VR(虚拟现实)技术是创建和体验虚拟世界的计算机仿真技术，它利用计算机生成模拟环境，使用户沉浸到该环境中。VR技术是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真[1-2]， 它广泛应用于军事航天、房产开发、教育培训、娱乐、游戏等领域[3-5]。我国的虚拟仿真技术起步较晚，且采用VR技术的仿真系统尚未普及。

建设综合立体交通走廊，把云南建成长江上游地区重要的交通枢纽。习近平总书记视察云南时明确要求，云南要加快建成面向南亚东南亚的辐射中心。紧扣这一目标要求，云南要着力推进长江上游干线和骨架支流航道治理，加快长江上游航运中心建设步伐。统筹推进铁路、公路、航空交通运输发展，大力发展铁水联运、江海联运、铁空联运等多式联运，构建起多种运输方式优化布局、相互衔接的交通网络体系。

轨道交通车辆维护检修培训中，由于受到车辆等设备昂贵、结构复杂、操作环境危险等条件限制，运维检修人员难以接触到设备构造的精确、清晰演示及体验复杂操作的过程。采用VR技术，在沉浸式、高逼真度与交互性的虚拟环境中，使受训者能够扮演虚拟角色，熟悉车辆设备各个部件结构及装配、维修的复杂过程。从而在提升培训效果的前提下，极大的节省了成本，并且有效地规避操作风险。

1 系统设计

1.1 硬件系统

整个仿真系统由演示室和实操室组成，演示室如图1所示，主要负责完成车辆设备部件及装配、检修操作的展示；实操室如图2所示，提供运维人员装配、检修的实操，硬件设备由计算机、显示器、液晶电视、高分辨率投影仪、HTC VR头盔及手柄等设备组成。系统拓扑架构如图3所示。系统配置了一台服务器，作为整个系统的数据中心和存储中心。可通过控制端在接口计算机连接触摸大屏进行演示，运维人员可通过工作站端自主查看或进入虚拟实训场景，进行检修实操。

系统软件功能主要包括:智能拐杖终端软件和手机端监测软件。其中,在智能拐杖终端软件中,UM220模块获取时间、空间信息以及移动速度,体温传感器获取老人体温,心率传感器获取老人心率,移动状态判断模块判断老人移动状态,LCD1602显示数据,GSM无线数据传输。手机端监测软件“北斗手杖”接收终端发送的信息。该系统的智能拐杖终端软件流程如图7所示。

1.2 软件系统

仿真系统包括日常检修仿真和分系统检修仿真，其中分系统检修仿真分为车门、车体、受电弓、空调等十个子系统，子系统模块如图4所示。通过三维模拟仿真检修系统让检修人员对子系统的组成结构、动作原理及检修操作进行详细的了解，检修人员利用交互式检修系统对车辆子系统及部件进行检修、调试等操作，直观又方便，提高了培训效率，达到了检修人员直观的进行学习和了解的目的。

整个仿真系统采用面向对象的软件工程方法，采用标准的UML建模语言和PowerDesigner可视化建模工具，对系统进行需求分析。[6-7]系统构架采用C/S模式，使用跨平台应用程序和UI开发框架Qt作为开发框架，逻辑处理模块主要使用C++语言编写，采用PostgreSQL作为数据库支持。VR交互模块采用Unity3D引擎作为开发平台，采用C#语言进行交互脚本的开发和设计。在仿真教学系统中，使用进程调用VR模块实现虚拟交互，系统构架如图5所示。

 

图1 演示室场景效果图

图2 实操室场景效果图

  

图3 硬件系统拓扑架构图

 

图4 分系统检修仿真模块图

图5 系统开发构架图

2 关键技术

2.1 场景及实物建模

VR车辆仿真系统中，3D虚拟场景及实物模型的仿真度及画面质量直接影响运行的效果和用户体验感的逼真度。

2.1.1 建 模

截至目前，项目区水资源论证工作成效显著，为项目区水资源管理决策提供了重要依据，同时增强了项目区水资源和生态环境保护意识，促进了经济发展与资源环境保护的双赢。此外，作为一项重大系统工程，东北四省区节水增粮行动项目水资源论证管理工作的实施，探索了农业灌溉项目水资源论证工作技术政策与管理经验，为加强全国农业节水灌溉项目水资源论证工作管理闯出了一条新路。

