基于虚拟现实的图学模型实验平台的研究
基于图像处理的虚拟现实实验室设计与实现
基于图像处理的虚拟现实实验室设计与实现虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）是一种模拟真实环境的技术，通过计算机生成的数字化场景和用户的互动，使用户可以身临其境地体验和参与其中。
近年来，虚拟现实技术在各个领域得到广泛的应用，而基于图像处理的虚拟现实实验室设计与实现，可以为科学研究、教育培训等领域带来巨大的发展机遇。
一、虚拟现实实验室的设计与建设虚拟现实实验室是一个可以提供全方位、多感官体验的环境，因此其设计与建设需要充分考虑图像处理技术的应用。
首先，实验室需要搭建一个高性能的计算机集群，以支持实时渲染、物理模拟等图像处理算法的运算。
其次，实验室还需要配备多个高分辨率的显示设备，如头戴式显示器、触摸屏幕等，以提供沉浸式的虚拟现实体验。
此外，还需要布置合适的实验区域和交互设备，如手柄、体感设备等，以便用户可以与虚拟环境进行真实的互动。
在虚拟现实实验室的设计中，图像处理技术发挥了重要的作用。
例如，通过立体摄像技术和深度传感器，可以实现人的姿态识别和手势追踪，使用户能够在虚拟环境中使用自然的动作进行交互。
再如，通过虚拟现实眼镜与计算机视觉技术的结合，可以实现对用户眼睛的追踪，从而提供更真实的视觉感受。
此外，图像处理技术还可以用于实时的物理模拟、光照计算等，提高虚拟环境的仿真度和真实感。
二、基于图像处理的虚拟现实应用案例1. 虚拟现实教育培训：基于图像处理的虚拟现实实验室可以为教育培训提供更为丰富的体验。
例如，在医学教育领域，通过虚拟现实技术，学生可以模拟真实手术场景进行练习，提高手术技能。
同时，通过图像处理技术，可以实现对人体器官的三维重建和可视化，帮助学生更好地理解人体结构和疾病治疗。
类似地，虚拟现实技术也可以应用于化学实验、物理模拟等科学教育中，帮助学生进行实验操作和模拟仿真，提升学习效果。
2. 虚拟现实娱乐游戏：基于图像处理的虚拟现实实验室为游戏开发商提供了更大的创作空间。
通过图像处理技术，可以实现真实感的游戏画面和动态光照效果，提升游戏的沉浸感。
云计算环境下虚拟现实实验教学网站的设计与实现
1 2 3
3D模型构建
利用专业的3D建模工具，根据实验要求和目标 ，设计并建立虚拟实验室的3D模型。
环境渲染
通过使用着色器程序，将虚拟实验室的3D模型 渲染为逼真的虚拟环境，包括光照、阴影、材质 等效果。
实验室布局
根据实验需求，合理布局虚拟实验室的空间结构 ，确保实验操作的流畅性和安全性。
虚拟实验设备的开发与优化
云计算技术的普及为实现大规模、高并发、高可用性的虚拟实验室提供了强大的基础设施支 持，可以有效降低建设和维护成本，提高资源利用效率。
针对当前虚拟现实实验教学网站存在的不足，如缺乏真实实验场景的模拟、缺乏智能化实验 教学管理、缺乏对实验过程的监控等问题，本研究旨在设计并实现一个基于云计算的虚拟现 实实验教学网站，为实验教学提供全新的解决方案。
云计算环境下虚拟现实实验教学网站 的设计与实现
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目录
• 引言 • 云计算环境下的虚拟现实技术 • 实验教学网站的设计 • 实验教学网站的虚拟现实应用 • 实验教学网站的云计算应用 • 实验教学网站的实现与测试 • 结论与展望
01
引言
研究背景与意义
