CN110942519A - 一种计算机组装虚拟实验系统及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种计算机组装虚拟实验系统及其方法，所述计算机组装虚拟试验系统包括模型生成模块、界面显示模块、虚拟实验教程模块、虚拟实验操作模块和实验评价模块。用户在操作过程中，可以通过观察各交互界面所显示的内容，获知当前的操作深度，也可根据自身对实验操作的掌握情况，跳转不同的层级交互界面，浏览观看实验演示或进行实验操作，并查看截止当前的实验操作的评价及计分，提高了计算机组装虚拟实验系统的交互体验；能够让用户及时掌握自身在计算机组装虚拟实验操作中的操作情况，从而使得用户可从实验评价中总结实践经验，快速地掌握计算机组装操作的主要技能。本发明广泛应用于多媒体技术领域。

Description

一种计算机组装虚拟实验系统及其实现方法

技术领域

本发明涉及多媒体技术领域，尤其是一种计算机组装虚拟实验系统及其实现方法。

背景技术

在传统的《微机系统组装》课程教学中，课堂实验由于机房场地和机器数量的限制，提供给学生的装机机会十分有限，学生需自行在课后进行大量的实践练习才能掌握相关技能。另一方面，由于计算机组装过程的硬件部件类型多、组装步骤较复杂，在课堂实验中教师很难同时对多名学生的装机操作进行实时考核和评价，学生也不能及时地了解自己的实验操作是否完全正确。此外，由于大部分学生在课堂实验中都是初次接触计算机的硬件拆装，在操作过程中极易出现机器损坏等情况，而实验机器的损坏将会影响教学活动的正常开展。现有技术在计算机组装方面的虚拟实验进行开发及应用并不多见，类似的虚拟实验系统开发多见于汽车维修培训、电工培训等方面。

现有的虚拟实验系统技术包括：

公开号为CN106228851A的专利文件所公开了一种汽车拆装的虚拟现实培训方法，该方法首先对汽车的各个部件进行三维建模，并将每个模型进行标注；然后按模型的标注顺序在电脑上演示汽车部件的组装或拆解过程，以供用户观摩和学习；该方法在演示过程中，可以对当前部件进行变色显示以及旋转显示，让用户能全面的观察和了解当前部件。

公开号为CN107292966A的专利文件所公开了一种沙盒式自由组装方法及应用，该方法可以根据预先设定，让用户将不同的功能部件加挂到基础部件上，得到不同的组装角色，以实现用户自由组装游戏角色的目的；其中，用户可以通过鼠标或触屏，对功能部件进行移动或旋转，并且还可以通过键盘、鼠标或虚拟键，对组装角色进行移动、射击或PK动作；该方法能提供给用户较丰富的交互体验。

公开号为CN108492661A的专利文件公开的一种三维虚拟实验培训系统，用于电工的技能培训，该系统基于Unity 3D软件开发实现，不仅可以演示拆装设备的教程，还允许用户操作虚拟的三维模型进行设备拆装和维修的实践；该系统还存储了电工培训中各场景下的标准操作，用于比对用户的实践操作并进行评分考核。

上述专利文件为现有的虚拟实验系统，但其主要缺点在于：(1)在拆装过程中，硬件模型的移动基本仅依靠鼠标、键盘或触屏等单一的交互方式进行操作，不能通过多种(两种及以上)交互方式联合进行硬件模型的精确移动和定位；(2)用户在虚拟实验中，一般需借助触屏设备才能自由控制实验场景的旋转角度、大小等变化；在仅有键盘、鼠标的情况下，用户通常难以对实验场景进行自由的旋转、缩放等操作；(3)没有专门针对计算机组装的虚拟实验而设计的评分标准，用户不能及时了解自己在虚拟组装计算机的过程中是否存在操作错误。

术语解释：

虚拟实验：借助于多媒体、仿真和虚拟现实(Virtual Reality，VR)等技术在计算机上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境，实验者可以像在真实的环境中一样完成各种实验项目，所取得的实验效果等价于甚至优于在真实环境中所取得的效果。

计算机组装：用户在电脑使用前将电脑硬件(包括：主板、CPU、内存、硬盘，等)组装成可工作的电脑的过程。

发明内容

为了解决至少一个上述技术问题，本发明的目的在于提供一种计算机组装虚拟实验系统及其实现方法。

本发明所采取的技术方案是：一方面，本发明实施例包括一种计算机组装虚拟实验系统，包括：

模型生成模块，用于根据计算机主机各硬件的材质图以及计算机机箱的材质图，生成计算机主机各硬件和计算机机箱的三维模型；

界面显示模块，用于提供多个分别具有各自层级的交互界面，并对各所述交互界面择一显示；各所述交互界面中分别显示跳转按钮，所述跳转按钮用于触发对交互界面的跳转显示；

虚拟实验教程模块，用于按照被选择的教程内容，调取文字教程数据、图片教程数据或视频教程数据加载到一个所述交互界面中进行展示或播放；

虚拟实验操作模块，用于检测交互操作信号，所述交互操作信号包括移动信号、旋转信号和缩放信号，根据检测到的信号，实行相应的计算机组装虚拟实验操作；

实验评价模块，用于对所述计算机组装虚拟实验操作进行评分及反馈错误。

进一步地，所述模型生成模块用于利用3D建模工具制作得到计算机主机各硬件和计算机机箱的三维模型，将所述三维模型和计算机主机各硬件的材质图以及计算机机箱的材质图导入Unity 3D软件中，并设置所述三维模型的物理属性。

进一步地，所述界面显示模块包括：

第一界面显示单元，用于显示第一层级交互界面；所述第一层级交互界面中包括实验名称信息，所述第一层级交互界面中所显示的开始按钮用于触发对相应第二层级交互界面的跳转显示；

第二界面显示单元，用于显示第二层级交互界面；所述第二层级交互界面中包括实验演示图标和实验操作图标，所述实验演示图标和实验操作图标分别用于触发对相应第三层级交互界面的跳转显示；所述第二层级交互界面中所显示的退回按钮用于触发退出系统程序的跳转显示；

