表示，这些特征在购买昂贵的产品（例如汽车或家具）时很重要。 此外，视频演示和照相馆未提供阻止在线消费者进入其行列所需的“哇”因素。而且，由于每家营销预算都不错的公司都包含这些照片或视频库，因此优质产品会迷失在数字内容的海洋中。 而且，标准的数字营销不再产生大量的媒体新闻。过去，公司之所以会产生高流量，是因为每天都有新人加入互联网。由于发达国家的互联网增长率一直处于平稳状态，而消费者受到病毒式传播的熏陶，因此，访问量激增或受欢迎的网站不再像以前那样受到主流媒体的关注。 另一方面，实时可视化3D应用程序和逼真的内容体验解决了这些有形和影响的问题。客户无需猜测汽车在特定环境中的外观，也不用想象家具在客厅照明下的外观，而是可以在执行产品时将高保真模型直接流到其笔记本电脑、平板电脑或移动设备上研究。 实时可视化3D体验鼓励社区建设和参与 产品配置为营销人员提供了一种高度实时可视化的方式来应用实时可视化3D 云流送技术。对于诸如汽车或昂贵的跑鞋之类的个人高价值购买，客户可以选择与该特定品牌社区的朋友、家人或成员创建并分享。 当品牌授权客户使他们的产品个性化时，他们可以将游戏化引入他们的营销中。通过整合奖励，徽章、排行榜和评分等游戏功能来提高参与度，品牌可以鼓励健康的竞争并建立客户忠诚度。 但是首先需要有充分的理由参与游戏化的体验。 例如，尝试在其平台上建立用户社区的运动服装品牌可以通过提供3D配置器来吸引更多的参与者，该3D配置器的玩法更像游戏，并允许鞋迷们设计和订购定制鞋。 实时可视化3D体验可增加转化次数和平均购买价值 数字营销人员是在意识、考虑和决策阶段的导游。最终目标是转化。在整个客户旅程中，品牌为消费者提供了所需的所有信息，以明确定义问题，与其他品牌比较解决方案，并希望他们的产品得到解决。 实时可视化3D内容有助于使这一旅程与消费者更加相关。它还可以帮助数字营销人员将强大的消费者见解实时整合到他们的销售渠道中。本质上，这使销售漏斗变成了飞轮。当新客户进入渠道时，营销人员就不会从头开始。相反，销售漏斗变成了飞轮，它利用以前的客户参与，数据和洞察力来推动客户前进。 例如，产品配置器为营销人员提供了有关客户确切希望从品牌产品中获得什么的详细信息。营销团队可以根据这些变量确定趋势并进行产品开发。或者，它可以根据确定的痛点创建有关其现有产品的新消息。 当消费者在选择，功能和规格方面不知所措时，这种“策划的个性化”概念在考虑和决策阶段为消费者提供了支持。当品牌在提供选择和策划之间取得平衡时，就会在其转化中体现出来。Salesforce对1.5亿个在线购物会话的研究发现，合理的产品推荐导致了电子商务商店收入的26％。 有关客户偏好的数据还会提高您产品的平均购买价值。根据德勤的说法，五分之一的消费者愿意为个性化产品支付20％的溢价。也就是说，这并不能消除营销人员的消息传递和定位工作，因为42％的消费者希望品牌为他们提供精选的选项。 当然，如果营销人员想要此数据，则需要说服客户共享它，而这些客户越来越不愿意这样做。因此，营销人员必须提供引人注目的数字产品和消费者认为值得交换的体验。 雪佛兰（Chevrolet）在使用汽车配置器启动备受期待的2020 Chevy时得知，照片般逼真的实时可视化3D产品配置器非常合适。该汽车制造商为客户提供了一种制造梦想车的方法。作为交换，他们结束了与他们的130万个用户会话配置，生成数据的余额来驱动他们的预测分析工作。 如何为实时可视化3D体验证明预算合理性 营销人员在PPC广告上花费了数十亿美元，而最初，这些数字似乎证明了这一支出是合理的。PPC网络访问量的转化率比自然访问量高50％，考虑到将近90％的购物者在购物前就开始在线研究，因此这是有道理的。 但是仔细观察表明，并非所有公司都可以通过PPC广告获得期望的参与度。 购买昂贵产品的客户在转换为付费客户之前，会在考虑和决策阶段花费大量时间。