序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程，我們?yōu)槟扑]十篇三維數(shù)字化論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來(lái)更深刻的閱讀感受。

篇（1）

2基于MBD的三維數(shù)字化裝配工藝的設(shè)計(jì)過(guò)程

基于MBD的三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)不僅僅是指編制三維裝配指令，而是貫穿飛機(jī)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程，在整個(gè)過(guò)程中不同階段有不同的側(cè)重點(diǎn)。這個(gè)過(guò)程主要包含以下三個(gè)階段：第一階段：工藝系統(tǒng)接收產(chǎn)品初步設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，與設(shè)計(jì)人員協(xié)商初步確定工藝分離面并制定初步的裝配方案，然后在三維仿真軟件內(nèi)進(jìn)行裝配方案可行性的初步分析，制定總體裝配方案，分析可能的裝配難點(diǎn)和重點(diǎn)。第二階段：工藝系統(tǒng)接收產(chǎn)品較高成熟度的MBD設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，在三維仿真軟件內(nèi)對(duì)重點(diǎn)部位（必要時(shí)對(duì)全部）結(jié)構(gòu)件、管路、自動(dòng)化裝配設(shè)備等進(jìn)行裝配過(guò)程和人機(jī)功效的詳細(xì)仿真分析，發(fā)現(xiàn)并解決產(chǎn)品、工裝以及工藝方面的問(wèn)題并給出解決方案，如圖1～圖3所示；這個(gè)階段的工藝工作主要包括：裝配順序的創(chuàng)建和優(yōu)化；裝配路徑設(shè)計(jì)和優(yōu)化；裝配工藝過(guò)程仿真模擬、人機(jī)功效模擬、自動(dòng)化定位及制孔設(shè)備等的工作仿真。利用三維數(shù)字化仿真軟件對(duì)產(chǎn)品的組件或部件進(jìn)行裝配過(guò)程規(guī)劃，確定組件或部件內(nèi)零組件的裝配順序；按照工廠現(xiàn)有裝配條件和裝配單元工作內(nèi)容，進(jìn)行裝配路徑的仿真和優(yōu)化；最后在數(shù)字化裝配仿真系統(tǒng)中進(jìn)行零組件或自動(dòng)化設(shè)備的裝配過(guò)程及人機(jī)功效的仿真模擬，分析裝配工藝過(guò)程的可操作性和合理性，發(fā)現(xiàn)并解決數(shù)字化產(chǎn)品模型裝配過(guò)程中所遇到的產(chǎn)品、工裝以及工藝設(shè)計(jì)中的各類(lèi)問(wèn)題，同時(shí)也可以進(jìn)行工具等的選型工作[2]。第三階段：接收設(shè)計(jì)部門(mén)的最終三維MBD設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，創(chuàng)建頂層MBOM以及PBOM等工藝數(shù)據(jù)，在數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)中進(jìn)行裝配工藝的詳細(xì)規(guī)劃和細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)以及資源庫(kù)的創(chuàng)建，在三維可視化的環(huán)境下進(jìn)行零組件以及標(biāo)準(zhǔn)件的劃分，在全三維的環(huán)境下對(duì)裝配指令進(jìn)行工步級(jí)的細(xì)節(jié)編輯，最終生成現(xiàn)場(chǎng)使用的三維可視化工藝指令。

3三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)的架構(gòu)和工作模式

3.1三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)的架構(gòu)

本文所述的裝配工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)是基于達(dá)索公司的DELMIA軟件平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)的三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)，DELMIA軟件平臺(tái)分DPE和DPM兩個(gè)工作環(huán)境，DPE側(cè)重?cái)?shù)據(jù)管理和工藝規(guī)劃，DPM則提供一個(gè)三維可視化的環(huán)境便于產(chǎn)品數(shù)據(jù)的劃分和裝配仿真等工作。由于DELMIA只是提供了一個(gè)平臺(tái)且目前MBD設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，故需要在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行客戶化定制和開(kāi)發(fā)，本系開(kāi)發(fā)了多種輔助工藝設(shè)計(jì)工具以便工藝設(shè)計(jì)人員只需極少的文字輸入即可完成工藝設(shè)計(jì)，所有關(guān)鍵數(shù)據(jù)均直接繼承自產(chǎn)品MBD數(shù)模，保證了工藝信息的完整和準(zhǔn)確；此系統(tǒng)中最為復(fù)雜難度最大是MBD數(shù)模中標(biāo)準(zhǔn)件的處理和劃分，由于大型飛機(jī)標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)量都在數(shù)十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)件以上，采用實(shí)體建模將會(huì)產(chǎn)生天量的數(shù)據(jù)，因此目前飛機(jī)標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)大都采用點(diǎn)線等元素進(jìn)行簡(jiǎn)化表達(dá)，無(wú)法使用DELMIA中標(biāo)準(zhǔn)功能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件的工藝規(guī)劃，因此系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了一套專(zhuān)門(mén)處理標(biāo)準(zhǔn)件模型的工具，本系統(tǒng)也是國(guó)內(nèi)目前唯一實(shí)現(xiàn)了對(duì)以點(diǎn)線表達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)件識(shí)別和劃分的系統(tǒng)，如圖9所示。本系統(tǒng)依托VPM協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)提供MBD產(chǎn)品數(shù)據(jù)，在DELMIA中完成PBOM的創(chuàng)建、頂層MBOM的劃分、三維裝配指令的設(shè)計(jì)并向協(xié)同平臺(tái)提供底層MBOM以及三維裝配指令等數(shù)據(jù)，由系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行管理和發(fā)放。三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)的流程及架構(gòu)如圖4所示，整個(gè)三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)始終保持設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的一致性，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及完整性，同時(shí)本系統(tǒng)可給生產(chǎn)管控系統(tǒng)（MES）以及ERP系統(tǒng)設(shè)置數(shù)據(jù)接口[3]。

3.2三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)的工作流程

三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要由需要工藝管理部門(mén)和各車(chē)間工藝設(shè)計(jì)部門(mén)使用和管理，工藝管理部門(mén)和各車(chē)間工藝設(shè)計(jì)部門(mén)必須緊密協(xié)同才能順利開(kāi)展三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)，同時(shí)工藝管理部門(mén)需要給予車(chē)間一級(jí)足夠的權(quán)限，畢竟車(chē)間一級(jí)工藝人員對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)特點(diǎn)有更深入的了解。工藝管理部門(mén)主要負(fù)責(zé)三維裝配設(shè)計(jì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的頂層設(shè)計(jì)，其利用DELMIA中的DPE環(huán)境下的數(shù)據(jù)接口進(jìn)行EBOM導(dǎo)入，通過(guò)對(duì)EBOM的重組增加工藝組件和路線定義等形成PBOM；在PBOM的基礎(chǔ)上構(gòu)建頂層MBOM；根據(jù)各廠際分工要求進(jìn)行大部件級(jí)的頂層工藝組件的劃分，如圖5所示。各車(chē)間工藝技術(shù)主管接收工藝管理部門(mén)下發(fā)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行各車(chē)間內(nèi)部工藝面的進(jìn)一步劃分并將之分派給具體每個(gè)工藝員；工藝員接收工藝主管分發(fā)的具體某個(gè)裝配單元的數(shù)據(jù)，進(jìn)行本裝配單元裝配工藝的層次劃分以及具體工步的分解，在DPM三維可視化的環(huán)境中中進(jìn)行零組件及標(biāo)準(zhǔn)件的劃分，然后在DPE環(huán)境下進(jìn)一步進(jìn)行裝配可視化修飾等細(xì)節(jié)編輯，但對(duì)于裝配工藝所需飛機(jī)裝配技術(shù)條件、材料、工藝規(guī)范文件等全部采用專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的工藝設(shè)計(jì)工具進(jìn)行創(chuàng)建以保證編制數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和完整。最后直接在DPE中輸出結(jié)構(gòu)化和標(biāo)準(zhǔn)化的三維裝配指令并提交審批，經(jīng)過(guò)審批的裝配指令發(fā)送到協(xié)同平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一進(jìn)行發(fā)放及管理，以上過(guò)程見(jiàn)下圖6～圖14所示。三維裝配指令審批發(fā)送到系統(tǒng)平臺(tái)后由工藝管理部門(mén)統(tǒng)一管理，不屬于裝配工藝設(shè)計(jì)的范疇，本文不再贅述。

4基于MBD的三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)及要求

4.1基于MBD的三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)

1）采用基于MBD的三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)，徹底解決了制約裝配工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中涉及的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、完整性的問(wèn)題，整個(gè)裝配工藝的設(shè)計(jì)完全基于設(shè)計(jì)的MBD數(shù)模，保證了與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的一致性；2）工藝人員在三維可視化的環(huán)境下進(jìn)行裝配工藝的規(guī)劃、仿真和設(shè)計(jì)，使得裝配工藝設(shè)計(jì)更加直觀更有操作性，通過(guò)裝配路徑仿真、人機(jī)功效仿真以及自動(dòng)化設(shè)備工作仿真等可提前發(fā)現(xiàn)存在的設(shè)計(jì)、工裝及工藝規(guī)劃包含的問(wèn)題并提前予以解決，大幅減少現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的各類(lèi)問(wèn)題，提高生產(chǎn)效率并大幅降低生產(chǎn)成本；三維可視化裝配指令設(shè)計(jì)系統(tǒng)使工藝人員完全從枯燥的文字編輯以及事后數(shù)據(jù)校對(duì)中解放出來(lái)，工藝人員只需關(guān)注裝配工藝的可行性和合理性，無(wú)需花大量精力進(jìn)行數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和完整性的檢查；3）在三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)中輸出的三維裝配指令徹底顛覆了傳統(tǒng)文字化的裝配指令，工人只需在系統(tǒng)輸出的三維可視化裝配指令中進(jìn)行簡(jiǎn)單操作即可，無(wú)需查找大量的圖紙、設(shè)計(jì)技術(shù)文件以及其他工藝性文件，做到了可見(jiàn)即所得、所得即所需的效果，同時(shí)工人還可在裝配指令的三維視圖中對(duì)輕量化的設(shè)計(jì)數(shù)模進(jìn)行各類(lèi)尺寸的直觀測(cè)量，便于工人現(xiàn)場(chǎng)操作的進(jìn)一步了解；4）三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)可輸出裝配部門(mén)準(zhǔn)確完整的底層MBOM，有利于ERP以及MES系統(tǒng)的實(shí)施和管理；5）三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以與裝配知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)緊密集成，使得公司積累的知識(shí)在裝配工藝設(shè)計(jì)時(shí)順利地的共享和調(diào)用；6）工藝管理部門(mén)可利用DELMIA軟件平臺(tái)中DPE模塊對(duì)整個(gè)裝配數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理，保證下游數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性，利于工藝設(shè)計(jì)部門(mén)編制完整準(zhǔn)確的裝配指令。

