基于OSG的虛擬化學實驗平臺的研究.pdf

1、虛擬實驗是根據(jù)現(xiàn)代教育理念的需求而產(chǎn)生的，具有智能指導和教學管理的作用。隨著虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展和教學模式的不斷變革，目前化學實驗教學的要求和現(xiàn)有的化學實驗中由于客觀條件的限制導致的實驗環(huán)節(jié)不足之間的矛盾越來越大。然而，目前現(xiàn)有的虛擬化學實驗室都是基于平面的二維設計，實驗效果不夠直觀形象；三維虛擬化學實驗系統(tǒng)的研究僅停留在框架探索和關鍵技術的實現(xiàn)層次上。因此，設計與實現(xiàn)一個智能的、可擴展的三維虛擬化學實驗平臺對中學化學實驗的教學和學習具有

2、重要作用。
　　 論文客觀地分析了現(xiàn)有的虛擬化學實驗平臺，基于開源場景圖工具OSG(OpenSceneGraph)的技術特點，并結合虛擬實驗的多種關鍵技術，研究并設計了三維虛擬化學實驗平臺。該實驗平臺突破了以前化學實驗平臺在智能性和可擴展性方面的限制，在靈活操作以及實驗結果方面取得了很好的效果，為化學實驗學習提供了及時、有效的支持。論文的主要研究工作有：
　　 (1)給出了利用OSG實現(xiàn)虛擬實驗平臺的框架、實現(xiàn)過程和功能

3、模塊。研究了虛擬實驗的關鍵技術，并應用在虛擬化學實驗平臺上。
　　 (2)研究了化學反應的實驗現(xiàn)象和過程，在虛擬元器件建模方面提出了化學建模。提出了虛擬化學實驗的智能識別機制，綜合判別儀器組合、實驗藥品、反應條件和與之匹配的化學反應方程式，實現(xiàn)了智能識別實驗類型和渲染實驗結果。特別研究了模糊數(shù)學的評價機制，提供了對虛擬實驗操作結果進行綜合模糊評價的功能。
　　 (3)在虛擬實驗平臺上進行操作時，能夠在不同的視圖下操作實驗