Virtual reality (VR) has re-emerged as a low-cost, highly accessible consumer product, and training on simulators is rapidly becoming standard in many industrial sectors. However, the available systems are either focusing on gaming context, featuring limited capabilities or they support only content creation of virtual environments without any rapid prototyping and modification. In this project, we propose a code-free, visual scripting platform to replicate gamified training scenarios through rapid prototyping and VR software design patterns. We implemented and compared two authoring tools: a) visual scripting and b) VR editor for the rapid reconstruction of VR training scenarios. Our visual scripting module is capable of generating training applications utilizing a node-based scripting system, whereas the VR editor gives user/developer the ability to customize and populate new VR training scenarios directly from the virtual environment. We also introduce action prototypes, a new software design pattern suitable to replicate behavioral tasks for VR experiences. In addition, we present the training scenegraph architecture as the main model to represent training scenarios on a modular, dynamic and highly adaptive acyclic graph based on a structured educational curriculum. Finally, a user-based evaluation of the proposed solution indicated that users—regardless of their programming expertise—can effectively use the tools to create and modify training scenarios in VR.

中文翻译：

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基于VR软件设计模式的沉浸式视觉脚本体验式培训

虚拟现实 (VR) 已重新成为一种低成本、易于访问的消费产品，模拟器培训正迅速成为许多工业部门的标准。然而，可用的系统要么专注于游戏环境，功能有限，要么仅支持虚拟环境的内容创建，而没有任何快速原型设计和修改。在这个项目中，我们提出了一个无代码的可视化脚本平台，通过快速原型设计和 VR 软件设计模式来复制游戏化的训练场景。我们实施并比较了两种创作工具：a) 可视化脚本和 b) VR 编辑器，用于快速重建 VR 训练场景。我们的可视化脚本模块能够利用基于节点的脚本系统生成训练应用程序，而 VR 编辑器使用户/开发人员能够直接从虚拟环境中自定义和填充新的 VR 培训场景。我们还介绍了动作原型，这是一种新的软件设计模式，适用于复制 VR 体验的行为任务。此外，我们将训练场景图架构作为主要模型来表示基于结构化教育课程的模块化、动态和高度自适应的非循环图上的训练场景。最后，对所提议解决方案的基于用户的评估表明，用户——无论他们的编程专业知识如何——都可以有效地使用这些工具来创建和修改 VR 中的训练场景。一种新的软件设计模式，适用于复制 VR 体验的行为任务。此外，我们将训练场景图架构作为主要模型来表示基于结构化教育课程的模块化、动态和高度自适应的非循环图上的训练场景。最后，对所提议解决方案的基于用户的评估表明，用户——无论他们的编程专业知识如何——都可以有效地使用这些工具来创建和修改 VR 中的训练场景。一种新的软件设计模式，适用于复制 VR 体验的行为任务。此外，我们将训练场景图架构作为主要模型来表示基于结构化教育课程的模块化、动态和高度自适应的非循环图上的训练场景。最后，对所提议解决方案的基于用户的评估表明，用户——无论他们的编程专业知识如何——都可以有效地使用这些工具来创建和修改 VR 中的训练场景。