机械学科网络虚拟实验的实现方法研究
本文选题:网络虚拟实验 切入点:机械学科 出处:《华中科技大学》2011年硕士论文
【摘要】:网络虚拟实验对于高校实验教学具有重大意义和应用价值。当前计算机技术、虚拟现实技术和网络技术的快速发展,为建立逼真的三维实验设备及环境、实现复杂的实验交互功能、远程访问实验教学资源提供了必要条件。本文以机械学科的课程实验为对象,研究了虚拟实验的实现方法,构建了虚拟实验系统。该方法采用VRML(虚拟现实建模语言)描述机械学科虚拟实验的设备和场景,利用VC程序实现用户与虚拟实验设备及场景的交互和控制。主要研究成果包括: 第一、提出了机械学科网络虚拟实验的系统框架。该系统利用VC开发ActiveX实验控件,将VRML描述的实验场景嵌入其中,通过VC与VRML的数据通信,实现虚拟实验功能。 第二、针对机械学科虚拟实验对机构建模和设备仿真的需求,对VRML的造型功能进行了扩展,提出了构建机械学科典型零件和机构的建模方法;利用VRML中的坐标系嵌套、多层传感器结构和脚本路由机制,建立起了复杂机构设备的运动仿真模型。 第三、针对VRML控制功能的不足,采用VC程序对VRML场景进行辅助控制,提高了虚拟实验场景的交互性和可控性。编程实现了实验数据的生成和管理,满足了实验数据的拟真性;用软件实现了虚拟设备的核心功能,完善了虚拟实验的功能系统。 最后,选取“互换性与技术测量”的课程实验为对象,利用本文提出的方法构建了该课程的网络虚拟实验,实现了课程实验的功能。 本文采用VC和VRML相结合的方法构建机械学科网络虚拟实验,可以很好地还原实际实验场景,交互性强,能够比较全面地演绎实际实验的功能,在高校实验教学资源共享和远程教育方面有很好的应用前景。
[Abstract]:Network virtual experiment has great significance and application value for experimental teaching in colleges and universities.The rapid development of computer technology, virtual reality technology and network technology provides the necessary conditions for the establishment of lifelike three-dimensional experimental equipment and environment, the realization of complex experimental interactive functions, and remote access to experimental teaching resources.In this paper, the realization method of virtual experiment is studied, and the virtual experiment system is constructed.In this method, VRML (Virtual reality Modeling language) is used to describe the equipment and scene of mechanical virtual experiment, and VC program is used to realize the interaction and control between user and virtual experiment equipment and scene.The main findings include:First, the system framework of network virtual experiment of mechanical discipline is proposed.The system uses VC to develop ActiveX experimental control and embed the experimental scene described by VRML into it. The virtual experiment function is realized through the data communication between VC and VRML.Secondly, aiming at the requirement of mechanism modeling and equipment simulation in the virtual experiment of mechanical discipline, the modeling function of VRML is extended, and the modeling method of typical parts and mechanism of mechanical discipline is put forward, and the nesting of coordinate system in VRML is used.The multilayer sensor structure and script routing mechanism are used to establish the motion simulation model of complex mechanism.Thirdly, aiming at the deficiency of VRML control function, VC program is used to control the VRML scene, which improves the interaction and controllability of the virtual experimental scene.Programming realizes the generation and management of experimental data, satisfies the simulation of experimental data, realizes the core function of virtual equipment with software, and perfects the functional system of virtual experiment.Finally, the course experiment of "interchangeability and technical measurement" is selected as the object, and the network virtual experiment of the course is constructed by using the method proposed in this paper, and the function of the course experiment is realized.In this paper, the method of combining VC and VRML is used to construct the network virtual experiment of mechanical discipline, which can well restore the actual experimental scene, have strong interactivity, and can fully deduce the function of the actual experiment.It has a good application prospect in the sharing of experimental teaching resources and distance education in colleges and universities.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH-4;TP391.6
【参考文献】
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,本文编号:1710391
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