基于電路仿真的數(shù)字電路3D虛擬實驗室的設計.pdf

1、虛擬現(xiàn)實技術作為一種新型的手段和資源在各個領域如建筑、化學、醫(yī)學上發(fā)揮著舉足輕重的作用。近年來將虛擬技術引進電子實驗室構建具有現(xiàn)場沉浸感、交互性強的3D環(huán)境成為高等教育一個靚點。論文基于虛擬現(xiàn)實技術進行探索，以數(shù)字電路實驗為主體進行設計，通過對虛擬數(shù)電實驗箱、典型芯片及真實場景功能結構的模擬仿真，使學生自主選擇實驗時間和地點，強化創(chuàng)新能力和邏輯思維，開啟生動逼真、交互性強、高效性的教學模式。
　　論文基于虛擬儀器、虛擬實驗和虛擬現(xiàn)

2、實技術現(xiàn)狀，給出數(shù)字電路3D虛擬實驗的架構設計、技術路線和解決方案，利用建模工具3dsMax和現(xiàn)場沉浸感強的游戲引擎Unity3D創(chuàng)建了數(shù)字電路3D可交互虛擬實驗平臺，搭建出平臺的靜態(tài)模型框架、動態(tài)交互控制模塊、以及實驗操作反饋機制。具體以數(shù)字電路的中組合邏輯電路和時序邏輯電路為模擬對象，用3dsMax搭建虛擬儀器和虛擬環(huán)境模型，包括:數(shù)電實驗箱、各種邏輯功能芯片、實驗桌椅、信號燈、發(fā)光二極管、導線和實驗環(huán)境等。在unity中采用開發(fā)語

3、言C#編寫實驗操作者電路連線輸入和實驗輸出效果之間錯綜復雜的邏輯控制關系，直觀地實現(xiàn)數(shù)字電路實驗虛擬仿真。其中虛擬實驗的功能設計模塊包括按下電源開關的總體控制、操作單擊各個虛擬儀器碰撞體響應控制、與或非芯片邏輯功能模擬、電路連線次序控制、文本輸出和提示控制、實驗界面跳轉控制、實驗重新開始復位控制及實驗操作者視角控制等各個部分，以三維立體的視角再現(xiàn)數(shù)字電路實驗場景。
　　該實驗室具有良好的三維交互性、可操作性、功能完善、場景逼真生動