工程机械3D虚拟仿真维修教学系统简介

虚拟仿真维修教学系统

一、项目背景

多媒体三维互动培训技术已经被广泛的应用于各种领域。在工程机械领域很多厂商、中职院校也注意到多媒体三维互动培训技术对产品表现、培训教学等方面的优势，并利用其表现技术优势对各种工程机械产品进行宣传、教学和制作视频课件，广泛的应用于工程机械应用与维修专业课件教学、培训考核、展会演示、产品推广等领域。

二、多媒体三维互动教学系统主要目的及特点

抛开传统培训模式中的枯燥的填鸭和复杂解说，以三维互动技术为核心，结合三维及二维动画、视频、图片、文字等多媒体表现形式带来一种全新的培训方式。应用范围包括为中职院校、工程机械维修人员培训；支持触摸屏，可通过投影、显示器、立体头盔显示器、触摸屏等设备上进行教学、演示。

多媒体三维互动教学系统将为我们带来：

1）更直观的产品信息表现形式。通过三维精确建模，重现产品真实外观，可通过触摸屏自由进行缩放、旋转、产品爆炸、查看平面流程图等操作，改变了只能通过现场设备讲解的传统方式。

2）具有构想性。产品数字化技术应具有广阔的可想象空间，不仅可再现真实存在的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。

3）更便捷的学习通道。通过三维互动的教学方式，可以极大的提高学习效率，讲师进行产品讲解时更加方便快捷，学员也更容易理解接受。

4）降低培训成本。抛弃以住的实体产品讲解方式，节省了产品样品制作及运输成本。该系统三维部分支持互联网上的应用，不受空间及场地限制，更有利于知识的传播。

三、系统架构图

四、主要功能模块

1、启动界面：学校名称及LOGO

2、建立多产品、多机型选择平台，为以后扩展做准备

3、产品选择界面：通过二级菜单选择几大系统下各个产品

4、产品演示界面：

1）360度旋转：从工具栏中选择旋转工具，利用鼠标拖拽实现产品任意角度旋转 2）放大缩小：从工具栏中选择缩放工具，利用鼠标拖拽实现产品的放大缩小

3）爆炸/组合：点击相关按钮查看产品爆炸/组合状态,点击单独部件，查看零件名 称及参数表（ 带滚动条，以显示更多数据）

4）二维原理动画：点击按钮查看产品运行原理二维动画

五、内容实现

针对工程机械行业培训实际情况，教学课件仅用某种形式难以满足实际培训需要。本次教学系统以方便学员了解设备原理与构造为目的，采用动态二维图纸、三维动画、三维互动等多种形式系统直观的让学员更快的了解相关知识。

1、表现形式

1）模型选取:

采用行业内通用率较高的品牌部件为案例,进行精确比例建模,最大程度还原设备真实性.

2）结构展示:

展现部件结构及关系：包括整体结构模式、总成拆分模式、爆炸图模式、单部件展示、外壳及部件透明模式。

3）机械原理的动画展示:

采用模型剖面、物体动画、材质动画、粒子动画，结合二维平面动画表述设备的运行原理，使晦涩难懂的运行原理变得容易理解。

部分原理展示运用flash技术将平面图、剖面图按照功能实现动态展示，达到清晰表达的目的。

4）需要展现整体结构及相互关系的部分，采用三维互动形式720度任意旋转，直观方便。

5）原理展现部分以设备某一动作为线索，根据部件相互作用关系采用三维动画展示。动画中用剖面、透明显示展现现实情况中不可能看到的内部运行状态。

6）二维图纸作为常见的工作原理了解途径而普遍采用。把二维图纸动态化展示与三维动画相结合使知识讲解方式多样化，讲解内容更容易理解。

2、互动形式参考

1）部件拆装

可根据预定顺序自动展示部件拆装动画，可选择自动播放、上一步、下一步、暂停。

也可选择手动模式，手动拖动部件至安装位置附近时自动吸附。安装顺序错误时出现相应提示。

2）根据功能模块多级菜单选择

3）爆炸图、部件信息查询、平面图对照

可选择爆炸图模式，相关总成自动拆分为爆炸图现实可选择平面图对照。选择相应部件高亮现实并可选择现实部件信息。

4）所有三维展示部分360度实时旋转，放大、缩小

5）原理展示动画

需要原理展示部分可通过二维或三维动画的形式予以展现，展现效果直观易懂（三维动画部分费用另计）

六、技术要求

1．操作类型：

三维互动、三维动画、二维演示

2．界面外观及要求：

1）视角：第一人称

2）图形分辨率：1024*768

3．三维引擎：

UNITY3D

4．客户端平台：

(运行客户端所需最低配置要求)

操作系统：win98,xin2000,winxp,win2003,vista,windows7

双核CPU主频1.8GHZ以上。

１G以上内存，强烈建议２G内存。

板载显示要达到AMD3200或Nvidia8200以上，独立显卡达到ATI1650或NVIDIA6600及以上。

七、技术实现

1．模型部分：

1) 需精确建模。

2) 贴图烘焙。

贴图烘焙技术也叫Render To Textures，是一种把max光照信息渲染成贴图的方式，而后把这个烘焙后的贴图再贴回到场景中去的技术。这样光照信息变成了贴图，不需要CPU再进行计算，只要算普通的贴图就满足需求，所以速度极快。

2．互动部分：

基于UNITY3D引擎开发的三维互动系统，将前期的模型贴图数据和动画文件整合，进行实时的三维互动操作。

3、动画部分

1) 二维互动和二维动画采用FLASH平台

2) 三维动画部分采用MAYA、PROE建模，MAYA动画渲染，AE后期合成。

八、服务解决方案

注册离线授权方式：

根据定制的功能，打包系统框架及相关定制的课件内容，及购买的注册码数量，以exe安装包的形式一并发送。系统首次使用时必须联网进行注册码激活，不联网无法激活使用，每个注册码只允许在一台电脑使用，数据提供的注册码激活后即可以使用系统及对应相关的服务。

服务支持:

针对第一种方式后续购买新的培训课件内容或软件升级时，我们提供离线升级包的形式进行安装升级，需要在每台安装的电脑都要手工导入离线升级包。

针对第二种方式后续购买新的培训课件内容或软件升级时，可以直接在联网的状态下，直接更新下