三維虛擬實驗作為現(xiàn)代遠程教育的重要組成部分在保障教學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,技術上還很不成熟。目前的虛擬實驗多為簡單的二維實驗演示實驗,在實驗真實感、交互性和教學效果等方面與真實實驗相差甚遠。 近年來,虛擬現(xiàn)實技術的出現(xiàn)為虛擬實驗的發(fā)展帶來了新的生機。

由于它采用了3D 數(shù)字化技術、多傳感交互技術以及高分辨顯示的科學可視化技術,能夠生成三維逼真的虛擬場景,并能使用戶與場景進行實時交互,感知和操作虛擬對象,因而能夠提供比現(xiàn)有虛擬實驗更佳的性能和更好的教學效果。 四度科技對虛擬實驗和虛擬現(xiàn)實技術進行了分析,深入研究了如何利用虛擬現(xiàn)實技術及Web 技術來架構新型的網(wǎng)絡虛擬實驗系統(tǒng)。

在系統(tǒng)設計與實現(xiàn)過程中,針對當前遠程教學系統(tǒng)的特點采用桌面型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng),使用戶只需通過鼠標和鍵盤就能夠與虛擬場景進行交互。論文主要研究的工作包括: 對現(xiàn)存虛擬實驗系統(tǒng)的不足及虛擬現(xiàn)實技術的特點進行了分析,闡述了虛擬現(xiàn)實技術用于虛擬實驗開發(fā)的優(yōu)勢。

提供了一個可以通過網(wǎng)絡訪問的虛擬實驗室的設計實例，并對其中的模型建立及交互控制進行了詳細的論述。 網(wǎng)絡虛擬實驗就是在WEB中創(chuàng)建出一個可視化的三維環(huán)境，實驗者可以通過瀏覽器觀察模擬實驗過程，通過鼠標的點擊以及拖曳動作來操作和控制虛擬的實驗過程。

在本文所介紹的過程控制虛擬實驗室系統(tǒng)中，學生通過瀏覽器就可以觀察到參數(shù)的調(diào)節(jié)對控制過程產(chǎn)生的各種影響，使得他們很方便的觀察到不同的控制效果并很容易地掌握控制原理，極大的提高了他們的學習興趣和效率。本系統(tǒng)的開發(fā)為用戶訪問遠程虛擬實驗室提供了技術支持，通過計算機網(wǎng)絡把實驗過程、方法以及實驗結果迅速而直觀的展示給遠程用戶。

在三維建模技術部分介紹了視覺建模技術，包括幾何建模、運動建模、物理建模、對象行為建模和模型分割技術并給出了外部三維模型的導入方法。在虛擬實驗室控制系統(tǒng)中，對人機交互、虛擬實體操縱技術及過程控制虛擬實驗室系統(tǒng)的實現(xiàn)。

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