虚拟现实技术的快速发展为实验教学提供了新的机遇，通过构建虚拟实验室环境，可以解决 传统实验教学中场地、设备、安全等问题，提高实验教学的效果和效率。
随着云计算、人工智能等技术的不断发展，虚拟现实实验 教学将逐渐向大规模、智能化、个性化方向发展，以满足 不同学科、不同层次实验教学的需求。
研究内容与方法
研究内容
本研究的主要内容包括以下几个方面：1) 虚拟实验场景的设计与实现；2) 智能化 实验教学管理系统的开发；3) 实验过程 监控与实验数据的处理和分析；4) 基于 云计算的虚拟实验室架构设计及实现。
虚拟仿真实验教学中心平台建设方案
虚拟仿真实验教学中心平台建设方案一、背景介绍虚拟仿真实验教学中心平台是一种基于虚拟现实技术的教学模式，它通过模拟真实场景、创建虚拟环境，使学生能够在虚拟世界中进行实验操作和学习。
该平台能够提供高质量、低成本的实验教学环境，为学生提供更多的机会与真实实验的接触，并能够在一定程度上弥补实验设备不足的问题。
二、建设目标1.提高实验教学的效果：虚拟仿真实验教学中心平台能够模拟真实实验的场景，提供更多的操作机会和实验环境的变化，从而提高学生的实验技能和学习效果。
2.降低实验教学的成本：虚拟仿真实验教学中心平台可以减少实验设备的购置和维护成本，提高实验室的利用率。
3.提高实验教学的安全性：通过虚拟仿真实验教学中心平台，可以避免一些危险性较高的实验操作，降低学生和教师的安全风险。
三、建设内容1.虚拟仿真实验室建设：建设多个虚拟实验室，涵盖各个学科的实验内容，每个实验室包括多个虚拟实验工作站和相关设备模型。
2.虚拟教学环境建设：在虚拟实验室中，搭建相应的教学环境，包括课程内容、教学资源、实验操作指南等，以方便学生进行学习和实验操作。
3.虚拟实验操作系统建设：建设虚拟实验操作系统，用于模拟真实实验操作、调节实验条件、记录实验数据等功能。
该操作系统应具备友好的用户界面和操作体验，便于学生使用。
4.虚拟实验数据分析与评价系统建设：建设虚拟实验数据分析与评价系统，用于对学生的实验数据进行分析和评价，提供学生的实验报告和评分等功能。
5.虚拟实验教师培训与支持：为教师提供虚拟实验教学的培训和支持，包括操作系统的使用、实验指导方案的制定以及实验教学技能的培养等。
四、建设流程1.确定需求：通过与教师和学生的讨论，确定虚拟仿真实验教学中心平台的功能需求和技术要求。
2.设计平台架构：设计虚拟仿真实验教学中心平台的系统架构和模块划分，确定各个功能模块的开发和集成方式。
3.开发平台功能：根据需求和架构设计，分别进行虚拟实验室、虚拟教学环境、虚拟实验操作系统、虚拟实验数据分析与评价系统的开发。
虚拟可视技术实验报告(3篇)
第1篇实验目的本次实验旨在了解虚拟可视技术的基本原理和应用，掌握虚拟可视软件的基本操作，并通过实际操作加深对虚拟可视技术在实际场景中的应用理解。
实验原理虚拟可视技术是一种利用计算机技术创建三维虚拟环境，通过视觉和听觉等多感官通道向用户展示信息的技术。
它基于计算机图形学、计算机视觉、人工智能等多个学科，通过模拟真实世界中的物体和环境，实现用户与虚拟环境的交互。
实验设备与软件- 实验设备：计算机（配置要求：CPU：Intel Core i5以上，内存：8GB以上，显卡：NVIDIA GeForce GTX 1050以上）- 实验软件：Unity 3D（三维游戏开发引擎）、Blender（三维建模软件）实验步骤1. 环境搭建：首先，在计算机上安装Unity 3D和Blender软件。
