基于3D和Virtools技術的虛擬實驗室架構設計.pdf

1、實驗是科學普及、高等教育和遠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行的，運作方式存在著投入大、損耗大、效率低、周期長、維護困難、危險性等缺點。在采用計算機技術實現(xiàn)的各種虛擬實驗室中，實驗者可以像在真實的環(huán)境中一樣完成預定的實驗項目，所取得的學習或訓練效果等價于甚至優(yōu)于在真實環(huán)境中所取得的效果。 本文先介紹了當前國內(nèi)外虛擬實驗及虛擬實驗室開發(fā)相關技術，對這些技術做了一些簡要比較，接著論述了虛擬現(xiàn)實開發(fā)平臺VIRTO

2、OLS的概念、模組、特點和應用領域。然后結合課題“基于Web服務的可擴展建模與仿真技術理論基礎研究”，提出了一種基于3D和VIRTOOLS技術的虛擬實驗室開發(fā)方案，其中詳細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和功能模塊的設計。最后應用該技術具體開發(fā)了一個中學物理實驗仿真系統(tǒng)。實踐證明，采用該技術開發(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構建3D實驗場景、制作3D動畫，用VIRTOOLS進行數(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，并詳細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，并對今后的工作發(fā)展作