在汽车行业，客户在购买之前平均会访问4.2个网站。在家居行业中，将近三分之二的客户在购买商品之前会访问多个站点，而每月有超过三分之一的消费者在做出决定。 换句话说，营销人员正在花费金钱来促使消费者进入难以理解的目标网页，从而导致消费者迅速反弹。与其深入研究一个品牌的产品，不如缺乏“粘性”品牌体验，而是鼓励他们继续在其他地方进行购买。 消费者在标准网站上平均最多只能花费2分钟，而最坏地方则需要15秒。 通过与超现实产品和环境的实时可视化3D体验，用户会话的平均时长为5分钟。随着向3D应用程序添加更多功能，该数字也随之增加。 此外，当消费者可以使用3D产品配置器时，转换率将成倍增加。使用3D配置器的公司的转换率比传统的在线方法高40％，平均销售价格提高30％。而且这只能通过使用标准部署工具来完成。通过高保真平台部署的专业，真实感模型提供了更大的转换潜力。 相比之下，传统的PPC广告仅提供以下转换率： 表1：按行业划分的平均转化率 最后，虽然实时可视化3D应用程序中每个用户参与的平均成本为0.40美元，但每个动作的平均成本却高出几倍。值得注意的是，每次获取的平均成本不一定与每次获取的平均成本相同。它可以包括订阅电子邮件时事通讯中的任何内容，这意味着品牌可能在渠道顶部的营销活动中花费了渠道底部的溢价。 表2：按行业划分的平均每次操作费用 实时可视化3D体验可提高客户体验和转换率 实时可视化3D内容既可以保持品牌的客户体验，又可以保持健康的底线，并且早期采用者已经在收获丰厚的回报。随着数字营销成为新常态，营销人员将需要在虚拟世界中脱颖而出的新方法，而逼真的实时可视化3D流媒体体验则为数字内容带来了令人兴奋的新世界，以帮助他们做到这一点。 如果您已经使用虚幻引擎或Unity之类的游戏引擎创建了逼真的实时可视化配置器，并且需要将实时3D应用程序分发给任何Web或移动平台上的客户，那么 3DCAT实时渲染云平台可以帮助您进行可扩展的云流送传输。 本文《 实时3D可视化如何产生比传统营销高40％的转化》内容由3DCAT实时渲染云平台整理发布，如需转载，请注明出处及链接：https://www.3dcat.live/share/3d-marketing --- 相关阅读推荐： 【实时3D】5个汽车品牌通过实时3D改变客户体验 检验实时3D像素流送平台好坏的七个标准！（上） 为什么业务的未来在交互式3D云渲染和像素流送中？

VR虚拟仿真技术是在互联网通信技术等信息技术飞速发展的基础上，将VR虚拟现实技术与仿真技术相结合的产物，是属于更高级的三维仿真技术。作为一种前沿科技，其应用领域正逐渐广泛，逐渐在老百姓生活的各个行业领域产生深远影响。 虚拟仿真技术包括计算机技术、电子信息技术、模拟仿真技术于一体。虚拟仿真技术的基本实现方式是通过使用计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感和真实感。目前来看，虚拟仿真已经逐渐开始从基础理论走向产品，从传说步入现实生活。 VR虚拟仿真技术有着沉浸式体验的本质性质，相当于说它能够让用户充分的感受到自身开始置在模拟的场景中，并伴随着模拟感受的影响而作出个人行为。而另一方面虚拟仿真技术有很好的沉浸式交互体验，即用户可以通过对周围虚拟环境的变化感知，来进行动作并且与环境产生互相之间影响的操作结果。接下来我们看看VR虚拟仿真技术在生活中的应用： 一、VR虚拟仿真在工业领域的应用 VR虚拟仿真技术已大量应用于工业领域。对汽车工业而言，虚拟仿真技术既是一个最新的技术开发方法，更是一个复杂的仿真工具，它旨在建立一种人工虚拟环境，人们可以在这种环境中以一种自然的方式从事驾驶、操作和设计等 实时活动。并且VR虚拟仿真技术也可以广泛用于汽车设计、实验和培训等方面，例如，在产品设计中借助VR虚拟仿真技术建立的三维汽车模型，可显示汽车的悬挂、地盘、内饰直至每个焊接点，设计者可确定每个部件的质量，了解各个部件的运行性能。