2. 三维建模：使用Blender软件创建实验所需的三维模型，包括虚拟场景中的建筑物、植物、人物等。
3. 材质与纹理设置：为三维模型添加材质和纹理，使模型在虚拟环境中更加真实。
4. 灯光设置：在Unity 3D中设置场景的灯光，包括日光、月光、室内灯光等，以模拟真实世界的光照效果。
5. 相机设置：在Unity 3D中设置相机参数，包括镜头焦距、视角、运动模式等，以实现用户在虚拟环境中的观察体验。
6. 交互设计：在Unity 3D中编写脚本，实现用户与虚拟环境中的物体进行交互，如点击、拖拽等。
7. 场景渲染：完成所有设置后，进行场景渲染，预览虚拟环境效果。
8. 实验评估：对实验结果进行评估，分析虚拟可视技术在实际应用中的优势和不足。
实验内容1. 三维建模：创建一个简单的虚拟场景，包括一栋建筑物、一片草地、几棵树和一个人物。
2. 材质与纹理设置：为建筑物、草地、树木和人物添加相应的材质和纹理，使场景更加真实。
3. 灯光设置：在场景中设置日光、月光和室内灯光，模拟真实世界的光照效果。
4. 相机设置：设置相机参数，实现用户在虚拟环境中的观察体验。
基于物联网技术的虚拟仿真实验教学平台研究
物联网技术1550 引言随着互联网时代的飞速发展，大数据、云计算等技术逐渐成熟并被广泛应用，教育信息化势在必行，其中虚拟仿真实验建设是我国进行教育信息化过程中的一个重要举措，越来越多的基于大数据、云计算等技术的虚拟仿真实验建设在经管类学科中开展，论证了经济学也是一门可以实验的科学[1-5]。
依托虚拟现实、服务器、云桌面、多媒体、5G、人机交互等技术[6-8]，构建高度仿真实验环境和对象的虚拟仿真实验教学平台，使得以理论为导向的经管类学科，逐渐向理论应用于实践、服务于实践的方向转变，这对培养创新型、复合型应用人才有着极大的促进作用。
1 虚拟仿真技术二十世纪六七十年代计算机技术的突飞猛进使得虚拟仿真得到了现实应用，仿真即利用模型复现实际系统中发生的本质过程，并通过对系统模型的实验来研究存在的或者设计中的系统，又称模拟。
以计算机为载体的仿真具有快速化、可视化、简单化的特点。
几十年来，虚拟仿真技术获得了长足发展，出现了交互仿真和分布仿真相结合的仿真技术[9-10]。
在此过程中，技术支撑是实现仿真的关键，基于大数据的4V 特点，运用大数据思维分析数据进行模拟仿真，更贴合实际生产。
通过分析模拟仿真数据，使数据变得有价值和意义。
2 实现过程高校经管学科的虚拟仿真实验教学平台的建设是一个系统工程，由于现代“互联网+”技术的飞速发展，大数据、云计算等技术得到广泛应用，本文提出的平台建设实践方案包括三大模块功能：给师生提供具体实验环境的终端；对各种实验环境及教学软件进行统一管理，并采集相关实验数据；对管理平台手机中的实验教学数据进行分析处理，并将分析结果反馈给正常的教学过程。
系统架构如图1所示。
图1 基于大数据分析的虚拟仿真实验教学系统架构2.1 经管学科虚拟仿真实验平台考虑到以往的虚拟仿真实验平台存在的规模小、范围窄等受局限特点，本文采用基于大数据和云计算的虚拟仿真实验平台，能够解决兼容性和扩展性的问题，从根本上创新实验方法。
基于虚拟现实技术的虚拟现实实验教学系统设计与实现
基于虚拟现实技术的虚拟现实实验教学系统设计与实现随着科技的不断进步，虚拟现实（VR）技术被越来越多地应用在多个领域中，其中之一就是教育领域。
通过在教育中使用VR技术，学生可以更深入地了解各种现象和概念，进一步增强他们的学习效果。
