嚴瀚林 陳有祿 楊新田 蘭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院

虛擬增強現(xiàn)實技術(shù)是將圖像、音視頻、文字等數(shù)字信息通過虛擬與現(xiàn)實信息疊加，形成三維交互式立體畫面，使用戶在真實環(huán)境中與數(shù)字對象進行交互的技術(shù)，這項技術(shù)以其沉浸性、生動性、可視性的體驗、無縫交互等獨特的教育特性。焊接技術(shù)與自動化專業(yè)在教學(xué)過程中理論教學(xué)與實操教學(xué)需要很好的有機結(jié)合才可達到教學(xué)要求，但是在理實一體化課堂中，學(xué)生施焊危險性較高、耗材較多、操作時間較少、部分知識較難觀察，不能很好焊接保證教學(xué)質(zhì)量，如果將虛擬增強現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到焊接專業(yè)建設(shè)中可以實現(xiàn)焊接學(xué)習(xí)情境可視、焊接抽象概念形象具體、豐富學(xué)習(xí)資源、多媒體數(shù)據(jù)生動教學(xué)內(nèi)容、虛擬和現(xiàn)實對比實現(xiàn)思維方式高階化、將知識豐富優(yōu)化認知負荷。

1 虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用與特點

虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)是一種基于現(xiàn)實場景的功能實現(xiàn)與為達到對現(xiàn)實場景功能實現(xiàn)增強的虛擬數(shù)據(jù)實現(xiàn)功能性結(jié)合的一種技術(shù)?，F(xiàn)實場景的特定時空條件下原本存在的實際存因為各方面的局限性而人體不能全部收集到所有需要的信息，但虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)可以將人體能夠接收的信息量增大，將更多的視覺、聽覺、味覺、觸覺等方面的信息，通過三維設(shè)計軟件、模擬仿真、數(shù)據(jù)平臺搭建等技術(shù)，將虛擬信息投影到真實世界，被人所感知，同時達到超出現(xiàn)實的感官體驗，能夠?qū)崿F(xiàn)把真實的場景和虛擬添加的信息實時地疊加到同一個畫面或空間存在。

1.1 虛擬增強現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用

虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)總體具有三大技術(shù)特征，實時交互性、虛擬與現(xiàn)實相結(jié)合、三維注冊（也叫三維配準），其中三維注冊是虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)最重要的特征。例如，三維注冊是主要強調(diào)計算機生成物和現(xiàn)實場景的對應(yīng)與疊加的關(guān)系，計算機生成物（虛擬存在）的三維坐標系和現(xiàn)實環(huán)境的空間坐標必須重合，并且虛擬存在的尺寸必須現(xiàn)實場景中的尺寸達到1：1的完美融合。

虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)的實現(xiàn)目前主要是通過Maya、solidworks、3D Max等3D建模渲染軟件，以及Unity3D軟件平臺搭建數(shù)據(jù)平臺，再使用計算機、目鏡、手柄等硬件系統(tǒng)構(gòu)成AR技術(shù)使用平臺。下面以使用Unity3D、Maya、計算機、目鏡、手柄等硬件系統(tǒng)搭建實現(xiàn)CO2保護焊增強現(xiàn)實實操系統(tǒng)為例，簡單介紹虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用。

傳統(tǒng)CO2保護焊實操過程中，由于弧光較強學(xué)生在施焊過程中對于弧光觀察不夠，而且對于剛開始練習(xí)的學(xué)生對電弧電壓掌握不夠，還有可能存在不規(guī)范、不安全的操作。使用虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)在實操中進行以下兩方面的現(xiàn)實增強：設(shè)置安全規(guī)范操作要求、提示、及矯正；在施焊過程中仿真弧光及熔滴過渡方式，可以實現(xiàn)學(xué)生以第一人稱方式對焊接參數(shù)的不同引起的焊接聲音、飛濺、弧光、過渡方式、焊接質(zhì)量不同的理解，可以很好讓學(xué)生在實操過程中規(guī)范安全操作，同時也可以提升教學(xué)效果，節(jié)約教學(xué)資源。

在此基礎(chǔ)上，CO2保護焊增強現(xiàn)實實操系統(tǒng)的搭建內(nèi)容和思路為：

(1）搭建課程體系，設(shè)計教學(xué)目標，提煉CO2保護焊實操過程中的知識要點、難點，分析學(xué)生預(yù)期學(xué)習(xí)達到的效果。教學(xué)目標設(shè)計決定了增強現(xiàn)實的實現(xiàn)過程中具體內(nèi)容要求、效果要求和引用的技術(shù)手段。

