三 维 模 拟 训 练 与 严 肃 游 戏
挪 威 小 男 孩 用 魔 兽 世 界 技 能 拯 救 妹 妹
Paxton Galvanek 用 游 戏 中 医 学 知 识 挽 救 陌 生 人
游 戏 人, 其 实 还 能 做 些 别 的 绝 体 绝 命 都 市 系 列 是 以 求 生 为 主 题 的 灾 难 游 戏, 几 代 作 品 以 地 震 洪 水 等 灾 难 为 主 题, 将 游 戏 玩 家 置 身 险 恶 的 环 境 下, 通 过 教 学 和 任 务 的 指 引, 让 玩 家 在 玩 游 戏 的 过 程 中 自 然 地 记 住 一 些 自 救 或 者 救 助 他 人 的 知 识, 这 比 通 过 课 堂 传 授 和 书 本 的 教 学 更 加 直 观, 游 戏 中 拟 真 情 境 下 的 灾 难 也 能 让 玩 家 印 象 更 加 深 刻 和 现 实 相 比, 游 戏 中 所 做 的 每 一 个 选 择 的 结 果 都 是 直 接 可 见 的, 错 误 的 选 择 导 致 的 灾 难 也 更 能 给 人 警 醒, 更 有 助 于 正 确 知 识 的 获 取 和 记 忆, 这 就 是 严 肃 游 戏 所 能 带 来 的
马 航 扎 哈 里 投 入 模 拟 器 的 资 金 超 过 7000 美 元 依 靠 这 一 模 拟 器, 扎 哈 里 可 身 临 其 境 地 在 3 万 多 个 机 场 着 陆, 甚 至 降 落 至 航 空 母 舰 或 钻 井 平 台 不 过, 飞 行 模 拟 游 戏 开 发 人 员 认 为, 扎 哈 里 不 可 能 通 过 游 戏 模 拟 躲 避 雷 达, 模 拟 飞 行 中 没 有 这 样 的 场 景 设 定
主 要 内 容 三 维 模 拟 训 练 简 介 模 拟 训 练 系 统 的 特 点 模 拟 训 练 与 传 统 训 练 的 比 较 模 拟 训 练 的 发 展 方 向 严 肃 游 戏 简 介 严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例
三 维 模 拟 训 练 简 介 所 谓 三 维 模 拟 训 练 是 指 基 于 虚 拟 现 实 技 术 的 培 训, 将 整 个 实 际 培 训 过 程 在 计 算 机 上 的 实 现 模 拟 训 练 是 近 两 年 来 国 外 最 活 跃 的 计 算 机 技 术 研 究 领 域, 是 一 系 列 高 新 技 术 的 汇 集, 这 些 技 术 包 括 计 算 机 图 形 学 多 媒 体 技 术 人 工 智 能 人 机 接 口 技 术 传 感 器 技 术 以 及 实 时 计 算 技 术, 还 包 括 人 的 行 为 学 研 究 等 多 项 关 键 技 术 模 拟 训 练 是 计 算 机 技 术 发 展 的 更 高 境 界, 能 给 用 户 以 更 逼 真 的 体 验
三 维 模 拟 训 练 简 介 用 户 可 以 通 过 计 算 机 键 盘 或 鼠 标 直 接 操 作 系 统 中 的 模 拟 设 备 ( 这 个 设 备 与 真 实 的 设 备 从 外 观 上 看 可 以 完 全 一 致 ) 实 现 各 种 操 作 接 着 计 算 机 显 示 器 上 立 刻 显 示 出 用 户 操 作 后, 现 实 中 所 表 现 出 的 结 果, 例 如, 设 备 变 化, 仪 表 参 数 变 化 等 等, 如 果 操 作 错 误, 给 出 相 应 的 提 示 信 息 及 后 果 受 训 人 员 以 虚 拟 环 境 为 依 托, 置 身 于 其 中, 完 全 主 动 的 进 行 学 习 和 训 练
三 维 模 拟 训 练 简 介
模 拟 训 练 的 特 点 模 拟 培 训 有 如 下 特 征 : 1). 仿 真 性 模 拟 培 训 设 施 与 真 正 的 培 训 设 施 功 能 相 同, 操 作 方 法 也 一 样 2). 开 放 性 为 所 有 受 训 者 在 任 何 时 间 地 点 提 供 各 种 培 训 的 场 所