第三界面显示单元，用于显示第三层级交互界面；所述第三层级交互界面包含相互平行的第一子界面和第二子界面，其中所述第一子界面是由所述第二层级交互界面中的所述实验演示图标触发显示出来的，所述第一子界面中包括显示硬件名称按钮、实验演示按钮和返回按钮，所述硬件名称按钮用于触发显示相应硬件的图片说明教程内容和文字说明教程内容，所述实验演示按钮用于触发播放计算机各硬件组装成计算机的完整视频教程，所述返回按钮用于触发返回第二层级交互界面的跳转显示；所述第二子界面是由所述第二层级交互界面中的所述实验操作图标触发显示出来的，所述第二子界面用于显示虚拟实验台和由所述模型生成模块生成的计算机各硬件和计算机机箱的三维模型，所述第二子界面中显示的按钮包括操作方法按钮、提交按钮和返回按钮，所述操作方法按钮和提交按钮分别用于触发对相应第四层级交互界面的跳转显示，所述返回按钮用于触发返回第二层级交互界面的跳转显示；所述第三层级交互界面用于模拟真实组装计算机的过程，并在虚拟实验台上对计算机的各硬件进行组装。

第四界面显示单元，用于显示第四层级交互界面；所述第四层级交互界面包含相互平行的第三子界面和第四子界面，其中，所述第三子界面是由所述第三层级交互界面中的操作方法按钮跳转显示出来的，所述第三子界面显示用文字描述的所述计算机组装虚拟实验的所有实验步骤和操作要点；所述第四子界面是由所述第三层级交互界面中的提交按钮跳转显示出来的，所述第四子界面显示用文字描述的截止至当前的计算机组装虚拟实验操作的评价及计分，所述第三子界面和所述第四子界面中所分别显示的返回按钮均用于触发返回第三层级交互界面的跳转显示。

进一步地，所述虚拟实验教程模块包括教程数据库单元，所述教程数据库单元用于收集计算机主机各硬件的图片、接口描述、功能简介的信息，以及收集计算机组装的真实实验操作视频信息。

进一步地，所述教程数据库单元还用于通过Unity 3D软件嵌入实验教程界面形成数据二维场景，再将所述二维场景加载到所述第三层级交互界面的第一子界面中进行显示。

进一步地，所述虚拟实验操作模块包括：

模型移动单元，所述模型移动单元的工作模式包括鼠标模式和键盘鼠标复合模式；在所述鼠标模式下，所述模型移动单元用于检测鼠标左键被按下以及被拖动的操作指令，根据检测到的操作指令，控制被鼠标选中的所述三维模型进行相应的移动；在所述键盘鼠标复合模式下，所述模型移动单元用于检测鼠标左键被按下以及键盘指定键被按住或被放开的操作指令，并通过Unity 3D软件设置键盘指定键对应的移动方向和对应的步进式移动距离，根据检测到的操作指令，控制被鼠标选中的所述三维模型在键盘指定键对应的方向上进行相应地步进式移动；

模型旋转单元，所述模型旋转单元的工作模式包括鼠标模式和键盘鼠标复合模式；在所述鼠标模式下，所述模型旋转单元用于将相应交互界面中的整体场景在X-Y平面内进行旋转，该模式检测鼠标右键被按住并拖动的操作指令，通过Unity 3D软件设置当前场景的Main Camera对象的旋转方向为围绕世界坐标系的Z轴旋转，根据计算出的鼠标右键在X-Y平面上的位置变化，设置Main Camera对象在X-Y平面内的旋转角度向量与该位置变化成正比，并根据检测到的操作指令，控制当前场景的Main Camera对象在X-Y平面内进行相应旋转，使Main Camera对象观测到的整体场景在X-Y平面内也进行相应的旋转；在所述键盘鼠标复合模式下，所述模型旋转单元用于将被鼠标所选三维模型在其自身坐标系中遵循对应的旋转方向进行旋转，该模式检测鼠标右键和键盘指定键被同时按住的操作指令，通过Unity 3D软件设置键盘指定键对应的旋转方向，根据计算出的鼠标右键在X-Y平面上的位置变化，设置键盘指定键对应的旋转方向上的旋转角度向量与该位置变化成正比，并根据检测到的操作指令，控制被鼠标所选的三维模型在其自身坐标系中遵循键盘指定键对应的旋转方向进行相应旋转；

模型缩放单元，所述模型缩放单元的工作模式包括键盘鼠标复合模式；在键盘鼠标复合模式下，模型缩放单元用于将被鼠标选定的三维模型在相应的交互界面居中显示并进行缩放，该模式首先检测鼠标左键和键盘“Ctrl”键被同时按住的操作指令，根据检测到的操作指令，通过Unity 3D软件将当前场景的Main Camera对象的视角方向调整为面向被选对象，使被鼠标选定的三维模型在相应的交互界面中居中显示；然后检测鼠标滚轮被滚动的操作指令，计算出鼠标滚轮被滚动的距离，设置当前场景的Main Camera对象的视角域大小变化值与该滚动距离成正比，并根据检测到的操作指令，控制所述三维模型在交互界面中进行相应缩放。进一步地，所述实验评价模块包括第一子模块和第二子模块，所述第一子模块用于计算计算机主机各硬件的安放位置和角度，从而检测计算机主机各硬件安装的正确性；所述第二子模块用于根据所述第一子模块所检测到的正确安装的硬件数量进行实验操作计分，并将检测到的错误安装的硬件名称、错误安装类型传输于相应层级交互界面。

另一方面，本发明实施例还包括一种计算机组装虚拟实验实现方法，包括以下步骤：

生成计算机组装虚拟实验系统中计算机主机各硬件和计算机机箱的三维模型；

从多个分别具有一定层级的交互界面中择一显示；各所述交互界面中分别显示跳转按钮，所述跳转按钮用于触发对交互界面的跳转显示；

将收集到的计算机主机各硬件的图片、接口描述、功能简介的信息，以及计算机组装的真实实验操作视频信息通过Unity 3D软件嵌入实验教程界面形成数据二维场景，再将所述二维场景加载到相应层级交互界面进行显示；

