虚拟仿真'加速器'｜实时云渲染技术赋能三种虚拟仿真实验教学系统

简介：虚拟仿真系统通过模拟真实或虚拟环境，广泛应用于航空航天、汽车工业、医学等领域。虚拟仿真实验教学借助实时云渲染技术，实现了部署简洁、管理集中、即点即用的极简使用方式，推动了教育资源开放共享。实时云渲染技术赋能B/S型、C/S型和云VR型三种虚拟仿真实验教学系统，支持随时随地接入实验课程，提升学生实验技能和创新能力。

虚拟仿真系统是一种能够模拟真实世界或者虚拟世界的计算机程序，可以通过虚拟环境、虚拟对象、虚拟场景等手段模拟真实环境中的行为、交互、物理效应等各种情况。虚拟仿真系统被广泛应用于各个领域，如航空航天、汽车工业、医学、军事等，以便于研究、分析、验证和测试。

目前，虚拟仿真实验教学已成为现代教育教学的重要组成部分。虚拟仿真的应用对解决教育场景中教育资源封闭、跨领域能力不足、资源利用率不高、课程知识产权保护等问题具有突破作用；对于提高学生的实验技能和创新能力，推动科学技术的发展和应用，具有重要的意义和作用。

实时云渲染技术解决方案

虚拟仿真实验开展的“加速器”

在虚拟仿真实验在教育教学领域逐渐落地并扩展的过程中，实时云渲染技术发挥了重要的作用。2020年实时云渲染技术路线正式纳入 《虚拟仿真实验教学课程建设与共享应用规范（试用版·2020）》（“12.4.3 云VR型虚拟仿真实验教学系统“）。

实时云渲染提供的部署简洁、管理集中、即点即用、无需下载的极简使用方式高度契合“开放共享”的建设理念，在提高评审体验度的同时，为学校延展了课程共享边界，真正面向全社会无差别开放，传承教育公平精神。

借助Cloud XR技术和实时云渲染解决方案，虚拟仿真实验内容可运行上云、渲染上云，通过网络，将真三维、可沉浸、可交互的实验体验传递至各种泛终端（PC、手机/Pad、VR/AR眼镜、智慧白板等）。依托于实时云渲染解决方案，学生可以随时随地接入虚拟仿真课程，实现有网的地方就可以做实验的目标，是虚拟仿真实验规模化、开放共享的最佳实践途径。目前实时云渲染技术已成熟应用于以下三类虚拟仿真系统中。

实时云渲染技术赋能三种虚拟仿真实验教学系统

1、B/S型虚拟仿真实验教学系统

B/S型虚拟仿真实验教学系统是一种基于Web技术的虚拟仿真实验教学系统。该系统的“B/S”代表“Browser/Server”，即浏览器/服务器架构。

这种教学系统的工作原理是，用户通过浏览器访问服务器上的虚拟仿真实验软件。这种架构的优点是无需在用户端安装复杂的软件，只需有浏览器和网络连接即可进行虚拟实验，解决了WebGL技术下的传统虚拟仿真课堂的许多缺陷，符合教育部不下载、网页端打开，B/S架构建设的指标要求，具有较高的灵活性和易用性。

B/S型虚拟仿真实验教学系统广泛应用于高校、职业教育、企业等领域，可以用于各种实验教学，如物理、化学、机械、电子、计算机等，也可以用于产品设计、生产流程优化等方面。

2、C/S型虚拟仿真实验教学系统

C/S型虚拟仿真实验教学系统是一种基于客户端/服务器端架构的虚拟仿真实验教学系统。该系统的“C/S”代表“Client/Server”，即客户端/服务器架构。

这种教学系统的工作原理是，用户在自己的计算机上安装客户端软件，通过客户端与服务器上的虚拟仿真实验软件进行通信，进行实验操作、数据处理和结果分析等操作，实验结果也在服务器上呈现。这种架构的优点是客户端软件可以提供更加丰富的交互界面和功能，而且实验数据的传输更加快速和稳定。

与B/S型系统相比，C/S型系统对计算机性能要求更高。使用实时云渲染技术，可将C/S型桌面级虚拟仿真实验教学系统无缝转为B/S型，在发挥C/S型课程画面精细度高、课程内容丰富的优势基础上，兼顾B/S架构浏览器轻量化使用的特点，避免B/S架构对软件资源包和课程精细度的限制。

3、云VR型虚拟仿真实验教学系统

云VR型虚拟仿真实验教学系统是一种基于云计算和虚拟现实技术的教学系统。该系统使用云服务器提供计算和存储资源，并通过虚拟现实技术为用户呈现出真实的仿真环境和实验场景。

云VR型虚拟仿真实验教学系统具有高度的互动性和真实感，可以模拟各种实验场景和复杂的物理过程，让学生深入了解和掌握实验原理和实验操作技能。此外，云VR型教学系统还可以提供多人协同实验、远程实验、自适应学习等功能，为教育教学提供更多的可能性。

使用实时云渲染技术，可将VR头戴式虚拟仿真实验教学系统快速简便地转为适用VR一体机的使用模式，解决VR头戴式对终端要求高、使用不便捷、难以适应规模化集群化教学场景。