孟国军[1]2003年在《基于VRML的虚拟实验室框架的研究》文中研究表明在现代教育中，实验教学占有非常重要的地位。它是教学活动中一个必不可少的过程，尤其是那些实践性较强的学科，同时实验对于培养学生的实际操作能力、创新能力和解决问题的能力也是至关重要的。随着计算机网络技术、多媒体技术和VRML技术的快速发展，特别是远程教育的蓬勃发展，有力地推动了网上虚拟实验及虚拟实验室的发展。本课题首先阐述了国内外虚拟实验及虚拟实验室的发展，计算机辅助教学的发展及远程教学的发展和应用情况。接着研究了构建虚拟实验室的几种可行方案，着重讨论了基于VRML技术的实现方法，并引出采用此方案的特殊意义。结合当前信息网络技术的实际应用情况，并参考了前人在这方面的经验，提出了应用VRML技术来实现网络虚拟实验室框架的具体方案。在此框架基础上利用VRML、EAI和Java的有机结合实现了对车床基本车削加工方式的虚拟。利用ASP网页技术编写使用者界面与网站管理者界面，并结合Access数据库服务器管理网站资料。在这个虚拟实验室框架平台上，异地的实验者可以通过Internet/Intranet远程访问，完成车床一些车削加工操作实验，基本上达到了远程/本地实验教学的要求。本课题对以下几个方面作了详尽的探讨：1）应用VRML技术，并巧妙地结合3DS MAX强大功能，对车床及工件进行了3D模型的设计。由于VRML的跨平台性及多种常用浏览器的支持，为满足各种不同的实验用户奠定了坚实的基础；2）研究了用户和VRML世界的交互方法。VRML可以在浏览器环境中为3D实验台模型添加多种感知器，能够良好地感知操作者的各种意图。在VRML和Java技术的接口中，可以利用Java程序代码来完成一些复杂的任务，从而实现了用户与实验的交互。实验者感知实验台的各种仪器，程序完成相应的任务，然后返回相应的结果；3）仔细研究了车床车削加工方式的原理，对车床加工方式建立了相关的3D模型，并实现了动态仿真。4）实验台远程访问的实现。运用VRML和Java语言的跨平台性，特别是Java语言的字节码无需重新编译这一特性，实现了远程的用户可以通过Internet/Intranet在本地浏览器上直接访问。最后对本课题的发展作了一个总结与展望，本课题所完成只是虚拟实验室的一个基本框架，实现了部分功能。还有一些方面，特别是在协同实验方面有待于深入的研究。
康凤[2]2007年在《基于VRML和3D的远程虚拟电磁感应实验的研究与设计》文中指出远程教育是我国传统教育形式的一个重要补充。但目前远程教育的内容主要集中于理论知识的传授,对于实验操作涉及相对比较少,这是很不利于推动远程教育发展的。在远程教育的实际教学中,许多学科的课程,特别是理工科课程,为了培养学生的实际动手能力和观察能力,往往需要学生做大量的实验。另外,在广大高校教育和职业教育中,实验资源紧张也使得实验教学工作达不到预定培养锻炼学生技能等目标。正是在这种环境下,虚拟实验技术应运而生。虚拟实验是依托虚拟现实技术而产生和发展的一种实验模式,具体是指在计算机系统中采用虚拟现实技术实现的各种虚拟实验环境,由实验所依赖的模拟程序、实验单元、工具和参考资料组成,实验者可以像在真实的环境中一样完成各种预定的实验项目。本文先就虚拟实验的研究目的与意义进行了探讨,介绍和分析了虚拟实验的国内外研究状况及应用领域;深入探讨了虚拟实验开发和应用的理论基础;在介绍了虚拟实验发展历史和相关概念之后,分析以及对比了实现虚拟实验的各项技术,提出了实现电磁感应虚拟实验的技术、方法、步骤。具体是基于VRML实现了一栋物理实验大楼及一个电磁感应虚拟实验室,利用3D MAX、VRML进行叁维虚拟实验设备的构建,并给出了优化VRML文件的策略,结合VRML和脚本语言JavaScript实现叁维场景中模型对象的交互操作,使用embed元素将虚拟实验文件嵌入到HTML文档中实现虚拟实验系统的网络发布,使学习者能通过Internet进行浏览学习,最后介绍了该虚拟实验系统的试用评价情况。
