虚拟现实技术在高校实验课教学中的应用研究.doc
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1、虚拟现实技术在高校实验课教学中的应用研究 虚拟现实技术是由计算机产生,通过视、听、触觉等作用,使用户产生身临其境感觉的交互式视景仿真,具有多感知性、存在感、交互性和自主性等特征。本文论述了虚拟现实技术在高校实验课教学中的现实意义,对虚拟现实技术三维建模进行研究,并在高校实验课教学中加以应用。 一、虚拟现实技术 虚拟现实(VirtualReality,简称VR)技术是一项综合集成技术,涉及到计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域,它用计算机生成逼真的三维视、听等感觉,使人作为参与者通过适当仪器设备,对虚拟世界进行体验和交互作用。它集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智
2、能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果,是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。 二、虚拟现实技术在实验课教学中的现实意义 1虚拟现实技术打破了传统的学习空间、时间的限制 利用虚拟现实技术,彻底打破了学生学习空间的限制,学生可以进入实体内部进行观察研究,例如学生可以进入虚拟的计算机以及计算机网络等内部,了解计算机内部的工作情况以及工作原理。虚拟技术还可以突破时间的限制,一些需要很长时间才能观察到的变化过程,通过虚拟现实技术,可以在很短的时间内呈现给学生观察。基于网络的虚拟现实技术为学习者提供了全新的学习场景,构造出开放性的教学环境。 2虚拟现实技术丰富了实验教学内容 利用
3、虚拟现实技术,可以丰富实验教学内容,将实验、实训等技能训练搬到课堂中进行,虚拟的训练系统无任何危险性而且成本较低,学生可以反复练习,直至掌握操作技能为止。应用虚拟现实技术,还可演示一些复杂的、抽象的、不宜直接观察的自然过程和现象,全方位、多角度地展示教学内容。结合计算机多媒体技术,制作各种仿真课件,创设所需要的虚拟场景,让学生进行模拟实验,从而极大丰富实验教学内容。 3虚拟现实技术大大节约了实验课程教学成本 虚拟各种计算机实验设备、实训环境和操作过程,使大多数课程可以在虚拟实验室中进行,大多数的技能可以在虚拟实训实验室进行训练。可以在节约大量仪器设备费用的前提下,虚拟实验还可避免实验实训设备的
4、损坏、训练材料的消耗等问题,从而节约了实验教学成本。 三、虚拟现实技术三维建模研究及其在实验课教学中的应用 (一)虚拟现实技术建模研究 虚拟实验系统的构建是将多种技术综合运用,首先构建实验过程所需要的各种仪器设备,对场景进行建模。 13DS MAX 在VR系统构建过程中的应用 VR系统要求实时动态逼真地模拟环境,考虑到硬件的限制和虚拟现实系统的实时性的要求,VR系统的建模与以造型为主的动画建模方法有着显著的不同,VR的建模大都采用基于模型的构造方法。3DS MAX的几何建模方法主要有多边形(Polygon)建模、非均匀样条曲线建模(NURBS)、细分曲面技术建模(Subdivision Sur
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- 关 键 词:
- 虚拟现实 技术 高校 实验 教学 中的 应用 研究
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