本文旨在介绍一个基于虚拟现实技术的实验教学系统的设计与实现。
一、概述虚拟现实实验教学系统是一种集合了虚拟现实技术和教学原理的教育工具。
通过建立虚拟实验环境并模拟真实实验场景，学生可以通过VR设备进行实验操作，并在不必真正进行实验的情况下，了解实验原理、方法和结果。
同时，虚拟现实实验教学系统也可以提供3D视听效果、交互式操作、全息投影等功能，丰富学生的学习体验。
二、设计为实现一个虚拟现实实验教学系统，需要进行如下设计：1.建立3D模型：为了实现虚拟实验环境，需要建立一套完整的3D模型。
这个3D模型要考虑物理特性、实验条件和场景布置等因素，以达到真实模拟的效果。
如建立一个化学实验的3D模型，需要考虑实验器材的形态、颜色等方面；同时，还要考虑到实验中产生的化学反应等因素。
2.编写程序：编写程序来实现3D模型的动态展示、交互式操作、虚拟实验等功能。
编写程序应该考虑到实验的具体内容、学生的操作方式、程序的运行速度、数据的处理能力等方面。
此外，还要考虑到不同的VR设备的兼容性，以确保用户能够在不同的设备上进行使用。
3.加入声音和视觉效果：为了营造更真实的实验环境，需要加入一些声音和视觉效果。
例如，通过加入适当的音乐或声音效果，能够让学生更好地理解实验的背景和目的。
同时，还可以加入一些视觉效果，如镜像反射、光影效果等，以增加3D场景的真实感。
三、实现要实现一个虚拟现实实验教学系统，需要进行如下步骤：1.确定虚拟实验环境的内容和风格：在设计中，需要考虑到虚拟实验环境中的构建物、器材、实验内容等方面。
同时，还要考虑到风格，如虚拟实验室的风格应该是科技感十足、明亮干净等等。
2.选择合适的VR设备：选择合适的VR设备可以带来更好的用户体验。
虚拟现实技术在工程制图实验系统中的应用研究
虚拟现实技术在工程制图验系统 中的应用研究
陈 洁 杨秀梅 刘垂玖 曾顺鹏 （重庆科技学院 机械工程学院 。 重庆 ４ ０５ ）（重庆第一财贸学校， ０ ００ 重庆 ４０ ３ ） ０ ０６
Ｔｈ ｐ ｌ ａ ｉｎ ａ ｄ ｒ ｓ ａ ｃ ｆ ｉ ｕ ｌ ｅ ｌ ｔ ｃ ｎｑ ｅ ｅ ａ ｐｉ ｔ ｎ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｒ ａ ａｉ ｃ ｏ ｖｔ ｒ ｔ ｅ ｈ ｉｕ ｓ ｙ
中图分类 号 ： Ｐ １ ． 文献标 识 码 ： Ｔ ３７４ Ａ
由于工程制 图的特殊性 ，大量模型动画构成 了工程制图实 染的图形描述性语言 。它把一个虚拟世界看作 一个场景 ，把场 景 中的一切都看作对象 ， 即节点 ， 对于对象 的描 述文件将构成 以 验系统 网络课件的主体 。而以往课件 中的动画一般由开发者提 ｗｌ ｒ为扩展 名的 Ｖ ＭＬ文件 。它可应 用于创 建虚拟现实 的对 Ｒ 供的 ， 动画一旦做 成之后 ， 就不能修改 ， 学习者只能被动地从头 象、 景象和展示模型等 【 】 ２。 到尾看完 ，机械地接受知识 ，不能实行实时交互以发挥其 主观 通过浏览器 ， 互联 网的用户可以观赏 到由 Ｖ Ｍ Ｒ Ｌ创建的三 能动性。而虚拟现实技术可使你介入其 中 ，由被动学习变 为主 维虚拟现实 ， Ｈ Ｍ 是 Ｔ Ｌ的 ３ Ｄ模式 ， 需要通过 网络传输的只是一 动学习。开发基于 网络 的工程制图实验系统 多媒体课件 ，其 目 的是使学生 在实践 中加深对知识的理解和综合运用 ，培养 和提 个很小的描述文件 ，大量 的计算 和场景生成由浏览器完成 ，这