这种三位模式准确性很高，汽车制造商可按得到的计算机数据直接进行大规模生产。 VR虚拟仿真技术在CAD、技术教育和培训等领域也有广泛应用。在建筑行业中，虚拟仿真可以作为那些制作精良的 建筑效果图的更进一步的拓展。它能形成与交互的三位建筑场景，人们可以在建筑物内自由的行走，可以操作和控制建筑物内的设备和房间装饰。一方面，设计者可以从场景的感知中了解、发现设计上的不足；另一方面用户可以在虚拟环境中感受到真实的建筑空间，从而做出自己评判。 二、VR虚拟仿真在教育领域的应用 传统的教育方式，通过印在书本上的图文与课堂上多媒体的展示来获取知识，这样学习一会儿就渐显疲惫，学习效果较差，然而玩过英雄联盟的同学都知道此游戏为什么如此吸引人，本质就是回到场景，参与其过程。 VR虚拟仿真技术能将三维空间的事物清楚的表达出来，能使学习者直接、自然地与虚拟环境中的各种对象进行交互作用。并通过多种形式参与到事件的发展变化过程中去，从而获得最大的控制和操作整个环境的自由度。这种呈现多维信息的虚拟学习和培训环境，将为学习者掌握一门新知识、新技能提供最直观、最有效的方式。在很多教育与培训领域，诸如 虚拟仿真实验室、立体观念、生态教学、特殊教育、 虚拟仿真实验、专业领域的训练等应用中具有明显的优势和特征。 在物理实验中，VR虚拟仿真技术就可以充分显示其优势：它不仅可以直观地向学生展示出水轮发电机的复杂结构、工作原理以及工作时各个零件的运行状态，而且还可以模仿出各部件在出现故障时的表现和原因，向学生提供对虚拟事物进行全面的考察、操纵乃至维修的模拟训练机会，从而教学和实验效果事半功倍。 三、VR虚拟仿真在医疗行业的应用 VR虚拟仿真技术应用大致上有两类。一是虚拟人体即 数字化人体，人体模型医生更容易了解人体的构造和功能。另一是虚拟手术系统，可用于指导手术的进行。军事上利用虚拟仿真技术模拟战争过程已成为最先进的多快好省的研究战争、培训指挥员的方法。也是由于虚拟仿真技术达到很高水平，所以尽管不进行核试验，也能不断改进核武器。战争实验室在检验预定方案用于实战方面也能起巨大作用。 未完待续... 了解更多VR虚拟仿真资讯，请访问3DCAT实时渲染云平台： www.3dcat.live --- 相关阅读推荐： 虚拟仿真技术在临床医学中的应用 虚拟仿真实验室在物理实验教学中的应用分析 【虚拟仿真】什么是虚拟仿真？

随着旅游管理人才素质要求的不断提升，职业院校旅游人才培养也提出了更高要求，逐渐由单一型向复合型过渡，紧贴市场、紧贴产业、紧贴职业，优化专业结构设置，按照旅游相关行业或岗位的技能要求而设立仿真性教学环节，教学目标突出旅游管理课程的职业定向性，注重知识与技能的结合，提高学生的实践技能及适应能力，增加就业机会。 二、旅游管理专业中 仿真性教学的运用 作为经验论研究和实验研究之后的一种重要的认识和改造客观世界的重要手段， 仿真教学是具有综合作用的教育手段，学生置身于仿真环境中，可以充分调动感觉、运动和思维，极大地提高了学习效率。曾有教育心理学家对采用仿真教学和传统教学进行的比较试验结果表明：仿真教学模式下，学生可以记忆约70%的内容，而传统的教师讲、学生听的教学模式下，学生只能记忆约30%的内容。此外，仿真教学可供学生在没有教师参与的情况下自学，并反复试验自行设计的实验方案，极大地提高了学生的学习能动性。 （一）科学构建学习平台 大力推进实践教学资源建设，实现旅游管理专业相关实践教学的虚拟仿真。在已有的各类 仿真实践教学平台、在实践教学系统的基础上，不断升级、完善、扩充目前各类仿真平台上的实践教学项目。在旅游专业管理课程的教学中，创设情境，例如在导游业务的教学中可以把教室当做旅游景区，学生进行景区讲解，其他同学作为游客，提出相应问题；在餐饮服务教学中，根据实际情况布置餐桌和收银台等。设置与实际情况相符合的情境，增强学生学习的欲望。