环境与市政工程学院 - 建筑排烟虚拟仿真实验

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一、实验方案设计思路

裤装结构设计的难点在于立裆深度与放松量之间合理的设计关系,一般人都会认为,不管放松量多少,只要立裆深度设计的深点,就能增加穿着的舒适度。其实不然,越合体的服装,立裆深度越要设计在接近裆下,否则会影响到上下楼梯时抬腿受阻,影响到正面直抬腿和侧面直抬腿的活动范围。也就是说裤装的这几项的活动性与立裆深度的设计和放松量的设计有关,但关系如何,也只能凭经验定性的来阐述两者的关系,很难给出确切合理的配合关系,只能靠一次次的试验来找到适配的数据关系,费时、费工、费材料。对于蹲起受阻的影响因素,如果不通过做实验,也会让学生觉得与立裆深度设计的深浅有很大关系,其实关系不太大,关系大的是放松量。

另外,即使学生按各种配合关系来进行结构设计并制作出来,对于有些数据的测量也是不好实现的,比如直劈叉和侧劈叉,一般人到了一定程度就下不去或抬不上去了,大概需要找具有芭蕾功底的模特来试衣才能测出一些高难度动作的数据来。《建筑排烟虚拟仿真实验》方案就是基于这个思路设计出来的。让学生通过虚拟仿真实验直观的看到像在真人身上能做各种动作的试衣效果,让学生能理解不合理的结构设计带来的各问题,经过各种不同参数的实验,能让学生从中找到立裆深度与放松量最佳匹配的结构关系,从而达到少走弯路,能快捷设计并制作出既美观又具活动性好的裤装的目的。不仅能定性,还能定量地来分析立裆深度与放松量之间的设计关系,最终达到提高学生对所学专业的学习热情和兴趣和增加学生灵活设计的能力和信心。

项目建设的必要性:

基于以上的思路,紧跟时代的步伐,加快教育现代化,实现高等教育新工科内涵式发展,更好地服务于裤业的发展,结合我校的办学理念和我院对学生的培养目标,围绕课程体系建设这样一个虚拟仿真实验项目很有必要。不仅能为服装结构设计学的实验提供省时、省功、省材料的实验条件,还能为服装结构设计学和服装卫生功能学的研究提供数据支持。为大数据的建设搭建一个共享平台。还能丰富学生对错误设计的认知,可使学生少走弯路。

河南省纺织服装工业具有较好的历史基础,是河南省重要的传统产业和六大优势产业之一,近年来取得了长足发展,显示出了强劲的发展后劲,已陆续形成了几个比较有特色的产业群:郑州女裤产业群,新密男裤产业群等,像“梦舒雅”、“娅丽达”、“逸阳”、“戈洛瑞丝”、“纽伦”和“新思路”等品牌在河南省乃至全国都是叫的响的品牌,纺织服装是中原工学院龙头专业,建设好这两个专业能更好地服务于当地这个领域,为郑州、为河南的裤业发展助力。

另外也能解决有些活动范围的数据无法通过真人来实现测量的困境。

项目建设的先进性:

1、动态试衣,是具有智能效果的虚拟仿真实验。该仿真实验用的是特制的三维人体模型,基于Unity三维虚拟仿真现实技术进行的虚拟仿真实验,特制的三维人体模型在虚拟的环境里肢体能像真人一样自由活动,包括胳膊能自由抬起,大腿也能像真人一样上下、左右、前后运动,人体自由蹲起和头部自由活动等。人体可以在虚拟环境中实现360度旋转,可以观察不同面的试穿效果,在虚拟环境中进行数据测量时能达到和真实测量基本相同的结果和试衣效果,仿真度高,肢体活动能达到普通人不易达到的范围,解决了有些活动范围的数据在现实实验中测量不到的困境,肢体在活动时系统会自动显示活动的范围值,系统会根据实验者测得的数据显示出数据关系图,不仅定性也能定量来分析两者之间的关系。

2、在虚拟实验中,操作每一步系统都会自动给出评判,实验结论部分的填写通过答题的形式在虚拟环境中完成,系统会根据评分标准来判题,给出得分情况,虚拟实验结束并提交实验报告后,后台会自动给出成绩,并能导出成绩。整个实验过程都是智能的,实验结束成绩就出来了。

二、教学方法:

虚拟仿真+现场实训+探究引导+数据积累

三、评价体系:

通过三维交互界面,学生按照正确的操作步骤在仿真环境中完成整个实验,系统在后台实现对学生操作情况的记录;

学生进入虚拟环境,在每一步的操作过程中都会弹出和实验原理有关的答题,系统会根据评分标准来进行自动评分。通过这种形式来加深学生对所学知识点的理解和掌握。

在实验进行中每测量一个数据并填报,系统都会自动记录得分情况。

学生根据实验测量的数据来分析立裆深度与放松量之间的设计关系,并根据分析结果来做最后的结论答题,系统会根据评分标准来判题,给出得分情况,虚拟实验结束并提交实验报告后,后台会自动给出总的虚拟实验成绩。

在实验进行中每测量一个数据并填报,系统都会自动记录得分情况。

学生根据实验测量的数据来分析立裆深度与放松量之间的设计关系,并根据分析结果来做最后的结论答题,系统会根据评分标准来判题,给出得分情况,虚拟实验结束并提交实验报告后,后台会自动给出总的虚拟实验成绩。

四、传统教学的延伸与拓展:

传统的裤装实验教学是学生依据所学的结构设计原理来进行结构设计。由于受时间、材料和场地等的限制,学生一般都是给自己设计一条裤子并制作出来,有很多学生设计制作出来的裤子都存在各式各样的问题,无法穿用,只有极少数的学生设计制作出来的裤子比较符合设计效果,立裆深度与放松量比较匹配,这非常影响学生的学习热情和积极性。建了这样一个具有开放功能的虚拟仿真实验后,学生可通过网站访问这个实验项目的链接,既可进行虚拟仿真实验操作,不再受场地和时间的限制以及材料的限制,同过对各种数据对应的结构进行动态试衣,能提高学生对错误设计的认知能力和灵活设计的能力,极大地提高了学生对服装结构课程的学习兴趣,充分调动了积极性,取得了良好的教学效果。

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