张红燕[3]2005年在《基于VRML的虚拟仪器构建及虚拟场景特效处理》文中研究表明随着计算机技术和网络技术的发展,基于INTERNET的现代远程教育日益成为当今世界教育技术发展的热点和潮流。目前,作为教学中的一个重要组成部分—实验教学,还不能在远程教育中很好地实现。因此,如何在网络上创建真实感强的叁维虚拟实验室,使接受远程教育的学生能在网上方便地操作实验,成为了一个重要的研究课题。 本文主要研究了基于VRML的虚拟仪器构建及虚拟场景特效处理,其中包括虚拟仪器的形体建模,虚拟场景的阴影实现和虚拟实验过程的动态仿真。论文首先阐述了远程虚拟实验室的功能特点,基于WWW的远程虚拟实验室模型和虚拟实验室的常用构建方法;然后利用VRML实现了各种虚拟仪器的形体建模,并使用VRML中两个Extrusion节点分别对容器的内外壁进行造型,通过两次挤压造型,来构建真实感强的虚拟容器;接着提出了虚拟实验室中简单形体的阴影实现方法,另外还通过对常用阴影算法的分析,提出了采用平面投射阴影算法[Blinn88]和动态阴影生成的方法[Sandra Sudarsky2001]来实现复杂形体的阴影效果,为虚拟实验室的真实感研究提供了新的思路;最后利用VRML技术、Java技术与EAI技术相结合实现了远程虚拟实验中的交互与动画,并利用音效节点仿真了虚拟实验中的声音,另外还利用动态对象生成技术和粒子系统完成了虚拟实验中沉淀物、烟雾等实验现象的模拟,从而很好地实现了虚拟实验场景的交互性、实时性、生动性和逼真性。
王永攀[4]2010年在《机械基础虚拟实验室构建方法的研究》文中进行了进一步梳理针对传统实验室投入大,效率低,维护困难等缺点,本文通过研究目前一些虚拟实验室构建方法,结合机械原理实验的具体要求,实现了以LabVIEW为虚拟平台,利用机械设计软件为主要开发工具,建立了包含登录模块,仿真模块以及数据记录模块为一体的虚拟实验室。本文在此试验平台上,以AutoCAD开发的齿轮范成法加工原理实验和VRML技术开发的减速器拆装实验为例,达到了虚拟实验室的可视化、交互式的目的。实例运行表明,系统设计思路正确,软件界面友好,运行快速可靠。此实验平台通过进一步开发后,能够普遍应用在教学实验中。
屈泳[5]2011年在《基于VRML语言的虚拟实验室网络框架的研究》文中进行了进一步梳理随着计算机与信息技术产的不断变革和发展,特别是互联网广泛发展。互联网已经成为人们日常生活中必不可少的一部分,互联网正从时间、空间及普及化等多方面的深入到人们的日常生活当中,成为一项新兴的传播介质。而由于多媒体技术及叁维建模软件的不断地创新和发展,以及虚拟现实技术的产生和形成,在结合到现实的实验教学中的问题。迫切需要将计算机网络技术、虚拟现实技术及以叁维建模软件进行深入的设计和研究。本课题的研究方向就是为将虚拟现实技术更好的应用于实验教学。首先,对本课题的研究的背景及意义进行了分析和阐述,同时介绍了国内外各个学校关于虚拟现实技术在实验教学中的研究状况和应用情况。接着研究了几种虚拟现实技术的特性和发展历程,着重探讨了VRML(Virtual Reality Modeling Language)语言的工作原理、发展状况及应用情况。并就采用此语言技术进行虚拟实验室系统的构建和设计进行了分析和研究。再对虚拟实验室系统的框架构建进行了详细的分析和研究,并对各种构建虚拟实验室网络系统的技术进行了比较和研究。得出了采用3DSMAX建模软件与VRML语言进行有机的结合来实现虚拟计算机硬件实验教学系统得开发和实现。本课题在虚拟实验室系统的细节设计上采用VRML语言进行虚拟实验室场景的设计和构建。采用3DSMAX软件对计算机的各个部件进行模型设计和构建。以及采用LABVIEW技术实现虚拟实验室的网站建设和发布。论文的最后是对本研究课题的总结和展望。本课题只是从理论上对虚拟现实技术在实验教学中的应用进行了初步的研究,并结合实际教学情况进行了一些简单的虚拟实验教学案例的设计和开发。在交互式实验教学和实验教学数据处理等方面还有待更为深入细致的研究。
