课题基金来源2018年黑龙江省大学生创新创业训练计划项目201810228018)
摘要:虚拟现实技术是一种非常前沿的技术,可以有机的与教育行业及医疗行业相结合,促进医疗教育的快速发展,本文重点分析和研究虚拟现实医疗教育平台的实施方案,以供参考。
关键词:虚拟现实;教育;医疗;实施方案
1虚拟现实医疗教育平台的技术思路
1.1 三维重建技术
对容积漫游技术、表面阴影遮盖、最大密度投影等相关技术进行有机的结合。可以对物体的任何部位进行扫描,获得二维断面图像,全方位的形成立体化的图像,具有较好的三维重建效果。
1.2 IC-3D封装技术
相比传统的封装技术,3d封装技术在重量和尺寸方面大幅度的缩短,可以有效的提高封装的速度。与此同时,在运转的过程中不会产生能耗增加等问题,在寄生性和方法方面优势非常明显,在硅片后处理方面具有非常明显的优势,把IC-3d封装技术在VR技术当中应用可以获得较好的效果,VR技术在采集数据并且进行存储、运算方面优势非常明显,可以对VR功能和应用进行进一步的拓展。
1.3 实时3D图像捕获技术
通过头盔式摄像头、网络摄像头等相关视频捕捉设备可以对人物的表情进行及时捕捉,并且对视频当中的信息进行宣读,对面部表情变化的情况进行跟踪,并且将相应的数据向VR头盔当中采集,另外可以利用手势对其进行创造,形成3d游戏当中捏脸的效果。
1.4 Unity 3D与VR技术
Unity 3D技术主要是通过Unity technology开发而形成的一种综合性开发工具,可以对相关的引擎进行整合,在各种操作系统当中进行应用,可以利用unity web player插件进行网页游戏的发布,可以在各种操作系统下通过网页进行浏览,通过Unity 3D开发虚拟现实的具体环境,美工组做好渲染和模型制作等相关工作,程序员的主要任务在于编辑和开发,测试员主要对相关性能进行测试,在后期软件操作的过程中防止由于延迟而出现眩晕的状态。
1.5 微信程序开发
可以通过微信进行开发形成微信小程序,以用户之间进行连接,通过微信快速的传播获取相关的数据,另外可以加强用户体验,并且不占用手机的内存。
1.6 眼控交互技术
有机的融合图像处理器、光学传感器等相关设备,在眼控仪当中将对应的图像投射到人眼当中,对头部以及眼睛的变化情况进行捕捉,了解图像的具体特征,并且可以判断眼部的变化情况。这种技术具有较好的应用效果,比如可以让瘫痪的患者利用眼睛对网页进行浏览,并且进行打字操作。相关的追踪算法可以对画面当中的特定对象进行追踪,如果环境的清晰度低,光线差,在体验方面也能获得较好的效果。
1.7 手势跟踪技术
合理的集成数据手套,在手套当中通过惯性传感器对用户手指或手臂的动作进行追踪,其优势在于不会受到较大的限制,可以在设备上形成反馈体系,比如说触摸震动等。然而在使用的过程中具有穿戴设备的缺陷,可以对穿着手套进行替换,让VR操作的模拟性更强。
2虚拟现实医疗平台的实施方案研究
2.1病理学方面的治疗应用方案
和VR medical为基础与临床病理医学的相关数据进行结合。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆可以有效的进行治疗辅助,比如说在儿童烧伤患者辅助治疗的过程中,可以对患者的注意力进行分散,对止痛药的使用进行控制,并且可以有效的通过数据库的支持,利用虚拟现实技术,为用户有针对性的制定相应的虚拟现实解决方案。
2.2心理学疾病方面的治疗应用方案
可以在应用的过程中缓解使用者的一些心理学疾病,比如说可以用于缓解恐高症,演示让用户站在高台上对恐高症进行对抗或者演示在飞机上的体验对晕机的状况进行缓解。另外VR可以进行VR通情聚焦疗法的治疗,通过沉浸式虚拟现实的技术可以让安抚者向被安抚者的对象转变,间接的对自身的同情情感进行表达,这也是传统心理治疗过程中无法实现的内容,另外可以进行转换视角的方式治疗以及拓展对传统的心理治疗方法进行拓展具有较好的应用效果。