检测交互操作信号；所述交互操作信号包括移动信号、旋转信号和缩放信号，根据检测到的信号，实行相应的计算机组装虚拟实验操作；

对所述计算机组装虚拟实验操作进行评分及反馈错误。

进一步地，所述检测交互操作信号这一步骤，具体包括：

通过检测鼠标左键被按下以及被拖动的操作指令，或检测键盘指定键被按住或被放开的操作指令，检测得到移动信号，并根据检测得到的移动信号，控制所述三维模型进行相应的移动操作；

通过检测鼠标右键被按住并拖动的操作指令，或检测键盘指定键被按住或被放开的操作指令，检测得到旋转信号，并根据检测得到的旋转信号，控制所述三维模型进行相应的旋转操作；

通过检测鼠标左键和键盘“Ctrl”键被同时按住的操作指令，并检测鼠标滚轮被滚动的操作指令，检测得到缩放信号，并根据检测得到的缩放信号，控制所述三维模型进行相应的缩放操作。

进一步地，所述对实验操作进行评分及反馈错误这一步骤，具体包括：

在虚拟机箱内部的各接口位置上设置对应的标记点、位置偏移量以及角度偏移量；

通过对比硬件与标记点之间的位置偏移量及角度偏移量是否在误差允许范围内，从而判断硬件安放的实验操作的正确性；

根据所检测到的正确安装的硬件数量进行实验操作计分；

将检测到的错误安装的硬件名称、错误安装类型反馈给相应层级交互界面。

本发明的有益效果是：本发明可在没有触屏设备的条件下，使用户仅利用键盘和鼠标对虚拟实验中的三维模型进行移动、缩放、旋转等交互操作，硬件环境简单，VR设备成本低，适合在高校机房或学生群体中进行普及；且本发明中的交互界面提供了键盘和鼠标联合操作的多种模式，可以让用户精确地移动硬件的位置、全角度的观察硬件和机箱的内部结构、以及任意缩放局部细节进行观察，在交互控制方面提供了较多的灵活性；本发明还设计了软件的评分系统对用户的操作进行实时评判、计分，使得用户可以及时了解自己的装机问题并获取经验，从而快速地掌握计算机组装的相关技能。本发明可以让学生在普通的个人电脑上随时进行计算机组装的实践，有助于增加学生的实践机会及降低安全风险，并可缓解目前高校计算机组装的实验中机器陈旧、易损耗及难维护等问题，具有良好的实用价值。

附图说明

图1为本发明实施例中所述计算机组装虚拟实验系统的组成成分示意图；

图2为本发明实施例中所述计算机组装虚拟实验系统的各层级交互界面的内容示意图；

图3为本发明实施例中所述虚拟实验操作模块的工作原理示意图；

图4为本发明实施例中所述计算机组装虚拟实验系统的工作原理示意图；

图5为本发明实施例中所述计算机组装虚拟实验系统中实验评价模块的算法流程图。

具体实施方式

本实施例中，所述计算机组装虚拟实验系统包括：

模型生成模块，用于根据计算机主机各硬件的材质图以及计算机机箱的材质图，生成计算机主机各硬件和计算机机箱的三维模型；

界面显示模块，用于提供多个分别具有各自层级的交互界面，并对各所述交互界面择一显示；各所述交互界面中分别显示跳转按钮，所述跳转按钮用于触发对交互界面的跳转显示；

虚拟实验教程模块，用于按照被选择的教程内容，调取文字教程数据、图片教程数据或视频教程数据加载到一个所述交互界面中进行展示或播放；

虚拟实验操作模块，用于检测交互操作信号，所述交互操作信号包括移动信号、旋转信号和缩放信号，根据检测到的信号，实行相应的计算机组装虚拟实验操作；

实验评价模块，用于对所述计算机组装虚拟实验操作进行评分及反馈错误。

本实施例中所述的计算机组装虚拟实验系统是通过Unity 3D软件工具，对具有windows 7及以上操作系统的个人电脑(如：台式机、笔记本电脑等)开发而来的，运行所述的计算机组装虚拟实验系统，可供用户可在个人电脑(如：台式机、笔记本电脑等)上进行计算机组装的虚拟实验。此时，模型生成模块、界面显示模块、虚拟实验教程模块、虚拟实验操作模块和实验评价模块等模块是终端上具有相应功能的硬件部件、软件程序或硬件和软件的组合。这使得各模块在硬件和软件上不一定是完全独立或可区分的，不同的模块可能共用相同的硬件，或者调用相同的软件程序。例如，界面显示模块需要使用到电脑终端上的CPU、鼠标和显示屏等硬件部件，而虚拟实验教程模块也需要使用到电脑终端上的CPU、鼠标和显示屏等硬件部件。界面显示模块在实现跳转按钮的触发功能时，需要使用鼠标点击的检测功能，以及调用鼠标点击检测程序，而虚拟实验操作模块在检测交互操作信号时，也需要使用鼠标点击的检测功能，以及调用鼠标点击检测程序。由于终端具有中断机制和足够的运算能力，本实施例中计算机组装虚拟实验系统的各模块可以同时实现各自的功能。

参照图1，所述计算机组装虚拟实验系统包括模型生成模块、界面显示模块、虚拟实验教程模块、虚拟实验操作模块和实验评价模块5个模块组成。

所述模型生成模块是根据计算机主机各硬件的材质图以及计算机机箱的材质图，所述计算机主机各硬件包括CPU、内存、主板、硬盘、显卡、显示器、电源等硬件，利用3D建模工具(如：3ds max软件)，制作出虚拟实验系统中主机各硬件和机箱的三维模型；进一步地，设置所述三维模型的物理属性，将计算机主机各硬件的材质图以及计算机机箱的材质图和所述三维模型导入Unity 3D软件中。