模 拟 训 练 的 特 点 3). 超 时 空 性 模 拟 培 训 环 境 具 有 超 时 空 的 特 点, 它 能 够 将 现 实 世 界 拥 有 的 所 有 物 体 和 发 生 的 事 件 单 独 呈 现 或 进 行 有 机 组 合, 并 可 随 时 随 地 提 供 给 学 员 进 行 培 训 4). 可 操 作 性 受 训 者 可 通 过 使 用 专 门 设 备, 用 人 类 的 自 然 技 能 实 现 对 虚 拟 环 境 的 物 体 进 行 操 作, 就 象 在 现 实 环 境 里 一 样 可 操 作 性 是 模 拟 培 训 环 境 实 际 运 用 的 必 备 特 性, 它 使 学 员 得 以 在 其 中 学 习 需 要 实 际 操 作 的 培 训 课 程, 也 使 远 程 教 育 培 训 可 能 真 正 实 现
模 拟 训 练 的 特 点 5). 强 对 应 性 学 员 的 培 训 内 容 与 虚 拟 环 境 是 密 切 对 应 的 因 此, 模 拟 培 训 能 满 足 信 息 时 代 技 能 培 训 不 断 变 化 的 要 求, 是 一 种 高 水 平 高 效 率 低 费 用 的 新 型 柔 性 培 训 模 式, 它 使 得 人 员 培 训 无 论 是 在 应 用 范 围 ( 广 度 空 间 ) 时 间 选 择 ( 宽 度 时 间 ) 还 是 在 培 训 的 难 易 程 度 和 绩 效 评 价 ( 深 度 效 度 ) 上 都 有 着 其 它 培 训 方 式 所 无 法 比 拟 的 优 越 性 利 用 模 拟 培 训 对 员 工 进 行 培 训, 根 据 所 要 培 训 的 内 容 进 行 相 应 的 虚 拟 处 理, 员 工 无 论 是 在 知 识 学 习 能 力 创 新, 还 是 在 经 验 积 累 技 能 训 练 等 方 面 都 可 以 收 到 意 想 不 到 的 效 果 从 发 展 的 角 度 来 看, 利 用 模 拟 培 训 技 术 对 员 工 进 行 培 训 已 经 成 为 一 种 趋 势
模 拟 训 练 与 传 统 训 练 的 对 比 传 统 培 训 模 式 一 般 通 过 邀 请 专 家 学 者 担 任 培 训 讲 师, 定 时 定 点 进 行 集 中 授 课, 授 课 的 方 式 往 往 是 在 课 堂 上 书 本 上 学 习 或 者 使 用 实 物 和 昂 贵 的 模 拟 器 上 进 行 操 作 练 习 和 考 核 它 的 局 限 性 主 要 表 现 在 以 下 几 个 方 面 : 培 训 的 水 平 难 以 确 保 培 训 的 成 败 很 大 程 度 上 维 系 在 讲 师 的 水 准 上 培 训 效 果 差 单 一 的 授 课 模 式, 很 难 将 培 训 对 象 的 注 意 力 吸 引 住 即 使 培 训 合 格, 也 主 要 通 过 死 记 硬 背 的 模 式 学 员 并 没 有 一 个 直 观 感 性 的 认 识 很 多 知 识 无 法 清 晰 的 表 达 出 来 抽 象 的 书 本 知 识 或 者 是 二 维 插 图 很 难 将 知 识 正 确 的 传 递 到 职 工 脑 中, 往 往 依 赖 于 受 训 职 工 的 想 象 力 即 使 采 用 视 频 录 像 的 模 式 也 不 容 易 将 一 些 内 部 工 作 原 理 表 达 出 来 缺 乏 互 动 的 特 性 即 使 使 用 了 模 拟 器 或 实 物 等 设 备 进 行 培 训, 由 于 其 昂 贵 的 花 费 和 地 域 空 间 上 的 限 制, 往 往 造 成 培 训 资 源 的 紧 缺 因 此 受 训 职 工 有 可 能 只 能 获 得 很 少 的 实 验 机 会, 缺 乏 实 际 操 作 的 经 验
模 拟 训 练 与 传 统 训 练 的 对 比 无 法 对 事 故 或 者 灾 害 进 行 再 现, 对 培 训 不 利 对 于 火 灾 有 毒 气 体 泄 露 等 事 故 的 再 现, 在 传 统 培 训 中 是 不 可 能 实 现 的, 这 一 点 在 当 今 强 调 培 训 的 今 天, 大 大 制 约 了 培 训 的 效 果 成 本 昂 贵 为 获 得 更 好 的 培 训 效 果, 培 训 单 位 购 置 的 培 训 实 物, 例 如 钻 机 修 井 机 防 喷 器 等 设 备, 这 些 设 备 或 者 模 拟 器 代 价 昂 贵, 造 成 培 训 成 本 的 大 量 增 加 受 制 于 固 定 的 安 排 一 旦 培 训 计 划 确 定 后, 当 某 些 受 训 对 象 有 重 要 事 务 无 法 到 课 时, 机 会 损 失 无 法 弥 补 无 重 复 性 当 企 业 想 对 不 同 的 培 训 对 象 进 行 相 同 主 题 的 培 训 时, 必 须 把 整 个 过 程 重 新 复 制 一 遍, 在 费 用 和 成 本 上 颇 不 经 济
