基于VRML技术的虚拟实验研究及实现

发布时间：2020-06-09 09:40

【摘要】： 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。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：G434

【引证文献】

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本文编号：2704503