车辆模型主要以合肥地铁一号线运营的浦镇B型“鼓形车”为仿真对象进行建模，包括车体、车端连接系统、转向架、空气压缩系统、牵引传动系统、辅助电气系统等，车体外观及转向架部件模型效果图如图6和图7所示。3D虚拟实物及场景模型的质量，决定着作品画面质量的好坏，这里采用通过大量实物拍照，然后在3DMAX中建模。对于车辆模型及工具采用1∶1比例构建，并进行立体贴图精模渲染，采用高保真色彩真实地还原检修车间原貌，以达到真实的效果；对于场景中的房屋、人物及装饰物件，采用公告板节点建模法，使用法线贴图方法，减小模型体积，加快系统运行速度。将模型场景导出格式为.FBX，然后将其导入Unity场景中进行处理。

 

图6 地铁车辆模型图

图7 HXD3转向架爆炸图

2.1.2 光照技术

void Update()//若弹起手柄按键，板子体变为绿色并与手柄分离

2.1.3 景深及体积光技术

场景中层次感可以通过景深实现，将远近不同的物体在X轴和Y轴上通过一维卷积运算做不同的高斯模糊，物体越近越清晰，实现人眼视觉的聚焦效果。[8]体积光是强光从缝隙(如窗户的缝隙)中透到较暗的环境中呈现的光线效果，也就是丁达尔效应。场景中如维修车间透明棚顶及窗外的光线投射就是体积光的展现(如图8所示)，也是模拟真实场景逼真度的体现，这里采用Unity中的流粒子渲染得到。

2.1.4 遮挡剔除技术

“互联网+”会计教学将作为一种现代化的教学手段,被广泛应用到高职院校的会计教育教学中，成为会计教育教学的一种必不可少的重要教学手段。

对于大场景物体非常多时，全部渲染将消耗太多的系统资源，对于不可见物体部分可以使用Unity的遮挡剔除技术。[9-11]通过前期的计算后将确定只把可见的物体送去渲染，这将降低绘制调用的数量并提高场景的运行效率。对于场景运行中静态不可见物体在预处理阶段采用空间分割法处理；对于运行中动态不可见部分，在预处理阶段，采用可见性预判，建立合适的三维遮挡区域，对不在视线范围内的物体不进行渲染。场景中，转向架模型实际操作中遮挡剔除效果如图9所示。

 

图8 景深及体积光效果图

图9 部件遮挡剔除效果图

2.2 实时交互技术

车辆维修是一个复杂的互动过程，在VR中需要用物体之间的碰撞检测[12-13]和物体之间的相互联动技术。这里以用虚拟手(HTC VIVE手柄)通过板子工具安装螺帽的过程为例，阐述具体实现方法。

实现思路：(1)手柄抓取板子工具体：手柄碰撞板子并按下手柄扳机按键，让其成为手柄子物体，随手柄移动，如图10所示；

(2)板子工具转动螺帽：检测板子工具与螺帽的碰撞，让螺帽跟随板子旋转，如图11所示；

建立screwNut.cs脚本如下，最后将该脚本挂载到板子体对象上。

(3)释放板子工具：板子与螺帽脱离；释放手柄扳机按键，板子放置于工具箱中。

 