圆
自动生 成 软件
结构的场景图 （ｃｎ ｒｐ ） ＳｅｅＧａｈ 来描述三 —
ＶＲ ＭＬ文 件
和实践。
３ Ｄ造 型、 Ｉ 动画、 交互等
工程图学虚拟实验系统的研究与开发
合工程制 图的特 点及要求 ，开发 一套满足教学使 用要求的工 程制图虚拟实验 系统 ，从适 用范 围与功能要求看该 实验系统 具有以下特点 ： １ ） 实验 内容丰 富 ，开 放性 强 。可 根据 课程要 求建 立涵 盖工程制 图教 学内容的 大部 分实验 ，系统 内部模 型可适时扩
展 、修改 、删减 ，满足新的教学需要 。 ２）操作 简便 ，交互性 较 强 。虚拟 实验 系统 内 的三维模 型造 型 逼真 ，立 体感 强 ，学生 可实 时控 制实 验模 型对 其放
总体结构层次框架模型 ，如下页 图】 所示。
【 基金项 目】山西省软科 学研究项 目 （ ２ ０ １ ２ ０ ４ １ ０ ３ ８ — ０ １ ）
【 第一作者简介】张宏 （ １ ９ ５ ９ 一），女 ，山西长治人 ，副教授 ，
２ ０ １ ３ 年１ ２ 月 总 第１ ３ ６ 期
机械 管理 开发
Ｍ ＡＮ ＡＧ ＥＭ ＥＮ Ｔ ＡＮ Ｄ Ｄ ｅ ｃｅ ｍ ｂｅｒ ，２ ０１ ３ Ｔ ｏｔ ａ ｌ ｏｆ１ ３６
信 息 网 络
工 程 图 学虚 拟 实验 系统 的研 究 与 开 发
张宏 ，王盼 盼 。曹杏
大、 缩 小 、旋转 、剖切 、 拆 分等操作 ，可 动态观察实验过程 提高实验效果 。
３）具有 实验 指导功 能 ，不受 时间及 地域 限制 ，系统 对
理 与多媒体技术 等最新 研究成果的 第三代模拟仿真 系统 。该 系统 主要 由高性能虚 拟环境处理计算机 、输入设备 、 应 用处 理 软件系统 、 演 示设备等组成 。利 用该技术可 以方便 地创建 各种虚拟 的三维 场景及三维实物模 型 ，且可根据要求 为其增
不受 时间及地域限制 ，提 高了学 生学习的 主动性并丰 富 了工程制 图教 学 系统。
基于人工智能的信息科学虚拟实验教学创新研究
基于人工智能的信息科学虚拟实验教学创新研究引言：随着科技的不断发展，人工智能（Artificial Intelligence，简称AI）的出现，为教育领域带来了巨大的变革与创新。
特别是在信息科学领域，AI为虚拟实验教学提供了广阔的发展空间。
本文将探讨基于人工智能的信息科学虚拟实验教学创新研究，从虚拟实验平台的构建、教学过程的优化、学习效果的评估等方面进行分析与探讨，旨在为信息科学教育的发展提供新的思路和方法。
一、虚拟实验平台的构建基于人工智能的信息科学虚拟实验教学创新研究的第一步就是构建虚拟实验平台。
虚拟实验平台是学生进行实验操作和实验过程模拟的关键工具。
利用人工智能技术，可以为虚拟实验平台添加更多的交互性和智能化，使其更加贴近真实实验环境，增强学生的实验感受。
1. 虚拟实验环境的建模通过虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术和现实感知（Augmented Reality，简称AR）技术，可以为学生提供逼真的实验环境。
学生可以通过佩戴虚拟现实设备，如头盔、手柄等，进入到虚拟实验室中进行实验操作。
虚拟实验环境的建模需要基于实际实验室的数据和场景，结合人工智能技术，使得虚拟实验环境更加真实可信。
2. 智能导学系统的设计利用人工智能技术，可以为虚拟实验平台添加智能导学系统。