4.2基于MBD的三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)的要求

1）基于MBD的三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)要求有準(zhǔn)確、完整及規(guī)范的且嚴(yán)格執(zhí)行的MBD數(shù)模，產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)是所有下游數(shù)據(jù)的源頭，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確、完整及規(guī)范是決定三維裝配工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)是否順暢和準(zhǔn)確最關(guān)鍵的要素。因此產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門(mén)必須要有科學(xué)合理的與制造部門(mén)協(xié)商過(guò)的MBD設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范且必須嚴(yán)格執(zhí)行，否則必定會(huì)導(dǎo)致整個(gè)下游其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的混亂和實(shí)施困難[4]。2）工程制造部門(mén)也須有嚴(yán)格的與設(shè)計(jì)部門(mén)MBD設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范相協(xié)調(diào)的各類(lèi)工藝規(guī)范且必須嚴(yán)格執(zhí)行，用以支撐三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)。本文所述的裝配工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)很大程度上體現(xiàn)的是傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)模式的思想，不能很好的適應(yīng)當(dāng)前基于MBD的三維數(shù)字化設(shè)計(jì)要求，而且設(shè)計(jì)人員沒(méi)有嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)化要求，特別是以點(diǎn)線表達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)件模型存在大量的格式錯(cuò)誤等不規(guī)范設(shè)計(jì)，導(dǎo)致系統(tǒng)開(kāi)發(fā)比較緩慢，僅為了解決標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)模處理和劃分就占了近三分之一的時(shí)間。因此產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)開(kāi)發(fā)專(zhuān)用的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)工具和數(shù)據(jù)庫(kù)用以支撐基于MBD的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，同時(shí)需要借助專(zhuān)業(yè)化的軟件工具對(duì)MBD產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化等項(xiàng)目的批量檢查，最大限度地減少因人為因素導(dǎo)致的產(chǎn)品數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。3）工藝設(shè)計(jì)人員必須具備相當(dāng)?shù)墓こ探?jīng)驗(yàn)，熟練理解并掌握三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)所涉及的理念和軟件使用要求，三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)只是工具，它本身無(wú)法識(shí)別工藝設(shè)計(jì)和規(guī)劃的合理性和可行性，這些都必須由工藝設(shè)計(jì)人員依靠經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)確定。

篇（2）

您的研究方向：管理

是否有數(shù)據(jù)處理要求：否

您的國(guó)家：北京

您的學(xué)校背景：北京理工大學(xué)

要求字?jǐn)?shù)：6000 (開(kāi)題報(bào)告)

論文用途：碩士畢業(yè)論文

是否需要盲審(博士或碩士生有這個(gè)需要)：否

補(bǔ)充要求和說(shuō)明：先要一個(gè)開(kāi)題報(bào)告! 正式畢業(yè)論文的要求 學(xué)校還沒(méi)通知 開(kāi)題報(bào)告要求 見(jiàn) 附件 題目方向是 三維制造工藝 對(duì)機(jī)加企業(yè)(車(chē)間) 的影響 或 數(shù)字化制造 對(duì)機(jī)加企業(yè)(車(chē)間)的影響 (最好是針對(duì)航天制造企業(yè))

北京理工大學(xué)研究生院工程碩士學(xué)位論文開(kāi)題報(bào)告：基于三維模型的工藝對(duì)技術(shù)對(duì)航天制造企業(yè)生產(chǎn)效率的影響

一、學(xué)位論文選題的目的和意義

1.1 選題背景

進(jìn)入21世紀(jì),數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)在國(guó)際航空制造業(yè)新產(chǎn)品研制中發(fā)展迅猛,傳統(tǒng)的以模擬量傳遞為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)制造手段，已經(jīng)逐漸被以數(shù)字量傳遞為基礎(chǔ)的數(shù)字化手段所代替,通過(guò)全面采用數(shù)字化產(chǎn)品定義、數(shù)字化預(yù)裝配、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、并行工程和虛擬制造技術(shù),極大縮短了機(jī)型研制周期、提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

二、本選題研究領(lǐng)域歷史、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)分析

三、研究方案

四、研究計(jì)劃進(jìn)度表

五、經(jīng)費(fèi)預(yù)算

六、參考文獻(xiàn)

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篇（3）

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

the Application and Research ofWorkflow Model in the Construction of Digital Estate Management

System

SUN De-chao, SHEN Xu-dong

(Ningbo real estate property section, Ningbo315100, China)

Abstract: This article takes the paper file digitization as a starting point, through the establishment based on digital image's three dimensional file virtual system model, utilizes the technology of imagery processing, WEB application and virtual reality and so on, realizes the function of the digital image gathering input, processing, the memory and the three dimensional virtual call, and this function supports the B/S pattern .

Key Words: Virtual reality; Data acquisition; File digitization

1 引言

信息技術(shù)的快速發(fā)展與廣泛應(yīng)用給檔案工作帶來(lái)新的契機(jī)和新的研究課題。檔案作為一種原生的信息資源，其重要性正日益凸顯出來(lái)，采用先進(jìn)的信息技術(shù)對(duì)檔案進(jìn)行管理，開(kāi)展檔案數(shù)字化系統(tǒng)建設(shè)勢(shì)在必行。目前國(guó)外的檔案數(shù)字化建設(shè)在檔案管理信息系統(tǒng)的建設(shè)方面比較成熟，關(guān)于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)據(jù)庫(kù)、搜索引擎、檢索服務(wù)、信息資源共享、三維虛擬等方面技術(shù)在檔案管理中的應(yīng)用研究比較活躍，已經(jīng)達(dá)到新的。相比較，國(guó)內(nèi)的檔案數(shù)字化建設(shè)相對(duì)滯后，在檔案管理信息系統(tǒng)的建設(shè)方面尚處在起步的階段， WEB技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)方面在檔案管理中的應(yīng)用非常局限，雖有虛擬檔案館一詞，但僅僅停留在展示方面，還未真正達(dá)到有效虛擬管理作用的目的，有關(guān)檔案管理的三維虛擬現(xiàn)實(shí)方面的課題研究剛處在起步階段。因此，建立檔案管理的三維虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)有重要的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，將對(duì)檔案管理模式產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響與變革。

目前中國(guó)許多檔案部門(mén)著手進(jìn)行擋案的數(shù)字化工作，檔案整理工作量龐大，設(shè)計(jì)一套有效的檔案數(shù)字化模型是非常必要及時(shí)的，對(duì)檔案數(shù)字化工程的推進(jìn)有著非常重要的意義，通過(guò)數(shù)字圖象三維虛擬系統(tǒng)模型的建立，可保護(hù)實(shí)物檔案形成電子檔案，有助于電子查閱和網(wǎng)上瀏覽，降低辦公成本，提高檔案管理效率，而且使用直觀方便，接近現(xiàn)實(shí)世界。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.1 主要內(nèi)容介紹

系統(tǒng)深入研究檔案數(shù)字化進(jìn)程中的檔案三維虛擬現(xiàn)實(shí)管理問(wèn)題，包括紙質(zhì)檔案的拍攝或掃描采集錄入系統(tǒng)與檔案電子庫(kù)房的三維虛擬管理如虛擬檔案袋與檔案架的創(chuàng)建、上架下架位置排列與虛擬檔案袋的調(diào)閱等問(wèn)題，充分利用理論、硬件、軟件與技術(shù)應(yīng)用相結(jié)合，對(duì)檔案的三維虛擬現(xiàn)實(shí)管理方面進(jìn)行獨(dú)特而全面的研究。

系統(tǒng)主要運(yùn)用Visual Studio 2005和.Net框架建立一套基于B/S模式的數(shù)字圖象三維虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)模型，主要分成兩大塊：電子檔案數(shù)字圖象的采集錄入系統(tǒng)與三維檔案虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工作流程如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)工作流程

電子檔案數(shù)字圖象的采集錄入系統(tǒng)主要是通過(guò)錄入系統(tǒng)程序客戶端運(yùn)用USB接口控制技術(shù)控制數(shù)碼相機(jī)或高速掃描儀進(jìn)行檔案紙質(zhì)材料的拍攝或掃描錄入，以TIFF/JPEG等主要圖象格式進(jìn)行數(shù)字圖象的分布式存儲(chǔ)并上傳到文件目錄服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，為三維虛擬現(xiàn)實(shí)管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)來(lái)源；三維虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)主要建立三維虛擬檔案袋與虛擬檔案庫(kù)，根據(jù)檔案的空間位置信息與上架信息，通過(guò)虛擬檔案袋載入數(shù)字圖象信息，自動(dòng)形成三維圖形展示的檔案庫(kù)房密集架直觀圖，通過(guò)該圖可以直接定位檔案的具置，可以直接對(duì)該卷電子檔案進(jìn)行操作，如調(diào)閱、遷出、銷(xiāo)毀、借閱登記等，實(shí)現(xiàn)三維電子檔案的模擬實(shí)物查詢與操作，以簡(jiǎn)化檔案管理的業(yè)務(wù)工作環(huán)節(jié)。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)

(1)USB接口控制數(shù)碼相機(jī)技術(shù)：支持JPEG、GIF、PDF、BMP、DWG、DXF、TIFF等多種圖象格式，支持黑白二值、灰度和彩色拍攝或掃描錄入，支持多種數(shù)碼相機(jī)或高速掃描儀的錄入接口，支持遠(yuǎn)程服務(wù)應(yīng)用，能進(jìn)行拍攝或掃描模板及參數(shù)的設(shè)置。

（2）數(shù)字圖象處理、圖象存儲(chǔ)安全與圖象壓縮技術(shù)：能對(duì)圖象進(jìn)行縮小放大、去噪去污等處理，以保證圖象質(zhì)量；鑒于檔案種類(lèi)繁多，數(shù)據(jù)量龐大，考慮到虛擬現(xiàn)實(shí)管理的實(shí)時(shí)性與快速性，本系統(tǒng)具有高效圖象處理的功能，并采用LZW無(wú)損壓縮算法對(duì)彩色數(shù)字圖象進(jìn)行高比例無(wú)損壓縮存儲(chǔ)，以滿足數(shù)字圖象訪問(wèn)速度的需要，具有良好的實(shí)時(shí)性、擴(kuò)展性和伸縮性。

（3）虛擬電子檔案袋建立技術(shù)：將文本數(shù)據(jù)與圖象數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，存取在虛擬電子檔案袋中，形成完整的電子檔案；

（4）三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)：能形象逼真地模擬檔案的查詢與調(diào)閱；三維虛擬現(xiàn)實(shí)提供電子庫(kù)房虛擬管理和虛擬檔案的調(diào)檔查閱，具有生動(dòng)逼真和模擬實(shí)物檔案管理的效果。同時(shí)，具有虛擬檔案位置信息大變動(dòng)調(diào)整速度比實(shí)物檔案位置信息大變動(dòng)快的得多。。

（5）數(shù)據(jù)庫(kù)存取與數(shù)字多媒體技術(shù)：能實(shí)現(xiàn)圖象文件的分布式存儲(chǔ) ，能快速讀取圖象數(shù)據(jù)；支持聲音，實(shí)現(xiàn)多媒體漫游；

3 結(jié)論

該系統(tǒng)針對(duì)數(shù)字化檔案工程，提出了用三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、USB接口技術(shù)、圖象處理技術(shù)和WEB技術(shù)相結(jié)合來(lái)解決電子檔案數(shù)字圖象采集、存儲(chǔ)、三維虛擬調(diào)閱等問(wèn)題的方案，給檔案數(shù)字化管理提供了有力的應(yīng)用工具，有利于信息共享，大大提高了數(shù)字化效率,圖2為系統(tǒng)在寧波數(shù)字化檔案管理使用過(guò)程中虛擬現(xiàn)實(shí)的圖片。該作品具有較好的前瞻性和實(shí)用性，不僅局限于檔案領(lǐng)域，可以擴(kuò)展到多種行業(yè)多種領(lǐng)域，具有很好的使用價(jià)值、社會(huì)效益和市場(chǎng)前景。

圖2 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

參考文獻(xiàn)

[1] 胡西偉.基于三維動(dòng)畫(huà)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的理論研究[D].武漢大學(xué)碩士論文,2005,4.