所述界面显示模块用于显示不同的交互界面，这些交互界面分别对应不同的层级，用于指示用户的操作深度。例如，当用户在电脑终端上打开所述计算机组装虚拟实验系统程序时，显示带有欢迎标语的交互界面，并且交互界面上带有“开始”跳转按钮，如果用户点击“开始”跳转按钮，则跳转到下一层级的交互界面，使得用户可以根据下一层级的交互界面所显示的提示内容进行进一步操作。

所述虚拟实验教程模块包括教程数据库单元，所述教程数据库单元用于收集计算机主机各硬件的图片、接口描述、功能简介的信息，以及收集计算机组装的真实实验操作视频信息。所述教程数据库单元还用于通过Unity 3D软件嵌入实验教程界面形成数据二维场景，再将所述二维场景加载到相应交互界面中进行显示。当用户点击相应交互界面的相应按钮时，便可观看相应硬件的图片、文字等说明教程，或各硬件组装成计算机的完整视频教程。

所述虚拟实验操作模块包括模型移动单元、模型旋转单元和模型缩放单元；各单元分别用于检测移动、旋转、缩放等交互操作信号，并根据检测得到的信号，实行相应的计算机组装虚拟实验操作。通过所述虚拟实验操作模块，用户可通过键盘和鼠标联合交互的方式对各硬件模型进行移动操作，以及对各硬件模型和虚拟机箱进行缩放、旋转等操作，从而在虚拟实验台上实现计算机硬件装机的全部过程。

所述实验评价模块包括第一子模块和第二子模块，所述第一子模块用于计算计算机主机各硬件的安放位置和角度，从而检测计算机主机各硬件安装的正确性；所述第二子模块用于根据第一子模块所检测到的正确安装的硬件数量进行实验操作计分，并将检测到的错误安装的硬件名称、错误安装类型传输于相应层级交互界面进行显示；当用户提交了截止当前的组装操作时，所述实验评价模块对截止当前的组装操作进行评价及计分，并反馈错误。

进一步作为优选的实施方式，所述界面显示模块包括：

第一界面显示单元，用于显示第一层级交互界面；所述第一层级交互界面中包括实验名称信息，所述第一层级交互界面中所显示的开始按钮用于触发对相应第二层级交互界面的跳转显示；

第二界面显示单元，用于显示第二层级交互界面；所述第二层级交互界面中包括实验演示图标和实验操作图标，所述实验演示图标和实验操作图标分别用于触发对相应第三层级交互界面的跳转显示；所述第二层级交互界面中所显示的退回按钮用于触发退出系统程序的跳转显示；

第三界面显示单元，用于显示第三层级交互界面；所述第三层级交互界面包含相互平行的第一子界面和第二子界面，其中所述第一子界面是由所述第二层级交互界面中的所述实验演示图标触发显示出来的，所述第一子界面中包括显示硬件名称按钮、实验演示按钮和返回按钮，所述硬件名称按钮用于触发显示相应硬件的图片说明教程内容和文字说明教程内容，所述实验演示按钮用于触发播放计算机各硬件组装成计算机的完整视频教程，所述返回按钮用于触发返回第二层级交互界面的跳转显示；所述第二子界面是由所述第二层级交互界面中的所述实验操作图标触发显示出来的，所述第二子界面用于显示虚拟实验台和由所述模型生成模块生成的计算机各硬件和计算机机箱的三维模型，所述第二子界面中显示的按钮包括操作方法按钮、提交按钮和返回按钮，所述操作方法按钮和提交按钮分别用于触发对相应第四层级交互界面的跳转显示，所述返回按钮用于触发返回第二层级交互界面的跳转显示；所述第三层级交互界面用于模拟真实组装计算机的过程，并在虚拟实验台上对计算机的各硬件进行组装。

第四界面显示单元，用于显示第四层级交互界面；所述第四层级交互界面包含相互平行的第三子界面和第四子界面，其中，所述第三子界面是由所述第三层级交互界面中的操作方法按钮跳转显示出来的，所述第三子界面显示用文字描述的所述计算机组装虚拟实验的所有实验步骤和操作要点；所述第四子界面是由所述第三层级交互界面中的提交按钮跳转显示出来的，所述第四子界面显示用文字描述的截止至当前的计算机组装虚拟实验操作的评价及计分，所述第三子界面和所述第四子界面中所分别显示的返回按钮均用于触发返回第三层级交互界面的跳转显示。

本实施例中，所述界面显示模块由第一界面显示单元、第二界面显示单元、第三界面显示单元和第四界面显示单元组成，这四个单元分别是具有相应功能的程序组合。四个界面显示单元分别用于显示不同层级的交互界面，它们可以被设定为在同一时间只有一个界面显示单元工作，而其他三个界面显示单元则运行在后台。

参照图2，所述第一界面显示单元所显示的第一层级交互界面具有最浅的操作深度，可以在运行所述计算机组装虚拟实验系统程序之后即显示第一层级交互界面。在所述第一层级交互界面上显示“开始”跳转按钮。在检测到“开始”跳转按钮被点击后，第一界面显示单元隐藏到后台运行，由第二界面显示单元切换到前端运行，使得终端显示屏上不再显示第一层级交互界面，切换到显示第二层级交互界面。

所述第二层级交互界面上所显示的跳转按钮是实验演示和实验操作的缩略图标。用户可以根据自身对计算机组装实验的掌握情况，选择相应的缩略图标进行点击。在检测到其中一个缩略图标被点击后，第二界面显示单元隐藏到后台运行，由第三界面显示单元切换到前端运行，使得终端显示屏上不再显示第二层级交互界面，切换到显示第三层级交互界面。所述第二层级交互界面上还显示“退出”跳转按钮，当用户选择点击“退出”跳转按钮时，电脑终端终结所述计算机组装虚拟实验系统程序进程。

