中藥學(xué)虛擬仿真系統(tǒng)用來解決什么問題？為什么選擇中藥學(xué)虛擬仿真系統(tǒng)教學(xué)？中藥學(xué)虛擬仿真系統(tǒng)和實訓(xùn)室、實驗室建設(shè)的意義是什么？這些問題總結(jié)歸納如下：
中藥學(xué)虛擬仿真系統(tǒng)解決的問題：
1.認(rèn)知功能——解決從理論知識點到實際工作環(huán)境中應(yīng)用認(rèn)識問題。
2.交互功能——解決實際操作業(yè)務(wù)流程認(rèn)知學(xué)習(xí)的問題。
3.訓(xùn)練功能——解決實際操作技能訓(xùn)練的問題。
4.考核功能——解決技能鑒定問題。
為什么選擇中藥學(xué)虛擬仿真系統(tǒng)：中藥學(xué)虛擬仿真系統(tǒng)是以計算機虛擬現(xiàn)實和三維仿真技術(shù)為核心，利用計算機圖形學(xué)、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使人能夠沉浸在計算機生成的虛擬境界中，使用者能夠通過虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)身臨其境的在虛擬環(huán)境中學(xué)習(xí)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)綜合多種仿真技術(shù)為支撐。在計算機環(huán)境中構(gòu)建的虛擬實驗環(huán)境，使實驗者可以像在真實的環(huán)境中一樣運用各種虛擬實驗器械和設(shè)備，對實驗對象進(jìn)行虛擬操作，完成各種預(yù)定的實驗項目，起到學(xué)習(xí)訓(xùn)練的作用。
中藥學(xué)虛擬仿真系統(tǒng)和實訓(xùn)室、實驗室建設(shè)的意義：通過醫(yī)學(xué)三維仿真模擬技術(shù)建立的仿真模型，不僅增加學(xué)生對知識點了解的興趣，更能將抽象的畫面具體化、形象化，給學(xué)員能夠留下深刻的記憶，也給教師的教學(xué)提供了便利，提高了教學(xué)品質(zhì)和效率。中藥學(xué)虛擬仿真系統(tǒng)可以使學(xué)生通過認(rèn)藥識藥模塊掌握的詳細(xì)知識圖文信息，包括藥材的名稱，科屬、采收加工、主產(chǎn)地和性味歸經(jīng)，對應(yīng)植物形態(tài)的圖片以及飲片，藥材性狀、藥用部位等知識內(nèi)容；也可以進(jìn)行復(fù)雜的綜合知識學(xué)習(xí)如判定藥材真?zhèn)?。教學(xué)實施的過程由簡單到復(fù)雜，使理論教學(xué)與實踐教學(xué)結(jié)合，這對學(xué)員積累臨床經(jīng)驗，培養(yǎng)臨床思維能力是有利的。
（二）系統(tǒng)架構(gòu)
中藥學(xué)虛擬仿真系統(tǒng)部分主要由CGSIMS（Computer Graphics & Simulation）多人協(xié)同引擎平臺及VR內(nèi)容資源平臺解決大數(shù)據(jù)一體化立體顯示、協(xié)同設(shè)計交互功能。CGSIMS可直接實時獲取多種3D輔助設(shè)計軟件數(shù)據(jù)內(nèi)容，無需數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，減少數(shù)據(jù)損壞或丟失；結(jié)合3D立體沉浸式投影系統(tǒng)和交互設(shè)備，虛擬教學(xué)、仿真可視化等交互。
CGSIMS擁有強大的擴展功能，提供了足夠豐富的軟件接口，能夠提供滿足客戶需要的定制化開發(fā)能力，通過對自主核心引擎的編輯，幫助客戶解決在這些領(lǐng)域內(nèi)的問題。中藥學(xué)虛擬仿真系統(tǒng)底層采用CGSIMS核心，加入數(shù)據(jù)層和表現(xiàn)層。數(shù)據(jù)層采用服務(wù)器端sqlserver數(shù)據(jù)庫和客戶端SQLite數(shù)據(jù)庫并行的處理模式。表現(xiàn)層采用多種表現(xiàn)形式并存的模式，投入市場時候根據(jù)客戶需要選擇表現(xiàn)方式，表現(xiàn)方式有：1、3DLED動捕系統(tǒng)相結(jié)合的三維交互式大屏；2、瀏覽器webGL互聯(lián)網(wǎng)模式；3、電教室HTC/Oclus等VR設(shè)備表現(xiàn)；4、Zspce交互式電腦；5、普通電教室普通電腦鼠標(biāo)鍵盤交互模式；
