2023年-虚拟现实技术在实习中的应用申报书.docx
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1、附件二西安建筑科技大学2016年“互联网+ ”大学生创新创业大赛项目申报书项目名称:虚拟与现实技术中在实习中的应用主持人: 曾照山所在单位: 冶金工程学院西安建筑科技大学二。一六年四月中,将会给学校节省很大一笔开支。对于我们来说,我们只要研发出第一台可用 设备,就可以轻松复制出多台设备,因为产品更多的是需要技术支持,材料成本 只占一小部分!我们主要卖点是技术!这就是我们和校方的一个共赢利益点。1.3 营销策略全国有几千所高等院校,需要大量的实习设备共学生实习使用。每年学校因 为购买实习设备会花费很大一笔资金,而且设备维护和保养也需要大量资金投 入,我们的产品只需要一次性投入,后期维护费用花费极
2、低,是高等院校采购实 习设备的首选。因此产品具有广阔的前景。(1)产品与公司合作开发生产出来,然后投入市场。(2)安装与维护由公司派出专业技术人员和操作人员为学校提供安装服务和使用方法的培 训。后期维护也由公司相关人员负责。(3)定价策略根据成本与技术投入,采取低价定价策略,使学校愿意接受我们的产品。(4)市场推广策略与高校建立直接合作关系,前期购买之前可以免费体验我们的设备,感受设 备的性能和真实性效果。第一次安装与维护免费。病毒式营销:产品发展第一批消费者,再依靠消费者自发的口碑宣传,提升产品的人气,积累客户信息,记录客户数据,提取相关信息,用于留 住老客户和挖掘潜在客户。1.4 管理策略
3、(1)团队概述初期创业团队成员由几位在校学生和老师组成,在性格和工作上可以达到互 相配合和互补的佳境。我们拥有一股奋斗的激情、新颖的理念、真诚的互助和坚 定的信念使之凝聚成一股不易分离的向心力,打造全新大学生实习模式,同时, 产品邀请计算机及网络专业老师、营销学专业老师、市场分析师等多位专业人才 作为产品的顾问团,给产品的项目和运营提供宝贵的意见和指导。(2)组织形式产品采用直线制组织结构。1.5 财务分析需要启动资金6000万。其中:1、直接费用:4500万。2、间接费用1500万。第2章项目建设2.1 项目计划简介社会实践是一个富有非常广泛而深刻涵义的概念。大学生社会实践活动是引 导学生走
4、出校门、接触社会、了解国情,使理论与实践相结合、知识分子与工农 群众相结合的良好形式;是大学生投身改革开放,向群众学习,培养锻炼才干的 重要渠道;是提高思想觉悟、增强大学生服务社会意识,促进大学生健康成长的 有效途径。 通过社会实践活动有助于大学生更新观念,树立正确的世界观、人 生观、价值观。我认为,大学生社会实践活动的积极意义主要有以下几点:(1)有利于大学生了解国情、了解社会,增强社会责任感和使命感。现代大学 生,大多是在书本知识中成长起来的,对我国的国情、民情知之甚少,而社会的 复杂程度,远不是读几本书,听几次讲座,看几条新闻就能了解的,社会实践活 动则为他们打开一扇窗口。(2)有利于大
5、学生正确认识自己,对自身成长产生紧迫感。通过广泛的社会实 践活动,能让学生看到自己和市场需求之间的差距,看到自身知识和能力上存在 的不足,比较客观地去重新认识、评价自我,逐渐摆正个人与社会、个人与人民 群众的位置。(3)有利于大学生对理论知识的转化和拓展,增强运用知识解决实际问题的能 力。大学生以课堂学习为主要接受方式,这对大学生来说非常重要,但这些理论 知识并不代表大学生的实际技能,往往难以直接运用于现实生活之中。社会实践 使大学生接近社会和自然,获得大量的感性认识和许多有价值的新知识,同时使 他们能够把自己所学的理论知识与接触的实际现象进行对照、比较,把抽象的理 论知识逐渐转化为认识和解决
6、实际问题的能力。(4)有利于增强大学生适应社会、服务社会的能力。社会实践活动使大学生广 泛地接触社会,了解社会,不断地参与社会实践活动,在实践中不断动手、动脑、 动嘴,直接和社会各阶层、各部门的人员打交道,培养和锻炼实际的工作能力, 并且在工作中发现不足,及时改进和提高,使之更新知识结构,获取新的知识信 息,以适应社会的需要。(5)有利于发展大学生的组织协调能力和创新意识。社会实践活动没有课堂教 学太多的束缚和校园生活的限制,学生们的积极性被充分调动起来,兴趣高涨, 思维也空前的活跃起来,往往会产生一些创造性火花,在实践中勇于开拓、敢于 创新。(6)有利于提高大学生个人素养,完善个性品质。社会
7、实践活动现场是考验大 学生修养品性的好环境。在那些平凡而伟大的人民群众面前,大学生养成的“娇、 骄”二气会得到克服;在实践的困难和危险面前,要求大学生们具有一定的牺牲 精神和坚强的品质。这种实践活动多了,并且能深入下去,大学生在积极参与的 过程中,就会逐渐养成坚韧、顽强的优良品性,养成务实的学习态度和生活作风, 不断提高自己、完善自己。随着现代科技文化教育的发展,学生们对理论知识有一定的掌握,而在实际 的生活中的动手与实践能力明显不足,学校急需提高学生的动手实践能力。现今 工程机械的规模越来越大,大量的工程机械被用于各种工程中,随之而来的是工 程机械企业及用户单位对装配、操作和维修等技术服务人