仿真教学法给学生提供模拟或真实的学习场景，如在茶艺学习中，可以组织学生走进茶艺室进行服务技术学习，在实践学习的同时，掌握接待礼仪。联合具有仿真能力的科技企业（ 3DCAT虚拟仿真平台在仿真教学领域具有很高的专业性和权威性）和旅游企业集团，注重产学研用相结合、校企联合协同创新，实现科研设备、师资队伍、实践教学资源等资源共享，拓展仿真教学范围、丰富仿真教学内容，开拓学生视野、提升知识结构、培养综合设计和创新能力。 （二）模拟仿真性实践教学 在教学授课中除基础课程和专业课理论知识外，尽可能的加入课堂内的 仿真性内容，淡化理论强调实践，根据教学要求，精心设计各种方案，如：案例分析、管理学习、角色训练、问题探究、模拟教学。模拟旅行社组织开展带团活动，提高学生的带队技巧及景点讲解的技能，掌握处理突发事件的能力。教师引导学生分析在旅游途中可能出现的突发事件并进行规范操作技术示范，现场跟踪，发现问题及时进行辅导纠正。仿真教学结束后，教师及时调整理论教学与实践操作的差距。学生也可以及时发现自己所掌握的知识及职业技能中的不足，进行有针对陛的学习。在进行角色模拟教学时，分析角色的心理和语言特点，教师引导学生由被动的接受式学习变为探究式学习，不断暗示学生进入角色心理，在深刻理解教学内容的基础上，体验现实生活或工作中的角色，运用角色语言演练情景，模拟现实生活中的典型场景，给学生以身临其境之感。 仿真教学法打破了原有传统实践教学的局限，教师根据教学目标，拟定训练任务，合理引入虚拟现实的环境，学生在完成任务的同时，发挥创造性，对学习内容进行合理补充，提高实践效果。仿真教学法调动学生的学习主动性，开拓想象空间，使学生开动脑筋认真分析问题，准确地解决问题。学生主观能动性的提高，在一定程度上减轻了教师的负担，可以进行有针对性的指导工作。在 仿真模拟训练时，增强了学生的自信心和成就感，充分了解所学知识的应用领域和应用前景，将理论与实践相结合，增强了对专业技术的认识。 总之，仿真教学法是一种新的教学手段，为旅游管理专业教师提供了教学和研究的平台，延展了创新的想象空间，必将在未来的智能化教育领域取得重大的发展，成为现代教育的基础。 --- 了解更多虚拟仿真相关资讯，请访问3DCAT实时渲染云平台： www.3dcat.live 推荐阅读： 虚拟仿真技术在高校旅游管理教学中的应用分析（上） 虚拟仿真技术在临床医学中的应用 虚拟仿真实验室在物理实验教学中的应用分析

旅游产业是目前在全世界都非常热门且是最具有发展前景的产业之一。当前，中国已进入消费需求持续性增长、消费结构加快升级、消费拉动经济作用明显增强的重要阶段。旅游业的发展离不开大量接受过正规系统教育的从业人员。随着旅游管理人才素质要求的不断提升，职业院校旅游人才培养也提出了更高要求，逐渐由单一型向复合型过渡，紧贴市场、紧贴产业、紧贴职业，优化专业结构设置，按照旅游相关行业或岗位的技能要求而设立 仿真性教学环节，教学目标突出旅游管理课程的职业定向性，注重知识与技能的结合，提高学生的实践技能及适应能力，增加就业机会。 一、旅游管理专业教学的现状 旅游行业的工作性质要求院校学生进入工作岗位初期，必须从基层做起，综合掌握基本能力和素质潜能，想要在短时间内培养具备创新力和应变力进入中高管理层的人才，是传统实践教学方式所不能解决的突出问题。 （一）缺乏合理的理论与实践课程分配 一方面，由于经费不足、招生规模扩大等原因，我国职业院校旅游管理专业目前存在着两大问题：一是实训基地过于简化、数量少、种类单一，无法达到实训的最终目的。 二是实训设备简陋，缺乏环境氛围。导致理论教学课程远远多于实践教学课程，学生在进行实训时，只能进行简单的基本操作，缺乏整体能力的训练，直接影响旅游管理人才的培养，难以进行综合性的情景训练和更高层次的管理能力训练。 有的实训就只在校内进行完全与社会脱节，不能适应社会的需求。