篇（4）

1、論文研究背景及意義

近多年來(lái)，由于計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)的迅猛發(fā)展，世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)就是數(shù)字化，數(shù)字城市也逐漸引起了人們的注意。那么怎樣應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)構(gòu)建數(shù)字城市，近而實(shí)現(xiàn)城市的數(shù)字化已經(jīng)引起城市規(guī)劃及管理人員和城市居民的共同關(guān)注。城市仿真技術(shù)在構(gòu)造數(shù)字城市過(guò)程中發(fā)揮著非常重要的作用，因此成為當(dāng)前一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。仿真(Simulation)技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)軟件模擬實(shí)際環(huán)境進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)，以模擬的方式為使用者創(chuàng)造一個(gè)實(shí)時(shí)反映實(shí)體對(duì)象變化與相互作用的三維圖形界面，使之在感知行為的逼真體驗(yàn)中獲得直接參與和探索仿真技術(shù)對(duì)象在所處環(huán)境中的作用和變化。城市仿真(Urban Simulation)技術(shù)就是仿真技術(shù)在城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)等領(lǐng)域中的應(yīng)用，表現(xiàn)為人機(jī)交互、真實(shí)建筑空間感與大面積三維地形仿真，即交互式實(shí)時(shí)三維(Interactive Realtime 3D)。采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)造出來(lái)的城市視景仿真系統(tǒng)是數(shù)字地球的重要組成部分和支撐手段，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在城市的規(guī)劃、建設(shè)以及管理當(dāng)中，對(duì)于城市發(fā)展規(guī)劃的各個(gè)方面都具有相當(dāng)重要的意義。

2、國(guó)內(nèi)、外的視景仿真工具

MultiGen-Paradigm公司的MultiGen Creator的各版本三維建模軟件是世界上流行的實(shí)時(shí)三維數(shù)據(jù)庫(kù)生成系統(tǒng)的軟件環(huán)境，在仿真系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。Vega Prime是MultiGen-Paradigm公司應(yīng)用于實(shí)時(shí)視景仿真、聲音仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域的世界領(lǐng)先的軟件環(huán)境。Urbansim是基于城市交通需求模擬分析和城市土地綜合分析的新型城市發(fā)展仿真軟件。MagicCity屬于WinTel架構(gòu)基礎(chǔ)上的虛擬現(xiàn)實(shí)和視景仿真系統(tǒng)。我國(guó)在視景仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的同時(shí)，也在進(jìn)行仿真系統(tǒng)軟件平臺(tái)的開(kāi)發(fā)。TrueSim v2.0 三維實(shí)時(shí)仿真軟件平臺(tái)是深圳市創(chuàng)想科技發(fā)展有限公司在綜合了國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)最新三維仿真技術(shù)的研究成果以及多年來(lái)從事三維仿真研究所積累的多種經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上推出的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的仿真平臺(tái)。神州視景信息技術(shù)有限公司自主研發(fā)了“基于普通PC和Internet的大規(guī)模場(chǎng)景實(shí)時(shí)漫游引擎系統(tǒng)――SCVR”。 Virtools是一個(gè)實(shí)時(shí)三維虛擬現(xiàn)實(shí)編輯軟件，可將多種常用文件格式（三維模型、二維圖表、聲音等）整合到一起，并具備交互功能，能夠開(kāi)發(fā)出電腦游戲、建筑仿真、交互娛樂(lè)等多種3D產(chǎn)品。

3、本文的研究目的及重要內(nèi)容

本文通過(guò)研究虛擬現(xiàn)實(shí)視景仿真技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)以我們學(xué)院校園為虛擬環(huán)境的視景漫游系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)虛擬場(chǎng)景的構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)視景漫游中的自動(dòng)漫游和交互漫游等效果。本系統(tǒng)應(yīng)用建筑草圖大師Sketchup和MultiGen Creator軟件工具來(lái)構(gòu)建虛擬場(chǎng)景中地形及建筑物的三維模型，并建立道路、樹(shù)木、路燈等虛擬景物，借助Vega Prime軟件平臺(tái)和工具集對(duì)校園虛擬場(chǎng)景進(jìn)行仿真，在VC++開(kāi)發(fā)平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)三維景觀及模型的交互式（以鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等交互方式）控制，實(shí)現(xiàn)了虛擬校園景觀的視景仿真漫游系統(tǒng)。

本文主要研究?jī)?nèi)容和所做工作總結(jié)如下：

(1)了解視景漫游技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展，對(duì)國(guó)內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研。

(2)對(duì)黑龍江農(nóng)墾科技職業(yè)學(xué)院的視景環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集和整理，包括地形數(shù)據(jù)的獲取、建筑物數(shù)據(jù)的獲取、紋理數(shù)據(jù)的獲取等等。

(3)研究用虛擬現(xiàn)實(shí)建模軟件Sketchup、Creator以及三維建模技術(shù)、模型真實(shí)感技術(shù)以及模型優(yōu)化技術(shù)等對(duì)地形、道路、教學(xué)樓和圖書(shū)館等建筑以及校園之中的花草樹(shù)木等進(jìn)行建模，構(gòu)建出虛擬場(chǎng)景模型庫(kù)，然后用視景漫游軟件Vega Prime和VC++對(duì)虛擬場(chǎng)景進(jìn)行漫游和交互控制。

(4)研究模型數(shù)據(jù)庫(kù)建模和優(yōu)化技術(shù)問(wèn)題，模型數(shù)據(jù)庫(kù)的建構(gòu)、調(diào)整和優(yōu)化對(duì)提高實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)中運(yùn)行的速度和流暢性起著至關(guān)重要的作用，成為目前重要的研究課題。

(5)碰撞檢測(cè)技術(shù)。開(kāi)發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)有一個(gè)主要目標(biāo)就是能夠讓用戶以盡可能接近自然的方式與構(gòu)建的虛擬場(chǎng)景中的物體直接進(jìn)行交互。要實(shí)現(xiàn)自然的、精確的人機(jī)交互功能首先要解決的是碰撞檢測(cè)的問(wèn)題。碰撞檢測(cè)是虛擬場(chǎng)景中動(dòng)態(tài)物體與靜態(tài)物體之間或動(dòng)態(tài)物體與動(dòng)態(tài)物體之間進(jìn)行交互的基礎(chǔ)。在碰撞檢測(cè)中有兩個(gè)問(wèn)題需要解決，一是檢測(cè)到碰撞的發(fā)生和碰撞的位置，二是計(jì)算碰撞后的反應(yīng)。而碰撞檢測(cè)是計(jì)算碰撞反應(yīng)的先決條件，因此，碰撞檢測(cè)是虛擬環(huán)境中一個(gè)必不可少的部分。

(6)為保證虛擬場(chǎng)景的真實(shí)性、生動(dòng)性及其對(duì)用戶的感染力，對(duì)基于粒子系統(tǒng)的虛擬場(chǎng)景環(huán)境特效技術(shù)進(jìn)行研究。

校園視景仿真就是在計(jì)算機(jī)環(huán)境中對(duì)真實(shí)校園的景觀進(jìn)行虛擬再現(xiàn)，采用虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)技術(shù)，生成一個(gè)實(shí)時(shí)的、能給用戶各種真實(shí)感受的三維虛擬環(huán)境。利用計(jì)算機(jī)軟硬件及其相關(guān)輸入輸出設(shè)備，使用戶可以在虛擬的校園場(chǎng)景中進(jìn)行瀏覽和交互漫游，感受校園中的風(fēng)景。利用這種方法可以讓更多的人來(lái)了解我們的學(xué)校，對(duì)本校園的環(huán)境及交通現(xiàn)狀等方面有更深刻的認(rèn)識(shí)。

篇（5）

1數(shù)字化教學(xué)課程體系

傳統(tǒng)的數(shù)字化技術(shù)教學(xué)全國(guó)大多數(shù)院校基本上是計(jì)算機(jī)輔助繪圖軟件的教學(xué),而且教學(xué)內(nèi)容也局限于繪圖命令的教學(xué),因而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)往往被認(rèn)為僅僅計(jì)算機(jī)輔助繪圖,只是一種可以提高工作效率的繪圖工具,也就是人們通常所說(shuō)的“手的延長(zhǎng)”。在教學(xué)改革上,我們的目標(biāo)是利用計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)幫助設(shè)計(jì)者提高設(shè)計(jì)的創(chuàng)造性,真正地實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(ComputerAided Design, CAD),也就是所說(shuō)的“腦的延長(zhǎng)”。

根據(jù)全國(guó)高校建筑學(xué)學(xué)科專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)的《促進(jìn)建筑數(shù)字技術(shù)教學(xué)發(fā)展綱要》,建筑數(shù)字技術(shù)課程改革的思路從三個(gè)方面考慮:改革教學(xué)重點(diǎn),以講授設(shè)計(jì)構(gòu)思方面的軟件為主;增加教學(xué)內(nèi)容,加強(qiáng)建筑數(shù)字技術(shù)發(fā)展概貌的介紹;改革教學(xué)方式,逐步將建筑數(shù)字技術(shù)課程與建筑設(shè)計(jì)教學(xué)結(jié)合起來(lái)[3]。結(jié)合專(zhuān)指委的精神和學(xué)院的教學(xué)改革情況,結(jié)合建筑設(shè)計(jì)的教學(xué)過(guò)程,以達(dá)到“腦的延長(zhǎng)”作為教學(xué)改革目標(biāo),制定出如下數(shù)字化課程體系。

2數(shù)字化課程教學(xué)大綱與內(nèi)容

傳統(tǒng)的數(shù)字教學(xué)主要是以講授命令為主,現(xiàn)在的教學(xué)主要是以講授建筑設(shè)計(jì)構(gòu)思為主,基于此我們對(duì)各門(mén)課程的教學(xué)大綱與教學(xué)內(nèi)容的制定進(jìn)行了改革和調(diào)整?？紤]在總學(xué)時(shí)總學(xué)分不變的前提下,如何盡可能詳盡地講授各個(gè)數(shù)字化軟件在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也是一個(gè)難點(diǎn),為此我們主要集中講授每個(gè)軟件的基礎(chǔ)知識(shí)、建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)需要用到的常用命令及它們的綜合應(yīng)用。

（1）數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)概論

學(xué)時(shí)/學(xué)分: 16學(xué)時(shí)(1學(xué)分)

教學(xué)大綱:建筑學(xué)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的入門(mén)性指導(dǎo)課程;深入淺出地介紹建筑數(shù)字化設(shè)計(jì)的有關(guān)概念和相關(guān)知識(shí)、相關(guān)軟件、相關(guān)技術(shù)和相關(guān)方法;

教學(xué)內(nèi)容:數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ);數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)軟件;建筑性能分析;虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用;建筑設(shè)計(jì)信息集成;協(xié)同設(shè)計(jì);數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)智能化;建筑形式的數(shù)字化生成;計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)簡(jiǎn)介;

教學(xué)方法:以實(shí)例(動(dòng)畫(huà)、圖像、視頻等)的方式來(lái)講解數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)的方方面面,并以專(zhuān)題的方式進(jìn)行討論,引導(dǎo)學(xué)生深入了解數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

考核方法:期中作業(yè)論文+期末筆試。

表1數(shù)字化課程體系課程一覽表

注:某大學(xué)執(zhí)行三學(xué)期制(兩長(zhǎng)一短),第三學(xué)期為短學(xué)期,共5周。

（2）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

學(xué)時(shí)/學(xué)分: 28學(xué)時(shí)(2學(xué)分)

教學(xué)大綱:介紹AutoCAD繪圖軟件,掌握基本的繪圖命令,能綜合使用各種命令,完成建筑設(shè)計(jì)的平面、立面、剖面圖的繪制及建筑的三維建模。

教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法:結(jié)合建筑設(shè)計(jì)的專(zhuān)業(yè)要求,把整個(gè)教學(xué)過(guò)程分為四個(gè)階段:計(jì)算機(jī)輔助繪圖基本命令、建筑平面的繪制、建筑立面的繪制、建筑三維模型的繪制;同時(shí)在教學(xué)過(guò)程中把必須掌握的命令在教學(xué)過(guò)程中分步介紹,具體如下:

表2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)教學(xué)安排

考核方法:在規(guī)定的時(shí)間(2小時(shí))內(nèi)完成一份平面圖的制作;

（3）建筑數(shù)字化表現(xiàn)

學(xué)時(shí)/學(xué)分: 16學(xué)時(shí)(1學(xué)分)

教學(xué)大綱:介紹3Dmax/Photoshop兩款軟件在建筑設(shè)計(jì)表現(xiàn)方面的基本應(yīng)用:三維建模、三維渲染及效果圖后期處理。

教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法:根據(jù)建筑設(shè)計(jì)的效果圖表現(xiàn)要求,結(jié)合AutoCAD的三維建模,教學(xué)內(nèi)容局限于建筑表現(xiàn)所需的命令與方法,具體內(nèi)容安排如下:

表3建筑數(shù)字化表現(xiàn)教學(xué)安排

考核方法:獨(dú)立完成兩份作業(yè):平面彩圖制作、建筑效果圖制作。

（4）草圖大師

學(xué)時(shí)/學(xué)分:隨設(shè)計(jì)課教學(xué)

教學(xué)大綱:了解SketchUp軟件的基本使用,能獨(dú)立地使用它完成建筑設(shè)計(jì)的方案構(gòu)思,并生成相應(yīng)的效果圖和漫游動(dòng)畫(huà)。

教學(xué)方法:學(xué)生自學(xué),老師提供各種學(xué)習(xí)資料和相關(guān)的案例,并結(jié)合建筑設(shè)計(jì)課進(jìn)行輔導(dǎo)

（5）建筑信息模型

學(xué)時(shí)/學(xué)分: 32學(xué)時(shí)(2學(xué)分)

教學(xué)大綱:詳細(xì)介紹Revit的發(fā)展、特點(diǎn)、功能與使用,包括建筑設(shè)計(jì)信息技術(shù)發(fā)展概述、建筑信息模型與Revit概述、基于構(gòu)件的建筑設(shè)計(jì)、自定義簇類(lèi)型、視圖與渲染、明細(xì)表等應(yīng)用;基于BIM的建筑節(jié)能分析(IES);

教學(xué)內(nèi)容:結(jié)合當(dāng)前的建筑設(shè)計(jì)競(jìng)賽或建筑設(shè)計(jì)作業(yè),講授Revit軟件的使用,讓學(xué)生直接使用軟件來(lái)完成競(jìng)賽或作業(yè),同時(shí)介紹Revit信息模型在建筑性能分析軟件( IES/Ecotect)的應(yīng)用。分六部分來(lái)講述:基礎(chǔ)知識(shí);基于建筑構(gòu)件的各種建模命令的使用和技巧;基于視圖處理的各類(lèi)平、立、剖、三維、詳圖等應(yīng)用;基于建筑表現(xiàn)的的燈光、渲染、漫游等應(yīng)用;基于體量、組、局部設(shè)計(jì)、多方案探討、工程階段、大項(xiàng)目協(xié)同設(shè)計(jì)等高級(jí)應(yīng)用;建筑信息模型的性能分析。

教學(xué)方法:以實(shí)例來(lái)教學(xué);

考核方法:獨(dú)立完成建筑設(shè)計(jì)作業(yè)或建筑設(shè)計(jì)競(jìng)賽的作業(yè)。

（6）建筑技術(shù)分析

學(xué)時(shí)/學(xué)分: 16學(xué)時(shí)(1學(xué)分)

教學(xué)大綱:以Ecotect或IES軟件為軟件平臺(tái),介紹計(jì)算機(jī)輔助工程CAE技術(shù)在建筑性能分析中的應(yīng)用,主要包括建筑聲環(huán)境分析、建筑光環(huán)境分析、建筑熱環(huán)境與能耗分析、建筑日照分析、建筑風(fēng)環(huán)境分析等。

教學(xué)方法:以實(shí)例(建筑學(xué)設(shè)計(jì)作業(yè))為例進(jìn)行教學(xué);

考核方法:能獨(dú)立完成一幢公建的各項(xiàng)建筑性能分析,并以此依據(jù)改進(jìn)建筑設(shè)計(jì)方案。

（7）虛擬建筑

學(xué)時(shí)/學(xué)分: 16學(xué)時(shí)(1學(xué)分)

教學(xué)大綱:介紹虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本原理與應(yīng)用;以Quest3D軟件為平臺(tái),介紹虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用;

教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法:介紹Quest3D軟件的基礎(chǔ)知識(shí)和基本命令;結(jié)合建筑設(shè)計(jì)方案,建立三維模型,通過(guò)烘焙導(dǎo)入Quest3D;通過(guò)通道組為虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景編輯環(huán)境、導(dǎo)游線路、菜單制作等,最后完成虛擬展示系統(tǒng)的。

考核方法:獨(dú)立完成一份虛擬現(xiàn)實(shí)展示系統(tǒng)的制作。

（8）多媒體制作

學(xué)時(shí)/學(xué)分:隨設(shè)計(jì)課教學(xué)

教學(xué)大綱:講授常用的多媒體制作軟件,如Flash、Authorware、Dreamweaver等設(shè)計(jì)軟件,對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的作品進(jìn)行多媒體展示,圖、文、聲并茂,完美地表達(dá)建筑設(shè)計(jì)思想和建筑設(shè)計(jì)作品。

教學(xué)方法:選修全校公共課程;舉行專(zhuān)題講座,以實(shí)例介紹軟件的使用。

3數(shù)字化課程教學(xué)方法探討

數(shù)字化教學(xué)課程體系的建設(shè)目的明確,一方面是以建筑設(shè)計(jì)教學(xué)為主線,另一方面是以實(shí)現(xiàn)“腦的延長(zhǎng)”為目標(biāo),因而在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中要始終圍繞這兩個(gè)方面展開(kāi),教學(xué)過(guò)程中采用“四結(jié)合”:命令講解與實(shí)例演示相結(jié)合、課堂作業(yè)與設(shè)計(jì)作業(yè)相結(jié)合、數(shù)字化課堂與專(zhuān)業(yè)課堂相結(jié)合、課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合,通過(guò)實(shí)踐和總結(jié),有如下的教學(xué)指導(dǎo)思想。

（1）理論與實(shí)踐相結(jié)合

建筑設(shè)計(jì)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,建筑數(shù)字化技術(shù)課程也是一門(mén)實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程,對(duì)數(shù)字化技術(shù)軟件的掌握程度關(guān)鍵看實(shí)踐,即在設(shè)計(jì)課中應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)的實(shí)踐。建筑數(shù)字化技術(shù)課程的教學(xué)效果最終通過(guò)學(xué)生在建筑設(shè)計(jì)課中體現(xiàn)出來(lái),否則,也就失去本課程存在的意義,其中最主要的實(shí)踐就是學(xué)生對(duì)建筑方案的構(gòu)思如何通過(guò)數(shù)字技術(shù)進(jìn)行表現(xiàn),并通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)方案進(jìn)行推敲、評(píng)價(jià),實(shí)現(xiàn)真正意義上的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),即“腦的延長(zhǎng)”。

（2）走近設(shè)計(jì)

在教學(xué)過(guò)程中“走近設(shè)計(jì)”,結(jié)合建筑學(xué)課程的教學(xué)實(shí)例及不同風(fēng)格、不同特點(diǎn)的建筑設(shè)計(jì)方案來(lái)講解軟件的具體綜合應(yīng)用。在CAD軟件教學(xué)時(shí),我們的教學(xué)實(shí)例盡可能就來(lái)自于學(xué)生學(xué)習(xí)或設(shè)計(jì)中的的建筑平面、立面、剖面,并結(jié)合學(xué)生手工繪制建筑平面的過(guò)程來(lái)講授相關(guān)的CAD命令,這樣學(xué)生能快速地掌握計(jì)算機(jī)輔助繪圖。在教學(xué)SketchUp時(shí),直接讓學(xué)生對(duì)他們?cè)诮ㄖn程作業(yè)的建筑設(shè)計(jì)草圖進(jìn)行繪制學(xué)習(xí),同時(shí)把最后的成果在建筑數(shù)字化表現(xiàn)課程中作為案例來(lái)練習(xí),也可以作為建筑設(shè)計(jì)的課程作業(yè)來(lái)上交,達(dá)到雙贏的效果。

（3）課程之間即交叉又延續(xù)

我們的改革是基于建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)過(guò)程來(lái)展開(kāi)的,因此在教學(xué)上可以通過(guò)把某個(gè)建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐的不同發(fā)展階段作為主線,把所有的課程教學(xué)形成一個(gè)體系,課程之間既有交叉又有延續(xù)。建筑方案草圖階段通過(guò)SketchUp來(lái)繪制,成果可以在3Dmax中渲染使用,同時(shí)3Dmax成品既可以由PS加工成建筑效果圖,又可以導(dǎo)出為VRML文件作為虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)例。建筑方案構(gòu)思完后,根據(jù)草圖模型通過(guò)CAD軟件來(lái)繪制平立剖等圖形,并作為輔助線導(dǎo)入RevitBuilding信息模型軟件中建成BIM模型,最后可以通過(guò)BIM模型生成各類(lèi)施工圖,并進(jìn)行各種建筑性能分析。

4總結(jié)

建筑設(shè)計(jì)是一門(mén)富有藝術(shù)創(chuàng)造性的綜合性應(yīng)用學(xué)科,建筑設(shè)計(jì)的作品豐富多彩,從而決定了建筑數(shù)字化技術(shù)教學(xué)也必須是靈活多變的.當(dāng)然目前的課程體系還有許多不足之處,如在建筑技術(shù)性能軟件方面,涉及不多,除目前軟件的選擇不多外,作為數(shù)字化設(shè)計(jì)教學(xué)的專(zhuān)業(yè)老師,在建筑技術(shù)方面的知識(shí)掌握也有一定的欠缺,有待提高。本文通過(guò)結(jié)合學(xué)院的教學(xué)條件、師資情況,我們提出的數(shù)字化技術(shù)教學(xué)課程體系只是一個(gè)嘗試,希望在未來(lái)實(shí)踐中不斷地完善和提高。

參考文獻(xiàn)

[1]項(xiàng)秉仁.面對(duì)數(shù)字化時(shí)代的建筑學(xué)思考,新建筑, 2001年第6期

篇（6）

論文摘要:文章根據(jù)工作中的一些實(shí)踐,簡(jiǎn)要介紹了數(shù)字化技術(shù)在原圖處理和攝影測(cè)量中的應(yīng)用特點(diǎn)和一些要注意的方面,希望能給同行們作一些經(jīng)驗(yàn)參考。

傳統(tǒng)工程測(cè)量技術(shù)的服務(wù)領(lǐng)域主要包括水利、交通、建筑等行業(yè),隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展、測(cè)量?jī)x器的智能化,數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用,而全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、攝影測(cè)量與遙感(RS)以及數(shù)字化測(cè)繪和地面測(cè)量先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展,測(cè)量數(shù)據(jù)采集和處理的逐漸自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化和數(shù)字化,工程測(cè)量的服務(wù)領(lǐng)域也應(yīng)進(jìn)一步延伸,以滿足不斷提高的社會(huì)需要。