8、员极大需求。然而,由 于工程机械整体结构较为复杂、价格昂贵、体积重量大、占用空间也比较大,这 使得相应专业技术服务人员的培训工作往往停留在理论知识培训上,实践操作训 练直接在工作岗位上完成,由于其缺乏现场经验,这类人员在工作初期极易出现 失误,甚至发生安全事故,造成生命和财产损失。所以,当前迫切需要对现有技 术培训手段进行更新,特别是需要有一种能方便初级学员进行实践操作培训的手 段。针对目前现状,我们团队采用虚拟现实技术和裸眼3D技术相结合,拟设计 和开发一套用于工程机械行业技术服务人员实践操作培训的交互式工程机械三 维虚拟操作、装配平台,以解决当前培训中实践操作培训手段落后等问题,特别 是为
9、工科类院校提供一种现场感较强的培训方式。一、 裸眼3D技术简介:裸眼3D技术实在不借助外物的情况下直接通过肉眼看到通过虚拟成像技术 的3D画面,目前主要有三种常用的技术。(1)光屏障式技术光屏障式3D技术的实现方法是使用一个开关液晶屏、偏振膜和高分子液晶 层,利用液晶层和偏振膜制造出一系列方向为90的垂直条纹。这些条纹宽几 十微米,通过它们的光就形成了垂直的细条栅模式,称之为“视差障壁”。而该 技术正是利用了安置在背光模块及LCD面板间的视差障壁,在立体显示模式下, 应该由左眼看到的图像显示在液晶屏上时,不透明的条纹会遮挡右眼;同理,应 该由右眼看到的图像显示在液晶屏上时,不透明的条纹会遮挡左
10、眼,通过将左眼 和右眼的可视画面分开,使观者看到3D影像。这种技术的优点是在成本上比较有优势,像夏普的3D手机和任天堂的3DS 游戏机都是采用这种技术。不过采用这种技术的屏幕亮度会因为光线被阻挡的原 因而降低一半,并且图像分辨率也会降低一半。(2)柱状透镜技术柱状透镜技术也被称为微柱透镜3D技术,使液晶屏的像平面位于透镜的焦 平面上,这样在每个柱透镜下面的图像的像素被分成几个子像素,这样透镜就能 以不同的方向投影每个子像素。于是双眼从不同的角度观看显示屏,就看到不同 的子像素。柱状透镜技术并不会像光屏障式那样影响屏幕亮度,所以其比后者的显示效 果要好。但是,其分辨率会视柱镜视点数降低为原图像分
11、辨率的数倍。由于超高 清电视图像未普及,所以柱镜式3D技术并未广泛应用。(3)指向光源3M的指向光源3D技术对指向光源(Directional Backlight) 3D技术投入较大精力的主要是3M公司, 指向光源(Directional Backlight) 3D技术搭配两组LED,配合快速反应的LCD 面板和驱动方法,让3D内容以排序(sequential)方式进入观看者的左右眼互换 影像产生视差,进而让人眼感受到3D三维效果。前不久,3M公司刚刚展示了 其研发成功的3D光学膜,该产品的面试实现了无需佩戴3D眼镜,就可以在 手机,游戏机及其他手持设备中显示真正的三维立体影像,极大地增强了基
12、于移 动设备的交流和互动。(4)直接成像技术直接成像技术是指把指定的图像、图形通过加工处理通过数字媒体叫它自己 动起来,从而给人一种3D效果,可使所要传达的事物更加贴近生活,表现的更 加真实。这一技术主要运用于现在互联网推广方面,也就是广告方面。典型的有 今年在网络上出现的英雄联盟的三幅裸眼3D海报以及徐克导演的3D团队在今 年打造的名为“步步追魂”的电影海报,这也是这一技术首次在国内运用在商业 方面的非常好的实例,有助于我国裸眼3D技术的大的提升与进步。这一技术可 依附在普通的电脑、数字广告机、LED显示屏等数字化设备上进行展示传播。二、虚拟现实技术简介:虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向
13、是仿真技术与计算机图形学人机 接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合是一门富有挑战性的 交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术(VR)丰要包括模拟环境、感知、自 然技能和传感设各等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼 真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术 所生成的视觉感知外,还有听觉、触觉、力觉、运动等感知,甚至还包括嗅觉和 味觉等,也称为多感知。自然技能是指人的头部转动,眼睛、手势、或其他人体 行为动作,由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据,并对用户的输入作出 实时响应,并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。虚拟
