基于3D和Virtools技術(shù)的虛擬實驗室架構(gòu)設(shè)計.pdf

1、實驗是科學(xué)普及、高等教育和遠(yuǎn)程教育中不可缺少的一環(huán)，目前的實驗基本上是在實驗室中進(jìn)行的，運作方式存在著投入大、損耗大、效率低、周期長、維護(hù)困難、危險性等缺點。在采用計算機技術(shù)實現(xiàn)的各種虛擬實驗室中，實驗者可以像在真實的環(huán)境中一樣完成預(yù)定的實驗項目，所取得的學(xué)習(xí)或訓(xùn)練效果等價于甚至優(yōu)于在真實環(huán)境中所取得的效果。 本文先介紹了當(dāng)前國內(nèi)外虛擬實驗及虛擬實驗室開發(fā)相關(guān)技術(shù)，對這些技術(shù)做了一些簡要比較，接著論述了虛擬現(xiàn)實開發(fā)平臺VIRTO

2、OLS的概念、模組、特點和應(yīng)用領(lǐng)域。然后結(jié)合課題“基于Web服務(wù)的可擴(kuò)展建模與仿真技術(shù)理論基礎(chǔ)研究”，提出了一種基于3D和VIRTOOLS技術(shù)的虛擬實驗室開發(fā)方案，其中詳細(xì)論述了虛擬實驗的開發(fā)方法、虛擬實驗數(shù)據(jù)分析處理解決途徑和虛擬實驗室的架構(gòu)和功能模塊的設(shè)計。最后應(yīng)用該技術(shù)具體開發(fā)了一個中學(xué)物理實驗仿真系統(tǒng)。實踐證明，采用該技術(shù)開發(fā)的虛擬實驗室具有減小開發(fā)難度、縮短開發(fā)周期、真實性好、交互性強等特點。 本文在進(jìn)行項目開發(fā)過程中

3、，主要作了以下三個方面工作：(1)、提出了一種虛擬實驗開發(fā)方法-VVE，即用3DMAX構(gòu)建3D實驗場景、制作3D動畫，用VIRTOOLS進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，交互控制；(2)、根據(jù)常規(guī)實驗數(shù)據(jù)處理方法，提出了兩種虛擬實驗數(shù)據(jù)處理方法，一種使用VIRTOOLS模塊實現(xiàn)的數(shù)據(jù)處理，另一種使用JSP外部程序語言實現(xiàn)的數(shù)據(jù)處理；(3)、提出了一種虛擬實驗室架構(gòu)，并詳細(xì)闡述了其中的功能模塊及實現(xiàn)途徑。最后，本文對開發(fā)項目作了一個總結(jié)，并對今后的工作發(fā)展作