基于OSG的虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的研究.pdf

1、虛擬實(shí)驗(yàn)是根據(jù)現(xiàn)代教育理念的需求而產(chǎn)生的，具有智能指導(dǎo)和教學(xué)管理的作用。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展和教學(xué)模式的不斷變革，目前化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求和現(xiàn)有的化學(xué)實(shí)驗(yàn)中由于客觀條件的限制導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)不足之間的矛盾越來越大。然而，目前現(xiàn)有的虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)室都是基于平面的二維設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)效果不夠直觀形象；三維虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究僅停留在框架探索和關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)層次上。因此，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一個(gè)智能的、可擴(kuò)展的三維虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)和學(xué)習(xí)具有

2、重要作用。
　　 論文客觀地分析了現(xiàn)有的虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，基于開源場景圖工具OSG(OpenSceneGraph)的技術(shù)特點(diǎn)，并結(jié)合虛擬實(shí)驗(yàn)的多種關(guān)鍵技術(shù)，研究并設(shè)計(jì)了三維虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)突破了以前化學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在智能性和可擴(kuò)展性方面的限制，在靈活操作以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果方面取得了很好的效果，為化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)提供了及時(shí)、有效的支持。論文的主要研究工作有：
　　 (1)給出了利用OSG實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的框架、實(shí)現(xiàn)過程和功能

3、模塊。研究了虛擬實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵技術(shù)，并應(yīng)用在虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上。
　　 (2)研究了化學(xué)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和過程，在虛擬元器件建模方面提出了化學(xué)建模。提出了虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)的智能識(shí)別機(jī)制，綜合判別儀器組合、實(shí)驗(yàn)藥品、反應(yīng)條件和與之匹配的化學(xué)反應(yīng)方程式，實(shí)現(xiàn)了智能識(shí)別實(shí)驗(yàn)類型和渲染實(shí)驗(yàn)結(jié)果。特別研究了模糊數(shù)學(xué)的評(píng)價(jià)機(jī)制，提供了對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)操作結(jié)果進(jìn)行綜合模糊評(píng)價(jià)的功能。
　　 (3)在虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行操作時(shí)，能夠在不同的視圖下操作實(shí)驗(yàn)