图10 拾取板子工具示意图

图11 安装牵引电机螺帽示意图

2.2.1 手柄拾取板子

板子工具和螺帽模型导入至Unity； 通过Asset Store导入SteamVR Plugin和Vive Input Utility插件；先删除所有默认GameObject，然后将SteamVR/Prefabs中的所有prefab拖入Hierarchy窗口下，设置HTC手柄和板子主动碰撞体为刚体。建立Grab.cs脚本如下，最后将该脚本分别挂载到左右手柄的controller对象上。

public GameObject plankBody; //定义板子体对象(plankBody)

using System.Collections;

public class grab :MonoBehaviour

综合新零售城市创新各分项指数来看，当前成都市新零售的领先之处在于：拥有全国领先的品牌数字化智慧门店数量、物流网点数量，同时在进口高端商品的消费上也拥有一定领先势能。作为一个美食之都，成都外卖已经渗透在各个领域，品类多、味道好、客单价高的趋势显现。成都打造的“10分钟经济圈”，让其成为国内便利店数量最多的城市之一。未来，成都人三公里范围将有专属理想生活圈。

{ SteamVR_TrackedObject trackedObj; //定义HTC VIVE手柄对象

SteamVR_Controller.Device device;

using UnityEngine;

void start()//初始化手柄及板子体对象

{ trackedObj=GetComponent();

2002年2月开始，西方发达经济体在互联网泡沫和2001年“9·11事件”的余波冲击下陷入不景气，信息技术产业过剩，股市下跌，宏观周期走弱。但2003年的伊拉克战争引发原油供给缺口担忧，加之美国原油市场主动去库存，库存周期占主导，布伦特原油价格从20美元/桶上涨至34美元/桶左右，涨幅70%，直到2003年3月美国正式发动伊拉克战争，沙特增产，交易者卖事实，油价下跌。

当φ> 0时,D-P的屈服面是六角形的M-C屈服面的一个外接圆锥面;当φ= 0时,D-P则退化为Mises准则.

plankBody =null;}

场景中大量的物体如房屋、车辆、装饰物及灯光是静态的。对于静态物体采用光照贴图进行烘焙，将光线效果预渲染成贴图使用到物件上模拟光影效果，使场景看上去更加真实，丰富，具有立体感，同时减少系统运行开销。当交互操作时，由于场景中采用了光照贴图，对于工具和操作部件等动态的物件的移动，将不受静态光源的影响。使用配合光探头还可以让静态光和非静态物体产生光照互动，达到真实的光照效果。全局光照(GI)算法能体现场景中光源和物体之间互动和反弹等复杂行为，采用实时运算耗费系统资源，采用烘焙技术虽然后期可在贴图上继续迭加光源计算，但两者已无法交互运算，效果不佳。这里采用预先计算的实时全局光照系统，解决实时运算复杂的场景光源互动。

{ If(device.GetTouchUp(SteamVR_Controller.ButtonMask.Trigger))

{plankBody.transform.parent=null;

(ⅲ) 当0

{public GameObject nutBody;//定义螺帽对象

plankBody.Getcomponent().material.color=color.green;}

}

public void OnCollisionStay(Collision collision)//手柄碰撞触发函数

在阅读文学作品时，学生要克服语言、文化等方面的重重困难，同时还要发挥想象力把语言词汇想象成场景，但电影是视觉化的，具有形象的直接性，通过观看影视作品，能让学生在短时间掌握文学作品中的主要人物和基本内容，感受作品魅力，如《简·爱》中，既有男女主人公对爱情坚定不渝的追求，也有对当时社会生活和时代背景的描述，如果仅通过课堂上刻板的形式讲授，很难将文学作品生动形象展现给学生。设立影视作品欣赏群，通过观看影视作品，能提高学生的英语听说能力，让学生感受到真善美，提高自身的人文素养，激起学生学习英美文学的热情，而在群里交流对作品的看法，则有助于学生培养的思辨能力。

{device=SteamVR_Controller.Input((int)trackedObj.index);//获取手柄设备

device=SteamVR_Controller.Input((int)trackedObj.index);

If((collision.gameObject.tag==plank)&&device.GetTouchDown(steamVR_Controller.ButtonMask.Trigger)) //若手柄碰撞到板子体且按下手柄按键，将板子体置为手柄的子对象并更改板子体为红色

