四维全景数字化旅游模拟实训系统整体设计方案

2023-03-31 15:06:38 [ 中关村在线原创 ] 作者：zoljn

上世纪90年代以来，网络技术、数字影像、多媒体图形、图像技术以及影像拼接显示技术在教学中的发展与应用已成为不可阻挡的趋势。基于对新时期旅游管理，特别是导游相关课程教学实训方式、方法的不断钻研与实践，我系专业教师大胆提出了以三维实景技术为核心，结合当今先进的图像仿真显示技术、拼接图像边缘融合技术、自动追踪录播技术、计算机网络及多媒体技术等的模拟导游教学实训解决方案。该实训室的核心特点就是将导游教学和实训所需要的各种真实场景在实验室中还原和再现，让教师和学生通过软硬件搭建起来的模拟仿真环境完成导游专业的各种教学和训练。

与传统的教学模式相比，该系统给广大的师生带来了巨大的便利，充分体现在以下几个方面：

一.1. 改善教学实训环境，提高导游教学实训水平

教师的教学考评手段和模式，学生的训练方法从根本上得到改变，身处教室之内就可以畅游于名胜古迹、名山大川之间，面对真实场景进行体验式的教与学。系统内置的录播模块非常有利于学生的自我训练和自我提高。

一.2. 提高教学实训效率，增强教学实训效果

教师可以根据教学内容设置调用相应的现实场景、平面图片、DV短片以及文字等资源做补充性教学辅导。将各个旅游景点的历史沿革、文化背景、建筑特征、人文活动、自然风光及形成过程等要素，真实、清晰地展现在学生面前，使学生零距离、多角度地从中汲取营养，正确理解和掌握导游知识、技能和技巧。每个学生均可同时独自在简易的微格中进行现实场景的反复练习，并对训练过程全程录像，不断地进行自我完善，熟练后可以直接进入现实场景，大大缩短从理论到实践的过程。

一.3. 有效降低导游教学及实训成本

导游教学及实训可以全天候，无障碍地在实验室中进行，甚至可以不必组织学生外出，节约了大量的人财物力。三维实景技术、仿真显示技术等先进技术在导游教学实训环节的运用，极大地提高了导游职业教育的科技含量，成为本地乃至全国导游教学实训建设的高科技典范，从而提高学校知名度并吸引大量生员，这样又可以极大地提高设备使用率。

一.4. 保证学生人身安全，降低管理风险

学生不必外出，学校就可以免除因学生外出而派生出来的大量组织管理工作，降低突发风险，从根本上保证师生在一个安全有序的环境内学习和训练。

一.5. 资源库随意添加，教学实训不受时空限制

我们把各个景区景点的三维实景数据库简称资源库，一旦库文件中拥有了某一景区，即可以在任何地方任意时间对它进行教学和训练，完全不受时间和空间的限制，并且，景区景点的图形数据库文件可以根据学校自己的教学需要随时增减，满足与时俱进的教学实训需求。

一.6. 激发学习兴趣，提高综合能力，输出高素质专业人才

模拟导游实验室采用三维实景技术，学生完全是在一个真实场景中学习、训练，不再是传统的死记硬背，从而极大地提高了学习热情和兴趣。它改变教师单向灌输知识的模式，以提高学生实战技能为宗旨，为社会输出合格的高素质专业人才。

一.7. 建设项目功能及作用

（1）虚拟仿真显示系统

仿真显示系统是模拟导游实验室中最引人注目的部分。我们选择显示面积约为9米（宽）×2.6米（高）的超大弧形金属硬幕＋六台工程投影机＋图形管理中心的方式作为该系统构建的主要设备。之所以这样构建，原因有三：一是超大平面幕的用途广泛。几乎所有的教师都可以在多媒体投影教室中熟练教学，超大平面幕的仿真系统保留了这一习惯，除了导游的相关课程可以在这里完成以外，所有的其他专业课程都可以在这里教学。教师熟悉的教学手段、多年的教学经验和教学资料均可最大限度的保留和发挥，显示的内容完全不受文件格式的影响。其二，三通道立体投影拼接显示除了可以建立大背景的虚拟现实环境，还可以进行投影对比教学，或者多图像叠加漫游，这将极大地丰富教师的教学培训手段。其三，这是所有的建设者都要正视的现实：与一般立体环幕的实现方式相比较，三通道立体投影系统整体应用六台投影机，系统建设理念符合当前投影技术发展方向，且综合性价比较高，维护成本相对较低。目前，超大平面幕的建设有正投影和背投影之分，两种投影方式均有无缝和有缝的拼接方式，选择不同的建造方式，投资成本会有较大差异，视觉效果差异也很大。

三通道立体环幕结构简介：三通道立体环幕投影显示系统，其显示方式的优势是：1、沉浸感强，交互性较好；2、立体效果突出，视觉冲击力强。三通道投影系统增大了显示尺寸、拓宽了可感受的视野范围，使得显示的信息量更多了，同时还具有超强的视觉冲击力和让体验者如同融会于屏幕中的沉浸感。它是旅游专业教学、科博馆、展览展示、工业设计、教育培训、会议中心等领域进行图形图像展示、信息播放的最优选择。

