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基于VRML的机械基础虚拟实验室的构建研究

作　者: 潘阿红
导　师: 朱耀琴
学　校: 南京理工大学
专　业: 计算机技术
关键词: VRML 虚拟实验室 LABVIEW LOD
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 10次
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内容摘要

随着信息技术的不断发展及网络技术在教育教学中的大量应用,虚拟实验已经被越来越多的职业院校所采纳。传统的职业学校机械基础实验室投入大且维护困难,教学效果较差。利用虚拟现实技术模拟的虚拟实验,不但投入少,而且其可维护性及可扩展性也非常好,学生的接受效果也非常好。在分析比较了目前流行虚拟实验室体系结构及构建方法的基础上,结合机械基础实验的具体要求,以LabVIEW为主要开发平台,配合PROE、3DSMAX等三维建模软件,设计并实现了一套包含认知实验、装配实验等多项机械基础常见实验的“虚拟实验室”；给出了该虚拟实验室的模块、界面及数据库设计；并重点研究了系统中基于VRML的模型构建方法、基于改进LOD算法的场景优化技术、仿真交互等关键技术；最后以虚拟减速器拆装实验为例详细阐述了模型建立、装配、交互、认知及实验报告等具体实现步骤。此虚拟实验平台通过进一步的开发后,能够普遍应用到教学实验中。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-10
  1.1 虚拟现实技术的发展背景  7
  1.2 国内外研究状况  7-9
  1.3 本论文结构  9
  1.4 本课题的研究意义  9-10
2 虚拟实验室系统的框架结构方案  10-20
  2.1 虚拟实验室系统体系结构方案的选择及设计  10-12
    2.1.1 虚拟实验室系统体系结构介绍  10-12
    2.1.2 虚拟实验室系统体系结构方案的优缺点比较及选择  12
  2.2 虚拟实验室的构建方法简介及选择  12-14
    2.2.1 基于ActiveX技术的虚拟实验室构建方法  13
    2.2.2 基于OpenGL技术的虚拟实验室构建方法  13
    2.2.3 基于VRML技术的虚拟实验室构建方法  13-14
  2.3. 虚拟实验室复杂三维建模方法选择及设计  14-20
    2.3.1 PROE建模方法  15-17
    2.3.2 3DS MAX建模方法  17-20
3 虚拟实验室系统总体设计及关键技术  20-37
  3.1 虚拟实验室系统的模块划分  20-21
  3.2 用户信息管理模块的建立  21-25
    3.2.1 LabVIEW概述  21
    3.2.2 LabVIEW设计虚拟仪器的方法  21
    3.2.3 LabVIEW连接数据库的方法  21-22
    3.2.4 机械基础虚拟实验室的登录界面设计  22-25
  3.3 虚拟实验室系统的模型构建  25-27
    3.3.1 VRML的简单对象建模  25-27
    3.3.2 VRML与其它建模软件的结合  27
  3.4 优化场景及模型的外观  27-31
    3.4.1 VRML中细节层次算法的原理  28-30
    3.4.2 VRML中细节层次算法的改进  30-31
  3.5 虚拟实验室系统机构仿真和交互  31-37
    3.5.1 VRML实验场景中的传感器和路由  31-34
    3.5.2 利用VRML内嵌脚本扩展交互功能  34-36
    3.5.3 碰撞检测的实现  36-37
4 虚拟减速器拆装实验的实现  37-47
  4.1 减速器模型的建立  37-39
  4.2 VRML环境下减速器的装配  39-41
  4.3 VRML环境下减速器装配的交互  41-43
  4.4 减速器机构认知实验的实现  43-45
  4.5 减速器拆装实验报告的实现  45-47
5 总结与展望  47-49
  5.1 总结  47
  5.2 展望  47-49
致谢  49-50
参考文献  50-52

基于VRML的机械基础虚拟实验室的构建研究

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