2.3医用教学方面的使用
在生理学方面可以对人体器官进行建模,并且与相关的医疗教学相结合,让教学更为直观,更为方便,不受场地的影响,让学生的学习效率提高。在进行外科手术模拟训练的过程中,可以让医学生对医疗手术的各个流程进行熟悉了解,微创手术的具体操作要求、内窥镜的使用方法等在手术之后可以进行评分,对手术时的各个行为动作进行判断,分析手术最后的效果。
3虚拟现实教育平台的实施方案研究
3.1综合实训实验室的建设
可以与相应的教育机构相结合,形成虚拟现实的综合实训实验室,与各领域的要求相结合,形成高精度的三维模型和画面。依照课程知识的特点和用户的具体需求,进行定制化的虚拟现实互动教育平台的开发,形成立体化的投影设备,让用户可以在VR交互设备当中进行模拟操作,并且为用户打造沉浸式体验的效果,可以对一些实训资源较为紧张,实训费用较高的专业领域进行应用,避免实训过程中出现的一些风险,以减少教学成本的开支,让受训人员的训练水平提高,保证实训效果。
3.2远程教育平台的建设
虚拟现实技术还可以打造远程教育平台,可以通过多媒体计算机等技术的融合,将相关的教育资源融入到网络教学平台当中,并且跨区域跨时间段的进行教育信息的传递,学生在进行授课的过程中可以不受时间和地域的限制,并且可以随时随地的对虚拟实验室进行访问,完成虚拟实验的操作,这种虚拟教育的方式可以将教育资源不平衡的问题打破,形成终身教育全民学习的学习型社会。
3.3仿真校园的建设
依靠虚拟现实技术可以有效地对校园环境进行仿真,利用虚拟校园场景的设计以及VRML技术的充分使用,在形成的校园情境当中,学习人员能够有效地感知校园当中的状态,并且可以在虚拟校园当中进行行走,了解校园的建设情况,并可以和其它的虚拟学习者完成互动和交流,还可以对图书馆当中的学习资料进行研究、另外设置教务处管理处,供学习者进行数据的查询以及教学楼可以给学习者上课使用,与此同时可以依照学习者当前的学习状态在教室当中准备相应的教材,让学习者身临其境地进行学习。
4展望
虚拟现实技术属于一种新型的技术,是各学科进行交叉集成而产生的这种技术,在应用的过程中前景非常广阔,而且该技术具有较大的潜力,尽管当前我们在相关领域已经获得了一定的突破,然而依旧出现很多无法克服的难关,比如说显示设备无法对逼真高质量的图像进行接收,如果附近环境较为复杂,可能会对图像的生成速度和实时性产生一定影响,在此过程中还需要进一步提高相关的技术。
结束语
伴随当前电子信息技术的快速发展,互联网的逐步推广,国家正在重视虚拟现实技术和医疗教育行业的结合,这与当前社会的发展是相契合的,本文重点与现代技术相结合,对虚拟现实教育平台的搭建进行分析和研究,让虚拟现实和医疗教育平台能够有机的结合,更好的体现出实用性和智能化的特点,为后续的发展打下坚实的基础。
参考文献
[1]许爱军,张文金,易丹.基于虚拟现实技术的远程教育平台研究与实现[J].计算机系统应用,2007,16(8):23-26.
[2]汤一格,韦宇炜,胡兆勇,等.虚拟现实在下肢康复治疗中的应用及设备研究[J].中国设备工程,2016(16):107-109.
[3]许爱军,张文金,易丹.基于虚拟现实技术的远程教育平台研究与实现[J].计算机系统应用,2007,16(8):23-26.
论文作者:贾洪涛 杨琴琴 杨悦 迟航 杜金书 冯前浪 徐益民(通讯作者
论文发表刊物:《知识-力量》2019年9月33期
论文发表时间:2019/7/23
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