所述第三层级交互界面包括相互平行的第一子界面和第二子界面；当用户在第二层级交互界面选择点击实验演示缩略图标时，跳转到第三层级交互界面的第一子界面；所述第一子界面显示硬件名称按钮、实验演示按钮和返回按钮等跳转按钮，当用户选择点击硬件名称按钮时，用户可浏览相应硬件的图片说明教程内容和文字说明教程内容；当用户选择点击实验演示按钮时，用户可观看计算机各硬件组装成计算机的完整视频教程；当用户选择点击返回按钮时，第三界面显示单元隐藏到后台运行，由第二界面显示单元切换到前端运行，使得终端显示屏上不再显示第三层级交互界面，切换到显示第二层级交互界面。当用户在第二层级交互界面选择点击实验操作缩略图标时，跳转到第三层级交互界面的第二子界面；所述第二子界面用于显示虚拟实验台和由所述模型生成模块生成的计算机各硬件和计算机机箱的三维模型，所述第二子界面中显示的按钮包括操作方法按钮、提交按钮和返回按钮，当用户选择点击操作方法按钮或提交按钮时，第三界面显示单元隐藏到后台运行，由第四界面显示单元切换到前端运行，使得终端显示屏上不再显示第三层级交互界面，切换到显示第四层级交互界面；当用户选择点击返回按钮时，第三界面显示单元隐藏到后台运行，由第二界面显示单元切换到前端运行，使得终端显示屏上不再显示第三层级交互界面，切换到显示第二层级交互界面；所述第三层级交互界面用于供用户进行模拟真实组装计算机的过程，并在虚拟实验台上对计算机的各硬件进行组装。

所述第四层级交互界面包括相互平行的第三子界面和第四子界面；当用户在第三层级交互界面的第二子界面中选择点击操作方法按钮时，跳转到第四层级交互界面的第三子界面，所述第三子界面显示用文字描述的所述计算机组装虚拟实验的所有实验步骤和操作要点；当用户选择点击第三子界面中的返回按钮时，第四界面显示单元隐藏到后台运行，由第三界面显示单元切换到前端运行，使得终端显示屏上不再显示第四层级交互界面，切换到显示第三层级交互界面；当用户第三层级交互界面的第二子界面中选择点击提交按钮时，跳转到第四层级交互界面的第四子界面，所述第四子界面显示用文字描述的截止至当前的计算机组装虚拟实验操作的评价及计分；当用户选择点击第四子界面中的返回按钮时，第四界面显示单元隐藏到后台运行，由第三界面显示单元切换到前端运行，使得终端显示屏上不再显示第四层级交互界面，切换到显示第三层级交互界面。

通过设置可相互跳转的不同层级的交互界面，本实施例中的计算机组装虚拟实验系统可以提供清晰完整的包括图片、文字和视频的实验演示，用户在操作过程中，可以通过观察各交互界面所显示的内容，获知当前的操作深度，也可根据自身对实验操作的掌握情况，跳转不同的层级交互界面，浏览观看实验演示或进行实验操作，提高了计算机组装虚拟实验系统的交互体验；用户还可以在提交截止当前的实验操作后，查看截止当前的实验操作的评价及计分，及时掌握自身在计算机组装虚拟实验操作中的操作情况，特别是能够了解到自身在计算机组装虚拟实验操作中的错误操作，从而使得用户可从实验评价中总结实践经验，快速地掌握计算机组装操作的主要技能。

进一步作为优选的实施方式，所述虚拟实验操作模块包括模型移动单元、模型旋转单元和模型缩放单元，通过设置，用户可通过键盘和鼠标联合交互的方式对各硬件模型进行移动操作，以及对各硬件模型和虚拟机箱进行缩放、旋转等操作，从而在虚拟实验台上实现计算机硬件装机的全部过程。

