虛擬實驗的場景建模和可視化技術(shù)研究.pdf

1、虛擬實驗室是指采用虛擬現(xiàn)實、多媒體、仿真等技術(shù)在計算機(jī)系統(tǒng)中建立的虛擬環(huán)境，與在真實的環(huán)境中進(jìn)行實體實驗一樣，實驗者可以在其中完成各種預(yù)定的實驗項目，所取得的學(xué)習(xí)或訓(xùn)練效果等價甚至優(yōu)于在真實環(huán)境中所取得的效果。與實體實驗教學(xué)相比，基于虛擬實驗的教學(xué)具有使用方便、成本低廉、干擾少、容易實現(xiàn)相同條件下的重復(fù)實驗、不受時空限制、受益面廣等優(yōu)點。因此，當(dāng)前虛擬實驗一直是研究和開發(fā)的熱點。
　　 論文介紹了國內(nèi)外虛擬實驗研究的現(xiàn)狀，并給出

2、了虛擬實驗場景的通用模型和可視化技術(shù)的設(shè)計與研發(fā)，最后從仿真逼真性和高交互性為出發(fā)點，設(shè)計并實現(xiàn)了基于ActiveX的虛擬實驗仿真軟件，并進(jìn)行了部署。
　　 論文的主要研究內(nèi)容及貢獻(xiàn)包括以下幾個方面：
　　 首先，針對虛擬實驗在可擴(kuò)展性和重用性方面存在的不足，提出了虛擬實驗的通用模型。將實驗元件的物理信息、可視信息和仿真計算等模塊相互獨立，基于XML和SVG標(biāo)準(zhǔn)，采用統(tǒng)一建模的方式對實驗元件、實驗場景、前后臺通信分別進(jìn)行

3、建模，給出了一種統(tǒng)一的規(guī)范化描述方法，增強(qiáng)了虛擬實驗的可擴(kuò)展性和重用性。
　　 然后，采用多技術(shù)相融合，以充分發(fā)揮各種可視化技術(shù)的優(yōu)勢，對上述模型進(jìn)行可視化。利用QT在制作圖形交互系統(tǒng)上的優(yōu)勢和QWT中豐富的二維圖形組件，給出了基于SVG的渲染引擎和QWT的組件式渲染相接合的方式，并在此基礎(chǔ)上給出實驗元件和實驗場景的可視化方法，并以數(shù)據(jù)驅(qū)動的方式實現(xiàn)實驗仿真過程。這種可視化技術(shù)提高了實驗仿真的逼真性、豐富了交互功能，并實時的給出