另一方面，校企合作流于表面，本文由论文联盟收集整理难以建立融合性、长期性和经常性的合作关系，企业不愿接受缺乏经验的学生进入关键岗位，担心在实践过程中出现失误可能会对企业造成不良影响。 （二）学生实践内容有限 旅游管理专业是一个实践性很强的专业，一般旅游企业运作完整的经营活动需要的周期较长，无论是专业见习、中期实践还是社会实习，学生通过短期的实践，接触到的岗位所在部门专业实践活动有限，大部分时间是在外围进行简单的服务性工作，没有进行 虚拟仿真教学，学生无法亲身感受经营活动的复杂性。学生通过校外实践基地大多能掌握一些基本操作技能以及安全、纪律等其他要素，对于旅游企业的管理实践依旧所知不多。综合能力和素质潜能依旧得不到较好地提升。社会需求与院校培养人才的能力之间存在一定差异。 但是由于受时间空间等客观因素的影响，传统专业教学模式存在一定的缺点： - 教学方式普遍单调、枯燥； - 理论学习占比大，实物教学占比小，学生在实际演练中的经验、能力普遍较低； - 传统技术教学手段互动性较少、临场感差、效果不强； - 实地教学方式教学成本高，学生管理风险大； - 相较于虚拟仿真教学模式，传统教学考核方式较为单一。 了解更多虚拟仿真相关资讯，请访问3DCAT实时渲染云平台： www.3dcat.live

虚拟仿真技术就是采用以计算机技术为核心的现代高科技（包括计算机图形学、多媒体技术、人工智能、人机接口技术、传感器技术以及高度并行的实时计算机技术，同时它还包括人的行为学研究等多项关键技术）生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，通过对视觉，听觉的模拟再现来使人产生处于实景当中的感觉。 计算机日益强大的处理能力使得在线医学教育、病人数据库、手术仿真、远程会诊、医疗专家系统等成为现实。随着虚拟仿真技术的快速发展，其在医学方面被越来越广泛地应用，如虚拟内窥镜、虚拟手术、虚拟静脉注射、虚拟康复训练以及各种用于医学实践教学的模拟 虚仿真训练系统，利用这些计算机虚拟仿真技术进行医学临床教学、新生培训、技能测试、技术学习、手术计划等诸多方面的医学辅助教学，可以使学生全身心投入到虚拟环境中，与环境中各种对象相互融合，更加深入地学习所学课程。学生还可以通过使用具有交互性的模拟医疗设备实现虚拟仿真环境的操作，从而进行实践练习。 目前，应用虚拟仿真技术的医学教育领域有很多，下面这要从基础医学、临床医学和远程医学教育几个方面阐述。 1、虚拟仿真技术在基础医学教育中的应用 基础医学教育中的教学方式一般分为理论授课和实验操作两部分。其中理论教学的方式是课堂讲授加传统医学插图，学生大多感觉学习过程枯燥、不好理解、不好记忆。而利用虚拟仿真技术可以在虚拟的环境下，将人体各器官的解剖、生理学、病理学的数学模型存在数据库中，利用计算机显示屏上有意识地显示某些细节，学生可以将病人的各种病变部位分开或合在一起观察病变情况，同时可以利用此技术培养学生的人体解剖理论的.认知能力。 举例来说，目前解剖教学上应用的虚拟仿真人体解剖图的数字化的解剖图谱，利用这一图谱，学习者在虚拟的环境中可以自由地选择、观察、移动虚拟对象，并且虚拟的组织器官还能及时给予学习者感官上的反馈，这样就更容易理解和掌握解剖结构。比较典型的应用实例就是利用“虚拟人”数字化数据集进行三维重建，即“人体数字化解剖学”研究，创立虚拟仿真解剖学，同时提供CT、MRI及PET等方面的断层图像，进行一系列医学临床、教学及研究的 虚拟模拟。 具体步骤就是利用一台人体虚拟解剖电脑，教师可以讲授人体各部分结构的解剖知识，学生也可以在虚拟的组织和器官间的模拟操作感受触觉反馈，使学生更快地掌握手术要领和技术。学生在课堂上能以三维的形式看到人体数千个解剖结构的形状、位置及器官间的相互空间关系等，学习兴趣和效果显著提高。 