参照图3，所述模型移动单元的工作模式包括鼠标模式和键盘鼠标复合模式；在所述鼠标模式下，用户可通过按住并拖动鼠标左键的方法，将鼠标选中的三维模型进行移动；在该模式下，物体的移动速度快，适合远距离的位置改变，例如，将某硬件从虚拟机箱外移动至虚拟机箱内；在所述键盘鼠标复合模式下，用户可通过按下鼠标左键选中物体，并按住或放开键盘指定键，使得物体在键盘指定键对应的方向上进行步进式的移动；其中，物体每次步进移动时的距离(该距离值一般较小)是通过编写C#程序指定的，并且物体的移动方向是通过Unity 3D软件设置键盘指定键来指明的，如，“W”、“A”、“S”、“D”、“Q”、“E”键分别对应于物体的前、后、左、右、垂直向上、垂直向下移动；在该模式下，物体的移动速度相对缓慢，适合于短距离的位置调节，例如，在虚拟机箱内的狭小空间内移动某硬件；上述两种移动模式相结合，便于在计算机组装操作中，对虚拟实验台上的硬件位置进行准确的定位。所述模型旋转单元的工作模式包括鼠标模式和键盘鼠标复合模式；在所述鼠标模式下，通过调整摄像机的视角方向的方式，使相应交互界面的整体场景在世界坐标系的X-Y平面内发生旋转；其中摄像机由Unity 3D软件当前场景中的Main Camera对象提供，仅在场景开发时可见；当按住并拖动鼠标右键时，通过编写C#程序，实时计算出鼠标右键在X-Y平面上的位移向量，并将其乘上比例因子作为X-Y平面内的旋转角度向量，控制当前场景的Main Camera对象以该旋转角度向量在世界坐标系的X-Y平面内进行旋转；该方式的效果可使MainCamera对象观测到的整体场景跟随鼠标右键的移动在X-Y平面内进行相应的旋转；该模式适合于在360度范围内观察虚拟机箱内部各接口的位置和方向，以及检查虚拟机箱内部的硬件模型是否安装到位，便于用户提前规划好主机各硬件的安装位置和角度，也便于用户在初步安装后进行检查及调整；该模式的旋转范围设置为360度，是因为虚拟机箱被水平放置在虚拟实验台上，并已被打开上方或侧面盖板让用户安装硬件，并不需要观察机箱底部；在所述键盘鼠标复合模式下，用户可以选择某个三维硬件模型为对象，使得所选对象在其自身坐标系内遵循指定的旋转方向独立进行旋转；首先单击鼠标左键，选择一个需要独立旋转的硬件模型；然后按住或放开键盘的指定键，通过Unity 3D软件指明所选对象的旋转平面，如，“X”、“Y”、“Z”键对应的旋转平面分别为Y-Z平面、X-Z平面、X-Y平面；最后当按住及拖动鼠标右键时，通过编写C#程序，实时计算出鼠标右键在X-Y平面上的位移向量，并将其乘上比例因子作为指定键对应的旋转平面内的旋转角度向量，控制所选对象以该旋转角度向量在其自身坐标系内遵循指定键对应的旋转平面内进行旋转。该模式适合于在720度范围内观察主机的各硬件，以及调整主机各硬件的安装角度，使得其接口的方向与虚拟机箱内部对应接口的方向相匹配。所述模型缩放单元的工作模式包括键盘鼠标复合模式；在键盘鼠标复合模式下，是通过调整摄像机的视角方向以及视角域大小的方式，使用户所选的对象在相应交互界面居中显示并进行缩放；其中，摄像机由Unity 3D软件中当前场景的Main Camera对象提供，仅在场景开发时可见；首先，用户可通过同时按住键盘“Ctrl”键和鼠标左键，选择一个需要进行缩放的对象，通过编写C#程序，将Main Camera对象的视角方向调整为面向所选对象，使得所选对象在当前界面居中显示；然后，用户可滑动鼠标滚轮，通过编写C#程序计算滚轮的滑动距离，根据该滑动距离为正或负，分别控制Main Camera对象的视角域为缩小或放大，且该视角域的大小改变的绝对值与滚轮的滑动距离的绝对值成正比；该方式的效果可使所选对象在相应的交互界面居中显示，并跟随滚轮的滑动而进行缩放，在此过程中相应交互界面的各对象的大小比例保持不变；该方式适合对当前界面中需要观察的局部细节进行缩放控制，同时还可避免虚拟实验台中各对象的大小比例失调而产生装机错误，例如，硬件模型或虚拟机箱在分别被独立缩放的情况下，硬件模型的尺寸可能超出虚拟机箱的尺寸而导致硬件模型无法放入虚拟机箱，以及硬件模型的尺寸可能小于虚拟机箱的接口尺寸而被误判硬件模型安装不到位等。

通过对模型移动单元、模型旋转单元和模型缩放单元的设置，本实施例中的计算机组装虚拟实验系统提供了键盘和鼠标联合操作的多种模式，可以让用户精确的移动硬件、全角度的观察硬件和机箱内部结构，以及任意缩放局部细节进行观察，在交互控制方面提供了较多的灵活性。

进一步作为优选的实施方式，所述实验评价模块包括第一子模块和第二子模块，所述第一子模块通过编写C#程序，计算计算机主机各硬件的安放位置和角度，从而检测计算机主机各硬件安装的正确性。计算计算机主机各硬件的安放位置和角度的过程中，首先需要在虚拟机箱内部的各接口位置上设置对应的标记点、位置偏移量以及角度偏移量，当安装的硬件位置与对应接口的位置未超出位置偏移量，且其角度与对应接口的角度未超出角度偏移量时，才能够确认该硬件已正确安装至对应接口上。所述第二子模块用于根据所述第一子模块所检测到的正确安装的硬件数量进行实验操作计分，并将检测到的错误安装的硬件名称和错误安装类型，例如安装的位置错误、方向错误等用文字描述，并传输至第四层级交互界面的第四子界面中显示，使得用户可以及时了解自己在计算机组装操作中的问题并获取经验，从而快速地掌握计算机组装操作的主要技能。所述第一子模块和第二子模块都是通过编写C#程序，以实现相应的检测、计分及评价功能。

图4为本实施例中所述计算机组装虚拟实验系统的一个较完整的工作原理图，其中，在第二层级交互界面中显示的退回按钮可用来直接结束所述计算机组装虚拟实验系统程序的进程；而第一层级交互界面、第三层级交互界面、第四层级交互界面都需跳转到第二层级交互界面才能够结束程序进程。

图5为本实施例中所述计算机组装虚拟实验系统中实验评价模块的算法流程；该算法流程是在检测到提交按钮被点击时开始执行，并将执行后的结果传输至第四层级交互界面的第四子界面中进行显示。

综上所述，本实施例中的计算机组装虚拟实验系统具有以下优点：

通过设置可相互跳转的不同层级的交互界面，本实施例中的计算机组装虚拟实验系统可以提供清晰完整的包括图片、文字和视频的实验演示，用户在操作过程中，可以通过观察各交互界面所显示的内容，获知当前的操作深度，也可根据自身对实验操作的掌握情况，跳转不同的层级交互界面，浏览观看实验演示或进行实验操作，提高了计算机组装虚拟实验系统的交互体验；用户还可以在提交截止当前的实验操作后，查看截止当前的实验操作的评价及计分，及时掌握自身在计算机组装虚拟实验操作中的操作情况，特别是能够了解到自身在计算机组装虚拟实验操作中的错误操作，从而使得用户可从实验评价中总结实践经验，快速地掌握计算机组装操作的主要技能。

本实施例还包括一种计算机组装虚拟实验方法，其具体为使用本实施例中所述的计算机组装虚拟实验系统执行以下步骤：

S1.生成计算机组装虚拟实验系统中计算机主机各硬件和计算机机箱的三维模型；

S2.从多个分别具有一定层级的交互界面中择一显示；各所述交互界面中分别显示跳转按钮，所述跳转按钮用于触发对交互界面的跳转显示；

S3.将收集到的计算机主机各硬件的图片、接口描述、功能简介的信息，以及计算机组装的真实实验操作视频信息通过Unity 3D软件嵌入实验教程界面形成数据二维场景，再将所述二维场景加载到相应层级交互界面进行显示；