(2）構(gòu)建3D模型及工位。在場景設(shè)計方面，使用Maya軟件嚴格按照1：1的比例對教學(xué)過程中實操工位進行場景建模布景，提升沉浸效果。1：1比例對CO2保護焊供氣、送絲、焊機、線纜、焊槍建模以及渲染。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)CO2保護焊實操教學(xué)目標要求的各個學(xué)習(xí)單元沉浸式學(xué)習(xí)效果，完成第一人稱控件設(shè)計、各個學(xué)習(xí)單元響應(yīng)模式及效果設(shè)計。

(3）音頻錄制。項目擬設(shè)計使用3Dio公司的Free Space系列ProⅡ雙耳音頻麥克風(fēng)雙耳音頻的錄制。要達到一個健康人實際通過聽覺感受現(xiàn)實世界環(huán)境的方式來捕捉聲場的效果，是將兩只萬向麥克風(fēng)背對背放置，相互間距離約為17.78厘米（模擬成）雙耳間的距離，3Dio公司的Free Space系列ProⅡ雙耳音頻麥克風(fēng)雖然不是安裝在仿真頭型內(nèi)，忽略了頭部形狀，但保留了反向?qū)ΨQ心耳。兩只耳朵安裝在兩個圓盤上，相距約17.78厘米，模擬成人雙耳的間距，從而可以用于完整體驗與頭部相關(guān)的傳遞函數(shù)和雙耳聽覺，能夠到學(xué)生能夠完全沉浸在虛擬教學(xué)環(huán)境中的要求。項目擬使用未壓縮的WAV音頻文件，達到保真效果。

（4）開發(fā)虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)學(xué)習(xí)軟件平臺。這部分為本課非常重要的一部分，決定學(xué)生能否良好沉浸在學(xué)習(xí)過程中。學(xué)生實操過程的學(xué)習(xí)過程可以完全看成學(xué)生以第一人稱場景（first—person shooter）在進行某款游戲操作，每一個單元的學(xué)習(xí)也可以認為是某一游戲關(guān)卡的通過。所以在平臺開發(fā)過程中，需要選擇功能齊全、可視化、可多平臺部署的編輯器。在項目中擬使用Unity3D現(xiàn)代游戲引擎。該引擎具有非常不錯的3D渲染、友好的可視化工作流程，支持多維度跨平臺，加入了自定義的教學(xué)藝術(shù)資源、自定義交互代碼，實現(xiàn)焊接工位、模擬的物理操作系統(tǒng)，法線貼圖，屏幕空間環(huán)境光遮蔽，學(xué)習(xí)單元各個部分的動態(tài)陰影等。編輯語言使用強類型的C#。開發(fā)沉浸式學(xué)習(xí)平臺具體研究內(nèi)容有：

構(gòu)建第一人稱置身的3D實訓(xùn)工位。建立空間，創(chuàng)建地板和內(nèi)部墻體；設(shè)置燈光與攝像機；導(dǎo)入實操過程中各個學(xué)習(xí)單元的3D模型；編寫移動及觀察周圍組件腳本。構(gòu)建第一人稱控件 ：響應(yīng)按下焊機、氣閥、檢氣、送絲機等的各項功能鍵，設(shè)置獨立于計算機運行速率的運動速率、使用CharacterController應(yīng)用接觸檢測和反饋。

在3D空間添加系統(tǒng)控制組元。在增強現(xiàn)實學(xué)習(xí)平臺添加交互的手柄。交互的手柄作用有三部分。一是用來焊接系統(tǒng)各類按鈕的功能實現(xiàn)；二是用來作為學(xué)生選取某個特定實操學(xué)習(xí)單元的命令發(fā)射器；三是作為CO2焊接系統(tǒng)的焊槍。

通過游戲中射線射擊的效果，學(xué)生可以使用手柄作為焊槍進行施焊。學(xué)生也可以同學(xué)手柄，選擇其他操作學(xué)習(xí)單元。在創(chuàng)建學(xué)習(xí)單元預(yù)設(shè)后，產(chǎn)生學(xué)習(xí)單元預(yù)設(shè)。當(dāng)學(xué)生在進入沉浸式學(xué)習(xí)中，我們將創(chuàng)建學(xué)習(xí)單元編寫腳本，使它相應(yīng)學(xué)生對學(xué)習(xí)目標單元的單獨選取。在使用手柄過程中，使用射線發(fā)射原理發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)單元中設(shè)備或者系統(tǒng)，利用ScreenPointToRaylai“發(fā)射”，并為準心和擊中點的單元點或者設(shè)備添加可視化提示。

