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实时云渲染,助力教育变革的重要引擎

2021-07-26 13:49 · 稿源:站长之家用户

在教育的演进过程中,技术始终是驱动教育模式变革的关键力量。凭借云计算、5G、游戏引擎以及GPU RTX技术的发展,教育服务在向智能化推进,教育应用更加情景化和普及化,教育与互联网商业模式完美融合。

越来越多的高校和企业开始整合优势资源,构建统一共享的基础资源平台。

自2017 年教育部开展国家级虚拟仿真实验教学项目建设开始,截止至2019 年,ilab-x实验空间上共有2000+虚拟仿真实验教学课程。

什么是虚拟仿真实验教学

根据教学和培训的基本要求,通过采用虚拟仿真技术(XR)模拟真实的实验和教学环境,以人机交互的方式,让学生和受训者像在真实环境中一样进行虚拟操作,从而完成实验和教学课程。虚拟仿真实验教育显著优势集中体现为:

01.成本相对较低

虚拟仿真内容不受场地和时间制约,亦不受实验对象、器材等影响,在虚拟实验教学过程中,学生和受训者可以全面体验虚拟仿真实验,享受探索和创造的乐趣。

02.互动性强,提高学习兴趣和效率

将数字化带入每一间教室,教师在讲解过程中,学生可以边听边看边操作,百分百还原场景,学生可以看到无限贴近真实的实验效果,加深对知识的理解,真正做到老师轻松教,学生优质学。

03.提供实操训练机会

虚拟先行,实训更有保障。基于安全、低成本的虚拟实训,增强学生和受训者对知识的理解,快速提升操作熟练度,减少实际作业过程中的危险性和器材损耗。

04.安全性高

有一些实验和操作危险性和破坏性较高,在传统实验室无法轻易尝试,但在虚拟仿真实验教学过程中,学生和受训者可以安全地进行操作和练习。

05.政府教育部门的支持和重视

教育正在拥抱科技,中央提出了教学信息化方向,教育部确立了建设虚拟仿真实验室的具体要求,高校和企业掀起积极开发虚拟仿真教学项目的热潮。

目前大多数高校和企业都有实验教学软件,但他们依然需要面临以下问题:

管理混乱:各种实验教学软件缺乏统一集中管理

可扩展性差:无法支持课程和相应实验的扩展

信息差异:当前大多数应用以C/S架构为主,该架构的两层结构存在灵活性差、升级困难、维护工作量大等缺陷,成果难以共享,容易形成“信息孤岛”

开放性差:虚拟仿真实验教学资源不能对内或对外开放共享

软件部署复杂:不同的软件不能运行在同一台服务器上

资源浪费:软硬件资源重复建设,利用率不高,往期课程资源无法复用

信息安全:需要下载数据,难以保护课程资源的知识产权

用户体验差:线上使用等待时间长、运行卡顿,友好度低

终端硬件要求高:多数虚拟仿真应用对终端硬件要求较高,有的甚至需要配置专门的计算机图形工作站

实时云渲染教育行业的一次全新探索

虚拟仿真实验课程的运行对硬件配置要求较高,所以每间智慧教室都需配备具备强大GPU算力的计算机,不仅如此,还需要分别在每台计算机上部署教学资源,每间教室的IT和教学资源都需要独立的管理和维护,存在效率低下成本过高的问题。

通过几番摸索和尝试,我们发现实时云渲染技术是助力虚拟仿真课程开放共享的最佳实践途径!

在云端搭建XR实时云渲染平台,让XR课程资源在云上渲染和运行,可以实现所有XR课程资源和IT资源的统一管理、统一运维和共享使用,还实现了终端轻量化,彻底解决了XR课程资源碎片化的问题。

实时云渲染技术赋能不同类型虚拟仿真实验教学系统

现有虚拟仿真实验教学系统分为B/S型、C/S型、云VR型,实时云渲染技术为不同类型虚拟仿真实验教学系统赋能,使所有实验教学资源运行上云、渲染上云,实现跨平台、跨终端,构建开放共享、集中管理、多端访问、极简操作的线上教学模式。