S4.检测交互操作信号；所述交互操作信号包括移动信号、旋转信号和缩放信号，根据检测到的信号，实行相应的计算机组装虚拟实验操作；

S5.对计算机组装虚拟实验操作进行评分及反馈错误。

进一步作为优选的实施方式，所述步骤S4，即检测交互操作信号这一步骤，具体包括：

S401.通过检测鼠标左键被按下以及被拖动的操作指令，或检测鼠标左键被按下以及键盘指定键被按住或被放开的操作指令，检测得到移动信号，并根据检测得到的移动信号，控制所述三维模型进行相应的移动操作；

S402.通过检测鼠标右键被按住并拖动的操作指令，或检测键盘指定键被按住或被放开的操作指令，检测得到旋转信号，并根据检测得到的旋转信号，控制所述三维模型进行相应的旋转操作；

S403.通过检测鼠标左键和键盘“Ctrl”键被同时按住的操作指令，并检测鼠标滚轮被滚动的操作指令，检测得到缩放信号，并根据检测得到的缩放信号，控制所述三维模型进行相应的缩放操作。

进一步作为优选的实施方式，所述步骤S5，即对实验操作进行评分及反馈错误这一步骤，具体包括：

S501.在虚拟机箱内部的各接口位置上设置对应的标记点、位置偏移量以及角度偏移量；

S502.通过对比硬件与标记点之间的位置偏移量及角度偏移量是否在误差允许范围内，从而判断硬件安放的实验操作的正确性；

S503.根据所检测到的正确安装的硬件数量进行实验操作计分；

S504.将检测到的错误安装的硬件名称、错误安装类型反馈给相应层级交互界面。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本公开中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本公开各组成部分的相互位置关系来说的。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本实施例所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实施例说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本实施例所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三、第四等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。本实施例所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本发明的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本发明的范围施加限制。

应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合，或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读介质在计算机程序中实现，其中如此配置的介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本实施例描述的过程的操作，除非本实施例另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本实施例描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台，或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本实施例所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。

计算机程序能够应用于输入数据以执行本实施例所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (10)

1.一种计算机组装虚拟实验系统，其特征在于，包括:

模型生成模块，用于根据计算机主机各硬件的材质图以及计算机机箱的材质图，生成计算机主机各硬件和计算机机箱的三维模型；

界面显示模块，用于提供多个分别具有各自层级的交互界面，并对各所述交互界面择一显示；各所述交互界面中分别显示跳转按钮，所述跳转按钮用于触发对交互界面的跳转显示；

虚拟实验教程模块，用于按照被选择的教程内容，调取文字教程数据、图片教程数据或视频教程数据加载到一个所述交互界面中进行展示或播放；

虚拟实验操作模块，用于检测交互操作信号，所述交互操作信号包括移动信号、旋转信号和缩放信号，根据检测到的信号，实行相应的计算机组装虚拟实验操作；

实验评价模块，用于对所述计算机组装虚拟实验操作进行评分及反馈错误。

2.根据权利要求1所述的计算机组装虚拟实验系统，其特征在于，所述模型生成模块用于利用3D建模工具制作得到计算机主机各硬件和计算机机箱的三维模型，将所述三维模型和计算机主机各硬件的材质图以及计算机机箱的材质图导入Unity 3D软件中，并设置所述三维模型的物理属性。

3.根据权利要求1所述的计算机组装虚拟实验系统，其特征在于，所述界面显示模块包括：

第一界面显示单元，用于显示第一层级交互界面；所述第一层级交互界面中包括实验名称信息，所述第一层级交互界面中所显示的开始按钮用于触发对相应第二层级交互界面的跳转显示；

第二界面显示单元，用于显示第二层级交互界面；所述第二层级交互界面中包括实验演示图标和实验操作图标，所述实验演示图标和实验操作图标分别用于触发对相应第三层级交互界面的跳转显示；所述第二层级交互界面中所显示的退回按钮用于触发退出系统程序的跳转显示；

第三界面显示单元，用于显示第三层级交互界面；所述第三层级交互界面包含相互平行的第一子界面和第二子界面，其中所述第一子界面是由所述第二层级交互界面中的所述实验演示图标触发显示出来的，所述第一子界面中包括显示硬件名称按钮、实验演示按钮和返回按钮，所述硬件名称按钮用于触发显示相应硬件的图片说明教程内容和文字说明教程内容，所述实验演示按钮用于触发播放计算机各硬件组装成计算机的完整视频教程，所述返回按钮用于触发返回第二层级交互界面的跳转显示；所述第二子界面是由所述第二层级交互界面中的所述实验操作图标触发显示出来的，所述第二子界面用于显示虚拟实验台和由所述模型生成模块生成的计算机各硬件和计算机机箱的三维模型，所述第二子界面中显示的按钮包括操作方法按钮、提交按钮和返回按钮，所述操作方法按钮和提交按钮分别用于触发对相应第四层级交互界面的跳转显示，所述返回按钮用于触发返回第二层级交互界面的跳转显示；所述第三层级交互界面用于模拟真实组装计算机的过程，并在虚拟实验台上对计算机的各硬件进行组装。

第四界面显示单元，用于显示第四层级交互界面；所述第四层级交互界面包含相互平行的第三子界面和第四子界面，其中，所述第三子界面是由所述第三层级交互界面中的操作方法按钮跳转显示出来的，所述第三子界面显示用文字描述的所述计算机组装虚拟实验的所有实验步骤和操作要点；所述第四子界面是由所述第三层级交互界面中的提交按钮跳转显示出来的，所述第四子界面显示用文字描述的截止至当前的计算机组装虚拟实验操作的评价及计分，所述第三子界面和所述第四子界面中所分别显示的返回按钮均用于触发返回第三层级交互界面的跳转显示。

4.根据权利要求1所述的计算机组装虚拟实验系统，其特征在于，所述虚拟实验教程模块包括教程数据库单元，所述教程数据库单元用于收集计算机主机各硬件的图片、接口描述、功能简介的信息，以及收集计算机组装的真实实验操作视频信息。