14、现实是多种技术的综合,包括实时三维计算机图形技术,广角(宽视野)立 体显示技术,对观察者头、眼和手的跟踪技术,以及触觉/力觉反馈、立体声、 网络传输、语音输入输出技术等。下面对这些技术分别加以说明。(1)实时三维计算机图形相比较而言,利用计算机模型产生图形图像并不是太难的事情。如果有足够 准确的模型,又有足够的时间,我们就可以生成不同光照条件下各种物体的精确 图像,但是这里的关键是实时。例如在飞行模拟系统中,图像的刷新相当重要, 同时对图像质量的要求也很高,再加上非常复杂的虚拟环境,问题就变得相当困 难。人看周围的世界时,由于两只眼睛的位置不同,得到的图像略有不同,这些 图像在脑子里融合起来,
15、就形成了一个关于周围世界的整体景象,这个景象中包 括了距离远近的信息。当然,距离信息也可以通过其他方法获得,例如眼睛焦距 的远近、物体大小的比较等。在VR系统中,双目立体视觉起了很大作用。用户的两只眼睛看到的不同图 像是分别产生的,显示在不同的显示器上。有的系统采用单个显示器,但用户带 上特殊的眼镜后,一只眼睛只能看到奇数帧图像,另一只眼睛只能看到偶数帧图 像,奇、偶帧之间的不同也就是视差就产生了立体感。用户(头、眼)的跟踪:在人造环境中,每个物体相对于系统的坐标系都有 一个位置与姿态,而用户也是如此。用户看到的景象是由用户的位置和头(眼) 的方向来确定的。跟踪头部运动的虚拟现实头套:在传统的
16、计算机图形技术中,视场的改变是 通过鼠标或键盘来实现的,用户的视觉系统和运动感知系统是分离的,而利用头 部跟踪来改变图像的视角,用户的视觉系统和运动感知系统之间就可以联系起 来,感觉更逼真。另一个优点是,用户不仅可以通过双目立体视觉去认识环境, 而且可以通过头部的运动去观察环境。在用户与计算机的交互中,键盘和鼠标是目前最常用的工具,但对于三维空 间来说,它们都不太适合。在三维空间中因为有六个自由度,我们很难找出比较 直观的办法把鼠标的平面运动映射成三维空间的任意运动。现在,已经有一些设 备可以提供六个自由度,如3Space数字化仪和SpaceBall空间球等。另外一些性 能比较优异的设备是数据
17、手套和数据衣。(3)声音人能够很好地判定声源的方向。在水平方向上,我们靠声音的相位差及强度 的差别来确定声音的方向,因为声音到达两只耳朵的时间或距离有所不同。常见 的立体声效果就是靠左右耳听到在不同位置录制的不同声音来实现的,所以会有 一种方向感。现实生活里,当头部转动时,听到的声音的方向就会改变。但目前 在VR系统中,声音的方向与用户头部的运动无关。(4)感觉反馈在一个VR系统中,用户可以看到一个虚拟的杯子。你可以设法去抓住它, 但是你的手没有真正接触杯子的感觉,并有可能穿过虚拟杯子的“表面”,而这 在现实生活中是不可能的。解决这一问题的常用装置是在手套内层安装一些可以 振动的触点来模拟触觉
18、。(5)语音在VR系统中,语音的输入输出也很重要。这就要求虚拟环境能听懂人的语 言,并能与人实时交互。而让计算机识别人的语音是相当困难的,因为语音信号 和自然语言信号有其“多边性”和复杂性。例如,连续语音中词与词之间没有明 显的停顿,同一词、同一字的发音受前后词、字的影响,不仅不同人说同一词会 有所不同,就是同一人发音也会受到心理、生理和环境的影响而有所不同。使用人的自然语言作为计算机输入目前有两个问题,首先是效率问题,为便 于计算机理解,输入的语音可能会相当啰嗦。其次是正确性问题,计算机理解语 音的方法是对比匹配,而没有人的智能。以虚拟技术+裸眼3D技术建立的金工实习情境中,学生可以身临其境
19、的进行 加工操作,如铸造过程中的浇筑环节、车削过程中对工件进行装夹以及对刀操作 等内容,完全模拟了零件加工的整个过程,并检验了学生对金工实习的掌握程度, 解决了学生需要反复操作练习而设备不足等的问题。甚至于可以在虚拟环境中指 导学生进行限制性破坏实验。另一方面学生在虚拟数控情境中可以对机床各部分 进行拆装和组装练习,熟练掌握机床结构,不受限于外界因素,也不会因为各种 失误造成安全事故。2.2 服务内容与服务模式高校购买我们的产品后,我们负责上门维护并且提供2年内免费维护。2.3 技术介绍我们采用裸眼3D技术和虚拟现实技术相结合,打造全新的大学生实习模式。2.4 服务优势我们的产品相对于高校购买
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- 2023 虚拟现实 技术 实习 中的 应用 申报
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