【系统目标】
创新载体手段,利用VR虚拟现实技术培养孩子们的学习兴趣,对孩子进行职业启蒙,增加孩子们的社会认知。本系统旨在让孩子们体验到各种职业各种生活,不忽视孩子们的兴趣爱好,给他们健康的教育及生涯规划。
【系统原理】
VR职业体验系统将沉浸式虚拟现实技术(VR)融入生涯规划教育过程,通过视觉、听觉等全方位立体化运用,打造沉浸式、可互动的学习体验区,真正进入职业角色,真实再现工作场景。以第一视角,感触各种职业的工作内容,树立真正的职业目标,建立正确的职业规划。
【硬件产品组成】
(一)头盔参数及显示器:
1、采用AMOLED屏幕,分辨率2160*1200像素,90Hz刷新率,延迟可控制在22ms以内,具备焦距适应功能,支持观看者能在佩戴眼镜的同时戴上头显,具备400度左右近视调节功能,提供特有的抗抖动技术,能有效的防止VR晕眩;
2、110度视场角,动态追踪技术、G-sensor校正、gyroscope陀螺仪、proximity距离感测器,内置麦克风,带瞳距和镜头距离调整功能
3、位置追踪系统一组
4、体感控制手柄一组
(二)43寸触控一体机
1、43英寸LED全新高清A级液晶屏,1920*1080,10点红外触摸
2、高性能VR处理器平台
3、安全可靠,节能环保,全金属外壳,无尖锐棱角;低功耗、低辐射,一级能效,符合国家3C及节能要求
4、防暴防眩钢化玻璃,有效抑制外界环境光线的干扰,图像柔和,不刺眼
【软件系统】
(一)系统功能介绍:
1、开机进入软件,不显示桌面,不允许退出软件
2、功能模块采取全屏触控,方便触摸屏控制;
3、对应分辨率可以自行设置;
4、针对各模块均有详细使用说明,指导及VR设备操作基本说明;
5、有用户统一管理模块。
(二)系统内容资源:
VR职业体验系统依托“虚拟现实”技术,设计开发了解放军、宇航员、汽车工程师、滑雪运动员、冰壶运动员、医生、消防员、飞行员等职业的仿真工作场景,并在此基础上进行职业体验系列课程设计,旨在引领青少年在仿真环境中体验各个职业的工作内容,了解更多职业和岗位,用创新科技的手段,对他们进行职业启蒙,开拓职业视野,影响其职业目标,以此加强自我学习、提升的目标性和针对性。
1、所有场景均为真实人物和虚拟场景相结合,方便体验者以第一人称视角场景模拟第一人称视角、固定视角等多视角切换,感受和体验不同工作、工种。
2、手柄根据体验内容切换不同状态,模拟真实枪械按键和扳机的动作捕捉。
3、VR职业体验系统实现人机交互,体验者真实按照职业工作流程进行全方位的场景还原。
4、系统运用3D全景技术,创新搭建解放军、宇航员、汽车工程师、滑雪运动员、冰壶运动员、医生、消防员、飞行员等职业的工作场景,室内、室外全场景可无限延伸,便于体验者在场景内随意移动。
5、智能引导系统,从体验者的真实感受出发,科学制定智能引导体验,使操作合理、舒适。
(三)系统场景:
1、冰壶运动员职业体验
(1)真实模拟2020年冬奥会室外冰壶训练场景;
(2)实时数据反馈:刷冰速度、冰壶方向以及得分等指标;
(3)支持VR立体与基础平面双版本视觉输出;
(4)场景体验:
①冰壶运动大厅,以冬奥会专业标准介绍冰壶项目规则、冰壶工具以及冰壶游戏历史等,普及冰壶竞赛知识;
②冰壶训练场,高度还原张家口冬奥会冰壶竞赛场地,体验者身临其境自主训练,来访者可自由选择视角,720度沉浸体验。
(5)VR冰壶游戏操作简单,实现手部仿真,开始之初手柄模拟手势动作,实现掷球操作,之后手柄变换为冰刷来获取动力,真实模拟冰壶游戏场景;同时程序以冬奥会标准,对体验者操作进行专业评分;
