沉浸式3D立体虚拟现实交互系统实训室

广西卫生职业技术学校

一．建设背景

虚拟仿真技术，是以计算机仿真技术、多媒体技术和网络技术为依托，集合专业理论知识多等方面技术和知识技能的结晶，融合多类型硬件及装置。对实验、实训、教学过程中的重、难、泛知识点通过虚拟仿真，针对不同的临床实验环境进行模拟，通过丰富的学习资源，让参与教学过程中的教师和学生，能够在一个安全、高效、拟真的环境中完成预定的学习项目。

随着人工智能技术的发展、多元信息技术的融合，虚拟仿真技术也已从简单的虚拟化真实再现功能，提升到多元化智能应用，虚拟仿真技术可以提供可靠、安全和经济的教学、实验、实训项目，达到教学互动、资源共享、不受时空限制、全天候的信息化实验、教学的目的。目前，虚拟仿真技术在各个学科教学、实验、科研等不同应用场景中已有较成熟的发展，在医疗领域也有较广泛的应用。同时，虚拟现实技术不断发展，技术推陈出新的时间日趋缩短，项目建设设计之初依托目前最新虚拟仿真技术，根据项目本身设计需求，设定技术标准，保障项目实施不受技术更新迭代影响，同时根据技术发展趋势预留升级通道，保障后续可持续开发利用。

二．项目介绍

（一）环屏3D立体虚拟现实交互系统

实训室采用环屏3D立体虚拟现实交互技术，通过佩戴3D眼镜支持多用户共享交互的虚拟仿真环境呈现系统，不同于一般的虚拟环境，它既能够给用户提供超大范围视野的高分辨率、高质量立体影像，同时系统在不同交互设备的支持下，适配各类交互程序和交互方式，结合实际空间搭建的环形屏幕，营造大视野虚拟沉浸空间，提供给用户一种前所未有的沉浸感。可实现单人、多人协同训练、示教展示，支持多形式的多人同时在虚拟现实的环境中进行团队协同模拟演练。

该系统支持多人观看交互操作，学生需要戴3D眼镜，可交互操作；结合动作捕捉技术，虚拟物品跟随视野运动并可以交互。可满足多人同时查看。 具体为操作者佩戴主动式3D眼镜以及跟踪单元，观看软件呈现的生动逼真的3D效果，通过手势传感器直接利用抓、握、捏等手势抓取3D对象，多个角度旋转观察，更清晰直观，也可直接通过手势切换下一操作步骤，同时头部跟踪会对人的位置进行定位，实时移动场景，非常方便快捷。

（二）虚拟仿真软件

1、在原有教学手段上进行补充，将传统教学手段无法展现的一些视角盲点，以三维虚拟交互的形式使学生熟悉流程，掌握规范。

2、用于教学示教、学生虚拟练习、信息化教学、增加教学的趣味性与生动性。

3、临床思维情景化护理技能操作，通过预设的病例，由学生进行流程步骤的操作判断，系统通过对学生操作的验证，和过程的评价，自动生成形成性分析评价，在实训过程中培养学生的临床应变能力、临床思维能力、综合评判能力及沟通能力。

4、虚实结合训练：在虚拟沉浸的场景下，结合真实模型，既有沉浸性，又有真实的触觉反馈。

环屏3D立体医学虚拟仿真实训室，是培养高素质医学护理人才的重要实践性环节，它有利于学生巩固和加深对理论知识的理解，锻炼在实践中发现问题、分析问题和解决问题的能力。将不断提高学生的实践能力、研究能力、创新能力和综合素质，有利于学校探索并建立出开创性的的教学新模式。

三、系统兼容性

硬件系统即能应用于虚拟仿真专项教学实训，也能在传统课堂教学中使用，硬件系统对软件的兼容性强，支持后续定制化虚拟仿真软件的开发使用，同时，未来可开放线上虚拟仿真的教学，学生在课堂以外，可以不受场地限制，随时随地的进行虚拟仿真的练习，老师可以通过虚拟仿真平台发布任务，学生练习后可以反馈成绩，进行有针对性的教学和实训。