基于Virtools的大学物理网络三维虚拟实验的开发

介绍了Virtools作为一种新的VR技术，具有可视化操作、强交互力、跨平台和易于掌握等优点，应用于网络三维虚拟实验的开发可极大地提高实验的交互性和沉浸度，并大幅降低实验的研发时程和开发难度。以茹科夫斯基转椅虚拟实验的开发为例，详细介绍了应用Virtools技术开发大学物理虚拟实验的方法和过程。

基于设计的研究范式在网络三维虚拟实验中的运用研究

基于设计的研究,是以问题为起点,以设计为主线,带动技术创新、实践应用与理论反思"三位一体"迭代循环提升的有效研究范式。本文应用这一范式对大学物理网络三维虚拟实验设计与开发进行研究,构建了网络三维虚拟学习环境情感与认知交互层次塔理论模型,总结了可持续的网络三维交互技术开发原则以及教学实践应用策略,一定程度上解决了虚拟实验设计中的实际问题,进而有效联结了交互设计理论、技术与实践的鸿沟。

体感交互设计及其在三维虚拟实验中的应用

人机交互方式直接影响三维虚拟学习系统的沉浸感和用户体验,基于桌面的WIMP交互由于信息维度的限制,在完成三维交互任务时存在用户体验不佳问题。体感交互使用自然习惯动作直接交互,其交互信息具有连续性、多维性、隐含性等特点,能减轻对WIMP交互中鼠标键盘的操控依赖与操控复杂度,使学习者更关注学习任务本身,在三维虚拟学习系统中具有更好的适用性。与WIMP交互相比,体感交互设计的最终目标是提升学习体验,在影响学习体验的四个主要因素中,体感交互行为过程最为关键,主要体现在"定位"、"操作"、"反馈"等环节,并通过隐喻设计促进学习者的认知和反思。对体感虚拟实验的案例分析和开发实践表明,体感交互能提高与三维对象的交互效率、增强学习沉浸感,体感交互设计应遵循情景性、隐含性、及时反馈、反思性等原则。

基于“心理建构”的三维虚拟实验监控评价系统

目前三维虚拟实验虽已广泛应用于教育教学,但对于虚拟实验监控评价系统的研究还不够充分,监控评价效能也比较低,存在着评价主体单一和实现方式简单的问题。本研究首先基于第四代教育评价及后现代主义等相关理论,提出基于"心理建构"的三维虚拟实验监控评价的设计理念;然后,构建了基于"心理建构"的虚拟实验监控评价功能模型,并结合大学物理避雷针实验开发了具体的监控评价系统;最后,研究还对系统的运行进行了测试和效果评价,以期对相关学科的三维虚拟实验监控评价系统的设计与开发有所启发。

基于Unity3D的照明电路三维虚拟实验系统设计与实现

当前虚拟实验系统多以"原理、过程、现象"的演示居多,缺乏智能交互和反馈;为了使虚拟实验系统具有更智能的交互反馈和用户体验,以Unity3D游戏引擎为开发工具,使用有限状态机和智能诊断具技术,开发具有"虚拟性"、"安全性"、"仿真性"、"智能性"等特征的照明电路虚拟实验系统,为高校构建沉浸感强、用户体验好但开发成本低廉、符合高校实际需要的三维虚拟实验系统提供一种可行解决方案。

基于VRML的网上三维虚拟实验室的研究

文章分析了虚拟现实建模语言(VRML)的主要特点,介绍了制作网上三维虚拟实验的方法,并详细讨论了用VRML实现网上三维虚拟实验室的关键部分:系统结构、功能结构、设计特点和虚拟实验中实现交互的方法在设计方案中提出多种节点综合利用的思路,如简单的交互可用传感器节点,通过事件和路由来实现;复杂的交互可用Script节点,通过引入Java程序来实现。

利用Virtools开发三维虚拟实验研究

Virtools是一款功能强大并被广泛应用于虚拟现实开发的软件,论文首先对Virtools及其特点进行了分析介绍,然后进一步阐述了利用Virtools开发三维虚拟实验的过程以及各个阶段需要注意的问题和关键技术。论文试图从研究开发的视角深入探究Virtools在三维虚拟实验开发中的具体运用,希望在充分论证Virtools在开发三维虚拟实验方面的优势的同时,对以后虚拟实验的开发提供一定的帮助和借鉴。

体感交互设计及其在三维虚拟实验中的运用研究

基于自然肢体动作进行交互,就是所谓的体感交互,它在信息传输层面,具有多面性和连续性特征,键盘的依赖性会受到显著的削弱。在此种交互模式下,会更加关注相应的学习任务,这样就能在三维虚拟系统中显著提升学习的舒适性。人机交互方式对于用户体感与沉浸感具有直接性影响。近年来,随着数字媒体技术的不断发展,体感交互设计运用与三维虚拟实验有效的提升了教学效果,推动了教学交互模式的转变。

初中物理探究性三维虚拟实验的研究

研究通过分析中学物理实验传统教学中存在的不足,提出了利用虚拟现实技术设计并实现探究性三维虚拟实验,解决传统实验教学存在的实验设备不全、实验环境受限、实验过程缺乏创造性等问题,同时讨论了探究性三维虚拟实验设计的理论基础、设计原则和过程、实现技术与方法,并通过案例进行了详细阐述。