模 拟 训 练 与 传 统 训 练 的 对 比 可 见, 传 统 的 技 术 培 训 不 但 受 时 间 空 间 的 限 制, 而 且 培 训 效 果 受 到 很 多 条 件 影 响 尤 其 对 于 危 险 作 业 或 不 具 备 试 验 条 件 的 高 级 培 训, 传 统 的 培 训 方 式 更 是 难 以 实 现 传 统 培 训 模 式 的 局 限 性 制 约 了 人 们 所 期 望 的 培 训 质 量 和 培 训 效 率, 满 足 不 了 现 代 社 会 的 需 求 把 模 拟 培 训 技 术 应 用 于 工 业 具 有 更 加 重 要 的 意 义
模 拟 训 练 与 传 统 训 练 的 对 比 利 用 虚 拟 现 实 技 术 建 立 的 模 拟 培 训 系 统, 彻 底 改 变 了 传 统 的 师 傅 带 徒 弟 及 传 统 的 教 室 教 学 的 模 式, 利 用 计 算 机 产 生 逼 真 的 实 物 代 用 品, 并 建 立 动 力 学 模 型, 加 入 一 定 的 交 互 性 操 作, 使 受 训 者 可 以 获 得 最 真 实 的 学 习 体 验 这 些 应 用 能 减 少 众 多 器 材 设 备 的 浪 费, 还 能 节 省 培 训 系 统 的 硬 件 投 资, 减 少 可 能 发 生 的 危 险 同 时, 基 于 虚 拟 现 实 技 术, 仿 真 出 各 种 常 见 的 工 业 事 故, 学 员 可 以 根 据 出 现 的 情 况, 对 事 故 进 行 处 理 和 排 除, 掌 握 正 确 自 救 与 互 救 的 方 法, 使 学 员 清 晰 直 观 的 意 识 到 事 故 的 危 害 以 及 当 事 故 出 现 后 处 理 不 当 的 严 重 后 果, 最 终 达 到 井 下 作 业 人 员 在 遇 到 灾 害 事 故 时, 能 够 熟 练 冷 静 的 按 照 应 急 处 理 预 案 的 正 确 流 程 贯 彻 实 施, 将 事 故 危 害 降 低 到 最 小 化, 达 到 实 战 演 练 的 效 果
三 维 模 拟 训 练 的 发 展 方 向 加 强 系 统 的 吸 引 力 三 维 模 拟 培 训 系 统 是 一 种 自 服 务 式 的 培 训 学 习 系 统, 正 是 由 于 这 种 自 服 务 性, 要 求 系 统 必 须 能 够 吸 引 用 户 的 注 意 力, 吸 引 用 户 使 用 而 在 使 用 的 过 程 中, 自 然 而 然 的 学 习 到 各 种 各 样 的 知 识 为 了 实 现 这 个 目 标, 就 必 须 加 强 三 维 模 拟 培 训 系 统 的 用 户 吸 引 性 在 这 种 吸 引 下, 系 统 使 用 者 不 知 不 觉 的 学 习 到 各 种 领 域 的 知 识
三 维 模 拟 训 练 的 发 展 方 向
三 维 模 拟 训 练 的 发 展 方 向
三 维 模 拟 训 练 的 发 展 方 向
三 维 模 拟 训 练 的 发 展 方 向 社 会 协 作 化 通 过 网 络 将 各 个 模 拟 训 练 系 统 连 接 起 来, 培 训 者 可 以 虚 拟 地 成 立 一 个 小 组, 共 同 协 作 完 成 某 项 任 务 这 样 的 训 练 在 实 际 工 作 中 是 十 分 必 要 的 例 如 美 国 军 方 就 研 究 了 各 种 类 似 的 战 场 协 作 训 练 系 统 就 以 当 前 流 行 的 反 恐 精 英 而 言, 最 早 也 是 FBI 用 来 训 练 职 员 的 一 种 协 作 训 练 系 统
三 维 模 拟 训 练 的 发 展 方 向
