中国在职研究生网 >> 论文中心 >>

基于VRML的虚拟实验系统设计

2010-11-16 11:12       作者:/张中伟 汪庆伟    http://www.zzyjs.com

摘要:以一个物理电路虚拟实验系统为基础,介绍了VRML及其实现原理,并详细论述了虚拟实验系统的创建过程和创建方法。
关键词:虚拟现实;VRML;虚拟实验

 0  引言
        随着网络技术和虚拟现实技术的迅猛发展和普及,远程教育得到了强大的技术支持,使网络虚拟实验实现了对传统实验的有力补允,实现了其时间上的拓展和空间上的延伸。目前的虚拟实验多为二维演示实验,在实验真实感、交互性和教学效果等方面与真实实验相差甚远。VRML(Virtual Reality Modeling Language)是开放的、可扩展的、工业标准的虚拟现实描述语言,它能够在Web上创建可导航的、超链接的三维虚拟现实空间,并使用户与场景进行实时交互,感知和操作虚拟对象,因而能够提供更佳的性能和更好的教学效果。
        1  虚拟现实与VRML
        虚拟现实(Virtual Reality)是一项综合集成人——机界面交互技术,它利用计算机生成具有表面色彩的立体图形模拟现实环境,通过多种传感设备使用户融入到该环境中,并与该环境中的对象进行自然的、实时的交互,从而使用户产生一种沉浸在虚拟环境中的真实感觉。
        VRML作为一种与互联网结合,用来描述三维交互世界的程序语言,可应用于创建虚拟现实的对象、景象和展示模型等。VRML的工作原理是用文本信息描述三维场景,在Internet网上传输,在本地机上由VRML浏览器解释生成三维场景,解释生成的标准规范即是VRML规范,而把复杂的处理任务交给本地机从而减轻了网路的负荷。
        2  实验系统的设计与实现
        2.1 虚拟场景的建立  VRML语言本身可以进行三维建模,但是它的标记语言特性使得建立三维虚拟场景比较麻烦,尤其是对一些庞大、复杂、要求精细逼真的场景。一种比较通用的方法是用3D Max这样的三维建模软件来建立静态虚拟场景,然后再导入到VRML编辑器中添加动态效果和交互控制。
        但是,一般建模软件建立的场景文件都很大,这对网络传输是不利的,必须进行场景优化。通常我们可以采用以下几种方法进行优化。
        ①利用VRML 中的LOD节点(Level of Detail ,细节层次)。LOD节点主要是以视觉效应为每个物体建立多个相似模型, 根据距离由远及近依次使用从粗到细的不同模型描述物体, 减少不需要的模型细节, 从而加速模型的绘制,达到优化处理的目的。②多使用DEF/USE方式。对于在场景中多次使用的对象,可在对象首次使用时用DEF给物体命名,以后仅需通过“USE+对象名”即可引用该物体。这种方法不但能够提高代码重用度,减少文件体积,还可以减少场景中要绘制的多边形,提高场景生成速度。③多使用PROTO原型定义。使用原型可以获得与DEF/USE方式相同效果,此外它还有动画效果,能进行交互控制,其使用更为灵活,功能更为强大。④复杂模型尽可能用简单模型拼装。用布尔运算得到的复杂模型不利于修改和贴图,为此可用Box、Cone、Cylinder、Sphere这些简单模型来构建复杂模型,这样既可以节省在网络中的传输时间,也有利于浏览器的优化。⑤利用压缩工具压缩VRML文件。在VRML的构建过程中难免会出现一些冗余信息,通过压缩工具,可以删掉冗余空间,减少文件体积。
        2.2 自动演示功能实现  自动演示功能主要用来演示实验的全过程,以帮助用户了解实验。例如,本系统中的一个基本实验就是通过电源开关的开、合控制灯泡的亮灭。自动演示功能可利用预定义动画来实现,这主要涉及下面的几个功能节点。

查看更多相关论文计算机网络学论文  计算机论文  
上一页 1 2 下一页 

在职读研实用信息
版权声明
    凡本站稿件类型为“原创”的所有文字、图片和音视频等稿件,均为启文教育网版权所有,未经本站协议授权,任何媒体、网站及个人均不得转载或以其它方式发表,违者必究。如需转载,请注明出处。
相关资讯文章
热点推荐简章

交流吧热帖 

推荐阅读

网友阅读

在职研究生热门专业

  • 专业名称详情

网站简介 | 免责声明 | 广告与合作 | 联系我们 | 招聘信息

常年法律顾问  华泰律师事务  毛亚斌律师

京ICP备05038589号