（2）中央控制系统

中央控制系统，作用是让使用者在没有经过培训或经过简单培训之后既可完成对整个系统中所有设备的遥控开关和信号切换，无需他人协助，独立完成模拟导游教学训练各环节的操作，这是操作傻瓜化的集中体现。

（3）音响系统

音响系统是数字化旅游模拟实训室的辅助系统，主要解决扩声和录音的问题。可以达到在导游业务授课之外，举办中小型会议，或观看电影效果。各建设单位对实验室的要求不同，设备选型差异也较大，但原则上不建议使用过于专业的音响系统。

（4）模拟导游实景教学训练库

模拟导游实景教学训练库是软件的核心部分，按照景区的不同特点，我们将景区分为自然景观、人文景观和当地景观三大类若干小项。例如自然景观就包括山岳地貌、水体景观和生物景观三个子目录。同时，我们还可以根据用户要求，定制当地景区，景区由用户给出，各省区市要求不尽相同，满足不同用户的需求。库文件资源内容丰富，类型完整，使广大师生能够足不出户就可游历名山大川、古迹名胜之间。同时，该部分还设置有导游图、导游词、学生训练区等辅助模块。通过观摩、了解和学习训练，使学生把握中国各类型典型景观资源的导游讲解途径、方法和知识要点，在最短的时间全面了解景区知识，并能融会贯通、举一反三，缩短顶岗时间，规范导游服务。

一.8. 设备资源共享及对外服务

（1）职业资格鉴定功能

本实训室可以承担我系部分职业资格鉴定的功能，这也将使我系职业资格鉴定基地更加完善。

（2）竞赛功能

本实训室可用于承担省级技能大赛以及旅游管理系每年一度的导游风采大赛，礼仪大赛等技能大赛。

（3）对外服务功能

本实训室建成后，将是河南高校中最先进的模拟导游实训室，我们考虑未来可以利用该实训室进行导游考试培训、开展旅游企业员工培训、还考虑利用先进的设备对河南自治区导游考试的面试方式进行创新，真正实现考试的实景讲解。

3.1. 数字化旅游模拟实训系统建设方案

序号

设备名称

技术参数

数量

单价

合计

6通道多媒体图形融合一体机

★多媒体图形融合一体机在不需要借助第三方设备的前提下本身完成了图形处理输出、图形边缘融合、立体声播放，支持立体影片播放等功能。★直接实现了Windows桌面融合（即：在Windows系统下运行的所有的程序都可以在大屏幕上实现无缝拼接），由于减少了其他中间环节的设备（比如播放机、视频矩阵切换器等）也就降低了整个系统的故障率；★易于操作、运算速度快、故障率低是我们公司图形融合一体机的特性；具体功能如下：

★支持虚拟现实系统显示要求及高清多媒体播放。可处理并输出多路图像信号，组成一个无缝、连续、亮度均匀、色度一致的大画面。例如典型的球幕、柱幕、折幕显示系统。

★2) 单台设备支持1-8通道处理，多台设备可集联使用，处理更多画面。能快捷方便的对不同通道投影画面进行亮度色彩校正，保证亮度均匀、色彩一致，适合各种投影仪。适合于各种软、硬的正投和背投屏幕，能适应不同尺寸形状的屏幕；

3) 单像素几何校正：校正精度为0.1像素，任意屏幕图像均无变形失真，跨幅文字清晰无错位。

4) 对多通道画面进行边缘融合处理，融合效果完美，肉眼看不出投影叠加效果，支持XGA 1024×768，SXGA 1280×1024图像分辨率。

5) 图像处理帧率： XGA不低于 45fps，SXGA不低于30fps。

6) 具有DVI-I型输入输出接口，包含了数字DVI信号和模拟VGA信号通路，兼容DVI-D与VGA信号，支持各种图形工作站和投影机。

7) 画面均匀性好，视角可达170°以上。

8) 各通道精确同步 <1帧。

9) 对于Word、PPT、Multimedia等windows程序，以及DVD/AVI/MPEG/WMV视频文件在多通道环幕上的均匀、连续、无缝播放。

10) 自动色彩平衡：全硬件色彩校正单元设备进行色彩分析对比,自动多通道色彩匹配技术，对显示投影机之间误差（如亮度、色度、色温等）进行高精度运算。独特自动色彩统一机制，色彩失真低于2％，肉眼无法分辨，能在数分钟内完成一个通道的色彩校正，省心省力。

11) 具有融合区重叠像素生成功能，包括生成RGB 信号和来自网络的计算机桌面和窗口等各种类型的图像信号可在高分辨率单一逻辑屏上以窗口方式任意大小、任意位置显示，并可以自由移动、任意缩放、任意叠加显示。

12) 无痕边缘融合：全色彩空间自动融合处理，图像色彩动态变化下看不出融合带，并增加线路信号损耗补偿修正单元。图像融合效果非常完美，肉眼几乎看不到融合带；自动边缘融合操作简单迅速。