三 维 模 拟 训 练 的 发 展 方 向
三 维 模 拟 训 练 的 发 展 方 向 接 口 丰 富 化 系 统 的 使 用 不 再 局 限 在 键 盘 和 鼠 标 这 样 的 外 设 上, 而 会 根 据 实 际 训 练 内 容 的 不 同, 建 立 各 种 防 真 的 外 设 例 如 训 练 军 人 的 枪 支 训 练 煤 矿 工 人 的 掘 进 机 操 作 面 板 训 练 石 油 钻 井 工 人 的 钻 机 模 拟 器 等 等 通 过 这 样 的 外 设, 可 以 让 训 练 更 加 真 实, 保 证 了 训 练 的 质 量
三 维 模 拟 训 练 的 发 展 方 向
三 维 模 拟 训 练 的 发 展 方 向
三 维 模 拟 训 练 的 发 展 方 向
三 维 模 拟 训 练 的 发 展 方 向
三 维 模 拟 训 练 的 发 展 方 向 实 用 化 结 合 更 多 的 行 业 特 性, 模 拟 培 训 将 迅 速 进 入 各 个 行 业 应 用 中 例 如 各 种 军 事 训 练, 各 种 驾 驶 技 术 的 培 训, 医 疗 动 作 训 练, 团 队 合 作 训 练, 消 防 员 的 训 练, 服 务 生 的 训 练, 武 警 部 队 的 训 练, 各 种 技 术 工 人 的 培 训, 宇 航 任 务 的 训 练, 各 种 需 要 事 先 排 练 一 下 的 地 方, 甚 至 各 种 高 档 家 电 产 品 的 说 明 书 都 可 以 将 模 拟 培 训 引 入 其 中, 并 且 取 得 不 错 的 效 果
严 肃 游 戏 简 介 为 实 现 吸 引 用 户 的 目 的, 国 内 外 研 究 人 员 借 鉴 了 游 戏 的 沉 浸 性 特 点, 成 功 的 将 游 戏 与 训 练 结 合 起 来, 这 样 就 产 生 了 一 种 新 的 游 戏, 严 肃 游 戏 严 肃 游 戏 (Serious Games) 就 是 将 本 属 于 纯 娱 乐 的 TV 或 PC 游 戏 应 用 于 教 育 政 府 军 事 科 学 医 疗 管 理 和 各 种 模 拟 训 练 严 肃 学 习 利 用 电 脑 游 戏 的 优 势 吸 引 着 众 多 人. 在 此 基 础 上 的 学 习 经 历 是 互 动 的, 多 方 面 的, 并 且 具 备 适 当 的 挑 战 性
严 肃 游 戏 简 介 由 美 国 首 先 提 出 了 这 个 概 念 远 超 越 传 统 的 互 动 科 技 应 用, 能 够 解 决 其 他 方 面 的 问 题, 诸 如 训 练 军 人 适 应 异 国 的 文 化 让 人 们 在 工 作 时 发 挥 团 队 精 神 教 导 儿 童 理 解 科 学 原 理 严 肃 游 戏 的 目 的 不 是 纯 粹 的 娱 乐, 而 是 训 练 与 教 育 严 肃 游 戏 的 概 念 从 上 个 世 纪 80 年 代 早 期 就 已 经 出 现, 在 9.11 之 后, 严 肃 游 戏 产 业 在 全 美 迅 猛 发 展, 占 据 了 全 美 每 年 上 千 亿 美 元 的 企 业 培 训 市 场 的 相 当 一 部 分 份 额, 而 且 还 在 以 惊 人 的 速 度 增 长 连 IBM 都 以 游 戏 的 方 式 来 模 拟 所 有 的 销 售 情 境, 让 IBM 的 销 售 员 在 业 界 维 持 顶 尖 的 地 位 严 肃 游 戏 的 展 示 内 容 涵 盖 广 泛, 对 那 些 工 作 中 不 容 出 错 的 从 业 人 员 来 说 正 成 为 很 好 的 培 训 手 段
严 肃 游 戏 简 介
严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例 军 事 训 练 领 域
严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例
严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例
严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例 基 础 教 育 领 域