2、虚拟仿真技术在临床医学教育中的应用 在临床医学教育中，临床实践是重要的教学方式，临床实践是对医学学生动手能力培养的重要环节，加强实践技能训练已成为医学教育改革的重点。虚拟仿真技术引入医学临床实践教学是非常行之有效的教学方式。 虚拟仿真技术在临床医学教育中最显著的应用是虚拟手术教学，即通过虚拟临床手术技术让学生在手术之前学习新的手术方法和流程，练习所制定的手术计划，在虚拟仿真手术之后，也能让学生温习或重复全部手术过程，并且能够对学生的临床技能进行一个客观的评定。 现今医学院校的学生和教师都不能只是局限于书本的知识，必须不断地学习和提高自己的临床技能，而在实践中常会遇到教育资源有限的问题，解决这一问题行之有效的手段就是利用虚拟仿真技术模拟复制手术场景，让学生不断在虚拟现实场景中进行实践训练。这种应用虚拟仿真技术的临床实践教育方式不仅可以让教师在教学中演示不同策略的手术流程，教授学生应对各种突发情况、避免手术失误、降低手术风险、减少病人损伤、提高手术成功率，而且同时还节约了教育资源，具有零风险、可反复操作等优势，学生可利用它完成手术的各个操作步骤，并对操作的过程和结果进行分析和总结，达到更多地积累临床实践技巧和经验的目的。 虚拟仿真技术应用于医学临床实践教学能使学生有更多接触临床的经验，可以提高学生临床技能操作的能力、临床综合诊断思维能力，还可以激发学生的学习热情和潜力，使他们能够运用课堂上所学的临床理论知识较快地掌握临床诊疗实践规律，还有利于学生职业道德和行为规范的养成。 3、虚拟仿真技术在远程医学教育中的应用 在远程医学教学中，经常会由于教学设备、试验场地或教学经费等方面的原因，使得一些应该开设的教学内容无法进行。利用虚拟仿真技术可以弥补这些方面的不足，学生足不出户便可以学习各种各样的知识，获得与现场学习一样的效果，从而加深对教学内容的理解。以往对于一些医学实验，在远程医学教学过程中一般采用电视录像的方式来取代实验课程，学生无法直接参与实验，利用虚拟仿真技术进行虚拟远程医学实验，则可以增加学生动手学习的机会。 虚拟仿真技术应用于远程医学教育的基础是基于远程医疗的分支网真医学，即远程呈现医学，它把专家的知识通过通讯网络传输到需要的远程位置，在远程医疗应用领域发挥其独特的优势。网真医学是虚拟仿真技术的一个全新领域，它结合了高清视频、音频和交互式组件（计算机软件和硬件），在网络上创建独特的“面对面”体验的新型技术。使用者可以进入某个共享网络空间的图形环境，以远程控制操作或观察为目的的进行人机通信和交互，用这个方法帮助医生有效地进行手术和诊疗。网真医学应用与远程教育可以确保医学生以更有效的方式进行培训，例如记录操作过程、让学生探讨操作细节并拥有沉浸于运作房间的感觉。医学学生可以进入虚拟的手术是或实验室，在虚拟环境下激励一个完整的操作过程，教师也可以将操作中常见问题反馈给学生，从而提高每个人对某个问题的训练。利用虚拟仿真技术可以创建大量的三维人体组织结构，用于医学教学。 随着网络技术的飞速发展，把创建的 三维医学教学资源应用与远程医学教育，可以使学习者随时随地的学习，是资源得到充分利用。虚拟仿真技术应用于 远程医学教育可以将生动的动态三维场景展现给学习者，提高了教学的质量和效果。 4、虚拟仿真技术在医学教育中应用的意义 医学教育注重的是直观、形象、生动，传统的医学教学往往不够生动，难以具体化，难以直接展示人体的结构，疾病发生及发展过程等教学内容，同时又存在着医学教学成本大，不可重复执行的问题，这些弊端对学生更好的掌握医学知识极为不利。 为了改善原有医学教学模式中存在的这些问题，使虚拟仿真技术应用于医学教学中的教学模式意义重大，该教学模式不仅调动了学生的学习兴趣，而且将抽象的内容具体化、形象化，给学生留下深刻的记忆，也给教师在教学中提供方便，从而达到提高教学水平和科研水平的目的。 体验虚拟仿真在医疗方面的应用，登陆3DCAT实时渲染云平台： 3dcat.live

