基于VR技术的多媒体教学系统实验研究与实现

论文摘要

VR技术是伴随计算机科学发展而产生的一门新兴技术,它利用虚拟现实硬件、软件资源,实现一种较为复杂的人与计算机之间沟通和交互过程。运用VR技术所产生的虚拟空间能向参与者提供视、听、触等身临其境的感受,使参与者与虚拟现实环境中的三维物体进行感知和交互。VR技术运用于实验教学中,能给学生提供一个虚拟实验的空间强化他们的操作技能,改善现有实验教学的现状,提高实验教学的效果。本文在详细分析VR技术的基础上,探讨了VR技术应用于实验教学的理论基础,运用系统化教学设计思想对虚拟实验的开发进行了具体分析。作品中选取了虚拟现实技术中的VRML和3DS MAX进行虚拟实验的场景建模,并结合JavaScript语言探析了实验中交互功能及其具体实现。论文研究了VR技术和实验教学的有机融合以促进实验教学的开展,提升学生的应用技能。在实地分析了多媒体系统实验教学的课堂基础上,本文设计、构建了虚拟实验操作平台辅助学生进行实验学习,并对多媒体系统中的视频展示台、投影仪的功能应用等进行详细分析、设计,阐述了虚拟实验制作的一般过程。同时具体结合多媒体虚拟实验操作过程中的主要技术问题(如:虚拟场境的构建、视频展台相关功能按钮的实现、虚拟实验过程中交互功能的体现、投影仪相关功能按钮的体现等)进行了深入的探究和论述。本虚拟实验系统在开发完成后进行了网络环境下的运行试用,证实虚拟实验的交互性、沉浸感有助于提高学习者的学习兴趣、提升学生的实际操作技能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题提出的背景和意义
• 1.1.1 实验教学的现状
• 1.1.2 VR 技术的发展
• 1.1.3 VR 技术的教育应用前景
• 1.1.4 课题意义
• 1.2 国内外现状
• 1.2.1 国外的研究现状
• 1.2.2 国内的研究现状
• 1.3 论文的研究目标和内容
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究内容
• 1.4 主要研究方法
• 第二章 VR 技术概论
• 2.1 VR 技术概念
• 2.2 VR 技术的发展历程
• 2.3 VR 技术的分类
• 2.4 VR 软件技术的现状
• 2.4.1 Cult3D
• 2.4.2 Virtools
• 2.4.3 Java3D
• 2.4.4 EON
• 2.4.5 VRP
• 2.4.6 WebMax
• 2.4.7 VRML 和X3D
• 2.5 VRML 语言特色
• 2.5.1 VRML 特性
• 2.5.2 VRML 文件体系
• 2.5.3 VRML 开发工具
• 2.5.4 VRML 运行环境
• 第三章 基于 VR 技术的实验教学的理论基础
• 3.1 戴尔经验之塔理论
• 3.2 行为主义理论
• 3.3 建构主义理论
• 3.4 基于 VR 技术的多媒体系统实验开发原则
• 第四章 基于 VR 技术的多媒体教学系统实验设计分析
• 4.1 虚拟实验平台的教学设计
• 4.1.1 学习对象分析
• 4.1.2 学习环境分析
• 4.2 多媒体教学系统虚拟实验设计
• 4.2.1 系统设计目的
• 4.2.2 系统设计重点
• 4.3 多媒体教学系统虚拟实验的架构
• 4.4 多媒体教学系统虚拟实验功能设计
• 第五章 虚拟教学媒体实验系统的开发实现
• 5.1 系统开发平台简介
• 5.2 系统建模
• 5.2.1 虚拟实验场景的建模开发实现
• 5.2.2 实验器材的建模实现
• 5.3 实验交互功能的实现
• 5.3.1 视频展示台交互功能的设计实现
• 5.3.2 投影仪交互功能的实现
• 5.4 系统整合
• 第六章 多媒体教学虚拟实验系统的应用
• 6.1 系统运行测试环境
• 6.2 系统功能测试
• 6.3 系统测试调查分析
• 6.4 系统测试总结与反思
• 第七章 总结与展望
• 7.1 主要成果
• 7.2 存在的问题和不足
• 7.3 研究展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 在校期间的论文发表