李春波[6]2008年在《工程图学虚拟实验室的研究》文中研究指明虚拟实验室可摆脱传统实验教学在空间、时间等方面的限制,激发学习者的学习兴趣,培养实践能力,在现代教育领域具有重要的意义。计算机网络技术、多媒体技术和VR技术的快速发展,特别是远程教育的蓬勃发展,有力地推动了网上虚拟实验及虚拟实验室的发展。本论文利用虚拟现实技术、网络技术和CAI技术,以工程图学课程CAI为例,针对其教学特点,设计并实现了工程图学网络虚拟实验室。针对虚拟装配以及网络的特点,应用虚拟现实建模语言VRML、结合JavaScript等技术,构建了基于网络的虚拟装配的交互环境,控制虚拟操作中的直线运动、旋转运动和复合运动,实现对虚拟物体的真实感操作。利用智能导航原理,使用视点转移技术捕捉使用者意图,根据其意图实现下一步操作。研究了虚拟现实建模语言VRML在设计虚拟实验室教学系统中的具体应用:建立真实感场景、构建叁维实验室、设计悬浮菜单、自动或手动控制虚拟物体在场景中的操作。论述了虚拟模型的建模方法及具体实现过程。充分发挥SolidWorks所具有的基于特征的参数化实体造型的特点,设计零件,并利用其装配设计工具组装生成装配体,利用其与VRML的接口进行文件格式转化。提出了二维、叁维动画联动表达技术,利用Flash的ActionScript技术实现了同一窗口二维平面图形和叁维实体模型动画的实时联动,而且形体形状尺寸可在一定范围内通过交互方式修改。最后结合网络技术,在本地计算机,运用IIS创建Web网站,将设计制作的网络教学课件上传到Web网站实现网络化教学。
沈建华, 迟权德, 李朋辉, 严军, 戴俊[7]2011年在《基于VRML的虚拟实验室开发》文中认为在传统实验室进行实验要受到空间、时间等因素的限制,为有效解决该问题,结合虚拟现实技术的发展,介绍了虚拟实验室的概念、特点、类型,阐述了VRML语言的交互技术,主要分析了利用VRML语言开发虚拟实验室的开发过程。利用VRML开发虚拟实验室具有非重要的现实使用意义。
陈怡[8]2010年在《虚拟实验室平台设计的研究与实现》文中认为随着计算机技术、多媒体技术、通讯技术在教育领域的不断推广,虚拟实验室在教育领域中的应用越来越广泛。虚拟实验室除了可以有效辅助高校开展科研工作,在实验教学方面也有显着的作用。本文针对现有虚拟实验室平台设计的不足,就虚拟实验室平台设计的关键技术进行了深入的研究,提出了一套可行的虚拟实验室平台构建方案,并根据方案设计,在平台中构建了一个虚拟实验室实例。本文首先介绍了课题的研究背景、国内外研究现状；随后,本文分别从Web服务构建技术、单点登录模型、虚拟实验构建技术等方面对虚拟实验室平台设计中涉及的相关技术做了分析探讨；本文第叁章在分析虚拟实验室平台功能需求的基础上,重点针对虚拟实验室平台通用服务和统一身份认证对虚拟实验室平台的体系结构以及接口做了详细的设计,并对平台涉及的相关数据库做了相应的设计；本文的第四章集中介绍了虚拟实验室平台功能开发的细节,应用Web服务技术实现了部分虚拟实验室通用服务,详细介绍了基于耶鲁大学CAS认证模型的统一身份认证模块在虚拟实验室平台服务器端的部署情况；为了验证本文对虚拟实验室平台设计的可行性,本文在第五章构建了基于大学计算机基础课程的计算机硬件组成虚拟实验室,分别从调用虚拟实验室平台通用服务、统一身份认证客户端部署、虚拟实验的仿真设计等方面加以实现。
李维奇[9]2005年在《基于虚拟现实的分油机虚拟实验室的研究》文中研究说明在现代航海教育中,实验教学占有非常重要的地位。它是教学活动中一个必不可少的过程,同时实验对于培养学生的实际操作能力、创新能力和解决问题的能力也是至关重要的。随着计算机网络技术、多媒体技术和VRML技术的快速发展,有力地推动了网上虚拟实验及虚拟实验室的发展。本课题首先阐述了国内外虚拟实验及虚拟实验室的发展,计算机辅助教学的发展及远程教学的发展和应用情况。接着研究了构建虚拟实验室的几种可行方案,着重讨论了基于VRML技术的实现方法,并引出采用此方案的特殊意义。结合当前信息网络技术的实际应用情况,并参考了前人在这方面的经验,利用VRML、EAI和Java的有机结合实现了对分油机运动机理的虚拟。利用ASP网页技术编写系统界面并结合Access数据库服务器管理网站资料。在这个虚拟实验室框架平台上,异地的实验者可以通过Internet/Intranet远程访问,完成分油机运动机理虚拟实验,基本上达到了远程/本地实验教学的要求。