(6)实时生成评分/至少包含冰壶运动大厅、冰壶训练场等两种场景。
2、滑雪运动员职业体验
(1)真实模拟冬奥会高山滑雪场景;
(2)实时数据反馈:滑行速度、方向等指标;
(3)支持VR立体与基础平面双版本视觉输出;
(4)场景体验:
①滑雪雪具大厅,以冬奥会专业标准介绍滑雪项目规则、滑雪雪具以及滑雪历史等,普及滑雪竞赛知识;
②高山滑雪场景,高度还原张家口冬奥会滑雪竞赛场地,体验者身临其境自由滑行,来访者可自由选择视角,720度沉浸体验。
(5)VR滑雪操作简单,通过手柄模拟滑雪杖来获取动力,左右倾斜身体来控制方向,躲避在途中遇到的障碍物,一直向前滑行。手柄除了可以滑行之外还可以控制跳跃,跳跃这一动作模拟了高山滑雪的现实情况,紧接着会体会到一种失重感,想坐向下的升降机一样。VR滑雪让体验者站在原地,却能体验到切切实实的失重感。
(6)VR滑雪系统:至少包含滑雪雪具大厅、高山滑雪等两种场景
3、军人职业体验
(1)真实模拟不同兵种军营训练场景;
(2)实时数据反馈:手部力量、方向等指标;
(3)支持VR立体与基础平面双版本视觉输出;
(4)场景体验:
①不同兵种训练场景还原,手柄根据不同兵种训练需要随机变换模拟手部动作。
②装甲训练—高度还原坦克装甲部队训练场景,以专业标准介绍不同型号的的坦克,包含T-90主战坦克、99式主战坦克、PAC-3防空导弹等。
③射击训练—室外射击训练,手柄模拟手部姿势,实现弹夹拆装、实抢射击等操作,并且实时显示体验者射击成绩,射击不同的物品会出现效应的爆炸效果。
④手榴弹投掷训练-完全模拟手榴弹投掷操作训练流程,且手榴弹训练种类不少于3种,完全还原、考核不同手榴弹操作规范和方法。力量和方向感应装置,完美捕捉体验者的操作动作,完全匹配体验者在现实中的操作方向和力量从而出现与实际相符的爆炸效果。
(5)至少包含装甲训练、作战会议中心、射击训练等三种场景。
4、宇航员职业体验
(1)真实模拟地球载人航天发射场景以及外太空航航员漫步场景;
(2)实时数据反馈:滑行速度、方向等指标;
(3)支持VR立体与基础平面双版本视觉输出;
(4)场景体验:
①火箭发射基地,根据流程自主进入发射台,多种视角自主切换,观看、体验载人航天火箭发射过程。包含火箭升空过程中周边建筑场景变化,虚拟现实场景制作,发射器内视角和真实火箭相同,驾驶员可720°环绕观察周围环境,火箭内饰,仪表盘等符合实际设计情况。
②太空场景,载人航天飞行器按照既定路线在太空场景中漫游,提供太空卫星、航天站、地球等多种太空场景。飞行器视角与真实飞行相同,设定了不同的飞行状况,多角度感受太空。
③登陆月球,载人航天飞行器登陆月球,体验者可走出飞行舱,以第一视角720°环视月球场景,模拟真实的太空月球环境,用户戴上头盔后有逛真实月球的感受。用户在虚拟月球上可以通过行走或者手柄按钮操作漫游。
④支持智能语音引导/至少包含火箭发射基地、太空、月球等三种场景。
5、医生职业体验
(1)真实模拟医学院解剖实验室场景,虚拟现实场景制作,实验室内视角,体验者可720°环绕观察周围环境,人体结构模型等符合实际设计情况,还原人体解剖实验课程。
(2)实时数据反馈;
(3)支持VR立体与基础平面双版本视觉输出;
(4)场景体验:
①针对于人体构造原理,在单独系统显示功能中将系统分为六大部分,分别为:呼吸系统、消化系统、神经系统、肌肉系统、血液循环系统、骨骼系统。每一个部分都有对应的演示原理动画。
②模拟分解—在模拟分解功能中,主要功能是让用户可以根据人体结构了解人体每一部分的构成,加深对人体单个组织原理的理解,以便后续外科手术的学习。
