基于WWW虚拟实验系统探讨与实现

本论文是在研究远程教学系统的基础上，针对实在验环节的薄弱性进行研究，运用虚拟现实技术设计实现了一套适合远程网络教学的虚拟实验系统。本论文从网上虚拟实验系统的总体设计出发，提出了虚拟实验系统的组成模块。从研究虚拟场景的构建和用户对虚拟场景的交互技术出发，提出了对该系统的建模分类及建模方法。在运动建模中，提出了一种用来描述物体运动现象的方法，即用纹理映射法来描述物体的碰撞响应。以物理学实验为研究对象，对几种典型的物理现象进行建模，并提出了碰撞检测的算法。同时，在对交互性深入研究的基础上，提出了采用VRML和JA相结合，满足了用户对虚拟实验的交互要求。该虚拟实验系统以三维建模语言VRML为核心，综合运用JA、Jascript和WEB技术，具有较强的先进性、实用性及跨平台性等特点，它弥补了网络教学中实验课的不足，是对传统远程网络教学的一个突破，具有一定的实用价值。【关键词】：虚拟现实虚拟实验VRML纹理技术碰撞检测碰撞响应
【论文提纲】：1引言20-251.1远程教育的现状201.2虚拟现实技术概述20-211.2.1虚拟现实的基本概念201.2.2虚拟现实的基本特征20-211.3虚拟现实技术在国内外的研究现状21-221.4虚拟实验室22-241.4.1虚拟实验系统类型231.4.2该虚拟实验系统的优点23-241.5论文主要研究的问题241.6本章小结24-252系统分析和解决方案25-312.1系统配置252.1.1服务器端252.1.2客户端252.2系统软件平台的选择25-292.2.1几种语言的比较25-262.2.2选用VRML和JA作为开发工具26-292.3虚拟实验室模块设计29-302.4基于VRML的虚拟实验系统的优点302.5本章小结30-313虚拟场景的建模31-513.1几何建模31-363.2运动建模36-443.2.1碰撞检测36-413.2.2碰撞响应41-443.3交互行为建模44-453.4纹理映射技术的研究45-503.4.1模型取点法463.4.2映射法46-503.5本章小结50-514三维场景中交互和动画的实现51-664.1基于事件驱动的交互51-534.1.1传感器与插补器514.1.2脚本语言51-524.1.3VRML和ja语言的结合52-534.2动画的实现53-574.2.1虚拟实验中的动画53-544.2.2虚拟实验中的动画实现机制54-574.3运动实体的仿真设计57-654.3.1物体做自由落体运动584.3.2单摆测重力加速度实验58-604.3.3物体的碰撞检测与响应60-614.3.4手抓物体的实现614.3.5实验中曲线的实现及运动61-654.4本章小结65-665虚拟场景与外部程序的连接66-775.1vrml与外部程序的连接66-695.1.1EAI内容66-675.1.2vrml与Applet的接口67-695.2系统与外部数据接口的Ja实现69-755.2.1在script节点和Ja程序代码之间通讯69-725.2.2applet编程725.2.3接口部分程序设计72-755.3本章小结75-776总结77-79参考文献79-81致谢81-82发表论文82