这个系统可以通过分析学生的学习数据和行为模式，提供个性化的学习路径和指导建议，帮助学生更好地完成实验任务。
此外，智能导学系统还可以根据学生的实验情况自动调整难度和进度，以满足不同学生的学习需求。
二、教学过程的优化基于人工智能的信息科学虚拟实验教学创新研究的第二步是优化教学过程。
通过利用人工智能技术，可以实现教学过程的自动化、个性化和互动性，提供更好的学习体验和学习效果。
1. 自适应教学设计以传统的信息科学实验教学为基础，结合人工智能技术，可以设计自适应教学模型。
这个模型可以根据每个学生的学习能力和学习风格，调整教学内容和难度，使得教学过程更加贴近学生的需求。
【报告】虚拟现实实习报告
【关键字】报告虚拟现实实习报告篇一：VR虚拟现实实验报告《虚拟现实技术》课堂实验报告（XX-XX学年第2学期）班级：地信一班姓名：冯正英学号：3实验一：Sketch Up软件认识与使用一、实验目的与要求：1. 目的通过本次实验，使学生掌握Sketch Up软件的基本架构，理解利用Sketch Up进行场景制作的基本步骤，能够熟练运用Sketch Up软件的主要功能及相关工具。
2. 要求每位学生进行Sketch Up软件的安装和配置，操作练习Sketch Up的主要功能及相关工具，理解体会各种操作的执行结果，并独立总结撰写完成实验报告。
二、Sketch up的主要功能：1、独特而便捷的推拉工具：功能强大且操作简便的推拉工具，所有的造型几乎都可从推拉方式中完成。
2、可汇入导出AutoCAD的各式图面：可读取与写出各版本的AutoCAD DWG格式，并可自模型中汇出平、立、剖面的DWG图面，让您延用原有的设计而无须重新处理。
3、精确的尺寸输入与文字注释：所有的外型不再只是大约的视觉比例，透过数值输入框可赋予精密而正确的尺寸，也能直接在立体图面上进行尺寸标注和注释，大大地增强图面解说力。
4、随贴即用的材质彩绘功能：任何的图像档均能搭配彩绘工具贴附于模型表面，无须经过彩现计算，便能直接呈现出材质的原貌，既快速又有效率。
所有材质均可立即编修大小比例、角度与扭转变形，并直接调整透明度。
5、随贴即用的材质彩绘功能：任何的图像档均能搭配彩绘工具贴附于模型表面，无须经过彩现计算，便能直接呈现出材质的原貌，既快速又有效率。
所有材质均可立即编修大小比例、角度与扭转变形，并直接调整透明度。
6、动态剖面：提供即时互动的剖面功能，清楚的呈现出剖切后的空间状态。
透过场景功能，还可以动态模拟剖面的生成效果。
7、卓越的路径跟随建构能力：只需设计出所要的断面，便能沿着路径组合出各种复杂的造型。
8、全新的Layout布图能力：以类似于AutoCAD图纸空间的方式，将多种不同的图面角度和内容，依您的需要置放在Layout图纸上，并可直接标注尺寸、注释和加注图框，完全不需要再使用传统的2D软件即可完成图说。
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图 : #$%$ 控制 4567 场景原理图
:/ "/ ! 修改模型参数
当学生在 &’’()* 界面中改变模型参数 （ 尺寸和位置参数 ） 后，需要向虚拟场景发送消息通知参数的变化。虚拟场景接受 消息后， 产生响应， 改变模型的形状和位置 8 程序略 9 。
:/ "/ " 读取场景的变化
图 " 虚拟模型实验界面
第$期 !##‘ 年 $ 月
文章编号 ： "##" * F]]I 8 !##‘ E #$ * #"‘I * #!