一、數(shù)字化技術(shù)在原圖處理中的應(yīng)用

(一)原圖數(shù)字化處理

在建立各種GIS系統(tǒng)時(shí),需要對(duì)原有地圖進(jìn)行數(shù)字化處理,對(duì)于原始地圖,若其現(xiàn)勢(shì)性、精度和比例尺能滿足要求,就可以利用數(shù)字化儀對(duì)其進(jìn)行數(shù)字化處理工作。當(dāng)前主要有手扶跟蹤數(shù)字化和掃描矢量化、GPS數(shù)據(jù)輸入三種方法,手扶跟蹤數(shù)字化需要的儀器為計(jì)算機(jī),數(shù)字化儀及相關(guān)軟件,是較早的一種數(shù)字化輸入方法,輸入速度較慢,勞動(dòng)強(qiáng)度也較大。掃描矢量化是通過(guò)掃描儀輸入掃描圖像,然后通過(guò)矢量跟蹤,確定實(shí)體的空間位置。隨著掃描儀的普及和矢量化軟件的不斷升級(jí),其作業(yè)方法越來(lái)越趨于自動(dòng)化,它是一種省時(shí),高效的數(shù)據(jù)輸入方法。GPS輸入是依據(jù)GPS工具能確定地球表面圖形精確位置,由于它測(cè)定的是三維空間位置的數(shù)字,因此不需作任何轉(zhuǎn)換,可直接輸入數(shù)據(jù)庫(kù),目前主要是應(yīng)用RTK(RealTimeKinematics-實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài))技術(shù),它是在GPS基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的、能夠?qū)崟r(shí)提供流動(dòng)站在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果,并在一定范圍內(nèi)達(dá)到厘米級(jí)精度的一種新的GPS定位測(cè)量方式,通過(guò)將1臺(tái)GPS接收機(jī)安裝在已知點(diǎn)上對(duì)GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè),將采集的載波相位觀測(cè)量調(diào)制到基準(zhǔn)站電臺(tái)的載波上,再通過(guò)基準(zhǔn)站電臺(tái)發(fā)射出去;流動(dòng)站在對(duì)GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)并采集載波相位觀測(cè)量的同時(shí),也接收由基準(zhǔn)站電臺(tái)發(fā)射的信號(hào),經(jīng)解調(diào)得到基準(zhǔn)站的載波相位觀測(cè)量,流動(dòng)站的GPS接收機(jī)再利用0TF(運(yùn)動(dòng)中求解整周模糊度)技術(shù)由基準(zhǔn)站的載波相位觀測(cè)量和流動(dòng)站的載波相位觀測(cè)量來(lái)求解整周模糊度,最后求出厘米級(jí)精度流動(dòng)站的位置。應(yīng)用這種測(cè)量方法測(cè)量可以不布設(shè)各級(jí)控制點(diǎn),僅依據(jù)一定數(shù)量的基準(zhǔn)控制點(diǎn),便可以高精度快速地測(cè)定圖根控制點(diǎn)、界址點(diǎn)、地形點(diǎn)、地物點(diǎn)的坐標(biāo),利用測(cè)圖軟件可以在野外一次生成電子地圖。同時(shí),也可以根據(jù)已有的數(shù)據(jù)成果快速地進(jìn)行施工放樣。而實(shí)際應(yīng)用得較多的主要是數(shù)字掃描矢量化軟件,針對(duì)大比例尺地形圖,大多數(shù)掃描矢量化軟件能自動(dòng)提取多邊形信息,高效、便捷、保真的對(duì)地圖進(jìn)行數(shù)字化處理。下面簡(jiǎn)單介紹MAPCAD軟件的原圖數(shù)字化處理作業(yè)流程。

(二)數(shù)字化原圖作業(yè)流程

由于MAPCAD軟件掃描矢量化輸入方法具有圖像清晰、編輯方便、易于轉(zhuǎn)換等特點(diǎn)一般外設(shè)精度都能滿足,所以地形圖的精度主要取決于人工跟蹤精度和輸出設(shè)備精度,而人工跟蹤精度主要取決于作業(yè)人員的技能掌握熟練程度和工作態(tài)度,所以必須在加強(qiáng)作業(yè)人員基本技能培訓(xùn)上下工夫,要求工作人員嚴(yán)格按矢量化方案作業(yè),確保圖件的精度和質(zhì)量高于國(guó)家現(xiàn)行數(shù)字化測(cè)圖規(guī)范所規(guī)定的數(shù)字化精度和質(zhì)量。在工程測(cè)量實(shí)踐中,要做好地形圖外業(yè)測(cè)點(diǎn)與數(shù)字化圖縮放相結(jié)合、符號(hào)圖層的劃分子圖、線型符號(hào)庫(kù)的設(shè)計(jì)等工作保證滿足工程進(jìn)度的同時(shí)又節(jié)約項(xiàng)目經(jīng)費(fèi),設(shè)計(jì)出的數(shù)字地圖簡(jiǎn)單易用、美觀整潔、易于使用地形圖的工作人員判讀。

二、數(shù)字化繪圖

(一)數(shù)字化繪圖的特點(diǎn)

大比例尺地形圖和工程圖的測(cè)繪是傳統(tǒng)工程測(cè)量的重要內(nèi)容,數(shù)字化繪圖克服了手工繪圖存在的許多弊端,如工作量大,作業(yè)艱苦,作業(yè)程序復(fù)雜,煩瑣的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作,成圖周期長(zhǎng),產(chǎn)品單一等缺點(diǎn),符合現(xiàn)代飛速發(fā)展的工程需要。目前,數(shù)字化成圖技術(shù)主要有內(nèi)外業(yè)一體化和電子平板兩種模式。內(nèi)外業(yè)一體化是一種外業(yè)數(shù)據(jù)采集方法,主要設(shè)備是全站儀、電子手簿等,其特點(diǎn)是精度高、內(nèi)外業(yè)分工明確、便于人員分配,從而具有較高的成圖效率。具有以下的特點(diǎn):

1.一測(cè)多用:如在一些綜合性較強(qiáng)的工程中需要對(duì)同一地形圖繪制不同比例尺的地形圖,過(guò)去的平板測(cè)圖方法則需要重復(fù)工作,而數(shù)字化測(cè)圖則可以同時(shí)根據(jù)完成的地形圖繪制不同比例尺的多個(gè)地形圖,因?yàn)橥”壤甙舜蟊壤叩匦螆D測(cè)圖范圍。僅需先測(cè)大比例尺圖范圍,再補(bǔ)充小比例尺測(cè)圖范圍即可滿足各不同專(zhuān)業(yè)人員對(duì)不同比例尺的地形圖的需要。

2.精度高:數(shù)字化成圖系統(tǒng)在外業(yè)采集數(shù)據(jù)時(shí),利用全站儀現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)采集地形地物點(diǎn)的三維坐標(biāo),并自動(dòng)存儲(chǔ),在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時(shí),完全保持了外業(yè)測(cè)量的精度,消除了人為的錯(cuò)誤及誤差來(lái)源,而且外業(yè)工作省略了讀數(shù)、計(jì)算、展點(diǎn)繪圖等外業(yè)工序,減少了作業(yè)人員,外業(yè)工效大大提高,時(shí)間縮短,直接生產(chǎn)成本大幅度下降。

3.勞動(dòng)強(qiáng)度:小數(shù)字化成圖的過(guò)程,減輕了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,使生產(chǎn)周期大大縮短,能及時(shí)滿足用戶的要求。

4.便于保存管理及更新方便:數(shù)字化產(chǎn)品既可以存儲(chǔ)在軟盤(pán)上,也可以通過(guò)繪圖儀繪在所需的圖紙上,線條、線劃粗細(xì)均勻,注記、字體工整,圖面整齊、美觀。且便于修改,能更好地保證圖形的現(xiàn)勢(shì)性和不變形性,避免重復(fù)測(cè)繪造成的浪費(fèi),增加地形圖的實(shí)用性和用戶的廣泛性。

(二)外業(yè)數(shù)據(jù)的采集

在采集數(shù)據(jù)時(shí),數(shù)據(jù)采集人員要準(zhǔn)確應(yīng)用地物代碼,以免在內(nèi)業(yè)成圖時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤;在觀測(cè)開(kāi)始時(shí),相關(guān)工作人員需嚴(yán)格按照要求應(yīng)對(duì)測(cè)站點(diǎn)進(jìn)行檢查,跑尺人員應(yīng)嚴(yán)格按照自動(dòng)成圖的要求作業(yè),確保能完整地描述地形地貌的特征點(diǎn),必須通過(guò)繪制草圖來(lái)表明各個(gè)地物碎部點(diǎn)的屬性及相互關(guān)系,測(cè)量坎子時(shí),要量取坎子比高,坎下也要進(jìn)行地形點(diǎn)采集。當(dāng)一個(gè)測(cè)區(qū)完成后,如果有必要可把數(shù)據(jù)備份。

(三)繪制內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

無(wú)論是工程進(jìn)程各階段的測(cè)量工作,還是不同工程的測(cè)量工作,都需要根據(jù)誤差分析和測(cè)量平差理論選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量手段,并對(duì)測(cè)量成果進(jìn)行處理和分析。

三、工程測(cè)量中的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)

數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量是基于數(shù)字影像與攝影測(cè)量的基本原理,應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識(shí)別等多學(xué)科的理論與方法。就攝影測(cè)量本身而言,從測(cè)繪的角度上來(lái)看數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量還是利用影像來(lái)進(jìn)行測(cè)繪的科學(xué)與技術(shù);而從信息科學(xué)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)科學(xué)的角度來(lái)看,它是利用影像來(lái)重建三維表面模型的科學(xué)與技術(shù),也就是在“室內(nèi)”重建地形的三維表面模型,然后在模型上進(jìn)行測(cè)繪,從本質(zhì)上來(lái)說(shuō),它與原來(lái)的攝影測(cè)量沒(méi)有區(qū)別。因而,在數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)中,整個(gè)的生產(chǎn)流程與作業(yè)方式,和傳統(tǒng)的攝影測(cè)量差別似乎不大,但是它給傳統(tǒng)的攝影測(cè)量帶來(lái)了重大的變革。

篇（7）

中圖分類(lèi)號(hào)：TP302. 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）03-0112-02

1 引言

隨著非物質(zhì)文化遺產(chǎn)（簡(jiǎn)稱非遺）數(shù)字化研究不斷創(chuàng)新和應(yīng)用，不僅改變了非遺的存在形式，而且使人們對(duì)非遺有了更深入、更廣泛的認(rèn)識(shí)。龍泉青瓷歷史悠久，其燒制工藝始于三國(guó)兩晉，并于2009年入選了聯(lián)合國(guó)教科文組織《人類(lèi)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)代表作》名錄，在世界享有很高的知名度。隨著寬帶移動(dòng)通訊技術(shù)的不斷發(fā)展和智能手機(jī)的廣泛應(yīng)用，移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)，將虛擬的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)信息應(yīng)用到真實(shí)世界，結(jié)合移動(dòng)智能手機(jī)輕小、可攜帶方便等特點(diǎn)，不僅改變了人們觀察世界的方式，而且其交互功能給人們帶來(lái)了身臨其境的體驗(yàn)，方便了龍泉青瓷的數(shù)字化保護(hù)和傳播。

2 移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（簡(jiǎn)稱AR 技術(shù)），也有人稱為混合現(xiàn)實(shí)，基于虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展的新技術(shù)。通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供的信息將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，并將計(jì)算機(jī)生成的虛擬物體、場(chǎng)景或系統(tǒng)提示信息疊加到真實(shí)鼉爸校從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)的增強(qiáng)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)具有三個(gè)具體特征：三維注冊(cè)、虛實(shí)融合以及實(shí)時(shí)交互。

移動(dòng)增強(qiáng)技術(shù)就是將應(yīng)用轉(zhuǎn)移到移動(dòng)計(jì)算設(shè)備上，從而擴(kuò)展傳統(tǒng)PC機(jī)上增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用范圍。隨著Android、ios等智能終端及寬帶移動(dòng)通信技術(shù)的成熟和商用，強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)開(kāi)始走進(jìn)人們的生活之中，以移動(dòng)定位與狀態(tài)感知、多媒體技術(shù)、3D渲染為基礎(chǔ)的強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用開(kāi)始出現(xiàn)。