物理学作为一门自然学科，有着锻炼学生逻辑思维能力的作用，而物理实验作为物理学的基础，则是培养学生动手能力、合作交流能力、科学思维能力的主要手段。传统实验模式由于时空限制、仪器设备等原因无法实现对学生的培养要求。 虚拟仿真实验则为实验教学打开了一个新的世界，它是计算机技术、虚拟现实技术、人机交互技术的产物，成为教育领域应用信息技术的一种创新。相比之下，虚拟仿真实验是通过构造一个结构化的虚拟实验室，为学生开展探究型学习提供实验条件，并帮助学生研究、分析和探索物理世界中各种感兴趣的问题。 1、传统物理实验的优点与不足 1.1 传统物理实验的优点 (1）能提高学生感性认知。 从心理学的角度出发，学生总是对自己能够亲身接触的实物记忆得更加深刻和透彻。在物理教学中，物理概念与物理规律是建立在一定的感性认知基础之上的。传统实验由真实的实验仪器和设备构成实验的物质基础，学生操作真实的实验仪器设备，通过视觉、听觉、触觉等来认识客观事物获得感性认知，对物理产生热爱的同时加深对理论知识的学习与掌握。 (2）能提高学生操作能力。 学生在进行物理实验的过程中，除了对原理的理解有所不足外，还会遇到各种各样的实验误差，这就要求学生学会分析相关实验的误差原因，拥有一定的问题解决能力，知道从偶然误差和系统误差两个角度进行分析，清楚如何调节仪器来解决相关问题。在实验结论不符合理论推导时，能够思考是由于仪器使用方法出错还是仪器本身有缺陷引起的，并进行调节。在对真实仪器的调节过程中提高了学生的动手能力和解决问题的能力。 1.2 传统物理实验的不足 (1）实验教学受时空、人力限制。 传统的物理实验教学一般都是在特定的实验室进行。然而，在一些偏远地区的学校，由于经费问题没有建设专门的实验室，使得物理实验无法正常开展，无法实现实验在教学中的作用。另外，实验员数量不足和物理教师兼职实验员的现象使传统实验的开展出现了困难。物理教师自身压力大，他们既担负着提高升学率的重担，又有自己职称评定的压力，而部分学校一般是将他们的职称评定与升学任务的完成情况连为一体。所以，物理教师们不可能专注于物理实验的教学，他们更多是把精力集中于理论课的教学。而这样就又回到了以前的应试教育模式，对学生实践能力、创新能力的培养非常不利。 (2）实验仪器老旧。 传统实验使用实验仪器进行操作时，随着实验次数的增加，实验仪器被使用的频率提高，仪器的磨损率变大，从而使学生即使在操作无误的情况下，观察到的实验现象和获得的实验数据也不理想。所以，在实验中经常出现这样的现象，学生为了能得到较理想的结果在整个实验过程中都忙着检查、修复仪器，浪费大量的时间，甚至到最后为了完成实验任务不得不向其他同学匆匆借鉴一份数据，这严重影响了学生进行实验的积极性。 (3）部分抽象实验现象不明显。 物理学中的部分知识较抽象，通过传统的实验无法将这些抽象性的物理现象呈现给学生。因此，学生在无法获得感性认知的情况下，很难理解这些抽象的知识。如电磁波的形成需要变化的磁场与电场的相互作用，所涉及的电场、磁场、电磁波都是物质的一种客观存在，但看不见也摸不着，在真实的实验中也无法呈现，学生无法通过感性认知去理解，从而成为学习的难点。 2、虚拟仿真实验的优点与不足 2.1 虚拟仿真实验的优点 (1）安全、经济。 部分实验过程中，为了保证学生的安全，实验教师都会在实验前重点给学生讲解注意事项，可学生总是会对老师所告诫的一些不能做的事有着强烈的好奇心，总想去尝试一下看看会有什么结果。如，电学实验中，老师告诫学生不可将一根单独的导线接于电源的两端，学生处于初学阶段，非常好奇想要亲自看到这样操作会出现什么现象，在老师不注意的情况下进行错误的操作，就可能会烧坏电源引发安全事故。虚拟仿真实验提供虚拟的元器件和实验环境，学生可以按照自己的想法连接实验器件、观察实验现象。操作错误时， 虚拟软件会出现相关操作错误警告，提醒这样操作会引起的危害，而不会引发真正的事故。