基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)實驗系統(tǒng)研究.pdf

1、虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VirtualReality，簡稱VR)，是出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代末的一種計算機(jī)領(lǐng)域的最新技術(shù)，它以模擬的方式為使用者創(chuàng)造一個實時反映實體對象變化并與使用者相互作用的三維世界，在視、聽、觸、摸等感知行為的逼真體驗中，使參與者可以獲得直接參與以及探索虛擬對象在所處的環(huán)境中的作用與變化的感受。虛擬現(xiàn)實技術(shù)已在娛樂、醫(yī)療、工程和建筑、教育和培訓(xùn)、軍事模擬、科學(xué)和金融可視化等方面獲得了應(yīng)用，是2l世紀(jì)廣泛應(yīng)用的一種新技術(shù)。

2、 在教育領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實技術(shù)也具有廣泛的作用和影響，為學(xué)生提供生動、逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生成為虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的一名參與者，這對調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，突破教學(xué)的重點、難點，培養(yǎng)學(xué)生的技能都將起到積極的作用。在教學(xué)改革中，實踐環(huán)節(jié)成為學(xué)生(尤其是理工科類學(xué)生)深刻理解理論知識的一個重要方面，成為教學(xué)中不可缺少的重要組成部分。目前許多高校實驗室存在教學(xué)設(shè)備陳舊、教育資金不足，難以滿足日益增長的學(xué)生的需求和跟上科學(xué)技術(shù)日新月異發(fā)展步伐等問題，隨著微

3、型計算機(jī)的性能迅速增強(qiáng)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的迅速發(fā)展，在教學(xué)、科普教育和技術(shù)研究領(lǐng)域中應(yīng)用虛擬實驗室成為可能。如何在網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)建虛擬實驗室，使學(xué)生在網(wǎng)上遠(yuǎn)程操作實驗，成為一個重要的研究課題。 所謂虛擬實驗室，是指利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)的一類適于進(jìn)行虛擬實驗的實驗系統(tǒng)，包括相應(yīng)的實驗室環(huán)境、有關(guān)的儀器設(shè)備、實驗對象以及實驗信息資源等。本文闡述了虛擬實驗室研制的重要意義，分析了虛擬實驗室的特點和應(yīng)具備的主要功能，介紹了運(yùn)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)建立網(wǎng)絡(luò)

4、虛擬實驗室的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)計原則，提出了基于Web的虛擬實驗室模型、體系結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)方案。說明了實現(xiàn)虛擬實驗室必須解決的三個關(guān)鍵問題：虛擬實驗環(huán)境的建立和元器件的建模、虛擬實驗的操作及實驗現(xiàn)象的演示、虛擬實驗中交互功能的實現(xiàn)。 本文對實現(xiàn)虛擬實驗系統(tǒng)的工具如Java、Flash、VRML、ActiveX、QTVR等的特點進(jìn)行了分析，指出它們適合設(shè)計虛擬實驗的原因，比較了它們之間的優(yōu)缺點；討論了如何利用VRML和ASP實現(xiàn)網(wǎng)上三維人機(jī)