3 三維注冊(cè)

為實(shí)現(xiàn)虛擬模型跟真實(shí)環(huán)境的完美融合，需要實(shí)時(shí)跟蹤攝像機(jī)與真實(shí)環(huán)境的位置信息，進(jìn)而通過(guò)動(dòng)態(tài)三維顯示技術(shù)將虛擬模型疊加到真實(shí)場(chǎng)景中，實(shí)現(xiàn)三維注冊(cè)。本文主要通過(guò)基于識(shí)別圖的三維注冊(cè)，也就是預(yù)先在真實(shí)場(chǎng)景中放置識(shí)別圖，系統(tǒng)通過(guò)邊緣檢測(cè)算法、閾值分割等技術(shù)檢測(cè)識(shí)別圖的位置信息，最終在真實(shí)環(huán)境中疊加虛擬模型。

在選取識(shí)別圖的時(shí)候要注意以下幾點(diǎn)：

（1）識(shí)別圖盡可能有菱角，且越多越好；

（2）識(shí)別圖盡可能清晰；

（3）識(shí)別圖盡量避免很有規(guī)則的圖形圖案；

（4）識(shí)別圖盡量避免分布不均勻；

（5）識(shí)別圖盡量去掉背景色。

圖1中，識(shí)別圖菱角不多，圖片比較單一，特征點(diǎn)少，識(shí)別效果較差。圖2中，識(shí)別圖菱角很多，分布均勻，特征點(diǎn)較多，識(shí)別效果較好。

4 虛實(shí)融合

4.1 模型獲取

本文以龍泉青瓷為例，根據(jù)青瓷實(shí)物，利用三維建模軟件3dmax建立青瓷的三維模型，如圖3所示，最后導(dǎo)出模型的FBX文件和紋理圖。

4.2 虛實(shí)融合

本文基于unity3d游戲引擎開(kāi)發(fā)平臺(tái)和高通增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，打包移動(dòng)應(yīng)用APP，實(shí)現(xiàn)青瓷三維模型和真實(shí)場(chǎng)景的疊加。

4.2.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建

在PC機(jī)上安裝unity5.0以上版本，同時(shí)下載支持Unity的Vuforia SDK，配置Unity Android SDK。打開(kāi)Unity軟件，選擇Assets-Import Package-Custom Package，導(dǎo)入.unitypackage插件。選擇Edit-Preferences-External Tools配置Android SDK和JDK。

4.2.2 虛實(shí)疊加

在Unity Project視圖下選擇Vuforia-Prefabs文件夾，并將ARcamera和ImageTarget兩個(gè)預(yù)制件拖入頂層視圖Hierarchy中，同時(shí)將場(chǎng)景自帶的Main Camera刪除。

選擇一張棱角分明、分布均勻的識(shí)別圖導(dǎo)入Vuforia官網(wǎng)，查看其識(shí)別的特征點(diǎn)數(shù)量，本文選擇一張二維碼作為識(shí)別圖，最后生成unity的插件包。

導(dǎo)入識(shí)別圖插件包，導(dǎo)入青瓷三維模型和紋理圖，在材質(zhì)球中添加紋理圖，在Scene中調(diào)整青瓷三維模型和識(shí)別圖的位置關(guān)系使其處于合適位置，最后點(diǎn)擊運(yùn)行測(cè)試效果。如圖4所示。

4.2.3 實(shí)時(shí)交互

在真實(shí)環(huán)境中與虛擬對(duì)象交互是整個(gè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)內(nèi)容的核心功能。通過(guò)指尖定位算法，精確檢測(cè)出指尖的位置，得到指尖與虛擬對(duì)象的交互有效區(qū)域，通過(guò)判定是單點(diǎn)觸摸還是多點(diǎn)觸摸，然后做出相應(yīng)的反饋。算法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖5所示，實(shí)現(xiàn)的效果圖如圖6所示。

5 結(jié)語(yǔ)

移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，不僅為非物質(zhì)文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)和研究提供了新思路，而且有利于非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的傳播。隨著移動(dòng)終端的發(fā)展，拓寬了移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，包括教育行業(yè)、游戲行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)、商業(yè)領(lǐng)域和軍事領(lǐng)域等，不僅給人們帶來(lái)視覺(jué)上帶來(lái)沖擊，同時(shí)改變了人們的生活方式。

篇（8）

正文

一、數(shù)字化測(cè)量方法分類(lèi)

數(shù)字化測(cè)量方法主要有接觸式和非接觸式兩大類(lèi)。

1、接觸式測(cè)量方法

接觸式數(shù)據(jù)采集方法是通過(guò)機(jī)械探頭接觸被測(cè)表面，由機(jī)械臂關(guān)節(jié)處的傳感器確定相對(duì)坐標(biāo)位置。該方法穩(wěn)定，即偽劣點(diǎn)少、精度高、重復(fù)精度高，缺點(diǎn)是測(cè)量速度慢。接觸式數(shù)據(jù)采集方法包括基于力觸發(fā)原理的觸發(fā)式采集和連續(xù)掃描數(shù)據(jù)采集。

（1）觸發(fā)式數(shù)據(jù)測(cè)量

觸發(fā)式數(shù)據(jù)測(cè)量原理為采樣測(cè)頭的探針剛接觸到樣件表面時(shí)，探針尖端因受力而產(chǎn)生微小變形，觸發(fā)采樣開(kāi)關(guān)，使得數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記下探針尖的坐標(biāo)值，逐點(diǎn)移動(dòng)到所需測(cè)量的點(diǎn)，便可以采集到樣件表面輪廓的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。在采集過(guò)程中，由于探針需要偏移某個(gè)固定數(shù)值才會(huì)觸發(fā)開(kāi)關(guān)，而且一旦接觸到樣件表面后，探針需要法向退出以免過(guò)量而折斷，因此數(shù)據(jù)采集速度較低。

（2）連續(xù)式數(shù)據(jù)測(cè)量方法

連續(xù)式數(shù)據(jù)測(cè)量采用模擬量開(kāi)關(guān)采樣頭。原理是利用懸掛在三維彈簧系統(tǒng)中的探針的位置偏移所產(chǎn)生的電感或者電容的變化，進(jìn)行機(jī)-電模擬量轉(zhuǎn)換。當(dāng)采樣頭的探針沿著樣件表面以某一切向速度移動(dòng)時(shí)，就發(fā)出對(duì)應(yīng)各坐標(biāo)位置偏移量的電流或電壓信號(hào)。最常見(jiàn)的接觸式數(shù)據(jù)采集方法是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。

2、非接觸式測(cè)量方法

依據(jù)光學(xué)原理發(fā)展起來(lái)的非接觸式數(shù)據(jù)采集方法主要有激光三角測(cè)量法、光干涉法、結(jié)構(gòu)光學(xué)法、超聲波、圖像分析法以及工業(yè)計(jì)算機(jī)斷層掃描成像法等。

（1）超聲波法

超聲波法原理是當(dāng)超聲波脈沖到達(dá)被測(cè)物體時(shí)，在被測(cè)物體的兩種介質(zhì)邊界表面會(huì)發(fā)生回波反射，通過(guò)測(cè)量回波與零點(diǎn)脈沖的時(shí)間間隔計(jì)算出各面到零點(diǎn)的距離。這種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但測(cè)速較慢，測(cè)量精度不穩(wěn)定，目前主要用于物體的無(wú)損檢測(cè)和壁厚測(cè)量。

（2）全息干涉法

利用光的相干性原理，測(cè)量分辨率可達(dá)光波長(zhǎng)的幾百分之一。但需要干涉性好的激光光源和精確的干涉光路，測(cè)量范圍較小，在以內(nèi)。

（3）立體視覺(jué)法

是一種仿效人眼觀察物體的方法。通常情況下，測(cè)量精度不高，分辨率在毫米數(shù)量級(jí)。優(yōu)點(diǎn)是能快速獲取被測(cè)物信息，并可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)測(cè)量。主要應(yīng)用于地形地貌測(cè)量、機(jī)器人視覺(jué)、物體特征識(shí)別以及三維物象分析等場(chǎng)合。

（4）工業(yè)層析法

最早應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，目前工業(yè)領(lǐng)域已可對(duì)工件內(nèi)部形狀、結(jié)構(gòu)、壁厚等進(jìn)行測(cè)量，是目前極具發(fā)展前景的一種非接觸式斷層測(cè)量方法，可用于工業(yè)產(chǎn)品的無(wú)損檢測(cè)和探傷。缺點(diǎn)是空間分辨率較低、獲得數(shù)據(jù)需要較長(zhǎng)的積分時(shí)間、重建圖像計(jì)算量大、造價(jià)高，只能獲得一定厚度截面的平均輪廓。

（5）核磁共振圖像法

核磁共振斷層成像法是世紀(jì)年代末發(fā)展起來(lái)的一種新式醫(yī)療診斷影像技術(shù)。具有深入物體內(nèi)部且不破壞被測(cè)物的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)生物體無(wú)損害，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的前景。不足之處是不適用非生物材料的工業(yè)產(chǎn)品，空間分辨率不及層析法，且測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備昂貴。

（6）結(jié)構(gòu)光法

結(jié)構(gòu)光法是基于三角測(cè)量原理的非接觸三維物體測(cè)量方法，又稱為投影光柵法，是將具有一定模式的光源，如柵狀光條投射到被測(cè)樣件表面，用兩個(gè)鏡頭從不同角度獲取表面反射的圖像，通過(guò)圖像處理的方法得到整幅圖像上像素的三維坐標(biāo)，即對(duì)圖像進(jìn)行分析以確定表面上數(shù)據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)。這種方法具有非接觸、測(cè)量速度快、精度高、算法相對(duì)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方便、造價(jià)相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)，己成為逆向工程三維數(shù)字化領(lǐng)域的最重要的三維形貌測(cè)量手段。

（7）激光三角法

激光三角法的原理是采用激光作為光源，照射到被測(cè)物體上，利用CCD（ChargeCoup1edDevice）接受漫射光成像點(diǎn)，根據(jù)光源物體表面反射點(diǎn)、成像點(diǎn)之間的三角關(guān)系計(jì)算出表面反射點(diǎn)的三維坐標(biāo)。這種方法已經(jīng)相當(dāng)成熟，并已廣泛使用。

表1接觸式與非接觸式測(cè)量系統(tǒng)比較

優(yōu)點(diǎn)

缺點(diǎn)

接觸式測(cè)量系統(tǒng)

1、 因?yàn)闄C(jī)電技術(shù)的成熟，有較高的準(zhǔn)確性和可靠性

2、 與工件表面反射特性無(wú)關(guān)，與顏色曲率關(guān)系不大

3、 適合基本幾何形狀的測(cè)量

1、 有時(shí)需要特殊夾具，使測(cè)量成本增加

2、 需要經(jīng)常校正探頭直徑

3、 操作不當(dāng)容易損傷表面精度和探頭

4、 逐點(diǎn)進(jìn)出方式測(cè)量，速度較慢

5、 需要對(duì)探頭進(jìn)行半徑補(bǔ)償，會(huì)導(dǎo)致修正誤差的問(wèn)題

非接觸式測(cè)量系統(tǒng)

1、 不必作探頭半徑補(bǔ)償

2、 測(cè)量速度快

3、 軟、薄、不可接觸的工件可以直接測(cè)量

篇（9）

 