这就体现了虚拟仿真实验比传统实验更加安全、经济的优点。 (2）实验结果更接近理论值。 传统物理实验会受到实验仪器、场所等客观因素的影响而造成实验结果不理想。而采用虚拟仿真实验可以提供理想化的实验环境，使得实验环境不会对实验仪器造成影响。例如，在用单摆验证机械能量守恒实验时，虚拟的环境不用考虑单摆受空气阻力等影响，所以不会出现像真实实验的摆动过程中振幅越来越小的现象。虚拟实验中的各个实验仪器之间并不是直接接触，避免了仪器之间可能会有摩擦而产生的误差。 (3）开放性的实验环境。 学生处于思维活跃、富于幻想、好奇心强的阶段，他们总是对一切事物充满了好奇心，会在头脑中想出一些天马行空的东西，对于一些动手操作的事情充满了极大的兴趣，对一些既定的规则制度总有质疑。所以，在实验中经常有这样的现象出现：学生很不理解实验的操作为什么要按照书中所写的步骤进行，换自己的方法可不可以？即使教师向学生仔细地解释其缘由，学生依然固执地认为按照自己的想法和设计也能得到实验效果并且还更简单。虚拟仿真实验则向学生提供了一个开放的实验平台，学生可以运用虚拟软件按照自己的想法来选择实验模式、设计实验步骤，在实验过程中充分发挥了他们的直觉思维能力、创造思维能力，也实现了培养学生学习兴趣的目的。 2.2 虚拟仿真实验的不足 (1）缺乏实验的氛围。 虚拟仿真实验采用人机交互的模式，学生面对的是冰冷的电脑和一些不真实的软件。实验时老师一般是通过主机控制方式与学生互动，这会给学生带来一种感觉：他们面对只是一个会讲解实验知识的机器，而并非真正的人。虚拟仿真实验模式一般采取一人一机，无法提供真实实验中的人文环境，难以实现核心素养中提出的培养学生合作交流能力的要求。 (2）实验过于理想。 虚拟实验完全是在虚拟的环境中进行，各种器材的连接、调节都是通过鼠标或者键盘来操作，学生只要掌握了实验原理，根据实验原理对实验仪器设备进行连接，就可以基本保证实验结果与理论结果相符。物理核心素养中的“科学思维”提出培养学生分析问题和解决问题的能力。而虚拟实验过程都非常理想，对真实实验过程中的一些细节，特别是易出现的实验故障等问题缺乏模拟，不利于培养学生发现问题和解决问题的能力。 3、两种实验的互补性 传统实验模式与虚拟仿真实验各有其独特的优缺点，两者并非非此即彼、相互对立的关系，而是相互共存、相互促进的统一体。为了使物理实验教学效果达到最优化，在物理实验教学中应考虑将两种实验模式结合起来，从而实现实验教学的目的。 (1）从安全性与感性认知考虑两者的结合。 (2）根据实验目的合理选择“虚”“实”实验模式。 物理实验有多种类型，不同的实验类型有不同的实验目的，可大致分为，以观察实验现象为主的演示性实验、以验证物理定理或定则为主的验证性实验、以测量为主的测量性实验、以探究物理规律为主的探究性实验。可以根据实验项目目的的不同，灵活地采用虚拟实验和传统实验。由于虚拟实验模式提供的实验环境和所得的实验结果较理想，所以对于一些主要是以观察实验现象为目的的实验就可以采取虚拟仿真实验模式。如牛顿环实验、小孔成像实验等。另外，一些难以理解的抽象概念和一些需要学生根据实验原理自行设计的设计型实验也可以采用虚拟仿真实验模式，使学生在实验过程中能够充分发挥自己的创新意识。 4、讨论 在信息技术还未发展时，物理实验都是采用传统的实验模式来进行。随着 虚拟仿真技术在教学领域的应用，也使得传统的教学发生了变革，带来了一种新的教学观念，并影响着教学模式和教学内容的变化。虚拟实验的安全性、经济性以及所具有的能够营造理想的实验环境的优点弥补了传统实验模式的不足。同时，由于虚拟仿真技术暂时未发展到能够像传统实验那样调动学习者各种感知觉的强大功能，所以这种方法只能作为传统实验的一种辅助。也正如前面所述，两者并非非此即彼的关系，而是相互补充、共同发挥实验教学的最大功能。 了解更多的虚拟仿真资讯，请访问3DCAT实时渲染云平台： www.3dcat.live