[发明专利]一种计算机组装虚拟实验系统及其实现方法

说明书

本发明公开了一种计算机组装虚拟实验系统及其方法，所述计算机组装虚拟试验系统包括模型生成模块、界面显示模块、虚拟实验教程模块、虚拟实验操作模块和实验评价模块。用户在操作过程中，可以通过观察各交互界面所显示的内容，获知当前的操作深度，也可根据自身对实验操作的掌握情况，跳转不同的层级交互界面，浏览观看实验演示或进行实验操作，并查看截止当前的实验操作的评价及计分，提高了计算机组装虚拟实验系统的交互体验；能够让用户及时掌握自身在计算机组装虚拟实验操作中的操作情况，从而使得用户可从实验评价中总结实践经验，快速地掌握计算机组装操作的主要技能。本发明广泛应用于多媒体技术领域。

技术领域

本发明涉及多媒体技术领域，尤其是一种计算机组装虚拟实验系统及其实现方法。

背景技术

在传统的《微机系统组装》课程教学中，课堂实验由于机房场地和机器数量的限制，提供给学生的装机机会十分有限，学生需自行在课后进行大量的实践练习才能掌握相关技能。另一方面，由于计算机组装过程的硬件部件类型多、组装步骤较复杂，在课堂实验中教师很难同时对多名学生的装机操作进行实时考核和评价，学生也不能及时地了解自己的实验操作是否完全正确。此外，由于大部分学生在课堂实验中都是初次接触计算机的硬件拆装，在操作过程中极易出现机器损坏等情况，而实验机器的损坏将会影响教学活动的正常开展。现有技术在计算机组装方面的虚拟实验进行开发及应用并不多见，类似的虚拟实验系统开发多见于汽车维修培训、电工培训等方面。

现有的虚拟实验系统技术包括：

公开号为CN106228851A的专利文件所公开了一种汽车拆装的虚拟现实培训方法，该方法首先对汽车的各个部件进行三维建模，并将每个模型进行标注；然后按模型的标注顺序在电脑上演示汽车部件的组装或拆解过程，以供用户观摩和学习；该方法在演示过程中，可以对当前部件进行变色显示以及旋转显示，让用户能全面的观察和了解当前部件。

公开号为CN107292966A的专利文件所公开了一种沙盒式自由组装方法及应用，该方法可以根据预先设定，让用户将不同的功能部件加挂到基础部件上，得到不同的组装角色，以实现用户自由组装游戏角色的目的；其中，用户可以通过鼠标或触屏，对功能部件进行移动或旋转，并且还可以通过键盘、鼠标或虚拟键，对组装角色进行移动、射击或PK动作；该方法能提供给用户较丰富的交互体验。

公开号为CN108492661A的专利文件公开的一种三维虚拟实验培训系统，用于电工的技能培训，该系统基于Unity 3D软件开发实现，不仅可以演示拆装设备的教程，还允许用户操作虚拟的三维模型进行设备拆装和维修的实践；该系统还存储了电工培训中各场景下的标准操作，用于比对用户的实践操作并进行评分考核。

上述专利文件为现有的虚拟实验系统，但其主要缺点在于：(1)在拆装过程中，硬件模型的移动基本仅依靠鼠标、键盘或触屏等单一的交互方式进行操作，不能通过多种(两种及以上)交互方式联合进行硬件模型的精确移动和定位；(2)用户在虚拟实验中，一般需借助触屏设备才能自由控制实验场景的旋转角度、大小等变化；在仅有键盘、鼠标的情况下，用户通常难以对实验场景进行自由的旋转、缩放等操作；(3)没有专门针对计算机组装的虚拟实验而设计的评分标准，用户不能及时了解自己在虚拟组装计算机的过程中是否存在操作错误。

术语解释：

虚拟实验：借助于多媒体、仿真和虚拟现实(Virtual Reality，VR)等技术在计算机上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境，实验者可以像在真实的环境中一样完成各种实验项目，所取得的实验效果等价于甚至优于在真实环境中所取得的效果。

计算机组装：用户在电脑使用前将电脑硬件(包括：主板、CPU、内存、硬盘，等)组装成可工作的电脑的过程。

发明内容

为了解决至少一个上述技术问题，本发明的目的在于提供一种计算机组装虚拟实验系统及其实现方法。