1.引言“數(shù)字校園”是繼“數(shù)字地球”、“數(shù)字城市”后提出的概念，它是一種集數(shù)字化、信息化、可視化等多種技術(shù)為一體的計(jì)算機(jī)管理應(yīng)用系統(tǒng)，而數(shù)字虛擬校園是其中最重要的部分。

數(shù)字虛擬校園系統(tǒng)不僅能將空間信息和非空間信息集成在統(tǒng)一的信息平臺(tái)上進(jìn)行管理和分析，而且，以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以地理信息系統(tǒng)中的空間分析方法為手段，還可以開(kāi)發(fā)各種應(yīng)用模塊，為學(xué)校的發(fā)展規(guī)劃、資源優(yōu)化配置、突發(fā)事件的處理等提供決策分析方面的支持。因此，建立一個(gè)完整的、系統(tǒng)的校園地理信息系統(tǒng)平臺(tái)就更加重要了。論文參考。

校園地理信息系統(tǒng)的建立，提高了數(shù)字校園的集成度，用戶不但可以隨時(shí)獲得所需的信息（其中包括基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)信息和應(yīng)用系統(tǒng)信息等），而且有效地提高了高校的管理水平，這是手工分散管理所無(wú)法比擬的。我們正是充分利用GIS這一科學(xué)的工具來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)高校的科學(xué)的、動(dòng)態(tài)的管理規(guī)劃工作，使用虛擬校園系統(tǒng)管理后，將會(huì)方便、快捷的實(shí)現(xiàn)對(duì)校園的管理。利用WebGIS技術(shù)將校園信息到網(wǎng)上，方便了同學(xué)、老師及其校外人士對(duì)校園信息的查詢。

2.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)地理信息系統(tǒng)（GIS）是用于采集、模擬、處理、檢索、分析和表達(dá)的地理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)GIS需求的不斷增加，基于Internet技術(shù)的GIS—WebGIS應(yīng)用而生。WebGIS實(shí)際上是在Web上實(shí)現(xiàn)GIS的功能，也就是將GIS綜合進(jìn)Web以進(jìn)行信息。論文參考。從互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的任意一個(gè)用戶上使用瀏覽器就可以瀏覽WebGIS站上的空間數(shù)據(jù)、制作專(zhuān)題地圖，進(jìn)行地理信息的空間分析和空間查詢，從而給Web的信息加上了GIS這一直觀工具，使人們通過(guò)Web瀏覽查詢信息更方便，也使GIS通過(guò)Web得到了普及。

GIS技術(shù)同虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和科學(xué)計(jì)算可視化的結(jié)合，拓展了多維GIS、特別是三維GIS研究的內(nèi)涵，提供了全新的空間數(shù)據(jù)分析模式和新的GIS應(yīng)用模式。當(dāng)前國(guó)際上把這種結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和科學(xué)計(jì)算可視化而設(shè)計(jì)的多維GIS稱為虛擬GIS（VirtualGIS，簡(jiǎn)稱VGIS）。人們可以充分利用虛擬GIS提供的“逼真”圖形顯示和高級(jí)的交互分析手段，充分發(fā)揮人在圖形空間思維能力上的優(yōu)勢(shì)，探索數(shù)據(jù)分析，解決地學(xué)問(wèn)題。同時(shí)，虛擬GIS拓展了在時(shí)間維上的表達(dá)能力，結(jié)合地學(xué)分析模型，虛擬GIS為過(guò)去和未來(lái)的某一地理場(chǎng)景提供了更為便利的手段，從而為發(fā)展高級(jí)的空間決策支持環(huán)境提供了可能。

與網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合是當(dāng)前虛擬GIS發(fā)展的方向。目前網(wǎng)絡(luò)虛擬GIS主要采用兩種架構(gòu)方式：一種是以網(wǎng)絡(luò)GIS為基礎(chǔ)，將虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)同GIS的Client端連接起來(lái)，在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中提供簡(jiǎn)單的空間分析功能或是將GIS的分析結(jié)果轉(zhuǎn)化為虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)格式，供虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)觀察；另一種是基于分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中擴(kuò)展空間數(shù)據(jù)類(lèi)型的支持能力，提供簡(jiǎn)單的空間分析功能。

3網(wǎng)絡(luò)虛擬校園GIS的系統(tǒng)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)虛擬校園GIS的構(gòu)建涉及用戶、應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)三個(gè)方面。根據(jù)上述三者之間的相互關(guān)系，可設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；考慮用戶需求，在客戶端，可設(shè)計(jì)用戶界面和系統(tǒng)功能；根據(jù)系統(tǒng)功能和特征，在服務(wù)器端，可設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和應(yīng)用程序服務(wù)器；根據(jù)許昌學(xué)院網(wǎng)絡(luò)虛擬校園GIS的數(shù)據(jù)維數(shù)、類(lèi)型、大小和特點(diǎn)，可設(shè)計(jì)基于VRML的三維地理對(duì)象模型和數(shù)據(jù)流，同時(shí)還應(yīng)考慮到系統(tǒng)的維護(hù)和網(wǎng)絡(luò)的安全性問(wèn)題。

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)虛擬校園GIS應(yīng)采用Client/Server結(jié)構(gòu)。在服務(wù)器端，包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和應(yīng)用程序服務(wù)器；在客戶端，包括HTML瀏覽器、VRML瀏覽器和應(yīng)用程序，其中應(yīng)用程序包括用戶對(duì)話交流管理模塊、數(shù)據(jù)量測(cè)模塊、二維圖形顯示管理模塊等。

用戶的任務(wù)處理，有的在服務(wù)器端執(zhí)行，有的在客戶機(jī)端執(zhí)行。如果在服務(wù)器端，服務(wù)器接受請(qǐng)求后，運(yùn)行服務(wù)器端應(yīng)用程序，待處理完成后，就把結(jié)果傳回到客戶端。在客戶機(jī)端由應(yīng)用程序執(zhí)行。用戶對(duì)話交流管理模塊用于管理用戶的對(duì)話輸入、談話對(duì)象實(shí)時(shí)選擇、三維化身表情動(dòng)作選擇等?？蛻舳说腍TML瀏覽器，可以采用InternetExplorer；VRML瀏覽器可以采用Cosmo Player。它們均可從因特網(wǎng)上免費(fèi)下載，從而可以把工作重點(diǎn)放在負(fù)責(zé)地學(xué)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備、建模，以及數(shù)據(jù)查詢、分析的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)上。論文參考?？蛻舳说腣RML瀏覽器與客戶端的應(yīng)用程序的相互通信與交互，可采用VRML　EAI(ExternalAuthoring Interface) 方式實(shí)現(xiàn)。

3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和應(yīng)用程序服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)虛擬校園GIS的服務(wù)器端包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和應(yīng)用程序服務(wù)器。而應(yīng)用程序服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)虛擬校園GIS的核心部分，包括VRML世界生成服務(wù)器、數(shù)據(jù)處理和分析服務(wù)器與多用戶管理服務(wù)器等。

網(wǎng)絡(luò)虛擬校園服務(wù)器在接到用戶的請(qǐng)求后，根據(jù)顯示范圍大小，要求的空間分辨率、屬性分辨率，顯示范圍內(nèi)地理目標(biāo)的選擇等參數(shù)，動(dòng)態(tài)地與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器連接，把相應(yīng)的地理對(duì)象數(shù)據(jù)取出并轉(zhuǎn)換成VRML世界模型，供用戶瀏覽與交互。數(shù)據(jù)處理和分析服務(wù)器是執(zhí)行地理對(duì)象的查詢、增加/刪除/編輯后的地理對(duì)象管理和地理空間計(jì)算與分析（如最佳路徑分析）等。

3.3 數(shù)據(jù)流網(wǎng)絡(luò)虛擬校園GIS的建立，從數(shù)據(jù)流角度，包括三維源數(shù)據(jù)、三維地理對(duì)象和VRML世界三個(gè)方面。三維地理數(shù)據(jù)的采集，可以通過(guò)野外測(cè)量、地形圖數(shù)字化和數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量等方法獲取。一般應(yīng)用CAD和GIS等技術(shù)獲取，但用這些系統(tǒng)表達(dá)三維源數(shù)據(jù)時(shí)，由于主要考慮表達(dá)地理景觀的完備性，而對(duì)數(shù)據(jù)三維顯示與處理的效果與效率考慮較少，所以較難通過(guò)直接轉(zhuǎn)換應(yīng)用于VRML世界的構(gòu)建。對(duì)于三維地理對(duì)象，我們應(yīng)用面向?qū)ο竽Ｐ偷姆椒ǎ鶕?jù)三維源數(shù)據(jù)，建立三維地理對(duì)象模型。三維地理對(duì)象的建立，必須考慮VRML世界的實(shí)時(shí)可視與分析，即需考慮觀察者的存在與實(shí)時(shí)感覺(jué)，一般要應(yīng)用多層次法表達(dá)。

3.4系統(tǒng)維護(hù)和安全性問(wèn)題網(wǎng)絡(luò)虛擬校園GIS運(yùn)行在Internet-Web上，可能會(huì)出現(xiàn)安全問(wèn)題，所以必須采取一定的安全措施。防火墻作為對(duì)系統(tǒng)的訪問(wèn)的控制是十分重要的有效方法，訪問(wèn)控制是由許昌學(xué)院網(wǎng)絡(luò)虛擬校園GIS系統(tǒng)管理中心統(tǒng)一嚴(yán)格管理，屬?gòu)?qiáng)制性控制。同時(shí)可以建立服務(wù)器端的用戶日志記錄，跟蹤用戶對(duì)系統(tǒng)的訪問(wèn)情況；還可以運(yùn)用信息加密/解密、身份驗(yàn)證等現(xiàn)代密碼技術(shù)，來(lái)保障網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的安全。

4總結(jié)與展望

虛擬GIS是在傳統(tǒng)多維GIS系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型的GIS系統(tǒng)，虛擬GIS在擴(kuò)展GIS應(yīng)用領(lǐng)域的同時(shí)，也給GIS設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的問(wèn)題，特別是網(wǎng)絡(luò)虛擬校園GIS的設(shè)計(jì)更需要研究。本文旨在建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)虛擬校園GIS的設(shè)計(jì)方案，所做的工作還是比較初步的，還有許多尚待解決的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

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篇（10）

中圖分類(lèi)號(hào)：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2163（2015）05-

The Innovation on Digital Teaching Method of Anatomy

HU Hengwu LI Songtao

（School of Information Engineering， Guangdong Medical college ， Dongguan Guangdong 523808 ， China）

Abstract： Anatomy is a compulsory course for medical students. According to the analysis of the existing problems in traditional teaching and the shortage of experimental teaching equipment， the paper establishes an digital teaching environment of anatomy by computer technology， which could provide for students the experiments real-timely， multi-dimensionally and interactively through the combination of digital teaching and traditional teaching method. The given fruits could easily train the skills.