{plankBody=collision.gameObject;

plankBody.transform.position=this.gameObject.transform.position;

plankBody.GetComponent().material.color=Color.red;

plankBody.transform.SetParent=(this.transform);}

}//End OnCollisionStay ()

}// End grab.cs脚本

2.2.2 板子转动螺帽

我国现阶段正处于社会主义现代化的改革开放进程中，与世界各国之间的联系也变得越来越精密，这就使得跨文化交际背景下的旅游翻译活动变得越来越重要。作为我国和世界联系过程中的重要活动，在高校的教育课程中应当给予一定的重视。

using UnityEngine;

using System.Collections;

public class screwNut :MonoBehaviour//板子工具体碰撞并转动螺帽

plankBody.GetComponent().useGravity=true;

private bool nutCollision=false;//初始化碰撞布尔值为假

float currentPos = 0; float disCurrent = 0;//初始化板子工具位置及移动距离差

public float setRotateAngle = 100.0f; //初始化螺帽旋转角度

void start()

{var nutBody =null;}

void Update()

{ if(nutCollision) //若板子体碰撞到螺帽，螺帽跟随板子工具进行旋转

冀北地区密度超过2.60×103kg/m3的侵入岩主要分布在三个区域分别为：承德南部，崇礼、丰宁、隆华、平泉，以及涿州西部。将三个区域的轴部连接在一起，其呈现半圆弧状。连线北部的岩石密度在2.55×103kg/m3以下，密度相对较低。由此可见，侵入岩岩石密度的分布规律和火山岩相近均为半环状。

{if(disCurrent>0.001f){nutBody.Rotate(-Vectors3.up*Time.deltaTime*setRotateAngle);}

于是今天会陷入一个悖论：知道得更多好，还是稍稍闭塞更好?是尽可能地回避，还是要勇敢地投入?不知道。不过我们大致可以明白，雨果等人并没有亲临一个数字时代，如果他走进了这个时代，也一定会为信息轰炸而恐惧的——说不定他要逃得更快。

else if(disCurrent==0){return;}

else if(disCurrent<-0.001f){nutBody.Rotate(Vector3.up*Time.deltaTime*setRotateAngle);}

}}

void OnTriggerEnter(Collider collision)//

{If (collision.gameObject.tag==”nut”) //板子体碰撞到螺帽触发

{ nutCollision=true;nutBody=collision.gameObject;}}

void OnTriggerExit(Collider other){nutCollision=false;} //板子体不再碰撞螺帽

void FixedUpdate()

{disCurrent=this.transform.position.x-currenPos;} //修正板子工具当前位置

}//End screwNut

这里仅仅给出了交互操作的实现思路和关键代码，实际开发中还要考虑板子与螺帽物体间的穿越、板子带动螺帽的转动角度和速度等问题。

3 结 论

目前VR技术主要应用于军事和高校科研，在教育、工业等领域应用还远远不足，将VR技术应用于城轨交通车辆工程仿真系统中是新的尝试。目前VR技术的应用刚刚起步，有很多问题亟待解决，例如系统处理速度，硬件成本，高速图形图像处理、人工智能等。本文仅仅讨论了VR仿真系统软硬件平台的构建、实物建模方法以及虚拟交互的关键技术，VR系统中还包括GUI界面中利用射线撞击菜单实现具体功能技术，利用射线实现人物瞬移等技术，由于篇幅所限未在这里逐一讨论。

立足经济学视角，一个产业发展能利用的资源有劳动、资本、自然资源、技术四大类.目前，我国这四大类资源都不同程度地面临着瓶颈约束，较为严重的是自然资源，尤其是环境资源.绍兴市富有“江南水乡”的美誉，历来河渠纵横，百舸争流.然而，缺水成为绍兴市未来经济发展的一大困境.绍兴市面临缺水，是资源低效利用的结果，这种缺水称为“水质型”缺水.从万元产值耗水量来看，绍兴市为28 m3，北京市、深圳市分别为25 m3和9 m3,日本、美国却分别为6 m3和9 m3.发展传统产业，过量低效地利用资源，不利于经济的后续发展.

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