使用基本漫游AI，實現(xiàn)電信號的轉(zhuǎn)移視覺效果，學(xué)生可跟蹤電信號轉(zhuǎn)移進入其他學(xué)習(xí)單元。

為沉浸式學(xué)習(xí)平臺創(chuàng)建美術(shù)資源。構(gòu)建3D場景的同時使用2D圖像給場景貼圖，在重要的學(xué)習(xí)單元中創(chuàng)建HUD，插入屏幕文字，顯示學(xué)生需要記憶、理解的重要知識點。

建立焊接模擬系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。一般需要使用Access建立數(shù)據(jù)庫，同時數(shù)據(jù)庫要可以基于Unity3D平臺的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)可以成功調(diào)用，需要實現(xiàn)兩個條件：一是要在本地電腦上配置ODBC數(shù)據(jù)源，同時需要數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)模板的存儲地址與Unity3D訪問地址關(guān)聯(lián)；二是在Unity3D平臺編寫相關(guān)程序及腳本。

使用Unity粒子系統(tǒng)創(chuàng)建施焊過程中電弧變化、熔滴過渡方式、飛濺等的視覺效果。

導(dǎo)入WAV音頻文件并實現(xiàn)代碼觸發(fā)音效或者音頻。因為Unity在導(dǎo)入音頻后會壓縮音頻，所以通常應(yīng)該選擇WAV文件格式。

整合各個部分，搭建沉浸式教學(xué)平臺開發(fā)總體的沉浸式學(xué)習(xí)平臺結(jié)構(gòu)，通過控制任務(wù)流來處理學(xué)生學(xué)習(xí)過程中各個單元學(xué)習(xí)進度。

將平臺構(gòu)建到Windows PC上。

（5）體驗論證。在沉浸式學(xué)習(xí)平臺建成以后，項目團隊進行體驗論證。該論證主要論證項目實現(xiàn)的交互、視覺、聽覺效果與預(yù)期設(shè)計的教學(xué)目標契合程度；沉浸式學(xué)習(xí)系統(tǒng)本身給學(xué)生帶來的不適感程度。

1.2 虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)在焊接職業(yè)教育中的研究應(yīng)用現(xiàn)狀

1.2.1 在國內(nèi)研究應(yīng)用現(xiàn)狀

在國內(nèi)搭建實訓(xùn)平臺方面，由天津大學(xué)提出的一種基于虛擬現(xiàn)實觸感技術(shù)而開發(fā)的電弧焊訓(xùn)練系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠通過觸感反饋裝置測量焊縫長度，通過焊槍角度、焊接速率、電弧電壓進行即時檢測來調(diào)用焊接系統(tǒng)來形成相應(yīng)的焊縫或者焊接軌跡，該系統(tǒng)還能實時向施焊人員反饋，使得施焊水平得到提升。

由裝甲兵技術(shù)學(xué)院開發(fā)了一個用于焊條電弧焊仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用了軟件、交互技術(shù)、光電傳感技術(shù)實現(xiàn)了對焊接過程中運條軌跡、施焊速率、焊槍角度以及弧光等十幾項施焊參數(shù)等模擬。

在建立虛擬現(xiàn)實焊接系統(tǒng)方面。目前已有技術(shù)支撐建立虛擬現(xiàn)實焊接系統(tǒng)，其中一部分是普通存在的主要是用來開展實際焊接任務(wù)并通過攝像機實時觀測熔池信息的焊接機器人操作系統(tǒng)的UR－5焊接機器人，該機器人有六個自由度，手臂末端裝有GTAW焊槍和攝像機；另一部分為虛擬焊接系統(tǒng)，由投影儀將攝像機拍攝到的熔池實時投射到虛擬工件上，焊工可以根據(jù)熔池狀態(tài)及時調(diào)整虛擬焊槍的運行速度，同時傳感器還可以監(jiān)測焊槍的運動情況，并通過以機器人語言控制機器人機械臂運動。