Keywords：Anatomy ； Digitalization ； Teaching System ； Teaching Method

0 引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為支撐的數(shù)字智能控制已經(jīng)滲透到現(xiàn)代醫(yī)療的各個(gè)領(lǐng)域，發(fā)展成為新的數(shù)字醫(yī)療，促使醫(yī)療技術(shù)向?qū)I(yè)化、精準(zhǔn)化、微創(chuàng)化和遠(yuǎn)程化方面快速發(fā)展[1-2]，導(dǎo)致傳統(tǒng)教學(xué)模式與數(shù)字醫(yī)療現(xiàn)實(shí)脫節(jié)，在校醫(yī)學(xué)生與當(dāng)前應(yīng)用實(shí)際脫軌。基于此，如何在實(shí)物標(biāo)本不足[3]的情況下，通過(guò)探索其他途徑和方法來(lái)改善傳統(tǒng)教學(xué)模式，滿足醫(yī)學(xué)院校培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生的相應(yīng)需求，即已成為時(shí)下的焦點(diǎn)研究課題。為此，采用數(shù)字化技術(shù)對(duì)解剖學(xué)的傳統(tǒng)教學(xué)方式進(jìn)行改革，也就是通過(guò)數(shù)字化教學(xué)為學(xué)生提供實(shí)時(shí)、交互、多維的解剖學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境，醫(yī)學(xué)生不再受任何時(shí)間、地點(diǎn)所限地開(kāi)展學(xué)習(xí)和實(shí)踐訓(xùn)練，這就勢(shì)將使得解剖學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)模式中的問(wèn)題現(xiàn)狀獲得圓滿解決，同時(shí)強(qiáng)勢(shì)促進(jìn)理想教學(xué)目標(biāo)的全面達(dá)成。下面即對(duì)這一研究實(shí)現(xiàn)展開(kāi)全面論述。

1 解剖學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問(wèn)題

一直以來(lái)解剖學(xué)都是采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，教學(xué)方法停留在“看”與“摸”的層面上。醫(yī)學(xué)生往往是被動(dòng)地接受專(zhuān)業(yè)老師的“填注式”[4]教學(xué)方式教授，即通過(guò)教師講授和“看”教學(xué)模具的方式學(xué)習(xí)知識(shí)。由于教學(xué)進(jìn)度安排所致，每個(gè)章節(jié)要指定學(xué)時(shí)來(lái)完成講授，在這個(gè)過(guò)程中，講課形式單一、學(xué)生參與度低，都是老師用教學(xué)模具實(shí)施講解，學(xué)生只能努力“看”和“聽(tīng)”而未能將實(shí)踐操作與理論密切聯(lián)系，致使所講內(nèi)容對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是抽象、晦澀又枯燥的文字堆疊。而在實(shí)踐操作時(shí)卻又由于理論講授時(shí)有些內(nèi)容本來(lái)疏于理解，或因即時(shí)記憶而涉及遺忘，因此就很難使“看”、“聽(tīng)”的與“摸”實(shí)物標(biāo)本建立生動(dòng)、統(tǒng)一聯(lián)系，從而在一定程度上影響了教學(xué)實(shí)踐效果。

隨著多媒體技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，解剖學(xué)也概莫能外，既可將多媒體技術(shù)用于理論教學(xué)，也可以用于實(shí)踐操作教學(xué)。在整個(gè)教學(xué)周期中都可以進(jìn)行多媒體標(biāo)本示教，利用二維的畫(huà)面直觀展示出組織器官解剖結(jié)構(gòu)，同時(shí)附以傳統(tǒng)的講解。這一聯(lián)合模式實(shí)現(xiàn)了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而提升了教與學(xué)的活躍性。但是，仍需看到，通過(guò)多媒體可將標(biāo)本的組織器官結(jié)構(gòu)真實(shí)、清晰地顯示出來(lái)，教師再利用標(biāo)本講解，卻只是豐富了“看”的內(nèi)容，學(xué)生依然無(wú)法在講解的同時(shí)進(jìn)行實(shí)踐操作，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，強(qiáng)化學(xué)生所學(xué)。另外一點(diǎn)則是采用實(shí)物標(biāo)本進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，現(xiàn)階段實(shí)物標(biāo)本卻仍處于緊缺狀態(tài)，難以滿足醫(yī)學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)需求。

2 數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

針對(duì)解剖學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)中的如上情境問(wèn)題，研究分析可知，即需利用數(shù)字化技術(shù)改進(jìn)教學(xué)方法，建立一個(gè)解剖學(xué)的數(shù)字化教學(xué)環(huán)境。這樣的一個(gè)數(shù)字化教學(xué)環(huán)境主要依托數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室的出現(xiàn)和形成。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)建包括用于理論教學(xué)的講授環(huán)境、實(shí)踐操作的訓(xùn)練環(huán)境及輔助管理環(huán)境，需要將已有的解剖實(shí)驗(yàn)室和計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室改造成數(shù)字化綜合實(shí)驗(yàn)室。通過(guò)購(gòu)買(mǎi)大數(shù)據(jù)、高負(fù)載服務(wù)器處置學(xué)生計(jì)算機(jī)端發(fā)送的請(qǐng)求，并升級(jí)學(xué)生計(jì)算機(jī)，使其具有高性能運(yùn)行速度、數(shù)據(jù)處理能力和專(zhuān)業(yè)級(jí)圖形圖像處理顯卡等，由服務(wù)器和計(jì)算機(jī)構(gòu)成離散的圖形圖像數(shù)據(jù)處理場(chǎng)地，為數(shù)字化教學(xué)提供硬件環(huán)境；數(shù)字人體[5]和仿真手術(shù)刀[6]已有高校和公司構(gòu)建完成，在其基礎(chǔ)上進(jìn)一步開(kāi)發(fā)有數(shù)字化教學(xué)系統(tǒng)軟件，為數(shù)字化教學(xué)提供基礎(chǔ)環(huán)境，同時(shí)更要在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)教學(xué)管理工具對(duì)醫(yī)學(xué)生操作訓(xùn)練進(jìn)行管理，保證教學(xué)的效果；建立虛擬標(biāo)本考核模塊，依據(jù)教學(xué)進(jìn)度安排虛擬標(biāo)本考試，及時(shí)考察學(xué)生所學(xué)內(nèi)容。

數(shù)字化教學(xué)系統(tǒng)如圖1所示，包括數(shù)字人體、虛擬手術(shù)刀、三維重建系統(tǒng)、虛擬標(biāo)本考核系統(tǒng)、教學(xué)管理工具五大部分和擴(kuò)展功能。其中，數(shù)字人體包含了人體所有的組織器官結(jié)構(gòu)，醫(yī)學(xué)生可以全面地了解人體結(jié)構(gòu)，在其上模擬人體生命循環(huán)，而且這一部分也是數(shù)字化教學(xué)系統(tǒng)的核心部件；虛擬手術(shù)刀由帶力反饋裝置的仿真手術(shù)刀和數(shù)字化的手術(shù)刀組成，用仿真手術(shù)刀控制數(shù)字手術(shù)刀進(jìn)行組織器官解剖，產(chǎn)生碰撞、變形等數(shù)據(jù)信息，其后將由三維重建系統(tǒng)進(jìn)行重建、并獲得解剖結(jié)果；三維重建系統(tǒng)主要采用繪制算法對(duì)虛擬手術(shù)刀產(chǎn)生的碰撞、變形等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行三維重建，也可以對(duì)醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)生的圖形圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行立體重建，旨在實(shí)現(xiàn)多維度、多層次觀察；虛擬標(biāo)本考核系統(tǒng)主要通過(guò)三維重建系統(tǒng)生成虛擬標(biāo)本，用虛擬手術(shù)刀進(jìn)行實(shí)踐操作，為醫(yī)學(xué)生提供訓(xùn)練和考核所用；教學(xué)管理工具主要是對(duì)教學(xué)進(jìn)度、解剖訓(xùn)練、階段考核、教學(xué)資源、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放情況等執(zhí)行和實(shí)施管理。綜上所述，整個(gè)系統(tǒng)的核心是數(shù)字人體、虛擬手術(shù)刀和三維重建，可為醫(yī)學(xué)生構(gòu)建了數(shù)字化、可視化的解剖標(biāo)本，而醫(yī)學(xué)生則可以充分利用系統(tǒng)達(dá)到學(xué)習(xí)解剖課程和鍛煉技能的目的。

系統(tǒng)軟件在Windows操作環(huán)境下采用C#、OpenGL、 VTK和Openhaptic開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)，并為使用者設(shè)計(jì)了B/S模式的用戶界面，使其與日常用計(jì)算機(jī)習(xí)慣相一致。該系統(tǒng)軟件界面是標(biāo)準(zhǔn)式的菜單操作選項(xiàng)，一般包括“文件”、“數(shù)字人體”、“虛擬手術(shù)刀”、“三維重建”、“教學(xué)管理工具”、“擴(kuò)展”和“幫助”等。

3 數(shù)字化教學(xué)模式

在此基礎(chǔ)上，首先可以通過(guò)數(shù)字化教學(xué)環(huán)境改善傳統(tǒng)教學(xué)模式。傳統(tǒng)教學(xué)一般包括教學(xué)用具、多媒體、實(shí)物標(biāo)本等，用“看”、“聽(tīng)”和“摸”的手段教授解剖學(xué)知識(shí)。但教學(xué)用具、實(shí)物標(biāo)本和多媒體展現(xiàn)的都是單獨(dú)、分立的，不能揭示人體的多維層次結(jié)構(gòu)，另外也沒(méi)有充分的實(shí)物標(biāo)本來(lái)保障實(shí)踐操作訓(xùn)練，理論指導(dǎo)對(duì)技能訓(xùn)練仍未臻至一體或滿意。數(shù)字化教學(xué)系統(tǒng)可以建立實(shí)時(shí)、交互、多維的數(shù)字人或虛擬標(biāo)本，醫(yī)學(xué)生可以反復(fù)觀察人體結(jié)構(gòu)及其解剖關(guān)系，并通過(guò)仿真手術(shù)刀對(duì)感興趣的組織器官進(jìn)行解剖。這就突破了傳統(tǒng)教學(xué)條件的限制，完成了理論知識(shí)與實(shí)踐操作的實(shí)時(shí)連接，強(qiáng)化了知識(shí)理解程度，使難學(xué)、難懂的科目也充滿了系列美圖，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)樂(lè)趣。

其次，將數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室和數(shù)字化教學(xué)系統(tǒng)開(kāi)放。醫(yī)學(xué)生可以自由選擇時(shí)間到數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室，又或者通過(guò)個(gè)人計(jì)算機(jī)登錄WEB進(jìn)入數(shù)字化教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，醫(yī)學(xué)生還可通過(guò)管理工具中的微信、QQ語(yǔ)音、留言、電子郵件等多種方式給老師發(fā)送信息，老師通過(guò)教師端回復(fù)問(wèn)題，方便了學(xué)生與老師溝通。用上述方式達(dá)到了以學(xué)生為中心的教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生成了教學(xué)的核心，所有教學(xué)資源都是學(xué)生以其學(xué)習(xí)目的為軸心發(fā)生的特征選擇性配置，這樣就為學(xué)生提供一個(gè)廣闊、自主的學(xué)習(xí)空間。

最后，依據(jù)教學(xué)進(jìn)度通過(guò)虛擬標(biāo)本考核系統(tǒng)安排標(biāo)本考試。標(biāo)本考試是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成效的主要手段。由于實(shí)物標(biāo)本的緊缺，縮減標(biāo)本考核內(nèi)容，嚴(yán)重阻礙了教學(xué)的推進(jìn)。在數(shù)字化教學(xué)系統(tǒng)中，醫(yī)學(xué)生可以反復(fù)使用數(shù)字人體或三維重建的組織器官，也可以反復(fù)使用虛擬手術(shù)刀解剖，進(jìn)而依據(jù)需求安排虛擬標(biāo)本考核，及時(shí)考核學(xué)生所學(xué)知識(shí)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)更加有目的性和針對(duì)性。

4 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)字化教學(xué)改善了傳統(tǒng)解剖教學(xué)，緊跟當(dāng)前醫(yī)療節(jié)奏，緩解實(shí)驗(yàn)教學(xué)用具的緊缺，用多樣的數(shù)字化的教學(xué)方法拉近與解剖學(xué)的距離，促進(jìn)教學(xué)手段的改革，提高醫(yī)學(xué)院校的教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)效果，尤其是對(duì)提高醫(yī)學(xué)生的實(shí)踐操作能力具有深遠(yuǎn)意義。

參考文獻(xiàn)

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