机械设计与制造 ’(B:3-,<? P,=3.- d ’(-5+(B>5<,
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基于虚拟现实的图学模型实验平台的研究
徐茂峰 李爱军 肖兴明（ 中国矿业大学， 徐州 !!"##$）
:/ "/ : 场景与模型数据库
使用上面的方法，我们可以将 &’’()* 作为 4567 场景与外 界（ 如数据库 ） 进行数据通信的中间桥梁。一方面通过 &’’()* 控 制 4567 场景中的模型，并根据参数更新 4567 场景内容。另 —方面通过 #;?@ 可直接访问数据库服务器获得模型文件，降
:/ " 实验中的交互控制机制
用户可以使用浏览器的插件进行模型控制，但这种控制比 较粗糙， 无法实现精确定位和模型的变化。根据我们的调查， 用 户所希望的是能够进行实时的交互—— — 不仅能够任意控制三维 模型的旋转方向、 相对位置， 而且能够精确响应学习者的交互行
图 ! 实验平台总体结构
为（ 例如虚拟模型尺寸的修改 ） ， 产生相应的变化。用户通过鼠 标来控制场景中的每一个模型， 就像拿在手中的真实模型一样， 甚至比真实模型还要灵活。这就需要我们对 4567 进行编程以 实现真正意义上的交互功能。 利用 -=1>’* 节点虽然可以实现与用户的交互，但其动态场 景中的事件 （ 输入和输出 ） 均在 4567 节点之间进行传递， 与外 界的信息交流显得力不从心。 考虑到 #$%$ 与 4567 一样都采用 下载—— — 解释执行的运行机制，而用 #$%$ 可以方便的编写复杂 的用户界面。 所以， 实验平台采用了如图 : 所示的方式实现场景 与用户的交互。具体方法如下：
VVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVV
钮输出包含机构运动的电影文件。所输出的 ’MNL 文件可以用 W3-@)X= ’,@3( MC(?,< 播放器播放。
否存在干涉，并可以给出干涉量。选择某项封装功能及所要检 查的对象和一些相应的参数，则该功能的选项在运动分析 （ 和关节运动 （ 对话框下方的选项中加亮 2-37(>3)-） 2<>3B5C(>3)-） 显示并可以调用， 处理并输出检查的结果。 一旦发现转向系统存在干涉等问题，可以立即对零件的设 计进行修改， 如调整齿数比、 修改孔径、 加长或缩短构件的长度 等。零件模型改变后，相应的虚拟装配模型及运动分析模型将 随着改变。运动分析模型改变后再重新进行分析，直到确定最 终的优化方案。本文选择转向柱和横拉杆作为干涉检查对象， 功能测量转向轮的偏转角度。 当在运动 同时利用测量 （ ’,(=5<,） 仿真过程中干涉检查对象间出现干涉时， 测出转向轮转过 G#HIJ 与转向轮实际最大转向角 G#H"$J近似相等， 因此得出结论， !$K， 此转向系统模型基本符合设计要求。 在 &L 的 ’)>3)- 模块中提供了将机构的运动仿真转化为可 以播放的 ’MNL 电影文件的功能。输出 ’MNL 文件的过程可以 分为创 建 &L O M:)>) 2-37(>3)- 照相机 路径 和生成 运动 仿真的 一般选择定义关键帧 （ ’MNL 文件两个步骤。 P,+3-, Q,? R<(7,=） 作为照相机的路径，可以在路径中加入绕轴转动的转台运动。 然后使机构做一个循环的仿真运动，最后右键点击运动分析导 航器中的方案 SB,-(<3)T" 选择输出 （ NUV)<>）选项下的 ’MNL 按
F 结论