1.2.3 在國外研究應(yīng)用現(xiàn)狀

VRTEX360焊接模擬教學(xué)系統(tǒng)是由德國林肯電氣開發(fā)處出用于輔助加強傳統(tǒng)焊接培訓(xùn)方式的教學(xué)培訓(xùn)工具，支持全位置施焊。值得學(xué)習(xí)的是該系統(tǒng)中的專用焊槍和支架的力學(xué)反饋，讓模擬更真實。另外，設(shè)備中的磁定位系統(tǒng)可以精準評判施焊人員對工藝的操作規(guī)范程度，促進和改進焊接技能和焊接身體姿勢向高質(zhì)量和高效率方向轉(zhuǎn)換，同時相比傳統(tǒng)焊接培訓(xùn)大大減少材料浪費，是同類最佳的高端焊接培訓(xùn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)經(jīng)專門設(shè)計可在簡單易用且吸引人的焊接培訓(xùn)工具中提供功能全面擴展式平臺。對于基礎(chǔ)至高級焊接培訓(xùn)有極高效率，并且對于員工可以進行深層次的技能評估和實時打分，讓公司能對現(xiàn)有焊工的技能有一個指導(dǎo)性的評估，然后根據(jù)評估設(shè)計出針對每一個焊工的焊接方法和工藝技能培訓(xùn)，使得工廠所有焊接工人的工藝方法完全統(tǒng)一，提高焊接質(zhì)量。

2 虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)與焊接技術(shù)與自動化專業(yè)建設(shè)

在焊接教學(xué)中，將知識、技能能夠在安全、節(jié)能、形象、直觀的情況下讓學(xué)生學(xué)習(xí)到知識、技能是最理想的狀態(tài)。但是，對于職業(yè)院校的學(xué)生在學(xué)習(xí)手工焊接實操技能過程中，對于初學(xué)者的安全規(guī)范操作不足，由于弧光刺眼，對電弧與熔滴過渡的狀態(tài)及對焊接熔池觀察不足，焊槍角度把握不夠，影響了學(xué)生實操學(xué)習(xí)效果，同時還存在安全隱患。如果將虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到實操教學(xué)中，就可以及時提醒學(xué)生規(guī)范操作，對學(xué)生焊接姿勢及時提醒調(diào)整，實時調(diào)用焊接數(shù)據(jù)展現(xiàn)熔滴過渡方式及焊接熔池狀態(tài)，這樣不僅提升了教學(xué)質(zhì)量，而且節(jié)約了能耗。當(dāng)然，焊接變形處理、焊接結(jié)構(gòu)失效、焊接電源學(xué)習(xí)等知識的教學(xué)虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)都可以作為教學(xué)手段，提升教學(xué)效果。如果將從專業(yè)建設(shè)角度應(yīng)用虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)，焊接技術(shù)專業(yè)與自動化專業(yè)建設(shè)將有很大的提升。

2.1 焊接技術(shù)與自動化專業(yè)建設(shè)和虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)

合理配置職業(yè)教育資源，優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)體系，推行一體化、多樣化教學(xué)。在專業(yè)課程改革中，需要將焊接專業(yè)課程建設(shè)所需資源整合配置合理。同時，在專業(yè)核心課程的基本知識框架和體系中，以成果為導(dǎo)向，緊跟企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)要求，產(chǎn)教融合，利用虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)，選擇最優(yōu)教學(xué)手段，設(shè)計教學(xué)過程，實現(xiàn)實訓(xùn)先模擬練習(xí)掌握基本操作要領(lǐng)，后實際施焊的模式，提高焊接理論教學(xué)效率，提高焊接實訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量及時效性。

不斷深化焊接技術(shù)與自動化專業(yè)教學(xué)改革，教學(xué)大綱、教學(xué)計劃、教材等開展將虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)綜合應(yīng)用的綜合研討，以提升學(xué)生理論應(yīng)用能力，提高創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)意識，養(yǎng)成新時代中國工匠為培養(yǎng)目標的一體化課程體系的建設(shè)。依據(jù)《國家職業(yè)教育改革實施方案》以及國家焊工職業(yè)標準及職業(yè)能力要求，確立教學(xué)標準與目標，精化教材主體內(nèi)容，利用虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)優(yōu)勢，構(gòu)建合理完善的教學(xué)體系。依據(jù)焊接生產(chǎn)化、工程化的特點，綜合性重視工程識圖制圖、焊接基礎(chǔ)知識、材料焊接性知識、焊接設(shè)備基本知識、工業(yè)機器人基礎(chǔ)等基本理論與實踐綜合的教學(xué)，其中焊機的維修，焊接產(chǎn)品分析，焊接熔池的觀察，焊接機器人的接線原理，焊接參數(shù)對焊接質(zhì)量、熔滴過渡、焊接飛濺的影響等學(xué)習(xí)抽象，并且觀察學(xué)習(xí)因各種因素較困難知識點可以利用虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)較好實現(xiàn)教學(xué)效果，同時虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)的利用還可以在教學(xué)中實時、形象的開展安全意識、規(guī)范及職業(yè)守則的職業(yè)道德教學(xué)。在虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)使用中，還要根據(jù)教學(xué)目標要求，注重技能提升，保障學(xué)時。

