虛擬現實技術在綜合布線教學中的應用

摘要：基于對Web 服務和產品知識資源的分析，分別針對文檔類知識資源、數據類知識資源和程序類知識資源等典型產品知識資源的生成和調用機制進行了研究，為產品知識使用者調用產品知識資源提供了方法。

關鍵詞：虛擬現實；虛擬漫游；綜合布線

一、項目的研究背景

虛擬現實（Virtual Reality，簡稱VR，又譯作靈境、幻真）是近年來出現的高新技術，也稱靈境技術或人工環境。虛擬現實是利用電腦模擬產生一個三維空間的虛擬世界，提供使用者關于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般，可以及時、沒有限制地觀察三度空間內的事物。

和一些發達國家相比，我國還有一定的差距，但己引起政府有關部門和科學家們的高度重視。根據我國的國情，制定了開展VR技術的研究。在緊跟國際新技術的同時，國內一些重點院校，己積極投入到了這一領域的研究工作。國內在該領域進行研究的高校有北京航空航天大學、清華大學、西北工業大學、浙江大學、哈爾濱工業大學、國防科技大學等。

二、研究的意義

虛擬現實應用于教育是教育技術發展的一個飛躍。它營造了“自主學習”的環境，由傳統的“以教促學”的學習方式代之為學習者通過自身與信息環境的相互作用來得到知識、技能的新型學習方式。 它主要具體應用在以下幾個方面：

虛擬學習環境虛擬現實技術能夠為學生提供生動、逼真的學習環境，如建造人體模型、電腦太空旅行、化合物分子結構顯示等，在廣泛的科目領域提供無限的虛擬體驗，從而加速和鞏固學生學習知識的過程。親身去經歷、親身去感受比空洞抽象的說教更具說服力，主動地去交互與被動的灌輸，有本質的差別。 虛擬實驗利用虛擬現實技術，可以建立各種虛擬實驗室，如地理、物理、化學、生物實驗室等等，擁有傳統實驗室難以比擬的優勢：

（1） 、節省成本通常我們由于設備、場地、經費等硬件的限制。許多實驗都無法進行。而利用虛擬現實系統，學生足不出戶便可以做各種實驗，獲得與真實實驗一樣的體會。在保證教學效果的前提下，極大的節省了成本。

（2） （2）、規避風險真實實驗或操作往往會帶來各種危險，利用虛擬現實技術進行虛擬實驗，學生在虛擬實驗環境中，可以放心地去做各種危險的實驗。例如：虛擬的飛機駕駛教學系統，可免除學員操作失誤而造成飛機墜毀的嚴重事故。

（3）、打破空間、時間的限制利用虛擬現實技術，可以徹底打破時間與空間的限制。大到宇宙天體，小至原子粒子，學生都可以進入這些物體的內部進行觀察。一些需要幾十年甚至上百年才能觀察的變化過程，通過虛擬現實技術，可以在很短的時間內呈現給學生觀察。例如，生物中的孟德爾遺傳定律，用果蠅做實驗往往要幾個月的時間，而虛擬技術在一堂課內就可以實現。

三、虛擬現實技術在綜合布線教學中的應用

本課題中虛擬現實的功能及組成部分

本課題中虛擬現實主要包括兩大部分，分別是虛擬DIY平臺和虛擬漫游平臺。

（1）虛擬DIY平臺

通過使用虛擬DIY平臺，可以使學生在虛擬環境中調用虛擬平臺中的工具及材料。按照規定的真實環境模擬網絡綜合布線的過程。也可以讓學生充分發揮想象力。根據自己的想象來制作自行創意的環境。

在虛擬平臺中為學生提供了綜合布線中所需要的環境素材，設備及布線耗材。其中環境素材包括建建造樓房所需的樓板，地板，墻壁。設備包括綜合布線機柜，路由器，交換機，防火墻，計算機。耗材包括鋼槽，PVC槽，PVC管，信息點面板，電子顯示屏，無線AP等。

學生一方面可以模擬真實的樓房環境，另一方面也可以在自行設計的樓房里面進行布線。設計線路，計算電纜長度。

（2）虛擬漫游平臺

在虛擬舉漫游平臺中，學生可以模擬真實的環境，以第一視角作為其中的角色走入到建筑虛擬現實的建筑物中，可以走到各個房間查看房間的物品擺放情況。布線走線的情況。可以查看服務器，路由器，交換機的連接情況。在建筑環境中，布線的不同組成部分分別標示為不同的顏色。方便學生在學習過程中區分出不同的信息系統。在此平臺中為學生展示了綜合布線中常見的幾大系統。分別是工作區子系統、水平布線子系統、主干線子系統、設備間子系統、管理間子系統、建筑群子系統、進出口子系統。

通過這兩個軟件的使用，可以使學生在很短的時間內對于所學的理論知識有一個很深刻的印象。如果能夠再結合建筑物的實體教學模型，相信對于學生的學習一定會事半而功倍。

四、虛擬現實技術的實現

虛擬現實的實現目前來說有很多的相關軟件。在本次應用過程中所使用的軟件為AutoDesk 公司出品的Invertor軟件。

五、本課題中虛擬現實所解決的問題

（1）、節省了成本。通常我們由于設備、場地、經費等硬件的限制。許多實驗都無法進行。而利用虛擬現實系統，學生足不出戶便可以做各種實驗，獲得與真實實驗一樣的體會。在保證教學效果的前提下，極大的節省了成本。

（2）、規避了風險。真實實驗或操作往往會帶來各種危險，如工具的使用不當造成的傷害。耗材的擺放不當造成的傷害等。利用虛擬現實技術進行虛擬實驗，學生在虛擬實驗環境中，可以放心地去做各種危險的實驗。再也不會發生類似的現象。

（3）、打破空間、時間的限制利用虛擬現實技術，可以徹底打破時間與空間的限制。學生可以把軟件復制到任何普通的PC機上面。在任何需要使用的時候查看或者練習。（作者單位：沈陽市信息工程學校）

參考文獻：

[1]柴曉路 梁宇奇.Web Services技術、架構和應用[M].北京：電子工業出版社，2003

[2]沈伯青 楊宗凱.Web服務的基石：UDDI技術[J]。