5.根据权利要求4所述的计算机组装虚拟实验系统，其特征在于，所述教程数据库单元还用于通过Unity 3D软件嵌入实验教程界面形成数据二维场景，再将所述二维场景加载到所述第三层级交互界面的第一子界面中进行显示。

6.根据权利要求1所述的计算机组装虚拟实验系统，其特征在于，所述虚拟实验操作模块包括：

模型移动单元，所述模型移动单元的工作模式包括鼠标模式和键盘鼠标复合模式；在所述鼠标模式下，所述模型移动单元用于检测鼠标左键被按下以及被拖动的操作指令，根据检测到的操作指令，控制被鼠标选中的所述三维模型进行相应的移动；在所述键盘鼠标复合模式下，所述模型移动单元用于检测鼠标左键被按下以及键盘指定键被按住或被放开的操作指令，并通过Unity 3D软件设置键盘指定键对应的移动方向和对应的步进式移动距离，根据检测到的操作指令，控制被鼠标选中的所述三维模型在键盘指定键对应的方向上进行相应地步进式移动；

模型旋转单元，所述模型旋转单元的工作模式包括鼠标模式和键盘鼠标复合模式；在所述鼠标模式下，所述模型旋转单元用于将相应交互界面中的整体场景在X-Y平面内进行旋转，该模式检测鼠标右键被按住并拖动的操作指令，通过Unity 3D软件设置当前场景的Main Camera对象的旋转方向为围绕世界坐标系中的Z轴旋转，根据计算出的鼠标右键在X-Y平面上的位置变化，设置Main Camera对象在X-Y平面上的旋转角度向量与该位置变化成正比，并根据检测到的操作指令，控制当前场景的Main Camera对象在X-Y平面上进行相应旋转，使Main Camera对象观测到的整体场景在X-Y平面上也进行相应旋转；在所述键盘鼠标复合模式下，所述模型旋转单元用于将被鼠标所选三维模型在其自身坐标系中遵循键盘指定键对应的旋转方向进行旋转，该模式检测鼠标右键和键盘指定键被同时按住的操作指令，通过Unity 3D软件设置键盘指定键对应的旋转方向，根据计算出的鼠标右键在X-Y平面上的位置变化，设置键盘指定键对应的旋转方向上的旋转角度向量与该位置变化成正比，并根据检测到的操作指令，控制被鼠标所选的三维模型在其自身坐标系中遵循键盘指定键对应的旋转方向进行相应旋转；

模型缩放单元，所述模型缩放单元的工作模式包括键盘鼠标复合模式；在键盘鼠标复合模式下，模型缩放单元用于将被鼠标选定的三维模型在相应的交互界面居中显示并进行缩放，该模式首先检测鼠标左键和键盘“Ctrl”键被同时按住的操作指令，根据检测到的操作指令，通过Unity 3D软件将当前场景的Main Camera对象的视角方向调整为面向被选对象，使被鼠标选定的三维模型在相应的交互界面中居中显示；然后检测鼠标滚轮被滚动的操作指令，计算出鼠标滚轮被滚动的距离，设置当前场景的Main Camera对象的视角域大小变化值与该滚动距离成正比，并根据检测到的操作指令，控制所述三维模型在交互界面中进行相应缩放。

7.根据权利要求1所述的计算机组装虚拟实验系统，其特征在于，所述实验评价模块包括第一子模块和第二子模块，所述第一子模块用于计算计算机主机各硬件的安放位置和角度，从而检测计算机主机各硬件安装的正确性；所述第二子模块用于根据所述第一子模块所检测到的正确安装的硬件数量进行实验操作计分，并将检测到的错误安装的硬件名称、错误安装类型传输于相应层级交互界面进行显示。

8.一种计算机组装虚拟实验实现方法，其特征在于，包括:

生成计算机主机各硬件和计算机机箱的三维模型；

从多个分别具有一定层级的交互界面中择一显示；各所述交互界面中分别显示跳转按钮，所述跳转按钮用于触发对交互界面的跳转显示；

将收集到的计算机主机各硬件的图片、接口描述、功能简介的信息，以及计算机组装的真实实验操作视频信息通过Unity 3D软件嵌入实验教程界面形成数据二维场景，再将所述二维场景加载到相应层级交互界面进行显示；

检测交互操作信号；所述交互操作信号包括移动信号、旋转信号和缩放信号，根据检测到的信号，实行相应的计算机组装虚拟实验操作；

对所述计算机组装虚拟实验操作进行评分及反馈错误。

9.根据权利要求8所述的计算机组装虚拟实验实现方法，其特征在于，所述检测交互操作信号这一步骤，具体包括：

通过检测鼠标左键被按下以及被拖动的操作指令，或检测键盘指定键被按住或被放开的操作指令，检测得到移动信号，并根据检测得到的移动信号，控制所述三维模型进行相应的移动操作；

通过检测鼠标右键被按住并拖动的操作指令，或检测键盘指定键被按住或被放开的操作指令，检测得到旋转信号，并根据检测得到的旋转信号，控制所述三维模型进行相应的旋转操作；

通过检测鼠标左键和键盘“Ctrl”键被同时按住的操作指令，并检测鼠标滚轮被滚动的操作指令，检测得到缩放信号，并根据检测得到的缩放信号，控制所述三维模型进行相应的缩放操作。

10.根据权利要求8所述的计算机组装虚拟实验实现方法，其特征在于，所述对实验操作进行评分及反馈错误这一步骤，具体包括：

在虚拟机箱内部的各接口位置上设置对应的标记点、位置偏移量以及角度偏移量；

通过对比硬件与标记点之间的位置偏移量及角度偏移量是否在误差允许范围内，从而判断硬件安放的实验操作的正确性；

根据所检测到的正确安装的硬件数量进行实验操作计分；

将检测到的错误安装的硬件名称、错误安装类型反馈给相应层级交互界面。

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