系統(tǒng)硬件部分由顯示系統(tǒng)，圖形工作站系統(tǒng)，人機交互系統(tǒng)等組成，并充分依據(jù)系統(tǒng)可行性，拓展性，穩(wěn)定性進(jìn)行綜合設(shè)計，滿足日常教學(xué)，實訓(xùn)實驗，沉浸體驗等多個環(huán)節(jié)的應(yīng)用。
1、認(rèn)藥識藥
中藥材及飲片鑒別中藥學(xué)虛擬仿真系統(tǒng)，提供不少于350種中藥材的詳細(xì)知識圖文信息，包括藥材的名稱，科屬、采收加工、主產(chǎn)地和性味歸經(jīng)，對應(yīng)植物形態(tài)的圖片以及飲片，藥材性狀、藥用部位等知識內(nèi)容； 系統(tǒng)內(nèi)置搜索引擎，方便進(jìn)行藥材資料的搜索；
2、真?zhèn)舞b別
中藥學(xué)虛擬仿真系統(tǒng)展現(xiàn)真?zhèn)嗡幉蔫b別的詳細(xì)知識點信息，包含真?zhèn)嗡幉牡膱D文信息，其中文字信息需包含：藥材性狀信息，如形狀、尺寸、顏色、表面紋理、質(zhì)地氣味等。 中藥材包含不少于80種真品及其偽品，每種藥材真品圖片2-3張，偽品圖片1-2張，圖片均為高清實拍圖片，圖片分辨率不得低于1000*500，并具有特征說明。
3、顯微學(xué)習(xí)
中藥學(xué)虛擬仿真系統(tǒng)包含不少于以下44種藥材顯微鏡下特征圖文說明： 大黃、牡丹皮、五味子、黃連（味連）、厚樸、補骨脂、甘草、肉桂、小茴香、人參、黃柏、檳榔、當(dāng)歸、大青葉、麻黃、黃芩、番瀉葉、薄荷、白術(shù)、丁香、穿心蓮、半夏、洋金花、豬苓、浙貝母、金銀花、茯苓、天花粉、紅花、珍珠、黃芪、山茱萸、石膏、川貝母（松貝或青貝）、砂仁。 每種藥材都包括詳細(xì)的圖文說明，圖文說明包括藥材的橫切面顯微特征圖以及粉末特征圖。 根據(jù)不同藥材特性，展示的高清顯微圖像要配有文字描述。 所有藥材可按照12類功效分類也可以按照歸經(jīng)分類，方便檢索和學(xué)習(xí)；
4、考核訓(xùn)練
中藥學(xué)虛擬仿真系統(tǒng)考核模塊包含：理論考核和實訓(xùn)考核兩部分構(gòu)成成績，理論考核部分系統(tǒng)從題庫抽題分選擇題和判斷題，進(jìn)行理論知識考核，實訓(xùn)考核包含：內(nèi)置中藥材圖片，藥名、功效等知識信息點。 在練習(xí)模式下學(xué)生可根據(jù)中藥材的模型或圖片填寫藥品名稱和藥品功效，可以驗證對錯； 學(xué)生可根據(jù)中藥材粉末的圖片判定藥材名稱，可以驗證對錯； 學(xué)生可根據(jù)真?zhèn)沃兴幉膱D片判定藥材真?zhèn)危梢则炞C對錯。
自主測試模塊：軟件采用真實藥材三維模型或圖片的方式，通過軟件學(xué)習(xí)藥材的類別、藥材特征、藥材的鑒別等進(jìn)行學(xué)習(xí)和練習(xí)；
5、知識庫（資源庫）
中藥學(xué)虛擬仿真系統(tǒng)知識庫教師端可以上傳各類教學(xué)資源、課件、微課視頻、PPT等。學(xué)生端可以學(xué)習(xí)和下載老師或系統(tǒng)中提供的各種學(xué)習(xí)資料。
中藥方劑近600個方劑的詳解，2200個中成藥詳解。中藥培育技術(shù)詳解160例。
6、VR模塊（3D交互式大屏、Zspce、HTC VIVE）
中藥學(xué)虛擬仿真系統(tǒng)VR模塊是系統(tǒng)硬件支持?jǐn)U展模塊，該模塊支持3D交互式大屏、Zspce、HTC VIVE等硬件環(huán)境，接入對應(yīng)的硬件后啟動VR模式即可用硬件進(jìn)行交互控制。學(xué)校根據(jù)自己的實際應(yīng)用情況來配置硬件環(huán)境，默認(rèn)是電教室普通計算機上鼠標(biāo)鍵盤控制的仿真操作，如果具備條件的情況下后續(xù)購買配置一定的虛擬仿真設(shè)備就可以無縫對接這些設(shè)備。