重視創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)與虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)融合，優(yōu)化教學(xué)手段，加強實訓(xùn)教學(xué)。教師需要不僅需要較強的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)能力，還要利用先進技術(shù)，具有使用豐富教學(xué)手段的能力。創(chuàng)新教育教學(xué)手段，以項目式教學(xué)為主導(dǎo)，融合理論和操作技能教學(xué)情境，推行虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)使用在“理實一體化+工程化培訓(xùn)一體化”課程中。

虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)可以將零散的大量的知識融合到項目學(xué)習(xí)中通過語音推送、2D貼圖、粒子效果渲染等現(xiàn)實增強技術(shù)，建立學(xué)生能夠在基礎(chǔ)理論、技術(shù)、前沿的理論課程與制造技術(shù)、質(zhì)量管理、焊后熱處理課程相結(jié)合的完善教學(xué)體系中學(xué)習(xí)。

在虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)使用中，重視實際操作技能貼近生產(chǎn)教學(xué)，推行小班教學(xué)，加強焊接生產(chǎn)的教學(xué)環(huán)境建設(shè)，提高學(xué)生主體的教學(xué)效果。

針對典型焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)，將不同的手工焊接方法、半自動焊、自動焊協(xié)同應(yīng)用，可以通過虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)提供不同焊接實施方案為學(xué)生提供進行復(fù)雜焊接工藝生產(chǎn)練習(xí)的機會。

將虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)與虛擬現(xiàn)實、大數(shù)據(jù)、5G技術(shù)、多媒體等手段多樣化應(yīng)用，提升教學(xué)效率。

重視教學(xué)效果反饋，發(fā)現(xiàn)教學(xué)現(xiàn)狀，從專業(yè)建設(shè)的角度進行教學(xué)反思，修正教學(xué)方法與策略，提升教學(xué)滿意度。

鼓勵學(xué)生在虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)進行專業(yè)知識基礎(chǔ)上進行技能創(chuàng)新創(chuàng)造，參加技能大賽，鼓勵學(xué)生積極參加資格考試，多方位提升學(xué)生學(xué)習(xí)熱情以及知識技能應(yīng)用能力，提升學(xué)生將新技術(shù)使用到焊接中。

重視學(xué)生主體地位，虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)指導(dǎo)學(xué)生分層學(xué)習(xí)。項目式教學(xué)中需要突出學(xué)生主體地位，針對職業(yè)院校學(xué)生特點，根據(jù)學(xué)生的差異設(shè)計分層教學(xué)方案，學(xué)生在學(xué)習(xí)中可以通過虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)進行學(xué)習(xí)項目分層選取。分層教學(xué)中，教學(xué)目標、技能水平、成績考核上，可以細分考核點，合理安排教學(xué)重點難點，提升學(xué)生水平的同時提升學(xué)生獲得感。重視優(yōu)化考核指標，項目中細分的考核點，突出開放性和應(yīng)用性，為不同層次學(xué)生得到相應(yīng)能力提升。同時，結(jié)合職業(yè)教育課程考核方式要多樣化，從平時成績、實操效果、課堂表現(xiàn)、項目成果等多方面考核，強調(diào)使用虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)對學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣和職業(yè)能力、創(chuàng)新意識的培養(yǎng)以及提高。

