[发明专利]一种虚拟现实小焦炉炼焦实验教学方法

说明书

本发明涉及一种虚拟现实小焦炉炼焦实验教学方法，包括以下步骤：步骤一、创建小焦炉炼焦实验虚拟环境；步骤二、根据焦炭质量的要求，确定配煤方案；步骤三、将用户的操作数据上传至服务端，服务器依据客户端的操作给出成绩；步骤四、将用户操作数据储存在数据库，用户和管理员可在客户端查看历史成绩。本发明可以满足实验小焦炉炼焦实验教学和培训的要求，同时很好补充了小焦炉炼焦实验教学内容。

技术领域

本发明涉及一种虚拟现实小焦炉炼焦实验教学方法。

背景技术

焦炭是高炉炼钢不可缺少的原料，焦炭质量直接影响高炉炼铁各项经济指标，小焦炉炼焦实验对优化焦炭质量具有十分重要的意义。但是小焦炉设备昂贵，炼焦过程需要加热到1000℃以上，具有一定危险性，且能耗高，实验过程中还会产生含硫和有机物等有害物质的煤气，具有污染性。这些条件限制了炼焦专业的本科生开展小焦炉炼焦实验，因此建立一个高交互性、高沉浸感、高感知性、专业的虚拟小焦炉炼焦实验室是十分必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种虚拟现实小焦炉炼焦实验教学方法，可以使学生在虚拟小焦炉炼焦实验环境中完成实验教学，同时老师可以查看学生完成情况和得分。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种虚拟现实小焦炉炼焦实验教学方法，该方法可以使用户在电脑虚拟实验室环境中操作实验，也具有测评系统给用户反馈。本方法基于Unity3D引擎，该引擎功能强大，跨平台性好，并且具有很强的拓展性。

本发明主要通过以下技术方案现实：一种虚拟现实小焦炉炼焦实验教学方法，包括以下步骤：

步骤一、创建小焦炉炼焦实验虚拟环境；

步骤二、根据焦炭质量的要求，确定配煤方案；

步骤三、将用户的操作数据上传至服务端，服务器依据客户端的操作给出成绩；

步骤四、将用户操作数据储存在数据库，用户和管理员可在客户端查看历史成绩。

本发明的有益效果是：小焦炉炼焦实验具有高成本、高污染、高危险等情况。该技术方案可以提供可靠、安全和经济的小焦炉炼焦实验教学，使用户在虚拟环境中直观了解设备的结构，同时也可以在电脑上完成整个实验，学习小焦炉炼焦实验的流程和注意事项。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述步骤一具体包括：

根据小焦炉炼焦实验室的尺寸和实验设备的结构与尺寸进行三维建模；

将三维模型展UV，通过Photoshop平面软件制作材质平面图，覆于三维模型上，使三维模型在虚拟环境中显示出真实的纹理和材质；

将三维模型和贴图资源导入Unity3D，将材质贴图赋予三维模型，得到小焦炉炼焦实验环境。

采用上述进一步的有益效果是，由于三维模型的结构和尺寸是根据实际实验室和设备等比例缩放，同时根据实际实验室和设备表面的纹理和材质制作贴图，使小焦炉炼焦虚拟实验室环境和真实场景相似，给用户提供一个还原性高、沉浸性强的实验教学平台。

进一步，在所述的实验室包括实验室房间、实验桌、窗户、实验室注意事项画框。所述的实验设备包括鄂式破碎机、天平、筛子、铲子、小焦炉、控温仪、电脑。三维模型导出格式为.fbx。

进一步，在所述的三维模型展UV是将三维模型的表面展开为二维平面，通过Photoshop平面软件将真实的纹理绘制于二维平面，得到贴图。贴图导出格式为.png。

进一步，在所述的虚拟环境是将带有贴图的材质赋予三维模型，使二维贴图投影到三维模型表面，得到小焦炉炼焦实验环境。