基于虛擬現(xiàn)實(shí)的虛擬實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、虛擬實(shí)驗(yàn)作為現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的重要組成部分在保障教學(xué)效果方面起著不可替代的作用，已經(jīng)獲得了越來越多人的青睞。但是由于它的發(fā)展起步較晚，技術(shù)上還很不成熟。目前的虛擬實(shí)驗(yàn)多為簡單的二維實(shí)驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)真實(shí)感、交互性和教學(xué)效果等方面與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相差甚遠(yuǎn)。 近年來，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)為虛擬實(shí)驗(yàn)的發(fā)展帶來了新的生機(jī)。由于它采用了3D數(shù)字化技術(shù)、多傳感交互技術(shù)以及高分辨顯示的科學(xué)可視化技術(shù)，能夠生成三維逼真的虛擬場景，并能使用戶與場景進(jìn)行實(shí)時(shí)

2、交互，感知和操作虛擬對象，因而能夠提供比現(xiàn)有虛擬實(shí)驗(yàn)更佳的性能和更好的教學(xué)效果。 論文對虛擬實(shí)驗(yàn)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行了分析，深入研究了如何利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及Web技術(shù)來架構(gòu)新型的網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程中，針對當(dāng)前遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的特點(diǎn)采用桌面型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，使用戶只需通過鼠標(biāo)和鍵盤就能夠與虛擬場景進(jìn)行交互。論文主要研究的工作包括： 1)對現(xiàn)存虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的不足及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，闡述了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

3、用于虛擬實(shí)驗(yàn)開發(fā)的優(yōu)勢。 2)對基于虛擬現(xiàn)實(shí)的虛擬實(shí)驗(yàn)的建模技術(shù)進(jìn)行了研究。結(jié)合遠(yuǎn)程教育和虛擬實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)確立采用虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言VRML (Virtual Reality Modeling Language) 構(gòu)造三維虛擬實(shí)驗(yàn)場景，實(shí)現(xiàn)虛擬儀器的三維建模和訪問。 3)對基于虛擬現(xiàn)實(shí)的虛擬實(shí)驗(yàn)交互功能的實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了研究，確立采用Java/JavaScript與VRML技術(shù)相結(jié)合的SAI方式實(shí)現(xiàn)對象交互功能，彌補(bǔ)VRM

4、L本身的交互性差的缺點(diǎn)。 4)提出了一個(gè)基于虛擬現(xiàn)實(shí)的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)，并對各個(gè)模塊及其功能分別做了詳細(xì)設(shè)計(jì)。 5)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于虛擬現(xiàn)實(shí)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，在實(shí)際開發(fā)過程中實(shí)踐和檢驗(yàn)了基于虛擬現(xiàn)實(shí)的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)方法和實(shí)現(xiàn)技術(shù)。并重點(diǎn)對開發(fā)過程中的關(guān)鍵問題進(jìn)行了分析總結(jié)。 本論文研究了應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)的方法，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于虛擬現(xiàn)實(shí)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，系統(tǒng)開發(fā)過程中采用的