重視“雙師型”教師隊伍培養(yǎng)，提升教師生產(chǎn)性教學(xué)指導(dǎo)水平。專業(yè)建設(shè)需要以焊接專業(yè)的操作技能為主線，重視教師職業(yè)技能和專業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)，同時拓寬專業(yè)教師引進和聘用方式。鼓勵教師進入企業(yè)積累專業(yè)經(jīng)驗、學(xué)習(xí)前沿理論和技術(shù)的同時，要求教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)理念提升教學(xué)手段多樣化的駕馭能力，積極學(xué)習(xí)增強現(xiàn)實技術(shù)，培養(yǎng)出跨領(lǐng)域多技能的專業(yè)教師。

2.2 虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)在焊接技術(shù)與自動化專業(yè)建設(shè)中需要解決的一些問題

虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)在職業(yè)教育領(lǐng)域有著驚人的應(yīng)用潛力，在教育領(lǐng)域最早期也最成功的應(yīng)用是培養(yǎng)特定的實踐類型的技能，如教授特定技術(shù)勞工知識、焊接培訓(xùn)、噴漆培訓(xùn)等。虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域大有可為，但在多數(shù)應(yīng)用中，僅提供一定的商業(yè)用途的配置技術(shù)，但是在職業(yè)教育的方法藝術(shù)和科學(xué)上，虛擬與增強現(xiàn)實技術(shù)在焊接技術(shù)與自動化專業(yè)建設(shè)方面需要熟悉新技術(shù)或者接受過培訓(xùn)的老師以及安排嚴謹?shù)恼n程配置，以及充實的硬件及技術(shù)發(fā)展成熟程度。

沉浸式顯示體驗往往面臨著核心延時問題，即體驗者發(fā)起動作之后經(jīng)過計算位置和方向計算，應(yīng)用程序控制，畫面?zhèn)鬏?，目鏡顯示來完成體驗。這個過程中存在延時問題，這種延時是因為信號處理、傳輸以及關(guān)鍵系統(tǒng)元件的同步延遲，是一項關(guān)鍵性能和適用性標準方面用戶動作與系統(tǒng)響應(yīng)間的延時長短。使用增強現(xiàn)實目鏡往往會產(chǎn)生視覺誘發(fā)暈動，這種延時會降低用戶的沉浸感、身體表現(xiàn)、低臨場感、和舒適程度，目前將這種現(xiàn)象稱為視覺誘發(fā)暈動癥（VIMS）。在體驗中延時不可能完全消除，而且還取決于具體位置傳感器、CPU功能、顯示器類型、以及畫面復(fù)雜度。焊接過程中，即時性非常關(guān)鍵，如觀察弧光、熔滴過渡等過程中如果延時較大，會嚴重影響焊接質(zhì)量以及用戶的體驗，因此，焊接技術(shù)與自動化專業(yè)對虛擬增強現(xiàn)實設(shè)備的應(yīng)用要求較高。

目前，虛擬增強現(xiàn)實技術(shù)商業(yè)用途較多，但是將這項技術(shù)應(yīng)用到焊接技術(shù)與自動化專業(yè)建設(shè)中去，就需要焊接專業(yè)人才和虛擬增強現(xiàn)實專業(yè)人才聯(lián)合開發(fā)，焊接材料、焊接方法、焊接參數(shù)的不同就要有焊條運條軌跡模擬、施焊速度、焊槍角度以及弧光等十幾項施焊模擬來支撐，開發(fā)周期長，成本較高，對于一所院校專業(yè)來說，這種建設(shè)費用過高，較難完成。如果將開發(fā)商業(yè)化，多所高校共同使用，可節(jié)省成本也可使資源有效利用。

3 結(jié)語

新時代，我國的虛擬增強現(xiàn)實技術(shù)在職業(yè)教育中進行系統(tǒng)性的應(yīng)用尚處于起步階段，且在職業(yè)教育中的應(yīng)用還未普及，但是通過院校開展虛擬增強現(xiàn)實相關(guān)通識課程、強化學(xué)校虛擬增強現(xiàn)實硬件配置和軟件開發(fā)條件、提升教師虛擬增強現(xiàn)實應(yīng)用能力、校企合作構(gòu)建“虛擬增強現(xiàn)實技術(shù)—專業(yè)建設(shè)”生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈，由學(xué)生、教師、教學(xué)資源、成本控制等多個方面一同發(fā)力，促進虛擬增強現(xiàn)實技術(shù)與焊接技術(shù)與自動化專業(yè)職業(yè)教育建設(shè)有機深度融合，使焊接技術(shù)與自動化專業(yè)建設(shè)信息化邁上一個新的臺階，從而培養(yǎng)出更多更好的高端技能型人才。