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《华中科技大学》 2011年
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机械学科网络虚拟实验的实现方法研究

张颍  
【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。
【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

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【参考文献】
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