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行业专题丨科技融入教育!3D技术如何为高校发展保驾护航?

2021-06-28 09:56   来源: 互联网    阅读次数:2207



迈入全球化的信息时代以大数据、人工智能、三维扫描、3D打印、虚拟现实等为代表的新兴技术将会对学校教育产生深远影响。

科技促进教育这一客观规律决定了科技的发展会对学校教育产生积极的影响,但三维扫描和虚拟场景等技术引入教学还存在很多实际困难。积木易搭通过将科学技术与学科结合、项目实践等多种方式,积极发挥三维扫描和虚拟场景的优势,让其为教育事业的发展提供动力。

 

1.3D打印

3D打印技术是一种快速成型技术,它以3D建模软件通过虚拟三维空间构建出的三维数据模型文件为基础,将3D建模设计出的三维模型分解成若干层平面切片,运用粉末状金属或塑料等可黏合材料,按切片图形逐层叠加,通过逐层打印叠加成形的方式构造物体。

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商品打印模型

所想即所得,这是3D打印技术的独特魅力所在。由于3D打印技术在个体定制化生成方面的巨大优势,使得其具备了颠覆传统教育模式的潜力。3D打印技术在高校各专业领域的应用越来越广,国内包括清华、北航等各大高校的机械、航天、汽车等工业相关专业纷纷开展3D打印创新设计,以满足时代需求。

3D打印包括三维建模、印前处理、打印、后期处理等步骤,最重要的就是三维建模,三维模型可以通过积木易搭3D扫描仪扫描获得后使用软件进行修缮、或使用三维建模软件创建编辑,也可以在积木易搭的51建模网站直接免费下载。 

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51建模网部分商品模型

一般机械配件的形状复杂,底面内部凹槽形状各异,曲面轮廓较多。采用其它检测设备可能一方面导致获取的三维数据量不完整,不能满足需求。另外传统的测量方法十分的繁琐、耗时,其结构数据信息难以准确、快速地测量、检测,积木易搭的三维扫描仪正在改变这一切。

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三维扫描仪工作现场

比如机械工程的机械设计,首先采用三维测量仪对被测物体进行测量,获取测量数据(点云),然后对点云除噪、点云简化、点云修补、点云拼接和曲面重构,形成连续的平滑曲面,之后和正向软件进行接口,形成数控加工代码,或者通过快速成型工艺和三维打印技术形成产品。

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学员培训现场

积木易搭三维扫描仪通过对已有零部件的三维扫描,可以精确获取其表面特征,尤其是曲面特征,实现对复杂结构的研究以及改型设计,这将快速提升课程中的制造效率,推动课堂教学的发展。

 

2.3D虚拟展厅

随着数字信息科技的发展与进步,我们正处在一个前所未有的数字化时代,数字信息在网络载体上大规模地迅速传播。时代逐步改变了我们的生活方式,也改变了学生们认识世界、体验世界的方式,由此也影响了教育的发展。

比如说线上展厅的出现,积木易搭采用全景+三维技术的技术,搭建的3D展厅,场景既有三维空间立体距离感、又能在WEB端跨平台基于浏览器展示、支持微信等内部打开展示,内存占用相同面积下为U3D的30%,无需安装任何插件,带宽要求低,可分布式部署、支持发布后展厅实时二次编辑发布(布展内容、灯光、文字、配音等全部素材均可二次编辑发布),易于自主维护扩展、后期可以快速实现整体展馆集群展示。再通过充分融入VR、AR等新技术,能够打造360°沉浸式的展示空间,给同学们带来更新奇的体验。

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张大千作品展

积木易搭3D展厅应用于山西美术学院艺术作品展出,将原本线下展出的绘画等艺术作品转移线上,不仅能够让不同地区的同学通过扫码进入共同欣赏艺术作品的独特魅力,还能够实现永久保存,24小时不落幕的展出,给自己的学生留下独一无二的纪念。

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山西美院作品展

应用于大学校园的虚拟校园漫游系统,通过实景采集校园的基本信息,将VR技术相结合,做成一个三维可视化的、有声有色的仿真校园景观,不同地区的用户可以在这个虚拟三维环境中通过动态交互来360°沉浸式参观校园,深入了解学校历史和文化精髓。目前已经有多所高校将3D虚拟校园作为学校建设中的重要环节高度重视。

 

3.虚拟仿真实验室

过去国内高校的教学和开发模式存在一定的缺陷,一味的追求演示效果而忽略了学生的参与过程,在意识到欧美国家利用3D仿真实训室进行实验取得了良好的教学成果之后,国内逐步将 VR 虚拟现实技术用于数字化校园建设中,为在校的大学生营造一个“自主学习”的交互式虚拟校园,与传统的校园网相结合将会带来更多的优势,也是教育技术发展的一个飞跃。

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目前,人们已经开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值,它除了可以辅助高校的科研工作,在实训教学方面也具有利用率高,易维护,安全性高等优点。

近年来,在国家教育部的推动下,国内高校建成的虚拟仿真实验室、实训中心超百所,积木易搭打造的虚拟实验室经过多年的摸索已经日渐成熟,实验者能够真正进入一个由计算机生成的交互式三维模拟试验环境中,虚拟仿真实验室具备的展示,教学,实训等功能,为教学管理者实现教学资源创作、共享环境,打造特色虚拟教学中心,充分调动实验的兴趣和参与度,在未来这样的虚拟实验室将会帮助更多的高校学体验实验的快乐,推动教学的进步。

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目前国内很多高校对于科技和项目的结合应用还处于起步阶段,但随着技术的发展成熟,积木易搭作为学校教育的助力者,将会协助高校推动课程内容教学方法不断变革,以科技助推教育高质量发展,为推动教育现代化,建设教育强国作出必要的贡献。

 


责任编辑:艾米丽
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