虚拟现实技术在中职综合布线课程中的应用分析

摘要：随着我国人口数量的增多，就业压力越来越大，许多学生毕业出来后找不到适合专业的工作，所学专业得不到充分发挥利用。为此国家新兴了一种职业教育。职业教育直接为用人单位培训专业工人，很大程度上缓解了我国的就业压力。大量学生涌入职业学校就读自己喜欢或是现在热门的专业，使得职业教育学校压力大增，主要体现在实训条件严重不足，教学的硬件设施不足、教学时间、教学空间受限等问题，使得学生学不到实际操作经验，所学专业技术达不到标准。虚拟现实教育实验室系统的利用可以有效解决实训条件不足，实际操作经验少的难题。下文叙述了虚拟现实技术的概念、特点以及其可发展性。

关键词：虚拟现实 特点 虚拟实验室 概念 综合布线

0前言

虚拟现实技术可以很大程度上缓解职业教育学校学生实训不足、实际操作经验少的缺陷，如果我国可以将其大量推广到职业教育学校进行教学实训，不仅可以使学生实训经验大大增加，避免了学生正式参加工作而出现技术上的不足缺陷，还可以使得我国专业技术人员增多，加快我国科技发展进步，同样也在一定程度上缓解就业压力。

1虚拟现实的概念

虚拟现实（Virtual Reality简称VR），把复杂数据通过计算机进行可视化操作与交流探讨，虚拟现实中的“虚拟”指的是计算机模拟现实生成；“现实”指物理意义或是功能意义存在世界上的任何事物或者环境，通俗讲指现实社会上的事物或者环境。在计算机生成一种特殊环境后，人通过特殊设备装置可以使自己“进入”该特殊环境进行操作控制，成为特殊环境的主人。而且虚拟现实技术具备以下基本特征：

1.1沉浸感 （Immersion）

又可以称作浸没感或是临场感。这个特征是指用户进入该特殊环境后存在的真实感，与现实环境一般无二，会使得用户操作更加流畅。

1.2交互性（Interactivity）

交互性是指人机交互是种相当于自然面对的交流互通。虚拟环境的对象根据使用者通过键盘鼠标的指令操作进行相对应的反应操作。

1.3构想性（Imagination）

虚拟现实技术不仅仅指一种媒体设备或是用户人员的高速接口，还是通过丰富的想象力，解决某种特定领域存在的某些问题，而解决这些领域内存在的问题需要我们了解这方面应用的需求以及这方面既技术能力，使得问题得到完美解决。

2虚拟实验室的概念

1989年美国的WilliamWolf教授提出了虚拟实验室概念，用来描述了虚拟实验室计算机网络化的环境。虚拟实验室是一个无墙的实验操作中心，研究人员在现实环境进行同行同事之间研究问题的互相交流时，会受到地理位置的影响，而虚拟实验室可以使研究人员不必考虑这些问题，从而进行研究问题探讨分析，省去了现实环境中共享设备仪器、研究数据、计算资源等带来的问题麻烦。虚拟实验室具备以下几个特点：

2.1透明性

分布式虚拟实验室使用一个操作系统，所有的数据库、硬件软件全都集成于一个系统，由该系统统一命令进行功能操作服务，这就是虚拟实验室的透明性。

2.2资源共享性

研究人员在虚拟实验室的一切技术资源、数据等统一保存，共同享有，方便技术交流探讨。

2.3智能化

虚拟实验室的智能化指虚拟仪器技术与认知模拟方法的结合，使得虚拟实验室操作更具智能化。

2.4互操作性

虚拟实验室的互操作性指虚拟实验室不同的用户可以同时进行中心试验环境的操作，在操作过程中还可以互相交流信息，具有互动性，不过互动性还需要其他一系列相关硬件支持才可完成，其相关的硬件设备也是虚拟实验室的组成部分。

2.5客户定制性

允许客户根据自己的使用习惯，使用情况进行自行定制使用方式，数据可以通过设置限制来进行保护，避免丢或者失被盗取。

3综合布线虚拟实验室的设计

3.1虚拟实验室体系结构的设计

以C/S体系作为系统结构，以路由器作为网络通信协议，构建成虚拟实验室的系统结构。工具栏中的虚拟器件以现实环境的模拟，场景搭建由MAYA来完成，前端的实验操作平台利用C++语言，SDI单文档结构视图组成主题框架界面。实验者在选择完虚拟实验场景后，在场景里对虚拟器件进行动态的各项动作，综合布线的相关实验随时进行。逼真的实验环境，强大的交流互动能力使得实验结果更加真实，更具有技术性，实验报告以电子形式提交上去。

3.2虚拟实验室场景的设计

虚拟实验室模拟现实中的某一正在施工建设的建筑楼房，每层中都有一个房间作为建筑物配线设备的工作室，按赵现实中的比例还原其规模大小，使实验者在操作过程中真实感加强。包括线槽、网线、电脑、电话模块及面板等综合布线器件在系统里将以工具栏形式体现出来，使用者单机工具栏各种器件来进行虚拟场景中的建筑物施工。

3.3虚拟实验室功能的设计

现实实现综合布线设计往往使用AUTO CAD软件制作平面图，而平面图中的线路走向、信息点摆放、耗材使用、布线规范性等一系列问题无法与现实场景对比，其平面图缺乏真实性，导致在综合布线中学生的目的性无法明确，会对学生产生不同程度的影响。

根据现实模拟出的虚拟实验室，不论其布线要求是文字说明还是平面设计图纸，实验者都可以模拟的进行布线。清晰的观察出线路的走向，信息点摆放，系统封装多个公式，对于布线设备器具使用多少都将以电子表格形式在实验最终报告里出现。操作者在布线施工中如果出现误差漏洞，系统会根据内部封装的布线工程施工规格对其提出提醒，并让操作者进行更改。

4结束语

由于目前的虚拟现实技术处于起步阶段，所以未能做到广泛的普及，我们需要不断完善其各项功能，提高各项技术含量，使得教学更好更便捷。随着我国科技技术的不断进步，虚拟现实技术会不断的发展和被完善，总有一天虚拟实验室会被学生使用操作。当虚拟现实技术可以被广泛普及使用时，作为一种新型的媒体技术，以及其强大的教学优势和潜力，会为我国培养更多专业技术人才，使得我国整体水平大幅度提升。因此，我国应加大对虚拟现实技术的开发力度，争取其早日被普及并利用。

参考文献：

[1] 苏珉. 虚拟现实技术在高校实验教学中的应用研究[J]. 中国教育信息化. 2011（07）

[2] 周子杰，朱岩，张凯. 虚拟现实技术在博物馆的应用[J]. 才智. 2011（20）