本课题对以下几个方面作了探讨:1)应用VRML技术,并巧妙地结合PRO/E的强大功能,对实验室和分油机系统主要部件进行了3D模型的设计;2)研究了用户和VRML世界的交互方法。在VRML和Java技术的接口中,可以利用Java程序代码来完成一些复杂的任务,从而实现了用户与实验的交互;3)仔细研究了分油机工作的原理,为分油机的运动建立了相关的3D模型,并实现了运动机理的虚拟仿真。4)远程访问的实现。运用VRML和Java语言的跨平台性,特别是Java语言的字节码无需重新编译这一特性,实现了远程的用户可以通过Internet/Intranet在本地浏览器上直接访问。最后对本课题的发展作了一个总结与展望,本课题所完成只是虚拟实验室的一个基本框架,实现了部分功能。还有一些方面有待于深入的研究。
施东庆[10]2002年在《基于VRML技术的虚拟实验研究及实现》文中指出计算机网络技术、多媒体技术的蓬勃发展，有力地推动了国内外远程教学、计算机辅助教学的发展。本课题系统地讲述了远程教学走过的各个历史发展阶段，针对远程教学中虚拟实验这一技术难点，结合当前信息网络技术的实际应用情况，并参考了前人在这方面的经验，提出了基于VRML技术实现网络虚拟实验的具体方案。在浙江大学教务部与浙江大学流体传动及控制国家重点实验室的大力资助下，成功地实现了液压系统节流调速实验的虚拟。在这个虚拟实验台架上，异地的实验者可以通过Internet／Intranet远程访问，完成液压系统节流调速实验，基本上达到了远程教学的要求。 本课题首先阐述了国内外远程教学的发展，计算机辅助教学的发展以及虚拟实验技术的发展和应用情况。接着研究了架构虚拟实验的几种可行方案，着重讨论了基于VRML技术的实现方法，并引出采用此方案的特殊意义。以液压系统节流调速实验为实例，对如何建立网络虚拟实验作了详尽的探讨： 1)应用VRML技术，并巧妙地结合3DS MAX强大功能，对节流调速实验台系统进行了3D模型的设计。由于VRML的跨平台性及多种常用浏览器(如：IE、Netscape Navigator等)的支持，为满足各种不同的实验用户奠定了坚实的基础； 2)研究了用户和VRML世界的交互方法。VRML可以在浏览器环境中为3D实验台模型添加多种感知器，能够良好地感知操作者的各种意图；在VRML和JAVA技术的接口中，可以利用JAVA程序代码来完成一些复杂的任务，从而实现了实验的交互：实验者感知实验台的各种仪器，程序完成相应的任务，然后返回相应的结果； 3)仔细研究了节流调速实验的液压回路原理，对实验过程建立了相关数学模型，进行仿真分析并获得了仿真结果，实现了基于模型驱动方法的虚拟实验； 4)实验台远程访问的实现。运用VRML和JAVA的跨平台性，特别是JAVA的字节码无需重新编译这一特性，远程的客户机可以通过Internet在本地浏览器上直接访问。 最后对本课题的发展做了一个展望，特别是在协同实验方面有待于深入的研究。
参考文献：
[1]. 基于VRML的虚拟实验室框架的研究[D]. 孟国军. 电子科技大学. 2003
[2]. 基于VRML和3D的远程虚拟电磁感应实验的研究与设计[D]. 康凤. 四川师范大学. 2007
[3]. 基于VRML的虚拟仪器构建及虚拟场景特效处理[D]. 张红燕. 湖南大学. 2005
[4]. 机械基础虚拟实验室构建方法的研究[D]. 王永攀. 长春理工大学. 2010
[5]. 基于VRML语言的虚拟实验室网络框架的研究[D]. 屈泳. 南昌大学. 2011
[6]. 工程图学虚拟实验室的研究[D]. 李春波. 大连理工大学. 2008
[7]. 基于VRML的虚拟实验室开发[J]. 沈建华, 迟权德, 李朋辉, 严军, 戴俊. 实验室研究与探索. 2011
[8]. 虚拟实验室平台设计的研究与实现[D]. 陈怡. 西南交通大学. 2010
[9]. 基于虚拟现实的分油机虚拟实验室的研究[D]. 李维奇. 大连海事大学. 2005
[10]. 基于VRML技术的虚拟实验研究及实现[D]. 施东庆. 浙江大学. 2002
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