严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例
严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例
严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例 医 学 与 手 术 学 习
严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例
特 殊 技 能 学 习 - 法 律 消 防 救 援 等 严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例
严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例
严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例
严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例
严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例 工 业 管 理 安 全 生 产 培 训
严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例
严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例 煤 矿 安 全 生 产 模 拟 培 训 系 统 把 虚 拟 现 实 技 术 应 用 于 煤 炭 工 业 是 一 种 新 的 应 用, 也 是 煤 炭 工 业 技 术 创 新 的 一 个 必 然 趋 势 本 系 统 立 足 于 虚 拟 现 实 严 肃 游 戏 技 术 在 煤 矿 安 全 生 产 操 作 方 面 的 应 用, 建 立 相 应 的 培 训 系 统 利 用 虚 拟 现 实 技 术 将 巷 道 现 场 事 故 现 场 ( 各 种 自 然 灾 害 等 ) 呈 现 在 培 训 人 员 的 面 前, 特 别 是 对 于 新 进 员 工, 使 他 们 可 以 掌 握 各 种 基 本 的 必 不 可 少 的 生 产 与 安 全 知 识, 避 免 各 种 事 故 的 发 生, 同 时 在 遇 到 紧 急 事 故 时, 按 照 标 准 化 处 理 流 程 对 事 故 进 行 处 理, 真 正 做 到 防 患 于 未 然 同 时 开 发 这 个 系 统 可 以 作 为 定 期 事 故 处 理 演 习 的 一 个 有 效 的 辅 助 手 段, 用 户 可 以 随 时 运 行 系 统, 对 自 救 和 互 救 进 行 一 个 学 习 和 复 习, 使 事 故 处 理 演 习 的 方 式 更 加 丰 富 化
严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例
严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例
严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例
严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例 钻 井 安 全 生 产 工 艺 及 井 控 模 拟 培 训 系 统 辅 助 培 训 教 师 在 对 各 种 石 油 钻 井 井 场 装 备 和 井 控 设 备 进 行 讲 解 时, 为 受 培 训 人 员 显 示 出 一 个 更 真 实 的 实 际 井 场 环 境 ; 与 视 频 培 训 最 大 的 区 别 在 于, 培 训 系 统 不 但 可 以 真 实 再 现 井 场, 同 时 可 以 将 各 种 设 备 的 操 作 和 井 控 装 置 的 工 作 原 理 等 不 可 见 难 以 表 达 的 内 容, 形 象 的 表 达 出 来 ; 并 可 以 通 过 计 算 机 模 拟 出 井 涌 井 喷 井 喷 着 火 等 事 故 的 现 象, 培 训 教 师 通 过 正 确 的 井 控 操 作, 将 事 故 控 制 住, 减 少 事 故 损 失, 让 受 训 人 员 对 安 全 生 产 的 重 要 性 产 生 更 深 的 印 象, 确 保 培 训 可 以 达 到 更 高 的 质 量 这 种 互 动 的 操 作, 是 视 频 培 训 无 法 实 现 的