③组织触发信息—在模拟分解中,通过手柄将想要了解的人体组织移动到检测台时,通过动画检测的方式,出现该人体组织的名称和功能,加深对人体组织的了解,对于初学者而言可以快速记忆人体各组织。
6、汽车工程师职业体验
(1)真实模拟汽车研发室,并设置室内导航区,发动机区以及整车演示区。虚拟现实场景制作,体验者可720°环绕观察周围环境,发动机工作原理及操作流程等符合实际设计情况,还原汽车工程师实训课程。
(2)实时数据反馈;
(3)支持VR立体与基础平面双版本视觉输出;
(4)场景体验:
①定制专门的汽车工作间,设置智能导航动画,科学指引体验者来到发动机操作台。
发动机区域,可直接启动发动机,观看发动机运动动画,系统智能检测发动机状态,当发动机出现故障时,出现提示弹窗,并出现发动机无法正常运转动画。
②操作台上的发动机每一个零部件都可通过手柄方式进行拆卸,拆卸后的零件可随意放在工作间的任意位置。同时也可对拆卸后的发动机零部件进行组装,高度还原发动机实训学习板块,满足发动机零部件的学习及拆装训练。
7、消防员职业体验
(1)真实模拟消防设备间、消防宣传知识屋以及火灾逃生训练3大场景,虚拟现实场景制作,体验者可720°环绕观察周围环境,消防专业知识和救火实际操作流程等符合实际设计情况,还原火灾逃生实训课程。
(2)实时数据反馈;
(3)支持VR立体与基础平面双版本视觉输出;
(4)场景体验:
①设备房—场景包含各类消防器材、消防衣、消防车,腰绳以及火源等相关的消防设备。场景内对消防器材进行专门的介绍,包含二氧化碳灭火器、1211灭火器、泡沫灭火器等并科普其使用方法,设置专门的火灾源,体验者可直接练习使用灭火器。学习消防衣使用步骤,虚实结合让体验者在虚拟场景中穿戴好消防衣。学习腰绳结绳方法,包含卷节、双套腰节、八字节、双平节、三套腰节、蝴蝶节等。了解警铃使用方法,同时对消防通道安全建筑结构和消防栓的使用方法进行进行介绍。
②知识屋—该板块主要用于普及消防知识、传播消防文化。模拟消防员出警场景,智能语音引导场景体验。场景包含火灾自救知识宣传,消防趣味小知识宣讲等。普及消防法规,介绍消防通道商场宽度和住宅楼宽度要求。通过智能语音的方式对如何正确拨打火警电话进行培训,并设置互动问答环节。同时展示各种消防头盔、消防面具、消防上衣等。定制防火动画宣传片,消除生活中的安全隐患。
③实战演练—模拟学校教学环境,场景内包含老师、学生发生火灾时的逃生情景。手柄根据场景操作需要变换成手部操作,体验者可在场景内自由走动,并根据智能语音的引导,按照正确的逃生方法包含用湿毛巾捂住口鼻、弯腰行走、火中逃生等操作,离开教学楼,安全逃离火灾现场。场景根据火势的大小动画及操作步骤,出现相应的视觉反馈,高度还原实战过程。
8、飞行员职业体验
(1)真实模拟飞行场景,虚拟现实场景制作,体验者可720°环绕观察周围环境,飞行操作及应急事件处理等符合实际设计情况,还原飞行员实训课程。
(2)实时数据反馈;
(3)支持VR立体与基础平面双版本视觉输出;
(4)场景体验:
①飞行场景,按照飞机型号进行1:1仿真沉浸式机舱和客舱环境,确保虚拟模型真实感,模型实现全方位、无死角、任意点的实时观察。用户戴上头盔后,拥有如在真实驾驶座舱的360°视野感受。飞机按照事先定义的路线飞行,在飞行过程中,设定了不同的飞行状况,比如模拟标准驾驶流程的起飞、降落、滑行、飞行体验,同步不同观测位所观测到的真实环境模拟、视觉特效配套设备音效。
②同时,允许多名使用者独立进行自身观测位置、视角、远近的选择。
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