7、系統(tǒng)管理
中藥學(xué)虛擬仿真系統(tǒng)管理包含：組織架構(gòu)管理：對學(xué)校內(nèi)院系、專業(yè)和班級信息進(jìn)行增刪改查。教師管理：對教師進(jìn)行增、刪、改、查。學(xué)生管理：支持對學(xué)生進(jìn)行增、刪、改、查，批量導(dǎo)入?？荚嚬芾恚嚎己藱?quán)重，分?jǐn)?shù)統(tǒng)計等。系統(tǒng)日志：系統(tǒng)日志方便管理員和老師查看學(xué)生的學(xué)習(xí)記錄情況。
中藥學(xué)虛擬仿真系統(tǒng)，是一個高度集成化的系統(tǒng)。可以實現(xiàn)實驗教學(xué)、課程實訓(xùn)、方案推演、科研、學(xué)生實踐等諸多功能，本系統(tǒng)具備高度開放性，硬件方案采用開放式架構(gòu)，根據(jù)實際應(yīng)用需求可以選配方案中的任意一種或多種設(shè)備進(jìn)行集成應(yīng)用。
3D顯示系統(tǒng)提供良好的人機交互體驗，豐富的軟件硬件接口，讓參與者能夠直接和虛擬世界的三維模型進(jìn)行交互，并提供豐富的交互功能體驗。（3D交互式大屏、Zspce、HTC VIVE）都可以完成不同形式的3D交互式仿真體驗。
包含小間距LED顯示系統(tǒng)，交互系統(tǒng)，圖形圖像渲染系統(tǒng)，U3D立體插件，虛擬教學(xué)軟件平臺及配套系統(tǒng)幾大部分。各個系統(tǒng)子系統(tǒng)通過局域網(wǎng)絡(luò)連接，協(xié)調(diào)作業(yè)滿足虛擬實驗中心的教學(xué)科研任務(wù)要求。
中藥學(xué)虛擬仿真系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如下所示：
2、HTC Vive頭盔硬件支持
HTC Vive借助精準(zhǔn)的移動追蹤和自然的操控手柄手勢，體驗空間定位游戲。借助前置攝像頭，在需要時打量一下真實世界。無需摘下頭戴裝置即可打開應(yīng)用程序和游戲。這是完全的沉浸式虛擬現(xiàn)實體驗。
令人沉醉的耳機音效
一旦佩戴上Vive頭戴式設(shè)備，您將進(jìn)入一個充滿驚喜的世界。您可以自由行走、盡情探索-陪護(hù)人指引系統(tǒng)能確保您在游戲區(qū)域內(nèi)安全無虞。令人驚艷的視圖效果讓您同時感受真實而又夢幻的體驗。
全方位的掌控
高清觸覺反饋和直觀的手勢讓您能夠輕松自然地玩游戲并與虛擬世界進(jìn)行互動。Vive的兩臺無線控制器配備的24個感應(yīng)器使移動暢通無阻，讓您在虛擬現(xiàn)實中獲得前所未有的多樣化體驗。
基站提供助力
由于突破性的基站技術(shù)能幫助頭戴式設(shè)備和控制器在空間中追蹤其準(zhǔn)確位置，您可以借助Vive實現(xiàn)360? 動態(tài)追蹤。自由探索并與虛擬世界互動?？臻g定位虛擬現(xiàn)實讓您處于萬物的中心。
zSpace通過在一體式計算機和筆記本電腦中集成最新的AR / VR技術(shù)，提供了令人驚嘆的交互式體驗。zSpace利用三種感官特性創(chuàng)造出自然直觀的體驗。每個zSpace系統(tǒng)都在顯示屏中內(nèi)置了跟蹤功能。這些傳感器可跟蹤您的zSpace觸筆和眼鏡。當(dāng)您傾斜頭部以環(huán)顧對象時，zSpace會動態(tài)更新以完整，高清顯示正確的視圖。從金屬框架的追蹤眼鏡到輕量級的非追蹤眼鏡，zSpace眼鏡是必不可少的。追蹤眼鏡提供完整的體驗，而非追蹤眼鏡允許同伴加入和參與。zSpace觸筆像鋼筆一樣握持。通過6個自由度，使用者可以在拾取和檢查物體時自然地旋轉(zhuǎn)手腕。觸筆上的按鈕根據(jù)打開的應(yīng)用程序執(zhí)行不同的操作。