体感交互设计及其在三维虚拟实验中的运用

人机交互方式能够直接对于用户体感与沉浸感具有直接性影响,根据桌面交互在信息维度上面所具有的局限,不同用户在完成三维交互任务上面所获得感受存在显著差异。体感交互主要是应用自然肢体动作,直接完成交互,进而在信息传输上面具有连续性及多面性的特征,有效降低对于键盘的依赖程度,让学习者对于学习任务本身更加关注,提高在三维虚拟学习系统内所具有的舒适性。

三维虚拟实验室中装配序列规划问题研究

将装配序列规划方法应用于实验教学领域,提出由全局装配干涉矩阵和优先约束矩阵获取可行装配序列,并将装配体不稳定性和装配方向改变次数作为评价参数,进而运用遗传算法对装配序列进行优化。最终在自主开发的三维虚拟实验室系统中进行了仿真,不仅实现了生动有趣的仿真效果,又可提供实时有效的装配操作引导功能,有助于操作者对实验仪器和实验原理的学习。

基于Virtools的三维虚拟实验系统设计与实现——以摄像机操作三维虚拟实验为例

随着虚拟现实和人工智能等互联网技术在各个领域的广泛应用,三维虚拟仿真实验系统的开发和应用具有了强大的技术支持和环境保障。文章以Virtools三维虚拟交互开发软件为平台,结合三维建模软件3ds Max,设计并完成了摄像机操作三维虚拟实验系统的开发。从实验系统框架、交互功能设计、虚拟场景建模、虚拟交互实现等方面对开发步骤进行详细分解,研究基于Virtools的三维虚拟实验系统设计与实现的关键技术,为三维虚拟实验系统的开发提供了一种交互性强、移植性好、灵活易用、编程难度低的设计与实现方案。

MDT建模在三维虚拟工科实验教学中的应用

信息技术应用于实验教学，在经历了二维平面的演示和动画模拟阶段后，现已进入了桌面虚拟实验的研究阶段。无论采用哪种技术开发这类实验，精确表示实验仪器状态的模型都是建立有效的虚拟实验教学系统的关键之一，也是创建和设计整个系统的难点。开发三维“几何量公差与检测”虚拟实验系统，利用MDT软件创建虚拟实验仪器的原则及步骤所获得的经验，将会对虚拟实验的开发提供一定的借鉴作用。

三维虚拟仿真实验在仪器分析实验中的应用

三维虚拟仿真实验因其交互性强、界面友好,内容丰富等特点,广泛的应用于仪器分析实验的教学。本文结合自身学校特点对仪器分析实验教学中存在的问题、三维虚拟仿真实验室的应用及教师的作用进行了分析和总结。三维虚拟仿真实验室作为现实教学的有效补充手段,能够有效的促进仪器分析实验的教学。

三维虚拟仿真实验室在肿瘤放疗教学中的应用探讨

随着现代科技的迅速发展与普及,国内高校的课堂、实验教学等均朝着信息化、智能化与互动化的方向发展,因此,虚拟仿真技术应用于高校实验课得到了广泛的重视。肿瘤放射治疗作为一门理论与实践紧密联系的学科,以放射物理学、放射生物学、医学影像学以及解剖学等学科作为基础,在学习的过程中不仅需要掌握理论知识基础,更要注重动手实践能力的培养。三维虚拟仿真实验室能够很大程度上推动实验教学改革,加快实验教学的信息化建设,提高医学实验教学效率。结合三维虚拟仿真实验室在肿瘤放疗教学中的应用,探析虚拟仿真实验室建设及在肿瘤放疗教学中的效果。

基于Virtools的动态GC虚拟实验室的设计与实现

提出了三维网络仿真虚拟实验室的开发路线和构架过程。在对气相色谱(GC)理论研究和实验的基础上,采用3ds Max和虚拟现实技术Virtools建立了实时高交互的三维气相色谱网络虚拟实验室。以醇系物为考察对象构建了不同分离条件下保留参数的预测模型,可通过动态实时交互改变分离条件参数,并通过分离条件参数与虚拟气相色谱工作站的数据实时传递动态绘制了不同分离条件下的色谱流出曲线,实现了醇系物分析过程的系统模拟仿真。

三维多功能动态GC虚拟实验室新构建模式的研究

为了实现对色谱实验过程的三维情景化交互仿真,提出了1种基于Virtools技术的三维多功能动态虚拟实验室的新构建模式,分析了该模式的结构框架、功能模块,研究了实现的关键技术。文中通过对气相色谱虚拟实验室进行总体设计,明确了该实验室构建的核心模块和所要实现的主要功能,确定色谱分离过程中参数之间数学关系模型的建立、三维场景中色谱流出曲线的动态绘制及多种功能的交互设计是实现过程中的难点。本文依据色谱理论建立了载气流速、分离温度、进样量与保留时间等参数之间的数学关系模型作为该虚拟实验室构建的基础,并通过程序编写及优化实现了虚拟仪器分离条件改变下的色谱流出曲线的动态绘制及虚拟实验设计、实验条件优化、色谱仪故障诊断与维修、实时跟踪评价等多种功能。