本文從煤炭安全生產(chǎn)形勢和傳統(tǒng)培訓教學方式存在缺陷入手，引入了虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)在礦井生產(chǎn)仿真系統(tǒng)中的應(yīng)用研究的重大意義。并結(jié)合實際項目對礦井生產(chǎn)仿真系統(tǒng)進行總體設(shè)計、開發(fā)工具選擇，并對具體的實現(xiàn)技術(shù)進行的描述，介紹了利用3DS Max、Maya進行三維模型建模、貼圖和渲染，利用Virtools DEV進行交互設(shè)計和整合，在較短時間內(nèi)開發(fā)了一個較為完整的礦井生產(chǎn)仿真系統(tǒng)，給大家提供了一個虛擬現(xiàn)實仿真軟件實現(xiàn)的較為簡便的方法。
關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實? 礦井仿真? 煤礦安全培訓 Virtools
The Application of Virtual Reality Technology in Mine Production Simulation System
Wang Deyong??? Wu Zilian?? Du Weixin
???? (Pingdingshan Industrial College of technology Pingdingshan Henan?? 467001)
Abstract: This paper, beginning with the situation of safety production in coal mine and the flaws in traditional training and teaching methods, discusses the great significance of the application of virtual reality technology in mine production simulation system. And, combining with the actual project, carries on the systematical design, chooses the developing tools of mine production simulation system, describes the technology concerned, and introduces the technology of making three-dimensional models, pasting charts and applying colors to drawings through 3DS Max, Maya, and making interactive designs and conformity with Virtools DEV. And it finally develops a relatively complete simulation system of mine production in a short time, and provides a simpler method for the fulfillment of virtual reality simulation software.
Key words: virtual reality, mine simulation, coal mine safety training, Virtools?
1、 引言
煤礦生產(chǎn)是在復雜的自然條件下從事煤炭開采，五大自然災(zāi)害時刻威脅著煤礦的安危。煤礦災(zāi)害事故還不能得到有效的控制，給國家和人民的生命財產(chǎn)造成巨大損失。事故發(fā)生原因有煤礦生產(chǎn)自然條件和人的安全意識行為兩個方面的原因，但主要根源在于職工的安全意識淡漠和安全技能素質(zhì)低下。面對嚴峻的煤礦安全形勢（已引起黨和國家領(lǐng)導人的高度重視），目前急需加大科技投入，改變煤礦的不安全狀況。要按照國家有關(guān)法律法規(guī)對職工的生產(chǎn)行為進行規(guī)范，加強煤礦安全技術(shù)培訓工作，強化職工安全意識。礦井生產(chǎn)仿真系統(tǒng)開發(fā)，主要是為提高職工安全培訓效果，是整個學習培訓過程更加生動有效。
目前我國煤礦行業(yè)安全培訓模式和培訓手段仍然處于落后狀態(tài)，沒能跟上科技進步的步伐。培訓手段是決定教學效果的重要因素，傳統(tǒng)的培訓方式存在的缺陷：
課堂理論教學：內(nèi)容抽象、枯燥、理論與現(xiàn)場脫節(jié)、培訓效果差；
實驗教學(主要指模型教學)：成本高.教學效果不明顯.不易于煤礦企業(yè)自行開展周期性的培訓工作；
電化教學：缺乏雙向交流.教學手段單一，教學效果一般，很多場面無法真正實現(xiàn)。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)是二十世紀末才興起的一門嶄新的綜合性信息技術(shù)，它融合了數(shù)字圖像處理、計算機圖形學、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)等多個信息技術(shù)分支。它生成的視覺環(huán)境是立體的、音效是立體的，人機交互是和諧友好的。它能夠創(chuàng)建與現(xiàn)實社會類似的環(huán)境，從而能夠解決學習媒體的情景化及自然交互性的要求，在教育領(lǐng)域內(nèi)有著極其巨大的應(yīng)用前景，可以預(yù)言，虛擬現(xiàn)實技術(shù)將是繼多媒體、計算機網(wǎng)絡(luò)之后，在教育領(lǐng)域內(nèi)最具有應(yīng)用前景的“明星”技術(shù)。
使用計算機虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)構(gòu)建礦井生產(chǎn)仿真系統(tǒng)能極大地提高安全培訓的成效，意義重大。