基于虚拟现实技术建立汽车转向系统的虚拟装配。虚拟装 配模型应是参数化的实体模型，从而满足用户不断修改并最终 实现最优设计或变形产品设计的要求。对转向系统进行运动学 仿真分析， 并使用封装选项功能进行测量、 跟踪、 干涉检查， 提高 汽车转向系统的设计水平和质量。 以 ’MNL 电影文件形式输出， 形成电影动画。通过动画演示， 可以更直观、 正确的理解汽车转 向系统的工作原理和运动。虚拟装配可以减少实物模型和样机 的投入， 缩短产品开发周期、 降低产品开发成本和制造成本， 有 利于实现产品的最优设计或变形产品设计。
[( E 提高执行的性能
除了减小文件的大小加快 ZPMS 文件的下载速度之外，提 高客户机的模型执行性能也是一个关键的环节。对于编程人员 来将， 我们所能做的是： . F 7 尽量使用简单的颜色， 不要一味的追求美观。 ZPMS 可 以使用丰富的颜色，但这增加了客户机的渲染工作量。一般来 说，使用渐变颜色来生成背景的渲染速度是使用单色背景时的 能够明显感觉到运动的不连贯。 F = FH ， . E 7 使用内联技术 :8%08" 的显著优点是开发人员可以重用 已有的造型。但这种优势是针对于开发人员的，对于学习者， 在浏览一个使用了 :8%08" 节 :8%08" 也可以起到优化浏览的效果。 点的文件时，浏览器并不是一开始就将包括在 :8%08" 节点中的 空间造型显示出来，而是首先读入该文件本身造型节点所创建 的空间造型，对于 :8%08" 节点引入的空间造型只是显示该节点 的约束框架， 此时虚拟模型已经可以进行浏览了， 然后浏览器才 开始装入 :8%08" 节点指定的文件。我们将复杂的造型划分成几个 简单的造型， 分别予以实现， 再使用 :8%08" 节点组合到一起。采用 这种方法可以加快初始画面的显示， 缩短用户等待的时间。 . J 7 在 J4MX\ 中， 我们常用灯光来增加模型逼真的程度。 但是， 在 ZPMS 浏览中， 灯光的设置会涉及大量的计算， 直接影 响系统的执行性能。所以，我们在造型时删除了所有的光源节 点， 使用浏览器缺省的头灯 （ 。 W"&C%0/W1）
系统允许使用插件对模型的位置进行控制， 这时场景将变化 用消息通知 $’’()*， 将场景的变化及时反馈给学习者 8 程序略 9 。
从功能方面看， 系统具有如下特点： 8 ! 9 灵活的操作性， 学生可选择不同种类和数量的模型， 自 行决定组装实验的内容。 8 " 9 系统的开放性， 学生可以随时进行访问和实验， 管理人 员还可随时添加实验内容。 8 : 9 交互性强， 学生不是实验系统的操作者， 而不是实验的 参观者。
A !BC
徐茂峰等： 基于虚拟现实的图学模型实验平台的研究
第C期
种方法， 这并不是模型拼装的实验有问题， 而是实现实验的手段 上的问题。 随着虚拟现实、 网络等技术的发展， 在网上实现模型拼装实 验有了充分的技术支持，我们可以方便地建立各种模型实验。 学习者通过浏览器进行三维虚拟模型拼装实验，就象面对真实 的模型一样，在某些方面甚至比真实模型还要灵活。这为培养 学生的空间想象能力提供了极大的便利。
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低了 !"# 服务器的负载。
机械设计与制造
般可将文件压缩 EHc d [ec 。
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" 引言
立体模型是图学教学中的重要教具之一，过去在帮助学生 学习工程图学方面的内容时，曾通过拼装立体模型的方法来进
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跟踪 （ ， 跟踪点 的间隙距离， 如超过界限则发出警告。 （ !） A<(B,） （ ） （ ） 或对象的运动轨迹。 F 干涉检查 1->,<+,<,-B, ， 检查对象间是
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