严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例
严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例 井 下 作 业 井 控 事 故 应 急 处 理 模 拟 培 训 系 统 系 统 是 以 事 故 应 急 处 理 流 程 的 模 拟 训 练 为 主 要 目 的, 在 功 能 上 可 分 为 溢 流 事 故 处 理 和 井 喷 事 故 处 理 两 大 组 成 部 分 井 控 事 故 应 急 处 理 是 井 下 作 业 安 全 培 训 中 最 核 心 的 部 分, 正 确 应 急 处 理 可 以 减 少 事 故 造 成 的 损 失, 避 免 小 的 事 故 演 化 成 严 重 事 故, 同 时 可 以 更 好 的 确 保 员 工 的 人 身 安 全 但 要 在 事 故 发 生 的 初 期 准 确 的 判 断 出 事 故 同 时 采 取 正 确 的 方 式 处 理 事 故, 需 要 作 业 人 员 不 但 要 具 备 较 为 全 面 的 安 全 知 识, 同 时 要 掌 握 处 理 常 见 事 故 的 正 确 流 程
严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例
严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例 石 油 专 业 设 备 的 工 作 原 理 虚 拟 装 配 教 学 系 统 石 油 专 业 设 备 的 工 作 原 理 和 虚 拟 装 配 教 学 系 统 以 很 小 的 代 价, 将 众 多 设 备 一 一 实 现 计 算 机 虚 拟 的 三 维 模 型, 这 些 模 型 即 可 以 将 设 备 的 内 部 结 构 和 工 作 原 理 表 现 出 来, 又 可 以 在 计 算 机 上 实 现 各 个 设 备 的 虚 拟 装 配, 即 使 装 配 错 误, 也 不 会 引 发 实 际 的 事 故 通 过 反 复 的 实 际 演 练, 培 训 人 员 可 以 掌 握 各 个 设 备 的 功 能 和 工 作 原 理, 并 能 够 掌 握 各 种 设 备 的 维 护 方 法, 在 实 际 工 作 中 怎 样 与 其 他 设 备 组 合 的 方 法
严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例
严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例 消 防 模 拟 培 训 系 统 系 统 可 以 开 展 多 种 类 型 的 火 灾 和 事 故 训 练, 包 括 剧 毒 危 险 性 科 目 的 模 拟 训 练, 通 过 设 置 场 景 的 复 杂 性, 使 场 景 更 加 符 合 实 际 另 外, 虚 拟 现 实 训 练 不 受 天 气 时 间 季 节 等 环 境 因 素 的 影 响, 系 统 具 有 较 高 的 使 用 效 率 虚 拟 现 实 训 练 系 统 训 练 中 可 以 不 用 支 付 发 烟 剂 燃 料 灭 火 剂 等 的 消 耗, 系 统 运 行 和 维 护 费 用 低 将 虚 拟 现 实 技 术 应 用 于 消 防 训 练, 可 大 大 提 高 训 练 效 率, 实 现 训 练 数 字 化, 并 降 低 训 练 成 本, 有 助 于 提 高 灭 火 救 援 技 能
严 肃 游 戏 应 用 领 域 示 例
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