1、B/S型虚拟仿真实验教学系统

2、C/S型虚拟仿真实验教学系统

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完美转换为B/S 型,不仅保留了C/S型课程画面的高精细度和丰富内容,还能兼顾B/S架构浏览器轻量化的特点。

3、云VR型虚拟仿真实验教学系统

使用实时云渲染技术,可将PCVR头戴式虚拟仿真实验教学系统快速转变为适用VR一体机的使用模式,解决PCVR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。

水立方专属医学虚拟仿真培训平台

虚拟先行,实训更有保障

福建水立方三维数字科技有限公司是一家专注于VR/AR医学培训的高新技术企业,为进一步实现医学虚拟仿真资源的统一管理及资源共享,避免重复建设等问题,福建水立方利用3DCAT实时渲染云服务,搭建了医疗教学虚拟仿真平台。将虚拟仿真医学应用上云,解决了因为设备老旧无法访问和操作精美课程的问题,真正做到了将开放共享应用于日常教学过程中,实现线上轻量化共享学习模式。

1、通过实时云渲染平台联动新老医学仿真资源,打破各种系统和硬件终端对课程的限制。

2、紧贴教学需求,高保真还原实景贴近真实情况,为学员带来身临其境的感受,增强课程吸引力。

3、简单易用,受训者无需下载任何插件和数据,在虚拟环境中可反复操作练习,提高教学效率和效果。

3DCAT集实时渲染、实时3D可视化、像素流动等相关技术服务于一身,能够满足搭建教学虚拟仿真实验平台的需求。3DCAT依托自研云流送技术,将基于游戏开发引擎(Unity、UE4 等)制作的超高清可交互三维可视化医学虚拟仿真内容进行云端计算渲染,并通过网络及串流技术,实时推送到终端。满足福建水立方随时随地跨终端、可交互、超高清、沉浸式访问医学虚拟仿真内容的需求。

福建水立方只需提供医学虚拟仿真课程资源,除此之外,部署、云服务、机房、网络等均由3DCAT完成,运行在3DCAT实时渲染云的医学虚拟仿真内容,无需下载安装,可灵活嵌入平台,支持海量用户安全访问,自动负载均衡和伸缩扩容。

云端部署:课程的计算渲染全部在云端实现,通过极简的网页端嵌入方式无缝接入教育平台,符合教育部不下载、网页端打开、B/S架构建设的指标要求。

实时共享:受训者点击URL即可开始学习,打破地域限制,实现可控的医学仿真资源共享。

数据安全:医学仿真资源统一存储在云端,终端仅显示实时交互视频流,数据与用户分离,保障信息安全。

极简操作:无需下载安装,受训者随时随地使用任意终端都可以访问医学虚拟仿真资源。

统一管理:实现医学虚拟仿真资源的统一部署和集中管理,便于系统维护升级。

用户体验佳:1:1 仿真还原,从环境场景到零件细节、结构原理, 多重感官体验、逼真三维交互,给受训者身临其境的感受。工业级数值模拟技术,为任意操作、无限实验的交互体验提供可能。

用云重塑虚拟仿真教学模式

让优质资源随手可得

3DCAT实时渲染云,可以将XR系统所需要的大量存储、复杂计算和图形渲染都转移到云端,通过超低延时的交互式视频流返回到客户端,从而摆脱对终端硬件性能的依赖,实现XR系统跨平台、跨终端应用,从根本上解决课程共享难、线上体验差、资源利用率低、课程维护管理不便的弊端。

借助3DCAT,三维应用制作方可以摆脱高昂的IT和计算设施投入,轻松向用户发布和交付内容,大大提升行业协作效率,极大降低成本,将更多精力和资源集中在内容创作和运营上。

3DCAT可随时随地为用户交付云端的GPU实时渲染算力,服务领域包括:汽车、建筑家装、医疗健康、教育培训、房地产等。

互联网正在重构学习,智能数字化教育时代即将到来,3DCAT将与广大同行携手,持续推动技术创新性升级,解决实际落地难点,为用户带来高品质的实时云渲染服务,为教育信息化带来更普惠的价值。

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