基于VRML的数字逻辑电路虚拟实验室的设计方法研究.pdf

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摘要借助于现代化通讯、计算机和虚拟现实技术,我们开发出了基于氖字逻辑电路的网上虚拟实验室系统。文章首先介绍了虚拟现实技术及其在虚拟实验室中的应用,并通过对构建虚拟实验室的几种关键技术的分析,确定了本系统开发所要使用的技术一儿;其次通过对虚拟实验室系统分析,提出了构建虚拟实验室的功能要求、性能要求及动画设计要求,并设计出网上虚拟实验室系统的模块结构;给出了构建三维实验场景及交互式虚拟实验的具体实现方法;最后利用构建了数字逻辑电路虚拟实验室的网页结构,并实现网上发布。本系统的主要特点:媸蹈星俊8眯槟馐笛槭姨峁┝巳笛榛肪常缑具有身临其境的真实感。自主实验方式使实验更具有真实性,充分显示出了系统的实用性和先进性。┏湫郧俊8眯槟馐笛槭蚁低车目7⒐淌且桓鐾ㄓ玫纳计模式,可适用于其它虚拟实验室的开发。换バ院谩1鞠低程峁┝擞没в牖境动态交互的内容和方式,用户可对实验过程进行实时操控,具有操作性强,参与性好等优点,达到了锻炼实验者动手能力的目的。关键词:虚拟实验室;虚拟实验;虚拟现实建模语言;数字逻辑电路实验
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签字日期:柝/耑,日签字日期:矿产跸独创性声明学位论文版权使用授权书表或撰写过的研究成果,也不包含为获得云湟太堂或其他教育机构的学位本学位论文作者完全了解云湟太堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权云洼太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行驴闖口本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所傲的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构递交论文的复印件和磁盘。学位论文作者签名:C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得导师签名:签字日期:
。这里的。虚拟世界”又被称为虚拟环境,是指具有真实感的立体图形。它既可以是某种特定现实世界的真实再现,也可以是纯粹构想的世界。操作者可以通过视觉、听觉和触觉等与之交互,从而能产生“身临其境”的感觉。通常系统具有多种输出形式缤夹巍⑸簟⑽淖值和处理多种输入设备的能力,为人机交互提供了新的交互媒体,并且能够进行碰撞检测、实时交互、视点控制及复杂行为建模等。目前,技术在军事仿真,娱乐、游戏、教育、医学、遥控机器人、虚拟设计、虚拟制造等领域都已得到了广泛的应用“.槟庀质导际醯奶卣虚拟现实的基本特征可用岢龅摹靶槟庀质导际醯娜切巍奔蚪嗟说明,即觥癐”.:它们是强烈的身临其境“沉浸性”友好亲切的人机“交互性”性”U个“蓖怀了人在虚拟系统中的主导作用:不再是被动地通过键盘、鼠标等输入设备与计算环境中的单维数字化信息发生交互作用,从计算机系统的外部去观测计算处理的单调结果,而是能够主动地沉浸到计算机系统所创建的环境中去。·计算机将根据用户的特定行为而不是接口设备的状态实现人机交互;私助多种传感器与多维化信息系统的环境发生交互,即用集视、听、嗅、触等多种感知于一体的、人类更为适应的认知方式和便利的操作方式,以自然、直观的人机交互方式来实现高效的人机协作,从而使用户沉浸其中,使参与者有“真实”的体验;四芟穸源话阄锢硎堤逡谎ブ苯犹逖楹筒僮餍畔ⅲ⒃谔逖中插上想象的翅膀,翱翔于这个多维信息构成的虚拟空间中,成为和谐人机环境应用虚拟现实技术创建虚拟实验室是教育领域应用信息技术的一种创新。梢愿雍侠淼嘏渲媒逃试矗饩鲎式鹜度胗肴瞬排嘌涞拿⒘钊隋谙氲摹岸喔兄图甀虚拟现实技术的基本特征的主导者“捌。
虚拟实验室在国内外发展现状盾,有利于从整体上改善办学条件和提高教学水平。梢杂行У靥岣哐亩帜芰ΑP槟馐笛樵市硌醋约旱纳柘动手,在网上进行实验研究,允许失败、允许犯错误,允许仪器设备“损坏”或“灾难性事故”的发生;并通过正、反两方面的经验教训培养学生的想象力梅抡婧投嗝教寮际踅心D馐笛椋岣哐杂谑笛榻坛痰难兴趣,有利于培养学生分析问题和解决问题的能力。С衷冻探逃笛榻萄В芄慌嘌目蒲笛槟芰Α;谝蛱赝的虚拟实验室远程教育模式能够灵活地提供给用户不同的实验教学内容,用户可以根据实际情况灵活确定学习的内容和进程,从而最大限度地满足用户的不虚拟实验室概念,最早在年由美国的教授提出,用来描述一个计算机网络化的虚拟实验室环境。美国国家研究委员会的定义为:虚拟实验室是一个无墙的中心。研究人员能在其中从事科学研究和工程设计,不必顾及