基于X3D的虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究與設(shè)計(jì).pdf

1、虛擬實(shí)驗(yàn)室作為計(jì)算機(jī)輔助教育的重要組成部分在教育領(lǐng)域具有良好的發(fā)展前景，并已經(jīng)受到教育界人士越來(lái)越多的關(guān)注。虛擬實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)具有“突破傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的時(shí)空局限性”、“減少實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)開支”、“規(guī)避傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)操作”等等優(yōu)點(diǎn)。目前的虛擬實(shí)驗(yàn)室多采用平面的二維設(shè)計(jì)方式，在實(shí)驗(yàn)真實(shí)感、交互性和教學(xué)效果等方面與現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)相差甚遠(yuǎn)，不能滿足實(shí)際教學(xué)的需求，而在另一方面，建立虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的需要昂貴的硬件設(shè)備及巨額的資金投入，限制了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教

2、育領(lǐng)域的應(yīng)用。 隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)圖形處理性能的大幅度提升，以往只能在高性能計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)的桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)如今在普通個(gè)人計(jì)算機(jī)上也能正常運(yùn)行，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)因此達(dá)到前所未有的普及程度，也為虛擬實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展帶來(lái)了新的生機(jī)。 基于桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬實(shí)驗(yàn)室利用建模技術(shù)生成三維仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，讓實(shí)驗(yàn)者沉浸于虛擬場(chǎng)景之中，并通過(guò)與實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)時(shí)的交互感知和操作實(shí)驗(yàn)對(duì)象，完成類似于真實(shí)環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程

3、。這種三維場(chǎng)景的虛擬實(shí)驗(yàn)室與現(xiàn)有的平面式虛擬實(shí)驗(yàn)室相比能夠達(dá)到更好的教學(xué)效果。 論文對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)室和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行了分析，闡述了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)用于虛擬實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的優(yōu)勢(shì)和在教育中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的影響。對(duì)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)合實(shí)際教學(xué)的需求，分析使用Extensible3D(X3D)技術(shù)設(shè)計(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)室的可行性。對(duì)X3D中的動(dòng)畫技術(shù)、音頻技術(shù)及交互技術(shù)進(jìn)行了研究，分析相關(guān)技術(shù)在設(shè)計(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)室時(shí)的應(yīng)用方法。提出